초록 ▼

1. 단계최종목표
1) 탄탈륨 기초소재의 국내 순환주기 혁신을 위한 핵심공정의 실용화기술 확보
2) 저급 산화탄탈륨 및 혼합스크랩 원료로부터 기초소재 제조용 고순도 중간물질 제조를 위한 습식제련
공정의 실용화 기술개발
$\circ$ 목표 규모 : pilot scale
$\circ$ 목표 중간물질 : 순도 99.95% 이상의 고순도 $Ta_{2}O_5$, $K_{2}TaF_7$ 순도 99.98% 이상의 고순도 tantalum po

1. 단계최종목표
1) 탄탈륨 기초소재의 국내 순환주기 혁신을 위한 핵심공정의 실용화기술 확보
2) 저급 산화탄탈륨 및 혼합스크랩 원료로부터 기초소재 제조용 고순도 중간물질 제조를 위한 습식제련
공정의 실용화 기술개발
$\circ$ 목표 규모 : pilot scale
$\circ$ 목표 중간물질 : 순도 99.95% 이상의 고순도 $Ta_{2}O_5$, $K_{2}TaF_7$ 순도 99.98% 이상의 고순도 tantalum powder
3) 5N급 초고순도 탄탈륨 잉고트 제조 및 판재 제조 기술개발
$\circ$ 목표 규모 : lab. scale
$\circ$ 목표 기초소재 : 5N 순도의 tantalum Ingot 및 plate
2. 개발내용 및 결과
$\circ$ 원재료로 부가가치가 낮고 수급이 원활하지 못한 스크랩을 대신해 Ta광석 수급로 확보
$\circ$ 불산 사용을 최소화시킬 수 있는 침출 공정 최적화 기술 확보
$\circ$ 불순물 정액공정으로 Cyanex272+TBP에 의한 1차 용매추출, 2-Octanol에 의한 2차 용매추출 공정 최적화 기술 확보
$\circ$ $Ta_{2}O_5$(99.97%) $K_{2}TaF_7$(99.95%) 제조 공정 최적화 기술 확보
$\circ$ 경제성과 환원효율이 떨어지며 대량생산이 불가능한 용융염전해나 Ca열환원 대신 Na열환원 공정 최적화 기술 확보
$\circ$ 광석원료로부터 99.99%이상의 금속 Ta powder까지의 정.제련 일괄공정 최적화
$\circ$ 원재료, 부재료, utility, 감가상각, 인건비, 임대료, 폐수ㆍ대기처리비 등의 제조경비 산출결과로 경제성 확보
$\circ$ 전자빔 버튼 용해법에 의한 5N급 탄탈륨 잉고트(500g) 제조 및 GDMS에 의한 순도 평가
$\circ$ 전자빔 용해.연속주조에 의한 탄탈륭 잉고트(Ø60×250mm, 12kg) 제조
$\circ$ 탄탈륨 판재 제조를 위한 단조 압연가공 기반 기술 및 연구기반 확보
$\circ$ 미세조직 제어를 위한 가공량 및 열처리 조건 확보
$\circ$ 최종 시제품 컷팅 및 표면처리 조건 확보
3. 기대효과(기술적 및 경제적 효과)
$\circ$ 탄탈륨, 니오븀이 포함됨 refractory metal의 분리, 정제 기술 확보
$\circ$ 광석 및 스크랩 용해기술 확보( 난용성의 광물처리 기술 확보 )
$\circ$ 초고순도 금속제조용 고도 분리, 고융점 금속의 고순도 정제기술 확보
$\circ$ 본 과제를 통해 확보된 기술을 바탕으로 Ta을 제외한 기타 다른 고융점 금속의 정.제련에 적용
$\circ$ 원재료의 수입대체를 통해 변동이 심한 시장에 유연하게 대처하며 가격경쟁력 확보
$\circ$ 자원재생을 통해 환경오염 최소화 및 자원활용의 극대화
4. 적용분야
$\circ$ 고융점 금속의 정.제련
$\circ$ 광석으로부터의 습식 제련 분야
$\circ$ 자원개발 및 리싸이클링 분야

목차 Contents

• 표지 ...1
• 제출문 ...5
• 보고서 초록 ...7
• 목차 ...9
• 제 1 장 서론 ...11
• 제 1 절 개발기술의 중요성 및 필요성 ...11
• 제 2 절 국내.외 관련 기술의 현황 ...13
• 1. 탄탈륨의 제련과 용해.정련의 국내 연구동향 ...13
• 2. 탄탈륨의 제련과 용해.정련의 해외 연구동향 ...15
• 제 3 절 기술개발 시 예상되는 기술적.경제적 파급 효과 ...18
• 1. 기술적 측면의 파급효과 ...18
• 2. 경제.산업적 측면의 파급효과 ...19
• 3. 기술개발결과의 활용분야 및 활용방안 ...20
• 제 2 장 기술개발 내용 및 방법 ...21
• 제 1 절 최종 목표 및 평가 방법 ...21
• 제 2 절 2 단계 목표 및 평가 방법 ...24
• 제 3 절 연차별 개발 내용 및 개발 범위 ...27
• 제 3 장 결과 및 향후 계획 ...29
• 제 1 절 단계 연구개발 결과 ...29
• 1. 단계 연구개발 추진 일정 ...29
• 2. 단계 연구개발 추진 실적 ...31
• [주관기관-나인디지트] ...33
• 1. 세부실험내용 ...33
• 2. 선광 ...39
• 3. 침출 ...40
• 4. 용매추출( Solvent Extraction ) ...48
• 5. 추출액으로부터 Ta2O5 제조 방법 실험 ...69
• 6. 추출액으로부터 K2TaF7 제조 방법 실험 ...79
• 7. Ta2O5 & K2TaF7을 이용한 용융염 전해 실험 ...85
• 8. 금속 열환원 실험 ...102
• 9. 결언 ...129
• [위탁기관-1 기관 추진 실적 및 내역( 한국지질자원연구원 ) ] ...131
• 1. 전자빔 버튼용해법에 의한 5N급 Ta 잉고트 제조 실험 및 순도 평가 연구 ...131
• 2. 전자빔 drip 용해에 의한 Ta 잉고트 제조 실험 ...137
• 3. 결언 ...140
• [위탁기관 -2 - 한국생산기술연구원] ...141
• 1. 탄탈륨 판재 제조를 위한 기초 냉간단조 조건 확립 ...141
• 2. 탄탈륨 판재 제조를 위한 기초 열간단조 조건 확립 ...144
• 3. 압연가공에 의한 탄탈륨 판재 제조 최적화 실험 ...151
• 4. 탄탈륨 판재의 열처리 기본 조건 확립 ...156
• 5. 최종 탄탈륨 판재 시제품 제작 ...160
• 6. 탄탈륨 판재 시제품의 미세조직 분석 ...164
• 7. 압연속도에 따른 특성 분석 ...169
• 8. 압하율에 따른 특성 분석 ...170
• 9. 결언 ...171
• 3. 각 기관/기업별 추진 내역 ...173
• 가. 세부주관기관 : 나인디지트 ...173
• 나. 위탁1기관 : 한국지질자원연구원 ...173
• 다. 위탁2기관 : 한국생산기술연구원 ...173
• 4. 기술개발 결과의 유형 및 무형 성과 전체를 기재 ...174
• 가. 유형의 성과 ...174
• 나. 무형의 성과 ...180
• 제 2 절 시장 현황 및 사업화 전망 ...182
• 1. 탄탈륨의 시장수요 ...182
• 2. 가격동향 ...182
• 3. 한국의 탄탈륨 관련 품목의 수출입 동향 ...183
• 4. 향후 탄탈륨 산업 전망 ...184
• 제 3 절 차기 단계 계획 ...186
• 제 4 절 기업 재무건전성 현황 ...188
• 참고문헌 ...189