【XRF】「氟化鈣污泥」回收方面的技術應用
在半導體和電子產品的製程中，有一種常見卻容易被忽視的副產物：氟化鈣（CaF₂）污泥，主要來自蝕刻和清洗製程所產生的氫氟酸廢液。經由氫氧化鈣或碳酸鈣的中和處理後，氟、鈣會產生沉澱反應，最終形成我們所說的「氟化鈣污泥」。
這些汙泥表面上可能是沒什麼用處的工業廢棄物，但其實裡面可能蘊含不少有價值的金屬與可再利用資源，也因此「怎麼確認清楚裡面有什麼？」、「值不值得回收利用？」，成了近年來相關產業與環保領域重點關注的議題。
圖一：大批量產的電子產品
圖二：左右台灣經濟命脈的晶圓代工
回收難題
氟化鈣污泥的分析具備一定挑戰性，主要原因包括：
- 成份複雜、粒子細小
- 傳統分析技術（如：ICP-MS、AAS）操作繁瑣、成本高，且分析效率偏低，因此不利於會大批量產的樣品分析
然而，若未先確認污泥中各成分的組成與濃度，將難以判斷它是否值得回收或如何安全處理。
XRF螢光分析儀
X射線螢光分析儀（X-ray Fluorescence, XRF）採用非破壞性的分析原理，具備操作簡單、分析速度快，並可同步掃描辨識樣品中多種元素，面對氟化鈣污泥這類成分複雜的樣品，XRF可說是最有效且理想的解決方案。
XRF設備的實用優勢
1. 不需要化學試劑前處理，省錢省時又環保：
免除溶解、萃取、稀釋等複雜步驟，不但省下耗材費，還能避免再產生額外的廢液廢棄物。
2. 測得快，結果準：從進樣到檢出數據只需數十秒，分析諸如鈣（Ca）、鋁（Al）、鐵（Fe）、銅（Cu）等關鍵成份皆豪不費力，甚至還可以透過「自動進樣裝置」更進一步提升效率。3. 一次看透所有元素：
XRF可以同步偵測多種元素（Na11~U92），即使污泥中的雜質成份複雜，依然能迅速掌握其價值潛力並判斷污染性。
4. 樣品彈性高，不挑樣子：
無論粉末、顆粒、泥狀或固狀，只需要基本的乾燥或研磨處理，就可以直接進樣分析。
真實案例
某間科技製造公司過去因產品製程所需，每年皆產出為數不小的污泥副產物，而雖然廠內配有專門的化學滴定分析實驗室，但分析效率卻完全追不上汙泥產出的速度。但裝設了XRF設備後，透過設備的特性，不僅大幅提升了分析檢驗的效率，也能同步直接篩選出鋁（Al）、銅（Cu）、鎢（W）等有價值金屬。
圖三：XRF分析氟化鈣汙泥成份（單位wt%）
圖四：氟化鈣汙泥樣品輕易製備
| 元素 | 分析值 wt% |
| 氟化钙（CaF2） | 95.24 |
| 鐵（Fe） | 0.02 |
| 鎳（Ni） | 0.01 |
| 鍶（Sr） | 0.04 |
| 鎢（W） | 0.11 |
| 鋁（Al） | 1.54 |
| 矽（Si） | 1.28 |
| 硫（S） | 1.76 |
表一：快速獲得分析數據結果
| 元素 | 分析值 wt% |
| 氟化钙（CaF2） | 93.49 |
| 鐵（Fe） | 0.03 |
| 鎳（Ni） | 0.01 |
| 銅（Cu） | 0.04 |
| 鍶（Sr） | 0.06 |
| 鎢（W） | 0.11 |
| 碘（ I ） | 0.03 |
| 鋁（Al） | 1.03 |
| 矽（Si） | 1.55 |
| 硫（S） | 3.64 |
表二：快速獲得分析數據結果
總結
隨著循環經濟與資源永續的觀念日益受到重視，如何將「廢棄物」轉化為「資源」，已成為產業升級的重要課題。X射線螢光分析儀以其快速、無需特殊前處理、低成本等優勢，正好為氟化鈣污泥的再利用提供了高效且可行的解決方案，而未來，隨著技術持續精進與應用日益普及，XRF設備將會在廢棄物管理與回收資源領域中發揮出關鍵的作用！
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