사용후 리튬이온전지(LIB)와 인쇄회로기판(PCB)에서 유용 금속을 회수하기 위한 생물학적 침출 연구 동향
Research Trends in Bioleaching for the Recovery of Valuable Metals from Spent Lithium-Ion Batteries and Waste Printed Circuit Boards
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초록
사용후 리튬이온전지(LIB)와 인쇄회로기판(PCB)은 유해성과 자원적 가치로 인해 재활용의 필요성이 높아지고 있다. 이 해설에서는 두 폐기물로부터 유용 금속을 회수하기 위한 생물학적 침출(bioleaching) 기술의 최근 연구 동향을 종합하였다. 생물학적 침출에는 철 및 황산화균과 진균 등다양한 생물체가 사용된다. 금속회수 효율에 미치는 미생물, 광액농도, pH, 온도 및 직접 침출, 간접 침출, 2단계 침출 등 공정 방법 등의 효과를 분석하였다. 또한 LIB와 PCB에 대한 생물학적 침출전략도 비교 분석하였다. 생물학적 침출 기술은 친환경 및 비용 효율성 측면에서 기존의 건식제련및 습식제련에 비하여 우수하나, 높은 광액농도 적용 및 산업화에는 여전히 기술적 개선이 필요하다.
Abstract
Spent lithium-ion batteries (LIBs) and waste printed circuit boards (PCBs) pose significant environmental risks due to their toxic components, while also offering opportunities for resource recovery because of their valuable metal content. This review summarizes recent advances in bioleaching technologies for recovering metals such as Li, Co, Ni, Mn, and Cu from these waste materials. Various microorganisms, including Fe- and S-oxidizing bacteria and fungi, have been employed under different leaching conditions. Key operational factors, such as microorganisms, pulp density, pH, temperature, and bioleaching mode (direct, indirect, and two-step), are analyzed for their effects on metal recovery efficiency. Comparative insights into bioleaching strategies for LIBs and PCBs are presented. Although bioleaching offers an eco-friendly and cost-effective alternative to conventional pyrometallurgical and hydrometallurgical methods, challenges remain regarding its application at high pulp densities and on an industrial scale.