With a rapid expansion in electric vehicles, a huge amount of the spent Li-ion batteries (LIBs) could be discharged in near future. And thus, the proper handling of the spent LIBs is essential to sustainable development in the industry of electrical vehicles. Among various approaches such as pyrometallurgy, hydrometallurgy, and direct recycling, the hydrometallurgical manner has gained interest in recycling the spent LIBs due to its high effectiveness in recycling raw materials (e.g., lithium, nickel, cobalt, and manganese). However, the hydrometallurgical process not only requires the use of large amounts of acids and water resources but also produces toxic gases and wastewater leading to environmental and economic problems, considering potential economic and environmental problems. Thus, this review aims to provide an overview of conventional and state-of-the-art hydrometallurgical processes to recover valuable metals from spent LIBs. First, we briefly introduce the basic principle and materials of LIBs. Then, we briefly introduce the operations and pros-and cons- of hydrometallurgical processes. Finally, this review proposes future research directions in hydrometallurgy, and its potential opportunities in the fundamental and practical challenges regarding its deployment going forward.

고농도 유기질 폐수처리를 위해 전기화학적 방법의 사용에 있어 관심이 고조되고 있다. 전기화학적 방법의 기술은 음식물폐수 및 공업적 폐수 문제를 해결하는데 이상적 처리 방법이다. 다른 화학적 처리 방법과는 다르게 전기화학적 처리장치는 2차 폐수의 부피를 증가시키지 않고 용수와 유기질 비료로 재활용한다. 전기화학적 방법은 전해부상장치를 무기화학적 약품과 병행하여 더욱 효과적으로 음식물 폐수를 처리한다. 이 연구는 2차 처리로 초음파와 오존처리로 탈색, COD와 BOD가 격감함으로 용수 및 유기질 비료로 활용하도록 실험하였다.

최근 자원고갈문제의 해소와 효율적인 폐기물 관리를 위한 적극적인 자원순환정책의 필요성이 제기되고 있다. 이에 환경부는 자원순환법 제정 후 2020년까지 폐기물 발생량 대비 매립률을 3 %로 줄이고 폐기물 중 재활용 자원의 매립률도 최소화하기 위해 노력중이다. 2016. 07. 21 이전에 폐기물을 재활용하려면 폐기물관리법령에 반영된 66개 재활용용도와 방법에 부합되어야만 가능하며, 새로운 재활용 기술이 개발되어도 기술 검증, 법령개정 절차 이행 등 재활용이 허용되기까지 2년 이상의 시간이 소요되는 실정이었다. 이에 현행과 같이 제한된 몇 가지 재활용만 허용하고 나머지는 불허하는 허용행위 열거방식(포지티브 방식)은 재활용 극대화에 한계가 있으므로 재활용을 원칙적으로 모두 허용하고 환경이나 건강에 위해한 것만 불허하는 제한행위 열거방식(네거티브 방식)으로의 전환이 필요하였다. 이를 위해 폐기물이 원료로 제조공정을 거쳐 재활용되는 경우 해당 공정, 제품에 대한 환경보호 기준을 설정하고 이를 충족하는 모든 재활용 방식은 원칙적으로 재활용을 허용해 관련 신기술 개발 등 재활용 활성화를 유도하도록 하였다. 따라서 본 연구에서 폐기물이 토양·지하수 등 매체와 직접 접촉하지 않는 비매체접촉형 폐기물 재활용에 대한 재활용 환경성 평가기법을 마련하고, 이들 비매체 접촉형 폐기물의 재활용 기준(안)을 마련하고자 하였다.

파리기후변화 협약이후, 대한민국은 BAU대비 2030년 37%의 이산화탄소를 감축하는 목표를 설정하였다. 하지만 국내의 실정을 고려하였을 때, 37%의 이산화탄소를 감축하기 위해서는 현재진행중인 이산화탄소 감축 기술을 적용하기에는 한계점이 존재한다. 따라서 기존에 진행된 이산화탄소 포집 및 저장과 신재생에너지를 적용한 이산화탄소 저감을 실행하기 전에 이를 완화하기 위한 대응기술의 적용이 요구되는 상황이다. 이산화탄소저감 대응기술은 여러 가지가 존재하고 있지만, 2016년 정부 부처간 협약된 결과를 고려하면 탄소광물화는 이산화탄소를 저감하기 위한 완화대응기술이라고 할 수 있다. 하지만 현재까지 국내에서 개발된 대부분의 기술은 고농도(80% 이상)의 이산화탄소를 이용한 탄소광물화의 연구들이 대부분이기 때문에 실제 산업에서 배출되는 저농도 이산화탄소(5~20%)를 이용한 연구는 거의 전무한 상태이다. 고농도의 이산화탄소를 이용한 탄소광물화는 반응속도가 매우 빠르다는 장점이 있지만, 저농도의 이산화탄소를 농축하기 위한 추가공정(Carbon Capture)이 필요하다는 것이 단점이다. 따라서 본 연구에서는 저농도의 이산화탄소를 농축공정이 필요없는 연구로 반응촉매제(용매)를 사용하여 산업에서 배출되는 소각재 및 폐자원을 이용한 연구를 수행하였다. 수행결과 이산화탄소의 빠른 전환을 촉진하기 위해 사용된 용매는 고농도 이산화탄소를 사용한 경우보다 반응속도가 매우 빠르다는 것을 확인하였으며, 현재 매립처리를 하고 있는 폐기물을 재순환하여 산업 등에 활용 할 수 있는 가능성을 확인하였다.

In this paper, tin-waste resources were pulverized and separated by cut-mill and multi cyclone separator, respectively. After the cut-mill process, more than 98% of the Pb-Sn and Sn-Ag-Cu scraps were recovered, and the by-products consisting of metal and oxide could be reused as solder. The separation of pulverized powders was performed using the minimum fluidization velocity depending on the density of the materials. When the flow rate was 21 L/min (70% blower output), it had the highest separation efficiency.

섬유염색산업은 유기오염물질을 다량 함유한 배기가스로 인한 대기환경오염문제가 지속적으로 대두되고 있으며 사회적 문제와 산업공단 인근 주민들의 보건환경을 위협하고 있다. 지난 3월 보도된 환경부의 “○○염색산단 주변지역 주민건강영향조사 결과” 에 따르면 산업단지에서 배출되는 대기오염물질이 주변지역 환경과 주민의 인체노출에 영향을 미치고 있고, 호흡기계 증상 경험 및 유병율이 높은 경향이 있는 것으로 파악되어 대기 배출원에 대한 관리강화 등 대책 마련이 필요한 것으로 나타났다. 섬유염색산업의 대표적인 대기오염물질 유발시설로는 염색 후 가공공정 중에 하나인 텐터공정(열처리 가공 공정)으로 염색한 섬유원단을 단순 건조시키는 건조기(Dryer)와는 구별되며, 섬유유연제 및 광택제 등의 각종 섬유조제(기능성 약품)가 투입되고, 섬유의 세탁 시 발생되는 수축 및 이완까지 고려하여 작업이 진행되는 열처리 가공공정이다. 텐터공정은 보통 150~220℃ 범위에서 열처리가공을 진행하며 고온의 열에 의해 섬유에 포함된 방직유(직물무게의 약 4~8%), 섬유유연제, 체인오일 등이 기화되어 유증기(Oil mist) 형태로 배기가스에 포함되어 배출된다. 그리고 텐터공정은 열매체보일로 또는 직화버너를 이용하여 챔버(Chamber) 내부의 온도를 상승시키는데 연료의 사용량이 타 염색가공장치에 비해 많은 유틸리티 비용을 소모하게 되는데, 텐터공정 배기가스(130℃ 이상)에서 폐열을 회수하여 공정에 재이용한다면 기업의 경쟁력 확보에 많은 이점이 있으나 배기가스에 포함된 섬유분진 및 유적성분 등으로 인하여 많은 애로가 있는 실정이다. 이에 본 연구에서는 “무필터 유적회수형 폐열회수장치” 를 개발하여 배기가스 300 m³/min 규모의 텐터가공 장치에 적용하여, 폐열을 회수하여 공정에 재활용하는 동시에 배기가스에 함유된 섬유분진 및 유적성분을 제거함으로서 에너지 회수 및 오염물질 제거가 가능하였다. 텐터 가공설비 배기가스 열량은 837,000kcal/hr(150℃기준)였으며, 폐열회수에 의한 온도변화 30℃(입구온도) → 70℃(출구온도)로 40℃가 상승하는 효과를 나타내었으며, 이에 따른 폐열회수 열량은 223,200kcal/hr(26.7% 열에너지 회수)로 확인되었다. 아울러 폐열회수 과정에서 문제점으로 지적되는 섬유분진과 유적성분에 의한 열교환장치 내부의 폐색은 무인 청소가 가능한 Auto Scraper를 이용하여 제거하여 회수함으로서 문제점을 해결하는 동시에 부산물이 폐오일을 확보할 수 있었다.

The government of each country is making a policy of expanding recycling of wastes and waste-to-energy to mitigate the greenhouse gas emissions to cope with climate change. This paper attempts to analyze the economic effects of waste disposal & materials recycling services (WDMRS) sector using 2012 input-output (IO) table published in 2014. To this end, we deal with three sectors: waste disposal, materials recycling services, and WDMRS sectors. More specifically, the production-inducing effect, value-added creation effect, and employment-inducing effect of the WDMRS sector are investigated based on demand-driven model. The supply shortage effect and the price pervasive effect are also examined employing supply-driven model and Leontief price model, respectively. The results show that the production or investment of 1.0 won in the WDMRS sector induces the production of 1.9324 won and the value-added of 0.7217 won in the national economy. Moreover, the production or investment of 1.0 billion won, supply shortage of 1.0 won, and a price increase of 10.0% in the WDMRS sector touch off the employment of 15.2462 persons, production loss of 2.0589 won, and an increases in overall price level by 0.0699%, respectively. This quantitative information can be usefully utilized inassessment of the WDMRS sector-related investment and policy.

본 연구에서는 경기도 수원시의 자원순환을 촉진하기 위한 재활용 가능용품의 배출체계 및 배출량을 조사하였다. 공동주택에서 발생하고 있는 재활용 폐기물의 발생 현황을 분석하기 위하여 시범적으로 2012년 8월에 공동주택의 표본조사를 통해 재활용품 발생량을 조사 분석하였다. 조사할 대상으로 아파트 규모, 지역 대표성 등을 고려하여 2개 단지 총 4개지점을 대상으로 조사하였다. 지역별 발생원별로 배출되는 재활용품의 배출량과 배출실태에 대한 인벤토리를 구축하고, 현행 재활용 가능용품 관리현황을 검토하여 적정방안을 도출함으로써 향후 지역 내 자원순환을 촉진하기 위한 기초자료로서 활용할 수 있다. 재활용품 수집기간은 7일 동안 수집된 양으로 조사하였으며, 세대별 발생량은 0.666 kg/세대･일로 분석되었으며, 1세대에 3인이 거주하고 있는 것으로 가정하면 1인 1일 발생 재활용품은 0.222 kg/인･일로 추산되었다. 이는 수원시 재활용선별장에서 수거되는 재활용품과 비교하면, 상당히 많은 양으로 추산된다. 재활용선별장에서 수거되는 재활용품은 대부분 공동주택 이외에서 수거되는 양이므로, 이를 모두 공동주택 이외에서 수거된 양이라고 가정하여 계산하였다. 재활용선별장에서 2011년 1년동안 수거된 재활용품은 모두 20,342.32 톤으로 공동주택 외에서 거주하는 수원시민이 335,708명이므로 1인당 1일 발생되는 재활용품 원단위는 0.166 kg/인･일로 추산되었다. 공동주택에서 발생하는 재활용품 원단위는 0.222 kg/인･일로 발생되는 것으로 조사되었으므로, 이와 비교하면 단독주택 등 공동주택 외에서 발생하는 재활용품 원단위 발생량 보다 33.7%가 많은 양이 공동주택에서 발생하고 있는 것으로 조사되었다. 그러므로 현재 민간에서 재활용되고 있는 공동주택 재활용품에 대해서는 더욱 자세한 통계조사가 필요할 것으로 사료된다. 또한 공동주택 재활용품이 더욱 환경친화적으로 자원순환이 될 수 있도록 유인하기 위해서는 재활용수집상 및 재생처리 등 민간에게 재활용 시설과 기반을 지원하고, 정보를 제공하여 투명하게 순환될 수 있는 기반을 마련해야 할 것으로 판단된다.