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습식처리법을 이용한 도금폐수내의 잔류 금속 회수방법

출원번호
10-2019-0084176
출원일자
2019-07-12
등록번호
-
등록일자
-
사업화 단계
유사환경에서의 Working Model 검증
기술요약
도금폐수 내에 크롬(Cr), 니켈(Ni) 및 아연(Zn)을 선택적으로 침전시켜 회수할 수 있는 습식처리법을 이용한 도금폐수내의 잔류 금속 회수방법
keyword
금속회수, 폐수 처리, 도금 폐수, 유가금속, 잔류 금속

기술 상세

기술특징 및 효과

  • 중금속의 주요 배출원으로는 산업폐수, 도시하수, 농약 살포 등이 있으며, 산업체 중에서는 도금 공장이나 제련, 피혁, 안료 및 제약 업체 등에서 카드뮴, 아연, 구리, 니켈, , 수은, 크롬 등 생물체에 유해한 중금속을 과량 배출하는 것으로 알려져 있음
  •  이는 상술한 바와 같이, 고함량의 중금속 슬러지로 인한 오염문제와 함께 유효자원이 낭비되고 있는 실정이다.
  • 따라서, 폐수 중의 중금속을 회수하기 위한 처리 방법이 수반되어야 함
  •  기존 금속 회수 방법으로는 수성 스트림에 존재하는 다른 금속 이온의 분리를 위하여, 산소 존재 하에 석출에 의해 코발트(Co), (S) 또는 다른 원소를 산성 수용액에 첨가하여 니켈(Ni) 및 아연(Zn)을 분리하는 방법이 있고, 니켈(Ni)을 포함하는 아연(Zn)의 공동 석출(co-precipitation)을 제어하기 위하여 산소를 배제하는 방법이 있음
  •  이러한 연구는 대부분 수용액 내에서 단일 금속 시스템 또는 임의의 금속 이온을 사용하는 독립형이거나, 때로는 독성이 약한 부가가치 제품으로서의 회복과 관련이 없는 경우도 있었음
  • 본 기술은 도금폐수 내에 크롬(Cr), 니켈(Ni) 및 아연(Zn)을 선택적으로 침전시켜 회수할 수 있는 습식처리법을 이용한 도금폐수내의 잔류 금속 회수 기술로써 이전 기술들이 가진 문제점을 해결할 수 있음
  •  본 기술은 도금 폐수에 잔류하는 다양한 성분의 중금속을 선택적/독립적으로 용이하게 회수할 수 있으며, 회수된 중금속은 재사용할 수 있는 이점이 있음


국내·외 기술동향

[금속 회수 국내 기술 동향]

  • 환경부에 따르면 국내 유가금속 회수 기술은 선진국의 50% 수준이며 희유금속의 경우 이를 추출하여 상용화하거나 재가공하는 기술은 20t5에 그침
  • 금속계 폐기물에서 유가금속을 회수하는 국내 기술 수준은 아직 걸음마 단계로 폐전자 스크랩 표면에 노출된 등 일부 귀금속만 약간씩 회수 가능함-귀금속을 미량 함유하고 있는 경우 금속계 폐기물을 분쇄하여 물리적으로 유가금속과 폐스크랩 부분을 분리하거나, 간단한 전처리 공정을 거쳐 용련 공정에 투입하여 은·아연·구리 등을 회수함
  • 니켈·코발트·안티몬과 같은 다양한 유가금속 회수는 시도하지 못하고 있음-인튬·텔루륨·니켈 등 18가지 금속을 동시에 처리할 수 있는 복합 광물 처리 기술은 일본·벨기에·캐나다 등지에서만 보유함

[금속 회수 해외 기술 동향]

  •  다양한 방법의 유가금속 기술이 상용화 되어, 국내에서 처리하지 않는 니켈 등의 금속도 회수하고 있음-현재 국내 기업이 호주 오스멜트 공법(건식공법)을 도입하여 유가금속 회수를 시도하고 있음
  • 일본이 마츠시타 그룹 산하 사츠시타 에코테크놀로지센터가 20092월 페가전 제품 중 재자원화가 이루어지지 않고 있던 혼합물을 소각하지 않고, 그속만 회수하는 기술을 개발하여, 이를 통해 폐가전 제품을 100% 활용 할 수 있을 것으로 기대됨 
  • 일본 DOWA 홀딩스의 자회사인 코사카세이렌은 리사이클링 원료롤 100% 투입 할 수 있는 신형로 제작에 성공 하였으며, 이 신형로를 이용할 경우 금·은 뿐만이 아니라 비스마스·셀렌 등 18종류의 희귀 금속 회수가 가능함
  • 닛코금속도 금··안티몬·니켈 등 7종류의 금속을 회수할 수 있는 기술을 발명함


국내·외 시장동향 및 전망

[금속 회수 국내 시장 동향]

  • 국내 유가금속 회수시장이 규모는 약 2,200억원으로 추정되며, 국내에서 처리하지 못하는 금속계 폐기물을 국내에서 처리 시, 회수시장 규모는 몇 배 이상 커질 것으로 예상 됨 

  • 우리나라는 금속광물의 99.8%를 해외에서 수입하고 있으나, 타 국가에 비하여 유가금속 재활용률이 매우 떨어짐- 각국의 금속재활용률 중 구리는 일본 70%, 독일 54%, 미국 30%인데 반하여 한국은 12%에 불과함/국내 폐휴대폰은 매년 1,300만대 수준이나 이중 40%만 수거되고 나머지 800만대는 가정에 방치괴도 있으며, 중고 PC등 소형 폐전자제품의 30~50%는 일본 및 중국 등으로 수출
  •  국내에서는 LS-Nikko동제련·고려아연·리싸이텍코리아 등의 기업에서 금속계 폐기물을 가공하여 유가금속을 회수하고 있으나, 한정된 기업만 유가금속 회수 사업을 하고 있어 대부분의 금속계 폐기물을 처리하지 못하고 있음-국내 유가금속 회수 시장은 구리·아연에 집중되어 있고 기타 특수금속의 유가금속 회수는 거의 이루어지지 않으며, 금속계 폐기물의 80% 정도가 국내 처리 능력 부족으로 해외 수출

[금속 회수 해외 시장 동향]

  • 금속계 폐기물로부터 유가금속을 회수하는 산업(이하 도시광산’)이 가장 활발한 국가는 일본으로, 도시광산의 금 축적량은 6,800톤으로 세계 보유량의 15%를 차지하며 화폐가치로 약 200조원 규모로 추정-일본 광물자원연구소의 발표에 따르면 일본 내 폐가전에 포함된 유가금속은 ’ 6만톤(전 세계 매장량의 22%), ‘인듐’ 1,700(전 세계 매장량의 61%)으로 추정됨
  •  일본내 금·인듐 등의 잠재시장 규모는 수백조원에 달하여 관련업체들의 진출이 활발함-도하 홀딩스는 2008년 전체매출의 14%가 도시광산에서 발생되었으며, 영업이익률도 7~8%대로 안정적으로 사업 운영 중/요코하마 금속은 1990년대 중반부터 폐컴퓨터에서 유가금속 회수를 시도하였고, 일본 최초로 휴대폰에서 금을 회수하는 기술을 개발

연구자 소개

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자원순환기술 권위자

김현중교수

우리 연구진은 국내 전략금속의 자원순환을 위한 기술 개발에 초점을 맞추고 있으며, 지속가능한 발전을 함께할 관련 기업 및 관계자분들의 관심과 참여를 환영합니다.

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