• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
• /
• 제14권3호
• /
• pp.147-153
• /
• 2011

본 연구에서는 생산 지역이 한정되어 있고, 맛이 뛰어나 소비자들이 선호하고 있는 영덕대게와 러시아산 대게의 효율적 이용과 식품위생학적 안전성 및 먹이사슬을 통한 미량금속의 순환 연구에 기초자료를 제공하기 위하여 영덕대게(수컷, 암컷)와 러시아산 대게의 부위별 니켈, 구리, 아연, 카드뮴, 납, 비소, 크롬의 농도를 ICP-MS로 분석하였다. 인증표준물질(certified reference material, CRM)을 사용한 각 금속에 대한 회수율은 평균 81~99%로 Codex에서 요구하고 있는 수준에 부합하였다. 영덕대게의 부위별 금속 농도는 수컷과 암컷의 껍질에서는 Ni > As > Zn > Cu > Cr > Cd, 다리살은 Zn > As > Cu > Cr > Ni > Cd, 몸통살은 Zn > As > Cu > Cr > Cd > Ni, 아가미는 Cu > Zn > As > Cd > Cr > Ni 순으로 같았으며, 내장에서 수컷은 Cu > As > Zn > Cd > Ni > Cr, 암컷은 Cu > Zn > As > Cd > Cr > Ni 으로 다소 차이가 있었다. 러시아산대게는 카드뮴을 제외한 모든 금속류(니켈, 구리, 아연, 비소, 크롬)의 농도가 영덕대게와 비슷하거나 다소 낮게 나타났지만, 카드뮴 농도는 모든 부위에서 높게 나타났다. 특히, 내장에서는 약 2배, 아가미에서는 약 4배 높게 나타났다. 영덕대게의 크기별 미량금속 농도변화에서 부위별로 가장 농도가 높은 금속류(껍질의 Ni, 다리살과 몸통살의 Zn, 내장과 아가미의 Cu)들은 전반적으로 성장할수록 감소하는 경향이 있는 반면, 내장에 가장 많이 축적되어 있는 카드뮴의 농도는 전반적으로 증가하는 경향이 있으며, 성장과 더불어 내장 내 생물축적현상이 가중될 가능성이 있다.

• 자원리싸이클링
• /
• 제17권1호
• /
• pp.80-87
• /
• 2008

주요 성분으로서 철$(Fe^{2+}/Fe^{3+}=1.03)$ 47g/L, 니켈; 23.5g/L, 0.90M $H_2SO_4$의 조성을 갖는 철-니켈 합금 스크랩의 황산 침출액으로부터 시멘테이션법과 용매추출법으로 니켈과 철 이온을 분리하는 연구를 수행하였다 침출액으로부터 니켈 이온의 시멘테이션을 위하여 철 분말이 환원제로 사용되었다. $60{\sim}80^{\circ}C$에서 4.0 당량의 철 분말을 투입하였을 때 니켈 이온의 환원율은 $17{\sim}20%$에 불과하였으며, 이것은 니켈 이온의 환원석출이 $Fe^{3+}$의 환원반응과 황산의 중화반응이 완료된 후에 시작되었기 때문이다. 이로부터 주성분으로 $Fe^{3+}$를 함유하고 있는 침출액으로부터 니켈 이온의 분리회수에 있어서 시멘테이션은 비효율적임이 확인되었다. D2EHPA를 추출제로 사용하는 철 이온의 용매추출을 위하여 $Fe^{2+}$는 $Fe^{3+}$로 전환시켰다. 1.2 당량의 35% $H_2O_2$를 첨가함으로서 침출액에 존재하는 모든 $Fe^{2+}$는 $Fe^{3+}$로 산화되었다. 20 vol.% D2EHPA를 사용하여 cross-current 방식으로 침출액(23.5 g/L $Fe^{3+}$)으로부터 $Fe^{3+}$의 용매추출을 행하였을 때, 4단 추출에서 99.6%의 $Fe^{3+}$를 추출하여 제거할 수 있었으며 순도가 98.5%인 황산니켈 용액이 얻어졌다

• 자원리싸이클링
• /
• 제21권6호
• /
• pp.58-64
• /
• 2012

리튬이온전지 양극활물질의 황산침출액으로부터 니켈과 리튬을 분리 회수를 위하여 PC88A를 사용하여 니켈 및 리튬의 용매추출 연구를 실시하였다. 수용액상의 pH, 추출제의 농도 및 상비 변화 등 니켈과 리튬의 추출에 영향을 미칠 수 있는 인자들에 대한 추출 실험을 실시하였다. 실험 결과 평형 pH가 증가할 수록 니켈 및 리튬의 추출율 및 분리계수값이 증가하였고, pH 8.5에서 25% PC88A에 의해 니켈의 경우 99.4%, 리튬의 경우 28.7%의 최대 추출율을 보였다. 이 경우 분리인자값은 411.6을 나타내었다. McCabe-thiele 도표 분석 결과로 부터 니켈의 경우 상비(A/O) 1.5에서 3단으로 99%이상 추출이 가능하였다. 한편 탈거액으로 황산을 사용하였고, 최적의 Ni의 탈거를 위해서 필요한 황산농도는 50-60 g/L 이었다.

• 자원리싸이클링
• /
• 제24권3호
• /
• pp.44-50
• /
• 2015

전기자동차의 수요가 증가함에 따라 리튬이온전지의 생산량도 증가하여 효율적인 전지 재활용 기술이 요구된다. 폐리튬이온전지를 재활용하는 방법에는 크게 건식제련과 습식제련에 기반한 방법으로 나눌 수 있다. 본 연구에서는 하이브리드 자동차에 사용된 폐리튬이온전지의 양극활물질을 습식제련에 기반한 암모니아침출법을 이용하여 활물질 내의 유용금속인 Ni, Mn, Co의 침출거동을 조사하였다. 물리적으로 처리된 활물질의 입자크기는 -65 mesh이며, 주된 원소는 14.0 wt% Ni, 13.0 wt% Mn, 5.7 wt% Co이다. 암모니아, 환원제 (아황산암모늄), pH 완충제 (탄산암모늄 혹은 황산암모늄)의 존재하에 각 금속의 침출거동을 확인하고, 또한 침출시간과 온도에 따른 침출률의 영향도 조사하였다. 환원제의 존재는 Ni과 Co의 침출률 향상을 위해 필수적이다. 암모니아침출법은 산침출법과 달리 Ni/Co와 Mn의 선택적인 침출이 가능하여 침출된 유용금속을 분리하는 단계를 줄일 수 있고, 산침출 후 수반되는 침전과정 시 필요로 하는 추가 염기성 시약의 사용을 줄일 수 있다.

• 자원리싸이클링
• /
• 제26권6호
• /
• pp.84-90
• /
• 2017

저품위 동 함유 슬러지로부터 회수된 동 조금속을 황산구리 전해액에서 전해정련을 수행하여 고순도 동을 회수하고자 하였다. 유기첨가제 종류 및 농도에 따른 전해정련동 표면 형상 및 조도를 분석하였을 때, gelatin계 유기첨가제 5 ppm 및 thiol계 유기첨가제 5~10 ppm 혼합 조건에서 가장 우수한 표면 형상을 얻을 수 있었다. 건식환원공정을 통해 회수한 철(Fe), 니켈(Ni), 코발트(Co) 및 주석(Sn) 등의 불순물이 함유된 각 86.635, 94.969 및 99.917 wt.% 순도의 동 조금속을 사용하여 전해정련하였고, 순도 3N~4N급 전해정련동을 얻을 수 있었다. 동 조금속, 전해액, 전해정련동의 불순 원소 농도 및 동 순도 등의 분석을 통해, 순도 99.99 wt.% 이상 전해정련동을 회수할 수 있는 전해정련 공정시간 및 동 조금속 순도를 도출하였다.

• 상하수도학회지
• /
• 제28권2호
• /
• pp.207-215
• /
• 2014

Wastewater containing heavy metals such as copper (Cu) and nickel (Ni) is harmful to humans and the environment due to its high toxicity. Crystallization in a fluidized bed reactor (FBR) has recently received significant attention for heavy metal removal and recovery. It is necessary to find optimum reaction conditions to enhance crystallization efficacy. In this study, the effects of crystallization reagent and pH were investigated to maximize crystallization efficacy of Cu-S and Ni-S in a FBR. CaS and $Na_2S{\cdot}9H_2O$ were used as crystallization reagent, and pH were varied in the range of 1 to 7. Additionally, each optimum crystallization condition for Cu and Ni were sequentially employed in two FBRs for their selective removal from the mixture of Cu and Ni. As major results, the crystallization of Cu was most effective in the range of pH 1-2 for both CaS and $Na_2S{\cdot}9H_2O$ reagents. At pH 1, Cu was completely removed within five minutes. Ni showed a superior reactivity with S in $Na_2S{\cdot}9H_2O$ compared to that in CaS at pH 7. When applying each optimum crystallization condition sequentially, only Cu was firstly crystallized at pH 1 with CaS, and then, in the second FBR, the residual Ni was completely removed at pH 7 with $Na_2S{\cdot}9H_2O$. Each crystal recovered from two different FBRs was mainly composed of CuxSy and NiS, respectively. Our results revealed that Cu and Ni can be selectively recovered as reusable resources from the mixture by controlling pH and choosing crystallization reagent accordingly.

• 방사성폐기물학회지
• /
• 제8권1호
• /
• pp.41-48
• /
• 2010

전해정련공정을 통해 생산된 우라늄 전착물은 약 30%의 용융염을 포함하고 있으므로, 순수한 우라늄을 회수하여 금속 잉곳으로 용이하게 제조하기 위해서는 용융염을 먼저 제거하는 공정이 필요하다. 우라늄 전착물의 염증류 거동을 고찰하기 위해서는 염증류의 주요 공정변수인 유지온도와 진공압의 염제거율에 대한 영향를 고찰해야 한다. 이전 연구에서 우라늄전착물에 대한 염증류 거동에 대해 Hertz-Langmuir 관계식을 적용하여 각 용융염의 휘발 조건에 대해 염휘발계수를 얻을 수 있었으며 이로부터 우라늄 전착물에 대해 99% 이상의 염제거율을 나타내는 염증류공정의 조업조건을 도출하였다[1]. 한편, 염증류 장치에서 사용되는 재질인 스테인리스강에 대해 우라늄 전착물에서 염휘발된 우라늄 금속이 스테인리스강의 주성분인 철, 니켈, 크롬 등과 공정(eutectic melt)을 형성하지 않는 온도에서 염증류공정을 수행해야 하는 제한 조건이 따른다. 이번 연구에서는 우라늄 금속과 스테인리스강과의 반응성을 검토함으로써 우라늄 전착물의 염을 99% 이상 제거할 수 있는 조건을 확인하였다. 그리고 염증류 속도를 증진시키며 휘발된 염을 더 효율적으로 회수하기 위해 공급되는 알곤 흐름에 의한 염증류 장치의 열해석을 수행함으로써 알곤 흐름에 의한 우라늄 전착물에 대한 염증류 거동을 고찰하였다.

• 자원리싸이클링
• /
• 제23권2호
• /
• pp.26-36
• /
• 2014

기존 사례조사를 바탕으로 국내의 구리에 대한 물질흐름 분석을 Up-stream과 Down-stream으로 구분하여 실시하였으며, 2010년 기준 폐기물로 배출된 이후의 폐기 재활용 흐름에 대해서 현장조사를 통한 분석을 실시하였다. 배출 이후의 물질흐름을 배출 및 수입, 수거 및 폐기, 자원회수, 제품생산 및 수출의 4단계로 나누어 각 단계별로 분석했다. 재활용 단계에서 36.8%의 자원순환율 도출 되었고, 이를 바탕으로 각 단계별로 자원순환율을 증진시킬 수 있는 여러 방안을 제시하였다. 배출 및 수입 단계에서는 지정을 세분하여 적절한 경우 이를 폐기물 자원으로 분류할 것을 제안하였다. 이런 폐자원에 대해서 할당관세를 적용을 제안하였다. 수거 및 폐기 단계에서는 부과세 편취 해결과 입찰제도의 개선을 통한 수급 안정화 방안을 제시하였다. 자원순환단계에서는 전문적인 파쇄 및 분쇄 업체를 육성방안과 대기업과 중소기업간의 상생방안을 제시하였다. 제품생산 및 수출 단계에서는 현재 구리스크랩 재활용 상황에서 재활용 활성화를 위해서 폐기물 처리시설의 등록 면제 요청하고 있으나 이보다는 폐기물 처리시설로 등록을 위해서 필요한 모든 인허가를 통합적으로 처리하는 방안을 제시하였다.

• 한국포장학회지
• /
• 제28권3호
• /
• pp.175-182
• /
• 2022

중금속은 첨가제 성분이나 오염으로 인해 식품용 플라스틱 기구 및 용기, 포장 제품에 유입되어 식품을 통해 인체로 노출될 수 있다. 따라서 본 연구에서는 독성을 가진 7종의 중금속(납, 카드뮴, 니켈, 크롬, 안티몬, 구리, 망간)을 선정하고 국내 유통되는 16재질 137개 제품들에서의 이행량을 파악하여 위해도 평가를 수행하였다. 대상 검체들은 4% 초산을 식품모사용매(70℃, 30분)로 적용하여 이행시험을 수행하였다. 동시분석을 위해 유도결합플라즈마 질량분석법(ICP-MS)을 적용했으며 선형성, 검출 한계(LOD), 정량 한계(LOQ), 회수율, 정밀도를 측정하고 확장불확도를 산출하여 정량결과의 신뢰성을 확보하였다. 모니터링 결과, 전체적으로 불검출 (ND) ~ 8.76 ± 11.87 ㎍/L의 수준으로 검출되었으며, 대부분이 평균 1 ㎍/L 미만의 미량으로 확인되었다. 또한 안티몬이 PET 재질에서 다른 재질들에 비해 통계적으로 유의하게 높게(p < 0.05) 측정되었다. 마지막으로 위해도를 평가한 결과, 국내 유통되는 제품들의 중금속들은 인체안전기준 대비 모두 안전한 수준으로 유지되고 있는 것을 확인하였다.