一種廢舊液晶面板中銦的浸出方法及浸出劑的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種廢舊液晶面板中銦的浸出方法及相應(yīng)的浸出劑，屬固體廢棄物回收技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]液晶顯示屏(IXD)是各種信息設(shè)備顯示器的關(guān)鍵部件，廣泛應(yīng)用于筆記本電腦、計(jì)算機(jī)、電視、手機(jī)以及各種機(jī)械設(shè)備的操作面板等現(xiàn)代電子、機(jī)械產(chǎn)品中。隨著LCD產(chǎn)品的快速增長(zhǎng)以及產(chǎn)品更新?lián)Q代、淘汰，大量廢舊的LCD逐漸成為廢棄電子物的重要組成，由此產(chǎn)生的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題以及廢舊IXD的資源化引起了廣泛關(guān)注。我國(guó)于2009年公布了《廢棄電子產(chǎn)品回收處理管理?xiàng)l例》，并于2011年1月1日起開(kāi)始實(shí)施。廢舊液晶電視和電腦顯示器作為第一批目錄納入該條例的管理。因此，廢舊LCD的回收處理技術(shù)收到越來(lái)越多的關(guān)注。
[0003]目前，銦錫氧化物(ΙΤ0)薄膜是生產(chǎn)的LCD必不可少的關(guān)鍵材料，而其中所需的金屬銦(In)是一種重要的稀散金屬，在地球礦床中含量極少，且很少有獨(dú)立礦床存在。由于銦資源的稀缺性和珍貴性，從廢舊LCD中回收銦一直是LCD回收處理技術(shù)中的重點(diǎn)。同時(shí)，大量廢舊LCD的產(chǎn)生也是一種重要的銦金屬二次資源。比如說(shuō)，日本80%以上的銦金屬來(lái)源于對(duì)銦二次資源的回收利用。我國(guó)對(duì)銦二次資源的回收利用率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于日本、歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家，造成了銦資源的極大浪費(fèi)。從目前報(bào)道的專利文獻(xiàn)和非專利文獻(xiàn)來(lái)看，從廢舊LCD中回收銦的方法主要有物理機(jī)械法、高溫還原法和化學(xué)處理法等。前兩種方法由于需要特殊的大型設(shè)備，投資巨大且回收效率不高，因此化學(xué)處理法是目前銦二次資源回收的主要方法?；瘜W(xué)處理法回收銦的基本原理是采用化學(xué)浸漬液處理而使銦從氧化態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)殡x子態(tài)而溶于液相中，進(jìn)而通過(guò)萃取、置換等方法實(shí)現(xiàn)銦的富集與分離，浸漬劑的配制與選擇是其中的關(guān)鍵步驟。例如，申請(qǐng)?zhí)枮?01010295590.7的發(fā)明專利公開(kāi)了一種以硫酸與二氧化錳的混合液為浸漬劑的從廢舊LCD中提煉銦的方法；申請(qǐng)?zhí)枮?01310544686.6的發(fā)明專利采用硫酸浸漬結(jié)合超聲振蕩的方法;而申請(qǐng)?zhí)枮?01010513266.8的發(fā)明專利則采用氫氧化鈉或氫氧化鉀堿液作為浸漬液。這些方法都采用強(qiáng)酸強(qiáng)堿液作為浸漬劑。強(qiáng)酸強(qiáng)堿液的使用對(duì)設(shè)備的腐蝕性很強(qiáng)，由此產(chǎn)生的酸、堿廢液還會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重的污染，造成目前我國(guó)銦回收技術(shù)路線大多成本較高且環(huán)境經(jīng)濟(jì)性欠佳。因此，開(kāi)發(fā)高效、簡(jiǎn)單、環(huán)保的從廢舊LCD中回收銦的浸漬劑及相應(yīng)的銦回收技術(shù)，具有很好的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
[0004]低共熔離子液體是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一種多組分離子性溶劑，具有原料來(lái)源廣泛、價(jià)格低廉、制備方法簡(jiǎn)單、揮發(fā)性小、物理化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，是一類新型綠色環(huán)保溶劑。低共熔離子液體通過(guò)接受或給予電子或質(zhì)子形成氫鍵而實(shí)現(xiàn)低熔點(diǎn)共熔，對(duì)一些金屬氧化物具有選擇性溶解能力。低共熔離子液體的這種性質(zhì)賦予了其在金屬的選擇性分離、回收和提純等方面具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種廢舊液晶屏中銦的浸出劑和浸出方法，浸出劑具有配制方法簡(jiǎn)單、綠色環(huán)保、可循環(huán)使用的優(yōu)點(diǎn)，浸出方法操作工藝簡(jiǎn)單，銦浸出率高、選擇性好，有利于大規(guī)模生產(chǎn)使用。
[0006]解決本發(fā)明的技術(shù)問(wèn)題所采用的浸出劑是:氯化膽堿與二酸類物質(zhì)形成的低共熔離子液體，氯化膽堿與二酸的摩爾比為1: (0.5?2)。
[0007 ] 其中二酸的分子結(jié)構(gòu)為:H00C (CH2) nCOOH，式中η值為0~4。
[0008]本發(fā)明所用的低共熔離子液體的配制方法為:
將氯化膽堿與相應(yīng)摩爾量的二酸混合，攪拌均勻后置于80?100°C的環(huán)境中，直至均勻透明清亮的液體形成。
[0009]本發(fā)明采用的廢舊液晶屏中銦的浸出方法是:
(1)從廢舊液晶面板上剝離出玻璃基片；
(2)將玻璃基片粉碎得到玻璃粉末；
(3)將玻璃粉末用丙酮浸泡除去液晶等有機(jī)成分，過(guò)濾、洗滌、干燥后得清潔玻璃粉末；
(4)將清潔后的玻璃粉末用按上述方法配制的低共熔離子液體浸泡一定的時(shí)間后，過(guò)濾，洗滌固體，收集濾液；
(5)將二酸、氯化膽堿用乙醚萃取從水相分離，濃縮后的濾液用鋅片置換后得粗銦。
[0010]其中，上述方法所述的步驟(2)中，所述的玻璃粉末的粒徑范圍為50?200目，優(yōu)選的粒徑范圍為50?100目。
[0011]其中，上述方法所述的步驟(3)中，所述的丙酮浸泡通常在室溫下進(jìn)行，浸泡時(shí)間為1?6小時(shí)，優(yōu)選的浸泡時(shí)間為2?3小時(shí)。
[0012]其中，上述方法所述的步驟(4)中，所述的低共熔離子液體浸泡溫度為50?90°C，優(yōu)選的浸泡溫度為60?80溫度;所述的浸泡時(shí)間為12?48小時(shí)，優(yōu)選的浸泡時(shí)間為16?30小時(shí)；所述的玻璃粉末與低共熔離子液體的固液質(zhì)量比為1:0.5-1:2，優(yōu)選的固液質(zhì)量比為1:0.8?1:1.2。
[0013]本發(fā)明獨(dú)創(chuàng)性的采用低共熔離子液體對(duì)銦的氧化物具有選擇性溶解的特性，通過(guò)浸泡廢舊液晶屏粉末浸出銦的的方法，不需要高溫、加壓設(shè)備，工藝過(guò)程簡(jiǎn)單，工藝條件容易控制，實(shí)現(xiàn)廢舊液晶屏中所含的銦從固態(tài)轉(zhuǎn)移到液相中，銦的浸出率高于95%，并且有效地排除了含銦溶液中其他金屬元素對(duì)銦的富集、置換等步驟的干擾。此外，浸出劑的制作簡(jiǎn)單，所用的相關(guān)材料可循環(huán)使用，降低了生產(chǎn)成本，不產(chǎn)生有害污染物。
[0014]【具體實(shí)施方式】:
下面結(jié)合實(shí)例對(duì)本浸出劑的應(yīng)用詳細(xì)說(shuō)明，具體實(shí)施例敘述于后。
[0015]實(shí)施例1
本實(shí)施例的具體步驟如下:
(1)分別稱取氯化膽堿70.0g和丙二酸52.2g，攪拌混合均勻后置于80°C的烘箱中靜置，直至形成透明、均勻、清亮的低共熔離子液體，取出冷卻待用；
(2 )稱取廢舊液晶屏粉末100g，加入200mL丙酮，室溫下浸泡2小時(shí)，過(guò)濾、用適量丙酮洗滌粉末兩次，減壓蒸餾濾液回收丙酮，固體粉末烘干待用；
(3)將步驟(1)配制好的低共熔離子液體加入到步驟(2)處理好的固體粉末中，于80°C下攪拌浸出24小時(shí)，銦的浸出率為100%。
[0016]實(shí)施例2 本實(shí)施例的具體步驟如下:
(1)分別稱取氯化膽堿70.0g和二水草酸63.2g，攪拌混合均勻后置于80°C的烘箱中靜置，直至形成透明、均勻、清亮的低共熔離子液體，取出冷卻待用；
(2 )稱取廢舊液晶屏粉末100g，加入200mL丙酮，室溫下浸泡2小時(shí)，過(guò)濾、用適量丙酮洗滌粉末兩次，減壓蒸餾濾液回收丙酮，固體粉末烘干待用；
(3)將步驟(1)配制好的低共熔離子液體加入到步驟(2)處理好的固體粉末中，于80°C下攪拌浸出24小時(shí)，銦的浸出率為98%。
[0017]實(shí)施例3
本實(shí)施例的具體步驟如下:
(1)分別稱取氯化膽堿70.0g和丁二酸59.2g，攪拌混合均勻后置于80°C的烘箱中靜置，直至形成透明、均勻、清亮的低共熔離子液體，取出冷卻待用；
(2 )稱取廢舊液晶屏粉末100g，加入200mL丙酮，室溫下浸泡2小時(shí)，過(guò)濾、用適量丙酮洗滌粉末兩次，減壓蒸餾濾液回收丙酮，固體粉末烘干待用；
(3)將步驟(1)配制好的低共熔離子液體加入到步驟(2)處理好的固體粉末中，于80°C下攪拌浸出24小時(shí)，銦的浸出率為97%。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種廢舊液晶面板中銦的浸出劑，其特征在于:浸出劑為氯化膽堿與二酸類物質(zhì)形成的低共熔離子液體，氯化膽堿與二酸的摩爾比為1: (0.5?2)。2.如權(quán)利要求書(shū)1所述的廢舊液晶面板中銦的浸出劑，其配制方法為:將氯化膽堿與相應(yīng)摩爾量的二酸混合，攪拌均勻后置于80?100°C的環(huán)境中，直至均勻透明清亮的液體形成。3.如權(quán)利要求書(shū)1所述的廢舊液晶面板中銦的浸出劑的浸出方法，其特征在于該方法包括以下步驟: (1)從廢舊液晶面板上剝離出玻璃基片； (2)將玻璃基片粉碎得到玻璃粉末，玻璃粉末的粒徑范圍控制在50?200目； (3)將玻璃粉末用丙酮浸泡除去液晶等有機(jī)成分，過(guò)濾、洗滌、干燥后得清潔玻璃粉末； (4)將清潔后的玻璃粉末用按上述方法配制的低共熔離子液體浸泡一定的時(shí)間后，過(guò)濾，洗滌固體，收集濾液。4.如權(quán)利要求3所述的廢舊液晶面板中銦的浸出劑的浸出方法，其特征在于:浸泡溫度控制在50?90°C，浸泡時(shí)間控制在12?48小時(shí)，玻璃粉末與低共熔離子液體的固液質(zhì)量比控制在1:0.5?1:2。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種廢舊液晶面板中銦的浸出劑及相應(yīng)的浸出方法，屬固體廢棄物回收技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明采用氯化膽堿與二酸類物質(zhì)形成的低共熔離子液體為浸出劑，液晶面板玻璃基片粉碎為顆粒度50~200目的粉末后用低共熔離子液體浸泡，浸泡溫度為50~90℃，浸泡時(shí)間為12~48小時(shí)，玻璃粉末與低共熔離子液體的固液質(zhì)量比為1:0.5~1:2，銦的浸出率高于95%。本發(fā)明具有浸出劑配制方法簡(jiǎn)單、綠色環(huán)保、可循環(huán)使用和浸出方法操作工藝簡(jiǎn)單，銦浸出率高、選擇性好的優(yōu)點(diǎn)，提供了一種從廢舊液晶面板中回收銦的有效方法。
【IPC分類】C22B3/16, C22B58/00, C22B7/00
【公開(kāi)號(hào)】CN105483389
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610019764
【發(fā)明人】黃強(qiáng), 寸唐湘
【申請(qǐng)人】云南大學(xué)
【公開(kāi)日】2016年4月13日
【申請(qǐng)日】2016年1月13日