Phosphorus is an essential and irreplaceable element for all living organisms and its resource is limited. Significant amount of used phosphorus is collected in sewage treatment plant as sludge. Sludge ash after incineration contains about 10% of phosphorus in dry mass basis, which is comparable to phosphate rocks, and it is an important source of phosphorus recovery. Acid and alkali were used to leach phosphorus from sludge ash and compared for their leaching kinetics and performance. Phosphorus leaching by NaOH was fast and 0.2 N and 2 N NaOH leached 49% and 56% of the total phosphorus in the sludge ash at the L/S ratio of 100. Phosphorus leaching by sulphuric acid and hydrochloric were very fast and most of the phosphorus was leached in 5 minutes. In case of sulphuric acid 95% of the total phosphorus in the sludge ash was leached by 0.2 N at the L/S ratio of 100 and 93% was leached by 1 N at the L/S ratio of 10. 1 N hydrochloric acid leached 99% of the total phosphorus at the L/S ratio of 10. The results showed acids were more effective than alkali for phosphorus leaching from sludge ash and hydrochloric acid leached more phosphorus than sulphuric acid.

최근 IT 산업의 발달함에 따라 희유금속의 사용량과 중요성이 증가되고 있다. 따라서 도시광산 사업이 발달하게 되고, 우리나라는 2011년 6월 “희소금속의 소재화 부품화를 위한 산업생태계조성” 안을 발표 미래 성장동력과의 연계성등을 고려한 11개 희유금속을 선정하였다. 이중 마그네슘은 금속재료 중 가장 가벼운 경량소재로서 자동차 경량화 부품과 노트북, 스마트폰 등 많은 전자 제품에 사용되고 있다. 하지만 현재 마그네슘은 중국으로부터 전량 수입되고 있는 실정이다. 국내의 도시 광산으로 부터 마그네슘을 얻기 위해 광미를 사용하였다. 광미는 광물을 분리하고 남은 부산물이다. 이 부산물은 처리가 어려워 매립 처리하거나 그대로 자연에 방치하고 있어 환경오염을 유발시키고 있어 광미의 재처리가 필요하다. 다양한 재활용 방법 중 유가금속 회수는 자원 고갈에 따른 재이용 및 환경보전 측면에서 중요하며, 세계적으로 광미 재처리를 시도하고 있다. 한국에서도 광미로부터 유가금속을 회수하는 연구가 진행되어왔지만 아직 마그네슘과 관련된 연구가 없으며 더 많은 연구가 필요하다. 본 연구에서는 광미 내 존재하는 Mg를 용출하기 위해 산침출법을 적용하였다. 사용된 산성용액은 H2SO4(95%, 대정화금, 한국)이며, water bath shaking을 사용하여 용출실험에 주요인자인 입자크기, 온도, 산농도, L/S 비 실험을 수행하였다. 산침출후 침출액은 membrane filter를 사용하여 여과 후 여과액으로부터 Mg이온의 농도를 AAS(varian spectra AA-10/20, atomic adsorption spectrometer)로 분석하였다. Mg이온을 Mg(OH)2로 회수하기 위해 NaOH 용액을 사용하여 pH 10까지 조절하였다.

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.

규질이암의 열처리 및 산 침출이 소듐 실리케이트나 규산 수용액과 같은 실리카 전구물질 순도에 미치는 영향을 연구하였다. 규질이암의 열처리 온도, 산 침출시 염산 농도 및 황산 농도를 변화시키며 전구물질 내에 실리콘 함량을 최대한 높이면서 에너지 및 화학약품의 소모는 최소화하는 조건을 구하였다. 열처리는 600℃, 산 침출은 1.56 M의 염산만 사용하였을 경우 최적이었다. 소듐 실리케이트와 규산 수용액의 실리콘 순도는 각각 최대 99.2%와 99.5%였다.