초록 ▼

최종목표
○ ITO 폐타겟을 재활용한 Sn 및 Zn 고도 분리·정제기술 개발
○ 고순도 Sn/Zn계 용액으로부터 SnO₂/ZnO 나노분말 합성기술 개발
개발내용 및 결 과
○ 공정 중 부산물 정제하여 고순도 산화주석 및 산화아연 제조
○ 타겟 원료로 사용.
○ 타겟 제조처에 납품 하기 위한 사업화
○ 수입 대체 효과 및 소재 원료 국산화 실현
기술개발배경
○ 디스플레이 산업의 핵심소재인 ITO 타겟의 핵심원료인 SnO₂의 원료를 국산화.
○

최종목표
○ ITO 폐타겟을 재활용한 Sn 및 Zn 고도 분리·정제기술 개발
○ 고순도 Sn/Zn계 용액으로부터 SnO₂/ZnO 나노분말 합성기술 개발
개발내용 및 결 과
○ 공정 중 부산물 정제하여 고순도 산화주석 및 산화아연 제조
○ 타겟 원료로 사용.
○ 타겟 제조처에 납품 하기 위한 사업화
○ 수입 대체 효과 및 소재 원료 국산화 실현
기술개발배경
○ 디스플레이 산업의 핵심소재인 ITO 타겟의 핵심원료인 SnO₂의 원료를 국산화.
○ ITO 대체재, 태양전지용 투명전극의 핵심 재료, 자외선 차폐재, 전자세라믹 재료(Varistor)인 ZnO 나노분말의 국산화.
○ 삼성코닝 등 국내 소재업체와의 연계를 통해 품질 최적화를 통한 사업화 진행.
○ 기술력부족으로 폐기‧매립되고 있는 희소자원의 재활용뿐만 아니라, 대일무역적자 해소와 디스플레이, 에너지 소재분야의 경쟁력 향상에 중요한 성과를 이룩하리라 사려됨.
핵심개발기술의 의의
○ 폐기물를 재활용하여 자원의 낭비를 막으며 폐자원을 원료로 하기 때문에 cost 절감 효과 큼.
○ 타겟 소재 4N 급 이상 개발로 기존 전량 수입에 의존하던 소재를 전량 국산화 실현 가능.
○ 순도/입도/BET 조건 최적화 실현으로 기술적 한계 극복
적용분야
○ ITO, IZO 등 디스플레이용 산업의 투명 전극용 타겟
○ 태양전지용 투명전극, 자외선 차폐재, 전자 세라믹 재료.

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 5
• 기술개발사업 최종보고서 초록 ... 6
• 기술개발사업 주요 연구성과 ... 10
• 목차 ... 14
• 제 1 장 서론 ... 19
• 제1절. 개발기술의 중요성(필요성) ... 19
• 1. 연구개발 시 예상되는 파급효과 및 활용방안 ... 19
• 제2절 국내·외 관련기술 현황 ... 20
• 1. 해외 기술 현황 ... 20
• 2 국내기술현황 ... 21
• 제 2 장 기술개발 내용 및 방법 ... 22
• 제1절 최종 목표 및 평가 방법 ... 22
• 1. 최종목표 ... 22
• 가. 정량적 목표 ... 22
• 나. 연차별 평가착안점 및 기준 ... 23
• 제2절 연차별 개발 내용 및 개발 범위 ... 24
• 1. 분리·정제 기술 개발 내용 및 범위 ... 24
• 가. 개발목표 ... 24
• 나. 개발내용 및 개발범위 ... 24
• 1) 1차년도 ... 26
• 가) 폐ITO타겟 재활용 공정 중 발생하는 Sn의 분리·정제 기술개발 ... 26
• 나) 폐타겟 재활용 용액으로부터 고순도 Zn계 용액 분리‧정제 기술개발 ... 26
• 다) 고순도 Sn/Zn계 용액으로부터 나노 SnO2, ZnO 나노분말 제조공정 개발 ... 26
• 2) 2차년도 ... 27
• 가) 개발목표 ... 27
• 나) 개발내용 및 개발범위 ... 27
• 3) 3차년도 ... 29
• 가) 개발목표 ... 29
• 나) 개발내용 및 개발범위 ... 29
• 2. 산화아연 제조 연구개발의 목표 및 내용 ... 30
• 가. 최종목표 ... 30
• 1) 1차년도 ... 30
• 가) 개발목표 ... 30
• 나) 개발내용 및 개발범위 ... 30
• 2) 2차년도 ... 30
• 가) 개발목표 ... 30
• 나) 개발내용 및 개발범위 ... 30
• 3) 3차년도 ... 31
• 가) 개발목표 ... 31
• 나) 개발내용 및 개발범위 ... 31
• 3. 산화주석 연구개발의 목표 및 내용 ... 32
• 가. 최종목표 ... 32
• 1) 1차년도 ... 32
• 가) 개발목표 ... 32
• 나) 개발내용 및 개발범위 ... 32
• 2) 2차년도 ... 32
• 가) 개발목표 ... 32
• 나) 개발내용 및 개발범위 ... 33
• 다) SnO2 입자의 형상 제어 기술 연구 ... 33
• 3) 3차년도 ... 33
• 가) 개발목표 ... 33
• 나) 개발내용 및 개발범위 ... 33
• 제 3 장. 결과 및 사업화 계획 ... 35
• 제 1 절 연구개발 최종 결과 ... 35
• 1. 아연 정제 ... 35
• 가. 아연의 일반현황 ... 35
• 1) 아연의 기술적 특성 ... 35
• 나. 연구개발의 이론적 배경 ... 37
• 1) 아연 회수 기술 ... 37
• 1-1) 건식제련 ... 37
• 1-2) 습식제련 ... 38
• 다. 용매추출 장치 ... 42
• 1) 혼합-침강형 추출장치(Mixer-settler) ... 42
• 2) Column형 추출장치 ... 44
• 3) 원심분리기형 추출장치 ... 45
• 라. 금속원소의 용매추출 ... 46
• 1) 분배비 ... 46
• 2) 추출제(extractancts) ... 47
• 3) 희석제(Diluents) ... 47
• 4) Modifier ... 48
• 5) Seperation Factor(β) ... 48
• 6) 다단연속식 용매추출 ... 49
• 7) 분배등온곡선 ... 50
• 8) McCabe-Thiele diagram ... 50
• 9) 탈거(stripping) ... 52
• 마. 아연의 연구결과 및 고찰 ... 53
• 1) 시료 및 실험 방법 ... 53
• 가) 원료 ... 53
• 2) 실험 방법 ... 55
• 3) 아연 회수 ... 59
• 가) Batch Test ... 60
• 나) pH 등온 곡선 (pH Isotherm Diagram) ... 60
• 다) 추출 Kinetics ... 65
• 라) Scrubbing Test ... 66
• 마) 분배등온곡선 (Distribution Isotherm) ... 68
• 바) 아연 탈거 특성 ... 69
• 4) 아연 연속 용매추출공정 ... 70
• 가) 연속공정에서 아연의 추출 특성 ... 72
• 나) 아연의 세정 특성 ... 77
• 다) 아연의 역추출 특성 ... 82
• 5) 전해채취에 의한 아연의 회수 ... 85
• 2. 산화아연 제조 기술개발 ... 90
• 가. 산화아연 합성법 종류 및 실험 방법 ... 90
• 3. 주석 정제 기술 개발 ... 107
• 가. Sn의 전해정련 이론 ... 107
• 1) 전해공업의 장점 ... 107
• 2) 전해공업의 단점 ... 107
• 3) 분극(Polarization) ... 109
• 4) 분해전압 ... 110
• 5) 농도과전압 ... 112
• 6) 전극재료의 선택 및 금속의 석출전위와 수소과전압과의 경합 ... 115
• 7) 금속의 전해석출과 결정의 성장 ... 116
• 나. Sn의 정제 ... 118
• 1) 원료 ... 118
• 2) 세척 공정 ... 119
• 3) 전해정련을 통한 주석 정제 ... 123
• 4) Scale up 주석 전해정련 ... 125
• 4. 산화주석 제조 기술개발 ... 127
• 1) 목표 ... 127
• 2) 분말 입도 조건 도출 ... 127
• 3) Scale up 산화주석 합성 ... 131
• 4) 입도 조건 도출 ... 132
• 2. 결론 ... 150
• 제 3절 사업화 계획 및 전망 ... 152
• 1. 사업화 계획 ... 152
• 2. 시장 현황 및 전망 ... 152
• 참고문헌 ... 154
• 끝페이지 ... 156