宝山眼下铟废料回收之ITO薄膜的基本性能
ITO(In2O3:SnO2=9:1)的微观结构,In2O3里掺入Sn后,Sn元素可以代替In2O3晶格中的In 元素而以SnO2的形式存在,因为In2O3中的In元素是三价,形成SnO2时将贡献一个电子到导带上,同时在一定的缺氧状态下产生氧空穴,形成1020至1021cm-3的载流子浓度和10 至30cm2/vs的迁移率。这个机理 提供了在10-4Ω.cm数量级的低薄膜电阻率,所以ITO薄膜具有半导体的导电性能。
ITO是一种宽能带薄膜材料,其带隙为3.5-4.3ev。紫外光区产生禁带的励起吸收阈值为3.75ev,相当 于330nm的波长,因此紫外光区ITO薄膜的光穿透率极低。同时近红外区由于载流子的等离子体振动现象 而产生反射,所以近红外区ITO薄膜的光透过率也是很低的,但可见光区ITO薄膜的透过率非常好。
由以上分析可以看出,由于材料本身特定的物理化学性能,ITO薄膜具有良好的导电性和可见光区较高的光透过率。
宝山眼下铟废料回收从烟灰中回收金属铟:
冶炼烟灰中主要含有锌、铅、铜和铁等金属,同时含有少量铟。铟在冶炼烟灰中主要以In2O3,In2S3和In2(SO4)3等物相存在。冶炼烟灰中回收铟主要采用酸浸—溶剂萃取法。株洲冶炼集团采用硫酸直接浸出—萃取法从铅浮渣反射炉烟尘中提取铟,在200g?L-1硫酸溶液中浸出,铟的浸出率为90%,用P204作萃取剂,适当条件下溶液中铟的萃取率可达85%,用HCl作反萃剂,反萃率在95%以上。在酸浸过程中加入NaCl有利于进一步提高铟的浸出率。对铅烟灰进行酸化焙烧—水浸,铟浸出率提高到88%以上。在萃取过程中采用P204水平箱萃取法,铟的萃取率从90%提高到95%。
宝山眼下铟废料回收之镓铟锡合金的产品特性
1.为灰白色有光泽金属,以铋元素、镓元素等为基的一类易熔合金。
2.熔点有47℃、70℃、92℃、120℃等多种选择;低熔点合金采用水浴法或者油浴法即可熔化。
3.强度室温下为30MPa,延伸率3%,硬度为25HBS。
宝山眼下铟废料回收之粗铟电解:
含In90%左右的粗铟在H2SO4AK HCl介质中电解得99.99%铟。典型的In2(SO4)3电解液含In 40~100g/L,NaCl 80~100g/L,粗铟为阳极,纯铟为阴极,在电流密度为300~500A/m2及20~40℃下电解得99.99%铟;典型的InCl3电解液含铟20~80g/L,NaCl 100g/L,(如用NH4Cl只需50g/L),添加剂如前,pH=2.0~2.5,在电流密度为60~100A/m2,槽压为0.25~0.4V及室 温下电解得99.99%铟。
得到的电解铟如含杂质铊多,可配以NH4Cl与ZnCl2(分别为铟重的1.5%与4.5%)于280℃下熔炼使铊入浮渣而综合回收。如含隔多可用碘化法:200℃下加I2、KCl及甘油使镉以K2CdI4溶入甘油;或在90℃下真空挥发镉而除去并综合利用。
宝山眼下铟废料回收之粗铟β分离系数判定
因为在A-B的二元合金中存在相互作用,使得组元的实际蒸气压并不等于饱和蒸气压,而组元的实际蒸汽压还与其在合金中的摩尔分数浓度N和活度α有关。一般情况下,定义β为二元合金的分离系数,通过判定β的大小就可以判定二元合金能否分离,具体如下:当βA<1时,在真空蒸馏过程中组元A较多富集于液相,组元B则富集于气相,组元A与组元B可以实现分离,βA的值越小,分离效果越好;当βA=1时,在真空蒸馏过程中,组元A与组元B不能实现分离;当βA>1时,在真空蒸馏过程中组元A较多富集于气相,组元B则富集于液相,组元A与组元B可以实现分离,βA的值越大,分离效果越好。
杂质元素Cd、Zn、Ti、Pb的分离系数大于1 ,在蒸馏过程中先于In 挥发出来,进入气相,其中In-Cd、In-Zn的分离系数最大,采用真空蒸馏方法可以有效使其分离,在而杂质元素Sn、Cu、Fe、Ni的分离系数小于1,在蒸馏过程中基本不会挥发,残留在液相中。
宝山眼下铟废料回收之铟及其化合物的职业危害
从国内外的毒性研究、职业流行病学调查和临床病例文献中显示,铟及其化合物具有明确的急性和慢性毒性作用,主要是对呼吸系统的损害,接触氧化铟锡可致间质性肺炎、肺纤维化和肺泡蛋白沉积症。
目前,国内外铟及其化合物致人肺部损害的临床病例报道大部分来自使用ITO靶材的液晶显示面板制造业。2003 年Homma等报道一名从事ITO表面抛光工作的27 岁男性工人患上间质性肺炎,在支气管管腔、肺泡腔和肺泡间隔中有大量的细小颗粒,用电子显微镜扫描证明这些颗粒是铟和锡。Homma等[3]2005年还报道了一例30岁的男性工人在吸入氧化铟锡后导致了肺纤维化。Cummings等[4]报道了两名接触ITO的液晶面板产业工人患上肺泡蛋白沉着症的案例,其中1人死亡;两名工人均通过呼吸道接触ITO粉尘,肺部组织切片中均发现铟颗粒。我国肖永龙等[5]2010 年曾报道一接触铟化合物的工人出现咳嗽、胸闷和呼吸困难,最后死亡,X 射线胸片显示肺间质弥漫性病变,胸腔镜活检发现肺泡间隙有大量的嗜酸性物质,肺间质有大量的浆细胞和淋巴细胞。其他对人健康影响的报道大部分来自职业流行病学调查。Chonan等[6]选取接触铟的108名男性工人和38名未接触铟的男性健康者对照进行研究。108人中有18人存在慢性咳嗽和咳痰症状,4人有杵状指;肺部HRCT显示,23名(21%)接触铟者出现显著的间质性改变,14名(13%)接触铟者出现显著的肺气肿改变;肺功能检测显示6名接触者%VC<80%,4名接触者 %DLCO<80%。相对于未接触铟人群,现在接触铟和过去接触铟人群血清铟浓度均显著增高。Nakano等[7]对13家工厂开展流行病学研究。研究对象包括465名现在接触铟工人,127名过去接触铟工人和169名未接触铟工人。相对于未接触铟组,现在接触铟组和过去接触铟组血清铟浓度和血清KL-6水平浓度均显著增高,具有统计学意义。
宝山眼下铟废料回收之什么是铟?
铟属于稀散金属,具有质软、延展性好和导电性等特点,它的可塑性强,有延展性,可压成极薄的金属片。被广泛应用于宇航、无线电和电子工业、医疗、国防、高新技术、能源等领域。
生产ITO靶材是铟锭的主要消费领域,占全球铟消费量的70%;其次电子半导体领域,占全球消费量的12%;焊料和合金领域占12%;研究行业占6%。
铟产业链上游资源包括铟矿或者含铟废料,中游冶炼包括粗铟和精铟,下游应用主要是将铟制成镀膜材料和半导体材料。