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[국내논문] 동(Cu) 함유 슬러지로부터 동 전해정련을 이용한 미세 동 분말 합성에 관한 연구
Study on Synthesis of Fine Copper Powder by Electro-refining from Copper Containing Sludge 원문보기

資源리싸이클링 = Journal of the Korean Institute of Resources Recycling, v.27 no.6, 2018년, pp.44 - 52  

이진연 (한국생산기술연구원) ,  손성호 (한국생산기술연구원) ,  박성철 (한국생산기술연구원) ,  정연재 (한국생산기술연구원) ,  김용환 (한국생산기술연구원) ,  이만승 (목포대학교)

초록
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본 연구에서는 동 함유 슬러지로부터 회수된 동 조금속을 황산구리 전해액에서 전해정련 공정 조건을 선택적으로 조절함에 따라 초미세 분말 형태의 동을 회수하고자 하였다. 황산구리 전해액 농도, 인가전류밀도, 첨가제 종류 및 농도에 따라 LSV(Linear Sweep Voltammetry)을 이용하여 초미세 분말 제조가 가능한 인가전류밀도 범위를 설정하여 전해정련 공정을 수행 하였다. 이 때 얻어진 분말에 대해 SEM(Scanning Electron Microscope) 및 PSA(Particle Size Analyzer)를 사용하여 동 분말 형상 및 크기를 분석하였다. 유기첨가제를 사용하지 않은 0.1 ~ 0.4 M 황산구리 전해액 조건에서 동 분말 크기는 인가전류밀도가 한계전류밀도에 가까울수록 감소하였고, 0.2 ~ 0.3 M 황산구리 전해액에서 동 분말 크기가 가장 감소하는 경향을 나타내었다. 또한, 위 실험을 통해 얻은 공정 조건을 바탕으로 유기 첨가제 종류 및 농도를 달리 첨가하여 동 분말 표면 형상 및 크기를 분석하였을 때, Cellulose계 첨가제 2,000 ppm 조건에서 가장 작은 크기(nm급)의 양호한 구형 형태 동 분말을 얻을 수 있었다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this study, copper was recovered from copper containing sludge by selectively controlling electro-refining process conditions in copper sulfate electrolyte solution. Electro-refining process was performed by LSV (Linear Sweep Voltammetry) result according to copper sulfate electrolyte solution co...

주제어

표/그림 (8)

AI 본문요약
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문제 정의

  • 또한, 판 형태의 동을 제조하는 시스템과 동일한 시스템에서 분말 형태의 동을 제조함으로써, 생산 효율성을 높일 수 있을 것이다. 본 연구에서는 전해정련 공정 조건을 조절함으로써 황산구리 전해액 농도 및 인가전류밀도를 최적화하고, 유기 첨가제를 첨가하여 미세 동 분말을 얻고자 하였다.
  • 이때 적용된 첨가제는 동 전해정련 시 일반적으로 사용되는 대표적인 유기첨가제인 Glue계, Thiol계, Glycol계, Disulfide계 및 Cellulose계 등 총 5종류의 첨가제이다. 이전 결과를 바탕으로 0.2 M 황산구리 전해액에서 각 첨가제에 대해 농도에 따른 한계전류밀도를 측정하여 동 분말 제조를 위한 전해정련 공정 수행 시 한계전류밀도에 가까운 전류밀도를 인가하고자 하였다. 첨가제 종류별 농도 10, 500, 2,000ppm에 대한 한계전류밀도를 측정하였다(Table 6).
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
금속 고함유 폐자원의 활용실태는 어떠한가? 현재, 금속 고함유 폐자원 중 금, 은, 동, 니켈 등 일부 금속은 재활용하고 있으나 금속이 저함유되어 있는 폐자원은 대다수 해외로 매각되고 있다. 따라서 금속 저함유 폐자원에서 경제성을 갖는 금속 회수 기술의 필요성이 크다.
동 함유 폐슬러지의 연간 발생량은 얼마인가? 특히, PCB 제조 과정 중 동 등 금속이 함유된 공정 폐액이 다량 발생하며 폐액 내 중금속 제거 공정에서 저농도 동이 함유된 폐슬러지가 발생하게 된다 7) . 현재 발생되고 있는 동 함유 폐슬러지 양은 년간 약 70,000톤이며, 그중에서 저농도 동 함유 슬러지는 년간 약 50,000톤이다. 하지만 이에 대한 동회수 기술 개발이 되어 있지 않아, 향후 기술 개발 시국 내 산업 분야에 동 소재의 안정적인 공급이 가능할 것으로 예상된다 8,9) .
동 조금속을 이용하여 황산구리 전해액에서 전해정련을 수행한 결과, 동 분말의 크기변화는 어떠하였는가? 2. 각 황산구리 전해액 농도에 상관없이 한계전류밀도에 가까운 전류밀도를 인가할수록 동 분말의 크기가 감소하는 경향을 나타내었고, 0.2 ~ 0.3 M 황산구리 전해액에서 비교적 동 분말의 크기가 가장 작았다.
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