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    一種高效ITO廢靶回收再利用的方法與流程

    文檔序號:25494292發布日期:2021-06-15 22:22
    一種高效ITO廢靶回收再利用的方法與流程

    本發明涉及ito靶材回收技術領域,更具體地說,它涉及一種高效ito廢靶回收再利用的方法。



    背景技術:

    銦錫氧化物ito是重要的半導體陶瓷材料,主要成分為in2o3、sno2,通過四價錫摻雜到氧化銦晶格中而增強其導電性。ito薄膜因其優良的透明、導電、隔熱以及紅外反射、雷達波透過等綜合性能,在光電子、傳感器、太陽能和寬頻譜隱身等高技術領域具有廣泛應用前景,還可作為電化學反應的電極有效分解工業廢物。采用ito靶材通過真空鍍膜等途徑制備的ito薄膜已成為tft-lcd、pdp等平板顯示器不可或缺的關鍵材料,也促使ito靶材發展成令人矚目的戰略性高科技產業。

    工業應用中,ito靶材濺射鍍膜的利用率一般僅為30-40%,剩余的部分成為廢靶材,再加上靶材成型過程中產生的邊角料、切削、廢品,利用廢靶材回收金屬in成為再生in的主要來源,占再生in總量的50-60%。因此,研究經濟、高效的ito廢靶回收技術很有意義。

    傳統ito廢靶回收技術的核心在于in、sn的有效分離。利用in、sn性質的差別,將其分離的方法有電解、水解沉淀、堿法分離、置換等方法,這些方法都存在in、sn分離不徹底,效率較低等不足。靶材中的貴金屬in不能夠完全回收,并且金屬sn也會以廢料的形式被浪費,還會污染空氣。

    有鑒于此,本發明提供一種高效ito廢靶回收再利用的方法。



    技術實現要素:

    針對現有技術存在的不足,本發明的目的在于提供一種高效ito廢靶回收再利用的方法,具有高效、環保節能等優點。

    為實現上述目的,本發明提供了如下技術方案:

    一種高效ito廢靶回收再利用的方法,包括以下步驟:

    s1、清洗

    用丙酮擦拭ito廢靶表面,然后用超聲波清洗干凈,干燥后備用;

    s2、電弧氣化

    將清洗后的ito廢靶放入直流電弧氣化反應室中,通入100-200v直流電壓產生的電弧,以將ito廢靶熔化、氣化;

    s3、粉末回收

    將氣化后的ito廢靶驟冷,然后經分級收粉系統,得到ito粉末。

    進一步優選為:在步驟s1中,通過60-70℃的純凈水對ito廢靶超聲波清洗30-40min。

    進一步優選為:在步驟s1中,所述ito廢靶純度為99.99%,in2o3/sno2的質量比為9∶1。

    進一步優選為:在步驟s3中,所述分級收粉系統包括依次管道連接的沉降器、風機、旋風收粉器和布袋收粉器。

    進一步優選為:所述布袋收粉器包括支腿、固定塊、支撐桿、筒體、出粉管、排灰機構、濾袋、底筒和進氣管;

    所述筒體包括固定筒體及與所述固定筒體上下滑動配合的活動筒體,所述濾袋包括固定濾袋和活動濾袋,所述固定濾袋固定在所述固定筒體內,所述活動濾袋可拆卸連接在所述活動濾袋下端,以使所述活動濾袋與所述固定濾袋連通;

    所述固定塊固定在所述固定筒體外表面,所述支腿上端固定在所述固定塊上,下端用于支撐在地面或基礎平面上,所述支撐桿固定在所述支腿上且用于向上支撐所述底筒,所述活動濾袋下端套設在所述底筒上且與所述底筒可拆卸連接,所述底筒下端設置有出粉管;

    所述進氣管穿過所述固定筒體且延伸在所述固定濾袋內,所述活動筒體底部開設有圓孔,所述圓孔直徑大于所述活動濾袋外徑,以使所述活動筒體在所述活動濾袋外部四周上下滑動;

    所述排灰機構用于拍打所述固定濾袋。

    進一步優選為:所述排灰機構包括電機、轉軸和拍打棒;

    所述電機安裝在所述固定筒體頂部上方,所述轉軸上端與所述電機輸出軸固定,下端穿過所述固定筒體且延伸在所述固定濾袋內,所述拍打棒位于所述固定濾袋內且一端固定在所述轉軸上,另一端與所述固定濾袋內壁接觸,所述轉軸軸向方向與所述固定濾袋軸向方向相一致。

    進一步優選為:所述進氣管為傾斜設置且下端延伸在所述固定濾袋內,所述進氣管出氣端向外呈擴口設置,所述進氣管出氣端位于所述拍打棒下方。

    進一步優選為:所述固定筒體和所述活動筒體均為圓筒狀,所述活動筒體外徑與所述固定筒體內徑相同,所述固定筒體內壁開設有用于所述活動筒體在所述固定筒體內上下滑動的滑槽,所述活動筒體上固定有與所述滑槽相適配的滑塊,所述滑塊插在所述滑槽內且與所述滑槽滑動配合。

    進一步優選為:所述活動筒體頂面設置有一層鐵片,所述固定筒體內壁固定有磁鐵定位塊,所述磁鐵定位塊用于與所述活動筒體頂面的所述鐵片磁性連接,以使活動筒體定位在所述固定筒體內。

    進一步優選為:所述固定筒體內頂部固定有定位圓環,所述固定濾袋上端固定在所述定位圓環上,下端固定有第一固定環,所述第一固定環上固定有連接桿,所述連接桿一端固定在所述第一固定環上,另一端固定在所述固定筒體內壁;

    所述活動濾袋上端固定有第二固定環,所述第二固定環與所述第一固定環螺栓連接,所述底筒底部開設有插槽,所述支撐桿插設在所述插槽內,以使所述支撐桿支撐在所述底筒底部。

    綜上所述,本發明具有以下有益效果:本發明采用直流電弧法將廢舊靶材氣化后進行分級回收再利用,此方法不需經過任何金屬分離提煉環節,ito廢靶直接轉化成納米ito粉末,另外直流電弧法不會造成其中的貴金屬in、sn浪費,環保節能,且直接生成的ito合金粉可直接用于制造ito靶材。ito廢靶熔化、氣化,經驟冷后將快速成核、結晶、長大得到ito粉末。本發明回收過程中不引進其他雜質,ito粉末的純度取決于ito廢靶的原始純度,因此in的回收率較高,一般都在98%以上。

    附圖說明

    圖1是實施例的流程框圖,主要用于體現ito廢靶回收再利用的方法;

    圖2是實施例的剖視示意圖,主要用于體現布袋收粉器的內部結構;

    圖3是實施例的剖視示意圖,主要用于體現布袋收粉器的內部結構;

    圖4是實施例的剖視示意圖,主要用于體現固定濾袋下端的固定結構。

    圖中,1、支腿;2、固定塊;3、支撐桿;41、固定筒體;42、活動筒體;5、出粉管;6、圓孔;71、電機;72、轉軸;73、拍打棒;81、固定濾袋;82、活動濾袋;9、底筒;10、滑槽;11、滑塊;12、磁鐵定位塊;13、進氣管;14、第一固定環;15、第二固定環;16、定位圓環;17、連接桿。

    具體實施方式

    下面結合附圖和實施例,對本發明進行詳細描述。

    實施例1:一種高效ito廢靶回收再利用的方法,如圖1所示,包括以下步驟:

    s1、清洗

    用丙酮擦拭ito廢靶表面,然后用64℃的純凈水對ito廢靶超聲波清洗35min,清洗干凈后干燥,備用。

    優選的,ito廢靶選用高密度ito廢靶,且ito廢靶純度為99.99%,in2o3/sno2的質量比為9∶1。

    s2、電弧氣化

    將清洗且干燥后的ito廢靶放入直流電弧氣化反應室中,通入150v直流電壓產生的電弧,以將ito廢靶熔化、氣化。

    s3、粉末回收

    將氣化后的ito廢靶驟冷,然后經分級收粉系統,得到ito粉末。

    優選的,分級收粉系統包括依次管道連接的沉降器、風機、旋風收粉器和布袋收粉器,風機為動力源,以使ito粉末依次經沉降器、旋風收粉器和布袋收粉器分級。

    在上述技術方案中,本發明采用直流電弧法將廢舊靶材氣化后進行分級回收再利用,此方法不需經過任何金屬分離提煉環節,ito廢靶直接轉化成納米ito粉末,另外直流電弧法不會造成其中的貴金屬in、sn浪費,環保節能,且直接生成的ito合金粉可直接用于制造ito靶材。ito廢靶熔化、氣化,經驟冷后將快速成核、結晶、長大得到ito粉末。本發明回收過程中不引進其他雜質,ito粉末的純度取決于ito廢靶的原始純度。

    參照圖2-4,布袋收粉器包括支腿1、固定塊2、支撐桿3、筒體、出粉管5、排灰機構、濾袋、底筒9和進氣管13。筒體包括固定筒體41及與固定筒體41上下滑動配合的活動筒體42,固定筒體41和活動筒體42均為圓筒狀,且活動筒體42外徑與固定筒體41內徑相同。固定筒體41內壁開設有用于活動筒體42在固定筒體41內上下滑動的滑槽10,滑槽10為豎直設置且下端靠近固定筒體41底面。固定筒體41下端和活動筒體42上端均為敞口設置,固定筒體41中心軸和活動筒體42中心軸重合?;顒油搀w42上固定有與滑槽10相適配的滑塊11,滑塊11插在滑槽10內且與滑槽10滑動配合?;顒油搀w42頂面設置有一層鐵片,固定筒體41內壁固定有磁鐵定位塊12,磁鐵定位塊12用于與活動筒體42頂面的鐵片磁性連接,以使活動筒體42定位在固定筒體41內。

    參照圖2-4,濾袋包括固定濾袋81和活動濾袋82。固定濾袋81固定在固定筒體41內,活動濾袋82可拆卸連接在活動濾袋82下端,以使活動濾袋82與固定濾袋81連通?;顒訛V袋82中心軸與固定濾袋81中心軸重合。固定塊2固定在固定筒體41外表面,支腿1上端固定在固定塊2上,下端用于支撐在地面或基礎平面上。支腿1設置有兩個,兩個支腿1對稱設置在固定濾袋81的相對兩側。支撐桿3固定在支腿1上且用于向上支撐底筒9,優選的,底筒9底部開設有插槽,支撐桿3插設在插槽內,以使支撐桿3支撐在底筒9底部?;顒訛V袋82下端套設在底筒9表面且與底筒9通過螺絲或螺栓可拆卸連接,底筒9下端設置有出粉管5。最好的,底筒9底部呈漏斗狀,出粉管5位于底筒9底部中心。

    參照圖2-4,排灰機構用于拍打固定濾袋81,排灰機構包括電機71、轉軸72和拍打棒73。電機71安裝在固定筒體41頂部上方,轉軸72上端與電機71輸出軸固定,下端穿過固定筒體41且延伸在固定濾袋81內。拍打棒73位于固定濾袋81內且一端固定在轉軸72上,另一端與固定濾袋81內壁接觸,轉軸72軸向方向與固定濾袋81軸向方向相一致。進氣管13由外而內穿過固定筒體41且延伸在固定濾袋81內,進氣管13為傾斜設置且下端延伸在固定濾袋81內。進氣管13出氣端向外呈擴口設置,進氣管13出氣端位于拍打棒73下方。

    參照圖2-4,活動筒體42底部開設有圓孔6,圓孔6直徑大于活動濾袋82外徑,以使活動筒體42在活動濾袋82外部四周上下滑動,且使干凈氣體通過圓孔6向外排出。固定筒體41內頂部固定有定位圓環16,固定濾袋81上端固定在定位圓環16上,下端固定有第一固定環14。第一固定環14上固定有連接桿17,連接桿17一端固定在第一固定環14上,另一端固定在固定筒體41內壁。由于排灰機構只能對固定濾袋81進行拍打,因此活動濾袋82不具有自清潔作用,需要人工將其拆換,為此活動濾袋82上端固定有第二固定環15,第二固定環15與第一固定環14螺栓或螺絲連接?;顒訛V袋82拆換時,可先將活動筒體42向上推動,直至活動筒體42定位在磁鐵定位塊12上,此時便可通過圓孔6側壁與活動濾袋82之間的間隙對活動濾袋82進行拆卸。為了分級方便,優選的,進氣管13和出粉管5上均應安裝閥門。進氣管13用于與風機出氣口連接。

    在上述技術方案中,傳統布袋收粉器一般由多個細長布袋并聯而成,然后采用反吹式清潔的方式進行布袋清理,以防布袋堵塞,然而多個細長布袋并聯制造成本高且安裝復雜,反吹式清潔的方式也只能將布袋上粘附性較差的粉末進行清潔,為此本發明設置了一種新型的布袋收粉器。由于濾袋為細長狀,若設置多個排灰機構進行全方位拍打會造成安裝困難和制造成本高,為此本發明的筒體和濾袋均采用拆分式設計,由于固定濾袋81內設置了拍打棒73,因此粘附在固定濾袋81上的粉末能輕松拍打下,因此含ito粉末的混合氣體經進氣管13進入固定濾袋81和活動濾袋82后能順利進入穿過固定濾袋81,并能通過圓孔6向外排出。當活動濾袋82拆換時,可先將活動筒體42向上推動,直至活動筒體42定位在磁鐵定位塊12上,此時便可通過圓孔6側壁與活動濾袋82之間的間隙對活動濾袋82進行拆卸,使用簡單方便。

    實施例2:一種高效ito廢靶回收再利用的方法,與實施例1的區別在于,包括以下步驟:

    s1、清洗

    用丙酮擦拭ito廢靶表面,然后用60℃的純凈水對ito廢靶超聲波清洗30min,清洗干凈后干燥,備用。

    優選的,ito廢靶選用高密度ito廢靶,且ito廢靶純度為99.99%,in2o3/sno2的質量比為9∶1。

    s2、電弧氣化

    將清洗且干燥后的ito廢靶放入直流電弧氣化反應室中,通入100v直流電壓產生的電弧,以將ito廢靶熔化、氣化。

    s3、粉末回收

    將氣化后的ito廢靶驟冷,然后經分級收粉系統,得到ito粉末。

    優選的,分級收粉系統包括依次管道連接的沉降器、風機、旋風收粉器和布袋收粉器,風機為動力源,以使ito粉末依次經沉降器、旋風收粉器和布袋收粉器分級。

    實施例3:一種高效ito廢靶回收再利用的方法,與實施例1的區別在于,包括以下步驟:

    s1、清洗

    用丙酮擦拭ito廢靶表面,然后用60℃的純凈水對ito廢靶超聲波清洗30min,清洗干凈后干燥,備用。

    優選的,ito廢靶選用高密度ito廢靶,且ito廢靶純度為99.99%,in2o3/sno2的質量比為9∶1。

    s2、電弧氣化

    將清洗且干燥后的ito廢靶放入直流電弧氣化反應室中,通入100v直流電壓產生的電弧,以將ito廢靶熔化、氣化。

    s3、粉末回收

    將氣化后的ito廢靶驟冷,然后經分級收粉系統,得到ito粉末。

    優選的,分級收粉系統包括依次管道連接的沉降器、風機、旋風收粉器和布袋收粉器,風機為動力源,以使ito粉末依次經沉降器、旋風收粉器和布袋收粉器分級。

    以上所述僅是本發明的優選實施方式,本發明的保護范圍并不僅局限于上述實施例,凡屬于本發明思路下的技術方案均屬于本發明的保護范圍。應當指出,對于本技術領域的普通技術人員來說,在不脫離本發明原理前提下的若干改進和修飾,這些改進和修飾也應視為本發明的保護范圍。

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