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VOL.52 廠務季刊 先進製程含鈷廢水處理及其資源化再利用成果

2.3 鈷資源化 將前述所討論的方法進行比較後如表4，使用氫氧化
鈷的方式進行處理僅適合針對高濃度的鈷廢水，因低
2017 年公司導入 7 奈米鈷製程，其衍生的硫酸鈷廢 濃度含鈷廢水會受限於 Ksp 使水中殘留鈷濃度僅能降
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液 ( 高濃度含鈷廢水 ) 每月約 75m ，皆委外進行清運 至 59ppb，距離放流濃度小於 2.3ppb 的目標仍有一
處理，每年花費近千萬的處理成本，可預見鈷資源化 段距離，且其系統建置的占地相對大且會產生大量污
將能為公司帶來可觀的效益，因此針對高濃度含鈷廢 泥需額外進行處理，若使用離子交換樹脂法相對技術
水是以資源化為主要攻堅方向，挑選氫氧化鈷法及電 簡單，雖然樹脂再生時會產生高濃度鈷再生廢液，但
鍍法進行評估。 配合使用電鍍鈷處理法則可將其達到再利用的目的，
[05]
謝文彬(2020) 亦曾提出離子交換樹脂法可達到處理
2.3.1 化合鈷 - 氫氧化鈷法
Co 濃度達 ppb 等級，亦可避免衍生二次污染物 ( 相
如章節 2.2.1 化學沉澱法 - 氫氧化鈷內所述，透過 pH 轉換 )，因此針對含鈷廢水的處理方式最終將選擇使
調整至 11，可產生氫氧化鈷沉澱，其沉澱的的氫氧化 用離子交換樹脂法搭配電鍍鈷處理法，進行含鈷廢水
鈷顆粒，透過傳統的過濾、乾燥方法，可取得氫氧化 的處理。
鈷顆粒、粉末。

2.3.2 金屬鈷 - 電鍍法
此方法係透過整理器輸出固定電流，進行電解氧化還
原，在陰極輸出電子，溶液中的鈷離子獲得電子形成
鈷金屬，陽極則進行水電解，產生氫離子及氧氣，其
[04]
原理圖如圖3，根據蒙彥超(2018) 研究中曾提到電
鍍過程中所產生的氫離子，將導致溶液 pH 降低，故
系統需設計 NaOH 加藥，以維持水體 pH 大於 2.5，
避免低 pH 時因氫離子濃度高，於陰極發生水電解產
生氫氣。文獻建議操作 pH 範圍 3~5，如 pH>5 鈷金
屬部分變成氫氧化鈷 (Co(OH) 2 ) 與其錯合物，其硬度
大彈性差，過多時成品易脆裂破損。另外，台積電已 圖 3：鈷電鍍原理
有將硫酸銅以電鍍法進行資源化的實績，是為相對成
熟的處理流程。

表 4：鈷廢水處理技術比較說明

處理技術比較 去除原理 優點 缺點
添加氫氧化鈉產生氫氧化鈷沉澱物去除水 1.設備建置昂貴
1.處理成本低
氫氧化鈷沉澱法 中鈷離子，並藉由進行過濾、乾燥後製成 2.系統占地面積大
2.適合處理高濃度重金屬
氫氧化鈷顆粒回收再利用 3.系統產生大量污泥需處理
1.技術簡單 1.僅適用低濃度重金屬
離子交換樹脂法 利用離子價數對重金屬的選擇性來去除
2.可選擇性去除重金屬 2.樹脂再生液需處理
利用電流使水中的鈷進行氧化還原反應 1.適合處理高濃度重金屬
電鍍鈷處理法 設備建置昂貴
變成金屬鈷做回收 2.場內已有相關系統作借鏡

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