| 과제목적분류 | 산업생산 및 기술 | 소속 | 자원활용연구본부 - 자원회수연구센터 |
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| 과제명 | 국문 | 지속 가능한 습식 제련법을 이용한 2차 자원으로부터의 전략금속의 회수 및 분리 | ||
| 영문 | Sustainable Hydrometallurgical Recovery and Separation of Critical Metals from Secondary Resources | |||
| 연구기간 | 2025.11.01 ~ 2026.10.31 | |||
| 연구비 | 15,750,000원 | |||
| 연구책임자 | SINGH NITYANAND | |||
| 연구내용 | 연구목표 | 화력발전소 및 정유공장에서 발생하는 폐촉매로부터 V, Al, Ni, Mo 등의 금속을 회수하기 위한 실험실 규모의 국산화 공정 개발 | ||
| 연구내용 | 1. 원료 분석 및 특성 규명 • 폐촉매로부터 금속을 회수하기 위한 습식제련 공정에 관한 선행연구 및 문헌조사 수행. • 폐촉매 내에 존재하는 V, Al, Ni, Mo 및 불순물의 상(phase)과 존재 형태를 규명하기 위해 XRD, XRF, SEM-EDS, FTIR 등의 기법을 이용한 화학 분석 및 특성 분석 수행. • 폐촉매의 반응성 성분을 고정화하고 강한 펠릿을 형성하기 위해 응집(agglomeration) 또는 펠릿화(pelletisation) 공정을 적용. 2. 습식제련 공정 (Hydrometallurgical Processing) • 폐촉매의 선택적 회수 및 용이한 추출을 위한 효과적인 소성(roasting) 공정을 위해 알칼리 또는 복합염 계열 첨가제 선별. • 전처리된 폐촉매로부터 V, Al, Ni, Mo 등을 선택적으로 용출하기 위한 산성, 알칼리성 및 복합염계 용출제(leachant)의 선별 및 환경적으로 안전한 폐액 처리 방안 검토. • 선택된 용출제를 이용하여 벤치 규모에서 폐촉매로부터 V, Al, Ni, Mo 등을 용출하는 배치 실험 수행. • 시간, 용출제 농도, 온도, 고액비, 용출 반응의 속도론 및 메커니즘 등 다양한 공정 인자를 최적화. • 벤치 규모 용출, 용매추출, 침전 실험 데이터를 기반으로 시뮬레이션 및 머신러닝(Random Forest, Gradient Boosting 등) 회귀 모델을 적용하여 용출, 용매추출, 침전 단계에 필요한 최적 단계 수 및 조건을 도출. • 용출–용매추출–침전 각 단계를 실험 데이터에 기반한 피드백 루프 방식으로 최적화하여, 단계별 결과를 분석하고 후속 단계의 공정 조건을 정밀 조정. 3. 과학적 검증, 시뮬레이션 및 머신러닝 예측 • V, Al, Ni, Mo 등의 벤치 규모 용출 결과에 대해 시뮬레이션 및 머신러닝 예측(Random Forest, Decision Tree, RMSE 등)을 수행하여 공정 조건을 검증. • 최적화된 조건을 적용하여 V, Al, Ni, Mo 추출조건 도출 | |||
| 기대성과 | 1. 높은 회수율 및 고순도 제품 • 폐촉매로부터 V, Al, Ni, Mo를 99–99.99% 회수하는 것을 목표로 하며, • 99% 이상의 순도를 갖는 금속염 또는 산화물 형태의 제품을 제조할 수 있는 공정 확립. 2. 지속가능한 공정 확립 • 산 및 화학약품 사용량 감소, 공정 내 폐기물 최소화. • 재사용 가능한 용매 및 시약 활용을 통해 환경 친화적인 공정 흐름 구축. • 폐수 또는 산업 폐기물 등을 통해 V, Al, Ni, Mo 등이 토양이나 수계로 유입되는 것을 방지하여 환경 오염 저감에 기여. 3. 머신러닝 기반 공정 효율 향상 • ML 회귀 모델(Random Forest, Gradient Boosting 등)을 통해 금속 회수율 및 산물 순도에 영향을 미치는 핵심 인자를 규명. • 공정 최적화를 위한 실험 횟수, 시간, 에너지 및 화학약품 사용량을 줄여, 기존 보고 연구와 비교하여 약 10–20% 정도 작업 부담을 경감. 4. 연속 공정에 대한 검증 • 벤치 규모 용출 및 분리 결과를 바탕으로, 연속식 용출 공정 조건을 성공적으로 검증. • 용출–정제–회수 공정을 포함하는 공정 흐름도(process flow diagram)를 구축하여, 가치 금속 회수 공정의 신뢰성 확보. | |||
| 연구성과 | 논문(0건) | |||
| 특허(0건) | ||||
| 보고서(0건) | ||||
