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工業技術研究院

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工業技術與資訊月刊

331期2019年07月號

出版日期:2019/07/15

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廢液晶百分百回收術

撰文/林麗娟

根據聯合國報告指出,2018年全世界的電子垃圾總量高達4,850萬噸,相當於每年地球人扔掉的電子垃圾足夠堆起9座埃及大金字塔。在這個電子廢棄物泛濫成災的世代,我們該如何妥善處理,甚至為這些廢棄物再創新生?

由工研院材化所副組長洪煥毅領軍,開發出「廢液晶面板再利用處理系統」,不僅完美解決廢棄汙染,還能萃取出高純度液晶(右下小圖)再次進入液晶面板製程使用。
由工研院材化所副組長洪煥毅領軍,開發出「廢液晶面板再利用處理系統」,不僅完美解決廢棄汙染,還能萃取出高純度液晶(右下小圖)再次進入液晶面板製程使用。

滑手機、看電視、電腦辦公…液晶螢幕在生活中隨處可見,全世界每年產出8到10億片液晶面板,光是台灣製造的液晶面板數量就占全世界總量近3成,每年隨之產生的廢棄液晶面板更是高達8,000噸,自液晶產業發展20年來,這些廢棄面板究竟該何去何從,早已讓世界各國頭痛不已。

而廢液晶面板之所以會危害環境,主要在於3項主要材質:玻璃、液晶及重金屬銦。工研院材料與化工研究所經理呂健瑋以一塊32吋、重量為1公斤的液晶面板為例,其中玻璃大約為999公克,液晶為1公克,銦為0.01公克。其中玻璃的價值雖然不高,但是比重最多,若先處理的話,廢棄量會大幅降低。而儘管液晶所占比例僅0.1%,但價值最高昂,每克售價約5~15塊美元不等,台灣每年進口液晶的金額高達600億元,若能將其回收再利用,將大幅降低台廠成本。

然而以往業界處理廢液晶面板的作法,不外乎是燃燒及掩埋,無論哪一種作法,都無法有效解決這些廢棄物所帶來的環境問題。原因在於液晶的成分含有苯環、環己烷、鹵素等有毒物質,若是燃燒會產生世紀之毒「戴奧辛」;而即便是隔層塑膠布與土壤隔絕進行掩埋,脆弱的面板也容易被壓碎,這些碎裂的玻璃不只會劃破塑膠布,隨者雨水沖刷,面板中的液晶也會從裂口進入土壤甚至地下水系統,最後回到人類自身。

用廢棄物處理廢棄物 製程杜絕二次汙染

針對這些產業痛點,工研院開發出「廢液晶面板再利用處理系統」,首先將大型面板軋成碎片,再將碎片投入大鐵桶中,讓玻璃上的液晶及銦分離。剛分離的液晶上有許多雜質,因此顏色會呈現淡藍色,經過分離、萃取、純化、萃洗、濃縮和改質等6道程序後,液晶呈現乳白色,這時的純度方能再度製成相關產品,而且做出來的顯示器色彩效果與市面成品相比不分上下。分離出來的銦含量雖少,但過去正是缺少將面板中的銦萃取出來的技術,如今可以靠這項處理系統能補足這項技術缺口,甚至純度可以再濃縮,透過國內已有的技術再精煉製成透明導電膜,便能回歸面板製程再度使用。

而剩下的玻璃碎片則能在傳統產業上擔綱環保要角,一改業界在電鍍廢水中加入混凝劑,使其沉澱形成化學汙泥,再將重金屬如銅、砷、鉛等燒出來,造成二次汙染的傳統作法,工研院將這些玻璃製成有孔洞,可專門吸取重金屬的環保吸附材,用於電鍍廢水中,重金屬會保留在吸附材上,當吸附飽和時,可以將重金屬放出來再度使用,吸附材本身還能重複使用,不僅排出來的水變潔淨,成本更低。

利用「廢液晶面板再利用處理系統」萃取出來的液晶所做出來的顯示器色彩效果,與市面成品相比不分上下。
利用「廢液晶面板再利用處理系統」萃取出來的液晶所做出來的顯示器色彩效果,與市面成品相比不分上下。

十年磨一劍 為台灣敞開循環經濟大門

這套為各項材質找尋好歸宿,看起來已是行雲流水的流程,其實是靠著團隊多來不斷嘗試研究與試驗結果。工研院材料與化工研究所副組長洪煥毅表示,液晶本就屬於客製化產品,隨著面板規格不同,各廠使用的配方就可能有上百種的差異,大幅增加回收、純淨化處理的處理難度,光是研究如何萃取液晶的技術,團隊至少就花了10年時間才找出解方。

如今這項技術已和國內面板大廠群創光電合作建置,即將進入試營運階段,每日可處理3噸廢液晶面板,估計一年將為面板廠省下10億元,大幅降低國內液晶的進口依賴度;而重金屬廢棄物在台灣及整個東南亞危害甚鉅,若採用工研院的技術,不僅環保不浪費,經評估成本還能降低三分之一,既能完美解決產業痛點,幫助台灣開創嶄新的綠色經濟模式,成為3C產業的循環經濟新典範。

運用「廢液晶面板再利用處理系統」, 估計每年將為全世界面板廠省下10億元。
運用「廢液晶面板再利用處理系統」, 估計每年將為全世界面板廠省下10億元。

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