- KIST 연구진, 99.9% 금 회수공정 개발

정영균 박사후 연구원이 개발한 금 회수 소재를 통해 추출된 금을 살펴 보고 있다.[KIST 제공]
정영균 박사후 연구원이 개발한 금 회수 소재를 통해 추출된 금을 살펴 보고 있다.[KIST 제공]

[헤럴드경제=구본혁 기자] 금속자원의 99.3%를 수입에 의존하는 우리나라의 1인당 금속자원 소비량은 OECD 최고 수준이다. 귀금속 중에서도 금(金)은 전기, 전자산업 분야에서 배터리, 전기자동차, 신재생에너지 등 다양한 수요가 있지만 한정된 양과 높은 가격으로 인해 해당 산업에서 항상 큰 변수로 작용하고 있다. 전 세계적으로 폐기물에서 귀금속을 추출하는 ‘도시광산’에 대한 연구가 활발히 진행되는 것도 이러한 이유다. 하지만 폐자원을 활용해 고순도의 금을 추출하는 기술의 대다수는 다량의 화학물질과 고온의 에너지를 필요로 하고 있어 환경규제 및 효율 문제를 안고 있다.

이런 상황에서 국내 연구진이 폐기물로부터 귀금속 회수율을 획기적으로 높일 수 있는 기술을 개발했다.

한국과학기술연구원(KIST) 물자원순환연구단 최재우, 정경원 박사 연구팀은 다층으로 이루어진 내부 구조를 고분자 껍질이 감싸고 있는 캡슐형 소재를 개발해 세계 최고수준인 99.9% 회수효율의 금회수공정을 개발했다고 5일 밝혔다.

개발한 소재는 금 이온을 캡슐 내부에 가두어 회수하기 때문에 기존 흡착소재들과 비교해 회수 효율이 높다는 장점과 함께 고분자 껍질이 금 이온을 통과시키지만, 금과 함께 존재하는 부유 고형물질은 통과시키지 않아 내부구조가 막히는 현상을 방지할 수 있다는 장점도 갖고 있다. 다층으로 이루어진 내부구조에는 금 이온에만 반응하는 기능기를 도입해 14종의 이온 및 3종의 부유 고형물질이 공존하는 조건에서도 고분자 껍질을 통과한 금을 안정적으로 회수할 수 있었다. 캡슐형 소재는 용매교환법을 기반으로 연속공정을 통해 생산가능하며 해당 소재를 10회 재생, 재이용한 결과에 있어서도 99.9% 이상의 회수 성능을 유지함으로써 효율성과 안정성을 함께 입증했다.

왼쪽부터 금 함유 폐액, KIST 연구진이 친환경으로 금을 회수할 수 있게 개발한 원형 고분자 껍질(흰색)로 감싸진 캡슐형 소재, 회수 공정을 통해 추출된 금, 고순도 금으로 정련된 회수된 금.[KIST 제공]
왼쪽부터 금 함유 폐액, KIST 연구진이 친환경으로 금을 회수할 수 있게 개발한 원형 고분자 껍질(흰색)로 감싸진 캡슐형 소재, 회수 공정을 통해 추출된 금, 고순도 금으로 정련된 회수된 금.[KIST 제공]

최재우, 정경원 박사는 “개발된 소재는 기존 귀금속 회수를 위해 개발된 물질들이 갖고 있는 문제점을 해결함과 동시에 합성에 대한 용이성과 현장 적용성 높은 큰 입경 특성을 기반으로 관련 산업공정에 즉각적으로 적용 가능한 형태라는 큰 장점이 있다”라며 “회수 소재의 화학적인 특성 뿐 아니라, 소재의 형태도 수중 금속자원을 회수하는 데 매우 중요한 역할을 할 수 있었다”고 밝혔다.

이번 연구 결과는 화학공학 분야 국제학술지 ‘케미컬 엔지니어링 저널’ 최신호에 게재됐다.


nbgkoo@heraldcorp.com