반도체, 회로기판 생산때 배출되는 ‘동폐액’ 처리기술 개발
마실 수 있을 정도의 '물'을 분리해내는 전기투석장치
박 박사는 “이 기술의 원리가 새로운 게 아니라 기존에 나온 물리· 화학적 원리들을 잘 조합한 것”이라고 밝혔다. 처리과정은 다음과 같다.
1단계로 생산과정에서 나오는 동폐액에 섞인 찌꺼기(슬러지)를 여과(필터링)시켜 액체에서 고체물을 제거한다.
2단계로 진공상태에서 증발시켜 순수 질산용액을 먼저 뽑아낸다. 그러면 액체에는 물과 동(銅. Cu++)만 남게 된다.
3단계로 이 용액을 양극(+)판과 음극(-)판이 각각 존재하는 용기에 넣으면 플러스 이온 상태인 용액 속의 동(銅)은 음극에 달라붙어 고체로 응고되는데 용액 내의 80%가 고체로 석출된다. 이때 석출된 고체 동(銅)의 순도는 99.9%라고 한다.
마지막으로 여전히 동이 20%로 섞인 동(銅)용액은 전기투석장치에서 물과 분리되면서 고농축 되어 다시 액체 증발과정을 기다리는 새로운 폐액과 섞여 재처리에 들어간다.
지난 2000년부터 산업폐기물재활용 기술개발사업단에서 15억원의 연구비를 지원받은 박 박사팀은 이 연구에 동참한 (주)대일개발과 내년 상용화를 목표로 대량설비 개발을 추진하고 있다.
동애칭폐액에는 비철금속인 ‘동’을 비롯해 질산, 염산, 황산 등 유해성분이 담겨있다. 그래서 배출될 경우 곧바로 수질오염으로 이어지기 때문에 심각성이 크다. 그간 산업계는 메탄올을 먹이로 하는 미생물을 이용해 배출된 질산 등을 분해하는 기법을 이용했으나 엄청난 투자비와 넓은 면적이 필요해 비효율적이었다.
그러나 이번에 연구팀이 선보인 기술은 이런 비효율성을 획기적으로 개선했다. 우선 동을 순도 99.9%의 고체로 산출해 재활용이 가능토록 했고, 나머지 배출된 물은 마실 수 있을 정도로 깨끗하게 처리하는 장점이 있다. 또한 질산용액이나 황산용액도 불순물 없이 채취할 수 있어 역시 재활용이 가능하다는 점을 이 기술의 강점으로 꼽는다.
특히 이 기술의 기존 기술과의 차별성에 대해 박 박사는 “기존 기술은 황산과 동이 섞인 용액에서 동(銅)을 추출했으나 우리는 황산을 따로 분리해낸 후 물과 동이 섞인 용액에서 동을 석출해 성분 분리의 극대화를 실현했다는 점”이라고 강조했다.
또한 연구팀은 제조하는 과정에서 나오는 폐액처리 공정도 연구 중이다.
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