改善PCB貴金屬回收技術 兼顧環保及收益

全球PCB廢棄物增加快速。來源：worldbid.com

手機、平板、個人電腦、電視機等3C電子產品推陳出新的速度越來越快。以手機為例，根據國際綠色和平組織的「智慧型手機十年盛世」報告指出，智慧型手機問世至2017年滿10年，這10年間，全球已製造71億支智慧型手機。

手機加上其他各種各樣的電子產品所產生的電子廢棄物數量十分驚人，估計2017年全球電子廢棄物量將超過4,800萬噸，至2020年全球則將有超過1,200多萬噸的電子廢棄物。

城市礦山  有利可圖

這些廢棄物若不能妥善處理，將會為地球環境帶來大災難。從另一個角度來看，若能有效回收其中的貴金屬並加以利用，則電子廢棄物無疑是寶貴的礦藏來源，能滿足製造商對貴重金屬有增無減的需求，並且紓解天然礦藏日益稀缺的隱憂。

而在各項電子部件中，印刷電路板(PCB)含有眾多貴金屬，印刷電路板上的連接器、基板線路、電子元件焊接處、製程廢料及邊角下腳料等，無一處不是富含金、銀、銅、錫等高價金屬。

目前全球年回收稀有金屬約70萬噸，預期2026年達到110萬噸。南韓三星電子(Samsung)日前發布的一則消息，適足以說明回收貴金屬的雙重好處：環保且創造收益。

大家應該都還記得2016年搞得三星焦頭爛額的Galaxy Note 7自燃事件，當時情勢所逼，三星全球召回約306萬支Note 7。針對這些召回的手機，三星拆解出仍可利用的零件，並於不可再利用的部分提煉出總計高達157噸的貴金屬，這些貴金屬成分包括鈷、銅、金和銀等，其中，「鈷」更是稀有金屬，價值極高。

如此一來，不僅可減輕手機回收對於環境污染影響的可能性，三星也能從貴金屬回收中得到收益。另一個大家熟知的例子，就是日本預計從廢棄手機中回收42公斤的黃金，用以製作東京奧運的金牌。

傳統回收方法  耗能龐大

電子廢棄物有一別稱為「城市礦山」，吸引許多業者積極挖礦。然而，挖礦方法卻可能對環境造成巨大傷害。例如傳統貴金屬回收業者所使用的強酸王水法、劇毒氰化物法，或者是焚燒法，這些方法的共同缺點就是耗能且會產生嚴重污染，包括水污染、載奧辛，以及PM2.5懸浮微粒等空污問題。

例如，若是採用焚燒的方式來提煉貴金屬，一般是將廢棄PCB先進行分解和破碎，接著再將這些碎料送入焚化爐中，以高達近攝氏1600度的溫度燒去不具價值的物質後，再以化學的方式提煉出金、銀等貴金屬。這樣的方法會產生大量的廢氣，若處理不當，會大幅增加碳排放量。更不用說是使用含有劇毒的氰化物與王水來分解電子廢棄物和提煉貴金屬，傷害的不只是環境，還有人體健康。

相對於上述方法，濕式(Hydrometallurgy)環保剝金技術則是訴求低碳排放的貴金屬回收解決方法。不同於使用電力或燃料來產生高溫的燃燒方式，濕式剝金方法可在室溫下進行，主要是透過浸泡方式回收廢棄PCB上的貴金屬。此一方法由於過程安全、環保、不會產生大量碳排放，因此愈來愈受到矚目。

不過，全世界最大的貴金屬精煉廠 – 比利時的優美科(Umicore)，目前仍是使用焚燒方式來回收各種貴金屬及其他有色金屬，以及某些非金屬，如硒的精煉等。

從電子廢料如PCB中回收有價金屬，Umicore是採用頂吹旋轉爐，將PCB熔煉成富含貴金屬的粗銅，然後採用橢圓形爐或反射爐進一步精煉。該廠的總投資額超過33億美元，雖說廢氣與廢水處理設施的建置十分完善，但焚燒方式無可避免就是會消耗大量能源並產生大量碳排放。該廠每年約能回收超過100噸的黃金，規模十分龐大。

日本業者DOWA也是採用焚燒冶煉方式處理PCB廢棄物及回收貴金屬，利用金屬和蒸汽回收焚燒爐等設備，將貴金屬從被處理廢棄物中提煉出來。

其實，日本的業者近來愈來愈積極投資電子廢棄物回收。畢竟天然礦藏只會越來愈稀缺，且傳統採礦成本愈來愈高，所以能在PCB中「挖礦」，回收金、鉑、鈀等稀有金屬，是門好生意。

例如，三菱綜合材料株式會社已計劃投資120億日圓，預期至 2021年，每年可回收的電子廢棄物會從現在的14萬噸增加至20萬噸。三菱並計劃在2018年於荷蘭建置該公司首個海外基地，評估二手電腦、智慧手機和其他電子設備中的金屬品質，預期將大幅減少在歐洲收集含稀土金屬裝置的時間。

濕式剝金技術  訴求環保

在台灣也已有多家業者投入廢棄PCB處理及貴金屬回收，其中，優勝奈米科技主要投入的就是低碳排放量的濕式(Hydrometallurgy)剝金技術。此技術突破傳統高溫及強酸溶解方式，利用環保剝錫劑，以不傷物料的方式將元件與晶片從PCB上剝離，再以浸泡或電解的方式將其中的貴金屬個別提煉出來。

詳細回收流程為：首先利用環保剝錫藥劑(SnST-550A Tin stripper)剝除錫金屬，透過浸泡的方式，直接剝除廢PCB上的鍍錫，讓機板上的金屬器件與晶片可以快速拆卸下來，進行進一步的分類，而分類後的廢料再依據各自原料特性使用不同的剝金劑(例如UW-860剝除黃金；UW-602剝除銀)來回收不同的金屬。

此種方式能從溶液中有效回收錫，又不傷電子零件，因此貴金屬的回收純化更有效率。依據優勝奈米的計算，一年處理300噸，約可回收黃金58公斤、錫8.7噸與銅13噸。

目前優勝奈米的SnST-550A剝錫產品已取得台灣與新加坡的發明專利，美國、中國、瑞士、德國等國也在公開申請中。同時已外銷至全世界五大洲約26個國家，做為處理電子廢棄物的綠色回收製程之用。

對於需處理大量廢棄物的回收業者，優勝奈米也提供可批次處理物料的自動化機台Barrel One，搭配SnST-550A環保剝錫劑的自動化廢PCB機板剝錫的處理方案，能讓金屬零件得以完整分類，得到更好的回收價值與純度，同時將其中的錫與鋁留存下來。該機台單日的處理量可達兩千片的廢機板。

全世界的貴金屬礦產分布在少數幾個國家，而台灣極度缺乏天然礦產資源，對於台灣而言，PCB的貴金屬回收更顯重要。將3C電子垃圾轉化為城市礦山，有利於降低台灣對於外來資源的依賴，然而在積極追求回收效益的同時，如何藉由技術的精進來減輕對環保的衝擊，是必須思考及兼顧的重要面向。