사용 후 전기ㆍ전자제품 내 금속농축물로부터 유용금속 회수를 위한 슬래그 조성 연구

Title
사용 후 전기ㆍ전자제품 내 금속농축물로부터 유용금속 회수를 위한 슬래그 조성 연구
Authors
백의현
Keywords
사용후전기전자제품내금속농축물로부터유용금속회수를위한슬래그조성연구
Issue Date
2012
Publisher
인하대학교
Abstract
최근 전자산업의 급속한 발전과 더불어 제품의 디자인 및 기술혁신으로 인해 교체주기가 점점 짧아지면서 경제적 효과상승 및 환경오염 방지를 위해 유용금속성분의 재자원화 연구가 필요하며, 이를 위한 사용 후 전기‧전자제품에서의 유용금속성분을 회수 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 사용 후 전기․전자제품 내 인쇄회로기판에서의 고부가가치의 유용금속 회수를 위해서 건식처리법을 채택하였다. 이를 토대로 video player의 인쇄회로기판을 대상제품으로 선정하고 video player 내 금속농축물로부터 유용금속을 회수하기 위한 기초연구단계로서 유용금속의 고온회수를 위한 전처리 공정기술개발에 그 목적을 두었다. 그에 따라, 사용 후 소형 전기․전자제품의 대표성분을 파악하기 위해서 전처리 공정인 video player 내 금속농축물 연소 실험을 하였다. 이에 앞서, 완전연소 시간 및 온도의 최적화 공정조건을 찾기 위해서 DTA와 중량변화 실험을 함으로써 탄소성분과 유기물질을 제거하는 하소 및 연소공정의 완전연소 온도와 시간을 도출하였다. 이로써 유용금속 회수를 위한 금속과 슬래그의 원활한 분리를 유도하였고, 연소된 video player 내 금속농축물을 XRF와 ICP 분석을 통해서 사용 후 전기·전자제품의 대표성분을 파악하였다. 연소된 video player 내 금속농축물 용융의 재현성 확보를 위해서 Factsage를 통해 융점을 예측하였다. 특히, 선행연구결과에서 보고된 바와 같이 용융 시 형성되는 슬래그의 주요산화물인 SiO2는 점도 상승의 주원인으로 고온회수 시 유용금속 회수를 방해하는데, 효율적인 유용금속 회수를 위해서는 염기도 변화(CaO/SiO2)및 flux첨가를 통한 슬래그의 조성제어가 필요하다. 따라서, 본 연구에서는 건식처리법을 통한 유용금속의 원활한 회수를 위해서 저융점․저점도 슬래그 조성을 도출하였다. 이를 위해서 MgO 및 CaF2를 첨가하여 슬래그의 점도 저하를 확인하였고, 적정 슬래그 조성에서의 점도 저하에 따른 슬래그 내 분자 구조 분석을 통해 슬래그 조성에 대한 신뢰성을 확보하였다.
Description
그림 목차 6 표 목차 9 국문 요약 10 영문 요약 11 제1장 서론 13 1.1. 연구 개발의 배경 13 제2장 이론적 배경 15 2.1. 사용 후 전기전자제품의 금속농축물 구성 성분 15 2.2. 사용 후 전기전자제품의 금속농축물의 전처리 18 2.3. 건식야금법 19 2.4. 용융슬래그의 구조 21 2.5. Slag chemistry 26 2.6. 점도 예측 이론 30 2.7. 슬래그의 점도 측정 방법 32 제3장 실험 방법 34 3.1. 사용 후 전기전자제품의 선정 및 파/ 분쇄 34 3.2. DTA분석 34 3.3. 중량 변화 측정 실험 35 3.4. 수평관상로를 이용한 연소 실험 35 3.5. 열역학 계산을 통한 융점 예측 36 3.6. 슬래그의 점도 측정 실험 37 3.7. 슬래그의 분자구조 해석 41 3.8. Briquette 최적 성형 조건 도출 실험 41 3.9. 슬래그 조성에 따른 유용금속 회수율 실험 42 제4장 실험결과 및 고찰 44 4.1. 사용 후 전기전자제품의 파/분쇄 44 4.2. DTA분석 45 4.3. 중량 변화 측정 실험 46 4.4. 연소 실험 47 4.5. 열역학 계산을 통한 융점 예측 49 4.6. 슬래그의 점도 측정 실험 56 4.6.1. Al2O3-CaO-SiO2 3성분계 슬래그 56 4.6.2. Al2O3-CaO-SiO2-MgO 4성분계 슬래그 61 4.6.3. Al2O3-CaO-SiO2-CaF2 4성분계 슬래그 67 4.6.4. Al2O3-CaO-SiO2-MgO-CaF2 5성분계 슬래그 68 4.6.5. Al2O3-CaO-SiO2-MgO-MnO2 5성분계 슬래그 70 4.7. 슬래그의 분자구조 해석 71 4.7.1. Al2O3-CaO-SiO2-CaF2 4성분계 슬래그 71 4.7.2. Al2O3-CaO-SiO2-MgO-CaF2 5성분계 슬래그 72 4.7.3. Al2O3-CaO-SiO2-MgO-MnO2 5성분계 슬래그 73 4.8. Briquette 최적 성형 조건 도출 74 4.9. 슬래그 조성에 따른 유용금속 회수율 76 4.9.1. 온도에 따른 유용금속의 회수율 77 4.9.2. 슬래그 조성에 따른 유용금속 회수율 79 제5장 결론 82 제6장 참고문헌 86
URI
http://dspace.inha.ac.kr/handle/10505/23353
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College of Engineering(공과대학) > Materials Science & Engineering (신소재공학) > Theses(신소재공학 석박사 학위논문)
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