氢氧化铟的制造方法技术

一种通过电解法制造氢氧化铟或含氢氧化铟的化合物的方法，其目的在于，通过使电解液的电导率为10mS/cm以上来进行电解，使氢氧化铟或含氢氧化铟的化合物在电解液中析出，并且洗涤析出的氢氧化铟或含氢氧化铟的化合物，直至洗涤液的电导率为1mS/cm以下，由此抑制生产率的下降以及品质的下降。

【技术实现步骤摘要】
本申请是申请日为2012年6月12日、申请号为201280027688.1(国际申请号为PCT/JP2012/065013)、专利技术名称为“氢氧化铟或含氢氧化铟的化合物的制造方法”的专利技术专利申请的分案申请。
本专利技术主要涉及氢氧化铟或含氢氧化铟的化合物的制造方法，该氢氧化铟或含氢氧化铟的化合物为用于制造形成ITO膜的溅射用ITO靶的氧化铟或含氧化铟的化合物粉末的原料。
技术介绍
ITO(以铟-锡为主成分的复合氧化物)膜作为以液晶显示器为主的显示设备的透明电极(膜)而被广泛使用。作为形成该ITO膜的方法，通常通过真空蒸镀法或溅射法等一般被称为物理蒸镀法的方法进行。特别是从操作性和膜的稳定性考虑，大多使用磁控溅射法来形成。基于溅射法的膜的形成如下进行：使Ar离子等正离子物理轰击设置在阴极的靶，并利用该轰击能量释放构成靶的材料，从而在对置的阳极侧的衬底上层叠组成与靶材料几乎相同的膜。采用溅射法的覆盖法的特征在于，通过调节处理时间、供电功率等，能够以稳定的成膜速度形成从埃单位的薄膜至数十μm的厚膜。一般来说，ITO烧结体靶是通过粉碎混合氧化铟和氧化锡，并对所得的混合粉末进行成型、烧结来制造的。在氧化铟和氧化锡的粉碎混合时，使用球磨机、V型混合机或带型混合机进行干式或湿式混合。作为ITO烧结体靶的原料的氧化铟粉末，可以通过对氢氧化铟进行煅烧来制造。该氢氧化铟制造方法的代表性公知技术，已在专利文献1中公开。该专利文献1的方法是以铟为阳极进行电解来制造氢氧化铟，再对其进行煅烧得到氧化铟粉末。需要说明的是，虽然该专利文献1由于更名而导致申请人名称与本申请不同，但其也是本申请人提出的申请。作为氧化铟的制造方法，还可以考虑中和法。然而，如专利文献1所述，由于中和法存在以下问题，因此电解法是有效的。a)所得氧化铟粉末的各种特性(平均粒径、表观密度等)的偏差大，这是阻碍氧化铟系显示材料、荧光体等的“品质偏差的降低”或“高品质化”的主要因素。b)对于将制造条件(液温、反应速度等)控制为恒定来说未必容易，而为了使制造条件稳定，设备成本上升。c)在需要特性与以往不同的粉末时，无法灵活地应对这种要求。d)装置的规模比较大，因此，如果要将制造条件控制为恒定，则需要相当大的劳力，从这一方面可以认为对于增产来说未必容易。e)由于每次都会产生中和废液(例如硝酸铵)，因此需要进行处理，这提高了运行成本。接下来，给出通过电解制造氢氧化铟的代表例。在浓度为0.2～5mol/L、pH为4～10、温度为10～50℃的硝酸铵(NH4NO3)水溶液中，以铟为阳极(anode)，并以100～1800A/m2的电流密度通电，进行电解。然后，过滤电解槽底部的沉积物，洗涤并干燥，得到氢氧化铟。在以该氢氧化铟作为原料制造氧化铟时，只要在1100℃左右的温度下焙烧即可。由此，可以得到平均粒径为1～5μm的氧化铟粉末。在进行上述氢氧化铟的电解时，在电解槽中配置铟板作为阳极(anode)，配置常规的不锈钢板作为阴极(cathode)，并使电解液在它们之间流动来进行电解。然而，生成的氢氧化铟附着在阳极表面，铟电沉积在阴极表面并以树枝(dendrite)状延伸，导致阳极和阴极发生短路，产生了无法长时间进行电解的问题。此外，如果连续实施电解，则溶出电位比In高的元素作为杂质残留在阳极表面，结果存在杂质在表面浓缩的问题。如果在这种情况下继续电解，则杂质也混入到电解液中，导致之前析出的氢氧化铟的纯度下降。此外，在阳极表面局部失去铟金属，阳极表面的电流密度变得不均匀。结果还产生了下述异常情况，即，在阳极的表面局部产生孔穴，阳极自身脱落到电解浴中。而且，在氢氧化铟的电解时，生成的氢氧化铟附着在阳极表面，铟电沉积在阴极表面并以树枝(dendrite)状延伸，产生了阳极和阴极短路的问题。对现有技术进行调查时，下述的专利文献已被公开。专利文献2是氧化铟粉末的制造方法，该方法以铟作为阳极，并在搅拌成氢氧化铟沉淀悬浮在电解液中的状态下进行电解。具体来说，在未进行搅拌时，电解槽液面附近的pH为8.5左右，槽底附近的pH为3.2左右，而通过搅拌电解液，使液面附近和槽底附近的电解液混合，从而使pH均匀化。搅拌程度为达到电解生成的氢氧化铟沉淀悬浮在电解液中的状态的程度。如果搅拌程度弱于该程度，则使电解液的pH均匀化的效果不充分。通常的电解一般是在电解液为静流的状态下进行的，不会进行卷起槽底淀渣的搅拌，而本专利技术的电解工序的特征在于，积极搅拌电解液直至沉淀悬浮的程度来进行电解。使用硝酸铵或氯化铵作为电解液，并使电解液的液温为40～80℃(50～70℃)。电解液中的试剂浓度为1～3mol/L，电压为2～4V，电流密度为200～900A/m2(700A/m2左右)，两极间为25m/m～50m/m，阴极的材质可以为碳，但通常使用铟板。煅烧通常是在空气中并且在700～1100℃(800～950℃左右)下进行。专利文献3中记载了一种氧化铟-氧化锡粉末的制造方法，并且公开了将铟和锡分别作为阳极同时进行电解(PR式脉冲通电)的技术。其中公开了电解液使用NH4NO3，并在浓度为0.2～5mol/L、pH为4～9.5、浴温为0～50℃、电流密度为100～1800A/m2的条件下进行电解。将由此所得的粉末在1100℃下焙烧，制造平均粒径为20μm、表观密度为1.7g/cm3的ITO粉末。并且得到SnO2的含有比例为10重量％，烧结体密度为6.70g/cm3、4.78g/cm3的ITO靶。专利文献4中公开了通过电解法制造氢氧化铟的ITO靶的制造方法。具体而言，其公开的是以铟作为阳极进行电解，并洗涤生成的氢氧化铟，使其分散在纯水中的方法。其中记载了作为电解液的硝酸铵，在成本和维持纯度方面没有问题，但由于作为绝缘体的偏锡酸在电极表面析出，因此无法连续地进行电解。其中还记载了使用分散有粒径为10μm以下、10～80重量％的氢氧化铟的分散溶液，并且使氢氧化铟分散溶液和偏锡酸分散溶液混合所得浆料的pH为5以上且9以下。专利文献5中记载了使电解冶炼时电解液的浓度均匀化的方法以及电解槽，其中公开了如下方法：在电解槽的端部配置供给槽，在从供给槽向阳极板和阴极板供液时，供给槽在上方和下方具有开口部，并且从上部开口部供液，从下部开口部提供新的电解液，同时在该供给槽上侧的侧面设置孔部，并由该孔部向阳极板和阴极板供液，从而使电解液的浓度均匀化。这时，以垂直方向向阳极板和阴极板供液。专利文献6公开了电解精炼或电解提炼用电解槽，其中记载了该电解槽具有在供液侧内壁上设置多个供液孔，在排液侧内壁上设置同样的多个排液孔，从而使液流在阳极和阴极间直线前进的构造。在上述公知文献中，没有规定电解液中的电导率，并且完全没有认识到电流效率变差的问题以及之后的工序(析出的氢氧化铟等的洗涤)会对烧结时的密度产生影响，而且也没有公开用于解决这些问题的具体方法。而且，都没有公开在氢氧化铟的电解时，杂质在阳极表面浓缩，阳极脱落的问题，并且没有认识到除电解液中生成的氢氧化铟以外还生成了杂质含量高的氢氧化物，从而导致氢氧化铟的纯度下降，而且也没有公开用于解决这些问题的具体方法。而且，以上公知文献都没有认识到在氢氧化铟的电解时，生成的氢氧化铟附本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种通过电解制造氢氧化铟粉末的方法，其特征在于，使氢氧化铟粒子从阳极析出到电解液中，并在阳极板的重量达到阳极初始重量的20％～80％的阶段中止电解，取出使用过的阳极板，在熔解该使用过的阳极板的同时补充铟金属并进行铸造，重新制作阳极板，并使用该重新制作的阳极板开始电解，使氢氧化铟粒子在电解液中析出。

【技术特征摘要】
2011.07.26 JP 2011-162813;2011.08.05 JP 2011-171891.一种通过电解制造氢氧化铟粉末的方法，其特征在于，使氢氧化铟粒子从阳极析出到电解液中，并在阳极板的重量达到阳极初始重量的20％～80％的阶段中止电解，取出使用过的阳极板，在熔解该使用过的阳极板的同时补充铟金属并进行铸造，重新制作阳极板，并使用该重新制作的阳极板开始电解，使氢氧化铟粒子在电解液中析出。2...

【专利技术属性】
技术研发人员：新藤裕一朗，竹本幸一，古仲充之，
申请(专利权)人：吉坤日矿日石金属株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP