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面板回收六工法 工研院助废液晶回用原制程
 

【作者: 施莉芸】2019年03月04日 星期一

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现在多数消费性电子产品所采用的显示技术━液晶,研发历史至今已超过百年,据统计,台湾每年须处理约8000公吨的废液晶面板,目前回收来源主要包含制程中的不良品与电子废弃物中的液晶两类。


不过要处理一块面板,除了要先将两块玻璃基板分开,还须把其他材料排除,才能将液晶萃取出来,早期因缺乏处理方法,因此大多都仅能以掩埋,或将玻璃碾碎作建材用。


过去这些废液晶面板大都以掩埋或物理处理去化,然而,由於液晶主要由苯环、环己??、氧、氮和卤素所构成,且液晶面板玻璃为具高耐酸、耐化性的无硷玻璃,若直接将其掩埋於土让中,一来容易对环境造成危害,同时因为液晶封存且附着於两片玻璃基板内,亦会造成玻璃基板的再利用途径受限;二来液晶碍於专利,也只能仰赖国外进囗。


工研院材化所应用化学组化学分析室研究组任吕健??指出,无论透过掩埋或物理处理去化,都无法将面板中会对环境造成危害的液晶或重金属去除,因此不仅处理废日益攀升,更将造成环境污染。


基於环保及经济考量,做为高单价化学品,虽然液晶材料仅占面板生产成本3%,不过若将液晶面板中的液晶「回收再利用」,把废弃的液晶经处理後,重新导入制程,不但能够降低成本支出,更解决废弃物处理的问题。


工研院研发6道程序 有效处理各类面板


图1 : 将废液晶面板送入设备中进行液晶回收萃取。(source:工研院提供)
图1 : 将废液晶面板送入设备中进行液晶回收萃取。(source:工研院提供)

由於液晶在不同规格面板上,所使用的液晶配方都不同,吕健??指出,这套系统依据废液晶面板的结构及其材料特性,规划各材料取出的先後顺序,并设计出分离、萃取、纯化、萃洗、浓缩和改质等6道程序。


透过连续式液晶萃取、液晶调配及液晶纯化等程序,可将液晶、??和玻璃自废液晶面板中取出、纯化并再利用。其中,液晶纯度可提升至9N的新品规格回用於原制程;??初步浓缩至30%,後续可再精链作为??靶材的原料;玻璃则改质为可用以吸附重金属的奈米孔洞玻璃吸附材料,对多种金属离子之吸附量达50 mg/g 以上。


吕健??指出,无论透过掩埋或物理处理去化,都无法将面板中会对环境造成危害的液晶或重金属去除。

吕健??指出,纯化後之液晶可回用於原制程,再制作成液晶显示器或液晶智慧窗;??可再精链制成靶材;玻璃则可做为绿建材,或改质为奈米孔洞玻璃吸附材料用於重金属吸附。


吕健??表示,以8000公吨废液晶面板而言,透过工研院的废液晶面板再利用处理技术,不仅不会产出废弃物,反而可产出约8公吨的液晶、800公斤的??和约7200公吨的奈米孔洞玻璃吸附材料。其中,制程不良面板中液晶的回收率>99%,更重要的是纯化後的液晶可回用於制程。


他指出,为加速将这项技术落实业界,工研院也建构废液晶面板再利用处理试产线,包含吨级面板破碎系统、吨级连续式液晶萃取系统、公斤级液晶纯化系统、吨级??萃取及浓缩系统及玻璃改质系统等商用级设备。每日可处理3吨液晶面板,并产出3公斤液晶、0.3公斤??和约2700公斤绿建材或奈米孔洞玻璃吸附材料,其馀有机废料可藉由燃烧作为能源回收。



图2 : 「废液晶面板再利用处理系统」可以回收废液晶碎片(左一)中的液晶(右二),玻璃回收後进一步制作成工业废水吸附剂(右一)。(source:工研院提供)
图2 : 「废液晶面板再利用处理系统」可以回收废液晶碎片(左一)中的液晶(右二),玻璃回收後进一步制作成工业废水吸附剂(右一)。(source:工研院提供)

工研院目前也将这项技术技转群创,并建构不良面板处理中心,协助该厂进行场内不良品的再利用处理。吕健??补充,後续工研院将持续推广此技术至国内其他面板厂,将国内制程不良面板以零废弃全再利用的模式高值去化。至於市售报废面板方面,工研院亦与国内废电子电器暨废资讯物品处理业合作,期??可彻底解决废液晶面板衍生的环境污染问题。


延伸阅读━玻璃奈米孔洞吸附材料


传统重金属废水处理多使用吸附剂法、离子交换树脂法以及化学混凝法等三种。工研院将废液晶面板分离出的玻璃改质,在玻璃表面创造奈米孔洞结构,产生极隹吸附机制。


玻璃奈米孔洞吸附材料与上述三种处理方式相比较,具下列三项特点,使其适合用以处理国内大量的含铜电镀废水。


1. 玻璃奈米孔洞吸附材料对重金属离子的吸附效能高,且具有极隹的耐酸性,废水处理前不须进行酸硷中和的前置作业,处理後不会产生淤泥;


2. 重复利用性高,可重复使用20次以上;


3. 吸附於玻璃奈米孔洞吸附材料之重金属可经脱附後再利用,吸附处理後不含重金属的废水则可变成制程水再利用。


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