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TSMC/ Facility Published

2.2.2 離子交換樹脂法
表 2：鈷化合物 Ksp
含鈷廢水可使用強陽離子或螯合樹脂進行吸附處理，
Compound Formla Ksp ＋
強陽樹脂的吸附方式主要係透過樹脂的Ｈ 與水中的
-29
Coblt(II) arsenste Co 3 (A 2 O 4 ) 2 6.80 x 10 2+
Co 進行置換，當樹脂吸附飽和後，可透過硫酸進行
Coblt(II) carbonate CoCO 3 1.0 x 10 -10 樹脂再生大幅降低樹脂廢棄物產出及購買費用。
-2
Coblt(II) hydroxide (blue) Co(OH) 2 5.92 x 10
廠內初期測試強陽樹脂再生，可有效將二價鈷離子脫
-2
Coblt(II) iodate dihydrate Co(IO 3 ) 2 x 2H 2 O 1.21 x 10 附，但若加入 CoCMP 廢水進行處理，此股廢水在研
磨製程中為避免研磨液中的 SiO 2 沉澱，研磨液會控
-35
Coblt(II) phosphate Co 3 (PO 4 ) 2 2.05 x 10
制 pH 為鹼性，然而在鹼性環境下，鈷離子則可能形
-22
Coblt(II) sulfide (alpha) CoS 5 x 10 成氫氧化鈷、氧化鈷等沉澱，因此製程上會於研磨液
-26 中會添加有機酸，有機酸會填滿鈷離子的配位基，使
Coblt(II) sulfide (beta) CoS 3 x 10
其形成溶解狀態的有機結合鈷；因此 CoCMP 廢水使
用強陽樹脂處理時，還有有機結合鈷在再生時會導致
脫附效果不佳，造成可再生次數降低，結果為大幅減
短樹脂壽命。

而為避免樹脂壽命過低，嘗試導入螯合樹脂進行測
試，結果顯示螯合樹脂對於鈷離子可有效去除及再生
脫附，可重複使用，但對於 CoCMP 製程排放的有機
結合鈷，吸附能力差，兩種鈷廢水處理所使用樹脂特
性如表3。針對來源廢水特性的不同，離子鈷及有機
結合鈷採用不同型態的樹脂進行處理，而無論螯合樹
脂或強陽離子樹脂在飽和後，皆須面臨產出固態廢棄
物，或生成再生濃縮液須委外處理的問題，實務上再
生廢液委外處理成本極高，使樹脂再生濃縮的運轉成
本將高於樹脂飽和拋棄數倍之多，因此運轉方式的選
擇亦是後續需取捨的事項之一。

圖 2：二價鈷在不同 pH 環境下溶解度
表 3：鈷廢水處理使用樹脂特性說明
樹脂類型 強陽樹脂 螯合樹脂

可處理廢水 ECP(離子鈷) ECP(離子鈷)
CMP(有機結合鈷)
吸附質量 吸附至飽和汰換 14g Co/L-resin

樹脂更換量 3200L/month 再生使用
(每廠)

鈷去除能力 >99% >99%
備註 有機結合鈷吸附後 對有機結合鈷吸附
無法脫附， 能力不佳
僅能拋棄使用

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