聯電硫酸銅回收可省那麼多!難怪要建創生中心

廢水也能煉出銅?台灣晶圓製造大廠聯電決定「肥水不落外人田」,含銅廢水回收再電解,一根根亮晶晶的純銅銅管,成為斥資18億元新建資源創生中心的起源。

斥資18億元建置「循環經濟資源創生中心」,景氣不算太明朗的時節,晶圓代工大廠聯華電子是不是有點太大膽?

3月中旬的台南科學園區,已經熱得像夏天,聯電Fab12廠內荷花池,紫黃色花朵早早開了又謝了,這一處素地即將成為聯電循環經濟重地,為製程廢料帶來重生,也為聯電產品「綠化」帶來全新。

「資源循環最大化,廢棄物處理最小化,是我們的目標,」聯電共同總經理暨永續長簡山傑表示,南科廠是聯電特殊製程的生產與研發重鎮,循環經濟需要「規模化」,才能發揮成效,所以選定南科為基地,打造循環經濟資源創生中心。

這項18億元投資計畫,其實並非真的大膽。聯電過去兩年先是投入8000萬元,回收「含銅廢水」煉銅,得到重要的信心,堅實投資再生中心、達成零廢目標的決心。

以前委外每年花費1600萬元,現在倒賺1306萬元

「過去我們都是將含銅廢水委外處理,每年需要付出大約1600萬元的委託費用。今年聯電硫酸銅回收正式啟用,不僅減少外運廢水的碳足跡,我們估計一年採收的回收銅,將可收益1306萬元,」聯電廠務暨擴建工程處長、南科節能服務隊長許書章表示。

聯電廠務暨擴建工程處長許書章表示,廢棄物再生是循環經濟,更重要的是永續。蘇義傑攝
聯電廠務暨擴建工程處長許書章表示,廢棄物再生是循環經濟,更重要的是永續。蘇義傑攝


走進聯電南科Fab12廠的硫酸銅回收區域,鮮豔藍色的硫酸銅廢水,正從頭頂管路流往「管式電解還原設備」,一根根圓柱體相連,如同一台超大台的逆滲透過濾器,100噸廢水經過長達48小時的反覆經流,將可電解出48根亮晶晶的、每根約17公斤的純銅銅管!

一根根約重17公斤的純銅大銅管,創造了新的收益。蘇義傑攝
一根根約重17公斤的純銅大銅管,創造了新的收益。蘇義傑攝


半導體製程之中,數個環節使用銅與溶劑,例如電鍍,都會產生大量的含銅廢水。因此「廢水生銅」技術,近年已經非常成熟,透過「電化學沉積法」,由電源驅動,在液體裡將電能轉為化學能,讓金屬離子獲得電子,還原成金屬薄膜。雖然原理原則並非新鮮事,但聯電系統的獨特,則在於「分流再製」與「提濃循環」。

聯電團隊先以濃度區分廢水,濃度大於10000ppm的含銅廢水,直接流入管式設備進行還原;中濃度(大於2ppm)、低濃度(小於2ppm)的含銅廢水,則提濃之後,再進入還原。廢水幾經還原之後,濃度降至500ppm之下時,則會再進行提濃。

聯電電解硫酸銅系統去年下半年啟運,每年將可減少1680噸廢銅液向外運送,產銅50.4噸,「建置這套系統最困難的是『改管』」,許書章表示,製程管線過去並沒有分流,改管聽起來容易,但施作工程浩大,尤其前兩年產能高度滿載,只能在每套設備停機修整的一兩天之中,夾縫爭取在6~8小時完成改管,「分秒必爭,壓力也很大」。

不再有銅汙泥,而且一滴水用第四次

除了循環經濟的實質效應之外,這套回收設備,不僅不再有銅汙泥產生,更是讓製程裡的「一滴水用第四次」。因為在反覆電解硫酸銅之後,水也回到清澈可用,將再回到製程裡發揮效能。

「電解取銅系統其實也幫助我們突破『廢料不出廠』的規範,促成資源創生中心計畫,」許書章表示,廢料廢水再生,需要大量、集中執行,不僅分攤設備成本,也有足夠廢棄物可「生產」,透過特殊申請讓銅廢水試行跨廠回收,更能說服其他廢棄物的集中清廢。

成排的「管式電解還原設備」,每隔48小時就能長成48根大銅管。蘇義傑攝
成排的「管式電解還原設備」,每隔48小時就能長成48根大銅管。蘇義傑攝


聯電循環經濟資源創生中心預計2025年正式啟用,將成為南科首座廢棄物資源化研發中心,未來推動廢光罩廠內再生,經過清洗設備去除圖面後,再生成石英基板出售,也將持續研發廢溶劑、廢塑膠,以熱裂解技術,產生能源再利用或發電應用。

聯電創生中心預計未來每年可減少1.5萬公噸的半導體製造廢棄物,減廢比例達1/3,轉換成資源化產品,預計創造約1億元的綠色經濟效益。

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