废弃LCD中铟回收的研究进展

李有桂，王 辉，张文立

（1.合肥工业大学 化工学院，安徽 合肥 230009；2.安徽华星化工股份有限公司，安徽 巢湖 238000）

废弃LCD中铟回收的研究进展

李有桂1，2，王 辉1，张文立1

（1.合肥工业大学 化工学院，安徽 合肥 230009；2.安徽华星化工股份有限公司，安徽 巢湖 238000）

随着废弃LCD量的增长，从废弃LCD中回收铟的技术也越来越受到重视。综述金属铟的富集与回收技术的研究现状，介绍了废弃LCD中铟回收的方法。

铟；回收；萃取法；还原法；膜分离法

自20世纪90年代以来，液晶显示器（LCD）的技术迅速发展，加之具有清晰度高、图像色彩好、省电、轻薄、携带方便等优点，现已广泛应用于家电、通信等产品中[1]。

尽管LCD技术起步较晚，但其凭借着优良的性能得到了广泛的应用。从产品的产值来看，整个平板显示器（FPD）市场经过了高速增长，到2009年占有市场的份额已经超过了95%。据最近的报道，LG-Philips LCD已将其6代厂的产量提高到每月12万片，其7代厂则希望达到每月9万片的产量[1]。加之以数码产品快速更新换代的特点，废弃的LCD的量也随之越来越多。因此，对于废弃LCD的回收再利用的研究是当今科研工作者关注的热点之一。

1 LCD的概况

LCD是利用环氧树脂将两片刻有铟电极的玻璃基板密封，注入液晶，然后在玻璃基板外侧压贴偏光片[2]。如图1所示。

图1 LCD结构示意图

由于铟是目前最贵的稀有金属之一，并且它已经被广泛应用于高空仪器、宇航设备、半导体工业技术以及无线电电子技术等领域中，因此，对于铟的回收利用的意义是极其重大的。

关于废弃产品和矿石中铟的回收和利用，国内外已经有多次报道，研究方法主要以萃取法和化学沉淀法为主。目前，最为广泛应用于工业化生产的是萃取法。本文就铟的回收和提取的方法做一综述。

2 研究现状

2.1 萃取法

2.1.1 热酸浸出法

热酸浸出法是利用酸性溶剂将铟离子从混合体系中萃取出来。从技术观点来看，以酸性萃取剂萃取铟离子的方法，可以排除干扰离子，比较容易实现，并已经逐步建立起来。

李严辉等[3]在6mol·L-1的盐酸中，将50g废弃液晶显示器碎片于 85oC的温度下浸泡 6h。以Na2CO3溶液中和，并控制pH在3.0~3.5之间。澄清24h后，过滤，控制pH在1~1.5之间，温度50oC，以海绵铟、锌板或铝板置换24h。最后，电解精炼，制得产品铟，纯度可达99.99%。

2.1.2 有机溶剂浸出法

有机溶剂浸出法是利用有机溶剂除去干扰离子，进而获得较为纯净的铟离子体系，方便进一步精提取。

聂耳等[4]将拆解后的液晶显示器置于丙酮中，浸泡4h，然后将玻璃基板剥离，并将其置于丙酮中浸取15min，反应结束后，通过蒸馏，分离液晶和丙酮。余下的玻璃片以硫酸溶液和二氧化锰90oC下浸取，萃取，电解精炼得到产品铟，回收率可达89%。

2.2 还原法

还原法是在高温条件下，利用氢气或活性炭等物质的还原性，直接将铟离子还原成单质的方法。

陈坚等[5]对还原法做了相关的报道。氢气还原法是将废弃液晶显示器粉碎，置于炉内，通入氢气，升温。待反应完全，在氮气环境下冷却至室温，制得铟锡合金。

碳还原法中，首先粉碎废弃液晶显示器，并与活性炭按一定比例混合，置于马弗炉中，高温反应完成后，降温至300oC左右，加入适量氢氧化钠，制得铟锡合金。

2.3 膜分离法

2.3.1 液膜分离法

液膜分离技术是利用人工生物膜的选择透过性的特点来实现分离的，金属离子可以依据浓度的不同，在膜的左右进行迁移，具有选择性高、传质速度快、条件温和等优点。

Kazuo等[6-7]利用二（十八烷酰）磷酸（DISPA）作为载体的液膜法分离得到铟。他们还研究了DISPA萃取铟的平衡和动力学，所得的In(III)离子，其萃取速率是由In(OH)2+和被吸附的萃取剂之间的界面反应速度所决定的。进一步的研究表明，铟可以选择性地透过液膜，从而可将铟分离出来。

2.3.2 螯合树脂分离法

由于常规的离子交换树脂的选择透过性较差，因此，很少用于铟的分离和回收。有鉴于此，人们研制出螯合树脂和浸渍树脂，并将其应用于铟的分离。螯合树脂具有吸附容量大、干扰少和稳定性好等优点。近年来，在贵金属的回收等研究领域比较活跃。

Annie[8]和Masaaki[9-10]研究小组利用多种膦酸基螯合树脂回收提取铟，研究结果表明，羟基-联膦酸基树脂的效果较好，亚甲基-联膦酸基、氨基-亚甲基-膦酸基树脂的效果更好。此类树脂针对铟资源的特点，在分离铟的过程中，具有特效选择性、抗干扰性强等特点。

3 存在的问题

3.1 萃取法存在的问题

尽管萃取法目前已经在工业化生产中有了较为广泛的应用，从其具体的实施方法来看，虽然萃取法可以提取出纯度较高的铟，但其工序过于繁琐，在实际的操作过程中不易控制。这些问题，在工业化的进程中，日后必将成为发展的屏障。

3.2 还原法存在的问题

还原法的步骤相对较为简单，但其所得到的是合金，而不是单质铟。因此，在得到合金以后，还要进一步地提取，这样才能实现铟的回收。同时，形成了合金以后，其分离起来相对较为困难，不利于得到纯度较高的产品。

4 展望

目前，溶剂萃取法依旧是分离回收铟的主要方法。从当前的工业发展来看，溶剂萃取法、还原法以及膜分离法都有着自身的局限性，而膜分离技术相比之下具有更大的潜力。因此，笔者认为，可以将目前几种分离回收方法的优点进行优化、整合，设计出更为科学、有效的分离技术。这种方法应该具有以下几个特点：

（1）分离、提纯的工序相对简单；

（2）所得产品的纯度高；

（3）方法具有环境友好的特点。

在膜分离技术提出以来，此法表现出极其明显的环境友好的特点。笔者相信，随着膜分离技术在分离铟方面的不断完善，可以弥补萃取法和还原法的不足，从而设计出更为理想的分离方法，使得回收铟的方法不断地完善起来。

[1]中国电子报.液晶显示器产业呈现三大趋势[J].电子工业设备，2007,150（7）：10-12

[2]李维諟,郭强.液晶显示应用技术[M].北京：电子工业出版社，2000

[3]李严辉，张欣，杨永峰等.ITO废靶中铟的回收[J].中国稀土学报，2002,12（20）：256-257

[4]聂耳，罗兴章，郑正等.液晶显示器液晶处理与铟回收技术[J].环境工程学报，2008，2（9）：1251-1254

[5]陈坚，姚吉升，周友元等.ITO废靶回收金属铟[J].稀有金属，2003，27（1）：101-103

[6]Kazuo Kondo,Yukihiro Yamamoto,Michiaki Matsumoto.Separation of indium （III）and gallium（III）by a supported liquid membrane containing diisostearylphosphoric acid as a carrier[J].Joural of Membrane Science，1997,（137）:9-15

[7]Kazuo Kondo,Michiaki Matsurmoto.Separetion and concentration of indium （III）by an emulsion liquid memberane containing diisostearyphosphoric acid as a mobile carrier [J].Separation and Purification Technology，1998,（13）:109-115

[8]D.Annie.用含膦酸基的离子交换相回收铟、锗和镓的方法[J].湿法冶金，1989，（2）:77-80

[9]M Masaaki，A Masahiro.Recovery of indium in the sulfuric acid leaching solution of zinc leach residue with chelate resin[J].The Chemical Society of Japan，1990，（9）:976-981

[10]M Masaaki，A Masahir,A Yoshiro.Recovery of indium in the sulfuric acid leaching solution of zinc slag with chelate resin [J].The Chemical Society of Japan，1989，（12）:2012-2017

TQ028.7

A

1009-9530（2010）05-0001-02

2010-05-08

李有桂（1969-），男，安徽泗县人，合肥工业大学化工学院副教授，博士，研究方向：有机合成和不对称催化反应。