一种新型回收废LCD面板中铟的方法

詹晓燕

摘 要：作为废LCD面板中的一种稀有金属，铟具有较大的回收利用价值。目前，主流的回收方法是首先进行酸浸出，然后分离富集得到铟。YZND公司开发了一种方法，首先采用物理法实现含液晶铟富集物和玻璃偏光片层的分离，然后采用真空裂解法将铟精矿和液晶分离，完成铟的回收，同时分离得到玻璃和偏光片，并实现了液晶的无害化处理，此方法具有环保和资源双重意义。

关键词：LCD面板;铟回收;物理分离;真空裂解

中图分类号：X76;TF843.1文献标识码：A文章编号：1003-5168（2020）08-0125-03

A New Method for Recycling Indium in Waste LCD Panels

ZHAN Xiaoyan

（Jiangsu Zhihuan Technology Co.， Ltd.，Yangzhou Jiangsu 225009）

Abstract： As a rare metal in waste LCD panels， indium has great recycling value. The current mainstream recycle method to obtain indium is acid leaching firstly， separating and enriching secondly. YZND company has developed a new method to recycle indium which separates the liquid crystal indium-containing enrichment and the glass-polarizer layer physicaly， and then uses vacuum pyrolysis method to separate the indium concentrate and the liquid crystal. The method can recycle glass and polarizer at the same time， and treat liquid crystal harmlessly which has double significance in environmental protection and resource utilization.

Keywords： LCD panels;indium-recycle;physical separation;vacuum pyrolysis

铟作为一种稀有金属，单价比黄金还贵。世界范围内，金属铟产出量的70%应用于LCD的生产，一般来说，LCD的使用寿命仅为3～5年。随着电子产品的更新换代，大量液晶显示器进入报废期，因此从废弃LCD中回收金属铟具有环境战略意义。

1 液晶显示面板概述

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贴偏光片，其结构包括玻璃基板、偏振片定位层、透明电极、液晶、滤色镜和背光部件等[1-3]，如图1所示。

2 液晶顯示面板中铟的资源化回收技术研究进展

铟主要以铟锡氧化物的形式存在于液晶显示面板中。目前，德国、日本和中国台湾地区在液晶显示面板回收方面已经有比较成熟的工艺处理技术，其对于铟的资源化回收分离主要是通过改变铟的化学形态。基本方法如下：首先进行酸浸出，使铟呈离子状态进入溶液;然后进行分离富集，将溶液中的铟分离出来，并进一步提纯富集，形成富含铟的产品。

2.1 酸浸出法

酸浸出法是指采用无机酸或有机酸浸取玻璃基板中的金属铟，使附着于玻璃基板表面的铟以离子状态进入溶液，便于后续铟的富集。Li等[4]先将玻璃基板破碎至粒径为5 mm的碎片，然后将碎片放入60 ℃以上的混酸中浸泡，使铟呈离子状态进入溶液。Wang等[5]采用热解和酸浸出相结合的方法处理废LCD，铟的回收率接近100%。

2.2 分离富集

分离富集主要有高温还原、氯化挥发焙烧、有机溶剂萃取等方法。

2.2.1 高温还原法。高温还原法有两种。一是氢气还原法。陈坚等[6]将废LCD面板破碎后置于通入氢气的炉内加热，得到纯度为99.993%的金属铟产品。二是碳还原法。首先按一定比例将破碎后的LCD面板与活性炭充分混合，然后进行高温加热，待反应完全后将温度降低到300 ℃左右;再加入适量的氢氧化钠溶液，最终可得到铟锡合金[7]。

2.2.2 氯化挥发焙烧法。日本东北大学Park等[8]利用聚氯乙烯在热解过程中产生的HCl作为氯化剂，与废LCD粉末混合反应，产生可挥发性的InCl3，并将其进行冷凝回收。美国金属协会Takahashi等[9]通过低温氯化汽化法回收废弃手机液晶面板中的铟，回收率达84.3%。

2.2.3 有机溶剂萃取法。Kang等[10]采用碱性溶解、以2-乙基己基膦酸-2乙基己基醚为有机溶剂萃取、电解精炼相结合的方法回收废蚀刻液中的铟，回收率达99.997%。蒲丽梅等[11]选用酸浸出与以P204为有机溶剂的萃取工艺分离富集废LCD中的铟，回收率达99.60%。

2.3 工艺优缺点分析

酸浸出法浸出效率高、反应时间较短，但对杂质的选择性较低，得到的浸出液是各种金属盐的混合物，不利于后续铟的分离和回收;有机溶剂萃取法分离效果好、选择性高、回收率高，目前在工业化生产中用于提取纯度较高的铟，但从具体的实施方法来看，其工序较为烦琐，萃取过程较难控制;氯化挥发焙烧法回收率高，但工艺流程复杂，试验要求温度高，能耗大，反应过程难以控制;还原法工艺流程较短、操作步骤简单，但所得最终产品为铟锡合金，给铟的后续分离增加了难度。

3 一种新型液晶显示面板中铟的资源化回收技术

针对现行主流工艺存在的缺陷，YZND公司开发了一种智能绿色分离方法，首先采用物理法实现含液晶铟富集物和玻璃偏光片层的分离，然后采用真空裂解法将铟精矿和液晶分离，完成铟的回收，同时分离得到玻璃和偏光片，并实现了液晶的无害化处理。该方法目前已投入生产。

3.1 工艺流程

3.1.1 采用物理方法分离得到含液晶铟富集物以及玻璃偏光片层。通过机器手将液晶面板输送至拆解处理设备，通过机械手完成废液晶屏的上下玻璃基板的拆分，然后用40～50 ℃水浸泡，浸泡后通过机械刮磨方式，实现含液晶铟富集物和玻璃、偏光片的分离。为了确保铟全部刮出，同时也刮出部分铟膜下的玻璃层[12]。

3.1.2 将含液晶铟富集物送入真空裂解系统分离回收铟。将含液晶铟富集物干燥后进入真空裂解炉，升温至400～600 ℃，真空度为1～10 Pa，真空裂解时间为30～60 min，真空裂解过程中，液晶物质在350 ℃开始裂解，至600 ℃时裂解完全，在0 ℃条件下冷凝后，获得裂解油，裂解油作为危险废物送有资质单位进行安全处置，未冷凝的裂解气处理后高空排放。此过程实现了铟和液晶的分离以及液晶的无害化处理[12]。

3.1.3 将玻璃偏光片层送至破碎分离设备。由于玻璃和偏光片的物理性质差异，玻璃硬而脆，偏光片软而有弹性，所以经过破碎后的产物中塑料呈片状，玻璃大都为粒状或粉状，因此可以根据两者粒径的不同进行分离，得到玻璃和偏光片。玻璃含铅，含铅量为0.015～1.5%，可用于建筑用陶瓷、工业搪瓷、玻璃灯管等行业;偏光片主要为塑料，可用于塑料行业[12]。

工艺流程如图2所示。

3.2 工艺特点分析

采用自动化、智能化回收生产线，通过纯物理工艺进行彻底分离，得到含液晶铟富集物、玻璃偏光片层。该工艺的铟分离率为99%～100%[12]。铟品位可保持5%～10%，铟富集比保持在100～200倍，为后续铟的进一步提取和提纯提供了保障[12]。此法不仅实现了铟的回收，还实现了玻璃和偏光片的分离再利用以及液晶的无害化处理。

4 结论

本研究通过物理方法实现含液晶铟富集物和玻璃偏光片层的分离，再通过真空裂解法实现铟的分离回收。该工艺的铟分离率和富集物中的铟品位较高，铟富集比大，有利于后续铟的进一步提取和提純。

这种新型铟回收方法可以有效地回收铟，对玻璃和偏光片进行分离再利用，并对液晶进行无害化处理，实现了工业化生产应用，具有较大的发展前景。

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