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과제목적분류 환경보전 소속 자원활용연구본부 -
자원순환연구센터
과제명 국문 폐전자기기/자동차 영구자석으로부터 희토류원소 회수기술 개발
영문 Recovery of Rare earth metal from spent magnet
연구기간 2011.08.01 ~ 2016.04.30
연구비 2,910,000,000원
연구책임자 윤호성
연구내용 연구목표 ▶ 폐전자기기/자동차 영구자석 모터/스크랩으로부터 희토류 원소 회수 및 유용자원 고부가 원료소재화 순환활용 기술개발
- 네오디뮴(Nd)/디스프로슘(Dy) 분리/회수공정 확립(회수율 ≥ 90%)
- 네오디뮴/디스프로슘 고순도 분리정제 및 원료소재 제조공정 확립
· 순도 ≥ 99.9% Nd, Dy 염화물 및 옥살레이트
· 영구자석 원료용 Nd-Dy 혼합염화물
· Nd/Dy 산화물(입도≤ 3㎛)
- 철부산물 이용 고부가가치 고순도 철분말 및 화합물 제조공정 확립 (순도 ≥ 98%, 회수율 ≥ 80% 철아세테이트)
· 침출잔사로부터 철 성분의 재활용공정 확립(재활용율 ≥ 90%)
- Near zero-emission 일괄공정 확립에 의한 순환활용 실용화 적용기술 개발
· Bench-Scale(100kg/day) 장치 운용에 의한 일괄공정 최적화
· 침출폐액 무해화 처리공정 확립
연구내용 (1) 1차년도
▶ 폐영구자석의 파/분쇄 거동 고찰 및 최적 미립화 조건 확립
▶ Nd, Dy, B 및 Fe의 산화배소 및 침출거동 고찰
▶ 철 석출/분리 거동 및 아세테이트 결정화 반응 고찰
(2) 2차년도
▶ 유용금속 및 철의 화학적/전기화학적 특성을 이용한 선택적 침출조건 연구
▶ 침출용액으로부터 Nd-Dy 분리회수 공정 개발
▶ Nd/Dy 고순도 분리·정제 공정 개발
▶ 네오디뮴 화합물 제조 기술 개발
▶ 철 고부가가치 화합물 제조
(3) 3차년도
▶ 전처리(파분쇄 및 탈자) 공정과 유용성분 선택적 침출의 일관화를 위한 최적조건 연구
▶ Nd-Dy 선택적 침출 및 분리·정제 일괄공정 확립
▶ 침출폐액 무해화 및 침출잔사인 Fe 유용자원화 공정 확립
▶ Nd/Dy 원료소재 제조공정 확립
▶ 전기화학적 철 환원 및 아세테이트 결정화 거동 규명
▶ 침출폐액 무해화 및 침출잔사인 Fe 유용자원화 공정 확립
(4) 4차년도
▶ Pilot Plant(100 kg/day) 설계 및 제작/설치
▶ 침출, 분리/회수 및 고순도화 규모 확대 실험
▶ 철 환원 분리/회수 및 고순도화 규모 확대 실험
▶ 희토류 산화물 제조 규모 확대 실험
(5) 5차년도
▶ Pilot Plant(50 kg/day) 설비 운용 및 최적화
▶ 상용화 Engineering 자료집 구축
기대성과 ▶ Nd 자석의 대량 소비에 의해 발생되는 폐전자기기/자동차 모터 및 Nd 자석 스크랩으로부터 Nd, Dy 회수기술을 개발하여 향후 국내 Nd 자석 제조업체의 경쟁력을 제고시키고 전량 수입되고 있 Nd, Dy 금속의 2차 자원으로서 활용 가능성 제시
▶ Nd계 영구자석으로부터 Nd 등을 회수하는 기술은 해외에서 지속적으로 연구되어왔으나 80% 정도를 차지하는 철의 처리 등 아직 해결해야할 난점이 있어 이를 극복하기 위한 연구가 최근 이루어지고 있기 때문에 기술개발 성공시 원천기술 확보 및 관련국에 대한 기술수출이 기대됨
▶ 현재 사용후 폐 NdFeB 자석은 재활용 시 고비용으로 인하여 재활용율이 매우 미미한 실정으로 폐기물로 방치되어 있는 상황임. 국내에서 발생하는 세탁기 및 에어컨에서 발생하는 Nd 및 Dy 연배출량이 각각 약 40톤 및 8톤으로 예측되고 있으며, 특히, 하이브리드 자동차 등에 의해 앞으로 그 발생량이 급격히 증가할 것으로 판단되는 상황에서 폐기물 Nd 자석의 재활용은 환경 개선 효과가 매우 클 것으로 판단됨
▶ 전량 수입에 의존하고 있는 Nd 자석 원료의 일부 수입대체로 안정적 원료공급 가능(고순도 Nd 화합물의 수입대체 200억원/년)
▶ 현재 폐가전제품의 모터는 각 지역의 폐가전제품 해체공정에서 회수되어 중소규모의 고물상에서 취급되고 있기 때문에 기술개발 성공 시 관련산업의 발전과 함께 고용창출효과가 기대됨
연구성과 논문(5건)
논문 목록
논문명 저자
Process development for recovery of dysprosium from permanent magnet scraps leach liquor by hydrometallurgical techniques 윤호성
The Effect of Grinding and Roasting Conditions on the Selective Leaching of Nd and Dy from NdFeB Magnet Scraps 윤호성
NOVEL EXTRACTION PROCESS OF RARE EARTH ELEMENTS FROM NdFeB POWDERS VIA ALKALINE TREATMENT 정경우
Recovery Process Development for the Rare Earths from Permanent Magnet Scraps Leach Liquors 윤호성
NdFeB 영구자석 스크랩으로부터 황산용액에서 네오디뮴의 침출반응속도 윤호성
특허(12건)
특허 목록
특허명 발명자
네오디뮴을 포함하는 영구자석으로부터 네오디뮴의 선택적 침출방법 정경우
폐영구자석 산화스크랩으로부터 희토류 원소의 회수방법 윤호성
절삭유를 포함하는 NdFeB계 영구자석의 성형 스크랩으로부터 네오디뮴을 선택적으로 침출하는 방법 정경우
폐영구자석 산화스크랩으로부터 희토류 원소의 회수방법 윤호성
네오디뮴을 포함하는 영구자석으로부터 네오디뮴의 선택적 침출방법 정경우
폐영구자석 산화스크랩으로부터 희토류 원소의 회수방법 윤호성
슬러리 환원법을 이용한 철 나노 분말 제조 방법
분산성이 우수한 철 나노 분말 제조 방법
분산 특성이 우수한 구형 철 분말 제조 장치 및 그 제조 방법
폐 영구자석으로부터의 철 분말 회수 방법
초음파를 이용한 고효율 네오디뮴 침출 방법 정경우
침지법을 이용한 네오디뮴 침출 방법 김철주
보고서(0건)