一种回收废弃液晶显示屏中铟的方法转让专利
申请号 : CN201910424166.9
文献号 : CN110055422B
文献日 : 2021-03-30
发明人 : 朱能武 , 罗德亮 , 李遥 , 吴平霄
申请人 : 华南理工大学
摘要 :
权利要求 :
1.一种回收废弃液晶显示屏中铟的方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)将废弃液晶显示屏破碎为玻璃粉末,在酸性离子液体体系中进行高温浸出反应,反应条件为:温度90-100℃,时间20h以上;所述酸性离子液体体系为[Hbet][Tf2N]-H2O体系或[Hbet][Tf2N]-抗坏血酸溶液体系;体系中离子液体的浓度为40%-50%(v/v);所述玻璃粉末与体系的固液比为10-20g/L;
(2)将步骤(1)所得反应产物进行固液分离,再将浸出液冷却分层,萃取获得含铟的离子液体有机相;
(3)将步骤(2)获得的含铟离子液体有机相与草酸溶液进行反应,充分震荡后进行离心分层,上层为含铟草酸溶液,下层为离子液体,分离得到含铟草酸溶液。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤(1)中所述的反应条件为:温度90-100℃下搅拌20-24h。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤(2)中所述的固液分离的温度在55℃以上。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,步骤(2)中所述的固液分离的温度为70-90℃。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤(2)中所述冷却是浸出液由反应温度冷却至55℃以下。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,步骤(2)中所述冷却是浸出液由反应温度冷却至20-30℃。
7.根据权利要求1~6任意一项所述的方法,其特征在于,步骤(2)所述冷却分层是进行降温离心;步骤(2)(3)中所述的离心条件为:8000~12000rpm的转速离心8~10min。
8.根据权利要求1~6任意一项所述的方法,其特征在于,步骤(1)中所述抗坏血酸溶液的浓度为0.01mol/L。
9.根据权利要求1~6任意一项所述的方法,其特征在于,将步骤(3)分离获得的离子液体用冰水清洗3-5次,70-100℃真空干燥后重复利用。
说明书 :
一种回收废弃液晶显示屏中铟的方法
技术领域
背景技术
废弃液晶显示屏的回收不仅可以解决所造成的环境污染问题,更重要的是可以实现金属资
源的回收再利用。目前,针对废弃液晶显示屏中的铟资源的回收技术主要采用真空碳化/氯
化、生物浸出和以化学药剂主导的湿法冶金工艺。特别的,在湿法冶金中通常采用浓硫酸、
浓硝酸等强酸溶液实现铟氧化物完全转化为溶液中的铟离子态,并通过吸附/解析、萃取/
反萃、置换沉淀等系列工序进行产品富集浓缩和提纯。此类方法工序冗长且消耗大量化学
试剂、易产生二次污染。因此亟待探寻一种经济合理、环保高效的回收方法和工艺路线。
发明内容
利用体系低温(低于55℃)液液分层特性进行金属的选择性分离纯化,富集了铟离子的离子
液体经过洗涤后又能重复利用,提供一种酸性离子液体同步浸出萃取废弃液晶显示屏中铟
的方法。该工艺方法简单便捷、易于操作,实现了浸出和萃取一体化的目的,且该方法使用
的离子液体具有重复性,有效减少化学药剂的使用量和环境污染。
屏蔽了铁等主要金属杂质,实现废弃液晶显示屏中铟的浸出和萃取回收一体化。
的方法操作简单、工艺过程安全、无污染、回收率高、经济环保、促进循环经济的发展。
附图说明
具体实施方式
20、24、28h等不同时间序列条件下铟的浸出效果,确定最佳浸出实验条件。待反应结束后,
在70-90℃的温度范围内使用0.22um尼龙66膜快速过滤,实现固液分离。获得的浸出液采用
5(v/v)%硝酸稀释后用电感耦合等离子体发射光谱仪分析金属含量。不同浸出条件对浸出
效率的影响如图1所示。图1(a)表明[Hbet][Tf2N]浓度增加有利于提高铟的浸出,在[Hbet]
[Tf2N]浓度达到40(v/v)%时即可浸出近100%的铟,图1(b)表明在不断增加固液比的情况
下,20g/L的固液比仍然能实现铟的全部浸出,图1(c)表明不同温度条件下实现完全浸出的
时间也不相同,其中90℃条件下在24h时即可实现铟的全部浸出,而在70℃或80℃条件下完
成全部浸出需要更长的时间。优化的,最佳的浸出条件:50(v/v)%[Hbet][Tf2N]-H2O体系,
20g/L为固液比,90℃,24h时可以实现铟的全部浸出。
分离,形成含铟有机相和无铟水相两相溶液,用电感耦合等离子体发射光谱仪分别测定水
相和有机相中金属种类和含量。不同金属的浸出率的分配比如图2所示。由图可知:废弃液
晶显示屏中其它金属氧化物也被浸出,如铁、铝、钙等,但是不同的是,在萃取分离过程中这
些杂质金属大部分分布在水相中,而98.23%的铟富集在有机相中,实现了含铟溶液的纯
化。
酸能将Fe(Ⅲ)还原为Fe(Ⅱ),增加铟和铁的分离效果。因此在最佳浸出条件的基础上,用
0.01M抗坏血酸溶液代替等量的水,即形成[Hbet][Tf2N]-抗坏血酸体系,其效果如图3所
示。由图可知:铟的浸出率为99.75%,萃取率为98.63%,于[Hbet][Tf2N]-H2O体系相比无明
显差异,但不同的是铁的萃取率由原来的59.87%降低为8.84%,有效促进了铟和铁的分
离。
(a)可知原始玻璃粉末的XRD图谱中没有出现明显的衍射峰,是由纯粹的非晶态物质组成,
而且浸出前后粉末结构并无改变。扫描电镜(SEM)观察1,2,3三种玻璃粉末的表面形态如图
4(b)、(c)、(d)所示,结果表明浸出前后玻璃粉末形貌无明显差异。因此,浸出过程并不影响
废弃玻璃粉末作为建筑材料等的资源化再利用。
和有机相中金属种类和含量。草酸作为离子液体的清洗剂,将金属离子转移到草酸溶液中,
其效果如图5所示。由图可知:95.71%的铟和其他金属离子都被转移到草酸溶液中。草酸洗
涤后的离子液体再用冰水清洗4次,所获洁净的离子液体可以重复利用,其重复利用效果如
图6所示。由图可知:二次利用时,铟的浸出率为97.77%,萃取率为97.71%。
均应为等效的置换方式,都包含在本发明的保护范围之内。