침출

침출(浸出, leaching, lixiviation)은 가용성 물질을 용해하여 용액을 제거하고 가용성 성분과 불용성 성분을 분리하는 것이다.

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활용

폐배터리 재활용

폐배터리 재활용 과정에서도 침출 공정이 필요하다. 폐배터리 재활용 과정은 아래와 같다. 이 과정에서, 폐배터리 방전부터 파쇄 및 분쇄 단계까지를 폐배터리 전처리 공정이라고 하며, 이후 단계를 후처리 공정이라고 한다.

1. 폐배터리 입고
2. 폐배터리 방전 및 비활성화
3. 자성 및 비중 선별
4. 폐배터리 파쇄 및 분쇄
5. 건식 공정
6. 습식 공정
7. 다이렉트 리사이클링
8. 철, 주석성분, 알루미늄 회수

후처리 공정은 블랙 파우더에서 금속을 추출하는 공정으로, 습식 공정과 건식 공정, 다이렉트 리사이클링 과정으로 나뉘며 이 중 한 가지 과정을 수행한다. 습식 공정은 유기, 무기 용매나 산과 염기 등의 화학적 처리를 통해 금속을 침전시켜 추출하는 방식이다. 이 공정은 크게 침출 공정과 분리 및 회수 공정으로 나뉜다. 침출 공정은 블랙 파우더를 무기산, 유기산, 염기 용액 등에 녹인 후 섞으면 이온 형태의 금속으로 침출 되는 공정을 뜻한다. 금속마다 추출할 수 있는 용매가 다르기에 추출하려고 하는 물질마다 다른 용매를 사용한다. 한 금속을 추출한 이후 시간이 지나면 추출된 금속과 나머지 혼합 용액이 분리된다. 이 과정을 반복하면 필요한 모든 금속을 추출할 수 있다.

최근에는 기업마다 추출제를 개발하여 침출 되는 금속의 비율을 높이고 있기도 하다. 침출 공정이 끝나면 분리 및 회수 공정에 들어가는데, 이는 침출 시킨 용액에서 금속을 결정화시켜 침출 공정으로 분리되지 않은 금속을 추가로 분리하는 과정이다. 이를 통해 순수한 금속이온이나 황산니켈, 탄산리튬 등 화합물 형태의 배터리 소재를 추출할 수 있다. 침출 공정에서는 메탈의 순도를 높이기 위해 공정 단계별로 적용하는 화학물질의 농도, pH, 온도 등의 조건을 정밀하게 조절하는 것과 불순물을 제거하는 것이 중요하다.

참고자료

• 홍보실, 〈배터리의 사용과 자원 순환〉, 《한국지질자원연구원》, 2022-09-12
• SeongYun92, 〈(2차 전지 순환경제) 폐배터리 재활용 공정, 재활용 기술 완전 분석〉, 《티스토리》, 2023-03-26
• 공대생P, 〈폐배터리 리사이클(recycling) 공정에 대한 이해〉, 《티스토리》, 2023-05-08
• R.E.F. 23기 송태현, 〈작은 용기 하나로 배터리를 재활용하다!〉, 《대학생신재생에너지기자단》, 2023-05-29

같이 보기

• 여과
• 배터리
• 폐배터리

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