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Fe-Ni 합금(合金) 스크랩의 황산(黃酸) 침출액(浸出液)으로부터 Ni와 Fe의 분리(分離)
유경근,김민석,유재민,정진기,이재천,Yoo, Kyoung-Keun,Jha, Manis Kumar,Kim, Min-Seuk,Yoo, Jae-Min,Jeong, Jin-Ki,Lee, Jae-Chun 한국자원리싸이클링학회 2008 資源 리싸이클링 Vol.17 No.1
Cementation and solvent extraction processes were studied to separate nickel and iron ions from the $H_2SO_4$ leaching solution with 47 g/L $Fe(Fe^{2+}/Fe^{3+}=1.03),$, 23.5 g/L Ni and 0.90M $H_2SO_4$ which leached from Fe-Ni alloy. Iron powder was used as a reducing agent for the cementation of Ni ion from the leaching solution. The reduction percentage of Ni ion was $17{\sim}20%$ by adding 4 times stoichiometric amount of iron powder at $60{\sim}80$. This may result from the fact that the cementation of Ni ion occurred after the reduction of $Fe^{3+}$ to $Fe^{2+}$ and the neutralization of $H_2SO_4$ with iron powder. The cementation process was proved to be unfeasible for the separation/recovery of Ni ion from the leaching solution including $Fe^{3+}$ as a major component. $Fe^{2+}$ present in the leaching solution was converted to $Fe^{3+}$ for solvent extraction of Fe ion using D2EHPA in kerosene as a extractant. The oxidation of $Fe^{2+}$ to $Fe^{3+}$ was completed by the addition of 1.2 times stoichiometric amount of 35% $H_2SO_4$. 99.6% $Fe^{3+}$ was extracted from the leaching solution (23.5 g/L $Fe^{3+}$) by 4 stages cross-current extraction using 20 vol.% D2EHPA in kerosene. $NiSO_4$ solution with 98.5% purity was recovered from the $H_2SO_4$ leaching solution of scrapped Fe-Ni alloy. 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
폐(廢)리튬일차전지(一次電池)의 안정적(安定的) 해체(解體)를 위한 연구(硏究)
유경근,김명화,신선명,양동효,강진구,손정수,Yoo, Kyoung-Keun,Kim, Myoung-Hwa,Shin, Shun-Myung,Yang, Dong-Hyo,Kang, Jin-Gu,Sohn, Jeong-Soo 한국자원리싸이클링학회 2007 資源 리싸이클링 Vol.16 No.4
고열 및 파절단에 의하여 폭발위험이 있는 폐리튬일차전지를 재활용하기 위해서는 폐리튬일차전지의 안정적 해체공정이 필수적이다. 본 연구에서는 폐리튬일차전지의 안정적 해체를 위한 최적 방전공정 조건을 연구하였다. $0.5kmol{\cdot}m^{-3}$ 황산용액을 이용하여 안정화를 진행한 결과, $35^{\circ}C$에는 4일째에 그리고 $50^{\circ}C$에는 1일째에 안정적 파쇄가 가능하였으며, 높은 반응온도에서 보다 빠른 안정화 결과를 얻을 수 있었다. 황산만을 사용하여 안정화를 진행할 경우, 재활용 가능한 폐리튬일차전지 금속의 손실이 크기 때문에 황산과 증류수를 이용하여 2단으로 안정화하는 공정을 제안하였으며, $0.5kmol{\cdot}m^{-3}$ 황산으로 6시간 안정화시킨 후, 증류수로 24시간 안정화한 결과, 폐리튬일차전지는 안정적으로 파쇄되었으며 금속의 손실도 적어 향후 재활용공정의 경제성 향상이 가능하다고 판단되었다. Dismantlement of lithium primary batteries without explosion is required to recycle the lithium primary batteries which could be exploded by heating too much or crushing. In the present study, the optimum discharging condition was investigated to dismantle the batteries without explosion. When the batteries were discharged with $0.5kmol{\cdot}m^{-3}$ sulfuric acid, the batteries became inert after 4 days at $35^{\circ}C$ and after 1 day at $50^{\circ}C$, respectively. This result shows that higher temperature accelerates inert of the batteries. Because loss of metals recycled increases when the batteries are discharged only with the sulfuric acid, discharging process using acid solution and water was newly proposed. When the batteries were discharged with water during 24 hours after discharging with $0.5kmol{\cdot}m^{-3}$ sulfuric acid during 6 hours, the batteries discharged were dismantled without explosion. Because decrease in loss of metals was accomplished by new process, the recycling process of the batteries could become economic by the 2-step discharging process.
특허검색(特許檢索)에 의한 폐전기(廢電氣).전자기기(電子器機) 재활용(再活用) 기술(技術) 동향(動向)
유경근,이재천,정진기,강경석,Yoo, Kyoung-Keun,Lee, Jae-Chun,Jeong, Jin-Ki,Kang, Kyung-Seok 한국자원리싸이클링학회 2009 資源 리싸이클링 Vol.18 No.4
폐전기 전자기기 재활용 관련 기술의 추이 및 동향을 조사하기 위하여 출원된 특허의 검색을 실시하였다. 특허 검색 데이터베이스는 국내 WIPS사의 특허검색 사이트를 이용하였으며, 검색된 특허의 요약문을 분석하여 최종적으로 223건을 선정하였다. 1986년부터 2007년까지의 특허를 주요 국가별, IPC 분류별, 주요 출원인(회사)별, 관련 기술별, 대상물질별로 분류하여 분석하였다. 특허출원국 및 출원인 국적 분석에서 일본이 가장 많은 특허를 출원하였으며, 물리적 전처리 기술에 관한 특허출원이 가장 많았다. 대상물질 중 인쇄회로기판에 대한 출원이 가장 많았으며 이는 인쇄회로기판이 유가금속 함유량이 높아 부가가치가 높기 때문이다. The patents were searched to investigate the trend and the direction of technologies about the recycling of WEEE (waste electric and electronic equipment). Database was collected from WIPS site, and then 223 patents were selected by investigating abstracts. The patents from 1986 to 2007 were analyzed according to countries, international patent classification (IPC), companies, technologies, and recycling-target materials. The most patents were applied in Japan and by Japan companies. Patents about physical pretreatment technology are the most among the patents of the WEEE recycling technologies. Patents about printed circuit boards among target materials are the most because of its high value-added.
기술 개발 동향 : 폐액정디스플레이 제품의 재활용 기술개발 동향
유경근 ( Kyoung Keun Yoo ),홍현선 ( Hyun Seon Hong ),조봉규 ( Bong Gyoo Cho ) 한국전과정평가학회 2011 한국전과정평가학회지 Vol.12 No.1
액정디스플레이는 브라운관 텔레비전을 급속히 대체하고 있으며 다양한 소형전자기기의 핵심부품으로서 사용량이 급증하고 있어 향후 폐액정디스플레의 발생량 증가가 예상되고 있다. 현재 재활용 기술 및 시스템의 미비로 폐액정디스플레이의 대부분이 소각 · 매립 처리되고 있어 유용자원의 손실 및 환경오염에 대한 우려가 가중되고 있다. 이 글에서는 각 국의 재활용 정책방향 및 기술개발방향을 정리하여 국내 폐디스플레이 재활용 기술개발의 방향을 제시하고자 하였다. Liquid crystal display has substituted for cathode ray tube (CRT) and has been widely used in small electronic equipments, arid It is expected that the amount of spent liquid crystal display (LCD) increases in future. There is increasing concern about the loss of valuable resources and the contamination of surrounding environment because the most of the spent LCD has been incinerated and landfilled due to incomplete recycling technologies and system for the spent LCD. The present article suggest the development direction of recycling technology of spent LCD summarizing policy and technologies for the recycling of spent LCD.
고온.산소가압하(高溫.酸素加壓下)에서의 황동광(黃銅鑛)의 황산침출 거동 고찰
엄형춘,윤호성,유경근,손정수,Eom, Hyoung-Choon,Yoon, Ho-Sung,Yoo, Kyoung-Keun,Sohn, Jeong-Soo 한국자원리싸이클링학회 2007 資源 리싸이클링 Vol.16 No.3
본 연구는 고온 산소가압 하에서의 황동광(칠레산 에스콘디다광석) 황산침출에 관한 연구로 침출시간, 침출온도, 산소압력에 따른 Cu 침출율 및 침출거동에 대하여 고찰하였다. 침출온도가 Cu의 침출율에 미치는 영향이 가장 켰으며, 산소압력은 큰 영향을 미치지 않았다. 침출온도 $200^{\circ}C$, 산소압력 10 atm인 조건으로 2시간 침출하여 87.1%의 Cu를 침출하였으며, 이 때 함께 침출된 Fe는 대부분 hematite($Fe_2O_3$) 형태로 재침전이 일어났다. 산소가압 하에 고온($150^{\circ}C$ 이상) 침출조건에서 황동광 침출반응은 주로 산소의 산화작용에 의한 분해인 것을 확인하였으며, 황은 대부분 황산염 형태로 산화되어 단체황 생성으로 인한 passivating 현상은 일어나지 않은 것으로 사료된다. In the present work, the high temperature oxygen pressure leaching behavior of chalcopyrite was studied in sulfuric acid solution. The influence of leaching time, temperature and oxygen partial pressure on leaching process were examined. Leaching rate of copper increased significantly with increasing leaching temperature. Copper recovery reached 87.1% within 2 hours at $200^{\circ}C$ and 10 atm oxygen pressure, while most of the solubilized iron readily re-precipitates as hematite($Fe_2O_3$). It was confirmed that e main leach reaction of chalcopyrite occurred through oxidation with oxygen under oxygen pressure and high temperature(above $150^{\circ}C$). Because sulfur was oxidized entirely to sulfate, passivating elemental sulfur layer was not formed.
김은영,이재천,김민석,정진기,유경근,Kim, Eun-Young,Lee, Jae-Chun,Kim, Min-Seuk,Jung, Jin-Ki,Yoo, Kyoung-Keun 한국자원리싸이클링학회 2008 資源 리싸이클링 Vol.17 No.6
전해생성염소를 산화제로 사용하여 폐인쇄회로기판으로부터 구리의 침출에 대한 연구를 수행하였다. 구리침출반응과 관련된 실험인자들의 영향을 정량적으로 파악하기 위하여 실험계획법을 적용하였다. 실험결과의 분산분석으로부터 전류밀도, 침출온도, 염산농도 그리고 침출온도와 염산농도의 교호작용 등이 구리침출에 유효한 인자로 나타났다. 이들 중 구리침출에 가장 큰 영향을 미치는 인자는 침출실험 결과해석의 95.7%출 차지하는 전류밀도로 분석되었다. 실험결과의 중회귀분석을 이용하여 침출실험 결과의 99%를 설명할 수 있는 침출 모델식을 얻었다. 또한 모델식을 통한 구리 등침출선의 예측으로부터 침출온도가 높아질수록 구리침출량의 증가에 대한 염산농도의 영향이 커지는 것을 알 수 있었다. The leaching of Cu from waste PCBs was investigated with electro-generated chlorine as an oxidant. The leaching experiments were carried out according to the design of experiments to analyze quantitatively the effect of parameters on copper leaching. From the analysis of variance (ANOVA) it was suggested that the effective parameters were current density, temperature, concentration of HCl, and the interaction between the concentration of HCl and temperature. Especially, the effect of current density was analyzed to contribute to the interpretation of result for copper leaching up to 95.7%. A multiple regression model obtained from the analysis of effective parameters explained 99% of leaching results. From the model equation, it was found that the effect of HCl concentration on copper leaching increased with temperature.