• 자원리싸이클링
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• 제3권1호
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• pp.17-24
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• 1994

석유화학산업에서 발생된 폐촉매에는 귀금속계 금속이나 회유금속들이 잔조해 있는데, 이들 유가금속을 회수하는 것은 환경보존과 자원재활용 측면에서 매우 중요하다. 본 연구에서는 백금계 폐촉매로부터 귀금속을 회수하는 연구를 수행하였다. 폐촉매 시료로는 Naphtha로부터 에틸렌을 제조시에 사용했던 알루미나담체 0.3% Pd 폐촉매와, 원유 정제 후 벤젠, 톨루엔, 크실렌 등을 제조시에 사용한 알루미나담체 0.3% Pt/Re 폐촉매를 사용하였다. 시료들은 배소과정을 거쳐서 탄수와 황 등 원유로부터 유입된 가연성 물질들을 제거하고, 분쇄한 다음 6N 염산 및 왕수로 침출하였다. Pd는 Fe분말을 사용한 석출법에 의하여 침출액 중에서 금속 Pd로 회수하였다. Pt/Re 폐촉매 경우에는 염산 및 왕수로 침출 후 Fe 분말을 사용하여 Pt를 먼저 회수한 다음, 여액에 황화나트륨을 첨가하여 Re 황화물로 침전시켜서 Re을 회수하였다. 본 연구에서는 폐촉매 침출시 6N 염산을 침출액으로 사용하여 왕수를 사용한 것과 비슷한 정도의 침출효과를 얻을 수 있었는데, 이것은 침출시 소요비용을 줄이고 폐산처리시에 왕수보다 쉽게 처리할 수 있다는 점에서 공점상 효과적이다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권10호
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• pp.598-602
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• 2018

석유정제공장에서 사용된 폐촉매의 특성을 조사하여 바나듐 레독스 흐름전지용 소재인 전해액의 제조에 대하여 연구하였다. 석유정제공정에서 사용된 폐촉매의 총공극 부피, 비표면적 및 평균 기공크기는 BET법과 BJH법으로 계산하여 각각 3.96cc/g, 13.81m2/g, 1.15A 구하여 폐촉매에서 바나듐을 회수하여 전해액으로 제조 할 수 있음을 확인하였다. 폐촉매를 TG-DTA분석결과, $25^{\circ}C$부터 $700^{\circ}C$ 범위에서 중량손실이 약 23wt%였다. 폐촉매의 성분을 ICP 장비를 분석하여 황, 바나듐, 니켈, 알루미늄, 망간 철 구리 등의 원소를 확인하였다. 또한 TEM 장비로 측정한 결과 바나듐 외 다른 원소들이 결정성 클러스터가 밝은 점으로 명백하게 드러남을 알 수 있었다. 액액 추출법을 사용하여 폐촉매로 부터 바나듐을 99.25%로 분리하여 추출한 바나듐용액의 전기화학적 특성분석을 위해 CV(cyclic votammetry)측정한 결과, 산화/환원피크가 나타남으로서 전해질 용액으로서의 가능성을 보여주고 있다. 또한 폐촉매로 부터 추출된 바나듐 용액의 순도를 더욱 높여 전해질 용액을 제조하면 기존 상용화된 전해질 성능과 같은 것을 제조 할 것으로 사료된다.

• 자원리싸이클링
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• 제13권1호
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• pp.14-21
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• 2004

백금을 함유하고 있는 폐촉매가 정유공장과 화학공장에서 발생하고 있다. 백금은 고가일 뿐만 아니라 희귀하고 뛰어난 물성으로 인하여 오래 전부터 회수대상이 되어 왔다. 본 연구에서는 알루미나로 구성된 폐촉매의 담체를 황산으로 용해하여 불용성 백금을 농축하는 방법으로 석유 폐촉매로부터 백금을 회수하고자 하였다. 황산에 일부 용해된 백금은 알루미늄을 환원제로 사용하는 세멘테 이션법으로 회수되었다. 온도, 시간, 황산농도, 광액농도 등이 담체의 용해에 미치는 영향을 조사하였다. 담체가 $\Upsilon-Al_2$$O_3$로 구성된 폐 촉매를 6.0 M $H_2$$SO_4$ 용액으로 $100^{\circ}C$에서 2시간 동안 용해하였을 때 알루미나의 용해율은 약 95% 정도이었다. 담체가 $\Upsilon-Al_2$O$_3$와 $\alpha$-$Al_2$O$_3$의 혼합물로 구성되어 있는 경우, 4시간 용해하였을 때 약 92%의 알루미나가 용해하였다. 담체를 황산으로 용해한 다음 백금을 회수하는 방법을 이용하여 석유 폐촉매로부터 99% 이상의 백금을 회수할 수 있었으며 동시에 황산알루미늄을 부산물로 얻었다.

• 자원리싸이클링
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• 제13권2호
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• pp.3-8
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• 2004

석유화학공정에서 발생하는 산화철폐촉매를 이용하여 폐수 중 중금속회수에 관한 기초연구를 실시하였다. Zn, Ni, Cu, 및 Fe의 농도가 200mg/L인 각각의 합성폐수에 폐촉매 첨가량을 변화하여 실험한 바, 각 금속의 98% 회수율을 얻은 폐촉매 첨가량은 Cu 와 Fe 폐수 ：2％ 이상, Zn 폐수：3％ 이상, Ni 폐수 ：7％ 이상이었다. 또한 폐산화철 촉매로서 Zn, Ni, Cu 및 Fe 금속의 98％ 이상 회수할 수 있는 각각의 폐수 pH는 Ni： 10.6 이상, Cu： 8.0 이상, Fe：6.5 이상, Zn：8.5 이상이었다. 따라서 폐산화철 촉매에 의한 폐수 중 중금속 회수는 폐촉매의 알카리성분에 의한 침전이 주 메카니즘이고, 각 금속의 수산화침전 pH이하 폐촉매의 등전점(pH 3.0) 이상의 pH범위에서는 금속이온이 폐촉매 표면에서 물리흡착에 의해 일부 회수된다.

• 자원리싸이클링
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• 제16권2호
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• pp.63-76
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• 2007

현재 우리나라 미이용자원의 대표격으로서 전기로 제강분진(EAF Dust)중의 아연(Zn)과 석유탈황폐촉매 중의 몰리브덴(Mo)과 바나듐(V)등을 들 수 있다. 자동차 폐촉매로부터 백금족금속(PGM) 회수 및 폐프린트 회로기판(PCBs)부터의 금, 은, 등도 거론할 수 있으나 유통경로가 복잡하여 정확한 회수통계 파악이 어렵다. 본고에서는 이들 금속의 우리나라에서의 연구동향을 조사 검토하였다. 물질흐름에 관해서는 석유탈황폐촉매에서 회수할 수 있는 Mo, V및 Ni에 한해서만 조사하였다. 그리고 EAF Dust중의 Zn 에 관해서는 후일 별도로 논술하려고 한다. 다만 금속시세가 폭등하고 있기 때문에 금년(2007)내로 Mo및 V의 회수가 확실시되고, 아연도 회수될 전망이다.

• 자원리싸이클링
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• 제13권2호
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• pp.9-15
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• 2004

석유화학공정으로부터 폐기되는 폐산화철촉매를 이용하여 도금합성폐수중 크롬회수에 관한 연구를 회분식과 연속식으로 실시하였다. 도금합성제수 중 $CrO _{4}^{-2}$ 형태의 음이온으로 존재하는 6가 크롬은 폐산화철촉매의 등전점(pH 3.0)이하에서 폐촉매와 물리적 흡착을 한다. 한편, 6가 크롬은 pH 3.0 이상에서도 폐촉매의 수산화철과 산화환원반응에 의해 일부 환원되어 $Cr(OH)_3$로 침전한다. 컬럼을 이용한 크롬 연속회수실험에서 크롬합성폐수의 pH가 0.5∼2.0일 때 폐촉매의 크롬흡착량은 2.0∼2.3g/L이며, pH가 3.0에서는 1.5g/L이었다. 폐수 중 크롬농도가 50∼500mg/L로 높아질수록 폐촉매에 흡착한 크롬누적량은 1.29∼8.56g/L로 증가하지만, 유속이 30∼80 ml/mm으로 증가하여도 크롬 흡착누적량은 2.21∼2.49 mg/L로 거의 유사하였다.

• 자원리싸이클링
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• 제14권4호
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• pp.17-21
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• 2005

망간단괴 용융환원 시 철과 니켈을 주로 함유하고 있는 Ni-Cd 폐전지와 코발트 등을 함유한 석유화학 폐촉매를 대상으로 첨가 원료로서의 사용 가능성을 검토하였다. Ni-Cd 폐전지의 경우 망간단괴와의 첨가비에 관계없이 $5\%$ 코크스 첨가 시, 주회수 대상 금속인 니켈을 전량 합금상으로 회수할 수 있었다. 한편 폐촉매의 경우 폐촉매의 첨가비가 증가할수록 많은 환원제가 필요한데 이는 폐촉매 중의 코발트가 산화물 형태로 존재하여 이를 환원하기 위한 환원제가 필요하기 때문이다. 본 방법은 금속계 폐자원을 처리하고 동시에 유가금속을 회수할 수 있는 방법으로 향후 망간단괴 개발의 상용화 시 경제성을 증대시키고 폐자원의 재활용에 기여 할 것이다.

• 자원리싸이클링
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• 제26권3호
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• pp.3-16
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• 2017

화학촉매제품은 석유화학공정, 대기오염방지시설, 자동차 배기가스 정화 장치 등 다양한 분야에 적용되고 있다. 국내외 화학촉매 시장은 매년 증가하고 있는 추세이며, 그에 따라 발생되는 폐촉매량도 증가하고 있다. 탈황 폐촉매, 자동차 폐촉매 등 대부분의 사용 후 화학촉매제품은 유가금속을 함유하고 있어 경제적 가치와 자원 확보 측면에서 매우 중요한 순환자원이다. 이에 일부 도시광산업체를 통해 유가금속을 회수하는 재자원화 공정이 상용화 되어 있고, 사용 후 SCR 탈질 촉매제품은 일부 재제조를 통해 자원순환되고 있다. 이에 본 논문에서는 사용 후 화학촉매제품의 재자원화 산업 지원 정책 수립의 기초자료로 활용이 가능하도록 주요촉매제품별 국내 발생량 및 재자원화 현황을 조사 분석하였으며, 사용 후 화학촉매제품의 자원순환 활성화를 위한 발전과제를 제시하였다.

• 공업화학
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• 제21권1호
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• pp.63-70
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• 2010

석유화학공업에서 발생한 2종류의 금속산화물계열 폐 촉매(Ni-Mo, Co-Mo)를 휘발성유기화합물(VOCs) 제거를 위한 촉매 연소 공정에 재이용하였다. 특히 폐 촉매의 재생방법에 따른 VOCs 제거효과를 검토하여 최적의 재생 조건을 살펴보았다. 폐 촉매는 1) 산 수용액, 2) 알칼리 수용액, 3) 세정액 및 4) 스팀(steam) 등을 이용하여 재생 처리하였고, 재생 처리 전-후의 이들 촉매의 물리화학적 특성 변화는 질소흡착등온선, X-선 회절분석기(XRD) 및 에너지분산 X-선 분광기(EDS)를 갖춘 주사현미경(SEM)으로 조사하였다. Benzene 산화반응 실험 결과 폐 촉매는 VOCs 연소 촉매로 재이용 가능성이 높았다. 그리고 이들 폐 촉매의 활성은 전처리 조건에 따라 다르게 나타났으나, 두 폐 촉매 모두 0.1 N $C_2H_2O_4$ 용액으로 처리할 때 활성이 가장 좋았다. 또한 최적 조건(0.1 N $C_2H_2O_4$)에서 처리한 촉매는 다른 방향족 화합물(Toluene/Xylene) 처리에도 충분히 적용할 수 있었다.

• 자원리싸이클링
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• 제28권6호
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• pp.36-45
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• 2019

석유화학공정에서 발생하는 폐촉매는 바나듐, 몰리브덴, 니켈, 코발트와 같은 희유금속을 함유하고 있다. 유기산에 의한 상기 금속의 침출에 대해 연구하였다. 본 논문에서 사용한 유기산에 의한 금속의 침출률은 옥살산 > 타르타르산 > 구연산 > 말레산 > 오스코브르산 순서이었다. 상기 유기산은 바나듐과 몰리브덴의 침출에 선택성이 있으며 옥살산에 의한 침출률이 가장 높았다. 옥살산의 농도, 반응온도, 광액밀도, 교반속도를 변화시켜 옥살산에 의한 바나듐의 최적침출조건을 얻었다. 옥살산에 의한 바나듐의 침출에 대한 속도식을 조사한 결과 Avrami식과 잘 맞았으며 활성화에너지는 8.76 kJ/mol로 물질전달에 의해 침출반응이 율속되었다.