| 초록 |
주석은 전자산업에 필수적인 전략소재로서 수요가 더욱 증가할 것으로 예측되나 우리나라는 전량 수입, 사용 후 폐기물의 형태로 국외로 반출하고 있다. 본 연구에서는 주석의 국내 재활용 싸이클을 구축하여 전략소재의 국외 의존성을 줄이고 국가 경제 자립도를 높일 수 있는 기초 기술 개발을 위해 메탄가스를 이용하여 주석산화물을 환원하여 고순도 주석을 회수할 수 있는 기술을 설계, 개발하였다. 메탄가스를 이용한 주석산화물의 환원은 다음의 과정을 통해 이루어진다 (2CH4 + SnO2 → Sn + 2CO + 4H2). 본 연구에서는 HSC Chemistry 프로그램을 이용하여 주석산화물의 메탄가스 환원 반응의 최적 온도와 메탄 투입량을 최적화하였으며 환원공정의 순차적 프로세스와 메커니즘 이해를 통해 메탄의 투입량에 따라 생성물인 H2O와 H2의 비율을 조절할 수 있다는 것을 밝혀내었다. 또한, 이와 같은 전산모사를 통해 제공된 공정조건에 따라 실제 주석산화물을 메탄을 이용하여 환원회수하여 순도 98% 이상의 금속 주석을 회수할 수 있었다. 본 연구는 온실가스인 메탄을 폐자원의 회수에 활용하여 수입자원의 회수와 에너지원인 수소를 생성할 수 있는 융합 기술로서 큰 가치를 가진다. |
