폐전기전자기기(廢電氣電子機器) 스크랩으로부터 귀금속(貴金屬) 및 유가금속(有價金屬) 회수(回收)를 위한 건식공정(乾式工程) 기술(技術) 현황(現況)

김병수,이재천,정진기,Kim, Byung-Su,Lee, Jae-Chun,Jeong, Jin-Ki 한국자원리싸이클링학회 2009 資源 리싸이클링 Vol.18 No.4

각종 전기전자제품의 제조과정 또는 사용 후 해체 과정에서 배출되는 폐전기전자기기(WEEE) 스크랩으로부터 금, 은, 팔라듐등 귀금속과 구리, 주석, 니켈등 유가금속의 회수는 금속 재활용측면뿐만 아니라 환경 유해물질 저감의 측면에서도 매우 중요하다. 일반적으로 WEEE 스크랩은 여러 종류의 금속과 합금뿐만 아니라 내화 산화물과 플라스틱 성분 등으로 구성된 복합물질이다. WEEE 스크랩에 함유된 귀금속과 유가금속은 가스휘발공정, 건식공정 또는 습식공정으로 회수될 수 있다. 그러나 가스휘발공정과 습식공정은 아직 기초연구단계에 머물고 있는 실정으로, 현재 WEEE 스크랩으로부터 금, 은, 팔라듐 및 구리 등을 회수하기위한 상업적인 플랜트의 대부분은 건식공정으로 이루어지고 있다. 따라서 본 논문에서는 WEEE 스크랩으로부터 귀금속 및 유가금속을 회수하는 건식공정에 대하여 소개하고, 폐동슬래그를 슬래그 형성제로 활용하여 WEEE 스크랩으로부터 귀금속 및 유가금속을 회수하기 위한 규모 확대 실험에 대한 결과를 제시한다. In terms of resources recycling and resolving waste disposal problems, it is very important to recover precious metals like Au, Ag and Pd and valuable metals like Cu, Sn and Ni from the scraps of waste electrical and electronic equipment(WEEE) that consists of detective electrical and electronic parts discarded during manufacturing electrical and electronic equipments and waste electrical and electronic parts generated during disassembling them. In general, the scraps of WEEE are composed of various metals and alloys as well as refractory oxides and plastic components. Precious and valuable metals from the scraps of WEEE can be recovered by gas-phase-volatilization, hydrometallurgical, or pyrometallurgical processes. However, the gas-phase-volatilization and hydrometallurgical processes have been suggested but not yet commercialized. At the present time, most of the commercial plants for recovering precious and valuable metals from the scraps of WEEE adopt pyrometallurgical processes. Therefore, in this paper, the technical and environmental aspects on the important pyrometallurgical processes through literature survey are reviewed, and the scale-up result of a new pyrometallurgical process for recovering the precious and valuable metals contained in the scraps of WEEE using waste copper slag is presented.

곰팡이균(Aspergillus niger)을 이용(利用)한 전자스크랩중 유가금속(有價金屬)의 미생물(微生物) 침출(浸出) 연구(硏究)

안재우,정진기,이재춘,김동진,Ahn, Jae-Woo,Jeong, Jin-Ki,Lee, Jae-Chun,Kim, Dong-Gin 한국자원리싸이클링학회 2005 資源 리싸이클링 Vol.14 No.5

In order to recover valuable metals from fine-grained electronic waste, bioleaching of Cu, Zn, Al, Co, Ni, Fe, Sn and Pb were carried out using Aspergillus niger as a leaching microorganism in a shaking flask. Aspergillus niger was able to grow in the presence of electronic scrap. The formation of organic acids(citric and oxalic acid) from Aspergillus niger caused the mobilization of metals from waste electronic scrap. In a preliminary study, in order to obtain the data on the leaching of Cu, Zn, Al, Fe, Co and Ni from electronic scrap, chemical leaching using organic acid(Citric acid and Oxalic acid) was accomplished. At the electronic scrap concentration of 50 g/L, Aspergillus niger were able to leach more than 95% of the available Cu, Co. But Al, Zn, Pb and Sn were leached about 15-35%. Ni and Fe were detected in the leachate less than 10%. 폐전자스크랩에서 유가금속을 회수하기 위하여 곰팡이균으로 Aspergillus niger를 이용한 Cu, Zn, Al, Co, Ni, Fe, Sn, Pb의 침출 거동을 조사하였다. Aspergillus niger는 전자스크랩의 존재 하에 배양이 가능하였고 신진대사 작용에 의해 유기산(구연산 및 옥살산)을 생성함으로써 폐전자스크랩에서 각 금속들을 침출시키는 것을 알 수 있었다. 예비실험으로 먼저 구연산 및 옥살산을 이용한 화학침출 실험으로부터 Cu, Zn, Al, Co, Fe, Sn, Pb의 침출거동을 조사하였다. Aspergillus niger를 이용한 미생물 침출 실험의 결과 전자스크랩의 농도가 50g/L인 경우 Cu 및 Co의 침출율은 95%이상이었고, Al, Zn, Pb 및 Sn의 경우는 15-35%의 침출율을 나타냈으며 Ni 및 Fe의 경우는 10%이하의 침출율을 보였다.

전자(電子)스크랩의 미생물(微生物) 침출액(浸出液)으로부터 구리 및 주석의 회수(回收)에 관한 연구(硏究)

Ahn, Jae-Woo,Kim, Meong-Woon,Jeong, Jin-Ki,Lee, Jae-Chun 한국자원리싸이클링학회 2006 資源 리싸이클링 Vol.15 No.6

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. A study for recovering of copper and lead from electronic scraps has been carried out using a combination of bioleaching and solvent extraction. It was found that the citric acid generated by Aspergillus niger could be an imporant leaching agent acting in the solubilization of copper, iron, lead and tin from the electronic scrap. Copper could be selectively extracted by 10% LIX84 from the leaching solution and it recoved 99.9% of metallic copper by electrowinning process. Tin and iron were extracted from the remaining solution by 10% Alamine336 and stripped by NaCl solution. Finally, tin could be recovered as a metallic precipitates from the mixed solution of tin and iron by cementation with iron powder.

전자(電子)스크랩에서 구리 및 주석의 회수(回收)를 위한 질산(窒酸) 침출(浸出) 및 침출액(浸出液)에서 유리질산(遊離窒酸) 제거(除去) 연구(硏究)

안재우,서재성,Ahn, Jae-Woo,Seo, Jae-Seong 한국자원리싸이클링학회 2009 資源 리싸이클링 Vol.18 No.5

Fundamental study has been made on the recovery of copper from the electronic scrap by hydrometallurgical process. Nitric acid was used as a leaching agent to dissolve the metals such as Cu, Sn, Pb, Fe etc. from the crushed electronic scraps. TBP was employed to extract nitric acid from the strong nitric acid leaching solutions and to reclaim nitric acid. From the experimental results, Cu was effectively leached by 3.0-4.0 M nitric acid. And 95% of nitric acid in the leaching solution was extracted by 60% TBP, and 98% of nitric acid was stripped from the loaded organic phase by distilled water and it was possible to reuse as a leaching agent. 전자스크랩중에 함유된 구리 및 주석을 습식공정으로 회수하기 위하여 기초 연구를 실시하였다. 침출제로 질산을 이용하여 분쇄된 전자스크랩에서 구리, 주석, 납, 철 등의 금속 성분들에 대한 침출율을 조사하고 최적 침출조건을 제시 하였다. 이러한 질산 침출 용액으로부터 TBP를 이용하여 유리질산을 분리 추출하여 재활용하기 위한 기초 연구를 실시하였다. 실험 결과 3.0-4.0 M 질산으로 구리를 효과적으로 침출시킬 수 있었으며, 질산 침출액 중 유리질산을 60% TBP에 의해 95%정도 추출이 가능하였고, 유기상에 추출된 질산의 98%를 증류수에 의해 탈거하여 질산침출액으로 재사용이 가능하였다.

국내 인쇄회로기판의 재활용 상용화 기술 및 연구동향 분석

안혜란,강이승,이찬기,An, HyeLan,Kang, Leeseung,Lee, Chan-Gi 한국자원리싸이클링학회 2017 資源 리싸이클링 Vol.26 No.4

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. Recently, the amount of electronic scrap is rapidly increasing due to the rapid growth of the electronics industry. Among the components of electronic scrap, the printed circuit board(PCB) is an important recycling target which includes common metals, precious metals, and rare metals such as gold, silver, copper, tin, nickel and so on. In Korea, however, PCB recycling technologies are mainly commercialized by some major companies, and other process quantities are not accurately counted. According to present situation, several urban mining companies, research institutes, and universities are conducting research on recovery of valuable metals from PCBs and/or reusing them as raw materials that is different from existing commercialization process developed by major companies. In this study, we analyzed not only current status of collection/disposal process and recycling of waste PCBs in Korea but also the trend of recycling technologies in order to help resource circulation from waste PCBs become more active.

습식공정에 의한 전자스크랩중의 구리(Cu) 회수 연구 (초)

안재우,소순섭,정진기,이재천 대한금속재료학회 ( 구 대한금속학회 ) 2007 대한금속재료학회 학술대회 개요집 Vol.2007 No.1

廢電子스크랩에서 Thiobacillus ferrooxidans를 이용한 Cu, Al, Zn, Ni, Co, Sn 및 Pb의 浸出

안재우,김명운,정진기,이재천,김동진,안종관,Ahn, Jae-Woo,Kim, Myeong-Woon,Jeong, Jin-Ki,Lee, Jae-Chun,Kim, Dong-Gin,Ahn, Jong-Gwan 한국자원리싸이클링학회 2005 資源 리싸이클링 Vol.14 No.1

폐전자스크랩으로부터 미생물 침출법에 의해 유가금속을 회수하기 위한 기초 연구로 Thiobacillus ferrooxidans를 이용하여 Cu, Zn, Al, Co, Ni, Sn 및 Pb의 침출 거동을 조사하였다. 예비실험으로 각 금속의 침출 거동을 조사하기 위해 먼저 폐전자스크랩 대신 각 금속분말을 이용하여 침출 실험을 실시하였는데, 금속분말의 양이 증가함에 따라 츰출율을 감소하는 경향을 보였으며 각각의 금속분말의 농도가 5 g/L이하에서 Cu, Co 및 Zn의 경우 85%이상의 침출율을 나타내었다. 한편 폐전자스크랩을 이용한 침출실험 결과 고액농도가 100 g/L에서 Cu, Co의 경우는 90%이상의 침출율을 보이고 있으나 Al, Zn 및 Ni의 경우는 40%이하의 침출율을 나타내었다. Pb의 경우는 PbSO$_4$ 형태로 Sn의 경우는 SnO 형태로 침전되어 침출액중으로는 거의 용출되지 않았다. In order to recover valuable metals from the waste electronic scrap, bioleaching of Cu, Zn, Al, Co, Ni, Sn and Pb was carried out using Thiobacillus ferrooxidans as a leaching microorganism in a shaking flask. In a preliminary study, to obtain the data on the leaching of Cu, Zn, Al, Co and Ni, the metal leaching was accomplished using metal powers instead of electronic scrap. The leaching percentaga of Cu, Zn, Co, Al and Ni powers was reduced with the increase of metal power concentration in solution. Below the metal concentration of 0.5 g/L, more than 85% of Cu, Co and Zn powers was leached out. At the electronic scrap concentration of 100 g/L, Thiobacillus ferrooxidans were able to leach more than 90% of the available Cu and Co while Al, Zn and Ni were able to leach less than 40%. Pb and Sn were not detected in the leachate. Pb was precipitated as PbSO$_4$, whereas Sn precipitated probably as SnO.