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우리나라 폐건전지의 발생량은 연간 15,000톤으로, 그 중 13,500톤의 폐건전지가 재활용 되지 않고 생활폐기물과 같이 배출되고 있다(환경부, 2004). 폐전지의 일반 매립이나 소각은 전지 내 금속성분과 전해액의 유출 및 가스발생으로 인한 환경오염을 유발한다. 그러나 폐전지의 90% 이상을 차지하는 폐망간/폐알칼리망간 전지는 지난 2008년부터 재활용 의무대상(EPR) 품목에 지정되었음에도 불구하고 고부가가치의 재활용 처리 기술의 부족 및 시민들의 인식부족으로 인해 폐전지의 회수율이 극히 저조한 실정이다. 따라서, 기존의 폐전지 재활용기술을 넘어서는 고부가가치의 재활용 기술의 개발은 중금속으로 인한 환경오염 방지뿐 만 아니라, 보다 경제성 있는 폐전지 자원화 방안으로써 중요한 의미를 갖는다. 본 연구는 폐 알칼리망간전지(AA Size)를 대상으로 음극물질을 분리한 후, 황산 침출법을 이용한 아연(Zn)과 망간(Mn) 이온의 분리와 잔류 이산화망간(MnO₂)의 전지 원료재생에 대하여 평가하였다. 또한, 시약급(Aldrich Co.)의 MnO₂ 및 환원망간(Mn₂O₃)를 이용하여 황산침출에 따른 잔류 MnO₂의 결정상 영향 및 침출 망간으로부터의 이산화망간 생성과정 등을 조사하였다. 황산농도 변화(0.5 M, 1.0 M, 1.5 M, 2.0 M)를 통한 Mn이온 침출가능성과 잔류 이산화망간의 XRD분석 결과, MnO₂는 화학적으로 안정하여 황산과의 반응에서 환원되어 침출되지 않고(침출율 < 0.1%), 황산처리 전과 동일한 이산화망간 결정상(β-MnO₂)을 유지하고 있음을 확인하였다. 재활용 업체(B사)에서 입수한 폐망간전지 및 실험실에서 분리한 폐알칼리망간전지에 적용한 결과에서도, 황산침출(1M-H₂SO₄, S/L=1/10, 60℃, reaction time= 60 min) 후 페망간전지에 존재하던 Mn₂O₃가 모두 사라지고 β-MnO₂ 형태의 결정상 만 존재하는 것을 확인할 수 있었다. 특히, 침출 잔류물의 XRD가 새건전지와 동일한 β-MnO₂ 형태를 띠고 있어 별도의 전처리 없이 전지원료로서 사용가능함을 알 수 있다 또한, 본 연구에서 적용한 산침출 조건하에서는 환원망간(Mn₂O₃)으로 부터 전지원료와 동일한 결정상(γ-MnO₂, β-MnO₂ 등)이 얻어짐을 확인하였고, 이로부터 폐망간전지 침출액으로부터 화학적 처리를 통한 이산화망간(즉, CMD)의 합성이 가능함을 확인하였다.
