MỘT SỐ PHƯƠN PHÁP THU HỒI INĐI TỪ MÀN HÌNH LCD PGS TS Phạm Văn Luận

Company LOGO MỘT SỐ PHƯƠN PHÁP THU HỒI INĐI TỪ MÀN HÌNH LCD PGS TS Phạm Văn Luận TRÂN TRỌNG GIỚI THIỆU Các nguồn sản xuất inđi LĨNH VỰC SỬ DỤNG INĐI In một kim loại hiếm, mềm, dễ uốn dễ nóng chảy Chế tạo điện cực suốt từ ôxyt thiếc – inđi (ITO) dùng hình tinh thể lỏng (LCD) Sản xuất chất bán dẫn, tế bào lượng mặt trời sử dụng rộng rãi công nghệ màng mỏng, công nghiệp điện tử Sản xuất hợp kim có điểm nóng chảy thấp CÁC NGUỒN SẢN XUẤT INĐI KIM LOẠI Từ khoáng sản - In nằm khoáng sàng Kẽm, đồng, sắt chì; -Kim loại inđi chủ yếu sản xuất từ sản phẩm phụ nhà máy tinh luyện kẽm -Hàng năm giới có khoảng 480 inđi sản xuất từ khoáng sản Tái chế - - Tái chế từ hình LCD; Trong hình LCD loại bỏ có chứa đến 1400 g/t In (tương đương 0,7 g/m2); Hàng năm giới sản xuất đến 680 inđi từ tái chế hình LCD CẤU TẠO MÀN HÌNH LCD Kính lọc phân cực thẳng đứng -> lọc ánh sáng tự nhiên vào Lớp kính có điện cực ITO, hình dáng điện cực -> hình cần hiển thị Lớp tinh thể lỏng Lớp kính có điện cực ITO chung Kính lọc phân cực nằm ngang Gương phản xạ ánh sang cho người quan sát ITO hợp kim 80 – 90% In2O3 với 10 – 20 % SnO2 TIỀM NĂNG TẠI VIỆT NAM - Mỗi người dân Việt Nam thải trung bình 1,3kg chất thải điện tử năm 2018, tương đương 116.000 tấn/năm - Lượng phát thải tivi Việt Nam vào năm 2025 lên tới 250.000 Lượng chất thải điện tử Việt Nam năm tăng khoảng 100.000 tấn, chủ yếu phát sinh từ hộ gia đình (đồ gia dụng điện tử), văn phịng (máy tính, máy photocopy, máy fax ), - Màn hình tinh thể lỏng chiếm khoảng 7% tổng số rác thải điện tử CÁC PHƯƠNG PHÁP THU HỒI INĐI TỪ MÀN HÌNH LCD Thu hồi ITO Tách lớp ITO khỏi LCD, phương pháp sốc nhiệt nhiệt độ 200oC vòng phút Sau đó, lấy lớp thủy tinh khơng phân cực chứa ITO đưa thu hồi In trình hỏa luyện thủy luyện PHƯƠNG PHÁP HỎA LUYỆN Nung hồn ngun mơi trường chân khơng PHÂN HỦY ĐẲNG NHIỆT Sau sấy nghiền MNB, môi trường trơ (cấp khí N2), t = 30 phút NUNG HỒN NGUYÊN TRONG CHÂN KHÔNG Nung nhiệt độ 1223 oK, thời gian 30 phút NUNG HỒN CLO HĨA TRONG CHÂN KHÔNG Trộn bột sau nhiệt phân với NH4Cl tỷ lệ 1:2 PHƯƠNG PHÁP THỦY LUYỆN Inđi dạng In2O3 dễ hịa tan mơi trường a xít In2O3 + 6HCl  2InCl3 + 3H2O PHƯƠNG PHÁP THỦY LUYỆN Hòa tách HCl, H2SO Hòa tách áp suất cao Chiết dung môi Trao đổi ion Kết tủa xi măng hóa Hịa tách nước Hịa tách CO2 lỏng Khuấy chà xát Hòa tách sinh học 10 Điện phân HÒA TÁCH BẰNG HCL ITO Chất oxy hóa Cắt Trung hịa kiềm HCl Thay In Zn Hịa tách Đóng bánh Lọc Dung dịch Bã Bột kẽm Khử thiếc In thô Lọc Bã Nấu chảy Bùn kiềm Điện phân nóng chảy Dung dịch In 99,995% Tấm kẽm HÒA TÁCH BẰNG H2SO4 Để Đểthu thuhồi hồiIn Intừ từđuôi đuôithải thảinhà nhàmáy máytinh tinhluyện luyệnkẽm: kẽm: người ngườita tadùng dùngaxit axitHH22SO SO44và vàtinh tinhquặng quặngkẽm kẽmlàm làmchất chấtkhử khử HÒA TÁCH ÁP SUẤT CAO Tăng tốc độ oxy hóa sunfua q trình thủy luyện, đặc biệt oxy mơi trường Vì indium liên kết với kẽm ferit, nên q trình hịa tách áp suất cao quan trọng để hòa tan đồng thời indium, kẽm sắt Thu hồi In từ bột kẽm oxit (trong trình hỏa luyện tinh quặng kẽm) cách hòa tách H2SO4 áp suất cao Để tăng tốc độ oxy hóa dùng them kali pemanganat oxy già CHIẾT TRONG DUNG MÔI HỮU CƠ Q trình chiết xuất dung mơi hữu ứng dụng q trình hịa tách số kim loại Ưu điểm đơn giản vật liệu, thiết bị, khả tái sử dụng dung môi điều kiện thí nghiệm Các chất chiết xuất như: Tributyl Phosphate (TBP), Cyanex 272, bis-2,2-ethylhexyl phosphate (D2EHPA), 2-ethylhexylphosphonic mono-2- ethylhexyl ester Cyanex 923 THU HỒI IN TỪ MÀN HÌNH PHẰNG TRAO ĐỔI ION Màn hình LCD sau hịa tách axit, chiết loại nhựa có tên Amberlite TM, có khả chiết hồn tồn In Các dẫn xuất axit cacboxylic calix [4] - calix [6] -arene liên kết chéo metylen để tạo loại nhựa trao đổi cation để thực chiết pha rắn số ion kim loại đa hóa trị ĐIỆN PHÂN Màng điện phân bao gồm ác điện cực lưới hình trụ sử dụng để tách indium khỏi nitric, perchloric axit axetic thấm dung dịch indium-thiếc-chì Trong trình điện phân cho thêm phức chất SCN Bước điện phân chì (khơng dùng SCN -) Bước 2: điện phân kẽm, dùng 0,02 mol / L SCN− Bước 3: điện phân In, dùng 0,1 mol / L SCN − Sau điện phân thu indi hydroxit điện cực dương KẾT TỦA VÀ XI MĂNG HĨA Q trình hịa tách axit sau xi măng hóa thích hợp cho việc thu hồi In từ ITO Tuy nhiên, thách thức lớn làm giảm nồng độ ion Sn trước xi măng hóa In Khử Sn cách sục khí H2S vào dung dịch áp suất 101,3kPa, t = 60oC, t = 10 phút thêm H2SO4 100 g/l Khi thiếc bị kết tủa dạng SnS Sau xi măng hóa indium cách cho kẽm vào dung dịch MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP KHÁC Chiết dung môi nước: trì nước áp suất cao nhiệt độ nằm khoảng 100oC (điểm sôi) đến nhiệt độ 374oC (điểm tới hạn) Nước gọi tới hạn, hoạt động dung môi, tốt cho chất kỵ nước số điện mơi thấp Chiết chất lỏng tới hạn: Khí CO2 trì nhiệt độ 31,1oC áp suất 7,38 MPa chuyển sang trạng thái lỏng Nhưng khối lượng riêng độ nhớt pha lỏng tương tự pha khí Khuấy chà xát: Dùng để làm thủy tinh khỏi bề mặt ITO Hòa tách sinh học: Quá trình chủ yếu áp dụng cho việc thu hồi In từ quặng CÁC PHƯƠNG PHÁP THU HỒI INĐI TỪ MÀN HÌNH LCD Phương pháp hỏa luyện sử dụng để thu hồi In từ hình LCD rác thải bao gồm: phân hủy đẳng nhiệt để sản xuất tinh thể In(OH)3; nung hoàn nguyên để khử In2O3 InO2 In2O; … Trong trình hỏa luyện thường tạo khí bụi độc hại, đồng thời chưa thu hồi kim loại In nên công nghệ dùng để thu hồi In từ hình LCD rác thải Phương pháp thủy luyện bao gồm cơng nghệ: hịa tách, chiết xuất, điện phân, hấp phụ, kết tủa sinh học… công nghệ để thu hồi In từ hình LCD rác thải Phương pháp thủy luyện có nhiều ưu điểm như: dễ dàng kiểm sốt phản ứng hóa học; quy trình cơng nghệ đơn giản; dễ vận hành; chi phí thấp; phát sinh chất thải nhiễm môi trường ... bề mặt ITO Hòa tách sinh học: Quá trình chủ yếu áp dụng cho việc thu hồi In từ quặng CÁC PHƯƠNG PHÁP THU HỒI INĐI TỪ MÀN HÌNH LCD Phương pháp hỏa luyện sử dụng để thu hồi In từ hình LCD rác thải... PHƯƠNG PHÁP THU HỒI INĐI TỪ MÀN HÌNH LCD Thu hồi ITO Tách lớp ITO khỏi LCD, phương pháp sốc nhiệt nhiệt độ 200oC vịng phút Sau đó, lấy lớp thủy tinh khơng phân cực chứa ITO đưa thu hồi In trình... chưa thu hồi kim loại In nên cơng nghệ dùng để thu hồi In từ hình LCD rác thải Phương pháp thủy luyện bao gồm cơng nghệ: hịa tách, chiết xuất, điện phân, hấp phụ, kết tủa sinh học? ?? cơng nghệ để thu