• 자원리싸이클링
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• 제32권3호
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• pp.9-17
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• 2023

폐리튬인산철 전지의 양극재로부터 리튬을 효율적으로 회수하기 위하여 활발하게 연구 중이며, 이는 리튬 자원의 지역 편재성 및 가격 변동성을 해소하고 환경오염 문제를 해결할 수 있다. 폐리튬인산철 전지로부터 리튬을 침출 및 회수하기 위하여 동형치환 침출 공정을 사용하였다. 상대적으로 저렴한 염화철 에칭액을 침출제로 사용하여 LFP의 Fe²⁺를 동형 치환하여 리튬을 침출하였다. 또한 추가적인 첨가제 및 추출제 없이 염화철 에칭액만을 사용하였으며, 염화철 에칭액을 LFP 이론적 몰 비 대비 0.7배, 1.0배, 1.3배, 그리고 1.6배로 하여 리튬의 침출율을 비교하였다. LFP 몰 비 대비 1.3배의 조건에서 약 98%로 가장 높은 리튬 침출율을 보였고 이후 침출액은 NaOH를 투입하여 pH 조절을 통하여 철을 제거하였다. 철이 제거된 용액으로부터 탄산리튬을 합성하였고, 그 분말 특성을 확인하였다.

• 자원리싸이클링
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• 제10권2호
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• pp.20-26
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• 2001

석유화학 폐촉매의 유가금속을 회수하기 위하여 과산화수소를 환원제로 사용하여 코발트, 망간, 철의 황산침출거동을 조사하였다. 유가금속의 침출은 반응시작 30분 이내에 모두 이루어졌으며, 고액농도 10 g/L, 0.5N $H_2$$SO_4$, $25^{\circ}C$, 30분 300 rpm에서 과산화수소를 0.027mol/L 첨가한 경우가 첨가하지 않은 경우에 비해 망간, 코발트, 철의 침출율이 24.9%, 20.6%, 30.1온에서 93.0%, 87.0%, 100%로 각각 향상되었다 황산농도가 0.5N H2s04까지 증가함에 따라 각 금속들의 침출율은 증가하였으며, 그 이상의 농도에서는 일정한 침출율을 나타내었다 한편, 반응온도가 증가할수록 망간, 코발트, 철의 침출율이 감소하는 경향을 보였다

• 자원리싸이클링
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• 제4권1호
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• pp.46-51
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• 1995

증류공정으로 수은을 제거한 폐산화은 전지에는 은이 약 30% 이상 함유되어 있는데 이를 효과적으로 분리, 회수할 목적으로 폐전지 잔사를 질산으로 침출시켜 전지중에 함유된 금속이온들(은, 아연, 철, 니켈)의 침출율을 조사하였다. 잔사의 침출공정시 반응온도, 반응시간, 질산농도, 고액농도 등에 의한 영향을 살펴보았으며 실험결과 반응온도 40~6$0^{\circ}C$, 질산농도 2N, 고액농도 10g/200ml의 조건에서 6시간 반응 시 가장 좋은 침출율을 나타내었다. 이때 은과 아연은 99% 이상의 침출율을 나타낸 반면, 철과 니켈은 전지의 외부 합금용기로 남아있어 50% 이하의 낮은 침출율을 나타내었다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 1999년도 추계학술발표회
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• pp.103-106
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• 1999

본 연구에서는 펜톤산화반응에서 과산화수소의 분해촉매로 일반적으로 쓰이는 Fe(II) 형태의 철염대신 Fe$^{\circ}$형태의 분말 철을 이용한 펜톤유사반응(Fenton-like oxidation)에 의한 매립지 침출수(sCODcr 1,100 mg/L, pH 8)의 CODcr 제거특성에 관한 회분식 처리실험을 수행하였다. 실험조건으로는 상온, 상압조건에서 Jar tester를 사용하여 분말 철의 주입 량과 산 세척도, 초기 반응 pH, 과산화수소의 주입 량을 변화시켜가며 침출수의 CODcr 제거효율 의 변화를 관찰하였으며, 이때 과산화수소의 분해 특성과 반응 중 pH의 변화도 함께 분석하였다. 반응은 모든 조건에서 대부분 약 30분 이내에 종료되었으며 그 이후의 반응변화는 미미하였다. 산 세척에 의한 분말 철 표면의 개질로 반응성의 향상을 관찰할 수 있었으며, 분말 철 주입 량을 증가함에 따라 반응속도가 일정하게 증가함을 알 수 있었다. 본 연구에 서 CODcr의 제거 효율에 가장 큰 영향을 보여준 실험변수는 pH 였으며, 원수의 pH(8)를 2-4까지 조절하여 반응을 시켰을 때 최대 75%의 CODcr 제거효율을 얻을 수 있었다. 반응중 pH는 모든 조건에서 시간에 따라 증가하여 약 pH 9에서 더 이상 변화하지 않았다. 용액내 과산화수소의 잔류농도의 곡선은 반응 중 CODcr의 곡선과 유사한 변화를 나타내었다.

• 자원리싸이클링
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• 제23권6호
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• pp.22-29
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• 2014

네오디뮴 폐자석 침출액으로부터 희유금속인 네오디뮴을 회수하는 연구와 함께 네오디뮴과 같이 침출되는 철의 부가가치를 높이는 연구가 필요하다. 본 연구에서는 네오디뮴과 같이 침출되는 철의 유용자원화를 위한 기초연구로 철 나노분말을 제조하는 실험을 수행하였다. 본 연구는 $FeCl_3$ 용액을 철 분말 원료로, 분산제는 $Na_4P_2O_7$와 Polyvinylpyrrolidone를 이용하였고, 환원제로는 $NaBH_4$, 철 나노분말 핵생성 촉진제 seed로 염화팔라듐을 사용하였다. 제조한 철 나노분말을 XRD, SEM을 이용하여 분말의 형상 및 크기를 분석하였다. Fe와 $NaBH_4$의 몰 비를 1 : 5로 조절하여 철 분말을 제조하였으며, 이 때 철 분말은 구형이었으며, 입도는 약 50 ~ 100 nm 였다. 분산제 $Na_4P_2O_7$의 경우 100 mg/L에서 철 이온의 제타포텐셜이 음의 값을 가졌고, $FeCl_3$ 과 PVP와 Pd의 질량비 1 : 4 : 0.001에서 분산이 양호하고, 입도가 100 nm 인 철 나노분말을 합성하였다. 같은 반응 조건에서 폐 Nd 침출액의 Fe 이온을 pH를 조절하여 슬러리화한 후 실험을 진행한 결과, pH 9에서 구형의 철 분말을 합성할 수 있었으며, 20 L 이상의 Scale-up 공정에서는 분산제 없이 환원제로 175 nm 크기의 철 분말을 합성할 수 있었다.

• 자원리싸이클링
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• 제15권6호
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• pp.41-47
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• 2006

미생물 침출과 용매추출 기술을 이용하여 전자스크랩중의 구리 및 주석의 회수에 관한 연구를 실시하였다. Asperigillus niger를 이용한 미생물 침출시 신진대사 작용에 의해 구연산(citric acid)이 생성되며 이러한 구연산에 의해 전자스크랩중의 구리, 철, 주석, 납 등의 성분이 침출된다. 이러한 침출용액으로부터 먼저 10vo1.% LIX84를 이용하여 선택적으로 구리를 추출할 수 있었고, LIX84에 의해 추출 분리된 구리는 전해채취공정을 거쳐 99.9%의 금속 구리로 회수가 가능하였다. 한편, 구리가 추출 분리된 침출여액에서 주석을 회수하기 위해서 10% Alamine336을 이용하여 철 및 주석을 추출하고, 철 및 주석이 추출된 유기상을 NaCl용액을 탈거제로 사용함으로써 순수한 철 및 주석의 혼합용액을 얻었다. 이러한 혼합용액에서 철분말을 이용한 치환법으로 주석을 금속상태의 침전물로 회수가 가능하였다.

• 한국광물학회지
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• 제20권4호
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• pp.357-366
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• 2007

갯벌 퇴적물에서 분리한 미생물(Haejae-1)을 이용하여 혐기성 및 호기성 조건 하에서 신예미 자철광으로부터 철 침출 및 침출된 철의 생광화작용에 따른 2차 광물의 형성을 연구하였다. 침출에 사용한 미생물은 Haejae-1 (Shewanella sp.)을 이용하였으며 자철광(자철광 : 미생물 성장 배지 = 100 : 1)과 글루코스(10 mM)를 주입한 후 호기성과 혐기성 조건하에서 1개월간 상온에서 실험을 실시하였다. 미생물의 성장 동안 자철광으로부터 침출된 철과 망간의 농도를 ICP-AES를 이용하여 분석하였다. 미생물의 성장과 철의 침출기간 동안 미생물 성장 배지의 열역학적 조건 변화를 알아보기 위하여 미생물 성장 배지의 Eh와 pH를 혐기성 조건하에서 측정하였다. 자철광으로부터 미생물의 성장과 철의 침출, 그리고 자철광의 광물조성 변화 및 2차 광물의 형성을 알아보기 위하여 핀-선 회절분석(XRD), 그리고 SEM-EDX 분석을 실시하였다. XRD 분석결과에 따르면 신예미 자철광의 주 구성광물은 자철석으로 이루어져 있었다. 자철석이 주 구성광물인 신예미 자철광을 이용하여 1개월 동안 미생물에 의한 금속이온의 침출 실험을 실시한 후 호기성에서 15 mg/L의 철(total Fe)과 3.41 mg/L의 망간이 침출 되었으며, 혐기성에서는 32.8 mg/L의 철(total Fe)과 5.23 mg/L의 망간이 침출되었다. 이는 철 환원 미생물이 활동하였기 때문으로 사료된다. 호기성과 혐기성에서의 미생물의 활동에 따른 pH와 Eh의 변화를 측정한 결과, 호기성 조건 하에서는 Eh는 +144.9 mV에서 -331.7 mV로 변화되었으며 pH는 8.3 에서 7.2로 감소하였다. 혐기성 조건하에서 Eh는 -2.3 mV에서 -494.6 mV로 변화되었으며 pH는 8.2에서 7.0으로 감소하였다. Eh의 변화는 미생물에 위한 글루코스의 산화에 따른 전자의 방출에 따른 결과로 사료되며, pH의 감소는 글루코스의 산화에 따른 유기산의 생성에 기인한 것으로 사료된다.

• 청정기술
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• 제28권2호
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• pp.103-109
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• 2022

Nd-Fe-B 폐영구자석 스크랩에는 희토류가 약 20~30% 함유되어 있고 철이 약 60~70% 함유되어 있으며, 황산침출 및 분별결정법을 통하여 희토류 및 철 성분을 회수하고자 하였다. 희토류와 철을 분리·회수하기 위하여 산화배소를 하지 않고 황산농도 및 광액농도비를 변수로 하여 침출특성을 확인하였다. 황산침출은 농도별로 3시간 동안 침출을 진행하였고 침출된 고상을 X-ray diffraction (XRD) 및 XRF (X-ray florescence spectrometry) 분석으로 결정상 및 조성 및 정량적 성분을 확인하였으며, 여액은 ICP 분석을 시행하였다. 3M 황산농도에서 침출했을 경우 네오디뮴 황산화물로 형성되었고 철 성분이 가장 적으며 회수율이 높았다. 남은 여액은 증발농축을 통하여 분별결정법을 하였으며 네오디뮴 성분은 7.0배 농축되었고 철 성분은 2.8배 농축되었다. 본 논문에서 폐영구자석의 산화배소 공정단계 없이 황산침출 및 분별결정법을 통한 희토류 성분의 회수율은 약 99.4%로 확인되었다.

• 청정기술
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• 제30권1호
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• pp.28-36
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• 2024

전기차의 수요가 증가함에 따라 리튬이온전지의 시장 또한 급증하고 있다. 리튬이온전지의 배터리 수명은 제한되어 있으며, 수명을 다한 배터리의 교체 필연적이므로 폐리튬이온전지 배터리가 발생하게 된다. 이에 리튬이온전지 중 폐리튬인산철(LiFePO₄, 이하 LFP라고 함) 양극재 분말에서부터 리튬은 선택적으로 선침출하고 인산철(FePO₄) 분말을 회수하였다. 회수된 인산철 분말은 탄산나트륨(Na₂CO₃) 분말과 혼합하여 열처리하여 그 결정상을 확인하였다. 열처리 온도를 변수로 하였고, 이후 증류수를 이용하여 수침출 후 각 성분의 침출률 및 분말 특성을 비교하였다. 본 연구에서 리튬은 약 100% 침출률을 보였고 800 ℃에서 열처리한 분말의 경우 인이 약 99% 침출되었으며, 침출 잔사는 Fe₂O₃ 단일 결정상으로 확인되었다. 따라서 본 연구에서는 폐LFP 분말로부터 리튬, 인 그리고 철 성분을 개별적으로 분리 및 회수할 수 있었다.

• 자원리싸이클링
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• 제25권3호
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• pp.11-19
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• 2016

국내 전자산업에서 발생하는 실리콘 슬러지와 폐질산구리용액을 동시에 순환활용하기 위한 기초연구가 수행되었다. 폐질산구리 용액을 이용하여 실리콘 슬러지로부터 주요성분인 구리, 칼슘, 철을 비롯한 금속성분을 회수하거나 제거하기 위한 침출실험을 행하였다. 침출온도, 침출시간, 광액농도 등이 금속성분의 침출에 미치는 영향을 조사하였다. 그리고 철의 제거효율을 향상시키기 위하여 염산(HCl), 질산($HNO_3$), 과산화수소수($H_2O_2$)를 첨가하여 침출실험을 수행하였다. 실리콘 슬러지로부터 구리의 침출과 철의 제거 효과를 고려하여 최적 침출조건은 광액농도 200 ~ 225 g/L, 반응온도 $90^{\circ}C$, 반응시간 30분으로 설정하였으며 이 때 슬러지의 주요 성분인 구리의 침출율은 98.27 ~ 99.17% 이었으며 실리콘 슬러지에서 실리콘의 순도는 98.69 ~ 98.86% 이었다. 이상의 연구결과로 부터 실리콘 슬러지에 함유되어 있던 구리성분을 폐질산구리용액으로 침출하고 뒤이은 분리정제 공정에서 부가가치가 높은 고순도 금속구리 또는 구리화합물로 회수하는 것이 가능함을 확인하였다.