廢氟酸混酸處理新技術
台有化學有限公司廖明輝 總經理 台灣產業服務基金會 宋明裕專案副理
一、前 言
目前國內三大主流科技產業，半導體(IC)、液晶顯示面板(TFT--LCD)、
太陽能電池(SOLAR CELL)，均有使用大量的 49%氫氟酸或氫氟酸(HF)混 酸，用以蝕刻IC、TFT-LCD 面板與太陽能晶圓片，並衍生大量及各種濃度 的廢氫氟酸混酸，其廢液濃度有的高達49%，有的低到 0.5%或數百 ppm，
濃度越低，體積越龐大。以目前國內外的處理技術，都使用鈣離子處理方 法（即利用氫氧化鈣或氯化鈣處理），並將產生相較於廢氫氟酸混酸 5~10 倍重量比例之氟化鈣污泥，且其純度約介於15~40％之間，達不到工業級 使用純度，根本不具資源回收再利用之誘因。
根據資料顯示，全台灣高科技產業，每月約使用2,000 公噸(還在快速 增加中)高純度 49%氫氟酸，若使用氯化鈣處理廢棄物氫氟酸混酸，將產生 約12,000 公噸的氟化鈣污泥，即每年約 14 萬公噸以上的廢棄物污泥，增 加環境的污染負荷。
二、新技術之特性說明
新技術其處理方法是以鋁化鈉為主要藥劑，處理廢氟酸混酸，主要反 應如下：
3Na+ + Al+++ + 6F- → Na3AlF6（cryolite）
不再產生大量的氟化鈣污泥，而是利用廢氫氟酸(氟離子)當原料，生成 高純度的冰晶石（cryolite），可以用在煉鋁工業、陶瓷工業、玻璃工業、焊 條工業、廢鋁回收工業、鋼鐵模具鑄造工業，當高溫助熔劑，也可以當作
葉菜類蔬菜與葡萄園的健康型(無殘餘毒性)的殺蟲劑。國內外都有龐大的市 場，依純度不同，有不同的用途。
通常，1 公斤 49%氫氟酸混酸，若使用氫氧化鈣處理，將產生約 10 公 斤的氟化鈣污泥，氟化鈣的純度僅有約15%而已；1 公斤 49%氫氟酸混酸，
若使用氯化鈣處理，將產生約5 公斤的氟化鈣污泥，氟化鈣的純度僅有約 35~40%而已。而 1 公斤 49%氫氟酸混酸，若採用鋁鈉化合物處理，將可以 生產冰晶石約 0.85 公斤，純度可以達到工業級使用（含氟量高達 53.5%），
可以使廢棄物氫氟酸混酸，不再產生廢棄物氟化鈣污泥，完全達到工業減 廢、清潔生產、永續發展、資源回收、綠色科技、廢棄物資源化之目的。
各種處理方法之比較說明如下表所示：
表 1 各種處理方法之比較（以 1 公噸 49%HF 為基礎）
氫氧化鈣法 氯化鈣法 鋁化鈉法
藥劑使用量 90%氫氧化鈣約 6,000Kg
37%氯化鈣約
9,197Kg 鋁化鈉約785.2 Kg 藥劑使用成本 氫氧化鈣的成本約
12,000 元
氯化鈣的成本 28,510 元
鋁化鈉的成本 39,260 元 產生氟化鈣(濕基)
俗稱污泥量 約10,000 kg 約4,630.5 Kg 產製冰晶石 (濕 基) 約 1,715kg 污泥處理成本 約30,000 元 約13,892 元 無
需要45%NaOH 液
鹼量 約4,000Kg 約7,622.2Kg 約656.2 Kg 需要液鹼的成本 約34,000 元 約64,789 元 5,578 元 其他藥劑費用
（PAC、鹽酸與 polymer）
約30,000 元 約6,000 元 相當微量或不必
處理1 公噸 49%HF
的總成本 約110,000 元 約113,191 元 約44,509 元
反應速度 很慢 慢 很快
反應操控性 不容易 不容易 容易、簡單、方便
設備處理流程 複雜 複雜 簡單
處理桶槽設備費用 貴 貴(約需要 500 萬) 很便宜，約50 萬
污泥資源化 不可能資源化 不可能資源化 可以完全資源化
三、新技術之適用評估
1.技術可行性：
(1)本技術擁有中華民國專利 I--233428 號，美國發明專利 US Patent 7329357B2 號，韓國發明專利權號數:10-0841839 號，並已商業化。可 以處理「廢氫氟酸(HF)混酸」，生產冰晶石，方法簡單，加藥精準，只 須一個酸鹼中和反應槽即可，處理成本比較低，安全性也相對提高許 多。
(2)國內已有數家工廠使用實績。
(3)任何濃度的氟酸廢水，均可適用，且反應相當快速。所用藥劑均為液 體，可用定量泵添加藥劑，操作方便，可用 pH 或 F-濃度探針或更便宜 的溫度計為控制因子，可自動控制加藥。
(4)本技術可以採用代操作方式，處理各個公司的廢氫氟酸混酸，當場的、
快速的、安全的、簡易的、處理麻煩的廢棄物氫氟酸混酸。
2.環境可行性：
(1)可協助廠商處理廢氫氟酸混酸，減少氟化鈣污泥廢棄物之環境衝擊。
(2)所用藥劑本身無毒性，不會對環境造成任何污染。
(3)不會產生污染介質的移轉，不會造成二次污染。
3.經濟可行性：
(1)冰晶石為合成產物，價值高、可資源化，並具回收利用之效益。
(2)工廠可以免除設置化學混凝單元廢水處理設施，可以大幅度降低初始 建造成本。
(3)工廠可以大幅度降低處理廢氫氟酸混酸操作成本。
(4)工廠可以降低處理廢氫氟酸混酸藥劑成本 40%。每公斤 49%氫氟酸混 酸可以降低處理藥劑成本約35 元或更多更多。
四、對廢氫氟酸混酸處理的建議
1.過去均將廢氫氟酸混酸定位在廢棄物做處理，相當可惜；今後應重新定
位廢氫氟酸混酸為可資源化處理之物質。
2.工廠應將含有高低濃度廢氫氟酸混酸之廢水進行分流，不要與其他廢水 亂混，以提高後續處理的價值及相關效益。
3.廢氫氟酸混酸是極具危險性的廢棄物，因此，處理廢氫氟酸混酸一定要 就地就近解決，儘可能立即的處理；也絕對不要大量儲存，也絕對不要 大量長途運輸；儘可能少量儲存，即使因為某些客觀因素，而需要運輸，
也要以短距離運輸為原則，以免發生令人遺憾的工安事件。
