炼铜集尘灰资源化处理技术与实厂化之可行性评价研究.pdf

工業污染防治 第 111 期(Sep. 2009) 23 資源化技術 煉銅集塵灰資源化處理技術與實廠化之 可行性評估研究 吳俊毅 * 、陳偉聖* 、周瑋珊* 、申永輝** 、蔡敏行*** 摘 要 銅線材業者在低週波爐煉鋼製程中產生重金屬集塵灰，經委託分析其中總鎘與 總銅超出 TCLP(毒性特性溶出程序)溶出標準，屬有害事業廢棄物，業者每年需付 費 21 萬元委託清除處理費，不但造成環保問題與業者需定期申報追蹤列管，且浪 費有限的金屬資源。由於煉銅集塵灰含氯量約 1.55% ，建議本資源化處理流程為先 進行表面改質與水洗除氯程序，操作條件為酒精改質後，水洗液固比為 5~10 ，水 洗時間為每批次 60 分鐘與經每批次 2~3 次水洗次數，固液分離後，濾液合併廢水 處理系統，殘渣進行第 1 階段的酸浸漬程序，添加 1~2N 濃度的稀硫酸調整 pH 為 2~3 範圍，浸漬時間為 2 小時與攪拌速率為 300rpm ，固液分離後，金屬銅殘渣再經 第 二階 段的稀 硫酸 差異性 浸漬 ，操作 條件 為 1~2N 濃度 的稀 硫酸 ，調整 溶液中 pH1.5 ，其他與第1 階段的酸浸漬條件相同，固液分離後，回收金屬銅產物。硫酸 鋅溶液經由 pH 調整，操作條件為調整溶液 pH7.0 ，反應時間為1 小時與攪拌速率 為 300rpm ，形成氫氧化鋅沈降物與重複水洗步驟，固液分離後，濾液同樣導入廢 水處理系統，產物經乾燥後回收氧化鋅產物。由實驗結果、彙整與評估相關回收處 理技術，煉銅集塵灰中具回收價值的主要為氧化鋅與金屬銅再生產物，透過多段式 酸浸漬回收處理程序，將有害的集塵灰無害化並資源化回收有價金屬產物 24 煉銅集塵灰資源化處理技術與實廠化之可行性評估研究 若規劃採用本資源化回收氧化鋅與金屬銅處理程序，相較於目前委託處理方 式，兩者有近 87 萬元差距。初步經濟評估若在廠內設置一套 2 噸集塵灰資源化回 收氧化鋅與金屬銅處理設備，考量設備費用、操作維護費用、再生產品產值與節省 委託處理費用等因子，試算投資設廠回收時期約僅需 1 年即可回收成本，創造業者 更大商機。 【關鍵字】煉銅集塵灰、酸浸漬、氧化鋅、經濟評估 *成功大學資源工程學系 博士生、資源再生及管理研究中心 研究助理 **成功大學資源工程學系 教授暨系主任 ***成功大學資源工程學系 研究教授、資源再生及管理研究中心 研究教授暨台灣 資源再生協會 理事長 工業污染防治 第 111 期(Sep. 2009) 25 一、前 言[1~4] 1.1 銅基本工業及國內外銅供需統計 「銅基本工業」定義為凡從事銅礦或廢銅料煉製成銅錠或精製電解銅及銅合金 或以銅或銅合金為主要原料鑄造成型元件或以軋壓、伸線、鍛造、擠型等方式產製 加工銅或銅合金粗製品或基本銅件行業均屬之。國內銅製品業產業包括：電線電纜 業、銅半製品業、銅製品業、銅箔業及銅製品下游加工業。觀察國內銅基本工業， 業者多以生產銅片、銅箔及銅線為主，產品多應用於電機相關工業、 3C 產業、電 子零組件及電線電纜產業。 全世界原生銅產量中 85%採取火法冶金方式生產，僅約 15%採用濕法生產。 濕法煉銅常適用處理氧化礦、低品位廢礦和複雜難處理選礦，相對地，火法煉銅用 於處理各種銅精礦，如硫化礦主要用火法處理。彙整最近 4 年全球銅之供需量概況 如表 1 所示，除 2008 年因受到金融海嘯影響外，其餘無論銅的開採量、精煉量與 使用量皆隨年份明顯增加。相關近 3 年全球主要地區精煉銅生產與需求概況如表 2 所示，其精煉銅的生產量與需求量具同樣成長趨勢， 2008