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环保ITO回收 为多屏时代建立绿色生态
 

【作者: CTIMES】2015年03月12日 星期四

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行动、无缝、运算随身的需求,牵动世界走向多屏时代,一人多机,已是无法撼动的趋势。然而,越多的显示幕制造,意味着越高的ITO材料消耗,因此,如何能在多萤时代里建立起显示材料的环保回收机制,将是产业永续发展重要的一环。而环保ITO回收技术,正是开启这一机制的解决方案。


氧化??锡(Indium Tin Oxide, ITO)材料是一种??氧化物 (In2O3) 和锡氧化物 (SnO2)的混合物,它被广泛运用在各种光电产品中,包含各类型液晶显示幕、触控面板、太阳能电池、抗静电镀膜等,是一项非常重要的关键材料,必需要仰赖它来达成平面电导的功能。根据统计,??锡氧化物(ITO)靶材,占整个??用量的60~70%



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多屏时代 ??金属需求飞涨

矿物与金属市场研究机构Nystar便预测,平面显示应用对??金属的需求将持续高涨,成为??金属的主要消费市场。以平板电脑和智慧手机的触控面板为例,不管是电容式触控或是电阻式触控,都需要使用ITO薄膜和ITO玻璃,因此对??金属的用量需求很大。另一方面,ITO镀膜的制程难度很高,良率有限,又让??材料更显珍贵。


然而,??的价格一直以来都十分的昂贵,目前每公斤的价格约US$ 600元左右,其价格居高不下的主要原因,是其供应受限。


??金属在地壳中的含量原本就十分稀少,且不属於独立矿产,是种与锌矿并存的微量元素,需先提炼出锌金属後,再精炼方可得??锭。目前中国是世界上??锭主要的生产地,但每年可以出囗的数量受到限制,虽然还有美国、加拿大和日本等国生产,但在多屏时代的驱动下,需求量与供应量仍将无法相应。


而台湾的氧化??锡使用量约占全世界使用量的1/3,且绝大多数集中在面板与太阳能电池厂,从产业全球竞争的观点来看,台湾对??有极高的需求量,同时又面对巨大的兢争压力,因此,如何能够提高??的使用效率和回收效率,对於降低生产成本与提高竞争力有直接的正面帮助。



图二 : 铟金属的需求预测(来源: Nystar)
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生产效能低 ITO回收率成竞争力关键

但在目前的生产技术限制下,ITO靶材在离子溅镀机(Sputter)上只有约30%的使用率,其馀70%为使用过之废ITO靶,因此,自ITO 靶材回收??回收率约60% 到65%,是另一重要的??来源。


「ITO玻璃和薄膜在进行镀??时,必须使用气相沉积(MOCVD, Metal-organic Chemical Vapor Deposition)的方式,??离子并不能直接打在玻璃上,而是要利用反射的方式,才能产生均匀平顺的ITO层。因此,许多的??元素都被浪费掉了。」优胜奈米科技总经理许景翔(Kenny Hsu, UWin Nanotech managing director)解释。


另一方面,现今广泛使用的??回收流程中会使用许多的强酸物质,容易对ITO靶材造成损坏,而剥除後的废水也会对环境产生负面影响。


目前广泛使用的ITO??回收技术,主要是将ITO 废靶料粉碎溶於无机酸中(盐酸或盐酸+硫酸的混合酸中进行溶解),利用酸溶液把铜(Cu)、铅(Pb)、锡(Sn)等元素析出後,再进行??锡分离,接着再以电解精炼,主要难度在??锡分离。


为了提高??金属的回收效益,同时减轻回收过程中所产生的污染,优胜奈米科技研发出一种环保的??锡氧化物剥除剂━ITO-900。


许景翔总经理表示,ITO-900??锡氧化物剥除剂是专门针对光电、面板产业等制程所使用的ITO镀层或残渣进行??锡剥除的产品,它可广范应用在镍、铜、??合金、陶瓷、不锈钢、玻璃等底材上的ITO镀层。


ITO-900剥除剂满足多屏时代的??锡回收需求

正因为适用的底材类型广泛,因此ITO-900刚好可以能满足多屏时代里多元显示与光电技术的??锡回收需要,只要运用单一的剥除剂就能进行多种类的废靶材回收。



图三 : 优胜奈米的环保ITO回收技术流程
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更重要的是,ITO-900剥除剂同样也具备优胜奈米一贯的产品优势,那就是绿色环保的特色,完全符合当今时代对於生态环境永续发展的要求。


「ITO-900不含??化物或卤素等有毒的有害物质,同时废水处理也简单。」许景翔总经理说。


然而,产业发展与企业经营除了要满足环保的需求之外,经济效益才是至关重要的事,而那正是ITO-900??锡氧化物剥除剂所能提供最直接的效益。


根据优胜奈米的实验,每公升的ITO-900药水可处理约300 ~400g的ITO废渣,最後可产出200 -300g的纯??,回收率高达66.6%至75%,较目前广泛使用的方式提升了约10%,若将之效益转移至成本改善上,在竞争激烈的显示产业里,10%几??是一个可以扭转市场的幅度。


目前??锡氧化物回收的来原可分为两大部分,一为ITO玻璃(例如显示、触控面板和太阳能电池),另一为ITO靶材。前者需将之先行打碎,再以化学溶液进行杂质滤除和??锡的提炼;後者则是从镀层设备上取下,直接浸泡至溶液里进行剥除和提炼。


而值得一提的是,优胜奈米科技的ITO-900剥除剂几??不会伤及底材,能让ITO的靶材「全身而退」。



图四 : 优胜奈米的铟金属回收实验prescription savings cards cvs pharmacy sales cvs transfer prescription coupon
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许景翔指出,ITO镀层所使用的气相沉积设备都非常昂贵,且进行ITO溅镀的靶材属於耗材,使用一段时间後就必须进行替换,而替换下来的靶材则会拿来做为??剥除和回收的原料。然而,ITO-900能将??锡氧化物完全剥除,却又不会伤及原本的靶材,甚至可以降低溅镀设备的费用支出,且剥除速度是传统使用强酸溶解的2~3倍,大符缩短ITO剥除反应时间。


至於ITO玻璃的??锡回收,目前优胜奈米正在积极研发更具效益的优化流程,预计不久就能提供更具经济效益与环保品质的解决方案。


环保ITO回收为显示产业建立绿色生态

随着多屏时代的到来,成千成万具备显示功能的电子产品正在被生产并销售至市场上,这些产品包含智慧型手机、平板电脑、PC、TV、穿戴装置、汽车电子和智慧家庭电器等。而在这蓬勃的产业发展背後,代表着更多??金属的需求,另一方面,也意味着更多的??金属被废弃,而ITO-900环保回收技术将是串接需求与供应的完美桥梁。


它一方面能提高ITO材料制造端的??回收率,改善其生产成本,另一方面,它也能从废弃的电子产品里回收有价值的??金属,进一步舒缓??金属的供需平衡,建立起产业永续的供应循环,而这一切都满足环境保护的前提,是一种绿色的产业生态系统。

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