국내 구리 함유 폐자원의 재활용 상용화 기술 및 연구동향 분석

강이승,안혜란,강홍윤,이찬기,Kang, Leeseung,An, HyeLan,Kang, Hong-Yoon,Lee, Chan Gi 한국자원리싸이클링학회 2019 資源 리싸이클링 Vol.28 No.1

구리는 뛰어난 전기전도성 및 열전달 특성으로 인해 많은 전자기기 및 건축 부품에 활용되고 있고 니켈 등 다른 도금의 밑 도금으로 사용되는 등 현대 산업에서 필수적으로 사용되는 소재이다. 뿐만 아니라 차세대 산업군에서 배선, 센서, 데이터 장비의 사용량과 중요도가 더욱 커지면서 그 활용도가 더욱 커질 것으로 예상됨에도 불구하고 유럽발 경제위기, 중국 경제 저성장 기조, 트럼프 대통령의 공공 산업설비 투자 공약 등에 따라 가격이 급동하는 추세를 보여 안정적인 수급 확보 및 자원관리에 어려움을 겪는 실정이다. 국내 구리 사용량의 거의 대부분을 전기동을 이용하여 사용하기 때문에 본 연구에서는 상용화 되고 있는 구리 재활용 기술과 연구 단계에 머물고 있는 구리 재활용 기술을 구분하여 각각의 기술적 수준을 파악하였다. 이를 통해 각 공정별 특징과 향후 기술개발이 요구되는 분야를 고찰해 보고자 하였다.

폐디스플레이 CCFL에 존재하는 형광체 내 희토류 원소 회수 기술 동향 분석

강이승,신동윤,이지은,안중우,홍현선,Kang, Leeseung,Shin, Dongyoon,Lee, Jieun,Ahn, Joong Woo,Hong, Hyun-Seon 한국분말야금학회 2015 한국분말재료학회지 (KPMI) Vol.22 No.1

Flat panel display devices are mainly used as information display devices in the 21st century. The worldwide waste flat panel displays are expected at 2-3 million units but most of them are land-filled for want of a proper recycling technology More specifically, rare earth metals of La and Eu are used as fluorescent materials of Cold Cathode Flourscent Lamp(CCFL)s in the waste flat panel displays and they are critically vulnerable and irreplaceable strategic mineral resources. At present, most of the waste CCFLs are disposed of by land-filling and incineration and proper recovery of 80-plus tons per annum of the rare earth fluorescent materials will significantly contribute to steady supply of them. A dearth of Korean domestic research results on recovery and recycling of rare earth elements in the CCFLs prompts to initiate this status report on overseas research trends and noteworthy research results in related fields.

국내 인쇄회로기판의 재활용 상용화 기술 및 연구동향 분석

안혜란,강이승,이찬기,An, HyeLan,Kang, Leeseung,Lee, Chan-Gi 한국자원리싸이클링학회 2017 資源 리싸이클링 Vol.26 No.4

최근 전자산업의 급격한 성장으로 전자부품스크랩의 발생량 역시 빠르게 증가하고 있다. 특히 전자부품스크랩의 구성부품 중 인쇄회로기판(PCB)은 금, 은, 구리, 주석 및 니켈 등 일반금속부터 귀금속 및 희소금속까지 포함하고 있는 중요한 재활용 대상이다. 하지만 국내에는 일부 대기업을 중심으로 한 PCB 처리 및 재활용 기술이 상용화되어 있으며 그 외 처리량에 대해서는 정확하게 집계되지 않고 있는 실정이다. 이에 따라 몇몇 도시광산 업체 및 연구소, 대학교를 중심으로 기존 대기업 중심의 상용화 공정 외에 PCB로부터 유가금속을 회수하고 원료로 재사용하는 연구가 진행되고 있다. 따라서 본 연구에서는 국내의 폐 PCB의 처리 및 회수현황과 재활용 기술 동향을 분석하였고, 이를 통해 PCB 폐자원의 자원순환 활성화에 기여하고자 하였다. Recently, the amount of electronic scrap is rapidly increasing due to the rapid growth of the electronics industry. Among the components of electronic scrap, the printed circuit board(PCB) is an important recycling target which includes common metals, precious metals, and rare metals such as gold, silver, copper, tin, nickel and so on. In Korea, however, PCB recycling technologies are mainly commercialized by some major companies, and other process quantities are not accurately counted. According to present situation, several urban mining companies, research institutes, and universities are conducting research on recovery of valuable metals from PCBs and/or reusing them as raw materials that is different from existing commercialization process developed by major companies. In this study, we analyzed not only current status of collection/disposal process and recycling of waste PCBs in Korea but also the trend of recycling technologies in order to help resource circulation from waste PCBs become more active.

폐 평판디스플레이 패널유리의 재활용 연구 동향

신동윤,강이승,박재량,이찬기,윤진호,홍현선,Shin, Dongyoon,Kang, Leeseung,Park, Jae Layng,Lee, Chan Gi,Yoon, Jin-Ho,Hong, Hyun Seon 한국자원리싸이클링학회 2015 資源 리싸이클링 Vol.24 No.1

국내 디스플레이 산업의 핵심기술과 글로벌 점유율은 세계 최고 수준이지만 폐 디스플레이의 재활용 관련한 전반적 기술은 매우 미흡하고 폐 디스플레이의 유리소재는 전량 매립하고 있는 실정이다. 본 논문에서는 폐 초박막 액정표시장치(Thin Film Transistor Liquid Crystal Display) 유리를 고강도 콘크리트 파일 및 발포체의 원료로 재활용 하는 연구, 초박막 액정표시장치 제조 공정에서 발생하는 불량품인 파유리를 장섬유 및 단섬유 등으로 재활용 하는 연구 동향에 대하여 조사하였다. 폐유리를 재활용한 원료 성분은 고강도 콘크리트 파일과 발포체 원료로 재료 재활용이 가능한 것으로 입증되었으며 특히 콘크리트 파일의 경우 기존 제품보다 향상된 특성을 나타내었다. 이외에도 파유리를 장섬유나 단섬유로 재활용 하는 기술은 이미 상용화 단계에 있으므로 향후 폐 디스플레이 유리 소재의 상용화 재활용 시스템을 구축할 수 있는 기술을 확립하는 방향으로 연구를 진행할 필요가 있다. Although Korea is a top market sharing and world leading producer and developer of flat panel display devices, relevant recycling technology is not up to her prestigious status. Besides, most of the waste glass arising from flat panel displays is currently land-filled. The present paper mainly reviews on development of recycling systems for waste TFT-LCD glass from end-of-life LCD TVs and monitors and TFT-LCD process waste of crushed glass particles with target end uses of raw material for high strength concrete pile and glass fibers, respectively. Waste LCD glass was recycled to fabricate ingredients for high strength concrete piles with enhanced physical properties and spherical foam products. The waste LCD glass recycling technology is already developed to fabricate long and short fibers at commercial level. In view of these, future R & D on waste LCD glass materials is to be directed toward implementation of commercial materials recycling system therefrom.

폐 LCD (Liquid Crystal Display) 해체 후 분리된 CCFL (Cold Cathode Fluorescence Light) 내 수은의 건식 제거 공정

박재량,이성규,강이승,이찬기,조성수,홍명환,홍현선,Park, Jae Layng,Lee, Sungkyu,Kang, Leeseung,Lee, Chan Gi,Cho, Sung-Su,Hong, Myung Hwan,Hong, Hyun Seon 한국자원리싸이클링학회 2014 資源 리싸이클링 Vol.23 No.2

LCD TV와 컴퓨터 모니터에는 스크린을 밝게 할 목적으로 냉음극관이 장치되어 있는데 이러한 냉음극관 대부분에는 수은이 봉입되어 있으므로 폐 LCD의 재활용 시 적절히 취급되어야 한다. 아울러 이러한 폐 LCD내의 냉음극관의 처리는 2002년에 채택된 EU의 WEEE 와 RoHS 지침에 따라 취급되고 제거되어야만 한다. 본 연구에서는 폐 LCD의 몰드 프레임에 장착된 CCFL을 안전하고 효율적으로 제거한 다음 여기 함유된 수은과 형광체 화합물을 환경친화적으로 분리하여 무해화 처리할 수 있는 건식 공정을 개발하였다. 이를 통해서 실용적이고 경제성 있는 폐디스플레이 자원 재활용 통합공정 개발에 기여할 목적으로 CCFL 무해화 시스템의 설계 및 제작, 이를 운용한 수은/형광체 화합물의 환경친화적 무해화 처리 효율을 평가해 보았다. CCFL 무해화 시스템을 이용하여 처리된 CCFL내 잔류 수은의 양을 정량적으로 평가해 본 결과 무해화율 99% 이상을 달성하였다. LCD televisions and monitors use cold cathode fluorescence lamps (CCFLs) to illuminate the screen. Most CCFLs contain mercury and they have to be carefully handled at the end of their lives as per minimum treatment standards under the Waste Electrical and Electronic Equipment (WEEE) and Restriction of Hazardous Substances (RoHS) directives. CCFLs were carefully separated from mold frames of waste LCD units for primary decontamination of mercury/fluorescent compound mixture using CCFL decontamination system designed and fabricated in the present research. Residual mercury was further removed by employing a pyro-process, where crushed CCFL tubes transferred from primary decontamination process were subject to heat treatment at $550^{\circ}C$ in a box furnace: more than 99% of mercury was removable from waste CCFLs.

One-pot 공정을 이용한 InP/ZnS core/shell 나노결정 합성 및 특성 연구

주소영,홍명환,강이승,김태형,이찬기,Joo, So Yeong,Hong, Myung Hwan,Kang, Leeseung,Kim, Tae Hyung,Lee, Chan Gi 한국분말야금학회 2017 한국분말재료학회지 (KPMI) Vol.24 No.1

In this study, simple chemical synthesis of green emitting Cd-free InP/ZnS QDs is accomplished by reacting In, P, Zn, and S precursors by one-pot process. The particle size and the optical properties were tailored, by controlling various experimental conditions, including [In]/[MA] (MA: myristic acid) mole ratio, reaction temperature and reaction time. The results of ultraviolet-visible spectroscopy (UV-vis), and of photoluminescence (PL), reveal that the exciton emission of InP was improved by surface coating, with a layer of ZnS. We report the correlation between each experimental condition and the luminescent properties of InP/ZnS core/shell QDs. Transmission electron microscopy (TEM), and X-ray powder diffraction (XRD) techniques were used to characterize the as-synthesized QDs. In contrast to core nanoparticles, InP/ZnS core/shell treated with surface coating shows a clear ultraviolet peak. Besides this work, we need to study what clearly determines the shell kinetic growth mechanism of InP/ZnS core shell QDs.

국내에서 발생하는 폐디스플레이 제품의 재활용 가능한 유가자원 분석

김세열 ( Seyul Kim ),강이승 ( Leeseung Kang ),안혜란 ( Hyelan An ),이찬기 ( Chan Gi Lee ) 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2018 한국폐기물자원순환학회 춘계학술발표논문집 Vol.2018 No.-

국내 디스플레이 제조 기술은 세계적으로 인정받을 만큼 그 수준이 상당히 높으며, 디스플레이 산업 역시 빠르게 성장하고 있다. 현재 국내 디스플레이 생산과 수요의 꾸준한 증가 추세와 전자 제품의 짧은 순환주기를 고려하였을 때 향후 폐디스플레이의 발생량은 급증할 것으로 예측된다. 하지만 국내 폐 디스플레이 재활용 기술은 폐 디스플레이를 구성하는 단일부품에 대해서만 일부 재활용되고 있는 실정이며, 현재 국내 폐 디스플레이 발생량에 대한 공식적인 통계자료 역시 부족한 실정이다. 본 연구에서는 국내에서 가장 많이 발생하는 40 ~ 42인치, 32인치 크기의 LG, 삼성에서 제조된 폐 LCD 모델을 선별하여 분석을 진행하였다. 폐 LCD 제품을 플라스틱, PCB, LCD 패널, 금속, CCFL 모듈, 시트, 기타 폐기물(전선, 스피커 등)으로 해체·분리하여 회수 가능한 유용자원의 종류와 구성비를 조사하였다. 분리 회수된 자원은 제품의 제조연도와 크기에 따라 특성변화를 분석하여 향후 통합 재활용공정 개발을 위한 기초자료로 활용하고자 하였다. 폐 LCD 제품의 평균중량은 모든 크기의 제품에서 제조연도가 최근과 가까울수록 감소하는 특징을 보였다. 분리된 PCB와 금속 부품의 경우 중량비가 제조연도에 따라 감소하였으나 LCD 패널 및 플라스틱의 경우 오히려 증가하였다. 특히 플라스틱 재질은 제조사별로 다양한 종류가 사용되어 고부가의 재활용공정을 위해서는 플라스틱 선별이 중요한 공정임을 제안하였다. 본 연구에서 구축된 데이터베이스 자료는 폐 LCD 제품 재활용률 향상 뿐만 아니라 고부가 재활용 공정 도입을 통해 친환경 고효율 해체공정시스템 구축에 기여할 것이다.

폐 갈분을 이용한 친환경 합성목재 성형을 위한 원료 배합 기술 개발 및 특성 평가

임병용(Byoungyong Im),이찬기(Chan Gi Lee),박경수(Kyung-Soo Park),유희룡(Hee Lyong Ryu),강이승(Leeseung Kang) 한국에너지기후변화학회 2016 에너지기후변화학회지 Vol.11 No.2

Wood plastic composite (WPC) has attracted increasing research attention because they can be substitute for the materials in various residential construction industry and furniture industry due to the environmentally friendly and economical feasibility. In this work, ecofriendly WPC was developed using waste reed flour prepared by melt-mixing and compression molding. Effect of compatibilizer contents, mixing ratio of polymer metrics for WPC was investigated by measuring mechanical properties, morphology and water absorption. The mixing ratio of 1:3 for LDPE:Homo PP with 6-7 wt% compatibilizer has high strength and good moldability because of low porosity in WPC body and good dispersity of reed flour in polymer metrics.