폐전지.산화은전지.망간전지.재활용.리튬이온전지.유가금속.Spent battery.silver oxide battery.zinc-carbon battery.lithium ion battery.recycling.valuable metal.
초록▼
연간 만오천통이상 사용되고 버려지는 폐전지의 재활용을 위하여 폐산화은전지,폐망간전지 및 폐리튬이온전지로부터 유가금속을 자원화하는 연구를 수행하였다. 폐산화은전지내 수은의 분리, 회수는 일일 1톤 처리용량의 회전식 반응로 시작품을 제작하여 400 - 700 ℃에서 실험을 하였 으며 이때 싸이클론, 수은 응집기, 배가스 세정장치의 온도 및 수은의 이동을 점검하였다. 배가스 중의 수은농도는 수은측정 키트를 사용하였고 작업장 내 수은농도는 연속식 수은가스 측정 장비를 사용하였으며 잔사내 수은잔류량은 약 3.4 ppm으로 폐산화은전지내 수은
연간 만오천통이상 사용되고 버려지는 폐전지의 재활용을 위하여 폐산화은전지,폐망간전지 및 폐리튬이온전지로부터 유가금속을 자원화하는 연구를 수행하였다. 폐산화은전지내 수은의 분리, 회수는 일일 1톤 처리용량의 회전식 반응로 시작품을 제작하여 400 - 700 ℃에서 실험을 하였 으며 이때 싸이클론, 수은 응집기, 배가스 세정장치의 온도 및 수은의 이동을 점검하였다. 배가스 중의 수은농도는 수은측정 키트를 사용하였고 작업장 내 수은농도는 연속식 수은가스 측정 장비를 사용하였으며 잔사내 수은잔류량은 약 3.4 ppm으로 폐산화은전지내 수은의 99.9 % 이 상이 폐전지로부터 분리되었다. 폐산화은전지 증류잔사로부터 은의 회수는 일회 80 kg 처리용량의 침출조에서 폐산화은전지 시료 40 kg을 질산 2몰용액 400리터에서 60 ℃, 4시간 반응시켜 은을 침출하였으며 염화은으로 침전, 분리시킨 뒤 포도당을 환원제로 사용하여 은 분말을 회수하였다. 잔사의 재침출공정을 포함하여 은의 회수율은 99 % 이상이었으며 반응탱크 용량800리터의 침출장치와 용매 공급조, 침출액 저장조, 염화은 반응조, 은 환원조로 구성된 침출시스템을 참여업체에 설치하여 시운전을 행하였다. 폐망간전지의 물리적 처리는 형상선별, 중량선별, 파쇄, 자력선별 등으로 성분별 분리를 수행하였고 ,분쇄산물의 황산침출시 2몰 $H_{2}$$SO_{4}$, 고액농도 50 g/리터, 60 ℃에서 1시간 반응의 조건에서 과산화수소 10 ml를 환원제로 사용한 결과 아연과 망간의 침출율이 93.3 %, 82.2 %를나타내었다. 침출용액에서 아연과 망간의 회수는 전해채취법을 사용하였으며 석출된 금속은XRD를 사용하여 확인하였다. 폐리튬이온전지 자원화 연구에서는 물리적 선별에 의해 단위전지를 분리하고 열처리에 의해 금속리튬의 폭발성을 제거하였으며 분말상의 전극물질을 선별하는 기계적 처리공정을 개발하여 코발트 등의 유가금속을 60% 이상 농축시켰으며 분쇄산물의 침출은 환원제를 사용한 황산침출(100g/L, 2M $H_{2}$$SO_{4}$,15vol% $H_{2}$$O_{2}$)을 적용하였으며, 이때 코발트 및 리튬의 침출율은 99%를달성하였다. 침출액으로부터 코발트 회수는 전해법과 LiOH 중화침전을 제안하였으며, 침전법으로 수산화코발트를 회수하였고 리튬이 남아있는 용액은 $Na_{2}$$CO_{3}$용액을 첨가하여 Li을 침전 여과 수세한 뒤 $Li_{2}$$Co_{3}$로 회수하였다
Abstract▼
In this research, the ulitmate goals are to develop the commercialized technology of recycling process on spent silver-oxide batteries, lithium ion battery, zinc-carbon and alkaline battery which are composed of the physical and chemical process for extracting and separating valuable metals from spe
In this research, the ulitmate goals are to develop the commercialized technology of recycling process on spent silver-oxide batteries, lithium ion battery, zinc-carbon and alkaline battery which are composed of the physical and chemical process for extracting and separating valuable metals from spent batteries. The contents and scope of this project are ① demonstration of commercializing recycling process on the spent silver oxide battery ② developing recycling technology with the physical and chemical process on the spent zinc-carbon and alkaline battery ③ developing the recycling process for recovering valuable metals from lithium ion battery ④ the recovery of silver from silver/zinc batteries using ammonia based lixiviants ⑤ recovery of cobalt and lithium by electrolysis ⑥ the studies on simultaneous separation and renovation of cathode material from spent LIB cathodic scrap.
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