Page 75 - Vol.23

圖 4、不溶陽極及活動陰極示意圖 圖 5、電解還原流程圖

銅生長方向
Cell俯瞰圖 活動陰極 (由外而內) 硫酸銅批次進料
（鈦, Ti）
電解循環

N
達到設定濃度
不溶陽極 Y
（氧化銥, IrO 2）
排 酸

生成銅金屬 還原銅金屬 水流方向
生成速率： (順時針) N 達到設定批次數
1.182g/A*Hr
Y
取 銅

體，所還原之金屬將會沿著陰極內 解時間以減少循環泵之用電耗量達
緣向內生長，進而形成金屬管。不 到節能之效果。理想之電解溫為
溶陽極及活動陰極之示意圖如 圖 40℃，於 40℃之操作環境下，氫 參考文獻
4。 離子之解離效果較佳可增加水中導 [1] BEUKES, N.T. and BADENHORST, J.
Copper electrowinning: theoretical
電度。
待銅生長至一定重量，便可使用天 and practical design. Hydrometallurgy
Conference 2009, The Southern African
車取銅，將銅金屬自活動陰極剝 Institute of Mining and Metallurgy, 2009.
離，取銅過程如圖所示，取銅後則 [2] Etienne Roux, MAS S TRANSFER
IN ANNULAR CYLINDRICAL
可再次進行下一批次之硫酸銅電解 LECTROCHEMICAL CELLS.
還原過程。十二廠三期之廢硫酸銅 結論 [3] 黃志文，「利用數位影像分析及導電度
建立量測硫酸銅廢液濃度方法之研究」
電解回收流程如 圖 5 所示。 國立中央大學環境工程研究所碩士論
文，2013。
[4] 曾繁信，「電子業含銅廢液最適化回收
以十二廠三期所建置之管式電解回 技術之研究」，國立中央大學環境工程
研究所，碩士論文。
收系統為例，目前每批次可電解還 [5] 楊婉琳，「含銀廢液電解還原之研究」，
3
結果與分析 原 1.6M 之廢硫酸銅，電解時間 國立成功大學環境工程研究所，碩士論
為 22 小時，大於每日廢硫酸銅排 文。
3
放量（平均 1.5M ），可達成廢硫
酸銅零清運。因其模組化設計之特
2016 年一月中甫動工至四月底開
性，可依各廠需求規劃系統所需之 附註
始試俥至今，十二廠三期共電解
管式電解還原槽之數量，以符合零 註 1 因硫酸銅液體離子中硫酸根離子較多，
3
216M 廢 硫 酸 銅 及 回 收 5,868 公 故反應以傾向生成硫酸為主，氫氣之生
清運之目標。若本公司含銅製程各 成極為微量。
斤的銅。系統運轉之主要參數為流
廠皆安裝管式電解回收系統，預計
量、溫度及整流器輸出三項。
可減少約 6,500 噸之廢棄物重量。
循環流量限制於主要是要控制廢硫
現行所生成之電解廢液所含銅成分
酸銅於電解還原之質傳效率，過小
約為 30~200PPM，硫酸濃度約為
則混和效果差，過大則會破壞鍍層
5~8%，極具回收再利用之潛力，
結構。整流器輸出分兩階段設定則
若以結合銅螯合樹脂及 UF 處理 Cu
是為了節省能耗，廢硫酸銅於甫進
CMP 含銅廢水則具有節省重金屬補
料 初 期 之 pH 約 為 2.0~2.5， 其 導
集劑、減少樹脂塔再生藥劑消耗及
電度較差，若加以過大電流則會導
減少含銅汙泥之生成量，為台積減
致消耗過多之電量於產生熱能，且
廢再進一哩路。
容易使鍍層產生尖端效應，造成陰
陽極短路、降低電解回收之效率；
一段低電流設定可利用陽極之電
解水反應將氫離子溶入廢硫酸銅溶
液中，降低廢液之 pH 及電阻後，
再提升電流至二段設定即可縮短電

300mm FABS FACILITY JOURNAL SEPTEMBER 2016 75