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I. 연구과제명
○ 주관과제명 : 폐조명기기로부터 유가자원회수 및 무해화기술 개발
○ (세부1)과제명 : 용매추출법을 이용한 형광물질로부터 이트륨 회수의 기초연구
II. 연구개발의 목적 및 필요성
○ 자원순환 요소기술(투입, 이송, 파쇄, 분리/선별, 회수 등)과 원천기술 확보
○ 유해물질의 안정화/무해화 기술 확보(법적 배출허용기준 이하)
○ 형광물질로부터 고순도의 이트륨 회수
III. 연구개발의 내용 및 범위
○ 폐조명기기 Pilot Plant 설치 및 공정기술 최적화
- 자동이송, 분리, 파쇄 등 단위공정 설계 및 제작 기술
- 폐조명기기 재활용 Pilot Plant 시스템 구성
○ 폐조명기기 유해물질 안정화 기술 및 무해화 기술 확보
- 폐조명기기 유해물질 제어 기술
- 유해물질 분리 및 안정화 시스템 개발
○ 유가물질 회수 핵심기술 확보
- 유가물질 분리와 회수의 요소기술 확보
- 유가물질 회수 기술 개발
- 용매추출법을 이용한 이트륨 회수
- 경제적이고 효율적인 이트륨 회수공정 개발
IV. 연구개발 결과
○ 폐조명기기 재활용 Pilot Plant 통합시스템 구성
- 가스를 방출 하지 않는 밀폐형 구조
수은 방출에 매우 효율적인 제어가 가능한 폐조명기기 재활용 공정의 밀폐형 구조로써, 수은은 액상과 기상의 형태로 폐쇄 시스템의 재활용 공정에서 대기로 방출되지 않음.
- 수은 배출 농도 : 0.1 mg/m³ 이하(국내 대기오염방지기준보다 낮음.)
- 수은 제거율 : 99% 이상
○ 유가물질 분리/회수 기술 최적화
- End-Cutting 원천 기술 확보를 통하여 자원순환 효과와 유가자원 회수의 극대화 할 수 있음.
- 독창적인 원리의 분리장치를 적용하여 형광분말의 완전 분리 시스템 확보.
- 효율적 유가물질 선별 회수 시스템 확보.
- End-Cutting 시스템
직관형 형광등(연속 주입율 99% 이상, 파쇄 정확도 95% 이상)
- 삼파장스크린선별장치
형광분말, 유리(회수율 98% 이상, 순도 95% 이상)
- 해머크러셔(Micro Mill) : 알루미늄(회수율 95% 이상, 순도 95% 이상)
- CFL파우더분리회수장치 : 형광분말(회수율 98% 이상, 순도 95% 이상)
- 제1차 공기선별기 : 종이, 비닐(기각율 98% 이상)
- 자력선별기 : 철금속(회수율 95% 이상, 순도 95% 이상)
- 비철금속선별기 : 비철금속(회수율 65% 이상, 순도 65% 이상)
- 제2차 공기선별기 : 유리, 플라스틱(회수율 65% 이상, 순도 65% 이상)
○ 유해물질 제어 기술 개발
- 수은 전용 활성탄을 이용한 흡착탑과 수은 증류 장치를 통하여 기상과 물질로부터 수은 완전 제거 시스템 확보.
- 활성탄 흡착탑 : 수은제거율 99% 이상
- 수은증류장치 : 형광분말, 수은(회수율 95% 이상, 순도 95% 이상)
○ 폐조명기기 재활용 Pilot Plant 경제성 평가
- 폐조명기기의 유가물질의 회수를 통해 경제성이 있는 것으로 나타남.
○ 용매추출법을 이용한 형광분말로부터 이트륨 회수의 기초연구
- 형광분말의 분해 및 침출
침출 조건 1hr, 40% S/L ratio, 60℃, 3N 황산 (이트륨 침출율 89.1%, 칼슘 침출율 3.4%)
- 용매추출을 이용한 이트륨 분리 및 회수
추출 조건 추출제(D2EHPA), pH 2.53(이트륨 회수율 96.5%, 칼슘 회수율 34.1%)
- 이트륨 산화물 제조
옥살산, 이트륨 최적 농도비 1:1.3(침전율 96%), 최적 교반속도 800rpm, 최적 하소온도 700℃
- 이트륨 회수율 86% 이상, 순도 97% 이상
V. 연구개발결과의 활용계획
○ 경제적인 측면
- 유가자원과 높은 효율의 재활용 시스템을 위한 회수기술 발전
- 폐조명 장비 재활용을 위한 독자적 기술의 조달 및 수출
- 폐조명기기의 수집 시스템 개선과 물류비용의 절약
- 환경비용 절감과 생산성 향상
○ 환경적인 측면
- 유해물질 제거하여 대기로의 배출에 의한 대기오염을 예방
- 매립지에서의 토양과 지하수 오염을 예방
- 유해물질이 함유되어 있는 수은 함유 폐기물에 적용 가능한 안정화기술 개발
- 폐 조명기기로부터 유가자원의 회수를 극대화
- 안정화와 무해화에 의한 유해물질의 배출 제어에 따른 환경오염 예방
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