• 자원리싸이클링
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• 제30권1호
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• pp.26-34
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• 2021

타이타늄은 구조용 금속 중 알루미늄, 철, 마그네슘에 이어서 네 번째로 풍부한 금속이지만, 금속으로의 제련이 어려워 희소금속으로 분류되고 있다. 특히 타이타늄의 제련공정은 에너지 다소비형 공정이다. 타이타늄 스크랩으로 잉곳을 제조하면 에너지 소비량과 CO2 발생량을 약 95 %까지 절감할 수 있다. 그러나 스크랩 중의 철분과 산소 등의 불순물을 제거하기 어려워 리사이클링 되는 양은 한정되어 있다. 일반적으로 고품위 타이타늄 스크랩은 순타이타늄 스펀지의 재용해 공정에 투입하여 희석하고, 저품위 스크랩은 페로타이타늄 제조용 원료로 사용되고 있다. 본 논문에서는 이러한 타이타늄의 리사이클링 기술을 이해하기 위해 타아타늄의 제련기술과 리사이클링 기술에 대하여 고찰하였다.

• 자원리싸이클링
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• 제28권3호
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• pp.3-14
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• 2019

동은 약 11,500년 전에 인류가 최초로 사용한 금속이다. 그러나 동은 지각 중에 그다지 풍부하지 않은 금속이다. 동은 높은 열전도도와 전기전도도 그리고 어느 정도의 내식성을 가지고 있다. 특히 동은 품질의 저하 없이 100 % 리사이클링할 수 있는 금속이다. 또 동스크랩을 리사이클링하면 1차 지금 생산과 비교하여 에너지 및 환경부하를 저감할 수 있다. 따라서 최근에는 동사용량의 약 30 %는 리사이클링에 의해 공급되고 있다. 동스크랩은 1차 제련소나 2차제련소에서 정련하고 있으며, 리사이클링에 사용하는 노나 공정은 스크랩의 품질이나 등급에 따라 차이가 있다. 동함유 2차 자원은 동함유량에 따라 정련이 필요하며, 최종적으로 전해정련에 의해 전기동을 생산하고 있다. 본 연구에서는 동의 1차지금 생산 및 리사이클링 공정에 대해 고찰하였다.

• 자원리싸이클링
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• 제29권5호
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• pp.3-14
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• 2020

마그네슘은 구조용 금속 중 알루미늄과 철에 이어 세 번째로 풍부한 금속이다. 또 마그네슘은 범용 금속 중 가장 가벼운 금속으로, 밀도가 알루미늄보다 33 %, 철보다 77 % 낮다. 마그네슘 1차 지금을 생산하기 위해서는 다량의 에너지를 소비하지만, 마그네슘 스크랩을 리사이클링하면 1차 지금 생산과 비교하여 에너지 및 환경부하를 저감할 수 있다. 그러나 마그네슘 스크랩 중의 불순물 제거가 곤란하여 재생되는 양은 한정되어 있다. 본 논문에서는 마그네슘의 1차 지금 생산 및 리사이클링 공정에 대하여 고찰하였다.

• 자원리싸이클링
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• 제28권4호
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• pp.3-14
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• 2019

납은 현대산업에서 범용적으로 사용되는 비철금속이다. 전세계의 납 생산량은 1970년대의 약 500만 톤에서 점차 증가하여 2010년대에는 1,100만 톤까지 이르렀다. 특히 납은 품질의 저하없이 100 % 리사이클링할 수 있는 금속으로, 납 스크랩을 리사이클링하면 1차 지금 생산과 비교하여 에너지 및 환경부하를 현저하게 저감할 수 있다. 이러한 이유로 전세계 납 사용량의 약 60 %는 리사이클링으로부터 공급되고 있다. 주로 납축전지인 납 스크랩은 1차 제련소나 2차제련소에서 정련하고 있다. 대부분의 2차 제련은 용광로와 같은 샤프트로, 회전로, 그리고 반사로에서 이루어 지고 있다. 2차 제련에서 생산된 조연은 잉곳으로 주조하거나 케틀로에서 재용해하여 정제를 하지만, 용융상태의 조연에서 곧바로 정련을 하기도 한다. 본 연구에서는 납의 1차지금 생산 및 리사이클링 공정에 대해 고찰하였다.

• 자원리싸이클링
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• 제29권1호
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• pp.3-16
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• 2020

본 논문에서는 철강제조 프로세스, 철스크랩의 전처리와 미량 원소, 그리고 철강공정에서 발생하는 분진의 리사이클링 기술에 대해 고찰하였다. 철강은 인류가 가장 많이 사용하는 범용 금속으로, 2018년 기준 전세계 조강 생산량은 18억 톤을 초과하였다. 철을 리사이클링하면 철광석으로부터 환원하여 철강재를 얻는 것에 비하여 CO₂ 발생량은 약 42 % 수준이며, 에너지는 약 60 %를 절약할 수 있다. 철스크랩은 스크랩을 주원료 사용하는 전기로제강과 철광석을 주원료로 사용하는 전로 제강공정에서 리사이클링되고 있다. 철스크랩을 주원료로 사용하는 전기로 제강법은 스크랩을 예열하는 장치를 부가한 에너지 절약형으로 바뀌어 가고 있다. 철강 제조공정에서 발생하는 분진은 제철소 내에서 다양한 방법으로 리사이클링하여 철분과 아연 등을 회수하고 있다.

• 자원리싸이클링
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• 제28권5호
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• pp.30-41
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• 2019

아연의 전세계 생산량은 약 1,300만 톤 정도이며, 철, 알루미늄, 구리에 이어서 네 번째로 많이 사용되는 금속이다. 아연을 리사이클링하여 2차지금을 생산하는 경우 광석으로부터 1차지금을 생산하는데 필요한 에너지의 약 75 %를 절약할 수 있으며, $CO_2$ 발생량은 약 40 %를 절감할 수 있다. 그러나 아연의 주 용도가 철강재의 도금용이기 때문에 아연의 리사이클링율은 약 25 % 수준으로 다른 금속보다 낮은 수준이다. 아연의 리사이클링 원료에는 제강분진, 황동 제조시에 발생하는 분진, 비철금속의 제조공정에서 발생하는 슬러지, 아연 잉곳의 재용해나 용융아연도금을 할때 생성되는 드로스, 폐건전지, 그리고 금속성 스크랩 등이 있다. 제강분진과 폐건전지가 가장 활발하게 리사이클링 되고 있다. 이러한 리사이클링 공정의 대부분은 건식제련법을 응용하고 있으나, 최근에는 건식과 습식의 복합처리에 관해서도 많은 관심이 주어져 있다.

• 자원리싸이클링
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• 제28권2호
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• pp.3-13
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• 2019

알루미늄은 지각 구성 원소 중 실리콘에 이어 두 번째로 풍부한 금속원소이다. 알루미늄은 가볍고, 전기전도도가 우수하고, 내식성이 우수하지만 산소와의 친화력이 강한 특성을 가지고 있다. 그러나 알루미늄의 1차 지금을 제조하기 위해서는 다량의 에너지를 소비한다. 한편 알루미늄 스크랩을 리사이클링하면 1차 지금 생산과 비교하여 에너지 및 환경부하를 저감할 수 있다. 그러나 알루미늄 스크랩 중의 불순물 제거가 곤란하여 재생되는 양은 한정되어 있다. 본 논문에서는 알루미나의 제조부터 스크랩 처리 및 용융까지의 알루미늄 생산 및 리사이클링 공정에 대하여 고찰하였다.

• 자원리싸이클링
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• 제33권2호
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• pp.54-61
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• 2024

천연방사성핵종의 붕괴에 의해 생성된 Pb에 의해 오염된 철강을 재용해하면 Pb는 금속, 슬래그, 기상으로 분배된다. 본 연구에서는 Fe 중에 5 wt%의 안정한 Pb를 첨가하고 CaO-SiO₂-Al₂O₃-MgO계 슬래그와 함께 용융시켜 Pb의 금속/슬래그/가스상으로의 분배 거동을 조사하였다. 슬래그 염기도((wt%CaO)/(wt%SiO2))가 증가함에 따라 Fe 중 Pb 용해도는 약간 증가하는 경향을 나타내었으며, 슬래그 중 Pb는 감소하는 경향을 나타내었다. 따라서 염기도 증가에 따라 Pb의 슬래그/금속 사이의 분배비는 감소하는 경향을 나타내었다. 열역학적 계산 결과 슬래그 중 PbO의 활동도계수와 무관하게 Pb의 슬래그/Fe상 중 분배비는 매우 낮은 값으로 실험 결과와 유사한 수준을 나타내었다. Fe-Pb 중 Pb의 계산 증발속도가 Fe의 약 22배에 달하여 Pb의 대부분이 기상으로 증발되었다.