폐 전지 재활용 기술

9 조 진식 & 형주

목차 1. 목적 2. 1 차 전지 3. 2 차 전지 4. 국내외 기술수준 5. 국내외 기술개발

동향 및 전망 6. 기술활용범위 7. 고찰

1. 목적

일반매립 및 소각

전지내 금속성분 및 전해액유출가스 발생 으로 인한

환경오염방지

2. 1 차 전지

: 방전한 후 충전에 의해 본래의 상태로 되돌릴 수 없는 전지

( 대표적 전지 - 망간 건전지 )

전압양극 전해질 음극

망간건전지 MnO2NH4Cl,ZnCl2

Zn라디오, 카세트, 전동완구, 회중전등,

전기면도기

알칼리 망간건전지 MnO2

KOH,ZnO

Zn녹음기, 카세트, 계산기, 휴대형 전자

기기수은전지 HgO Zn

은전지 Ag2O Zn

(CFX)n

MnO2공기아연전

지 O2 KOH Zn보청기, 손목시계,

계산기

시계, 계산기, 측정기기전원, 컴퓨터

1.3 V

리튬전지 LiClO4 Li 2.7 V

1.5 V

KOH,NaOH,ZnO

1.35 시계, 카메라, 계산기, 보청기, 라디오1.4 V

전지종류구성

용도

1.5 V

1 차전지종류

3. 2 차 전지 : 재충전이 가능한 전지

( 대표적 전지 - 납축전지 )* 최근 알칼리 축전지가 널리 보급

전압양극 전해질 음극

납축전지 PbO2 H2SO4 Pb 자동차 기초전원, 잠수함 전원, 전화

기용전원

니켈- 카드뮴전지

NiOOH KOH Cd전동공구, 휴대형전자기기, 비상전

원

MH

(수소흡장합금)

Li-Salt,

유기용액

고가의 휴대용 전자제품, 휴대용 컴퓨터, 휴대형 전화

기 전원용

리튬이온전지

LiCoO2

C 3.6 V

고가의 휴대용 전자제품, 휴대용 컴퓨터, 휴대형 전화

기 전원용

2.0 V

1.2 V

니켈- 수소전지

NiOOH KOH 1.2 V

전지종류구성

용도

2 차전지종류

4. 국내외 기술수준 1) 망간 , 알칼리망간전지

일본 ( 이토무가광업소 )

폐전지

600-800 도회전식배소로

( 수은을기화 )

응축기

( 응축 )

회수

재증류( 고순도수은

얻음 )

일본 ( 스미토모 중기계공업 )

폐전지

수직형샤프트위에투입

700 도에서수은을

기화 , 응측시켜분리

1500 도의

용융로

< 아연 >기화 , 응축

하여아연금소으로부터

회수

< 망간 >페로망간으로부터

회수

2) 수은전지

종류 - 원통형 , 단추형 등 ( 수은함량 약 30%) <MRT system,Bethlehem Mercury system>

폐전지

진공로( 수은

전부기화 )

응축기( 수은회수 )

Afterburner( 유기물질

연소 )

3) 산화은전지

< 건식침출법 >

폐산화은전지 동제련

전로에동

스크랩과같이투입

용해( 조동 )

동양극판으로주조

전해법으로

동 정련

양극슬라임발생

은회수

습식침출법

폐산화은전지

Crude Hg전해액

용 액Ag, Fe,Ni,Zn 등

잔 사Czse, 탄소 ,가스켓 등증

류

NaOH환원제

( 포도당 ) Ag 분말

여과

AgCl

여 과

잔 사

폐액Fe,Ni,Zn

HNO3

침출

NaCl

5. 국내외기술개발 동향및전망 1) 망간 및 알칼리 망간전지 재활용 2) 리듐 이온전지 재활용 3) 함 수은 폐전지 재활용 4) 니켈 - 카드뮴 폐전지 재활용

1) 망간 및 알칼리 망간전지

< 프랑스 Zimaval 회사 >

폐전지물리적선 별

알칼리침출법( 아연 )

전기화학적환원

( 아연분말 )

황산침출법

( 망간침출 )

회 수

( 황산망간사용 )

2) 리듐 이온전지 재활용

< 일본 소니 & 스미도모 금속광산 >

소각처리

( 유기물제거 )

철 , 동 성분을 분리

남은 분말산침출

용매추출법( 코발트성분

분리 및 회수 )

3) 함 수은 폐전지 재활용

기존 공정 : 증류법으로 수은을 기화 , 응축시켜 회수 - 대기오염 발생 배가스중의 수은을 활성탄으로 흡착 습식법으로 수은 용해 전기화학적 환원법과 용매 추출법 폐수중 수은 회수

4) 니켈 - 카드뮴 폐전지 재활용

< 이탈리아 Texeco Eng>

물리적파쇄및

선별

산침출( 유가금속

침출 )

용매추출법( 카드뮴 ,

철분리 회수 )

Cyanex272추출제( 코발트분리 )

6. 기술활용 범위 1) 망간 2) 아연 3) 은 4) 코발트 5) 니켈

1) 망간사용처

망간 제철제강산업 (90%) 30% - 제철 , 제강의 기능향상 70% - 합금소재 건전지산업 - 1 차전지원료 비철금속합금산업 기타 ( 용접봉 등 )

2) 아연 사용처 아연 철강재료의 방식피복용 합금재 용융점이 낮아 다름금속과 쉽게합금 Cu,Al 첨가해서 우수한 합금 얻음 기타

3) 은 사용처 은 사진감광제 ( 질산은 )-

은최대사용처 가공재 , 장신구 등 전기 , 전자분야 4) 코발트 코발트 자석의 원료 , 공구 및 다이캐스팅에 사용

5) 니켈 니켈 가공성 – 판 , 봉 , 선 , 관 내식성 – 화학공업용 재료 , 내열재료 , 자성재료 국내에선 스텐레스강 제조에 수요의 89% 사용

고찰 아직까지 재활용기술이 상용화된것이많이 없다 . 위 방법들이 개발된다면 분명환경 오염을 많이 줄일수 있을것이다 .

THE END

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