습식분리와 이온성 액체 전석공정에 의한 희토류자석에서 Nd, Dy의 회수

전문가 제언

○ 80년대에 Nd2Fe14B형 희토류 영구자석이 출현한 이래 Sm2Co17형 영구자석을 대체하고 있다. 이 자석체의 자기 에너지적이 40MGOe 이상의 상품들은 컴퓨터 VCM, 전기자동차 모터, MRI 등 하이테크 영역에서 응용되고 있다. 희토류금속을 포함한 희소금속을 전량 수입해야 하는 우리나라로는 도시광산 개발을 통한 Nd, Dy 등의 회수는 국가적 차원에서 매우 중요한 이슈이다.

 

○ 전 처리공정에서 실 폐기물은 경년변화에 따라 잔류자속밀도가 다르므로 실 폐기물 상태에 따라 에너지소비가 적은 열감자 조건을 선택하는 것이 바람직하나 실제로는 거의 불가능한 일이다. 산화 배소처리 공정은 Fe 용출량은 크게 감소시키고 Nd 등의 용출량은 증가시킨다.

 

○ Nd, Dy 등의 산화물들은 대단히 안정한 물질로 탄소 및 수소에 의한 환원 또는 수용액 전해가 불가능하여 금속열 환원법, 용융염 전해법 등이 사용되었으나 에너지소모가 크고 위험하다는 단점이 있다. 본고에서는 이온성 액체의 일종인 TFSA(강산)를 사용함으로써 산 용해공정에서 Nd, Dy의 용출량을 크게(89~96.8%) 할 수 있었다.

 

○ 전석공정에서도 제4급 포스포늄 이온성 액체를 전해질로 사용하였는데 그 이유는 이온성 액체가 넓은 electrochemical window, 높은 이온전도도, 넓은 액체 온도범위, 비휘발성, 무독성, 비가연성이며 극성이 커서 무기 및 유기금속 화합물을 잘 용해시키는 등의 장점을 갖고 있어 전석에 유용하다. 이 액체에 대한 국내 연구는 KIST, 포항공대 ,인하대 등에서 신약개발, 기업으로는 씨트리, 수양켐텍은 이온성 액체소재, 대림화학 등에서 이차전지용 전해질 및 분리막을 개발하고 있다.

 

○ 이온성 액체는 열적, 화학적으로 안정하면서도 이온성 물질로 유용한 전기적 특성을 갖고 있어 전해질 분야 및 나노소재와 결합해 이차전지의 대형화, 염료감응형 태양전지의 박막화, 플렉서블화 등을 구현하는 핵심 소재가 되고 있어 이온성 액체의 응용범위는 확장되어 갈 것이다.

저자

Masahiko Matsumiya and Satoshi Kawakami

자료유형

학술정보

원문언어

일어

기업산업분류

재료

연도

2014

권(호)

49(1)

잡지명

セラミックス

과학기술
표준분류

재료

페이지

22~29

분석자

김*호

분석물

• 습식분리와 이온성액체 전석공정에 의한 희토류자석에서 Nd와 Dy의 회수.pdf [382,271 byte]

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