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실리콘 슬러지로부터 폐질산구리용액을 이용한 구리 및 금속불순물의 침출

Leaching of Copper and Other Metal Impurities from a Si-Sludge Using Waste Copper Nitrate Solution

이재천|Rajiv Ranjan Srivastava|정진기|전민지
한국자원리싸이클링학회|2016.06|자원리싸이클링 (Resources Recycling)|제25권 제3호|pp. 11-19|DOI http://dx.doi.org/10.7844/kirr.2016.25.3.11

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RecyclingCopper구리침출Leaching순환활용실리콘 슬러지폐질산구리용액Si-SludgeWaste copper nitrate solution
주제분류자원공학

초록

국내 전자산업에서 발생하는 실리콘 슬러지와 폐질산구리용액을 동시에 순환활용하기 위한 기초연구가 수행되었다. 폐질산구리용액을 이용하여 실리콘 슬러지로부터 주요성분인 구리, 칼슘, 철을 비롯한 금속성분을 회수하거나 제거하기 위한 침출실험을 행하였다. 침출온도, 침출시간, 광액농도 등이 금속성분의 침출에 미치는 영향을 조사하였다. 그리고 철의 제거효율을 향상시키기 위하여 염산(HCl), 질산(HNO3), 과산화수소수(H2O2)를 첨가하여 침출실험을 수행하였다. 실리콘 슬러지로부터 구리의 침출과 철의 제거효과를 고려하여 최적 침출조건은 광액농도 200~ 225g/L, 반응온도 90o C, 반응시간 30분으로 설정하였으며 이 때 슬러지의 주요성분인 구리의 침출율은 98.27 ~ 99.17% 이었으며 실리콘 슬러지에서 실리콘의 순도는 98.69 ~ 98.86% 이었다. 이상의 연구결과로부터 실리콘 슬러지에 함유되어 있던 구리성분을 폐질산구리용액으로 침출하고 뒤이은 분리정제 공정에서 부가가치가 높은 고순도금속구리 또는 구리화합물로 회수하는 것이 가능함을 확인하였다.

Abstract

A fundamental study to recycle a Si-Sludge and waste copper nitrate solution acid solution generated by domestic electronic industries was carried out. The waste copper nitrate solution was used as the lixiviant to leach the metals like Cu, Ca, Fe, etc. from the sludge leaving Si in the residues. The effect of reaction temperature, time and pup density on the metals leaching from the sludge was investigated. To enhance the extractability of Fe, the effect of HCl, HNO3 and H2O2 introduced additionally during the leaching was also examined. Considering the leaching efficiency of Fe along with Cu, the leaching conditions comprising of 200 ~ 225 g/L pulp density and 90o C temperature for 30 min were optimized. Under this condition, 98.27 ~ 99.17% Cu could be dissolved in the leach liquor with the obtained purity of Si in the residues as 98.69 ~ 98.86 %. The study revealed that the leaching of Cu contained in the Si-Sludge with the waste copper nitrate solution is a plausible approach by which the obtained leach liquor can further be treated suitably to recover Cu as the high pure value-added products.

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