폐전자스크랩에서 유가금속을 회수하기 위하여 곰팡이균으로 Aspergillus niger를 이용한 Cu, Zn, Al, Co, Ni, Fe, Sn, Pb의 침출 거동을 조사하였다. Aspergillus niger는 전자스크랩의 존재 하에 배양이 가능하였고 신진대사 작용에 의해 유기산(구연산 및 옥살산)을 생성함으로써 폐전자스크랩에서 각 금속들을 침출시키는 것을 알 수 있었다. 예비실험으로 먼저 구연산 및 옥살산을 이용한 화학침출 실험으로부터 Cu, Zn, Al, Co, Fe, Sn, Pb의 침출거동을 조사하였다. Aspergillus niger를 이용한 미생물 침출 실험의 결과 전자스크랩의 농도가 50g/L인 경우 Cu 및 Co의 침출율은 95%이상이었고, Al, Zn, Pb 및 Sn의 경우는 15-35%의 침출율을 나타냈으며 Ni 및 Fe의 경우는 10%이하의 침출율을 보였다.
구리, 주석 등의 유가금속을 다량 함유하고 있는 폐전기전자 스크랩으로부터 유가금속을 회수하는 것은 자원 재활용 측면에서 매우 중요하다. 본 연구에서는 폐동슬래그를 슬래그 형성제로 활용하여 폐전기전자 스크랩으로부터 유가금속을 추출하기 위한 새로운 공정이 제시되었다. 제안된 공정은 슬래그 형성제로 동 제련소에서 배출되는 폐동슬래그를 재활용한다는 장점이 있다. 각 실험에서는 일정한 비율로 혼합된 폐전기전자 스크랩과 폐동슬래그의 혼합시료를 보조 슬래그 형성제인 CaO와 함께 고온 용융되었다. 실험 결과 폐전기전자 스크랩에 함유된 구리와 주석이 Cu-Fe-Sn 합금상으로 각각 95% 이상, 85% 이상 추출되었다.
각종 전기전자제품의 제조과정 또는 사용 후 해체 과정에서 배출되는 폐전기전자기기(WEEE) 스크랩으로부터 금, 은, 팔라듐등 귀금속과 구리, 주석, 니켈등 유가금속의 회수는 금속 재활용측면뿐만 아니라 환경 유해물질 저감의 측면에서도 매우 중요하다. 일반적으로 WEEE 스크랩은 여러 종류의 금속과 합금뿐만 아니라 내화 산화물과 플라스틱 성분 등으로 구성된 복합물질이다. WEEE 스크랩에 함유된 귀금속과 유가금속은 가스휘발공정, 건식공정 또는 습식공정으로 회수될 수 있다. 그러나 가스휘발공정과 습식공정은 아직 기초연구단계에 머물고 있는 실정으로, 현재 WEEE 스크랩으로부터 금, 은, 팔라듐 및 구리 등을 회수하기위한 상업적인 플랜트의 대부분은 건식공정으로 이루어지고 있다. 따라서 본 논문에서는 WEEE 스크랩으로부터 귀금속 및 유가금속을 회수하는 건식공정에 대하여 소개하고, 폐동슬래그를 슬래그 형성제로 활용하여 WEEE 스크랩으로부터 귀금속 및 유가금속을 회수하기 위한 규모 확대 실험에 대한 결과를 제시한다.
본 연구는 전자산업용 탄탈럼 스크랩의 재활용을 위하여 전자빔 용해에 의한 정련 효과를 조사 하였고 정련된 탄탈럼의 극미량 불순물은 글로방전 질량분석기를 이용하여 분석하였다. 탄탈럼 내 대부분의 불순물은 전자빔 용해에 의하여 수 ppm 수준으로 제거되어 초기 탄탈럼 스크랩의 순도인 4 N(99.996%)급에서 5 N(99.9991%)급으로 향상되었다. 탄탈럼 내 금속 불순물의 경우 초기 30 ppm에서 전자빔 반복 용해에 의해 8 ppm으로 감소된 것을 확인하였다. 또한 탄탈럼 내 가스 불순물의 경우 초기 470 ppm에서 전자빔 반복 용해에 의해 50 ppm으로 크게 감소하였다. 본 연구 결과를 통하여 탄탈럼 스크랩에 있어서 전자빔 용해에 의한 재활용 가능성 및 반복 용해에 의한 정련 효과를 확인하였다.
본 보고는 세계에서 발생하는 스크랩으로부터 금, 은, 백금과 팔라듐의 회수 현황을 지역별 및 산업별로 정리하여 국내 도시광산산업의 원료 확보를 위한 기초 자료로 활용하고자 하였다. 스크랩으로부터 발생하는 금의 양은 지난 10년간 중국을 제외한 국가들에서 감소하는 경향을 보이며, 이는 중국이 최근 금 함유 스크랩 처리량 증가가 원인으로 생각된다. 금의 산업수요는 전자제품에서 가장 높고 전체적인 수요량은 감소하고 있다. 은의 스크랩 재활용양은 전체적으로 감소하고 있으며 광산 생산량 증가에 의해 전체 생산량은 증가하였다. 백금과 팔라듐의 스크랩으로부터의 생산량과 수요량은 모두 촉매에 기인하기 때문에 향후 전기자동차 발전 추이에 영향을 크게 받을 것으로 생각된다.
전자스크랩중에 함유된 구리 및 주석을 습식공정으로 회수하기 위하여 기초 연구를 실시하였다. 침출제로 질산을 이용하여 분쇄된 전자스크랩에서 구리, 주석, 납, 철 등의 금속 성분들에 대한 침출율을 조사하고 최적 침출조건을 제시 하였다. 이러한 질산 침출 용액으로부터 TBP를 이용하여 유리질산을 분리 추출하여 재활용하기 위한 기초 연구를 실시하였다. 실험 결과 3.0-4.0 M 질산으로 구리를 효과적으로 침출시킬 수 있었으며, 질산 침출액 중 유리질산을 60% TBP에 의해 95%정도 추출이 가능하였고, 유기상에 추출된 질산의 98%를 증류수에 의해 탈거하여 질산침출액으로 재사용이 가능하였다.
이 글은 해외에서 발생하는 금, 은, 백금과 팔라듐의 스크랩 재활용 현황을 국가 또는 지역별 생산량과 금속의 산업별 수요로 정리하여 국내 도시광산산업의 원료 확보를 위한 데이터로 활용하고자 하였다. 스크랩으로부터 발생하는 금의 양은 중국을 제외한 국가들에서 감소하는 경향을 나타냈으며, 이는 중국으로 금이 함유된 스크랩이 다량으로 수입되어 처리된 것이 원인으로 생각된다. 금의 산업수요는 전자제품에서 가장 높으나 수요량은 감소하는 것으로 나타났다. 은의 스크랩 재활용양은 유럽지역의 국가들에서 비교적 일정한 것에 비해 다른 지역 국가에서 감소하는 것으로 나타나 세계의 전체적인 스크랩 재활용양은 감소한 것으로 나타났다. 백금과 팔라듐의 스크랩으로부터의 생산량과 수요량은 대부분 촉매에 기인하며, 현재까지 지속적으로 증가해왔으나 전기자동차 사용의 증가와 함께 향후 자동차 폐촉매 발생량은 감소할 것으로 생각된다.
I-V characteristics of ground electrode fabricated using an aluminium scrap are presented. We fabricated several shapes of aluminium scraps and aluminium electrodes. The results show that the current of aluminium electrode increased linearly by the voltage increase. AC breakdown voltage of copper plate electrode was higher than that of aluminium electrode. AC breakdown current of aluminium electrode was higher than that of copper plate electrode. As applied voltage increased, grounding resistance of aluminum electrode decreased linearly.
미생물 침출과 용매추출 기술을 이용하여 전자스크랩중의 구리 및 주석의 회수에 관한 연구를 실시하였다. Asperigillus niger를 이용한 미생물 침출시 신진대사 작용에 의해 구연산(citric acid)이 생성되며 이러한 구연산에 의해 전자스크랩중의 구리, 철, 주석, 납 등의 성분이 침출된다. 이러한 침출용액으로부터 먼저 10vo1.% LIX84를 이용하여 선택적으로 구리를 추출할 수 있었고, LIX84에 의해 추출 분리된 구리는 전해채취공정을 거쳐 99.9%의 금속 구리로 회수가 가능하였다. 한편, 구리가 추출 분리된 침출여액에서 주석을 회수하기 위해서 10% Alamine336을 이용하여 철 및 주석을 추출하고, 철 및 주석이 추출된 유기상을 NaCl용액을 탈거제로 사용함으로써 순수한 철 및 주석의 혼합용액을 얻었다. 이러한 혼합용액에서 철분말을 이용한 치환법으로 주석을 금속상태의 침전물로 회수가 가능하였다.
마그네슘은 최근 자동차 부품, 전자기기 케이스 등으로 사용량이 증가하고 있는데, 아직까지는 마그네슘 부품소재의 사용 수명이 다 되어 발생된 폐기물은 많지 않고, 다이캐스팅 공정 중에서 발생되는 스크랩이 대부분 재활용되며 용해과정에서 드로스(dross)와 슬러지(sludge) 및 기계 가공에서 발생하는 절삭칩 등도 일부 재활용되고 있다. 본 고에서는 최근 몇 년간의 국내 마그네슘의 수요, 생산현황 등 일반 현황을 먼저 살펴보고, 스크랩 발생량과 리싸이클링 현황 및 국내업체의 처리기술들을 조사하였다. 2010년에 국내에서 8,840톤의 마그네슘스크랩을 처리하였으며, 마그네슘 금속 재활용률은 32.5%로 추산되고, 재생마그네슘은 대부분 마그네슘 부품 다이캐스팅용으로 사용되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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