A large amount of $2.1{\times}10^6m^3$ of polluted sediment was dredged from the Masan Bay and deposited in Gapo confined area, Masan, Korea. The six representative sediments were obtained and analyzed for issue components. The data was discussed with the species of benthos and their distribution. It was judged that toxicological effects of sediment analyzed ranged from ERL to ERM with copper and zinc, and ERL with cadmium, chrome, lead and nickel by the Adverse Biological Effects. The dredging index (DI) of sediments stabilized for 10 years since dumping the confined site was calculated and compared with the DI values of dredged sediment itself. DI values decreased from 0.67 to $0.07{\sim}0.18$, which reflects DI value less than 0.2 is good for benthos in the sediment by the natural recovery of dredged materials. The ecological recovery was confirmed in this confined area as a habitat of benthic organisms.
Recovery of heavy-metallic component from a waste solution of factory was undertaken by the solar cell electricity. The solution was obtained from an electrolytic etching process of 316L stainless steel. The electrolysis of the solution for recovery of heavy metallic components was made with platinum plated titanium mesh anode and copper plate cathode. Analysis for the solution and electro-winned materials were made by EDS, XRD and SEM. Iron, chromium, and sulfur components were recovered on the cathode from the solution. Result of EDS analysis for the electro-winned materials revealed that some metal oxide were contained in the recovered material. The recovered materials were expected to have metallic form only by the electrolysis, but metal compounds were contained because of weak solar cell power. Nickel and manganese component in the solution doesn't recovered by this electrolysis process, but they made a sludge with phosphoric acid in the solution.
도금공장에서 발생하는 폐수에는 니켈 등 중금속이 고농도로 함유되어 있어 그 처리가 매우 어려운 편이며, 최근에는 공해물질의 발생을 사전에 예방하는 공정을 도입하거나, 발생된 폐수 및 폐기물을 적절히 처리하여 재활용하는 청정기술이 도입되는 추세이다. 본 연구에서는 니켈 도금 공정에서 발생되는 폐수를 대상으로 이온교환과 전기투석 공정을 이용하여 니켈의 회수가능성 및 효율을 평가하였다. 이온교환수지 5 종을 이용한 이온교환 실험결과 S 1467(gel-type 강산성 양이온 교환수지)의 교환용량이 가장 높았으며 재생실험결과 4 N HCl을 재생재로 사용한 경우에서 재생율 및 재생농도가 가장 높았다. 전류밀도, 전극액 농도, 농축액 및 전극액 유량을 변화시켜가며 운전한 전기투석 실험결과 최적의 운전조건은 전류밀도 $250A/m^2$, 전극액 농도 2 N $H_2SO_4$, 전극액 및 농축액 유량 30 mL/min였다. 이온교환수지 500 mL를 사용한 이온교환 scale-up 실험결과 S 1467 수지의 교환용량은 1.88 eq/L resin, 재생율은 93.7% 이었고 cell pair 수를 2개로 증가시킨 전기투석의 scale-up 실험결과, 농축 및 희석효율은 증가하였으나, 전류효율은 일정하였다.
해마다 전 세계적으로 약 4천만 대, 우리나라에서는 약 55만 대의 자동차가 그 수명을 다하고 폐차장으로 보내지고 있다. 폐차에 의한 환경오염을 줄이기 위하여 각 국은 규제를 강화하고 있으며 EU(European Union)에서는 현재 84%에 머무르고 있는 재활용율을 2015년까지 95%로 올릴 것을 요구하고 있다. 자동차 중량의 75%를 차지하는 철은 95% 이상의 높은 재활용율을 보이고 있으나 나머지 25%를 구성하는 플라스틱, 유리 고무 등의 비금속류와 구리, 니켈 알루미늄 등의 비철금속류는 재활용율이 이에 미치지 못하고 있다. 따라서 95%의 재활용 요구를 만족시키기 위해서는 비철금속류의 재활용이 획기적으로 향상되어야 한다. 본 논문에서는 자동차에서 가장 많이 사용되는 비철금속인 구리와 니켈 재활용 향상을 통하여 전체 재활용율 변동을 산출하고자 한다.
본 연구의 목적은 건식 공정을 통해 폐전지에서 금속을 회수하는 것이다. 특히, 열처리 온도를 변수로 하여 공정 중에 발생되는 액상 및 기상상태의 생성물과 공정 후에 회수되는 고상상태의 생성물에 대하여 정성 및 정량적으로 분석하여 비교하였다. 폐전지의 커버를 제거한 후, NaCl 용액에 존치하여 방전시켰다. 폐전지를 파쇄과정을 통하여 가루형태로 만들어서 산소 분위기의 튜브 전기로에서 폐전지의 용융실험을 수행하였다. 리튬이온 폐전지는 반응온도 850 ℃에서 고체상태 생성물의 회수율은 80.1 wt%이었고, 주성분은 27.2 wt%의 코발트이었으며 그 외 리튬, 구리, 알루미늄 등이 미량 존재하였다. 니켈-수소 폐전지는 반응온도 850 ℃에서 회수율이 99.2 wt%로 건식공정으로부터 손실되는 금속이 거의 없었으며 약 37.6 wt%의 니켈이 주성분이었다. 그 외, 철을 포함하여 여러 금속을 가지고 있다. 니켈-카드뮴 폐전지는 온도가 증가할수록 카드뮴이 기화되면서 회수율이 65.4 wt%까지 낮아진다. 반응온도 1050 ℃에서 회수된 고체상태의 주 금속성분은 41 wt%의 니켈과 12.9 wt%의 카드뮴이었다. 또한 니켈-카드뮴 폐전지는 다른 이차 폐전지로부터 검출되지 않은 벤젠과 톨루엔 성분이 기체상태의 생성물에서 검출되었다. 본 연구 결과는 폐 이차전지의 건식 리사이클링 공정 연구에 기초 자료로서 활용 가능하다.
Disposal of hazardous ions in the aqueous streams is a significant industrial waste problem.. Waste streams from electronics, electroplating, and photographic industries contain metal ions such as copper, nickel, zinc, chromium(IV), cadmium, aluminum, silver, and gold, amongst others in various aqueous solutions such as sulfates, chlorides, fluorocarbons, and cyanides. Typical plating solutions having similar compositions are listed in Table 1. Spent process streams in catalyst manufacturing facilities also contain precious metals such as Ag, Pt, and Pd. Developing an effective recovery process of these metal ions for reuse is important.
For the production of $B^{30}-homoserine$ insulin analog as a novel anti-diabetic drug, the fermentative study was attempted for the maximal gene expression of HTS-fused $B^{30}-homoserine$ insulin precursor in the recombinant Escherichia coli cells. In a batch fermentation, the maximal production of insulin precursor as much as 38.95 mg/L-h, which occupied more than 12.8% of total cell protein. was achieved when the gene expression was induced by 0.5 mM IPTG at the middle logarithmic growth phase. The HTS-fused $B^{30}-homoserine$ insulin precursor was recovered from a batch culture through the processes of cell harvest, collection of insoluble fraction after sonication and purification by nickel affinity column chromatography. The isolated insulin precursor was 14 mg/L with a recovery yield of 35.9% of expressed gene product. The insulin A and B chain mixture was recovered after the insulin precursor was subjected to CNBr cleavage and purified by nickel affinity column chromatography. The isolated insulin chains were then sulfitolyzed with sodium thiosulfat and sodium tetrathionate, and reconstituted to insulin analog with ${\beta}-mercaptoethanol$, followed by purification with CM-Sepharose C-25 column chromatography.
A micro organism Agrobacterium tumifacient as an immobilized cell on a solid support was presented as a new biosorbent in a simple and sensitive spectrophotometry determination of Ni(II) in various samples using 4-hydroxy benzaldehyde-4-bromophenyl hydrazone as a color developing agent (λmax 497 nm) at pH 4.0 ± 0.2. Beer's law was obeyed over the range of 0.01-0.1 μg L-1. The molar absorptivity and Sandell's sensitivity were 1.285 × 105 L mol-1cm-1 and 0.007245 μg cm-2 respectively. Under these conditions, the preconcentration factor obtained was 82, and the detection limit achieved was 0.05 μg L-1. The detailed study of various interfering ions made the method more sensitive and selective. The recovery of Ni(II) from various samples range from 97.75 to 99.35%. The present method was successfully applied for the determination of Ni(II) in spiked, natural water and alloy samples. The proposed method was compared with reported methods in terms of Student's ‘t'-test and Variance ratio ‘f'-test which indicates that there is no significant difference between proposed and literature method at 95% confidence level.
무전해 도금은 석출응력이 낮고 작업하기가 용이하기 때문에 산업분야에 있어서 중요한 역할을 한다. 무전해 도금 공정에 있어서, 니켈금속은 차아인산염, 아미노보레인 혹은 수소화붕소 화합물($HBF_4$)에 의한 니켈이온의 화학적 환원에 의해 도금된다. 환원반응이 진행함에 따라서 도금액 중에서 니켈과 차아인산염 이온은 감소한다. 이에 이러한 이온을 보충하기 위하여 도금액 중에 황산니켈과 차아인산나트륨이 일반적으로 첨가된다. 하지만 축적된 인산염, 황산염, 나트륨과 이외의 물질이 전착 박막의 품질을 떨어뜨리고 도금액은 폐기되기도 한다. 니켈회수 속도는 종래의 50% 이하였던 것이 90%이상으로 향상되었다. 이온교환법은 니켈도금 폐액으로부터 니켈회수에 필요한 친환경적이고 원가절감의 기술이라고 사료된다. 특히, 갈탄이 저렴하고 양이온 교환성능이 뛰어나다. 이유는 -COOH, -OH 등의 기능성 그룹을 갖기 때문이다. Fe-P 화합물은 식물에 유용하지 못하고 마그네슘과 칼슘 기반의 석출물은 저렴하고 취급이 용이하며 비료와 같이 재활용이 가능하기 때문에 일반적인 인의 제거 수단이 될 수 있다. 본고에서는 니켈도금 폐액으로부터 인을 제거하는 데 $Ca(OH)_2$, $CaCl_2$와 $CaCO_3$를 채택하여 인이 제거되는 정도를 비교하였고 니켈회수율을 높이기 위하여 갈탄을 사용하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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