초록 ▼

최종목표
저품위 광석을 이용한 제련 기술의 현장적용을 위한 기초 설계 및 경쟁력을 갖춘 가원개발 분야 전문 인력 양성
사업내용 및 결과
- 열역학적 모델링 결과 Acid Leaching시 Ni은 pH 0이하에서 Ni²⁺의 이온형태로 존재 하며, Chloride(HCl) Leaching은 pH 7 이하에서 Ni2+ 이온형태로 존재한다.
- Ni의 Acid Leaching 실험결과 10M에서 99.6% 6M에서 97%의 침출효율을 보였으며, Co는 최대 45%, Mg은 최대 78%의 효율로 침출

최종목표
저품위 광석을 이용한 제련 기술의 현장적용을 위한 기초 설계 및 경쟁력을 갖춘 가원개발 분야 전문 인력 양성
사업내용 및 결과
- 열역학적 모델링 결과 Acid Leaching시 Ni은 pH 0이하에서 Ni²⁺의 이온형태로 존재 하며, Chloride(HCl) Leaching은 pH 7 이하에서 Ni2+ 이온형태로 존재한다.
- Ni의 Acid Leaching 실험결과 10M에서 99.6% 6M에서 97%의 침출효율을 보였으며, Co는 최대 45%, Mg은 최대 78%의 효율로 침출 시켰다.
- Chloride Leaching을 통해 Ni은 3M이상의 HCl에서 최대 74.6% 침출효율을 보였으며, 모든 반응은 20분 안에 이루어졌다.
- 4% H₂SO₄에 0.03M H2O2을사용, 온도변화에 따라 10℃에서 Ni은 41.26% Cu는 85.65% Co는 74.90%, 20℃에서 Ni은 64.65%, Cu는 87.79%, Co는 71.91%, 30℃에서 Ni은 79.13%, Cu는 92.80%, Co는 86.97%를 용출 시켰다.
- 열역학적 모델링 결과 Mo는 pH 6이상 Eh 0 volt이상에서 MoO₂^2-의 이온형태로 존재한다.
- NaOH를 이용한 Mo의 가압침출결과 산소와의 반응시간이 Mo 용출에 큰 영향을 미치며, 2M NaOH를 이용하여 3시간 반응시켜 88.2%용출시켰다.
- 몰리브덴 leaching 액에 황산을 볼륨비로 2%(v/v)를 첨가하여 원액속의 약 5g/L의 철이 침철석(Goethite) 형태로 침전 하는 것을 억제 하였다.
- Alamine 304-1 용매를 사용하여 16.5g/L의 몰리브덴을 추출 하였고, E.P급의 NH4OH을 사용하여 O/A ratio가 4 이하에서 99% 이상의 몰리브덴을 역 추출 하였다.
- 몰리브덴이 농축된 역 추출 액에 염산을 이용하여 pH를 2까지 조정함으로서 최종 산물인 3N(99.9%)이상의 몰리브덴산물(MoO₃‧H₂O)을 제조 하였다.
- 20t/day 용량이 처리 가능한 용매추출 Pilot Plant를 설계하고 최적화 하였다.
- Pilot Plant 가동 시 (NH₄)₂SO₄ 침전으로 인한 공정 마비 현상을 재사용 용매의 H₂O를 이용한 Washing를 통하여 해결하였다.
배경
현재 세계적으로 개발도상국의 비약적인 발전과 자원민족주의의 대두로 인하여 에너지 및 기초 원자재 가격의 폭등이 일어나고 있는 상황이며, 앞으로도 이런 상황은 더욱 가속화 되어 질 것으로 예상되어진다. 하지만 우리나라는 80년대 정부의 석탄산업 합리화 조치 및 세계화에 따라 중국 등에서 저가광물이 유입되면서 광업사업이 쇠퇴하였고 사업의 약세는 자원공학을 전공한 인력의 취업률 저조로 이어져 대학 내 자원관련 학과는 대부분 폐지되거나 축소되어 해외 및 국내의 자원개발에 필요한 인력이 절대적으로 부족한 실정이다.
핵심기술의 의의
저품위로 인해 개발하지 못한 국내 광산의 저품위 Molybdenite 활용 기술개 발로 인해 국내 자급률 증대 및 전문 인력 양성을 통한 부가가치 창출
적용분야
우리나라는 현재 몰리브덴나이트(Cu 2%미만, Mo 57%이상)를 톤당 2천 800만원으로 구매하여 배소과정과 제반 과정을 거친 후 MoO3 형태로 톤당 7천만 원으로 판매하여 톤당 약 2천만 원의 이익을 창출하고 있다. 그러나 본 기술의 적용시 국내에서 생산되는 저품위광을 활용함으로서 연간 100억 정도의 수입 대체 효과를 볼 수 있을 것으로 사료된다. 또한 몰리브덴의 사용처가 확장되고 그 중요성이 커지므로 향후 양질의 몰리브덴 원광의 고갈과 더불어 가격상승이 예상됨에 따라 저품위의 원광으로부터 불순물 및 몰리브덴을 침출하여, 몰리브덴 제품을 생산하는 기술은 향후 우리나라의 산업 경제적 측면에서 꼭 개발되어야 하는 기술이며 본 기술의 개발시 수입에 의존도를 줄임으로써 경제적 이익은 물론 산업전반에 사용되는 몰리브덴을 안정적으로 확보할 수 있을 것으로 사료된다.

목차 Contents

• 제출문 ... 1
• 보고서 초록 ... 2
• <주요 연구성과> ... 7
• 목차 ... 9
• 제 1 장 서론 ... 10
• 제 1 절 개발기술의 중요성 및 필요성 ... 10
• 제 2 절 국내.외 관련 기술의 현황 ... 29
• 제 3 절 예상되는 기술적.경제적 파급 효과 ... 51
• 제 2 장 내용 및 방법 ... 54
• 제 1 절 최종 목표 및 평가 방법 ... 54
• 제 2 절 단계 목표 및 평가 방법 ... 55
• 제 3 절 연차별 개발 내용 및 개발 범위 ... 56
• 제 3 장 결과 및 사업화 계획 ... 62
• 제 1 절 연구개발 최종 결과 ... 62
• 1. 연구개발 추진일정 ... 62
• 2. 연구개발 추진실적 ... 63
• 3. 기술개발 결과 (유형 및 무형 성과) ... 151
• 제 2 절 연구개발 추진 체계 ... 152
• 제 3 절 시장 현황 및 사업화 전망(당초 시작 시점의 조사와 변화된 것 위주로 기술) ... 153
• 끝페이지 ... 154