電鑄製程廢棄物回收處理暨成本分析.pdfVIP

工程科技與教育學刊 第七卷 第三期 民國九十九年六月 第 468～475 頁 電鑄製程廢棄物回收處理暨成本分析 陳惠雪 1* 、張譽騰2 1 中華醫事科技大學 醫務管理系 2 中華醫事科技大學 職業安全衛生系 E-mail : jyshieh@mail.hwai.edu.tw 摘 要 由於工業需求及技術精進，原料金屬的需求量日益增加，但相對原料缺乏及使用量增加造成國際金屬 礦的價格高居不下；因而金屬礦資源再生已是世界趨勢。在各式各樣的可再生資源中，以鎳金屬廢料無論 從質與量來，都較其他再生資源具經濟之價值。本文主旨在於研發一高效率、高回收率及低作業成本之鎳 回收系統。本論文分別以熔融法及電解精鍊法處理電鑄後之鎳廢料回收再生利用；均可得到高純度鎳 (~99.8%) 。由於純度可達LEM 所規範之 1 級品鎳，因此可作為高附加價值之回收鎳料。本論文同時分析熔 融法及電解精鍊法兩種回收處理方法之成本分析；發現高溫融熔法之每公斤處理成本淨值較電解融熔法 低；回收利潤較高可達 877.417(元/Kg) ；較一般廢料出售價450 元/Kg 高。因此以成本－效益分析考量高溫 融熔法是為一值得投資參考方案之一。本論文同時以高溫融熔法分析成本與廢鎳料重量及處理時間之相關 性而推估出回收處理成本分析模式。 關鍵詞：金屬資源再生、融熔法、電解精鍊法、成本分析。 1. 前 言 隨著光電、電子、微機電等產業快速發展，且強調輕薄短小、附加價值提升的今日，傳統的車、銑、 鉋、磨、鑽等機械加工方式，已無法滿足精密微結構模具的製造，故精密電鑄製程的應用已日益受到重視。 電鑄技術乃利用電鍍原理，將各類金屬或合金)沈積於特殊設計之母模上，待累積到相當厚度後再與母模脫 離，即可產生電鑄工件。電鍍與電鑄的基本差異為：電鍍沈積層較薄(μm)且須與基材緊密的結合，鍍層成 為工件的一部份，而電鑄層較厚(μm-cm)且可與母模完全脫離成一獨立成品，故所用之母模前處理方式不 同。一般而言，電鍍所用之模具材料必為導體，而電鑄用模具的選用則具多樣化，導體、非導體及光阻製 作之母模均是選擇範圍。電鑄品主要是強調機能性，因此鑄品的硬度、拉伸強度等機械特性受到重視；電 鍍層則注重光澤性、平滑性、抗磨耗與耐腐蝕性等。 電鑄技術基本分為(一)金屬電鑄如 Ni 、Cu 、Au 、Ag 、Pt 等；(二)合金電鑄如 Ni-Fe 、Ni-Co 、Ni-Mn 、 Ni-W ；(三)複合電鑄如 Ni-SiC 、Ni-Al2O3 、Ni-Diamond 等。應用上標準的電鑄材料是鎳，因鎳具有容易 電鑄及抗腐蝕性佳的特性，但其質軟硬度僅約 250Hv ，故主要是應用於製造較無磨耗問題之塑膠結構成形 模仁，或加速度計與過濾網等微結構。如精密模具、光碟沖模(CD stomper) 、雷射鏡面、伸縮囊管、光學可 拋棄式模仁、導波管、光學全像片、耐磨砂輪、金屬箔(foil) 、板模(stencil)及航空零組件等， 倫敦金屬交易所（LME ）將鎳製品分為兩類[1,2] ：(一)1 級品：電解鎳、鎳塊、鎳球等 99.8％以上之純 鎳，其用途較廣泛包含：特殊鋼、電子材料和航太材料等的合金、觸媒、電鍍、電鑄、電池材料等。(二)2 級品：即鎳鐵合金-不鏽鋼(鎳 16％?40％) 、氧化鎳(鎳 75％?98％)及通用鎳(鎳約 98％)等，幾乎都用於特 殊鋼；此外還有 NiSO4 、NiOH 、NiCl2 、NiCO3 等化合物產品。 鎳的價格隨著經濟發展雖有極大起伏約在 34800~28000 美元/噸，但 2006~2008 年平均價格均在 30,000 ?2010 National Kaohsiung University of Applied Sciences, ISSN 1813-3851 電鑄製程廢棄物回收處理暨成本分析 469 美元/頓，折合台幣