초록 ▼

I. 서 론
현재 전 세계 비철금속업계는 자원고갈과 원자재가격의 상승으로 인하여 수입저하의 위기에 직면하고 있는 실정이다. 국내 비철금속업계 또한 원자재를 대부분 해외에서 수입하는 상황이기 때문에 비철금속 재활용과 관련된 연구가 필요하며, 특히 유가금속 회수를 위한 연구가 필수적으로 이루어져야 한다. 국내에서 생산되는 대표적인 비철금속은 알루미늄, 전기동, 연괴 및 아연 등이 있으며, 자동차, 전기·전자, 철강, 건설 및 기계산업에서 중요한 용도로 사용되고 있다.¹
국내의 비철금속 업계의 경우, 자원부

I. 서 론
현재 전 세계 비철금속업계는 자원고갈과 원자재가격의 상승으로 인하여 수입저하의 위기에 직면하고 있는 실정이다. 국내 비철금속업계 또한 원자재를 대부분 해외에서 수입하는 상황이기 때문에 비철금속 재활용과 관련된 연구가 필요하며, 특히 유가금속 회수를 위한 연구가 필수적으로 이루어져야 한다. 국내에서 생산되는 대표적인 비철금속은 알루미늄, 전기동, 연괴 및 아연 등이 있으며, 자동차, 전기·전자, 철강, 건설 및 기계산업에서 중요한 용도로 사용되고 있다.¹
국내의 비철금속 업계의 경우, 자원부족으로 인하여 원재료와 폐동 스크랩 등의 폐동 원재재를 수입하여 제품을 제조하고 있으며, 제품 제조과정 중에는 분진, 오니, 광재 등 다양한 폐기물이 발생한다. 이렇게 발생한 폐기물의 중 일부는 재활용되고, 나머지는 주로 매립하여 처리하고 있으나, 갈수록 매립지확보의 어려움과 주민들과의 마찰로 인하여 대책이 시급한 실정이다.² 이러한 이유로, 현재 비철금속 산업분야에서 발생하는 폐기물의 재활용연구가 반드시 필요하지만, 국내외 비철금속 사업 구조상 비공개적이며 산업 후방에 위치하고 있어 많은 어려움이 존재한다.³ 때문에 비철금속 제련공정에서 발생하는 폐기물에 대한 연구는 미미하며, 국내에서도 비철금속 제련공정 폐기물과 관련된 기술과 연구실적을 찾아보기가 어려운 실정이다.¹

Abstract ▼

Copper-waste consisting of ash, sludge, and slag, which is generated during pyrometallurgical copper-production such as brass bar, copperplate, copper wire, copper ingot and so on, contains materials like Cu, Zn, Pb, Fe, Al, Si, Cd, As etc. Although there are some potential impacts on the surroundin

Copper-waste consisting of ash, sludge, and slag, which is generated during pyrometallurgical copper-production such as brass bar, copperplate, copper wire, copper ingot and so on, contains materials like Cu, Zn, Pb, Fe, Al, Si, Cd, As etc. Although there are some potential impacts on the surrounding environment, significant amount of Cu, Zn, and other valuable metals can be obtained from copper-waste and it can play an important role as a new resource.
The methods for recovery of valuable metals from copper-waste are roughly classified into physical separation process and hyrometallurgical process. The physical separation process is the method that crushes copper-waste and separates ferrous materials by magnetic force. The alkali leaching process using NaOH solutions, which is one of the hydrometallurgical process, is easy and inexpensive to implement of the dissolution of target metals.
Therefore, this study describes a physical and a hydrometallurgical process to investigate the valuable metals recovery from ash, sludge, and slag, which have been generated during pyrometallurgical copper-production, containing major of ZnO, CuO, and CU₂O and minor of Fe₂O₃, Fe₃O₄, SiO₂ etc using devised total-process. First, the experiments of wet magnetic separation were carried out at 250 gauss magnetic force, as well as alkali leaching vs. reaction time using different NaOH concentration ranging from 2 to 5 mol/dm³ at 100 ℃ reaction temperature. Especially, the crushing method for upgrading magnetic separation and alkali leaching was also investigated.
The results showed that there was a need to divide the total-process into three stages based on the physical and chemical characteristics of ash, sludge, and slag. The total-process consists of a first stage with crushing of agglomerate waste under 0.1 mm, a second stage with Fe₂O₃ and Fe₃O₄ recovery from crushed waste after the first stage, and a third stage with alkali leaching under the conditions fixed for 5 mol/dm³ NaOH solutions at 100 ℃ during 2 hrs reaction time after the first or second stage.
On thc basis of thc above data, it was possible to obtain thc ferrous material and the leachate containing cations with Cu and Zn as well as other toxic heavy metals Pb, As, Hg. In addition, the total-process could lead to advanced means of obtaining chemical stabilization of final residue (containing AI, Ca, and Si) left behind after alkali leaching to maintain thc contaminant release under environmentally limited level.

목차 Contents

• 표 지 ... 1
• 목 차 ... 2
• 표 목 차 ... 4
• 그림 목차 ... 6
• Abstract ... 7
• I. 서 론 ... 9
• II. 연구내용 및 방법 ... 10
• 1. 대상폐기물 선정방법 ... 10
• 가. 선정기준 ... 10
• 나. 동 제련공정 사업장 선정 ... 13
• 2. 실험방법 ... 17
• 가. 입도 분포 ... 18
• 나. 광물학적 특성 및 화학적 조성 ... 19
• 다. 중금속 용출 및 함량분석 ... 20
• 라. 자력선별 실험 ... 20
• 마. 알칼리-침술 실험 ... 20
• III. 연구결과 및 고찰 ... 22
• 1. 동 제련 공정 발생 폐기물의 특성 ... 22
• 가. 입도특성 ... 22
• 나. 분진의 화학조성 및 광물학적 특성 ... 24
• 다. 오니의 화학조성 및 광물학적 특성 ... 24
• 라. 광재의 화학조성 및 광물학적 특성 ... 25
• 마. 환경성 평가 ... 29
• 2. 자력선별에 따른 분리특성 ... 31
• 3. 알칼리-침출에 따른 분리특성 ... 34
• 4. 전체처리공정도 고안 ... 38
• 가. 파·분쇄 처리공정의 필요성 ... 38
• 나. 전체처리공정도 ... 38
• 다. 처리공정도에 의한 처리된 잔재물의 안정화 평가 ... 39
• 5. 경제성 평가 ... 41
• IV. 결론 ... 43
• 참고문헌 ... 46
• 끝페이지 ... 48