當(dāng)前ITO靶材回收主要圍繞銦元素提取展開,主要分為物理法、化學(xué)法和聯(lián)合工藝三類:
熔煉過濾法(物理法)
通過高溫熔煉結(jié)合篩網(wǎng)過濾實(shí)現(xiàn)銦與其他金屬的分離。具體流程包括:
廢銦塊在625℃熔煉爐中熔化,利用鐵/不銹鋼篩網(wǎng)(30-40目)截留固態(tài)雜質(zhì)鐵、鋁。
熔融銦通過重力滴落收集,殘留物可二次熔煉提升回收率至72%。
該方法具有設(shè)備簡(jiǎn)單(圖1)、周期短(單次處理≤60分鐘)的優(yōu)勢(shì),適用于含銦量70%-90%的廢靶材。但需控溫(±5℃),否則雜質(zhì)金屬可能熔化導(dǎo)致純度下降至95%以下。
回收1噸銦可減少50噸原礦開采,成本降低30%~50%。高純銦需求穩(wěn)定,半導(dǎo)體和光伏領(lǐng)域推動(dòng)回收緊迫性。濕法、火法冶金等技術(shù)靈活適配不同廢料,實(shí)現(xiàn)資源可持續(xù)利用。
ITO廢料來源于生產(chǎn)廢料、終端廢料及工業(yè)副產(chǎn)物,為回收提供了豐富資源。ITO廢料來源于多個(gè)方面。首先,在ITO靶材的生產(chǎn)過程中,會(huì)產(chǎn)生切削碎屑和鍍膜后的廢靶材,這些屬于生產(chǎn)廢料。其次,隨著電子產(chǎn)品的更新?lián)Q代,廢棄的LCD面板、智能手機(jī)屏幕以及光伏薄膜等電子垃圾也逐漸增多,這些被稱為終端廢料。此外,金屬冶煉過程中也會(huì)產(chǎn)生含銦煙塵或廢渣,這屬于工業(yè)副產(chǎn)物。這些不同來源的ITO廢料,為銦的回收利用提供了豐富的資源。
多種類回收技術(shù)如濕法冶金、火法冶金和物理分離法,提供了靈活的回收方式以適應(yīng)不同的廢物類型和規(guī)模需求。濕法冶金回收中,酸浸法通過使用鹽酸或硫酸來溶解ITO廢料,使得銦以In3?的形式進(jìn)入溶液。隨后,可以利用溶劑萃取、置換反應(yīng)(例如,使用鋅粉進(jìn)行置換)或電解法來進(jìn)一步回收銦。生物浸出法利用特定的微生物,如硫氧化,來選擇性溶解銦。雖然這種方法環(huán)保,但目前其效率相對(duì)較低,仍處在研究階段。火法冶金回收中,高溫熔煉將含銦廢料與還原劑(例如焦炭)一同進(jìn)行高溫熔煉。在熔煉過程中,銦會(huì)富集在煙塵或熔渣中,隨后需要進(jìn)一步的二次處理來進(jìn)行提純。這種方法適用于大規(guī)模的回收操作,但能耗相對(duì)較高。