黃靜萍、李旋維、林一星、江美靜 / 工研院材化所
我國半導體產能占全球60%市占率，製程所使用的濕式化學品需求量大、純度極高，其中氫氟酸為濕式化學品的關鍵原物料，估計年使用量約7萬噸，目前國內之含氟廢棄物，廠商是以廢氫氟酸(C-0202，約6.7萬噸)、氟化鈣污泥(D-0902和R-0910，約14.5萬噸)進行申報，且以降階使用或異業再利用等方式進行去化處理，屬於線性消費經濟。國內缺乏氫氟酸上游原物料—螢石(氟化鈣)資源，在氟化學產業鏈上遭遇到原物料、製造技術缺口與瓶頸，長期仰賴進口來滿足科技製造與加工產業應用，在地緣政治影響下，容易遭致關鍵原物料斷鏈風險與挑戰。本文研析我國科技產業廢氫氟酸資源流向分布及組成基線分析，作為資源高值化技術可行性評估，以建構氟化鈣純化高值化製程；且研析國際半導體廢氫氟酸資源應用技術，作為我國廢氫氟酸資源循環技術發展策略借鏡參考。
【內文精選】
國內科技產業含氟廢棄物回收再利用概況
1. 科技業製造：廢棄物產源業者
(1) 處理流向
①高濃度含氟廢水：各半導體製造業者依特定氟離子含量，將含氟廢水分類為高/低濃度，各家認定之氟離子含量差異甚大，但大多認定含量大於2~6%以上即屬於高濃度。高濃度含氟廢水主要來自電子級氫氟酸使用，半導體製造業者於製程後僅收集廢酸液，無自行前處理，直接委外交由合格回收業者處理再生，並以廢棄物代碼「C-0202：廢液pH值小(等)於2.0」向環境部資源循環署申報廢棄物產出資料。
②BOE廢液：BOE廢液內主要含有「氨」與「氟」兩種物質，需處理以符合放流水標準要求。部分半導體製造業者會在廠內自行處理，進入「硫酸吸附氨氮廢水處理系統」去除「氨」、產生硫酸銨，其餘含氟廢液再進入業者廠內專門處理低濃度含氟廢水的「HF處理系統」；另一部分業者無自行處理，直接委外交由合格回收業者處理，並以廢棄物代碼C-0202向環境部申報。
(2) 含氟廢棄物產出規模
根據環境部數據統計所示(圖二)，2022年臺灣以C-0202申報含氟廢水產出量達6.7萬公噸，半導體產業占含氟廢水總申報量82%，其餘12%來自面板製造業者，6%來自化學原料、太陽能電池、發光二極體(LED)、金屬加工等其他製造業。氟化鈣污泥方面，以D-0902申報產出量達11.0萬公噸、以R-0910申報產出量達3.5萬公噸，合計2022年臺灣氟化鈣污泥產出量達14.5公噸。
圖二、2022年我國各產業含氟廢棄物產出量
2. 資源再生：廢棄物回收業者
(1) 含氟廢水再生為工業級氫氟酸
國內僑力化工除了是半導體電子級氫氟酸製造商，同時也是廢氫氟酸回收業者。業者收受C-0202含氟廢水，處理方式是在濃度較低的廢酸液中添加新鮮無水氫氟酸提濃至50%以上氫氟酸，產品等級為工業級氫氟酸，供應給鋼鐵業。由於半導體製程產出廢酸濃度過低，再生時需加入大量新酸，因此整體廢酸減量效果有限。
(2) 含氟廢水再生為氟鹽類
冰晶石方面，國內有廣銘化工收受C-0202含氟廢水再生；台積電可自行在廠內處理再生部分廢酸液，根據報導，此系統為台積電與廢水處理系統供應商鋒霈環境科技合作開發。冰晶石主要應用於精煉鋁製程作為助熔劑，由於國內欠缺煉鋁業，僅有鋁加工業，故再生冰晶石產品皆出口外銷。
氟矽酸鈉方面，國內有秀霖環境、達穎應材、惠豐化工、綠升國際及廣銘化工收受C-0202含氟廢水，再生氟矽酸鈉產品供應化學工業。其中，部分業者可處理BOE廢液，除了產生氟矽酸鈉產品，同時還會產生工業級氨水產品。
(3) 含氟廢水、氟化鈣污泥再生為人工螢石
含氟廢水方面，國內雙慶化工、廉捷科技、伯特利企業收受廢棄物產源業者產出之C-0202廢酸液，處理方式是經過結晶、脫水產生氟化鈣泥餅，回收業者可委外或自行乾燥造粒產生人工螢石產品。
(4) 氟化鈣污泥再生為低強度混凝土
國內弘偉環保、廣倫潔環保收受廢棄物產源業者產出之D-0902低濃度氟化鈣污泥，作為低強度混凝土(Controlled Low Strength Material; CLSM)摻配原料，用於管溝回填等非結構性建材應用(圖五)。
圖五、氟化鈣污泥再生為低強度混凝土(CLSM)回收模式
低強度混凝土可使用淨水污泥等其他種類污泥作為氟化鈣污泥替代品，因此，只有氟化鈣含量未達「污泥可再生為人工螢石回收業者允收標準」的污泥，半導體業者才會將其流向低強度混凝土應用 ---以上為部分節錄資料，完整內容請見下方附檔。
★本文節錄自《工業材料雜誌》456期，更多資料請見下方附檔。