民國115年 普通考試 環境工程 廢棄物處理工程概要
第4題
廢鋰電池含有鋰、鈷、鎳等具回收價值之金屬，為重要之都市礦產。試 以廢鋰電池為例，說明其資源化處理流程及再利用途徑，並探討其對循 環經濟與環境保護之效益。（25…
題目
廢鋰電池含有鋰、鈷、鎳等具回收價值之金屬，為重要之都市礦產。試 以廢鋰電池為例，說明其資源化處理流程及再利用途徑，並探討其對循 環經濟與環境保護之效益。（25 分）
參考解答（AI 生成，非官方）
- 一、廢鋰電池以鋰離子電池（lithium-ion battery, LIB）為主，含鈷、鎳、錳、鋰、銅、鋁及石墨等有價材料，正極材料如NCM、LCO、LFP，電解液則含鋰鹽與有機溶劑。其具高能量密度與易燃性，若混入一般垃圾可能短路、起火或釋放氟化氫及重金屬，故屬應妥善收集之特殊廢棄物，也被視為都市礦產（urban mining）。
- 二、資源化流程通常包括收集分類、放電與失活、拆解、破碎篩分及分選。先依電池種類與狀態分類，放電或低溫處理降低殘餘電量，再於惰性氣氛或防爆設備中拆解、破碎，以磁選、渦電流、比重及篩分分離鐵、銅、鋁與電極粉料；電解液須以冷凝、吸附或洗氣收集，避免燃燒與污染。前處理之安全與密閉負壓為整廠關鍵。
- 三、後端回收途徑有火法冶金、濕法冶金及直接再生。火法冶金將電極料熔煉成鈷鎳合金或冰銅，流程耐雜但能耗與排氣控制要求高；濕法冶金以酸鹼浸漬、溶劑萃取、離子交換及沉澱，分離鋰、鈷、鎳、錳，可製成電池級鹽類；直接再生則經分離、補鋰與燒結，回復正極材料結構，具節能減碳潛力，但對進料純度與一致性要求較高。
- 四、再利用途徑包括再生正極材料（如NCM、LCO、LFP）、電池級硫酸鎳、硫酸鈷、碳酸鋰、金屬銅鋁及石墨等。再生材料可回饋電池製造，形成閉回路；純度較低者可用於不鏽鋼、合金、顏料或建材。電解液與隔離膜則須妥善處理或能源回收。為確保再利用，應建立黑粉（black mass）成分檢驗、批次追溯與材料性能驗證，避免污染物進入新產品。
- 五、循環經濟效益在於以都市採礦替代部分原生礦產，降低採礦破壞、能源消耗與碳排放，並提升鋰、鈷、鎳等關鍵原料之供應韌性；環境保護上可減少重金屬、電解液及氟化物進入土壤與水體，並降低火災風險。惟回收過程仍有酸鹼廢液、廢氣、粉塵與殘渣，須以污染防治、能資源效率及綠色設計配套，並避免不當拆解造成二次污染。
AI 依官方試題文字產生的參考解答，非考選部公告答案，內容僅供備考參考。