오래전에 가행되었던 일부 금 광산에서 폐기된 광미엔는 미회수돈 금 및 시리카 등의 유가광물을 함유하고 있는 것으로 알려져 있으므로, 이들의 유가자원을 회수하기 위한 분리특성을 검토하였다. 처리공정은 가능한 경제성 확보를 위하여, 분급, 자력선별 및 비중선별 등 단순한 분리 공정을 적용하였으며, 본 공정에 으히ㅏ여 부리 회수된 유가지원으로는 금 농축 정광 0.87wt%[금 함유량 307.7 g/ton(0.6.wt%), 97.7 g/ton(0.27wt%)와 Sio$_2$ 품위가 96.40wt% 인 고품위 실리카를 60.65 Wt% 회수 할 수 있었다. 본 연구의 경과는 광산 폐기물 중에서 유가자원을 회수하거나 광산폐기물의 무해화 및 감량화를 목적으로 하는 공정수립에 참고자료가 될 수 있을 것이다.
최근, 인쇄회로기판 제조공정으로부터 유가자원을 회수하고자 하는 연구가 활발히 진행되고 있다. 인쇄회로기판의 드릴가공 받침대로 사용한 후 폐기되는 백보드 소재활용과 소형화, 고 신뢰성화에 따른 유가금속인 금 회수가 필수적이다. 특히 이동통신용 전자부품의 핵심소재로 사용되는 인쇄회로기판부품에는 최소 0.03 ${\mu}m$에서부터 최대 50 ${\mu}m$ 두께로 금이 도금되어 있다. 금, 원자재, 약품 값 폭등으로 생산현장의 유가자원 활용이 중요한 과제로 대두되면서 유가자원 활용을 위한 경쟁이 가속화되는 추세다. 본고에서는 인쇄회로기판 제조공정에서 발생하는 폐백보드 및 금의 회수에 대한 기술동향을 제공함으로써 유가자원 활용 산업발전에 기여하고자 하였다.
가행중인 금(gold) 광산에서 발생하는 광미(tailing)로부터 금 및 실리카와 같은 유가자원을 회수하기 위해 선별특성을 검토하였다. 금 선별에는 고비증액(heavy liquid}을 이용한 비중선별(gravity separation)을 하였고, 실리카 선별에는 하이드로싸이클론을 이용한 분급/비중선별, 부유선별(froth-flotation) 그리고 마찰대전형 정전선별 (triboelectrostatic separation)을 하였다. 실험결과 금은 비중액의 비중이 2.72일 때 품위가 최고 5.58 g/ton인 정광을 약 3 wt.% 회수하였으며, $SiO_2$의 함량이 약 94%인 고순도 실리카를 회수할 수 있었다. 따라서, 본 연구를 통하여 환경을 훼손하는 광미의 감량 및 무해화는 물론 유가자원 회수를 위한 공정을 수립 할 수 있을 것으로 기대된다.
금값 폭등과 에너지자원 고갈에 따라 폐 인쇄회로기판의 유가금속 및 에너지자원을 효과적으로 회수하고자, 최근 국내외 금 회수 및 폐백보드 활용방안을 제시하였다. 금을 회수하는 방법으로는 침적박리, 농축처리, 중화처리, 수용액환원처리, 이온교환수지, 전해채취 등의 방법이 있다. 금은 상온침적박리 회수하며 폐백보드는 이동식 건축내장재로 활용하고자 한다.
일반적으로 재활용대상 폐자원은 가정에서 분리 배출된 후 재활용선별장에서 수선별에 의해 유가자원으로 회수된다. 그러나 기존의 재활용선별장에 반입되는 폐자원의 경우 성상이 매우 다양하고 복잡 할 뿐만 아니라 이물질의 함량이 높아 기존의 회수방법으로는 선별효율이 매우 낮은 실정이다. 따라서 선별장에서 재활용품 회수 후에 발생되는 잔재물은 대부분 매립 또는 소각되고 있어서 그로인한 2차환경오염 및 잔류물로부터 추가적인 유가자원의 회수는 시급히 해결해야 할 문제이다. 본 연구에서는 재활용선별장에 반입되는 폐자원에 대한 성상조사를 실시하여 폐자원의 발생특성 변화를 파악하였으며, 전처리시설의 효율성을 증대시키기 위하여 입도분석을 통하여 향후 재활용 선별시설 구성의 기초자료를 제공하였다.
최근 전자산업의 발달로 인하여 폐 인쇄회로기판(PCB) 발생량이 증대되고 있으며 이는 유해물질 및 유가금속을 함유하고 있어 환경오염의 방지 측면 및 유용자원의 회수 측면에 있어서 재활용이 시급하다. 또한, 자동차의 배출가스 내의 대기오염 물질의 저감을 위하여 장착된 자동차 촉매에 백금족 금속이 함유되어 있어 폐기되는 자동차 촉매에서의 유가금속 회수 또한 필요하다. 이러한 유가금속을 회수하기 위하여 본 연구에서는 건식방법의 일종으로 고온처리에 의하여 발생하는 유해물질이 적으며 공정이 매우 안정적이라고 알려진 아크 전기로를 이용한 회수 방안을 고찰하였다. 생석회, 전로슬래그, 동슬래그를 사용하여 용제의 종류에 따른 유가 금속의 회수율을 관찰하였으며 직류 및 교류에 의한 영향 그리고 전류의 방향에 따른 유가 금속의 회수율을 살펴보았다. 용제의 종류에 따른 회수율에 있어서 전로슬래그나 동슬래그를 용제로 사용하는 것이 생석회에 비해 용융회수에 더 유리함을 파악하였다. 폐 PCB에 존재하는 유가 금속의 회수에 있어서 직류 및 교류의 영향에 대한 결과는 전체적으로 직류 기저 消 경우가 높은 회수율을 나타내었으며 이는 자동차 폐촉매의 경우에도 같은 양상이 관찰되었다. 폐기되는 PCB 및 자동차 촉매에서의 유가 금속 회수에 관한 본 연구에서 아크로처리에 의한 유가금속의 회수율은 평균적으로 95~97%정도로 상당히 높은 것으로 관찰되었다.
광산폐기물은 크게 폐석과 선광공정에서 배출되는 광미 등으로 구분된다. 특히, 광석으로부터 유가자원회수 또는 금속 추출시 제련공정 등에서 얻어지는 광미나 잔류물은 자원 고갈에 따른 재이용 및 환경보전 측면에서 관심이 높아지고 있다. 광미의 경우 일반적으로 함유된 유가자원의 품위가 원광에 비해 낮으나 처리비용은 기존의 선광 처리 비용에 비해 휠씬 저렴하기 때문에 세계적으로 휴ㆍ폐광산 지역에서 광미 재처리를 시도하고 있다. 국내에서도 방치된 광산폐기물의 재활용을 촉진하기 위해서는 자원처리 및 회수기술의 개발은 물론 회수된 자원의 활용을 적극적으로 검토할 필요가 있다. 본고에서는 광산폐기물의 재활용기술개발 및 적용 현황, 향후 기술개발 전망 등을 검토하였다.
본 연구의 목표는 열분해 기술의 문제점을 보완하여 유가자원의 회수와 폐기물 처리의 효율을 높이는데 있다. 우선 경제성을 높이기 위해 기존 열분해온도(보통 $500{\sim}1000^{\circ}C$)보다 낮은 $450^{\circ}C$에서의 저온열분해 반응을 시도하였다. 촉매를 사용하여 반응온도와 반응시간을 단축할 수 있었고, 무 산소 상태를 유지시키는데 유리하도록 간접열을 사용하였다. 결과적으로 유가자원인 구리와 합성연료유의 회수율을 증가시킬 수 있었고, 발생하는 부산물과 배가스의 처리효과가 뛰어남을 알 수 있었다. 배가스는 2단의 중화조를 통과시켜 다이옥신은 거의 발생되지 않았으며, 나머지 대기환경기준의 측정항목 또한 기준치 이하를 보였다. 이번 연구에서는 앞에서 말한 저온 열분해장치(GTPK-001)를 제작하였고, 경제적으로나 친환경적으로 상용화 개발이 가능함을 알 수 있었다.
폐 컴퓨터 기판(Printed Wiring Boards, PWBs)은 다양한 종류의 금속 및 합금류, 각종의 유기 및 무기화합물 등으로 구성되어 있다. 따라서 폐 기판에 포함된 유가물을 경제적인 방법으로 분리 회수하면 2차 자원으로써 활용가치가 매우 클 것으로 판단되어, 물리적인 선별기술에 의하여 유가금속을 분리 회수하는 데에 따른 특성 연구를 행하였다. 본 연구에는 폐 컴퓨터 기판에 탑재된 소켓류와 칩류를 탈리한 다음 소켓류, 칩류 및 보드류로 분리하여 각각의 산출물의 특성에 따른 적절한 물리적 분리선별 기술을 적용하였다. 소켓류를 파쇄하여 입자크기를 -2.36 mm/+1.18 mm 범위로 조절한 다음 건식 자력선별을 실시하였을 때, 자성산물의 약 97 wt%가 금속류였다. 칩류의 경우에는 -2.36 mm1+0.15 nun의 크기로 분쇄하고 공기분급 및 건 식 자력선별을 행하여 Fe-Ni 97%, Cu 95%를 각각 회수할 수 있었다. 보드류의 경우에는 금속류가 얇게 프린트 된 상태이기 때문에 가능한 단체분리 효과를 향상시키기 위하여 ball mill로 분쇄하였으며, 공기 분급기에 의한 정밀 분급을 행하여 Cu 77%를 회수할 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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