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高分子吸附劑 – 讓貴金屬的回收利用更有效率

24貴金屬吸附劑報導/廖英凱

貴金屬,例如金、銀、鈀、鉑、銥……等,是今日許多關鍵產業不可或缺的重要元素,像是3C產業的混合積體電路、印刷電路板、汽車與石油化學工業的觸媒、汙泥磚、以及裝飾或保值用的貴重品等,均含有許多高價值的貴金屬。依據環保署事業廢棄物申報資料[1],台灣每年含貴金屬(金、銀、鈀、鉑、銥、銠、鋨、釕)之廢觸媒約250公噸,其中廢觸媒中貴金屬銠含量約為200 公斤/年,以近五年銠金屬均價新台幣180 萬/每公斤計算,回收廢觸媒中銠金屬產值約為3.6億元新台幣。再從礦產資源的生產與分布來看,台灣因地理資源的限制,而使相關資源必須仰賴進口。因此若能有效回收廢料中的貴金屬,對於降低經濟成本、廢棄物減量,乃至於資源儲備和環境保護永續發展均有著重大裨益。

目前從廢料中回收貴金屬的方式,大多以強酸溶出含有金屬離子的溶液,再以離子交換法、電析出、金屬置換法、電漿熔融等方法回收。常見的離子交換樹脂處理廢液雖是一種較有效的處理方法,也被廣泛用於淨化飲水。但此方法一次性投資成本高、操作要求及管理嚴格,離子交換樹脂的再生及老化等技術限制,以及製程中大量能源消耗和仍會殘留微量貴金屬,因此後續還需投入昂貴之精鍊與環境保護成本。以鈀金屬來說,鈀常被用做工業上的催化劑[2],另外在製造被動元件的晶片型積層陶瓷電容(MLCCs)會產生含鈀的廢合金複層材料。在目前的鈀金屬回收製程中,含有鈀的汙泥會先溶解至王水溶液,利用王水同時具有硝酸的氧化性和氯離子的強配位能力,而形成有鈀離子的王水溶液。再將廢液導入離子交換樹脂吸附鈀金屬。

而中科院所開發的高分子貴金屬吸附劑,是將高分子微粒經過特殊界面改質技術,使其表面具有可螯合貴金屬離子之官能基,利用官能基將貴金屬離子還原為貴金屬,並均勻批覆於吸附劑表面。因具有較高的比表面積(單位質量所具有的表面積)、較高的機械強度、孔結構的可調整性及容易再生等特性,最低可吸附濃度僅1ppm的貴金屬離子溶液。進一步可再利用真空精煉技術提煉出高純度的貴金屬。

這項技術預期可應用在食品與製藥產業、合成化學和石化工業、廢料處理及環境保護等重要領域。貴金屬因其高單價、產地侷限,更有著環境汙染的危險,而有效提升貴金屬的回收效率,除了能減少對進口資源的依賴外,更能對環境保護有所貢獻!

資料來源:

  1. 事業廢棄物申報及管理資訊系統
  2. 鈀催化偶聯反應

技術專頁:貴金屬捕手

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