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- 저자 : 김민석 ( Min Seuk Kim ) (검색결과 41 건)
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전해생성(電解生成)된 염소(鹽素)에 의한 폐인쇄회로기판(廢印刷會路基板)으로부터 동(銅)의 침출(浸出)
김민석,이재천,정진기,김병수,김은영,Kim, Min-Seuk,Lee, Jae-Chun,Jeong, Jin-Ki,Kim, Byung-Su,Kim, Eun-Young 한국자원리싸이클링학회 2005 資源 리싸이클링 Vol.14 No.5
염산용액에서 전해생성 된 염소를 이용하여 폐프린터의 인쇄회로기판으로부터 동을 침출하는 연구를 수행하였다. 폐인쇄회로기판을 분쇄한 다음 입자크기가 $0.6{\sim}1.2mm$인 비자성 성분을 선별하여 침출실험을 행하였다. 비자성 분쇄물 중 금속성분의 평균함량은 45wt%이었으며, 동이 금속성분의 83.6wt% 이었다. 1 M 염산용액에서 전해생성된 염소에 의한 동의 침출반응은 전류밀도와 교반속도에 크게 영향을 받았다. 염산농도: 1 M, 전류밀도: $20mA/cm^2$, 침출온도: $50^{\circ}C$, 침출시간: 180분, 교반속도: 600rpm의 침출조건에서 동의 침출율은 98%로서 침출액에서 농도는 3.69g/l 해당하였다. 동의 침출반응에 대한 전해생성 된 염소의 이용율은 교반속도가 높고 인가전류밀도가 낮을 수록 높았다. 또한 침출반응 초기에는 알루미늄, 납, 주석 등의 기타금속 성분의 침출이 활발하고 동의 침출반응은 억제되었다. Electro-generated chlorine leaching of waste printed circuit boards was investigated in hydrochloric acid solutions. Non-magnetic component of $0.6{\sim}1.2mm$ was prepared by grinding, magnetic separation, and sieving. The non-magnetic component of pulverized printed circuit board contained about 45% of metal component, in which copper was about 83.6%. The leaching rate of copper was greatly affected by current density and agitation speed. The leaching of copper up to 98% was achieved at $20mA/cm^2$, $50^{\circ}C$, 180 minutes, and 600 rpm in 1M HCl solutions. Increasing agitation and lowering current density enhanced utilization efficiency of electro-generated chlorine. Leaching of copper was suppressed at the initial stage, while the minor metal elements, such as aluminum, lead, and tin, were dominantly leached out.
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실리콘 웨이퍼 에칭공정으로부터 발생(發生)된 폐산(廢酸)을 이용(利用)한 스테인리스 스틸의 산세거동(酸洗擧動) 연구(硏究)
김민석,안종관,김홍인,김주엽,안재우,Kim, Min-Seuk,Ahn, Jong-Gwan,Kim, Hong-In,Kim, Ju-Yup,Ahn, Jae-Woo 한국자원리싸이클링학회 2008 資源 리싸이클링 Vol.17 No.2
실리콘 웨이퍼 에칭공정에서 발생하는 폐산을 스테인리스 스틸 산세공정에서 재활용하고자 이를 이용한 산세 거동을 조사하였다. 폐산 원액은 $19.6g/L^{-1}$ 실리콘을 함유한 불산, 질산 및 초산의 혼산이었으며 침전법에 의한 실리콘 제거 전후 폐산들을 이용하여 304 스테인레스 스틸 표면 산화막의 제거 시 측정된 open circuit potential(OCP) 변화 거동은 매우 상이하였다. 폐산 원액을 사용한 경우에는 OCP가 높고 연속적인 변화를 보이는데 비하여 실리콘 제거 공정에서 얻어진 용액의 경우에는 불연속적인 OCP변화와 전위요동현상이 나타났다. 이러한 거동의 차이는 표면 부동태막의 형성 및 제거와 공식이 발생하는 정도의 차이에 기인하는 것으로 생각되며, 실리콘 제거 공정에서 산도가 낮아진 폐산에서 산화막 제거속도가 높고 공식발생이 현저하였다. 산세 후 시료의 표면 광택도에 가장 큰 영향을 주는 것은 산세 온도였으며, 산세온도가 높아질수록 표면 광택도는 감소하였다. 동일 산세 조건에서는 폐산 원액을 사용한 경우가 실리콘을 제거공정으로부터 얻어진 용액을 사용한 경우보다 광택도가 높았다. Pickling of oxidized 304 stainless steel has been investigated using rotating disk electrode in waste acid solutions generated from the etching process of silicon wafer in order to recycle them. The waste acid solution contained acetic, nitric, hydrofluoric acids, and silicon of $19.6g/L^{-1}$. Electrochemical behavior during the pickling was distinctively different between the original and silicon-removed acid solutions. Open circuit potential was continuously changed in the original solution, while it was discontinuously changed and fluctuated in the silicon-removed solution. Fast and abrupt removal of surface oxide layer with severe pitting was observed in the silicon-removed solution. It was found that solution temperature had the most influential effect on glossiness. Surface glossiness after pickling was decreased with solution temperature. At the same condition, the glossiness was higher in the original solution than in the silicon-removed solution.
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자동차(自動車) 폐촉매(廢觸媒)의 침출액(浸出液)으로부터 시멘테이션에 의한 백금족(白金族) 금속(金屬)의 회수(回收)
김민석,김병수,김은영,김수경,류재욱,이재천,Kim, Min-Seuk,Kim, Byung-Su,Kim, Eun-Young,Kim, Soo-Kyung,Ryu, Jae-Wook,Lee, Jae-Chun 한국자원리싸이클링학회 2011 資源 리싸이클링 Vol.20 No.4
금속분말을 환원제로 사용하는 시멘테이션에 의하여 자동차 폐촉매의 침출액과 침출잔사의 세척액으로부터 백금족 금속을 환원 석출시켜 회수하는 연구를 수행하였다. 환원제로 사용한 알루미늄, 마그네슘 그리고 아연이 백금족 금속의 시멘테이션에 미치는 영향을 조사하였으며 알루미늄을 최적 환원제로 선정하였다. 침출액에 19.3 당량의 알루미늄을 첨가하고 $50{\sim}60^{\circ}C$에서 10분간 시멘테이션을 행하였을 때 백금, 팔라듐, 로듐의 환원석출율은 각각 99.3%, 99.4%, 90.2% 정도 이었다. 또한 세척액에 알루미늄을 45 당량 투입한 후 시멘터이션 반응을 통해 백금, 팔라륨, 로듐을 각각 97%, 97%, 90% 회수할 수 있었다. 그리고 회수한 환원석출물의 금속불순물들을 질산침출로 제거함으로써 백금족 금속의 품위를 약 10% 정도 향상시킬 수 있었다. The recovery of platinum group metals (PGMs) from the leach solution of spent auto-catalyst and the wash solution of the leach residue was investigated in the laboratory scale experiments by the cementation process using metal powders as the reductant. In this study, the effect of Al, Mg and Zn powders on the cementation process was particularly examined. Aluminum powder was selected as the most suitable reductant for the cementation of PGMs. At the cementation time of 10 minute under the aluminium stoichimetric amount of 19.3 and the reaction temperature of $50{\sim}60^{\circ}C$, the recovery of platinum group metals from the leach solution of the spent auto-catalyst was found to be 99.3%, 99.4%, 90.2% for Pt, Pd and Rh, respectively. Under the same conditions with the aluminium stoichimetric amount of 45, the recovery of platinum group metals from the wash solution of the leach residue of spent catalyst was observed to be 97%, 97% and 90% for Pt, Pd and Rh, respectively. In addition, it was possible to upgrade the platinum group metals in the precipitates obtained from the cementation process by about 10% through the removal of metal impurities by the nitric acid leaching at ambient temperature.
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염산(鹽酸)에 의한 CMSX-4 초내열합금(超耐熱合金)의 침출(浸出)
김민석,이재천,김은영,유영수,Kim, Min-Seuk,Lee, Jae-Chun,Kim, Eun-Young,Yoo, Young-Soo 한국자원리싸이클링학회 2010 資源 리싸이클링 Vol.19 No.5
CMSX-4 초내열합금의 순환활용을 위한 습식제련기술 개발의 일환으로 영신에서의 니켈, 코벨트, 크롬, 알루미늄 등 주요 구성 금속성분들의 침출 특성을 조사하였다. 염산농도에 따른 합금시료 내 주요 금속성분들의 침출율은 염산농도가 높아짐에 따라 증가하였으나, 3 M 이상에서는 둔화되었다 염산농도 4 M, 고액비 10 g/L, 침출시간 60 분 조건에서 침출온도가 높아짐에 따라 침출율은 급격히 증가하였으며, $90^{\circ}C$에서 니켈 93.2%, 알루미늄 89.9%, 코발트 80.4%, 크롬 79.1%의 침출율을 나타내었다. 한편 침출 초기에는 니켈과 알루미늄의 침출속도가 빠르고 60 분 이후 급격히 둔화되는 형태를 보인 반면 코발트와 크롬은 침출이 느리고 60 분 이후의 감소율만 상대적으로 적었다. 120 분 경과 시 주요 금속원소들의 침출율은 모두 99% 수준에 도달하였다. 고액비가 높아지면 침출율은 서서히 감소하였으며, 니켈과 알루미늄이 코발트와 크롬에 비하여 침출율 감소가 적었다. 염산농도 4 M, 침출온도 $90^{\circ}C$, 침출시간 120 분의 조건에서 고액비 125 g/L 이하의 조건이 주요 금속 성분의 침출에 효과적임을 확인하였으며, 이는 CMSX-4 합금의 금속학적 조직구조와 관련이 있는 것으로 생각된다. Leaching of CMSX-4 superalloy was done in hydrochloric acid solutions. The leaching behaviors of main alloy components, such as Ni, Co, Cr, Al, was investigated by controlling acid concentration, temperature, leaching time and pulp density. Increasing acid concentration enhanced the leaching rate till the rate decreased over 3 M acid concentration. Raising temperature increased the leaching amount of the metal components. After the leaching for 60 minutes at $90^{\circ}C$ and 10 g/L pulp density in 4 M acid solution, 93.2% nickel, 89.9% aluminum, 80.4% cobalt, and 79.1% chromium were leached. Nickel and aluminum were preferentially leached out, while the leaching rate of cobalt and chromium were relatively high only after 60 minutes, Increasing pulp density lowered the leaching rate and especially serious on cobalt and chromium, The optimum leaching condition for CMSX-4 was obtained at $90^{\circ}C$, 120 minutes, and less than 125 g/L in 4 M hydrochloric acid solution.
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금속 침출연구를 위한 전기화학적 미소수정진동자저울 기술 소개
김민석,정경우,이재천,Kim, Min-seuk,Chung, Kyeong Woo,Lee, Jae-chun 한국자원리싸이클링학회 2020 資源 리싸이클링 Vol.29 No.1
Electrochemical Quartz Crystal microbalance is a tool that is capable of measuring nanogram-scale mass change on electrode surface. When applying alternating voltage to the quartz crystal with metal electrode formed on both sides, a resonant frequency by inverse piezoelectric effect depends on its thickness. The resonant frequency changes sensitively by mass change on its electrode surface; frequency increase with metal dissolution and decrease with metal deposition on the electrode surface. The relationship between resonant frequency and mass change is shown by Sauerbrey equation so that the mass change during metal dissolution can be measured in real time. Especially, it is effective in the case of reaction mechanism and rate studies accompanied by precipitation, volatilization, compound formation, etc. resulting in difficulties on ex-situ AA or ICP analysis. However, it should be carefully considered during EQCM experiments that temperature, viscosity, and hydraulic pressure of solution, and stress and surface roughness can affect on the resonant frequency. Application of EQCM was shown as a case study on leaching of platinum using aqueous chlorine for obtaining activation energy. A platinum electrode of quartz crystal oscillator with 1000 Å thickness exposed to solution was used as leaching sample. Electrogenerated chlorine as oxidant was purged and its concentration was controlled in hydrochloric acid solution. From the experimental results, platinum dissolution by chlorine is chemical reaction control with activation energy of 83.5 kJ/mol.
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리튬이온전지 제조공정의 폐양극활물질로부터 습식제련공정에 의한 코발트의 회수
정진기,김민석,이재천,손정수,Jeong, Jinki,Kim, Min Seuk,Lee, Jae-chun,Sohn, Jeong-Soo 한국자원리싸이클링학회 2005 資源 리싸이클링 Vol.14 No.6
황산을 사용하여 폐양극활물질, $LiCoO_{2}$로부터 코발트를 침출한 뒤 용매추출법으로 분리하여 회수하는 습식제련공정을 개발하였다. 최적침출조건은 황산농도 2.0 M, 과산화수소수 첨가량 5 $vol.\%$, 침출온도 $75^{\circ}C$, 침출시간 30 min., 초기정액농도 100 g/L 이었으며, 코발트와 리튬의 침출율은 각각 $93\%$와 $94.5\%$이었다. 초기 pH 5.0, 유기상과 수용액상의 상비 1.6 : 1, 추출단수 1단의 조건에서 1.5 M Cyanex 272를 추출제로 사용하여 44.72 g/L 코발트와 5.43 g/L 리튬을 함유하는 황산침출액으로부터 $85\%$의 코발트를 추출하였다. 추출잔액에 남아있는 코발트는 Na-Cyanex 272농도 0.5M, 초기 pH 5.0, 유기상과 수용액상의 상비 1:1의 조건에서 완전히 추출되었다. 폐 $LiCoO_{2}$의 황산침출-Na-Cyanex 272에 의한 코발트의 용매추출-탄산소다용액에 의한 리튬의 세정-황산용액에 의한 코발트의 탈거 등 일련의 습식제련공정을 이용하여 폐$LiCoO_{2}$로부터 순도 $99.99\%$이상의 황산코발트용액을 회수할 수 있었다. A hydrometallurgical process to leach cobalt from the waste cathodic active material, $LiCoO_{2}$, and subsequently to separate it by solvent extraction was developed. The optimum leaching conditions for high recovery of colbalt and lithium were obtained: 2.0 M sulfuric acid, 5 $vol.\%$ hydrogen peroxide, $75^{\circ}C$ leaching temperature, 30 minutes leaching time and an initial pulp density of 100 g/L. The respective leaching efficiencies for Co and Li were $93\%$ and $94.5\%$. About $85\%$ Co was extracted from the sulfuric acid leach liquor containing 44.72 g/L Co and 5.43 g/L Li, using 1.5 M Cyanex272 as an extractant at the initial pH 5.0 and in organic to aqueous phase ratio of 1.6:1 under the single stage extraction conditions. The Co in the raraffinate was completely extracted by 0.5 M Na-Cyanex272 at the inital pH 5.0, and an organic to aqueous phase ratio of 1;1. The cobalt sulfate solution of higher than $99.99\%$ purity could be recovered from waste $LiCoO_{2}$, using a series of hydrometallurgical processes: sulfuric acid leaching of waste $LiCoO_{2}$- solvent extraction of Co by Na-Cyanex 271 - scrubbing of Li by sodium carbonate solution - stripping of Co by sulfuric acid solution.
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