초록 ▼

최종(연차)목표
○ 하드 스크랩의 소재화 기술 개발
- 부산물 활용 금속용매합금화 공정기술 개발
(분쇄율 ≥ 80 %, 하드스크랩 분쇄 입도 ≤ 1,000 μm, 산화배소율 ≥ 85%)
- 텅스텐, 코발트, 알루미나 정제 공정기술 도출
(W, Co 침출율 ≥ 80%, 순도 95% 이상, WO₃ 중 Al 농도 ≤100 ppm)
- 하드스크랩으로부터 분리된 탄화물을 활용한 WC 기반 탄화물/금속 복합체 제조 기술 개발
(탄화물 내 탄소비율 > 43 at.%, 탄화물 내 η상 비율

최종(연차)목표
○ 하드 스크랩의 소재화 기술 개발
- 부산물 활용 금속용매합금화 공정기술 개발
(분쇄율 ≥ 80 %, 하드스크랩 분쇄 입도 ≤ 1,000 μm, 산화배소율 ≥ 85%)
- 텅스텐, 코발트, 알루미나 정제 공정기술 도출
(W, Co 침출율 ≥ 80%, 순도 95% 이상, WO₃ 중 Al 농도 ≤100 ppm)
- 하드스크랩으로부터 분리된 탄화물을 활용한 WC 기반 탄화물/금속 복합체 제조 기술 개발
(탄화물 내 탄소비율 > 43 at.%, 탄화물 내 η상 비율 < 2%,Hv > 17 GPa, KIC > 5.5 MPa·m^1/2)

개발내용 및 결과
○ 개발된 금속용매합금화 공정으로부터 폐알루미늄캔 부산물을 활용한 텅스텐 카바이드 하드 스크랩의 파·분쇄가능성을 확인하였으며, 또한 분쇄율 80% 이상으로 1,000 μm이하의 입도 크기로 분쇄하여 산화배소하여 85% 이상의 산화배소율을 달성하였음
○ WC-Co 분말로부터 텅스텐/코발트 침출률 및 회수율 각 90%이상, 순도 95% 이상 Co, Al 함량 100 ppm 이하 WO₃를 제조할 수 있는 침출·산화배소·분리·정제 공정을 개발하였음
○ 고품질 W-Ti(CN) 분말 및 소결체를 제조하였으며 초경하드스크랩으로부터 추출된 WC 분말을 활용하여 경도가 향상된 초경 소재를 제조하였음(비커스 경도 30.8 GPa,파괴인성 7.6 MPa·m^1/2)

기대효과
○ 희유금속 산업 발전을 위한 국내 산업통상자원부 희유금속산업 발전위원회의 정책 및 방향설정에 기여 가능
○ 초경공구 제조 시 원가 절감 및 원료의 해외 의존도를 낮출수 있는 기반기술 확보로 국내산업경쟁력 강화가 기대됨

적용분야
○ 산업체에서 배출되는 크기, 조성에 무관하게 다양한 종류의 텅스텐탄화물계 초경 공구 및 절삭 공구 스크랩으로부터 유용자원을 회수하는 금속 가공 산업으로 확대 가능
○ 철강 압연 공정에서 배출되는 텅스텐계 대형 압연롤로부터 유용자원을 회수하는 철강 산업으로의 확대 가능

Abstract ▼

Ⅳ. Results
◦ Development of a metal-solvent-alloying process technology using waste aluminum can as a metal-solvent
- It was verified that wast aluminum can as a metal solvent is possible in the metal-solvent-alloying process.
- A novel process technology to crush and pulverize WC hard scra

Ⅳ. Results
◦ Development of a metal-solvent-alloying process technology using waste aluminum can as a metal-solvent
- It was verified that wast aluminum can as a metal solvent is possible in the metal-solvent-alloying process.
- A novel process technology to crush and pulverize WC hard scraps was developed, in which the pulverized ratio is 80% up under the particle size of under 1,000 μm.
◦ Development of a process technology on the oxidation roasting of pulverized WC hard scraps
- It was verified that the oxygen partial pressure is much effect on the oxidation roasting of pulverized WC hard scraps.
◦ Investigation of the metallurgical technology for manufacturing industrial raw materials of tungsten, cobalt, and metal solvents from WC-Co hard scrap powders
- A complex metallurgical process consisting of leaching, high-temperature oxidation, separation, and purification that enable one to produce over 90% purity Co compounds and W compounds with less than 100 ppm Al content from WC-Co hard scrap powders.
- The total recovery efficiencies of W and Co higher than 95%.
◦ Fabrication of WC-10Co material from WC powder which was obtained from WC-Co hard scraps (H_v: 14.8 GPa, K_IC: 9.0 MPa·m^1/2)
◦ Fabrication of W-Ti(CN) material by heat-treatment in nitrogen atmosphere(H_v: 30.8 GPa, K_IC: 7.6 MPa·m^1/2)

목차 Contents

• 표지 ... 1제 출 문 ... 2최종보고서 요약서 ... 4요 약 문 ... 6SUMMARY ... 8CONTENTS ... 12목차 ... 14표목차 ... 16그림목차 ... 17제 1 장 연구개발과제의 개요 ... 22 제 1 절 연구개발의 목적 및 필요성 ... 22 제 2 절 연구개발의 목표 및 범위 ... 32 1. 최종목표 ... 32 2. 연차별 연구 목표 및 내용 ... 32 3. 추진체계 ... 34 4. 추진전략 및 방법 ... 35제 2 장 국내·외 텅스텐, 티타늄 하드스크랩의 소재화 기술개발 현황 ... 37 제 1 절 국내 WC와 TiC 하드스크랩 발생량 현황 ... 37 제 2 절 국내 기술 및 연구개발 현황 ... 38 제 3 절 국외 기술 및 연구개발 현황 ... 40 제 4 절 주요 특허 및 논문 분석 ... 44제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 46 제 1 절 서 론 ... 46 제 2 절 금속용매합금화 단위 공정 ... 49 제 3 절 금속 화합물 제조 습식분리 공정 기술 개발 ... 65 제 4 절 소결체제조 단위 공정 ... 103 제 5 절 결 론 ... 110제 4 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 111 1. 최종 연구목표의 달성도 ... 111 2. 당해연도 연구목표의 달성도 ... 112 3. 관련분야에의 기여도 ... 113제 5 장 연구개발결과의 활용계획 ... 119 1. 기대성과 ... 119 2. 실용화 및 상업화 계획 ... 119제 6 장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 120제 7 장 참고문헌 ... 121끝페이지 ... 123