폐금속 자원을 재활용하는 '순환자원' 분야가 부상하는 가운데 국내 연구진이 전기·전자 폐기물에서 고순도 금을 선택적으로 회수하는 기술을 개발했다.
한국과학기술연구원(KIST)은 5일 물자원순환연구단 최재우 박사팀이 섬유소재를 이용해 다양한 금속이 존재하는 전기·전자 폐기물에서 고순도의 금을 선택적으로 회수할 수 있는 기술을 개발했다고 밝혔다.
금속 회수용 흡착제는 비표면적을 높여 흡착효율을 높이기 위해 알갱이 형태가 일반적인데, 수중에서 제어가 어려워 회수율이 낮고 2차 환경오염까지 일으킬 수 있다. 반면 섬유형태 소재는 수중제어가 쉽고, 직조 과정을 거치면 다양한 형태로 만들 수 있다. 다만 두께가 얇고 강도가 낮아 지지체에 금 회수 기능을 도입할 경우 쉽게 끊어지는 문제가 있었다.
이에 연구팀은 폴리아크릴로니트릴(PANF) 섬유소재 표면에 알칼아민 분자를 화학적으로 고정시켜 분자 금 회수 성능과 구조적인 안정성을 동시에 높였다. 아민이 함유된 고분자섬유는 표면적이 획기적으로 넓어져 연구팀에서 기존에 개발했던 입상 형태의 금 흡착 소재 대비 폐기물에 포함된 금 이온(Au) 흡착 성능을 최대 2.5배까지 향상시킬 수 있었다.
개발된 소재는 실제로 CPU에서 99.9% 이상의 금 회수율을 보였을 뿐 아니라, 대부분의 폐액을 포함하는 pH 1~4의 넓은 환경에서도 100%에 가까운 금 회수 효율을 달성했다. 특히 14가지의 다른 금속이온이 들어있는 용액에서도 금 이온만 99.9% 이상 고순도로 회수할 수 있었고 10회 이상 사용에도 금 회수율을 91%까지 유지해 우수한 재사용성을 보였다.
최 박사는 "이번에 개발된 섬유형 흡착제는 효율적, 친환경적으로 금속 자원 회수를 가능케함으로써 우리나라의 자원수입 의존도를 낮추고, 원재료 가격 상승 리스크에 대비할 수 있다"며 "향후 연구 범위를 확대해 금 외에도 다양한 금속을 선택적으로 회수하기 위한 연구를 계획하고 있다"고 밝혔다.
이번 연구결과는 국제학술지 Chemical Engineering Journal에 게재됐다.
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