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【XRF】「氟化鈣污泥」回收方面的技術應用

前言

 

在半導體和電子產品的製程中,有一種常見卻容易被忽視的副產物:氟化鈣(CaF₂)污泥,主要來自蝕刻和清洗製程所產生的氫氟酸廢液。經由氫氧化鈣或碳酸鈣的中和處理後,氟、鈣會產生沉澱反應,最終形成我們所說的「氟化鈣污泥」。
這些汙泥表面上可能是沒什麼用處的工業廢棄物,但其實裡面可能蘊含不少有價值的金屬與可再利用資源,也因此「怎麼確認清楚裡面有什麼?」、「值不值得回收利用?」,成了近年來相關產業與環保領域重點關注的議題。

 
圖一、大批量產的電子產品
圖二、左右台灣經濟命脈的晶圓代工
 

回收難題

氟化鈣污泥的分析具備一定挑戰性,主要原因包括:

  • 成份複雜、粒子細小
  • 傳統分析技術(如:ICP-MS、AAS)操作繁瑣、成本高,且分析效率偏低,因此不利於會大批量產的樣品分析。

然而,若未先確認污泥中各成分的組成與濃度,將難以判斷它是否值得回收或如何安全處理。

 

XRF螢光分析儀

 

X射線螢光分析儀(X-ray Fluorescence, XRF)採用非破壞性的分析原理,具備操作簡單、分析速度快,並可同步掃描辨識樣品中多種元素,面對氟化鈣污泥這類成分複雜的樣品,XRF 可說是最有效且理想的解決方案。

 

XRF設備的實用優勢

1.

不需化學試劑前處理,省錢省時環保

免除溶解、萃取、稀釋等複雜步驟,不但省下耗材費,還能避免再產生額外的廢液廢棄物。

2.

測得快,結果準

從進樣到檢出數據只需數十秒,分析諸如鈣(Ca)、鋁(Al)、鐵(Fe)、銅(Cu)等關鍵成份皆豪不費力,甚至還可以透過「自動進樣裝置」更進一步提升效率。

3.

一次看透所有元素

XRF 可以同步偵測多種元素(Na11~U92),即使污泥中的雜質成份複雜,依然能迅速掌握其價值潛力並判斷污染性。

4.

樣品彈性高,不挑樣子

無論粉末、顆粒、泥狀或固狀,只需要基本的乾燥或研磨處理,就可以直接進樣分析。

 

真實案例

某間科技製造公司過去因產品製程所需,每年皆產出為數不小的污泥副產物,而雖然廠內配有專門的化學滴定分析實驗室,但分析效率卻完全追不上汙泥產出的速度。但裝設了 XRF設備後,透過設備的特性,不僅大幅提升了分析檢驗的效率,也能同步直接篩選出鋁(Al)、銅(Cu)、鎢(W)等有價值金屬。

 
圖三、XRF分析氟化鈣汙泥成份(單位wt%)
圖四、氟化鈣汙泥樣品輕易製備
 
表一、快速獲得分析數據結果
表二、快速獲得分析數據結果
 

結論

 

隨著循環經濟與資源永續的觀念日益受到重視,如何將「廢棄物」轉化為「資源」,已成為產業升級的重要課題。X射線螢光分析儀以其快速、無需特殊前處理、低成本等優勢,正好為氟化鈣污泥的再利用提供了高效且可行的解決方案,而未來,隨著技術持續精進與應用日益普及,XRF 設備將會在廢棄物管理與回收資源領域中發揮出關鍵的作用!

 

宇威科技與 嘉富億科技 合作,期許能從硬體到軟體提供客戶整合性的服務!