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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:林宏銘
研究生(外文):Hong-Ming Lin
論文名稱:廢錫鋅粉資源化技術與流程設計
論文名稱(外文):The process design for the recycling of Zn/Sn valuables from waste solder drass
指導教授:陳志恆陳志恆引用關係
指導教授(外文):Jyh-Herng Chen
口試委員:林景崎張添晉鄭大偉
口試委員(外文):Jing-Chie LinTien-Chin ChangTa-Wui Cheng
口試日期:2009-07-24
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺北科技大學
系所名稱:資源工程研究所
學門:工程學門
學類:材料工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2009
畢業學年度:97
語文別:中文
論文頁數:85
中文關鍵詞:綠色製程資源化零排放
外文關鍵詞:Green Processingrecyclingzero emission
相關次數:
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國內工業已經由傳統產業逐漸演化成高科技、高產值及高資本的電子工業,在數十年的努力發展下,台灣已成為世界高科技電子產業重鎮,相對在製造過程中也衍生出許多廢棄物,這些廢棄物的產出對環境造成相當程度之影響。此外,電子業製程廢棄物常含有許多有價物質,如果能將這些有價物質加以回收,不僅可以解決環境的問題,對於產業的永續發展亦是十分重要之課題。本研究以『廢錫鋅粉』作為資源化處理物,經由火法冶金及濕法冶金原理進行資源化技術探討,並以綠色製程為資源化技術與流程設計之目標,最終進行商業運轉經濟效益評估。經實驗結果得知,常溫下,1.5M硫酸溶液浸漬12小時,鋅溶出率87%;錫溶出率低於0.95%,為最佳商業化設計參數。酸浸漬所產生硫酸鋅溶液以1:1:1添加H2O2及 EtOH可沉澱合成為氧化鋅。並依據上述實驗結果探討資源化程序可行性,提出資源化處理模廠概念規劃與設計,期望能以資源循環再利用的角度,達成零排放(zero emission)之目標。
Within dozens of year, the industry evolution process in Taiwan is gradually evolved from conventional to the high-tech, the high-production and the high-capital electronics industry. Taiwan has become the worldwide high-tech industrial factory plant but at the same time, the manufacturing processes have produced many kinds of wastes, which have polluted the environment with the certain degree; however, the wastes that have been disposed by the electronics companies contain many valuable materials. If these valuable materials can be recycled, this not only solves the environmental pollution issue, but also being an important topic for the industry continuous development. The research paper is based on the recycling process of the Zn/Sn solder powder waste thru the technology of pyrometallurgy and hydrometallurgy principles. In addition, the main goal of recycling process is based on the green process and process design to reveal the commercial operation and the economical benefit.
The experiment results show that, under normal temperature, 1.5M sulfuric acid solution for 12 hours by leaching, the zinc dissolution rate of 87 percent; tin dissolution rate of less than 0.95 percent, as the best commercial design parameters. Acid produced by impregnation with zinc sulfate solution 1:1:1 can add H2O2 and EtOH precipitation for the synthesis of zinc oxide. The experimental results in accordance with the above resources to explore the feasibility of the procedure,The ultimate expectation of this research is to achieve zero emissions thru the concept of recycling process of the Zn/Sn solder powder waste.
目 錄

中文摘要 i
英文摘要 ii
誌謝 iii
目錄 iv
表目錄 vi
圖目錄 vii
第一章 緒論 1
1.1研究背景與動機 1
1.2國內廢錫鋅粉之回收現況 1
1.3綠色產業 3
1.4綠色製程定義 6
1.5研究目的 9
第二章 文獻回顧 12
2.1錫鋅金屬礦物冶煉技術 12
2.1.1 火法冶金 12
2.1.2 濕法冶金 14
2.1.3 濕法與火法冶金 16
2.2鋅、錫金屬資源化技術 18
2.3環保政策推動說明 26
2.4相關環保法規說明 35
第三章 實驗方法與步驟 39
3.1實驗材料與設備 39
3.2研究方法 40
3.3實驗流程與步驟 41
第四章 資源化模廠程序探討 46
4.1實驗結果與討論 46
4.2資源再利用流程探討 58
4.3設備規劃與設計 62
4.4環保政策與法規探討 75
4.5商業化經濟評估 78
第五章 資源化模廠程序探討 82
5.1結論 82
5.2建議 83
參考文獻 84
表目錄

表1.1 96年度廢棄物申報數量 2
表1.2 廢錫鋅粉定量分析表 3
表2.1 冶金技術比較表 17
表2.2 美國與台灣碳鋼集塵灰產生量 19
表2.3 PIZO與Waelz Kiln技術差異表 19
表2.4 國外鋅回收處理技術 20
表2.5 國內鋅回收資源處理廠 24
表2.6 焊錫減廢技術簡介 25
表2.7 歷年各類資源化管道之廠家數統計表 34
表4.1 XRF分析數據 47
表4.2 ICP成份分析表 47
表4.3 各種酸的溶解效果 34
表4.4 最佳浸漬條件 58
表4.5 常溫浸漬條件 58
表4.6 廠商進駐數量及進駐率 77
表4.7 原料成本計算 79
表4.8 浸漬液成本計算 80
表4.9 添加劑成本計算 80
表4.10 電力成本計算 81
表4.11 總成本及利潤計算 81
圖目錄
圖1.1 環境管理概念圖 4
圖1.2 製造流程新的評量指標 7
圖1.3 綠色製程的評估 7
圖1.4 研究架構圖 7
圖2.1 PIZO技術資源化產品 20
圖2.2 PIZO設備-出渣作業 21
圖2.3 PIZO設備 21
圖2.4 高溫熔還原法反應-電氣式 22
圖2.5 Waelz Kiln反應程序 23
圖2.6 環保科技園區設置理念 28
圖2.7 環保科技園區推動策略 28
圖2.8 環保科技園區生態型基礎設施 29
圖2.9 環保科技園區循環城鄉之網絡概念圖 29
圖2.10 資源再生產業範疇圖 32
圖2.11 資源化產業策略圖 34
圖3.1 實驗架構圖 42
圖3.2 廢棄物前處理流程 44
圖3.3 金屬回收再利用流程 45
圖4.1 各濃度硫酸在60度鋅金屬溶出率 50
圖4.2 各濃度硫酸在90度鋅金屬溶出率 50
圖4.3 各濃度硫酸在60度錫金屬溶出率 51
圖4.4 各濃度硫酸在90度錫金屬溶出率 51
圖4.7 不同時間常溫各濃度硫酸對鋅金屬溶出率 53
圖4.8 不同時間常溫各濃度硫酸對錫金屬溶出率 53
圖4.9 合成氧化鋅之鋅殘餘量 54
圖4.11 純氧化鋅XRD圖 55
圖4.12 純氧化鋅粉 55
圖4.13 對照組-添加H2O2及EtOH合成之氧化鋅率 56
圖4.14 實驗組-添加H2O2及EtOH合成之氧化鋅 56
圖4.15 對照組-添加H2O2及EtOH合成之氧化鋅率 57
圖4.16 實驗組-添加H2O2及EtOH合成純氧化鋅 57
圖4.17 製程流程圖 61
圖4.18 系統流程圖 63
圖4.19 進料系統流程圖 65
圖4.20 前處理系統流程圖 68
圖4.21 氧化鋅粉合成製程流程圖 71
圖4.22 錫錠熔融製程流程圖 74
圖4.23環保科技園區優惠措施 77
參考文獻

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