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개발동향 상세정보 게시판
분류 [친환경공정] 유해물질제거및유용물질회수기술
과제명 산소와 구리이온 병용에 의한 황산용액 중 구리금속의 침출
연구기관 한국해양대학교
연구기간 2017.03.01. ~ 2019.02.28.
연구비 150,000 천원
핵심키워드 구리, 습식제련, 침출, 황산용액, 구리2가이온, 산소
요약

연구목적 및 필요성

 O 구리는 습식제련공정에서 가장 일반적으로 사용되는 용매인 황산으로 산화되지 않으며, 구리이온과 산소 투입에 의한 황산 중 구리금속의 침출이 가능하다면 기존의 환경오염 우려가 있는 질산 및 암모니아 사용을 대체할 수 있고, 과산화수소 등 고가의 산화제 사용을 피할 수 있는 친환경적이고 경제적인 신 구리 침출공정을 확립할 수 있음

 O 신 구리 침출공정에 투입되는 구리이온은 구리침출공정의 최종산물로서 별도의 구리이온 투입 없이 재이용이 가능하며, 산소는 공기를 투입할 경우 저가로 이용 가능함

 O 따라서, 본 연구는 구리2가이온과 산소를 함께 이용한 황산용액 중 구리 침출율 99% 이상의 구리 침출공정을 개발하고자 함

 

연구 내용 및 범위

 O 구리금속분말시약을 이용한 황산용액 중 구리금속 침출거동 분석

 O 폐기물 및 공정부산물 중 구리금속의 황산용액에서의 침출거동 분석

연구성과

연구결과

 O 구리금속분말시약을 이용한 황산용액 중 구리금속 침출거동 분석

  - 산소와 구리이온이 모두 첨가된 경우 구리분만의 용해속도가 가장 빠르게 나타나며, 둘 다 첨가되지 않은 경우 가장 느리게 나타남

  - 구리이온만 첨가되는 경우가 공기만 첨가된 경우에 비해 용해속도가 빨랐으며, 이는 교반 과정에서 일부 공기가 용액에 유입됨에 따라 침출개선 효과가 나타난 것으로 볼 수 있음

  - 공기주입유량과 교반속도가 증가함에 따라 구리분만의 용해속도가 증가하였으며, 이와 마찬가지로 광액농도(고액비)가 증가함에 따라 용해속도는 감소함

 O 폐기물 및 공정부산물 중 구리금속의 황산용액에서의 침출거동 분석

  - 국내 산업 현장에서 발생하는 Anode slime을 대상으로 구리이온 및 산소/질소 투입 조건에 따른 구리의 침출 거동을 분석함

  - 구리이온과 질소를 함께 투입할 경우, 구리의 침출율은 급격히 상승한 후 40%에 머무름

  - 구리금속분말과 산화구리분말이 혼합되어 있는 경우, 구리는 용해되기 위해 산화제가 요구되는 반면, 산화구리의 경우 황산에 의해 용해가 시작됨

  - 황산용액에 대표적인 산화제인 산소를 공급하면 산소는 구리1가이온으로부터 전자를 취하는 전자수용체의 역할을 하게 되어 구리2가이온으로의 변화가 가능함

  - 산소와 구리이온을 병용하는 조건에서 Anode slime에 대한 침출실험 수행 결과, 니켈이 가장 먼저 용해되어 1시간 이후에는 구리와 함께 대부분이 용해되며, 비소는 약 80%의 침출률이 나타난 반면 주석과 텔루륨의 침출률은 낮게 나타남

 

활용계획

 O 환경오염 우려가 있는 기존의 질산 및 암모니아 사용 대체를 통한 친환경적인 침출공정 확립

 O 과산화수소 등 고가의 산화제 사용을 피해 경제적인 신 구리 침출공정 확립

 

주요성과

 O 보고서 1

 O SCI 논문 3

 O SCI 논문 2

첨부파일 산소와구리이온병용에의한황산용액중구리금속의침출.pdf
출처 국가과학기술정보센터
등록일 2021-06-11

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