KIST, 폐기물서 귀금속 회수율 높이는 기술 개발

정영균 KIST 박사후연구원이 이번 연구로 개발한 회수 소재로 추출한 금을 살펴 보고 있다.
<정영균 KIST 박사후연구원이 이번 연구로 개발한 회수 소재로 추출한 금을 살펴 보고 있다.>

한국과학기술연구원(KIST)이 폐기물에서 귀금속을 추출하는 '도시광산' 연구에서 세계적 성과를 냈다. 세계 최고 수준인 99.9% 금 회수공정을 개발했다. 금속자원 99.3%를 수입하는 우리나라에 큰 도움이 될 것으로 전망된다.

KIST는 최재우·정경원 물자원순환연구단 연구원팀이 다층 내부 구조를 고분자 껍질이 감싸는 캡슐형 소재를 개발, 99.9% 효율의 금 회수공정 개발에 성공했다고 5일 밝혔다. 개발 소재는 금 이온을 캡슐 내부에 가둬 회수한다. 기존 흡착 소재보다 회수 효율이 높다. 고분자 껍질이 금 이온은 통과시키지만 다른 부유 고형 물질은 통과시키지 않는다. 이 덕분에 내부 구조가 막히는 현상을 방지하는 장점도 있다.

다층 내부 구조에는 금 이온에만 반응하는 기능기를 도입했다. 이온 14종, 부유 고형물질 3종과 함께 있어도 금만 고분자 껍질을 통과하게 해서 안정적으로 회수할 수 있다.

KIST 연구팀이 개발한 귀금속 회수 프로세스. 사진 왼쪽부터 금 함유 폐액, 원형 고분자 껍질로 감싼 캡슐형 소재, 회수 공정으로 추출한 금, 회수 후 정련한 고순도 금.
<KIST 연구팀이 개발한 귀금속 회수 프로세스. 사진 왼쪽부터 금 함유 폐액, 원형 고분자 껍질로 감싼 캡슐형 소재, 회수 공정으로 추출한 금, 회수 후 정련한 고순도 금.>

캡슐형 소재는 연속공정으로 생산할 수 있다. 해당 소재를 10회 재생해서 이용해도 99.9% 이상의 회수 성능을 유지했다. 효율성과 안정성을 함께 입증했다.

연구에서 도출된 캡슐형 구조에 다양한 화학적 기능기를 더해 물이나 공기 정화에 응용하는 것도 가능하다. 최재우·정경원 KIST 박사는 “이번 연구로 개발한 소재는 기존 귀금속 회수를 위해 개발된 물질에 있는 문제점을 해결했고, 합성 용이성과 현장 적용성이 높아 관련 산업 공정에 즉각 적용할 수 있다”고 밝혔다.

관련 논문 제1 저자인 정영균 박사후연구원은 “이번 연구 결과는 자동차, 석유화학 등 다양한 산업에서 발생하는 폐기물과 귀금속 스크랩으로부터 금속자원을 선택적으로 회수 및 정제하는 국내 최초 친환경 공정 개발 기반이 될 것으로 기대한다”고 말했다.

한편 이번 연구는 과학기술정보통신부 지원으로 KIST 주요 사업과 소재혁신선도사업으로 수행됐다. 연구 결과는 화학공학 분야 국제학술지 '케미컬 엔지니어링 저널'(IF:13.273, JCR 분야 상위 2.448%) 최신호에 게재됐다.

김영준기자 kyj85@etnews.com