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廢光碟片產源性質與數量

光碟片在材質上主要可分成鋁片(CD-ROM、VCD)、金/銀/銀鈦片(CD-R)、CD-RW、DVD等類,可資源回收的物質有反射層金屬及光碟片基材PC塑膠片(聚碳酸酯),CD-R製造初期因金片較多,故回收方向一直朝回收金為前提。近年來,因CD-R金片幾已被銀片所取代,且PC的價格一直持續上漲,回收的方向故而轉向PC塑膠的再利用。
PC不論其化學特性、電氣特性、防火特性、耐衝擊性種種特性均優於其他汎用塑膠,可說是塑膠界中的貴金屬物質。

1. 光碟片產品

廣義上,光碟片產品依記錄方式可分為光記錄及碟記錄兩種;其中光記 錄媒體依紀錄原理不同,分別有唯讀型光碟片(CD-ROW)、可記錄型(僅寫一次型)光碟片(CD-R)、可重覆讀寫型光碟片(CD-ROW);碟光記錄媒體則依碟片尺寸不同分為MO與MD。

2. 光碟片生產

全球CD-R光碟片市場,在1998年全球出貨量為7億多片的規模,較1997年大幅成長了283.8%;而在市場一片熱絡發展下,1999年全球CD-R光碟片之出貨量較1998年成長高達227.1%,2000年全球的總出貨量為66.4億片,如圖一所示。 我國CD-R光碟片的出貨量年成長幅度達378.9%,總出貨量進一步擴大為16.8億片的規模,佔全球CD-R光碟片出貨量比重達73.3%,而佔我國光碟片的出貨比重已進一步提高94.9%,2000年在主要廠商增設產能逐步投入量產後,我國CD-R光碟片之出貨量可大幅擴增至42.2億片,佔全球總出貨量比重83.7%,而佔我國光碟片總比重維持94.6%。

3. 廢光碟片估計量

以目前完成初步調查結果顯示,廢光碟片產升來源主要:
一般家戶(民眾)及光碟片製造廠。其中光碟製造廠於製造過程所產生之廢光碟片約佔產量的10%(即不良率為10%),表1為國內光碟片製造廠商之產能及廢片量之預估情形。

光碟片製造廠所產生之廢片量
廠商
產能
廢片重量
中環
2億片/月
320T/月
錸德
2億片/月
320T/月
精碟
6000萬片/月
96T/月
巨擘
6000萬片/月
96T/月
博新開發
4000萬片/月
64T/月
利碟
2700萬片/月
43T/月
國碩
2500萬片/月
40T/月
迅碟
550萬片/月
9T/月
合計
6億1750萬片/月
988T/月

 

廢光碟片之資源化處理技術

1. 廢光碟片楚利技術概要

廢光碟片在自然界為安定無害之物質,其處理方式若以簡便考量,以目前之焚化、掩埋均可達成無害化之處理目標,但由於其材質均為高價值之資源,故選擇資源再利用方式必要之趨勢。 歐美各國已將廢光碟片資源再利用做成多項產品,德國拜耳公司於十幾年前即從事光碟片之回收楚利技術研究,並於六年前量產廢光碟片之回收事業;亞洲地區因盜版事業盛行,故將廢片回收料重製光碟使用廣為盛行,另外,台灣亦有部份廠商將再生料應用於產品製造時之添加,以節省原料成本。

2. 現有資源化處理技術

廢光碟片形式可分為白片(料頭、貫碎不良品)、染色片、鍍金廢片、鍍銀廢片、鋁片。而以形狀可分成完整圓片、碎片二種。另外製造業以報廢情形可分為料頭及貫碎不良品、染色失敗、濺鍍失敗、印刷報廢片、品管不良品。
目前用於回收處理的方式,大多以廢光碟片來源組成而定,可分為乾式及濕式處理方式。茲將各類處理方式分述如下:

(1)乾式處理方式

自動進料系統 => 研磨 => 風乾 => PC料

(2)濕式處理方式

分類=>粉碎=>入料=>KCN=>水洗=>乙醇=>乙醇=>  水洗=>風乾=>PC料

有關兩種方法之比較,乾式處理法之特性為,試用片種多(較不具選擇性)、自動化程度高、處理單純但耗損率大(每片約0.5克);而濕式處理法之特性為,耗損率小、處理量高、回收金屬較容易且設備成本便宜,但污染性較高、選擇性大(不同片種不同處理方式)。
諸如許多電子廢料可以化學法或電解法剝離,如含金配件浸入於商業性的金剝離液(氧化劑 / 氰化劑+抑制劑:KCN溶液濃度15%以上)中,加以攪拌、溫度控制50~60℃,剝離時間為15秒至15分則可剝離大量的金銀。另以60%以上之乙醇清洗,反應5分鐘,每5分鐘置換另一槽,連續自動化生產PC料。而金剝離液所含之貴重金屬再以化學法/電解方式回收,其回收重金屬處理流程如下:

3. 資源化產生之通路

廢光碟片處理後衍生之資源化產品,主要有PC(聚碳酸酯塑膠)及貴重金屬(金、銀等),在此僅針對PC之市場通路作說明。
PC為工程塑膠,用於電氣、機器工業用、日用雜貨品,具優良的強度、尺寸安定性、電絕緣性、耐熱性、透明性等特性,主要用於電器,佔40~60%。膜、板等押出製品佔15%,雜貨約佔10%。
列舉德國貝耳公司在PC回收料之用途上,主要應用於三方面(如圖2所示)。

  1. 再出售:將處理完的PC、CD料再出售給下游廠商供射出及混合 用。約佔15%的回收用途量。
  2. 再製料:將PC、CD回收料與較高分子量的PC合成,配製成不同 成品規範供客戶再利用設出成品,此一用途佔拜耳回收料
    用途的65%。
  3. 塑膠合金(PC+ABS):將PC回收料與不同性質之塑膠結合製成 塑膠合金以保有兩方材質之優點,此一用 途約佔拜耳回收料之20%。

廢光碟片之資源化處理實例

此技術為本公司專為市場上所產生大量之廢棄光碟片而研發,主要目的在於減少廢棄物的產生量,並且由這些廢棄物中回收可用之資源物質,如基材之聚碳酸酯(PC)及上方之金屬鍍層材料等。隨著早期CD光碟片盛行時期,轉而至現今之DVD光碟片為主流的時代,本公司亦跟隨科技之進展,已完成CD、DVD光碟片之整體資源化技術開發,並有相關之處理設備。


(廢光碟片資源化回收處理示範設備)

其中各細部之簡單操作介紹如下:

首先,將回收之廢棄光碟片(CD、DVD)經由破碎機解構為一定規格尺寸之碎片(如圖二),以利後續化學脫膜反應之進行。廢棄光碟碎片先以太空包進行裝填,方便後續運送至光碟脫膜及清洗之程序。


(經破碎後之光碟片)

將已破碎至一定規格之廢光碟片(CD、DVD)運送至浸漬脫膜程序(如圖三),並以反應用之容量加以填充後,以自動化方式進行廢光碟片上之鍍層去除程序,包括浸漬、第一道清洗、脫膜、第二道清洗等步驟。


(廢光碟片資源化之浸漬脫膜程序)

經浸漬、清洗、脫膜及清洗程序後之廢光碟碎片中仍含有大量水分,故需將光碟碎片中之水分去除,以獲得乾燥且可販售之PC塑膠材料。圖四為一組旋轉式脫水槽及熱風乾燥機組,藉由離心力作用甩去大部份水分後,再施以熱風蒸發剩餘水分含量。


(廢光碟片資源化之浸漬脫膜程序)

最後,經由乾燥程序處理後之光碟碎片(PC塑料),經由輸送帶作用,以自動化裝袋設備進行打包儲存。



 

結語

由於我國為世界光碟片之製造王國,且民眾對於電子資訊物品的接受度高,在各類光碟片產品之大量使用下,未來廢光碟片之廢棄清理問題勢必浮現,本文僅針對廢光碟片之產源調查及處理技術提出粗淺看法,希望能藉此引起各界對於廢電子材料資源回收之重視,並促使資源之永續利用,減少對生態所造成之衝擊。

 


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