A quantitative analytical method of highly concentrated PCB is established in the research. With the quantitative analytical method PCB of insulating oil was examined. The following conclusions are derived from this research. 1. The recovery ratio was 95.7% with the quantitative analytical method, which indicates it can be used for the analysis of PCB. 2. PCB concentration of insulation oil in waste condenser was found to be 21.2% thru 13.85% , which was highly concentrated. 3. PCB insulation oil in waste condenser was same as PCB-42.
본 연구는 인쇄회로기판(PCB) 제조 시 에칭공정에서 발생되는 구리이온($Cu^{+2}$)을 고농도로 함유한 황산 폐에칭액을 NF 막분리법을 사용하여 에칭액 회수와 구리이온 처리를 효율적으로 수행하기 위한 NF 막여과 공정의 운전조건을 설정하기 위한 기본 자료를 확보하는데 있다. 이를 위해 미국 Koch사의 SelRO MPS-34 4040 NF 막을 대상으로 구리이온을 고농도(5~30 g/L)로 함유한 모의 황산 폐에칭액의 cross-flow 나노여과 실험을 수행하여 투과 플럭스와 구리이온의 총괄 배제도를 측정하였다. 이 결과 투과 플럭스는 황산 폐에칭액 내 구리이온의 농도가 증가할수록, 황산 폐에칭액의 pH가 낮을수록 작아졌으며, 그 값은 최소 $4.5L/m^2{\cdot}h$에서 최대 $23L/m^2{\cdot}h$이었다. 황산 폐에칭액 내 구리이온의 총 배제도는 구리이온의 농도가 클수록, 용액의 pH가 낮을수록 그리고 폐에칭액의 순환유량이 작을수록 낮아졌으며, 황산 폐에칭액의 pH가 1 이상인 상태에서 70% 이상의 구리이온 배제가 가능하였다. NF 막을 12개월 동안 황산용액 내에 보관하여도 투과 플러스 와 구리이온 배제도의 유의한 변화가 없어 SelRO MPS-34 막모듈을 강산 조건에서 1년이상 막모듈의 교체 없이 산성 폐에칭액 처리에의 사용이 가능하였다.
이 논문은 폐휴대전화의 인쇄회로기판(Printed Circuit Board, PCB) 재활용 공정에 대한 전과정평가(Life Cycle Assessment, LCA)와 경제성 평가를 통해, 탄소의 사회적 편익 관점에서 재활용의 사회‧경제적 효과를 정량화한다. 특히, 폐휴대전화의 PCB 재활용을 통한 금속 회수 공정과 전통적인 금속 채굴 및 제련 공정을 비교하고, 2018년과 2030년의 두 가지 발전 믹스를 적용하여 온실가스 배출량 변화를 분석하였다. 분석 결과, 금과 구리의 경우 전통적 채굴 및 제련 과정보다 PCB 재활용 과정에서 각각 6.86배, 3.69배 더 많은 온실가스가 발생한 것으로 나타났다. 그러나 2030년 발전 믹스를 적용할 경우, 재활용 공정에서 발생하는 온실가스 배출량은 구리와 금 회수에서 각각 44.72%, 44.65% 감소하는 것으로 분석되었다. 이는 전기를 주 에너지원으로 사용하는 재활용 공정의 특성에 따른 결과이다. 이산화탄소의 사회적 비용을 고려한 비용편익분석 결과, B/C값이 1.95로 나타나 재활용의 경제적 타당성이 크다는 점이 확인되었다. 그러나 이 결과는 충분한 규모의 폐 PCB 확보 문제와 재활용 공정에서 배출되는 오염물질의 사회적 비용이 모두 고려되지 않았다는 한계가 있다. 본 연구의 결과를 바탕으로, 앞으로 폐 PCB 재활용뿐만 아니라 최근 주목받고 있는 순환경제 및 재활용 공정에 대한 전과정평가를 통한 온실가스 배출량 분석과 탄소의 사회적 비용을 반영한 비용편익분석이 활발히 이어지기를 기대한다.
폐 컴퓨터나 OA기기 중 PCB (Printed Circuit Board)에는 귀금속을 포함한 많은 양의 금속성분이 함유되어 있으며, 본 연구에서는 이들을 분리회수하기 위한 건식처리 기술을 검토하였다. 폐 컴퓨터로부터 얻은 PCB 스크랩을 산화처리한 시료에 대해 정량분석을 실시하고, 함유된 산화물 종류에 대하여 적합한 슬래그계를 선정하여 유가금속을 분리회수하기 위한 산화물 성분의 슬래그화를 시도하였다. 용융작업을 위해 슈퍼칸탈 회전로를 사용하였으며, 이때 도가니 회전이 금속의 회수율에 미치는 영향을 조사하였다.
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.
국내 전자 디스플레이 산업의 고도화된 기술과 평판 디스플레이 제품의 글로벌 점유율은 세계 최고 수준이지만 사용 후 버려지는 폐 디스플레이 제품에 대한 재활용 기술 및 재활용 현황은 아직 글로벌 리더 수준에는 못 미치고 있다. 평판 디스플레이 제품의 짧은 순환주기를 고려할 때, 폐 디스플레이 제품의 재자원화는 전 세계적으로 경제와 환경측면에서 이슈가 되고 있다. 본 연구는 향후 폐 LCD (Liquid Crystal Display) 제품 재활용 플랜트에서 활용할 수 있는 재자원화 데이터베이스를 구축하기 위한 기초연구로 40인치와 42인치 크기의 폐 LCD 제품의 분리해체 방법과 해체 모듈과 부품에서 회수 가능한 유용자원의 종류와 구성비를 분석하였다. 폐 LCD 해체 분석결과를 보면 무게비로 플라스틱은 약 22%, PCB (Print Circuit Board)는 약 9%, 패널부는 약 34%, 이 외 금속류를 포함한 기타는 약 35%의 구성비를 가지고 있었다. 본 연구에서 얻어진 폐 LCD 데이터베이스는 폐 제품의 재활용률 향상은 물론 효율적 재자원화를 통한 경제적 해체 공정 시스템을 구축하는데 기여할 것으로 판단된다.
최근 전자산업의 급격한 성장으로 전자부품스크랩의 발생량 역시 빠르게 증가하고 있다. 특히 전자부품스크랩의 구성부품 중 인쇄회로기판(PCB)은 금, 은, 구리, 주석 및 니켈 등 일반금속부터 귀금속 및 희소금속까지 포함하고 있는 중요한 재활용 대상이다. 하지만 국내에는 일부 대기업을 중심으로 한 PCB 처리 및 재활용 기술이 상용화되어 있으며 그 외 처리량에 대해서는 정확하게 집계되지 않고 있는 실정이다. 이에 따라 몇몇 도시광산 업체 및 연구소, 대학교를 중심으로 기존 대기업 중심의 상용화 공정 외에 PCB로부터 유가금속을 회수하고 원료로 재사용하는 연구가 진행되고 있다. 따라서 본 연구에서는 국내의 폐 PCB의 처리 및 회수현황과 재활용 기술 동향을 분석하였고, 이를 통해 PCB 폐자원의 자원순환 활성화에 기여하고자 하였다.
폐 PCB에는 구리를 포함한 다량의 유가 자원이 포함되어 있으며 이를 회수하기 위한 기술 개발이 꾸준히 이루어지고 있다. 일반적으로 폐 PCB를 재활용하기 위해서는 파쇄 및 분쇄와 같은 물리적 전처리가 필요하다. 그러나 물리적 전처리 과정에서 금속의 손실률이 높고 선별도가 낮아 효율적인 재활용 전처리 공정이 필요하다. 본 연구에서는 폐 PCB에서 효율적인 구리 회수를 위해 열처리와 볼 밀링을 동시에 진행하는 고온밀링공정을 적용하였다. 350 ℃에서 밀링 시간과 밀링 속도, 볼의 무게를 변수로 두어 실험을 수행하였으며 볼의 무게 500 g, 밀링 속도 70 RPM, 볼 밀링 시간 5시간 조건에서 90% 이상의 구리 회수율을 보였다. 회수된 구리의 순도는 약 93%이며, 고온 밀링공정 후 회수된 구리를 후공정을 통해 고순도의 구리로 재소재화 가능성을 확인하였다.
본 연구는 인쇄회로기판(PCB) 제조 시 에칭공정에서 발생되는 구리이온($Cu^{+2}$)을 고농도로 함유한 황산 폐에칭액을 NF 막분리법을 사용하여 에칭액 회수와 구리이온 처리를 효율적으로 수행하기 위한 NF 막여과 공정의 운전 조건을 설정하기 위한 기본 자료를 확보하는데 있다. 이를 위해 미국 Koch사의 SelRO MPS-34 4040 NF 막을 대상으로 구리이온을 고농도(5~25 g/L)로 함유한 모의 황산 폐에칭액의 회분식(dead-end) 나노여과 실험을 수행하여 투과 플럭스와 구리이온의 총괄 배제도를 측정하였다. 이 결과 황산용액에의 막 보관기간이 길수록, 황산용액의 pH가 낮을수록 황산에 의한 NF 막의 손상이 더 크게 발생하여 순수 투과 플러스가 증가하였다. 황산 폐에칭액의 투과 플럭스는 황산용액 내 구리이온의 농도가 증가할수록 막 표면에의 구리이온 농축(농도분극)의 증가에 따라 감소하였으며, 구리이온의 배제도는 구리이온의 농도가 높을수록, pH가 낮을수록, 황산용액 내의 막 보관기간이 길수록 낮아져 초기 37%에서 최소 15% 수준으로까지 감소하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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