用铝蚀刻废液(废磷酸)产制焚化飞灰处药剂先期评估计画

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1、利用鋁蝕刻廢液（廢磷酸）產製焚化飛灰處理藥劑先期評估計畫1.背景與目的綠基會台灣都市廢棄物處理方式邁向以焚化為主，然而都市廢棄物焚化衍生的問題與焚化飛灰含有害物質待處理等問題，均為環保界與主管機關需儘早研擬因應對策的重大議題。採資源回收再利用方式進行廢棄物焚化飛灰處理為國際發展趨勢，但鑒於投資及處理成本所費不貲、二次污染疑慮、以及產品市場通路不確定等障礙，導致短期內不易於國內落實。因此，尋求穩定化/固化處理效能佳、長期風險低、以及成本有效之藥劑，乃為短、中期可行之推動方向。國內現有20餘座大型都市廢棄物焚化爐之焚化飛灰，大多採用水泥及螯合劑混合固化再掩埋之處理處置方式

2、。由於焚化飛灰含有鉛、鋅、銅、鎘及鉻等多種重金屬，故掩埋後對環境之危害及再滲出之風險，均為各界關切之重點，其中又以鉛對環境之危害程度最為顯著，故鉛為焚化飛灰無害化處理的首要有害重金屬對象，亦為相關研究對焚化飛灰無害化處理的主要評估指標。本計畫主要目的係針對利用TFT-LCD產業製程鋁蝕刻廢液（廢磷酸）產製焚化飛灰穩定化/固化處理藥劑進行可行性評估，期望藉由「以廢治廢」之理念，研究開發穩定化/固化處理效能佳、長期風險低、以及低成本之藥劑。計畫執行所獲致之成果，其直接效益可作為相關企業降低營運成本與商機開發之參考；間接效益方面將可有效解決焚化爐飛灰之安全去化問題，並提供具

3、經濟性、安全性、永續性之最佳化處理方案，除節約社會整體成本支出外，亦符合未來環境要求及社會永續發展之目標。-1-2.廢磷酸產生製程及特性說明一般TFT-LCD之製程，主要是將玻璃表面鍍上一層金屬層後，隨即依電路設計需求，反覆進行薄膜、黃光、蝕刻等不同之模組操作，經由數道步驟後始完成TFT玻璃基板後。再配合另一片上面有彩色濾光片的玻璃，進行液晶的注入及包裝過程，經由數道步驟始完成TFT-LCD面板後。再將完成TF-LCD面板裝上驅動IC及電路板和背光源，再進行機殼模組組裝及包裝過程，經由數道步驟始完成成品。其製造流程如圖1所示。TFT矩陣玻璃基板形成(Array-gla

4、ssFormation)階段之蝕刻製程的功能，是要將進行製版微影製程前所沉積的薄膜，把沒有被光組覆蓋及保護的部分，以化學反應或物理作用的方式加以去除，以完成轉移光罩圖案到薄膜上面的目的。濕式蝕刻是最早被使用的蝕刻技術。它是利用薄膜與特定溶液間所進行的化學反應，來去除未被光阻覆蓋的薄膜。其優點是製程單純，且產量快速。因此，普遍應用於TFT矩陣玻璃基板形成(Array-glassFormation)階段。現今針對TFT矩陣玻璃基板上蒸鍍之鋁金屬薄膜，係採濕式蝕刻方式進行鋁薄膜去除，其採用之蝕刻溶液，係由同比例的磷酸（約60~75％）、硝酸（約1~5％）、醋酸（約4~6％）

5、和水所組成，其蝕刻機制乃是利用硝酸與鋁反應形成氧化鋁，再與磷酸反應形成水溶性的磷酸鋁，醋酸在此作為緩衝液，其功用主要防止硝酸在水中解離而改變蝕刻率。其中，硝酸雖只佔蝕刻液1~5％，但其肩負將鋁氧化的工作，因其揮發性高而造成鋁蝕刻液不穩定主因；其次，因蝕刻液對溫度反應靈敏，一般鋁蝕刻加熱的溫度約在35~45℃左右，溫度越高蝕刻速率越快，故選定合適的製程溫度，對蝕刻率及均勻度穩定有相當助益。-2-玻璃玻璃T薄膜製程R/G/B膜覆蓋鍍BM膜CFRF黃光製程GR/G/B圖樣黃光製程T製B製程蝕刻製程R/G/B顯影蝕刻製程程TFT測試檢視配向膜定位鋁蝕刻液TFT/CF對組廢磷酸

6、(AlEtch)L切割裂片CD液晶灌入製程貼偏光板LCD測試COG/TAB壓著LC封膠M製機殼及背光源組裝程LCM檢測圖1TFT-LCD全製程及廢磷酸產生製程示意-3-在製程過程中，鋁蝕刻液中硝酸及醋酸的濃度會因使用的時間越久而逐漸下降，而磷酸濃度則隨之增加，當硝酸及醋酸的濃度下降至一定濃度時則蝕刻速率亦隨之降低，因此在固定時間到時便要進行鋁蝕刻液的汰換動作，即產生鋁蝕刻廢液（廢磷酸）。廢磷酸外觀屬透明無色液體，具刺激性酸味，pH值<1，易溶於水，比重隨磷酸濃度而變化，約介於1.45~1.60之間。3.廢磷酸產生量及產生源分布國內產生廢磷酸之TFT-LCD製造公司計有

7、7家公司共14廠，合計產生量毎年約1.5萬公噸。依產生量排序，依序為A公司（5,879公噸/年）、B公司（2,902公噸/年）、C公司（1,500公噸/年）、D公司（1,229公噸/年）、E公司（696公噸/年）、F公司（242公噸/年）及G公司（56公噸/年）等。各產生源之產生量及比率如圖2所示。廢磷酸產生源分布如圖3所示。產生量（公噸/年）D公司E公司F公司G公司1,229242566962%0%10%6%C公司1,50012%A公司B公司5,8792,90247%23%圖2廢磷酸產生源之產生量及比率-4-連江縣台北市基隆市桃園縣台北縣(5廠)新