초록 ▼

1. 최종목표
○ 알칼리 촉매를 이용한 웨이퍼링 폐 슬러지로부터 오일을 분리하는 기술 및 장치 개발
- 웨이퍼링 폐슬러지로부터 오일을 분리할 수 있는 최적조건 확립
- 오일분리 개념 설계 및 분리장치 구성
- 알칼리 촉매의 최적선정과 오일 분리공정의 확립
- 재활용을 위한 중화처리 조건 확립
2. 개발내용 및 결과
1) 개발 내용
① 물리적 분리기술 개발 확립
- 원심분리 최적 조건 확립
- 시약 별 원심분리 특성 실험과 최적 조건 확립
② 화학적 반응을 통한 오일 분리공정

1. 최종목표
○ 알칼리 촉매를 이용한 웨이퍼링 폐 슬러지로부터 오일을 분리하는 기술 및 장치 개발
- 웨이퍼링 폐슬러지로부터 오일을 분리할 수 있는 최적조건 확립
- 오일분리 개념 설계 및 분리장치 구성
- 알칼리 촉매의 최적선정과 오일 분리공정의 확립
- 재활용을 위한 중화처리 조건 확립
2. 개발내용 및 결과
1) 개발 내용
① 물리적 분리기술 개발 확립
- 원심분리 최적 조건 확립
- 시약 별 원심분리 특성 실험과 최적 조건 확립
② 화학적 반응을 통한 오일 분리공정기술 개발
- 순수 용매 특성 실험과 온도에 따른 분리능 특성 실험
- 휘발성 용매에 대한 분리특성 실험
- 미량의 금속성 불순물 제거를 위한 산성 용매 적용 실험
- 알칼리성 용매에 대한 분리능 특성 실험
- 최적의 조건을 이용한 공정 확립 실험
③ 경제성 있는 반응 장치 및 공정 개발
- 원심분리 공정과 화학약품 처리 공정의 연계 공정 개발
- 설계인자 조건에 따른 Pilot Process Line의 구성 및 설계
2) 개발 결과
○ 원료의 FE-SEM 및 EDS, XRD 분석 결과
- 폐실리콘 슬러지 원료 내 Si, SiC 등의 물질이 주로 분포, 분리 대상 확인
○ 물리적 분리 실험 결과
- 원심분리에 의해 분리성능 향상
- 원심분리 조건 설정 : 3000rpm 및 60분 최적시간 설정
- 온도에 따른 원심분리 영향 : 50℃ 온도범위에서 최적 분리
○ 물 혼합 실험 결과
- 30 v/v% 부피비로 혼합 시 최적 분리
○ 분리능 향상을 위한 다양한 시약 적용 실험 결과
- 아세톤, CH2Cl2, KOH, HCl, HF, NaOH, Na2CO3를 각 농도별로 제조하여
폐실리콘 슬러지에 적용한 결과 NaOH 0.3N 농도에서 가장 우수한 고-액
분리현상 발현
○ 최적 조건 확립
- 최적의 고-액분리 효과를 나타내는 시약을 선정, 폐실리콘 슬러지에 적용
- 분리액의 pH를 시제품과 동일하게 제조하기 위한 실험 실시
- 희염산 처리 후 NaOH 적용 결과 가장 우수한 분리효과 발현
○ 부가적으로 재활용이 가능한 실리콘 고형물의 생성
- 분리되어진 고형물의 기기분석을 통해 고형물 재활용 가능성 확인 완료
○ 공인분석기관 평가완료 : 정량적 목표 모두 달성
3. 사업성과
(1) 기술적 성과
○ 폐실리콘 슬러지내 절삭유의 재활용 단위공정에 대한 원천기술 확보
○ 참여기업 기술이전에 따른 기업 기술 및 가격 경쟁력 향상
○ 태양광 재활용 요소기술 확보에 따른 친환경 기술 확보
○ 현재까지 불모지인 폐실리콘 슬러지내 절삭유 재활용 관련 기술의 선점
(2) 경제적 성과
○ 기존의 증류 및 필터방식에 비해 초기 시설투자비가 50% 절감
○ 기존 증류방식의 200℃ 고온처리를 40℃ 저온처리로 전환, 에너지 비용 절감
○ 기존 제품 대비 Max. 50% 까지 처리비용 절감 효과
○ 절삭유 재활용에 따른 경제적 효과(국내 총시장 : 22여억원)
(3) 사회적 성과
○ 국내 실리콘 산업의 재활용 의지 활성화에 따른 관련 산업 매출 향상 예상
○ 실리콘 관련 산업 및 기존 기반산업의 환경(재활용)인력 창출 기대
○ 친환경 기업으로의 이미지 확보와 재활용률 향상을 위한 기술확대 기대
4. 기술개발결과 활용계획
○ 본 기술개발을 통해 개발된 지적재산을 참여업체로의 기술 이전을 통해 기업체와의 상생 도모
○ 폐실리콘 슬러지 재활용 관련기술의 응용 및 상용화 추진
○ 본 기술개발로 얻어진 재활용 기타 요소기술에 대한 지식재산권 확보 계획
○ 고-액분리로 제조된 저렴한 국산 재활용 절삭유 제조 원천기술 확보
○ 제조공정 표준화 추진과 이에 따른 작업 표준화
○ 국가 공인인증 합격에 따른 판매 추진
○ 전문 거래처를 활용한 위탁 판매 진행
○ 전국의 태양광 업체에 대한 재활용 제품의 우수성 홍보 추진
○ 지속적인 업체와의 교류 정례화와 기술 지도를 통해 다양한 연구 활동 및 지식을 습득할 수 있는 계기 마련 기회 제공
○ 참여기업이 절삭유 원료 시장 점유율을 향상시킬 수 있도록 지속적인 선진기술을 제공하고 이에 따른 매출향상과 더불어 고용 창출을 도모하고자 함
○ 기계, 전기, 전자, 화학 산업 등의 다양한 실리콘 가공산업 공정에 저급용 오일로 활용
○ 폐기물 재활용에 의한 경제적 가치 상승, Green Process 실현 및 친환경성 증대
5. 기술개발자료의 보안관리
◦ 보안등급 분류기준에 따른 등급부여 및 관련 의견 기술
◦ 연구개발의 기술임치 및 특허 출원·등록 실적 : 특허 등록 1건

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 개 발 결 과 의 견 서 ... 2
• 최종보고 요약서 ... 3
• 목 차 ... 6
• 제 1 장 서 론 ... 8
• 제 1 절 기술개발 필요성 및 현황 ... 10
• 1. 개발대상기술의 개요 및 현황 ... 10
• 2. 개발대상기술의 중요성(필요성) ... 12
• 3. 국내·외 관련 기술의 현황 ... 13
• 제 2 절 기술개발 내용 ... 16
• 1. 주요 핵심 기술 및 차별화 전략 ... 16
• 2. 기술개발 개요 ... 17
• 제 2 장 과제개발 내용 및 방법 ... 20
• 제 1 절 이론적 고찰 ... 20
• 1. 웨이퍼 제조 공정 중의 실리콘 슬러지 ... 20
• 2. 실리콘 슬러지 재활용 기술개발 동향 ... 24
• 3. 절삭유의 개념, 기능 및 명명법 ... 28
• 4. 절삭유의 성분 ... 30
• 5. 절삭유의 분류 ... 31
• 6. 수용성 절삭유 종류 및 화학적 특성 ... 33
• 7. 절삭유의 분리 ... 35
• 제 2 절 기술개발 목표 및 개발내용 개요 ... 37
• 1. 개발 목표 ... 37
• 2. 개발내용 및 범위 ... 38
• 제 3 절 개발 내용 및 방법 ... 40
• 1. 재료(Materials) ... 40
• 2. 실험 장치 및 기구(Experimental Apparatus) ... 41
• 3. 분석(Analysis) ... 43
• 4. 실험 방법(Experimental Method) ... 43
• 제 4 절 실험 결과 및 고찰 ... 46
• 1. 실리콘 폐슬러지 원시료 기기분석 ... 46
• 2. 오일 분리 실험 ... 48
• 3. 최적화 실험 ... 68
• 4. 부가적인 재활용 물질의 생성 ... 72
• 5. 경제적 효과 예측 ... 75
• 6. Pilot plant 설계 및 시제품(장치) ... 76
• 7. 특허 출원 ... 78
• 참 고 문 헌 ... 79
• 제 3 장 사업성과 ... 80
• 제 1 절 기술적 성과 ... 80
• 제 2 절 경제적 성과 ... 80
• 제 3 절 사회적 성과 ... 80
• 제 4 장 결론 ... 81
• 제 1 절 실리콘 폐슬러지 원시료의 기기분석 ... 81
• 제 2 절 오일 분리 실험 ... 81
• 1. 원심분리 실험 결과 ... 81
• 2. 물 혼합 실험 결과 ... 82
• 3. 시약 별 적용 결과 ... 82
• 4. 최적화 실험 결과 ... 82
• 5. 기타 ... 83
• 제 3 절 경제적 효과 예측 ... 84
• 제 4 절 공인분석기관 테스트 결과 ... 85
• 제 5 절 향후 계획 ... 86
• 부 록 ... 87
• 끝페이지 ... 87