[发明专利]自废液中分离金属硫化物并回收氨水的方法与系统

说明书

技术领域

本发明有关于一种自废液中分离金属硫化物并回收氨水的方法与系统，特别是有关于一种自太阳能电池的化学浴沉积制程废液中分离金属硫化物并回收氨水的方法与系统。

背景技术

由于地球资源有限，有效利用绿能环保的能源已成为一种趋势，因此，太阳能源的应用已成为其中一项重要的课题。太阳能电池是一种利用太阳光直接发电的光电半导体薄片，其中硒化铜铟镓(Copper Indium Gallium Diselenide，简称为CIGS)薄膜太阳能电池，则是薄膜太阳能电池中转换效率最佳者，同时具有成本低，使用寿命长等优点，因而成为太阳能光电技术领域中最受瞩目的焦点。

在铜铟镓硒薄膜太阳能电池的制造过程中，化学沉积制程所排放的废液含有许多重金属离子(例如镉、锌)、金属固体颗粒(例如硫化镉)、高浓度氨水、含有硫成分的硫离子前驱物(例如硫脲)、及相关反应副产物，其中高浓度氨水可以利用蒸气脱除及冷凝方式予以提浓回收再利用。然而，由于废液中仍含有许多重金属离子与固体颗粒，容易在氨水回收设备中形成结垢或发生堵塞的问题，而影响系统操作，造成氨水回收效率不佳。因此，分离去除化学沉积制程废液中的重金属离子与固体颗粒，已成为提升氨水回收效率以及维持氨水回收系统稳定性的重要因素。

目前，针对制程废液中的重金属离子，常利用添加药剂(例如，硫化物)的方式，使重金属离子沉淀析出，再加以分离；或利用离子交换树脂的方式自废液中分离去除重金属离子。然而，利用添加药剂去除重金属离子的方法需要额外使用药剂，并耗费相当长的时间等待金属离子沉淀析出，且沉淀析出的金属化合物的纯度不高，不利于回收或再利用。另一方面，利用离子交换树脂由废液中去除重金属离子的方式，虽然可以缩短处理时间，但需要增加空间需求，且设备相当复杂不易维护。

因此，仍需要一种方便、快速且有效地自废液中分离金属硫化物并回收氨水的方法。

发明内容

鉴此，本发明的目的在于提供一种方便、快速且有效地自废液中分离金属硫化物并回收氨水的方法。

该自废液中分离金属硫化物并回收氨水的方法，包括加热该废液，使该废液中的含硫成分释放出硫离子，以与金属离子结晶形成金属硫化物；过滤该经加热的废液，以分离去除该废液中的固体颗粒；以及自该经过滤后的废液中回收氨水。本发明的方法利用加热的方式，先使废液中的硫离子与金属离子结晶形成金属硫化物，经过滤去除废液中的固体颗粒后，再进行氨水回收，可以有效地直接利用废液中的含硫成分分离重金属离子，同时可以减少废水中的重金属离子与颗粒造成氨水回收设备结垢、堵塞而影响氨水回收的成效与稳定度。

本发明又提供一种自废液中分离金属硫化物并回收氨水的系统，包括：加热装置，用以加热废液，使废液中的含硫成分释放出硫离子，并与金属离子结晶形成金属硫化物；过滤装置，用以过滤加热后的废液，以分离去除该废液中的固体颗粒；以及氨水回收装置，用以自过滤后的废液中回收氨水。本发明的系统先利用加热装置提高废液的温度，使废液中的含硫成分释放出硫离子并与金属离子结晶形成金属硫化物，再利用过滤装置自废液中去除固体颗粒。由于废液已先经加热装置提高废液的温度，更有助于最后利用回收装置进行氨水回收时，特别是利用氨脱除技术(ammonia stripping)的方式回收氨水时，可以大幅减少回收氨水的能源需求，其中，所使用的脱除气体为空气或蒸气。另一方面，由于废液中的重金属离子已经先与硫离子结晶形成金属硫化物，而可移除，而过滤装置则分离该废液中的固体颗粒，因此可以减少废液中的重金属离子与颗粒造成氨水回收设备结垢、堵塞而影响氨水回收的成效与稳定度的情形。

具体实施方式

以下通过特定具体实例详细说明本发明的实施方式，熟习此技艺的人士可通过本发明说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的优点及功效，但并非将本发明的范畴局限于此。