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Nd자석중의 레어메탈을 선택적으로 회수하는 기술 개발

전문가 제언: ○ 희토류자원은 중국 등의 일부 국가에 편재되어서 자원 안정수급 문제가 있다. 특히 전기자동차나 각종 자동차 및 가전제품들은 성능이 향상되고 수요 공급도 증가추세임으로 Nd자석의 수요공급량도 증가추세이다. 국내 희토류자원의 안정 공급을 위한 한 방법으로 Nd 자석의 리사이클링이 필요하다. 본고는 Nd자석 및 희토류자원의 리사이클링을 종래의 건식법과 습식법 등을 일관한 비가열 볼밀법에 의한 희토류를 선택적으로 회수할 수 있는 새롭고 중요한 기술에 관한 것이다.
○ 폐기 Nd자석의 리사이클링 방법은 소재재생법과 합금재생법 및 자석 재생법으로 분리하는 방법이 있으며, 본고에서는 습식과 건식에 의한 소재재생법을 중심으로 기술하였다. 대표적인 NdFeB자석의 조성은 Nd 30%, Dy 3∼10%, B 1% Fe bal, Pr와 Tb도 첨가하여 사용한다. 이 자석을 산화시켜서 용해할 경우 Nd은 희박 염산에 용해되지만 용해가 잘 안되는 원소도 있으므로 혼산을 사용하는 경우도 있다.
○ 자석을 산화한 시료를 염산과 Oxalic acid를 볼밀에 넣고 Mechano -Chemical 반응시켜서 Nd Oxalate염을 얻는 방법인데, 볼밀 내의 화학 반응은 종래의 시료를 염산으로 용해시킨 후 Fe+3을 수산화철로 제거한 다음 Oxalic acid를 가하여 Nd Oxalate를 침전시키는 방법과 유사하지만 공정이 간단한 특징이 있다.
○ Nd 자석의 용도는 모터 70%, VCM(HDD) 34%, MRI 11%, 음향기기 8%, 기타 11% 사용하고 있으며, 이들 폐 제품에서 자석만 수공으로 분해해서 회수한 다음 화학반응법에 의해 소재를 선별 회수한다. 그러나 자석만 회수하는 수공비용이 과다해서 현재 실제 화학적 방법에 의한 리사이클링 공장은 없으므로 각 폐 제품 들을 기계적으로 분리하는 선별장치 개발이 대단히 필요하다.

○ 우리나라는 한국지질자원연구원이나 건국대학 등 연구소와 대학에서 희토류에 관한 연구를 하고 있으나 폐 Nd자석을 리사이클링하는 공장은 없는 실정으로, 우선 모터 등의 폐 제품들을 기계적으로 분리하는 장치개발이 경제성면에서 중요하다고 생각된다.

저자: Ryo Sasai
자료유형: 학술정보