臺灣博碩士論文加值系統

近年來陸續有國內廠商設置電弧爐煉鋼集塵灰之處理設備，設計上均以產出粗氧化鋅作為有價產品而得以平衡處理費用甚至獲得利潤。粗氧化鋅的雜質含率越高則下游工廠的純化處理越困難，某鋼鐵公司即因產出的粗氧化鋅含鐵及其他雜質之比例頗高導致售價極低，遠遠不符當初投資的期望。由於市場上片狀鋅粉的售價頗高，若能開發一套高效率的製造流程，以該公司之粗氧化鋅為原料生產高純度的片狀鋅粉，應足以改善前述困境。
本研究採用溼式冶金技術，分為瀝取、淨化、電析等三段程序。實驗結果顯示以5N NaOH為瀝取劑，固液比1：10，在室溫下混拌72小時後溶出率已趨近極限。除了鋅之外，瀝取溶液中鉛是最大量的金屬，必須盡量清除以免影響電析鋅粉的純度。經測試發現淨化瀝取溶液時，利用回收自廢乾電池之鋅殼作為置換劑的效果不亞於市售鋅粉，但價格僅需三十分之一，而且可以獲得較高純度的鉛渣，更增加了此項技術的價值。淨化後之瀝取液進一步進行電析製造片狀鋅粉，研究結果指出陰極極板越光滑則電析產物粒徑越大且金屬鋅純度越高。另外，電流密度則會影響電析產物的光澤度，較大的電流密度可獲得面積較大且外觀較光亮的片狀鋅粉。

The facilities for treatment of Electric Arc Furnace (EAF) dust have been set up by domestic industries in recent years. The aim of these facilities is to produce valuable impure zinc oxide to balance the treatment costs and even to earn some profits. It is known that the more impure the zinc oxide is, the more difficult to purify them for the downstream factories. It is a case that the price of the impure zinc oxide produced from a steel plant is rather low because of the impure substance such as iron is considerable high. Therefore, it is far behind the investors’ expectations. If an effective manufacturing process could be developed, the high purified zinc flakes produced from impure zinc oxide would obtain a high price in the market and might help to solve the problems mentioned above.
This study employed wet metallurgy which can be divided into three procedures inclusive of leaching, purification and electrorefining. The results showed that under the conditions of NaOH 5N, solid/liquid 1/10, and temperature 25oC, 72 hours leaching time reaches the maximum extraction. Besides Zn, Pb is the most abundant metal leached from impure zinc oxide and is needed to be removed to avoid the impurity after following electrolysis process.

摘要 II
Abstract III
致謝 V
目錄 VI
圖目錄 VIII
表目錄 IX
第一章 緒論
1-1 研究背景
1-2 研究目的
第二章 文獻回顧
2-1 國內常見煉鋼方式
2-1-1 電弧爐煉鋼流程
2-1-2 一貫作業之高爐煉鋼流程
2-2 粗氧化鋅來源
2-3 金屬鋅的特性
2-4 常見鋅金屬提取方法
2-4-1 乾式冶金
2-4-2 濕式冶金
2-5 瀝取液之純化
2-5-1 化學置換法（Cementation）
2-5-2 廢乾電池回收簡述
2-5-3 錳鋅電池回收處理流程
2-6 電析（Electrorefining）原理與應用
2-7 集塵灰與電池中常見重金屬對人體的危害
第三章 研究方法與設備
3-1 實驗流程
3-2 環檢所公告之標準方法NIEA S321.63 B
3-3 實驗計算
3-4 粗氧化鋅瀝取前處理
3-5 粗氧化鋅瀝取實驗
3-6 瀝取液置換實驗
3-7 瀝取液電析實驗
3-8 實驗設備與儀器
第四章 結果與討論
4-1 粗氧化鋅組成
4-2 粗氧化鋅鹼法瀝取實驗
4-2-1 瀝取溶劑濃度對瀝取量之實驗
4-2-2 瀝取時間對瀝取量之實驗
4-2-3 瀝取溫度對瀝取量之實驗
4-2-4 混拌對瀝取量之實驗
4-3 瀝取液淨化
4-4 電析實驗
4-4-1 陰極表面粗糙度對電析鋅粉之影響
4-4-2 電流大小對電析產物之影響
第五章 結論與建議
參考文獻

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