含氮化鎵發光二極體廢晶圓鎵金屬資源再生之研究

  • ? 立霖

Student thesis: Master's Thesis

Abstract

  本研究針對LED產業中含氮化鎵發光二極體(藍光LED)廢晶圓,採用濕法冶金技術進行鎵金屬資源分離及純化再生之開發與研究。實驗主要分成四部分,分為含氮化鎵發光二極體廢晶圓之特性分析、酸溶浸出、金屬離子分離純化與金屬產物析出,並得到可回流至產業端之產物。   本研究首先將廢晶圓粉末進行特性分析,藉由樣品粉末之特性分析結果,作為浸漬實驗之依據,在浸漬方面本研究探討不同浸漬方法對廢晶圓中鎵浸漬效率之影響,並探討各項酸溶浸漬之實驗參數,實驗結果顯示使用無機酸針對廢晶圓粉末進行加壓酸浸漬具有極高之鎵浸漬效率,因此以最佳化之浸漬參數進行試驗後,鎵金屬離子溶出率可達99 5%以上。   在金屬分離純化之研究階段,由於所得之浸漬液主要成分為含鎵與鋁之二元金屬溶液,本研究首先嘗試利用強酸陽離子交換樹脂(IRA-200C)、螯合型陽離子交換樹脂(IRC-748)與非離子型離子交換樹脂(XAD-2)進行離子交換批次吸附實驗,將批次試驗所得之鎵離子之最佳吸附參數,使用IRA-200C與IRC-748兩種樹脂從含氮化鎵發光二極體廢晶圓浸漬液進行離子交換管柱吸附與脫附試驗。最終選擇使用IRC-748離子交換樹脂在pH=5時對溶液中鎵金屬具有選擇性吸附,且鎵離子之吸附效率大於99 5%。由離子交換樹脂脫附試驗結果可得知,使用硫酸做為脫附劑,可有效將鎵離子與樹脂分離,脫附效率大於99 5%。   金屬產物析出研究主要根據電位(Eh)與酸鹼值(pH)之關係圖,使用氫氧化鈉調整脫附溶液之酸鹼值,並沉澱出金屬氫氧化物之固體,再藉由高溫?燒之方式得到三氧化二鎵(Ga2O3)產物,以儀器分析金屬氧化物之純度,可達約99%之純度,且鎵金屬回收率大於99%,達到循環再生之目的。
Date of Award2019
Original languageChinese
SupervisorWei-sheng Chen (Supervisor)

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含氮化鎵發光二極體廢晶圓鎵金屬資源再生之研究
立霖, ?. (Author). 2019

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