光伏领域,ITO靶材成本约为2700元/kg,而进口IWO(掺钨氧化铟)靶材价格更高达3200元/kg。相比之下,国产化技术可将成本降至2000元/kg。
当前ITO靶材回收主要围绕铟元素提取展开,主要分为物理法、化学法和联合工艺三类:
熔炼过滤法(物理法)
通过高温熔炼结合筛网过滤实现铟与其他金属的分离。具体流程包括:
废铟块在625℃熔炼炉中熔化,利用铁/不锈钢筛网(30-40目)截留固态杂质铁、铝。
熔融铟通过重力滴落收集,残留物可二次熔炼提升回收率至72%。
该方法具有设备简单(图1)、周期短(单次处理≤60分钟)的优势,适用于含铟量70%-90%的废靶材。但需控温(±5℃),否则杂质金属可能熔化导致纯度下降至95%以下。
火法-湿法联合工艺
结合两种工艺优势提升效率:
废靶材先经回转窑1200℃挥发富集,铟含量从0.1%提升至0.5%。
富铟烟尘通过酸浸-萃取-电解流程精炼,整体回收率从传统工艺的54%提升至85%。
该方案投资成本较单一湿法降低30%,但需配套烟气净化系统防止铟挥发损失。
总结:随着光伏和显示面板产业扩张,2025年中国ITO靶材回收市场规模预计突破50亿元。物理法因成本优势(处理成本2000元/吨)在中小型企业普及,而大型企业更倾向联合工艺(综合回收率>90%)。
未来发展方向将聚焦:短流程设计(工序减少40%)、智能化控制系统(能耗降低25%)、以及铟锡同步回收技术的突破。
多种类回收技术如湿法冶金、火法冶金和物理分离法,提供了灵活的回收方式以适应不同的废物类型和规模需求。湿法冶金回收中,酸浸法通过使用盐酸或硫酸来溶解ITO废料,使得铟以In³⁺的形式进入溶液。随后,可以利用溶剂萃取、置换反应(例如,使用锌粉进行置换)或电解法来进一步回收铟。生物浸出法利用特定的微生物,如硫氧化,来选择性溶解铟。虽然这种方法环保,但目前其效率相对较低,仍处在研究阶段。火法冶金回收中,高温熔炼将含铟废料与还原剂(例如焦炭)一同进行高温熔炼。在熔炼过程中,铟会富集在烟尘或熔渣中,随后需要进一步的二次处理来进行提纯。这种方法适用于大规模的回收操作,但能耗相对较高。