黃酸鹽應用於分離回收光電產業廢料中稀貴金屬之研究

  • 陳 炫佐

學生論文: Master's Thesis

摘要

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。
獎項日期2014 七月 16
原文???core.languages.zh_ZH???
監督員Juu-En Chang (Supervisor)

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