液晶显示器液晶处理与铟回收技术分析

余荣

（汕头超声显示器有限公司，广东 汕头 515000）

0 引言

铟作为战略型资源具有重要地位，而且铟资源有限，获取十分困难。我国是铟产地之一，虽然冶金技术不断更新发展，但因铟矿石资源有限，出现供不应求的情况。所以现在会通过回收液晶显示器来提纯铟，例如手机、电视机以及电脑等都可以回收，这样不仅能够获取铟，也能够减少液晶显示器焚烧或填埋带来的污染。

1 液晶显示器铟回收技术流程分析

近年来，研究者一直在寻求如何从废弃液晶屏中回收铟的技术，铟作为回收材料，需要通过将液晶显示器进行破碎、热解等多项处理工艺来获取。而后再对 ITO玻璃进行分解，分解完成后，利用酸将ITO玻璃中的铟分离出来，再通过应用多种方式及手段来去除溶液中的杂质。比如在高温分解后，ITO玻璃会存在残留物，所以就会采用真空氯化提纯法来提取氯化铟。而在完成酸浸之后，也会进行溶剂萃取，或者通过树脂阴离子交换等方法来分离杂质净化铟[1]。

1.1 废弃显示器预处理

废弃液晶显示屏要想回收纯净铟，应当通过预处理的方式先获得纯净的ITO玻璃原料。首先去除废弃液晶显示器的塑料外壳，获取液晶面板。在拆除老式液晶显示器时，需要在密封环境内拆除CCFL，以免出现汞泄露的情况。

1.1.1 拆解

拆解是回收废弃液晶屏中最重要的一部分，通过拆解能够将荧光灯等成分分离，还能够回收高价值的材料，也可以将各个组件重用。液晶显示屏应用于多个电子设备中，例如电视、电脑、手机等，在拆除过程中，要根据其实际状况和里拆除，将危险元件与其他有价材料进行分离，而在拆卸过程中可以采用手动或者机械的方法进行拆解。

1.1.2 废旧液晶屏预处理

在拆除液晶屏时背光会被消除。液晶板根据其ITO薄膜的覆盖情况以及偏光镜外层液晶覆盖情况分为两种不同状态[2]。ITO玻璃尺寸还原法是有效的，处理方法能够拆除偏光镜和液晶显示屏，而最后获得的ITO玻璃，成为回收铟的主要原材料。在选择废旧液晶屏预处理方式时，具有多种方法，比如热解、物理化学法、机械处理法等等，这些方式都能够有效分解除ITO玻璃，并将其作为后续提取原材料。

热解法就是采用焚烧的方式来消除有机材料，获取需要的ITO玻璃原材料。将废旧液晶屏燃烧过后，其主的残渣成分主要由ITO玻璃组成，而ITO玻璃是回收铟的主要材料。此外，在热解过程中，转换出介于热解油与天然气之间的有机高分子聚合物，而此种物质可以作为燃料。而液晶在燃烧过程中会产生对人体有害的物质，这主要是由于液晶含有苯环棒状分子会对人体造成威胁。所以使用热解法需要慎重。

物理化学法就是根据液晶面板的结构提取偏光膜和有毒液晶，此种方法与热解法相比更为环保，而且其技术较为成熟，具有可行性。而偏光膜主要由醋酸纤维素等组成，在加热液晶板后，其整体温度会上升，而偏光膜也就会随之变软，并逐渐在面板中凸出。

如果使用机械处理法直接破碎液晶屏可能会破坏所需元件，而且在使用过程中需要消耗大量能量，可能会造成铟损失的情况。而且在回收过程中也不能通过破碎来回收玻璃基板。因此，使用全新的技术方法来回收铟具有重要意义。而电气拆解法可以避免破碎液晶屏，但是需要运用特制设备。通过电气拆解能够实现环保回收液晶面板，而且不会产生污染情况。而使用不同的材料会瓦解其周围的电阻率，而在电气拆解过程中就可以自动拆除液晶面板。

1.1.3 破碎

实际上，采用机械处理液晶面板更为常见，例如破碎是处理液晶面板的主要步骤，而破碎颗粒的大小对后续处理存在一定影响。所以在破碎过程中，要将ITO膜分割成尺寸较小的ITO导电玻璃，加强后续反应。而后续ITO玻璃会与普通箱体通过碰撞会使得固体结构裂缝，将机械力固相活化[3]。

1.2 铟分离

在铟分离技术中，可以采取多种预处理方法，而分离技术也应当与预处理方法相符合。采用热解法产生的残留物一般会采用真空加氯或者真空碳化的方法，进而获取到纯度较高的氯化铟。破碎法最终获得的ITO玻璃颗粒，则可以通过酸浸发来提取铟。

1.2.1 真空氯化分解

真空氯化分解一般常用于回收矿石及废料之中的有价值金属。而已经经过真空热解发消除的有机材料，则可以在废弃液晶屏中提取ITO玻璃颗粒，同时使用氯化氢气体来分离铟，获取高纯度氯化铟。一般进行氯化处理会持续输入90分钟的氯化氢气体，可以获得含量高达96%以上的铟，最后使用盐酸溶液来处理残留物质。

1.2.2 真空碳化还原

目前液晶显示器中回收铟可以使用更为环保的真空碳还原法，当前此种处理方式已经有了实际案例[4]。首先可以模拟废液晶屏提取高纯氧化铟的方法，并结合热力学以及动力学进行真空碳还原反应，进而在氧化铟中提取出铟。而处理氧化铟的最佳方式就是在1Pa、1223k保温30min的条件下，将高纯度的氧化铟富集到冷凝区。

2 液晶显示器铟回收技术方法分析

2.1 真空热解--真空氯化结合法

在研究了氮热解法的基础上，提出了真空热解--真空氯化结合法，此种方法真空热解、破碎和真空氯化分离，进而在废弃液晶屏中提取铟。

由于实验室装置容量有限，所以液晶显示器在真空热解时只局限于实验内完成。而液晶面板的处理过程也要保证科学合理。一般情况下处理液晶面板的条件应将炉内控制在573K，而后下进行热解处理，进而将有机物转换成热解油气。之后擦洗真空热解残留物，并回收ITO玻璃等直接资源。而后将回收的ITO玻璃粉碎成粉末，粉末大小在0.16mm左右。向其中输入氯化铵，而在真空条件下氧化铟可以氯化成为氯化铟，氯化铟通过蒸发、冷凝后可以形成高纯度铟，而且此种铟可以售卖[5]。最后，为了提高铟回收率，可以优化真空氯化分离技术。此种技术耗费能源更少，而且更节能，在整个提纯过程中，使用的氯化铵可以反复使用。整个工艺在处理废弃液晶面板时安全系数更高。同时反应体系中生成的热解油及气体都可以被回收，并且不需要浪费时间，只需要在较短一个时间内就可以完成收集。总得来说真空热解和真空氯化结合法进行30min热解以及10min的氯化分离，最终获取到高纯度的铟。

2.2 夏普公司回收液晶面板中铟的典例

作为液晶显示器产商的主力军之一，夏普公司从2005年开始就致力于回收废液晶面板中的钢。同时，他们还开发了一种简单、环保、低成本、高效率的铟吸收法，即阴离子交换树脂法。

夏普公司是生产液晶显示器的主要厂商，而早在2005年起，项目公司就着手回收废弃液晶面板来提取铟。在回收的同时，夏普公司还开发了阴离子交换树脂法，这种方法更为便捷而且环保，不需要投入大量的资金，而提取铟的效率也更高[6]。

首先在回收过程中要将液晶面板粉碎为小颗粒，颗粒的直径要在10mm以内，而后再使用盐酸进行溶解，并在溶解过程中过滤去除玻璃和胶片。最终获得的盐酸溶液包含铟和其他金属离子。之后则可以使用阴离子交换树脂法来逐步去除盐酸溶液中的其他金属离子，在获取到含有铟离子的溶液之后，可以向其中加入碱性试剂，将铟转化为三价铟离子沉淀，控制溶液的PH值，并等待去除锡泥。去除锡泥后，再向溶液中加入氢氧化钠，并将pH值控制在5.5左右，使得氢氧化钠与铟发生反应，进而生成氢氧化铟沉积。此外，阴离子交换树脂在吸收酸溶液后可以进行系统回收，并将其用于下次液晶面板溶解中，在铟的作用下其回收浓度可以确定为某一个值。此种方法铟的回收率可以高达90%，而且阴离子交换树脂不需降解，可以重复使用进一步提取高纯度铟[7]。

3 结论

综上所述，在回收液晶显示屏中的铟时第一步就应当对其拆解，及时清除危险品。最关键的步骤就是在废液晶屏中提取铟，目前有多种方法来提取高纯度铟，包括真空碳化还原法、真空氯化还原法等等。除了铟以外液晶显示器中还包含着其他可以回收的金属，然而当下更注重液晶、偏光膜以及铟的回收，因此，相关单位可以进一步探究如何分离其他金属离子，实现资源的再利用。