黃酸鹽應用於分離回收光電產業廢料中稀貴金屬之研究

Abstract

光電產業為台灣重要產業之一，近年來蓬勃發展，衍生出的廢料大都含有稀貴金屬如鉬、銅、銦、鎵和硒等，但往往未被妥善地處理及回收再利用，以TFT-LCD鋁基板蝕刻廢液為例，其含有高濃度磷酸，產生廢液不僅含高濃度的金屬鉬及鋁且pH值極低，而薄膜太陽能電池濺鍍靶材為半導體、光電業常用的一種濺鍍材料，廢靶材通常含有高純度的銅、銦、鎵及硒，本研究從靶材酸溶及金屬分離兩個部分探討由TFT-LCD鋁基板蝕刻廢液（含鋁及鉬）及薄膜太陽能電池CIGS濺鍍廢靶材中分離回收金屬之可行性，廢靶材首先以硫酸及鹽酸試劑進行酸溶，目的是將銅、銦及鎵溶於溶液中，以利後續金屬分離回收試驗，接續以黃酸鹽應用於靶材酸溶液與TFT-LCD鋁基板蝕刻廢液中，調整參數條件，達到銅、銦、鎵、硒與鋁、鉬分離之可行性。 實驗結果得知，CIGS廢靶材破碎過篩後，利用酸溶的方式，透過6N硫酸試劑，加入1mL過氧化氫，在溫度140℃，反應時間2小時，可得銅、銦及鎵酸溶效率分別為98 9%、99 8%及99 4%，硫酸因電子轉移能力佳，能將大部分硒留於固體中，且硫酸試劑中亞硫酸鈉對硒的析出能力為99 9%。索式萃取能有效純化合成CSAX提高其含硫及氮的百分比，CSAX具-CSSH及-C=O官能基團，可於較低的pH值有效分離重金屬，各別分離銅及鉬金屬之效率，可達99 51%及90 84%。在CIGS濺鍍廢靶材酸溶液，最適條件為pH 1、S/M molar ratio=0 5，銅、銦及鎵分離效率分別為97 22%、4 35%及4 56%，後續調整最佳條件pH 5，銦及鎵之沉澱率達約10 58%及99 9%，在TFT-LCD實廠廢液，最適條件為pH 1、S/M molar ratio=0 5，鉬及鋁分離效率分別為90 11%及5 53 %，對銅、銦、鎵、鉬及鋁選擇性分離效果佳。另將TFT-LCD鋁基板蝕刻廢液以溶媒萃取法與螯合劑進行效率比較評析，依試驗結果選用商用萃取劑Alamine 336，其在pH 1最佳的O/A ratio為1：1，鉬及鋁萃取效率分別為98 33%及0 19%，反萃試驗則以殘餘有機相/反萃取劑比為2：1，鉬及鋁反萃取效率分別為95 97%及0 002%，反萃次數5次可達最大濃縮鉬含量1368 mg/L，黃酸鹽效率雖較萃取劑略低些，但其分離效率亦可達到90%分離率，且製作成本低廉?多，故本研究合成之CSAX 黃酸鹽來分離回收金屬是可行且具有潛力的。

Date of Award	2014 Jul 16
Original language	Chinese
Supervisor	Juu-En Chang (Supervisor)