銦回收面臨的主要挑戰(zhàn)包括銦在電子設備中的低濃度和與其他金屬的合金化。傳統(tǒng)的回收方法難以有效提取,需要采用濕法冶金或火法冶金等先進技術。同時,回收過程中需確保電子廢物流的分類和處理,以減少污染物對回收過程的影響。 銦回收具有重要的環(huán)保和經(jīng)濟效益。通過回收廢舊靶材中的銦,可以減少對新資源的開采,降低環(huán)境污染,實現(xiàn)資源的可持續(xù)利用。此外,回收銦還能穩(wěn)定市場供應,降低生產(chǎn)成本,促進相關產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
當前,銦的主要消費領域集中在ITO靶材上,其占比高達約70%。此外,半導體制造和合金領域的需求也不容忽視,兩者合計占總消費量的24%,而其他研究領域則占據(jù)了6%。然而,由于ITO制造過程中靶材利用率僅達30%左右,導致大量剩余材料成為廢料。加之電子廢棄物的激增,銦回收已成為資源可持續(xù)利用不可或缺的一環(huán)。隨著技術進步和應用需求的增長,ITO廢料回收能有效減少原礦資源消耗,實現(xiàn)資源的可持續(xù)性發(fā)展。
物理分離法中的機械剝離技術,是通過破碎、篩分和浮選等方法,將ITO涂層與玻璃基板進行分離。隨后,再結合化學處理對分離出的ITO涂層進行銦的提取。這種方法主要適用于LCD面板的回收,但需注意,其純度可能相對較低。再生銦的應用廣泛,包括重新制備ITO靶材,以及在半導體、合金等領域的使用。從經(jīng)濟角度看,回收1噸銦可以減少大約50噸原礦的開采,同時,回收銦的成本相比原生銦要低30%~50%。綜上所述,ITO銦的回收不僅對環(huán)境友好,還能帶來顯著的經(jīng)濟效益。隨著科技的不斷進步和電子廢棄物數(shù)量的不斷增加,且環(huán)保的回收方案將成為稀散金屬可持續(xù)利用的關鍵所在。
主流回收工藝分類 當前ITO靶材回收主要圍繞銦元素提取展開,主要分為物理法、化學法和聯(lián)合工藝三類: 熔煉過濾法(物理法) 通過高溫熔煉結合篩網(wǎng)過濾實現(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%。 該方法具有設備簡單(圖1)、周期短(單次處理≤60分鐘)的優(yōu)勢,適用于含銦量70%-90%的廢靶材。但需控溫(±5℃),否則雜質金屬可能熔化導致純度下降至95%以下。