Einsatz und Rückgewinnungspotential von Indium in LCD Geräten

• Daniel Jalalpoor
• Ramona Götze
• Prof. Dr. Vera Susanne Rotter

Das weltweit produzierte Indium wird zu 84 % in Dünnschichtmaterialien in Form von Indium-Zinn-Oxid eingesetzt, allein 74 % in Bildschirmanwendungen mit Flüssigkristall Displays (LCD) (Datenbasis 2007). Die Rückgewinnungsquote für Indium aus ausgedienten Geräten nach der Nutzungsphase ist trotz steigender Abfallmengen < 1 %. Durch den hohen Anteil des Indiumverbrauchs für LCD Geräte besteht eine besondere Relevanz für Überlegungen zum Indiumrecycling aus LCD-Altgeräten. Ziel ist es, einen Beitrag zur Verbesserung der Datenlage zu leisten als Grundlage zur Entwicklung neuer Indium-Recyclingverfahren und zur Steigerung der Wertschöpfung beim künftigen Stoffstrommanagement für Flachbildschirme. Zur Quantifizierung des Indiumgehalts verschiedener Geräte/-typen wurde ein Analyseverfahren entwickelt, das den Einsatz von Salpetersäure in einem Mikrowellenaufschlussgerät und die anschließende Gehaltsbestimmung mit AAS-/ICP-Messung umfasst. Mit den Untersuchungen wurde gezeigt, dass der Indiumgehalt in LCD Panelen mit durchschnittlich 0,2 % (200 mg / kg) zwar sehr gering ist gegenüber 85 Gew.- % Glass und ca. 15 Gew.- % organische Verbindungen. Allerdings können, neben steigenden Indiumpreisen, auch steigende Entsorgungspreise für unbehandelte Panele eine Indiumrückgewinnung zukünftig interessant machen. Im Vergleich zu quantitativen Angaben zum Indiumgehalt in LCD Panelen in der Literatur konnte gezeigt werden, dass einige der Angaben deutlich von den in dieser Studie bestimmten Werten abweichen.

In 2007, 74 % of the globally produced Indium went into liquid crystal display (LCD) applications in the form of indium-tin-oxide (ITO). Despite of increasing quantities of waste, the today’s End-of-Life recovery rate of Indium is < 1 %. Due to the high fraction of Indium in LCD equipment, Indium recovery from end-of-life LCD waste is an important step to close the Indium cycle. This research aims at gathering knowledge about Indium occurrence in end-of-life equipment. This is necessary to prepare the road to new Indium recovery processes and to the future material flow management for flat screen TVs and monitors. For the quantification of the Indium content in various equipment types (TVs, monitors, laptops, mobile phones) an analysis technique was developed using nitric acid with a pressure-assisted micro wave digestion and subsequent Indium detection with AAS/ICP analysis. The data show that the Indium content in LCD panels with an average of 0.2 % (200 mg / kg) is very low compared to glass (85 % by weight) and organic compounds (15 % by weight). However, rising disposal prices for unprocessed panels and rising prices of Indium may set incentives for a future Indium recovery. Additionally, it could be shown that the Indium content in LCD panels, according to quantitative information based on non-experimental data in the literature, partly differs from the values shown in this study.