Company

LOGO

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


TRÂN TRỌNG GIỚI THIỆU

2

Các nguồn sản xuất inđi


LĨNH VỰC SỬ DỤNG INĐI

In là một kim loại hiếm, mềm, dễ uốn và dễ nóng chảy
Chế tạo ra các điện cực trong suốt từ ôxyt thiếc – inđi (ITO)
dùng trong các màn hình tinh thể lỏng (LCD)
Sản xuất các chất bán dẫn, tế bào năng lượng mặt trời
sử dụng rộng rãi trong công nghệ màng mỏng,
trong công nghiệp điện tử
Sản xuất ra các hợp kim có điểm nóng chảy thấp


CÁC NGUỒN SẢN XUẤT INĐI KIM LOẠI

Từ khoáng sản
- In nằm trong các khống

sàng Kẽm, đồng, sắt chì;
-Kim loại inđi chủ yếu
được sản xuất từ sản phẩm
phụ của nhà máy tinh luyện
kẽm.
-Hàng năm trên thế giới
có khoảng 480 tấn inđi sản
xuất từ khống sản

Tái chế
-

-

Tái chế từ màn hình LCD;
Trong các màn hình LCD
loại bỏ có chứa đến 1400
g/t In (tương đương 0,7
g/m2);
Hàng năm trên thế giới sản
xuất đến 680 tấn inđi từ tái
chế màn hình LCD


CẤU TẠO MÀN HÌNH LCD
1. Kính lọc phân cực thẳng đứng
-> lọc ánh sáng tự nhiên đi vào
2. Lớp kính có các điện cực ITO,
hình dáng của điện cực -> hình
cần hiển thị

3. Lớp tinh thể lỏng
4. Lớp kính có điện cực ITO chung
5. Kính lọc phân cực nằm ngang
6. Gương phản xạ ánh sang cho
người quan sát
ITO là hợp kim của
80 – 90% In2O3 với
10 – 20 % SnO2.


TIỀM NĂNG TẠI VIỆT NAM
- Mỗi người dân Việt Nam thải ra trung bình 1,3kg chất thải điện tử
năm 2018, tương đương 116.000 tấn/năm
- Lượng phát thải tivi ở Việt Nam vào năm 2025 có thể lên tới
250.000 tấn. Lượng chất thải điện tử ở Việt Nam mỗi 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 ra khỏi các tấm LCD, bằng phương pháp sốc
nhiệt ở nhiệt độ 200oC trong vòng 7 phút. Sau đó, lấy lớp thủy
tinh khơng phân cực chứa ITO đưa đi thu hồi In bằng quá trình
hỏa luyện hoặc thủy luyện.



PHƯƠNG PHÁP HỎA LUYỆN

2

Nung hồn ngun trong mơi
trường chân khơng


PHÂN HỦY ĐẲNG NHIỆT

Sau khi sấy nghiền bằng MNB, môi
trường trơ (cấp khí N2), t = 30 phút


NUNG HỒN NGUN TRONG CHÂN KHƠNG

Nung ở nhiệt độ 1223 oK, thời
gian 30 phút


NUNG HỒN CLO HĨA TRONG CHÂN KHƠNG

Trộn bột sau nhiệt phân với
NH4Cl tỷ lệ 1:2


PHƯƠNG PHÁP THỦY LUYỆN
Inđi ở dạng In2O3 rất dễ hòa tan trong mơi trường a xít


2

In2O3 + 6HCl  2InCl3 + 3H2O


PHƯƠNG PHÁP THỦY LUYỆN

Hòa tách bằng HCl, H2SO

2

Hòa tách áp suất cao

Chiết trong dung môi

Trao đổi ion

Kết tủa và xi măng hóa

6

Hịa tách trong nước

Hịa tách trong CO2 lỏng

Khuấy chà xát

Hòa tách sinh học

10 Điện phân



HỊA TÁCH BẰNG HCL
ITO

Chất oxy hóa

Cắt

Trung hịa bằng kiềm

HCl

Thay thế In bằng tấm Zn

Hịa tách

Đóng bánh

Lọc
Dung dịch

Bã
Bột kẽm

Khử thiếc

In thơ

Lọc

Bã

Nấu chảy
Bùn kiềm

Điện phân nóng chảy
Dung dịch

In 99,995%

Tấm kẽm


HỊA TÁCH BẰNG H2SO4

Để
Đểthu
thuhồi
hồiIn
Intừ
từđi
đithải
thảinhà
nhàmáy
máytinh
tinhluyện
luyệnkẽm:
kẽm:
người
ngườita

tadùng
dùngaxit
axitHH22SO
SO44và
vàtinh
tinhquặng
quặngkẽm
kẽmlàm
làmchất
chấtkhử
khử


HỊA TÁCH ÁP SUẤT CAO

Tăng tốc độ oxy hóa của các sunfua trong quá trình thủy luyện,
đặc biệt bằng oxy trong mơi trường
Vì indium liên kết với kẽm ferit, nên q trình hịa tách áp suất
cao rất quan trọng để hòa tan đồng thời indium, kẽm và sắt
Thu hồi In từ bột kẽm oxit (trong quá trình hỏa luyện tinh quặng
kẽm) bằng cách hòa tách bằng H2SO4 ở áp suất cao.
Để tăng tốc độ oxy hóa dùng them kali pemanganat hoặc oxy già.


CHIẾT TRONG DUNG MƠI HỮU CƠ

Q trình chiết xuất dung mơi hữu cơ được ứng dụng trong q
trình hịa tách một số kim loại.
Ưu điểm là đơn giản về vật liệu, thiết bị, khả năng tái sử dụng
dung môi và 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 và Cyanex 923


THU HỒI IN TỪ MÀN HÌNH PHẰNG


TRAO ĐỔI ION

Màn hình LCD sau khi được hịa tách bằng axit, được chiết bằng
một loại nhựa có tên là Amberlite TM, nó có khả năng chiết hồn
tồn In.
Các dẫn xuất của axit cacboxylic calix [4] - và calix [6] -arene
được liên kết chéo bằng metylen để tạo ra các loại nhựa trao đổi
cation để thực hiện chiết pha rắn của một số ion kim loại đa hóa
trị.


ĐIỆN PHÂN

Màng điện phân bao gồm ác điện cực lưới hình trụ được sử dụng
để tách indium khỏi nitric, perchloric và axit axetic thấm dung dịch
indium-thiếc-chì.
Trong quá trình điện phân cho thêm phức chất SCN Bước 1 điện phân chì (không 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
được indi hydroxit ở điện cực dương.



KẾT TỦA VÀ XI MĂNG HĨA

Q trình hịa tách bằng axit sau đó xi măng hóa rất thích hợp
cho việc thu hồi In từ ITO. Tuy nhiên, thách thức lớn nhất là làm
giảm nồng độ ion Sn trước khi xi măng hóa In
Khử Sn bằng cách sục khí H2S vào dung dịch ở áp suất
101,3kPa, t = 60oC, t = 10 phút và thêm H2SO4 100 g/l. Khi đó
thiếc bị kết tủa ở dạng SnS
Sau đó xi măng hóa indium bằng cách cho tấm kẽm vào dung
dịch


MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP KHÁC

Chiết trong dung môi nước: duy trì nước ở áp suất cao và nhiệt
độ nằm trong khoảng 100oC (điểm sôi) đến nhiệt độ 374oC (điểm
tới hạn). Nước này gọi là dưới tới hạn, hoạt động như một dung
môi, rất tốt cho các chất kỵ nước do nó hằng số điện mơi thấp.
Chiết trong chất lỏng q tới hạn: Khí CO2 được duy trì ở nhiệt
độ 31,1oC và áp suất 7,38 MPa đã chuyển sang trạng thái lỏng.
Nhưng khối lượng riêng và độ nhớt của pha lỏng tương tự như
pha khí.
Khuấy chà xát: Dùng để làm sạch thủy tinh khỏi bề mặt tấm ITO
Hòa tách sinh học: Quá trình này 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 được sử dụng để thu hồi In từ màn

hình LCD rác thải bao gồm: phân hủy đẳng nhiệt để sản
xuất ra tinh thể In(OH)3; nung hoàn nguyên để khử In2O3 về
InO2 hoặc In2O; … Trong quá trình hỏa luyện thường tạo ra
khí và bụi độc hại, đồng thời chưa thu hồi được kim loại In
nên công nghệ này ít được dùng để thu hồi In từ màn hình
LCD rác thải.
Phương pháp thủy luyện bao gồm các công nghệ: hòa tách,
chiết xuất, điện phân, hấp phụ, kết tủa và sinh học… là các
cơng nghệ chính để thu hồi In từ màn hình LCD rác thải.
Phương pháp thủy luyện có nhiều ưu điểm như: dễ dàng
kiểm soát các phản ứng hóa học; quy trình cơng nghệ đơn
giản; dễ vận hành; chi phí thấp; ít phát sinh chất thải và ơ
nhiễm môi trường.