코발트는 합금산업에서 발생되는 산업 폐기물과 산성광산배수로 자연에 유입될 수 있으며 또한 고준위 방사성 폐기물을 구성하는 방사성 핵종(60Co)기도 하다. 스멕타이트는 이들을 흡착 격리하는데 유용하게 사용될 수 있는 광물이다. 본 연구에서는 기존에 특성이 잘 알려진 스멕타이트 중 The Clay Mineral Society (CMS)의 source clay인 Cheto-type montmorillonite (Cheto-MM)를 사용하여 가열에 의한 탈수 전후 광물의 층간수 존재 여 부에 따른 흡착 자리가 코발트 흡착에 미치는 영향을 평가하고, 흡착 속도 및 등온흡착식 모델을 적용하여 Cheto- MM의 코발트에 대한 흡착 기작을 연구하였다. 본 연구 결과 탈수 및 이에 따른 층간 수축에 의해 흡착 특성이 달 라지는 것을 확인할 수 있었으며, 코발트는 Cheto-MM의 층 모서리 자리에서의 흡착이 약 38%, 층간 내부에서의 흡착이 약 62%를 차지하는 것으로 확인되었고 Cheto-MM의 코발트 흡착은 층간 내부에 의한 영향이 큰 것으로 판 단된다. 이러한 흡착에 있어 흡착 속도 모델을 적용한 결과, Cheto-MM의 코발트 흡착 속도는 pseudo-second-order 모델로 설명되며 농도에 따른 흡착은 Langmuir 등온흡착 모델로 가장 잘 설명되었다. 본 연구는 몬모릴로나이트 의 흡착 자리에 따른 코발트의 흡착 양상에 대한 기본지식을 제공하고, 추후 고준위 방사성 폐기물 처분장에서의 스멕타이트의 흡착 거동을 예측하는데 유용하게 사용될 수 있을 것으로 생각된다.

In this study, zeolitic materials were synthesized from Jeju Volcanic Rocks (JVR) using a fusion/hydrothermal method at NaOH/JVR ratios of 0.6 and 1.2. The crystallinities of the zeolitic materials at NaOH/JVR ratios of 0.6 and 1.2 were 25.5% and 59.0%, respectively. It was confirmed through the SEM image that the zeolitic materials covered the zeolite particle with a cube-shaped crystals. The Co ions adsorption by the zeolitic materials were to reach the adsorption equilibrium at 120 min. It could be better simulated in the pseudo-second order adsorption kinetic equation than in the pseudo-first order adsorption kinetic equation. The adsorption capacities (qm) of Co ions could be to estimate Langmuir isotherm better than Freundlich isotherm. The maximum adsorption capacities (qm) at NaOH/JVR ratios of 0.6 and 1.2 were 55.3 mg/g and 68.7 mg/g, respectively. It was found that there was a high correlation between the crystallinity of zeolitic materials and the adsorption capacity of Co ions adsorption.

본 연구에서는 폐기물가스화 후 생성되는 합성가스의 고순도 수소화를 위해 고온 수성가스전이반응(HT-WGS : High Temperature-Water Gas Shift) 반응용 특정 산화물(CeO2, ZrO2, TiO2 및 Al2O3)에 코발트를 담지한 촉매를 제조하고 그 산화환원특성을 비교 분석하였다. 특정 산화물에 Co를 함침법을 이용하여 담지하여 Co/CeO2, Co/ZrO2, Co/Al2O3, Co/TiO2 촉매를 각각 제조하였다. 제조된 Co 기반 촉매의 물리적 특성 분석은 BET 비표면적과 XRD 분석을 통해 수행하였고 CO 화학흡착과 H2-TPR 분석을 통해 산화환원 특성을 파악하고 동시에 물리-화학적 특성간의 상관관계를 해석하였다. H2-TPR 분석 및 CO 화학흡착 분석 결과, 코발트의 분산이 지지체 산화물의 환원성과 밀접한 상관관계를 가지고 있음을 알 수 있었다. 이 연구 결과는 Co/CeO2가 반응온도 350 ~ 550℃에서 활성 평가한 촉매 중에서 가장 우수한 활성을 나타내었다. 또한, Co/CeO2 촉매가 Co/ZrO2 및 Co/Al2O3 촉매보다 높은 촉매 활성 및 안정성을 나타내었다. Co/CeO2 촉매의 탁월한 활성 및 안정성은 지지체의 환원성과 높은 Co 금속의 분산에 기인하는 것으로 나타났다. 결과적으로 폐기물가스화로부터 생산된 합성가스를 고순도 수소로 전환하기 위한 HT-WGS 반응에서 Co/CeO2 촉매는 매우 유망한 촉매임을 알 수 있었다.

The flow of products containing valuable metal resources after discharging to waste means that it is necessary to form a plan to improve resource circulation to enhance the circulation of metal resources. In this study, waste resource circulation flow analysis of products containing cobalt and palladium after disposal was performed by classifying five stages: (1) discharge/import, (2) collection/discarding, (3) pretreatment, (4) resource recovery, and (5) product production/export. The mobile phone was one of products which were the most generating cobalt. Discharged cobalt was kept for processing or was produced as pure cobalt, cobalt oxide, or cobalt sulfate, and was used as a raw material for locks, speakers, AlNiCo magnets, tire, batteries, etc. The total amount of cobalt in the waste products was 994 tons and the recycling rate was 53.7%, indicating that 543 ton of cobalt was recycled. Palladium was discharged from waste electrical and electronic products, precious metals, petrochemical catalysts, vehicles catalysts at the end of their life, and medical equipment (dental). The palladium recovered by pre-treatment and resource recovery was recycled as a metal resource or exported. The amount of palladium recycled was 2.412 tons, of which a total of 2.512 or 96% tons is estimated to be recycled. Future research may be necessary to suggest institutional improvements, including the waste resource classification and market expansion for the recycling in the five steps based on the results of this study.

In this study, as a fundamental study for the remediation of the radionuclides-contaminated soil, the adsorption of cobalt, strontium, and cesium on natural soil and kaolin were experimently investigated and adsorption characteristics were evaluated by using several adsorption kinetic and isotherm models. The pseudo-first-order kinetic model (PFOM), pseudo-second-order kinetic model (PSOM), one-site mass transfer model (OSMTM), and two compartment first-order kinetic model (TCFOKM) were used to evaluate the kinetic data and the pseudo-second-order kinetic model was the best with good correlation. The adsorption equilibria of cobalt, strontium, and cesium on natural soil were fitted successfully by Redlich-Peterson and Sips models. For kaolin, the adsorption equilibria of cobalt, strontium, and cesium were fitted well by Redlich-Peterson, Freundlich, and Sips models, respectively. The amount of adsorbed radionuclides on natural soil and kaolin was in the order of cesium > strontium > cobalt. It is considered that these results could be useful to predicting the adsorption behaviors of radionuclides such as cobalt, strontium, and cesium in soil environments.

본 연구에서는 라테라이트광의 건식 분쇄가 니켈 및 코발트의 침출에 미치는 영향을 조사하였다. 시료로 사용한 라테라이트광은 주로 SiO2, Fe2O3, MgO로 이루어져 있으며, 니켈과 코발트의 함량은 0.81% Ni, 0.02% Co이었다. 주 구성 광물은 리자다이트와 석영이며, 미량의 포스터라이트와 엔스터타이트를 함유하고 있었다. 분쇄가 진행됨에 따라 시료의 평균입도, 비표면적, 밀도는 감소하는 경향을 보였으며, X-선 회절분석을 통해 리자다이트의 비정질화가 진행됨을 확인하였다. 분쇄에 의한 석영의 물성변화는 나타나지 않았으나, 리자다이트의 Mg-OH 결합이 파괴됨으로써 니켈 및 코발트의 침출율이 향상됨을 알 수 있었다. 분쇄가 진행됨에 따라 니켈과 코발트의 침출율은 증가하였으며, 60분 분쇄한 시료의 경우, 사용한 무기산의 종류에 관계없이 니켈과 코발트의 침출율은 약 80%로 나타났다.

캐나다 온타리오주 코발트지역에는 시생대의 화산암을 부정합으로 피복하고 있는 원생대의 휴로니안 퇴적암 내에는 황화물이 농집된 광화작용이 발달한다. 황화광물들은 원생대에 발달했던 퇴적분지에 쌓인 기저역암 내에 농집되어 있다. 황화광물은 기저역암과 Coleman 역암에서는 파편형태로, 퇴적암 전체에서는 광범위한 산점상 형태, 그리고 Ag-Co-Ni-As 탄산염맥 주변의 산점상 형태 등으로 산출된다. 황화광물 파편들의 형태가 모가 나있고 사암과 이질암에서 점이적 퇴적구조를 나타내고 있는 것으로 보아 황화광물들이 기계적 운반작용에 의해 이동된 후 퇴적암 내에서 광화작용을 이루었음으로 시사한다. 한편, 탄산염맥 근처에서 발견되는 산점상 광석광물들은 열수작용에 의해 형성된 것으로 추정된다. 기반암인 시생대 화산암에 발달한 대규모의 화산성 황화물 광상이 퇴적암에 존재하는 광석광물의 공급원이었음을 알 수 있다. 사암 및 이질암에 존재하던 광석광물들은 후기에 관입한 휘록암에 수반된 열에 의해 재결정작용을 받았다.

The solvent extraction method was applied on the wastewater produced during malonate(malonic acid esters) process to recover cobalt. DEHPA and PC88A were used as organic solvent. From separation funnel experiment(batch experiment), the effects of various parameters (pH, cobalt concentration, reaction rate, and stripping temperature) on solvent extraction were examined and these data were used to derive equilibrium curve. A mixer-settler experiment (continuous experiment) of bench scale was also carried out for the plant construction and a McCabe-Thiele diagram was obtained. The results of these experiments indicate that cobalt is recoverable above 99 % and that its purity as cobalt sulfate is higher than 99.9 wt %.