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歷年資源化產業資訊

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鋼材製品業廢棄物處理與再利用現況
專題報導小鋼胚加熱爐除銹軋延冷... / 資源化產業資訊 第14期
鋼材製品業係以上游煉鋼廠冶煉產出的鋼胚半成品為原料,進行軋延、伸線、擠型、表面鍍塗處理等加工作業生產各類鋼品,再提供下游相關產業使用,其產業關聯性極大,占整體產業及經濟發展極重要之地位。因此於92 年度經濟部工業局特針對此製造業,進行相關資料建立,同時進行兩家工廠之廠內評估及廢棄物再利用等相關輔導工作。輔導工作之重點項目包括「產業特性分析及統計其廢棄物產生量」、「協助進行廠內評估及輔導」、「輔導規劃設置廢棄物再利用設施或系統」等,現依輔導工作結果與心得,摘要重點分述如下:一、製程概述及污染源鋼材製品業所產出之事業廢棄物依各事業單位上網申報資料分析統計,多達四十餘類,較重要之廢棄物大致可區分為固體廢棄物與廢酸液兩大類,其中主要固體廢棄物又可區分為鐵銹皮、氧化鐵粉、廢金屬混合物、無機污泥與含油污泥;廢酸亦可區分為有害廢酸液(pH≦2)與非有害廢酸液。鋼材製品業生產製程所產出的主要固體廢棄物鐵銹皮主要來自鋼材加熱爐處理、除銹過程及水洗階段(如圖一∼七所示);氧化鐵粉則來自廢酸處理液經回收處理時,原溶於廢酸液中之鐵離子氧化成純度甚高之氧化鐵粉;廢金屬混合物(含鋼渣、鐵屑、研磨屑、銲渣等)主要來自鋼材製品製程、整平、精整、研磨、裁剪、電銲、噴砂等過程,所含金屬主要有鐵、鉻、銅、鋅等。無機污泥主要來自廢水處理場,廢水經沉澱、脫水處理後之產物(如圖八(a)、(b)所示),其主要成分有鐵、鋅、鉻、鎳、鈣等之氫氧化物;含油污泥主要來自鋼材製品去脂、去油及鋼材表面水洗過程所排放之廢水(如圖八©所示),經化學處理、沉澱及脫水後所產出之污泥,其主要成分除氫氧化鐵、氫氧化鈣外還有油份。至於廢酸則主要來自鋼材製品製程,例如冷軋、鍍面處理、抽線、鋼管等加工過程之酸洗作業,廢酸種類有鹽酸、硫酸、草酸、磷酸及鉻酸等,其中濃度較高者可以再回收,但仍有廢酸排放,所排放之廢酸可由一般廢水處理場處理(如圖八(a)、(b)所示),經中和、沉澱、濃縮及脫水處理後即產生不同成分的污泥(屬無機污泥)。二、廢棄物產生量依據事業廢棄物上網申報資料進行歸納分析顯示,鋼材製品業製程及污染防制設施產生之主要廢棄物種類包括污泥、廢酸、金屬廢料、爐(礦)渣、集塵灰及廢油等六大類。上述六大類廢棄物占總申報量之88.58%,生活垃圾占9.87%,其他廢棄物占1.55%,如圖九所示。污泥類包括無機性污泥(D-0902)、污泥混合物(D-0999)、鐵鉻合金製程之排放控制之灰渣或污泥(成分:鉻)(A-7301)、有機性污泥(D-0901)、非有害油泥(D-0903)等,合計申報量為33,182 公噸/年,占總申報量之29.24%。廢酸類包括金屬基本工業及表面處理業製造業廢酸洗液( R-2502)、鋼鐵工業鋼材製品之廢酸液(成分:六價鉻、鉛)(A-7201)、廢液pH 值小(等)於2.0(C-0202)、非有害廢酸(D-1503)等,合計申報量為17,908 公噸/年,占總申報量之15.78%。金屬廢料類包括其他單一非有害廢金屬或金屬廢料混合物(D-1399)、廢鐵(R-1301)、廢鋅(R-1303)、廢鐵容器(R-1306)、廢電線電纜(E-0201)、廢鋁(R-1304)、廢銅(R-1302)等,合計申報量為37,508 公噸/年,占總申報量之33.05%。爐(礦)渣類包括非有害礦渣(D-1202)、金屬冶煉爐渣(含原煉鋼出渣)(D-1201)、爐渣(D-1101)、不良礦石(D-1203)、爐石(碴)或礦渣混合物(D-1299)等,合計申報量為9,278 公噸/年,占總申報量之8.18%。集塵灰類包括非有害廢集塵灰或其混合物(D-1099)、噴砂廢棄物(D-2407)等,合計申報量為1,387 公噸/年,占總申報量之1.22%。廢油類包括廢油混合物(D-1799)、廢潤滑油(含廢機油)(R-1701)等,合計申報量為1,258公噸/年,占總申報量之1.11%。三、廢棄物清理現況及遭遇問題分析各類廢棄物清理及再利用現況歸納分析顯示,污泥類回收再利用方式包括製磚原料、再生泥燃劑等。廢酸類回收再利用方式包括廠內線上回收重複使用、再生氯化鐵及氯化亞鐵等。金屬廢料類回收再利用方式包括再生鋼鐵、再生鋅錠、再生鋅氧粉、再生鋁錠、再生銅錠、添加劑(水泥、鋼鐵、油漆、柏油及玻璃等)、拆解粉碎回收、輸出日本等。爐(礦)渣類回收再利用方式包括建材原料、水泥原料、瀝青混凝土原料、製磚原料等。廢油類回收再利用方式包括再生泥燃劑、廢潤滑油再製成其他成品等。鋼材製品業產生大量廢酸(鹽酸、硫酸、硝氟混酸)、廢水處理污泥、磷酸鹽污泥、集塵灰、廢油及油泥等。廢酸部分,已有業者進行廠內燒焙回收酸及廠外回收再生氯化鐵產品,惟仍存在部分廢酸無法妥善回收處理或處理費過高問題,致使業者將廢酸進行中和沉澱處理,故而產生大量污泥;廢水處理污泥及磷酸鹽污泥部分,業界普遍委託掩埋處置,所費不貲;廢油及油泥部分仍有部分業者採焚化處理或掩埋處置;集塵灰則採掩埋處置。因此,積極開發相關廢棄物資源化再利用技術、再生產品應用領域及市場行銷通路等,是產、官、學、研等單位急需努力突破之課題。四、推動廢棄物再利用92 年度兩家鋼材製品廠廢棄物再利用之輔導,以廢水處理污泥、磷酸鹽污泥、集塵灰、廢酸等四類廢棄物為推動重點。廢水處理污泥、磷酸鹽污泥、集塵灰等三類廢棄物普遍採掩埋處置方式,由於其產生量較大且性質較不穩定,因此現階段推動再利用方向係作為磚材製品之材料,利用磚材製品高溫製程及市場需求量較大之特性,達到穩定化及順利去化資源化產品的短期目標。故輔導鋼材製品廠與磚材製品廠共同進行可行性評估試驗,證實在適當配方設計及操作條件下,此種再利用方式應為可行方案。廢酸部分配合國內已有廠內回收及廠外回收機制,乃輔導鋼材製品廠提升廢酸之回收率及品質,俾利於回收再利用產品品質之穩定性。
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研商於工業團體分類標準中增列 「再生資源工業」業別
法令動態 / 資源化產業資訊 第14期
國內資源化工業同業目前分屬各業別公會,造成資源化工業同業力量無法凝聚產生共謀發展之綜效。有鑑於此,經濟部工業局積極促進資源化工業同業公會之成立,並於九十三年二月十八日召開『研商於工業團體分類標準中增列「再生資源工業」業別會議』,會中邀請行政院環境保護署、台灣區環保設備工業同業公會、台灣區環境工程工業同業公會及台灣資源再生協會等相關單位共同討論,會議結論如下:一、依據工業團體法第七條規定,依法取得工廠登記證之同業工廠滿五家以上時,應組織該業工業同業公會。本案申請增列之工業業務範圍為「從事各類可資源化廢棄物為原料,將其再利用為再生產品之工業」,如公民營廢棄物處理業取得工廠登記證,亦屬該工業業務範圍。為免名稱與資源回收再利用法雷同,造成混淆,建議改為「資源再生工業」。其與台灣區金屬資源再生工業同業公會業務範圍相近部分,應於業務範圍中以(已有專業公會者除外)註明,以作區隔。二、依據工業團體法規定兼營兩種以上工業者,應分別加入各該工業同業公會為會員,實務上已有一個工廠加入多個公會之案例。三、工業同業公會與商業同業公會之組成係依據不同之法源,二者業務不致重疊。四、台灣區環境工程工業同業公會業務屬工程施作,與申請增列之工業業務範圍並不重疊。五、「環保設備工業」業務範圍雖列有資源化器材、元件、耗材及設備之製造,惟與申請增列之工業業務範圍有別。六、經本會議討論,已釐清申請增列之工業與其他工業業務範圍不重疊,相關單位樂見該工業同業公會成立
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二甲基甲醯胺粗液回收再利用
案例介紹二甲基甲醯胺粗液 PU樹... / 資源化產業資訊 第13期
一、廢棄物產生過程二甲基甲醯胺(dimethylformamide,DMF)粗液產自塑膠製品製造業PU 合成皮濕式製程,其含有二甲基甲醯胺濃度小於30wt%之廢液。此製程特點乃利用PU 樹脂所含之溶劑(二甲基甲醯胺)及凝結液(水)間之勢能差異,進行質量交換,圖一為PU 合成皮濕式製程。二、資源化流程一般而言,二甲基甲醯胺粗液經蒸餾脫水處理後,可得99.95%以上之DMF,其主要不純物為甲酸,其次為水及固形物(即蒸餾殘渣),如進一步欲獲得高純度DMF 則可再精製。DMF 具有安定性且不易分解(若僅與水形成混合液時)等特性,且基於能源的考慮,都使用真空精餾設備為之,再利用流程如圖二所示。三、案例評析由於國內市場競爭及溶劑價格高漲,回收DMF 對降低成本、提高獲利效益均有相當之成效,故濕式PU 合成皮業者大部份均設有DMF 回收設備。由於目前DMF 並無再生資源之相關中國國家標準,僅有適用於試藥級N,N-二甲基甲醯胺之CNS 標準1693,其可再利用於PU 合成皮原料、樹脂原料、溶劑原料等。如從技術角度來分析,從液態轉化為氣態再以液態回收,其過程中單純以化工單元操作為之,成熟度高。另外,經濟部也已於中華民國九十一年二月十九日公告「二甲基甲醯胺(DMF)粗液」為編號三十八號之再利用項目及相關管理方式,鼓勵相關業者進行再利用工作。因有政策性配合推動,類似成功案例相當多。
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剝錫(錫鉛)廢液資源化技術之探討
技術報導表一、剝錫(錫鉛)廢液... / 資源化產業資訊 第13期
印刷電路板製造原理乃結合電學、化學、機械、材料、光學等科學而構成,因此其製程複雜且必需使用多種化學藥劑及特殊原料來搭配。製造過程中所衍生之廢棄物種類繁多,或為液狀;或為泥狀;或為固狀等。其成分除含有多樣有機性污染物外,更含有為量不少之銅、鉛及鎳等重金屬。此類廢棄物如未加以妥善處理(中間處理、再利用或最終處置)而任意丟棄,其影響所及甚廣,如污染飲水水源、環境破壞、人體健康受損等,亦會造成企業體及社會成本增加。如上所述,印刷電路板製造業廢棄物種類多樣,且其各類廢棄物(如廢印刷電路板或粉屑、含銅污泥、廢蝕刻液、廢酸鹼或含重金屬廢液等)對應之資源化方式各有不同,本文僅將針對剝錫(錫鉛)廢液之資源化技術進行探討。一、剝錫(錫鉛)廢液來源一般而言,印刷電路板製程之鍍錫鉛單元,其主要目的在保護佈置於印刷電路板上之印刷線路於蝕刻時不被侵蝕。接著進行蝕刻單元,在蝕刻完成後,進入剝錫鉛單元;而該製程單元中所使用之剝錫鉛液種類可概分為硝酸系、氫氟酸系、氟硼酸系等,其主要成分有剝除酸液(如氫氟酸、硝酸等)、氧化劑(如雙氧水等)、緩衝劑、界面活性劑等。剝錫鉛單元係使用剝錫鉛液將佈置於印刷電路板上之印刷線路錫鉛鍍層剝除,由於剝除過程中剝錫鉛液組成成分會逐漸減少,其剝錫鉛之效力亦逐漸減弱,同時剝錫鉛液中之錫鉛及銅含量濃度將增加。依據實廠經驗判斷:不同種類剝錫鉛液其老化程度不同,綜括而言,錫含量達50∼100g/L 左右或酸當量降至3∼4 N 以下時,即被當作廢液,需要更換。總之,剝錫(錫鉛)廢液則來自印刷電路板製程剝錫鉛單元,其主要成分以氟化銨、硝酸、雙氧水等為主,其他如:COD 約為20,000∼25,000 mg/L;Cu2+約為1,000∼1,500 mg/L;Pb2+約為10,000∼15,000 mg/L;Fe3+約為0∼30,000 mg/L 等。二、剝錫(錫鉛)廢液資源化技術由於國際間目前金屬原物料需求甚殷,所以剝錫(錫鉛)廢液資源化具有極大之經濟誘因,只要技術原理與工程實務可行,即可實廠運作。至於其資源化方式大致可分為「原液再生」與「再利用」等類型,所謂「原液再生」意指直接將原廢液進行雜質(即非原液成份)之有效分離後,再適度調配成分與組成而成為新剝錫(錫鉛)液;「再利用」意指藉由物理、化學、熱處理等技術將原廢液中之有價物(如錫、鉛、銅等)分離成單一金屬或複合為氧化物/鹽類等。然而在實廠操作應用上,上述之兩種資源化方式並非均單獨運作。目前國內外已發表之剝錫(錫鉛)廢液資源化技術或案例,其資源化方式或為單獨「再利用」;或為再搭配「原液再生」;或為單獨「原液再生」等。現將各類型較具代表性之剝錫(錫鉛)廢液資源化技術摘要彙集如表一所述。如由技術面分析,「再利用」之系統設備可適用於各種不同系列之剝錫(錫鉛)廢液,一般採廠外(相對於產源而言)再利用,技術層次不高,其衍生產品多樣化。「原液再生」之系統設備需依各種不同系列之剝錫(錫鉛)廢液進行調整,廠內或廠外(相對於產源而言)進行操作均可,技術層次較高且具有獨特性,其衍生產品如具效能,足以獨佔市場。以目前國內現況,已有實廠案例係運用電解回收方式為主要單元,再搭配相關物化程序來進行剝錫(錫鉛)廢液之「原液再生」與「再利用」工作。另外,也有應用中和沈澱或氧化還原配合火法冶金程序,來回收「再利用」其中之錫金屬。三、結語綜合上述分析可知,如何選用剝錫(錫鉛)廢液資源化技術,其必需考量之因子頗多,如「適用廢液」、「藥劑使用量」、「實務操作性」、「能源投入」、「污染防治」、「衍生產品價值」等。如由表一所列之代表性技術來評析,事實上各有其優缺點。總之,為同時兼顧環保與經濟之目的,如何找出「合適」技術,則是一項挑戰?建議結合產生源未來動態及資源化趨勢來綜合分析,應可得到較圓滿答案。
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印刷電路板業廢棄物處理與再利用現況
專題報導雙面銅箔基板 去蝕刻阻... / 資源化產業資訊 第13期
印刷電路板(Printed Circuit Board;PCB)是結合電子、機械、化工材料等眾多領域之基礎產品,用途涵蓋範圍相當廣泛,此製造業生產線冗長,製造過程複雜且使用多種化學原料,所產生之固體廢棄物及廢液種類繁多,由於部分仍具經濟價值及資源化潛力,因此91 年度經濟部工業局特針對印刷電路板業兩家工廠進行廠內評估及廢棄物再利用等相關輔導工作。其輔導工作重點包括「產業特性分析及統計其廢棄物產生量」、「協助進行廠內評估及輔導」、「輔導規劃設置廢棄物再利用設施或系統」等,現依輔導工作結果與心得,摘要重點分述如下:一、製程概述及污染源國內電路板製造廠由於各廠大小、型態、生產方向及硬體規模不盡相同,在製造流程上亦有所差異,依其產品型態及層次可分為硬式、軟式單面板、雙面板及多層板,而軟式電路板製造方式大致同於硬板,以下即以製造過程較為複雜且生產量較大宗之多層板說明製造流程及其廢棄物產生源(如圖一所示)。多層板製程包含內層及外層線路的製作,雙面銅箔基板為多層板主要的內層材料,另配合膠片及銅箔與完成導體線路製作的內層板進行疊板壓合以形成多層板,製程所產生之廢棄物,主要計有裁板、成型、包裝單元產生之廢板及邊料;內層蝕刻產生之廢酸性蝕刻液;剝膜單元產生之膜渣;壓層單元產生之廢膠片;刷磨單元產生之廢銅粉;外層蝕刻產生之廢鹼性蝕刻液;剝錫鉛單元產生之剝錫鉛廢液;噴錫鉛單元所產生之廢錫鉛渣;廢水處理產生之污泥等。二、廢棄物產生量推估及處理現況廢棄物產生量之多寡與經濟是否景氣有著相當之關聯性,因此在推估廢棄物產生量前必須對於各類產品的生產狀況加以瞭解,故蒐集相關計畫,如:90 年度行政院環保署「事業廢棄物查核輔導計畫」、台灣電路板協會「電路板業廢棄物清理現況調查與研訂改善因應對策計畫」所推得之產出因子(廢棄物產生量/單位產品產生量)後,再將各廢棄物之產出因子乘上90 年電路板產量,以推估印刷電路板業各類廢棄物產生量如表一,由表一可知印刷電路板業廢棄物產生量以廢板邊料、含銅重金屬污泥、廢酸鹼性蝕刻液為大宗,其中廢板邊料及含銅重金屬污泥多數採自行或委託三、廢棄物處理遭遇問題分析電路板廠所產生之廢棄物目前處理管道大都暢通,惟部分極具資源化潛力之廢液或廢棄物因以納入廢水處理廠處理或採境外處理,造成電路板廠處理成本之浪費,以下即以剝錫鉛廢液、廢錫鉛渣、含銅重金屬污泥及廢板邊料四類廢棄物處理所遭遇之問題進行分析。剝錫鉛廢液由於含有高濃度的酸、氧化劑與界面活性劑,腐蝕性與毒性均相當高,工廠將此股廢液直接送入廠內的廢水處理系統,經過酸鹼中和沈澱分離重金屬成分後,即予以排放,所產生的污泥含有大量錫、鉛以及氟化物,如此直接處理不但增加污泥產生量且浪費了大量額外添加之化學藥品,另部分工廠委託原料供應商逆向回收,然其回收技術未明,因此恐將是另一污染源。廢錫鉛渣成分為錫佔63%、鉛佔37%,其成分皆具資源化價值,多數電路板廠以廢單一金屬料名義回收,或委託錫錠之供應商回收,其回收技術不明,此皆為電路板工廠廢棄物處理上之最大問題所在。除上述較難處理之剝錫鉛廢液、廢錫鉛渣外,占電路板廠廢棄物處理成本比例較大之含銅重金屬污泥,由於多數工廠採專案輸出方式,運往美國處理,然運輸成本使含銅重金屬污泥產生之回收價值大打折扣,而廢板邊料長久以來輸出至大陸處理,惟受限大陸政策調整,環保法令愈趨嚴格,未來處理管道恐受限或被迫中斷,且為因應巴塞爾公約之管制,發展再利用替代方案,方為長久之計。四、推動廢棄物再利用91 年度2 家印刷電路板廠廢棄物再利用之輔導,以含銅重金屬污泥、剝錫鉛廢液及廢錫鉛渣等三類廢棄物為推動重點,由於此三類廢棄物國內已設有專業回收再利用工廠,其中含銅重金屬污泥再利用方式係以氧化還原方式回收金屬銅;廢錫鉛渣以高溫加熱熔融方式製成錫鉛合金錠;而剝錫鉛廢液則採選擇性電解回收方式,將剝錫鉛廢液再生為剝錫鉛新液,因此於推動過程中則積極促成輔導廠朝事業廢棄物個通案再利用許可方向進行,以解決輔導廠所遭遇之問題。在國內相關業者及經濟部工業局努力下,電路板業廢棄物處理已漸朝向資源化且合法化之方式進行,除提供電路板廠多一種處理選擇外,亦大大減輕過去不合法處理之風險。除上述積極推動資源化處理之廢棄物外,剝掛架過程中所產生之硝酸銅廢液、微蝕單元產生之微蝕廢液、噴錫單元所產生之助焊劑廢液等皆為未來推動資源化之重點,其相關資源化技術之開發,是未來產、官、學、研等單位極需努力突破之課題。
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事業廢棄物再利用許可審查規費收費標準
法令動態 / 資源化產業資訊 第13期
為有效管理事業廢棄物之再利用,九十年十月二十四日修正公布之廢棄物清理法第三十九條規定,事業廢棄物之再利用應依中央目的事業主管機關規定辦理,而未經公告者,則應依相關部會之「事業廢棄物再利用管理辦法」申請許可後始得再利用。由於再利用許可之核發須經專業審查,耗費行政成本,故經濟部基於規費法第七條之規定及增進財政負擔公平、有效利用公共資源之考量,爰依據規費法第十條於九十三年四月二十一日訂定發布「經濟部事業廢棄物再利用許可審查規費收費標準」(以下簡稱本標準),以利受理事業廢棄物再利用許可申請時,依該收費標準收取審查費辦理審查相關事宜。本標準計三條,條文如下:表一、經濟部事業廢棄物再利用許可審查規費收費標準條文 說明第一條 本標準依規費法第七條及第十條規定定之。 法源依據第二條 事業及再利用機構申請各種許可文件之收費基準如下:一、個案再利用許可核發或展延審查費,每件收取新台幣八千元。二、試驗計畫核准審查費,每件收取新台幣八千元。三、通案再利用許可核發或展延審查費,每件收取新台幣八千元。明定各類許可之核發、展延審查費之收費標準第三條 本標準自發布日施行。 施行日期
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廢面板玻璃再利用為陶瓷替代原料
案例介紹粒徑過大之粒子回料 磁... / 資源化產業資訊 第12期
一、廢棄物產生過程國內廢家電處理廠將廢電視機拆解後,其中陰極射線管(Cathode-Ray Tube,CRT)玻璃部份,依『廢電子電器物品回收貯存清除處理方法及設施標準(91 年12 月25 日)』之第五條規定「……處理廢電視機時,陰極射線管應先除真空,分離錐管玻璃與面板玻璃,並應收集螢光粉後,妥善貯存於密閉容器內……」。其中廢面板玻璃主要成分為BaO(8%)、SrO(8%)、PbO(1%)、SiO2(83%),故又稱為鋇鍶玻璃。二、資源化流程廢面板玻璃再利用原理是利用廢棄物特性與陶瓷原料中之長石相似,而做為部份陶瓷替代原料。其作業方式主要藉由破碎機來進行粒度掌控,然後再依磚窯廠要求調配適當比例與其他原料摻配製作磁磚,一般窯溫控制於1,100℃,升溫速度設定為10∼15℃/分鐘,退火速度控制於15∼20℃/分鐘,1,100∼1,200℃停留約30∼40 分鐘,即完成磁磚燒結程序,廢面板玻璃再利用流程如圖一所示。三、案例評析本案例之廢棄物乃藉由破碎設施來掌控粒度大小與分佈,然後再進行適當比例原料之摻配工作,此部份工作流程為本案例是否成功之關鍵。建議有意從事此類型廢棄物再利用之業者,應具有或掌握專業之原料摻配能力或管道,才能竟其全功。另外,由於玻璃本身就是一種均質的物質,理論上可以百分之百回收再利用。但是,實際上廢玻璃種類繁多,並非所有類別之廢玻璃都可以應用且符合單一之再製品性質規範(尤其是物性)要求,建議進行再利用前應做好分類,以利於提高資源化成功率。
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破碎技術與資源化評析
技術報導表二、破碎機的種類與適... / 資源化產業資訊 第12期
「破碎」係使用機械性外力(如擠壓、撕裂、剪切、拉伸等)將固體之塊狀組織碎成細粒,增加表面積之操作。而資源性物質再生處理,所強調者為分離工程,基本上為一種物理化學方法,方法之選擇端視回收之目的物質與其他雜質的混合程度,大抵上可用目的物質與雜質造成單離所需之粒度來判斷。單離粒度大者,如鋁、鐵罐,用手選即可造成分離,單離粒度在1μm以上者可藉由比重、磁性、導電性及表面性質差異等來將其作物理分離。然而目的物質若是和雜質形成複雜鹽類或合金,其所需單離粒度往往要降至分子大小,則需採用化學方法。一般若以物理方法所能分離回收者,則儘量為之。因此,破碎是進行資源性物質資源再生分選工作之第一步,藉由破碎技術使欲回收物質達到某一程度的單離,並配合後續之分選技術及設備,提供分選之最佳粒度範圍。一般破碎機之破碎比在3∼10 之間(餵料粒度與產品粒度之比),故對破碎比大之物質,需利用數段大小程度不同之破碎機分階段完成。各階段之破碎粒度範圍如表一所示。一般採用之粗破碎機主要為顎型破碎機(Jaw Crusher)及偏心破碎機(Gyratory Crusher)兩種;中、細破碎機有錐形破碎機(Cone Crusher)、轉輪破碎機(Rolls Crusher)、衝擊破碎機(Impact Crusher)。另有一些較適合軟性及韌性材料之破碎機,如剪斷破碎機、複合切斷式破碎機、球磨機(Ball Mill)及棒磨機(Rod Mill)、振動磨機(Vibration Mill)等,茲分別說明如下:一、顎型破碎機顎形破碎機為最常見之粗破碎機,偏心輪所驅動之動顎(Movable Jaw)與固定顎(Fixed Jaw)構成V 字型,由於動顎每分鐘200∼400 次之往復運動,將夾在其中之物料咬碎,當顎口張開,被破碎之物料掉落至底下狹窄的空間,而當顎口再次關閉時,再一次的受到壓碎,最後由底部排出。正如動物用口咬碎東西一樣,其中以柏克型(Blake)使用最為普遍,破碎能力佳,通常用於初碎。由於具有構造簡單,工作可靠,製造容易,維修方便等優點,故目前仍被廣泛使用。二、偏心破碎機偏心破碎機構造為圓形,以懸軸型最為普遍。主體是由兩個圓錐體(可動圓錐和固定圓錐)內外套組成,藉由可動圓錐之運動使進料物質被壓碎。粗碎、中碎、細碎的機型皆有,中碎與細碎機型又稱錐形破碎機。三、轉輪破碎機轉輪破碎機是將轉輪之重量施壓於物體上,當轉輪移動時,即產生輾壓作用,構造簡單,主要作用於中、細碎作業。四、衝擊破碎機與旋鎚破碎機衝擊破碎機是應用衝擊力來破碎物料的設備。物料進入破碎機後,受到高速迴轉的擊鎚衝擊,物料即沿著節理面或接界面破裂。被衝擊的物料獲得巨大的動量,並以高速拋向碎料板,經料板的反擊,再次被擊碎,從碎料板返回的物料又遭擊鎚的重新接擊,進一步破碎。當物料在擊鎚和碎料板之間往返時,除了擊鎚和碎料板的衝擊外,物料間亦發生相互衝擊。上述過程不斷的進行,直到破碎後的物料小於擊鎚及碎料板間的間隙時,才從破碎機下部排出。五、剪斷破碎機剪斷破碎機屬於較新發展之機種,主要用於軟性與韌性物料之破碎。此機為二軸剪斷式,其破碎室內有特殊設計的破碎刀刃,與墊圈交互安裝於兩平行轉軸上,二轉軸通過齒輪箱而由一台減速馬達來驅動。此二轉軸是以不同的迴轉由外向內轉動,將物料投入二軸之間,刀刃即能將之切斷、破碎。如鉤爪般的特殊刀刃,其角度會隨著軸的轉動而變換,故以少許動力就能發揮極大的破碎力,提昇效率。此二轉軸的迴轉速極低,故幾乎無噪音、振動、發熱等現象。此破碎機適用於軟性與韌性的材質,不適用於脆性材質,與一般之破碎機不同。塑膠、橡膠、海綿、輪胎等皆可被破碎之外,材質組成複雜之廢棄物如電視機、電冰箱、電腦等也可破碎,具有多方面的破碎功能。六、複合切斷式破碎機與單軸回轉式破碎機複合切斷式破碎機主要是以將大尺寸之可燃物及不可燃物破碎成較小尺寸為目的。可先將大尺寸之可燃物切斷破碎後,送至焚化爐,再將不可燃物及混合材質之大型廢棄物切斷,破碎成較小尺寸,然後送至後處理細破碎。其優點為複合切斷式破碎係採用油壓慢速切斷,切斷力有100 噸,切斷力非常強,對於大型廢棄物可輕而易舉處理之;同時切斷機之切斷箱尺寸非常大,可以容納大尺寸之廢棄物;由於是慢速切斷,不易產生火花,可防止火災之發生。對於後處理之破碎機之刀刃使用壽命可以延長,同時亦增加破碎之破碎效率。而單軸回轉式破碎機之優點是破碎粒徑較小,對於分類效率及純度增加,同時後處理之設備亦可以採用較小尺寸。對於設備之設置費用亦可節省。另外雙軸回轉式破碎機與剪斷破碎機相似。七、球磨機與棒磨機球磨機為最普遍使用之磨機,磨球之形狀,以圓球形最多,但亦有短柱形、餅形及錐形。球磨機之構造如為一滾筒,內裝磨球,磨球大小之選擇,須視物料的性質,物料顆粒之大小,及球磨機之直徑與轉速而定。大磨球之衝擊力強,破碎能力大,但磨球數少,亦即衝擊之次數少,總研磨面積亦小,故磨礦效率反而可能不佳。一般而言,物料硬度大,物料粒徑大者,因需較大之破碎力,故常用較大之磨球;此外球磨機之直徑及轉速,亦與球之破碎力量有關,球磨機直徑大者,打擊力亦大。球磨機以其臨界轉速之75%運轉時,可得最大之打擊力。普通球磨機內裝球的數量,以佔球磨機內部容積的45%∼50%為佳,球磨機開始運轉時,應以各種大小不同之球混合裝入,因打力靠大球,而小球可增加摩擦面,故混合裝的效率較佳。球磨機開始運轉後,可依據實際情形,每日或每班補充適量之最大磨球,因大球將逐漸磨小,在正常的操作情形下,大小球之數量,可維持最佳比例;倘有太小或太多破碎的球,即應加以清理,將其剔除。棒磨機之工作原理與球磨機相似,將磨球改用磨棒,棒磨機中鋼棒填充量為棒磨機容積的35%∼40%,更可高達45%;所使用之鋼棒長度與棒磨機內側直徑比例為1.4∼1.6。八、振動磨機振動磨機,由兩管狀磨筒組成,直徑從200mm∼650mm 不等,內裝磨球。振動磨機之磨球在磨筒內之運動方式與球磨機不同,它們的運動方向與磨筒的轉動方向相反,若磨筒做順時針方向轉動,則磨球做逆時針方向運動。除了這種運動之外,尚有自轉運動。送入振動磨機之物料在高頻衝擊和研磨作用下,被磨細而排出。依據上述之破碎機械作用原理,如欲考量未來資源化課題,建議應從以下三個層面來評估:一、破碎物料之物理構造依物料內部三度空間之排列,視內部質點間之結合情形,而顯現其強度特性。欲使其破裂,就需要施加超過該物料應變(strain)強度之應力(stress),由其含有之結合力缺陷處產生裂紋,而形成碎裂。因此若物料為韌性物質則須利用壓縮與剪切力量,若物料為脆性物質則須利用壓縮與衝擊力量,常見之破碎裝置與適用之待處理資源物質如表二所示。二、產物粒度依產物粒度之大小需求,選用適當的破碎機具組合,考慮破碎機械之效率及動力的節省,常須經幾段之破碎操作稱為分段破碎,也就是粗粒選用以壓力或衝擊力為主之粗碎或中碎機,打碎成細粒後再選用以摩擦力為主之磨機,因此破碎之操作應包括破碎與研磨兩大部份。三、後續分選方式破碎可採用乾式或濕式進行,乾式破碎適用於被破碎物本身是乾燥,而後續分選方式為乾式時,則破碎產物也要乾燥的,抑或產物為不可潮濕的,例如作為水泥、燃料等利用時,亦須以乾式破碎進行。假如原物料含水份少,粗碎也都採用乾式,缺點為產生灰塵,細碎效率下降。而濕式破碎適於原來就含有水份之原物料,所得含水之破碎產物又適於濕式分選操作,分級簡單、破碎能力高,可用管路輸送,適合細碎或研磨步驟使用。
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半導體封裝業事業廢棄物處理現況探討
專題報導晶圓成品 晶圓切割晶片... / 資源化產業資訊 第12期
一般而言,半導體製造流程係包括IC 設計、IC 晶圓製造、IC 封裝、IC 測試等階段。換言之,半導體產業整體結構,如依上、中、下游來劃分, IC 設計應屬半導體上游產業;IC 晶圓製造屬中游產業;IC 封裝、IC 測試則屬下游產業。其中,封裝的目的是提供IC 晶片與電子系統間訊號傳遞的介面及保護IC。由此可知,封裝技術發展除了受IC技術發展影響之外,還會因電子產品與電子系統本身功能之要求,導致不同產品需要有不同之封裝技術規格。如從其可能衍生之廢棄物角度來瞭解其產生量、廢棄物特性、可再利用潛力等層次問題,實值得探究之!有鑑於此,工業局特於92 年度針對此製造業,進行兩家工廠之廠內評估及廢棄物再利用等相關輔導工作。輔導工作之重點項目包括「產業特性分析及統計其廢棄物產生量」、「協助進行廠內評估及輔導」、「輔導規劃設置廢棄物再利用設施或系統」等,現依輔導工作結果與心得,摘要分述如下:一、製程概述及污染源半導體封裝主要製程流程包括:晶圓切割、黏晶、銲線、封膠、檢切/成型、印字、檢測等單元。依各單元所產生之廢棄物來分,計有壓模單元產生之廢壓模膠;去渣去結單元產生之廢導線架;導線電鍍或鍍錫鉛單元產生之廢電鍍板、廢酸及衍生污泥;清洗單元產生之衍生污泥;蓋印成型單元產生之廢丙酮等,初步歸納如圖一及表一所示。二、廢棄物產生及處理現況目前國內半導體封裝業之事業廢棄物產生量尚無具體統計資料,因此,彙整工業局委辦計畫執行深入輔導工廠之工作心得及對產業整體現況的瞭解,來完成各類廢棄物產生量之推估工作。如表二所示,推估92 年國內半導體封裝業主要廢棄物產生量,如無機性污泥(500 公噸/月)、廢丙酮(15 公噸/月)、廢壓模膠 (1,500 公噸/月)、廢導線架(900 公噸/月)、廢錫渣(4 公噸/月)等。三、廢棄物處理遭遇問題分析半導體封裝業產出之廢導線架、廢錫渣等廢棄物目前大多有合法處理通路,但發現多數廠商業者似乎不太瞭解再利用現況。至於廢丙酮、廢壓模膠等廢棄物,大部份可回收再利用或作為替代燃料,但其前提是必須做好廠內管理與分流工作;另外,法規未來之變革,也值得注意(環保署於93 年1 月2 日公告自93 年9 月1 日起停止適用『水泥窯或旋轉窯使用廢溶劑作為輔助燃料認定原則』)。無機性污泥目前大部份委外行最終處置,考量如何再利用,則為思考重點。
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新增水淬高爐石(碴)、鈦鐵礦氯化爐碴再生資源項目代碼及廢潤滑油廢棄物項目代碼
法令動態 / 資源化產業資訊 第12期
行政院環保署於九十三年三月九日新增「水淬高爐石(碴)、鈦鐵礦氯化爐碴再生資源項目代碼及廢潤滑油廢棄物項目代碼」(環署廢字第0930017137 號),相關內容如下:一、資源回收再利用法已於九十二年七月三日正式施行,相關網路申報規定及界面亦已訂定規範,現經濟部已於九十三年一月十六日公告水淬高爐石(碴)及鈦鐵礦氯化爐碴等二項再生資源項目,為配合「以網路傳輸方式申報再生資源之產出、貯存、清運、再使用、再生利用、輸入或輸出情形之申報格式、項目、內容及頻率」相關申報規定,於現行代碼表中增訂水淬高爐石(碴)(再生資源代碼:G-1201),鈦鐵礦氯化爐碴(再生資源代碼:G-1202),並將原廢棄物代碼表更名為再生資源及廢棄物代碼表。二、另潤滑油自九十三年七月一日起回歸事業廢棄物管理,為利業者後續申請或變更清除處理許可證、清理計畫書及其他相關事宜,於現行代碼表中非屬公告應回收或再利用之一般事業廢棄物廢油類(D-17)項下新增廢潤滑油項目,其廢棄物代碼訂為D-1703。事業機構若欲查詢再生資源及廢棄物代碼,可至事業廢棄物管制中心連線申報系統(網址:http://waste.epa.gov.tw/)代碼查詢中查詢。
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