綠化成本與環境的廢 pcb 板錫回收技術
貴金屬，是電子產品與零組件製造不可或缺的生產材料，包含晶片、電阻、電容、連接器，以及 pcb 板的生產與焊接都必須使用貴金屬，而隨著貴金屬的需求與價格日漸提高，電子科技業者的生產成本也隨之增加，如何找出降低貴金屬成本
的方案，是未來產業發展的重要關鍵。
另一方面，在廢棄的電子零組件與 pcb 板中，也含有許多貴金屬，若是任意丟棄將會造成嚴重的水源、空氣、土壤等汙染，沒有妥善的處理或回收，將對環境與人類的生活產生難以挽救的衝擊。
電子產品倍數成長 電子垃圾成全球問題
而隨著全球 4g 網路的陸續啟用，再加上物聯網應用的普及，預料將會有越來越多的智慧型電子裝置問世，可預見的，各式電子零組件與 pcb 板的使用量也將水漲船高，並推升對貴金屬的需求量。
但同時間，現今電子產品的生命週期大幅縮短，造成人們大量丟棄電子產品，因而衍生了電子垃圾的問題。
根據聯合國的報告，包括行動電話和電腦在內，全球每年大約產生 5,000 萬噸的電子垃圾，並可能會以 500%的速率增長，尤其是在一些發展中國家，例如印度和中國。
圖一 : 焚燒法焚燒 pcb 板後，會產生大量的戴奧辛及懸浮微粒，對空氣會有嚴重的汙染
目前美國是世界製造電子垃圾最多的國家，每年拋棄大約 300 萬噸的電子垃圾。其次是中國，製造了大約 230 萬噸的電子垃圾。
電子垃圾含有大量有害化學元素，例如鉛、鎘、鈹、汞等成分，若任意廢棄會對人體和環境產生為害。此外，目前處理和回收廢棄電子產品的方式並不夠安全，且效益不高。即使在已開發國家，處理廢棄電子設備的工業過程可能對工人和附
近社區造成巨大安全威脅。
之所以會造成人員與環境的危害，最主要的原因，就是目前回收電子設備的方式仍是以碎化、分解和燃燒為主，不僅效益低，同時還會產生戴奧辛等汙染物質。
雖然電子垃圾含有毒害成分，但是其中也包含一些有價值的、稀有的材料，某些複雜的電子設備裡可以含有高達 60 種的化學與金屬元素，若能妥善、有效的回將之回收，將是環境與科技發展雙贏的局面。
錫價高漲 回收技術是產業升級亮點
特別是 pcb 板中含有許多金屬材料，包含金、銀、銅、錫等貴金屬，若是能夠選擇性的將金屬的部分剝除並回收，不僅可以提升再利用的效率，也能改善整體的生產成本，更有助於產業進一步提升自身的生產力。
而在廢棄的 pcb 硬板上，其中銲接電子元件所使用的錫膏，含有大量的金屬錫，只要將這些金屬錫回收並重複再利用，就可以降低業者的生產成本。
圖二 : 2003~2013 錫價曲線圖
此外，將錫剝去之後，電路板上的 ic、電容、電晶體、連接器等電子元件也能輕易取下，不僅提升回收的速度與品質，同時還可從這些零組件中再收集含有金、銀、鈀等貴金屬。
對此，優勝奈米科技便研發出一種新的環保錫回收技術，能選擇性的將金屬錫剝除。優勝奈米科技總經理許景翔說：「目前廢棄 pcb 板的回收方式大都是以焚燒法或是強酸剝離法來收集其中的貴金屬，但前者會產生戴奧辛，後者則會對汙染土
地。」
許景翔進一步解釋，採用焚燒法焚燒 pcb 板後，會產生大量的戴奧辛及懸浮微粒，對空氣會有嚴重的汙染；而後者因採用硝酸、王水等強酸來剝離貴重金屬，不僅過程對工作人員有健康風險，處理後剩餘含錫的廢液任意傾倒，則可會引發
更嚴重的土地與水源汙染。
環保剝錫 回收純度達 99.96%
為了改良傳統的濃硝酸剝除法，優勝奈米便開始著手研究環保剝錫添加劑，並成功實驗出中性的環保剝錫劑－snst-550a
許景翔指出，此剝錫添加劑是一種添加鎳緩蝕劑與銅緩蝕劑的中性水溶液，可以選擇性的將錫鍍層剝除，並從主機板上取得較完整的電子元件，以利後續各類金屬的回收及處理。
圖三 : 剝除鍍錫之後的電子元件仍能妥善，甚至針腳與線路依舊完整，能增加後續的再利用或回收效益
至於其環保剝錫溶液的基礎原理，則是利用硝基與錫所產生的化學反應，形成硝酸亞錫化合物，之後再藉由酸鹼滴定沉澱的方式，來取得氫氧化錫固體。
「藉由剝錫溶液，可以輕易取得電路板上銲錫的電子元件，接著再對含錫溶液進行純化，就能取得高純度的錫。」許景翔說。
而這種環保剝錫溶液除了安全無害之外，採用上也十分簡便，同時剝除的效率也很高。許景翔表示，以一片電路複雜且積材大的伺服器 pcb 板來說，只要浸泡約 40 分鐘，就能完全剝除其上的鍍錫。
更重要的是，剝除鍍錫之後的電子元件仍能維持妥善，甚至針腳與線路依舊完整，能增加後續的再利用或回收效益。
而酸鹼滴定後取得的氫氧化錫固體的純化方式，優勢奈米的方案也非常簡易和安全。由於硝酸鈉易溶於水，所以只要將含錫產物以純水清洗、過濾、再烘乾，就能夠純化大部分的錫。
而根據優勝奈米的edx測試，水洗之後的固體含錫量，從44.92%提高到85.58 %。最後再利用 800℃高溫鍛燒純化的方式，還原金屬錫，最後取得純度 99.96%的高純度錫。
圖四 : 利用 800℃高溫鍛燒的方式還原錫，取得純度 99.96%的高純度錫
綠化環境 也綠化成本
使用 snst-550a 剝錫添加劑，不僅可完全改善傳統焚燒與強酸製程的處理模式，為廢電子回收產業帶來更好的處理技術，提供良好、人道的工作環境，同時可以大幅減少空氣與廢水處理可能產生的污染問題，對環境保護有極正向的助益。 更重要的是，此剝錫劑大幅提升了錫回收的效益，同時也提升了其他貴金屬(金、銀等)再利用與回收的含量，對於相關產業的經營與發展，都是一大利多。
而依據優勝奈米的評估，廢電腦主機板若是完全的回收錫、金、銅、銀，每公噸價值約為新台幣 45 萬元；廢手機板每公噸之回收價值約為 60 萬元，實際的經濟效益相當明顯。
因此，對於當前成本錙銖必較台灣的電子產業來說，若能夠在目前的生產流程中，加入回收再利用的程序，將能改善其成本結構，降低整體成本；而對回收業者而言，更高的回收效益與更佳的工作環境，已是刻不容緩的最佳方案。
|
