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研究生:陳又瑋
研究生(外文):Yu-Wei, Chen
論文名稱:含鈰污泥熱熔處理之研究
論文名稱(外文):Vitrification of Ce-Abundant Sludge
指導教授:黃國林黃國林引用關係
指導教授(外文):Kuo-Lin, Huang
學位類別:碩士
校院名稱:國立屏東科技大學
系所名稱:環境工程與科學系所
學門:工程學門
學類:環境工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2008
畢業學年度:96
語文別:中文
論文頁數:66
中文關鍵詞:含鈰污泥熱熔法蝕刻廢液
外文關鍵詞:Ce-abundant sludgevitrificationetching wastewater
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TFT-LCD(Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display,薄膜電晶體液晶顯示器)面板零組件中的彩色濾光片(CF, Color Filter)製程中的含鉻蝕刻廢液經處理後常產生大量的含鈰污泥,極具回收再利用之價值。因此,本研究以熱熔法(1500 oC)處理含鈰污泥,探討其鈰回收的可行性。研究結果顯示,本實驗所有試樣經熔融後,均未產生金屬錠(Ingot), 所有渣塊之TCLP重金屬溶出皆低於我國有害事業廢棄物認定標準。添加助熔劑(白雲石、石灰石及玻璃粉),可使熔渣塊表面較有光澤,且提升熔渣中Ce的移行率及鈰氧化物含量。而熔渣塊中的鈰氧化物的含量約13%~25%,且以有價的CeO2為主。
The treatment of Ce-etch wastewater from TFT-LCD color filter manufacturing processes usually generates large amounts of sludge that commonly has considerable amounts of cerium compounds deserved to be recycled. Therefore, this study attempted to recover the valuable Ce by melting the Ce-abundant sludge at 1500 oC. The results show that the heavy metal leaching concentrations of slags were all below the Taiwan TCLP limits, although no ingot was obtained. The addition of a melting-aid (domolite + marble limestone + cullet) enhanced the glassy surface of slags and increased cerium oxide content and Ce transfer. The slags had cerium oxide content of 13–25% (mainly CeO2).
摘要 I
Abstract II
謝誌 II
目錄 IV
表目錄 VII
圖目錄 VIII
第1章 前言 1
第2章 文獻回顧 2
2.1 LCD製作技術發展沿革及國內LCD產業概況 2
2.1.1 LCD製作技術發展沿革 2
2.1.2 國內LCD產業概況 5
2.2 TFT-LCD面板製程原理及其製程中的含鉻蝕刻廢液 7
2.2.1 TFT-LCD面板製程原理概述 8
2.2.2 含鉻蝕刻廢液簡介 10
2.3 含鉻蝕刻廢液污泥及其處理方式 10
2.3.1 含鉻蝕刻廢液污泥特性及產量 10
2.3.2 現行含鉻蝕刻廢液污泥常用的處理方式 10
2.4 廢棄物高溫熔融之研究 11
2.4.1 熔融處理技術之原理概述 11
2.4.2 熔融處理設備之種類 13
2.4.3 影響熔融效應之主要因素 20
2.4.4 熔渣資源化再利用途徑 23
第3章 材料與方法 25
3.1 實驗材料 25
3.1.1 含鈰污泥 25
3.1.2 玻璃粉(cullet) 26
3.1.3 二氧化矽(SiO2)粉末 26
3.1.4 氧化鈣(CaO)粉末 26
3.1.5 白雲石(Dolomite) 26
3.1.6 大理石灰石(Marble Limestone) 27
3.1.7 焦磷酸鈉(Na4P2O7.10H2O) 27
3.1.8 石墨坩鍋 27
3.2 實驗儀器、設備 28
3.2.1 破碎機 28
3.2.2 pH meter 28
3.2.3 微波消化器(MARS) 29
3.2.4 TCLP翻轉裝置 29
3.2.5 掃描式電子顯微鏡(SEM) 29
3.2.6 X光繞射儀(XRD) 30
3.2.7 原子吸收光譜儀(AAS) 30
3.2.8 感應耦合電漿質譜儀(ICP-MS) 30
3.2.9 感應耦合電漿發射光譜儀(ICP-OES) 30
3.2.10 高溫爐 30
3.3 實驗流程 31
3.3.1 操作溫度、時間 32
3.3.2 量測熔融試體的假比重 32
3.3.3 用SEM作試體的表面觀察 33
3.3.4 用XRD鑑定試體的結晶型態 33
3.3.5 計算熔融後的重量變化率 33
3.3.6 量測試體之pH值 33
3.3.7 重金屬總量分析 33
3.3.8 對熔融試體作毒性溶出程序(TCLP)試驗 34
3.3.9 計算熔融後的元素移行率(或稱相分配率) 35
3.4 實驗儀器原理簡介 35
3.4.1 XRF 36
3.4.2 SEM 36
3.4.3 XRD 36
3.4.4 AAS 36
3.4.5 ICP(-MS and -OES) 36
第4章 結果與討論 37
4.1 高溫熔融處理前之試材基本性質分析 37
4.1.1 試材的體密度 37
4.1.2 用SEM做試材的表面觀察 37
4.1.3 用XRD鑑定試材的結晶型態 39
4.1.4 量測試材之pH值 41
4.1.5 試材之元素含量分析 41
4.2 高溫熔融處理後之試體基本性質分析 44
4.2.1 熔渣塊外觀 45
4.2.2 熔融試體的假比重 45
4.2.3 用SEM作熔融試體的表面觀察 46
4.2.4 用XRD鑑定熔融試體的結晶型態 50
4.2.5 計算熔融後的重量變化率 56
4.2.6 量測熔融試體之pH值 56
4.2.7 熔融試體之元素含量分析 56
4.2.8 熔融試體之毒性溶出程序(TCLP)試驗 60
4.2.9 元素移行率 60
4.3 處理成本分析 61
第5章 結論與建議 62
5.1 結論 62
5.2 建議 62
參考文獻 62
作者簡介 64
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