DIC, 흡착 카트리지 개발해 폐도금액 적용 … 정련기업과 협업

DIC가 희소금속 리사이클 시장에 진출했다.
DIC는 PPS(Polyphenylene Sulfide)를 이용해 흡착 카트리지를 개발하고 사용이 종료된 도금액에서 팔라듐(Palladium)을 회수할 계획이다.
2025년경 사업화를 목표로 하고 있으며 반복 이용이 가능하다는 점을 활용해 폐도금액 회수 및 금속 탈리까지 실시하는 사업모델을 구상하고 있다.
현재 정련기업과 정제 프로세스 확립을 위해 협력하고 있고 팔라듐 외 백금족까지 흡착 대상을 확대함으로써 프린트 기판, 가전 폐기물에서 금속을 회수하는 서플라이체인에 참여할 방침이다.
팔라듐은 전자기기 리드 프레임 등을 전해 도금할 때 배선층 기재로 사용되는 희소금속이며 수지 장식 등 무전해 도금 분야에서도 촉매층으로 다량 사용되고 있다.
특히, 세계 각국이 배출가스 규제를 강화하면서 최대 용도인 자동차 정화 촉매용 수요가 급증했고 2018년 가을부터 가격 폭등이 이어지며 한때 금보다 고가에 거래됐다.
러시아, 남아프리카가 팔라듐 공급의 80%를 장악하고 있어 비자원국을 중심으로 순환 니즈가 확대되고 있으며 PPS는 분자 구조에서 황을 포함해 팔라듐 포함 백금족을 흡착하기 쉽다는 점에서 주목받고 있다.
DIC는 2010년부터 PPS를 통한 팔라듐 흡착을 연구했으며 최근 다공질 입자를 활용하는 수지 카트리지 상용화를 준비하고 있다.
개발한 수지 카트리지는 금속 중 팔라듐을 선택적으로 흡착할 수 있으며 기존 방식으로는 추출이 어려웠던 ppm(100만분의 1) 단위의 저농도 폐액에서 99% 이상의 수율로 회수 가능한 것으로 알려졌다.
DIC는 도금기업에게 다공질 입자를 충진한 수지 카트리지를 대여하고 회수해 반복 이용하는 형태로 사업화를 검토하고 있다.
PPS는 내약품성이 우수하고 강산‧강알칼리 등 극한 조건에서도 내성을 발휘할 수 있어 수십번 반복 사용해도 열화가 발생하지 않는다.
수지 카트리지는 폐도금액을 흘려넣는 것만으로 팔라듐을 회수 가능할 만큼 취급이 용이하다는 강점이 있어 DIC 사업장에서 수지 카트리지 회수 및 금속 탈리까지 진행할 수 있을 것으로 기대하고 있다.
이밖에 출구전략으로 도금약품 생산기업과 협력하는 방안을 검토하고 있으며 지금(Bass Metal)으로 되돌린다면 정련기업과 협력이 도움이 될 것이라는 판단 아래 2023년 봄부터 제안을 본격화하고 있다.
도금기업들은 이미 금, 팔라듐 회수 시스템을 갖춘 곳이 많으나 저농도 폐도금액은 주로 이온교환법으로 처리하고 있어 사전 pH 조정이 필요하며 프로세스가 번거롭다는 단점이 있고 활성탄을 사용하는 방법도 있으나 선택성이 낮아 여러 종류의 금속을 동시에 흡착하게 되는 문제가 있다.
결국 이온교환법과 활성탄은 일반적으로 5-30ppm까지만 적용할 수 있어 팔라듐이 남게 되기 때문에 도금액을 폐기할 수밖에 없는 실정이다.
하지만, DIC가 개발한 수지 카트리지는 기존 프로세스에 추가하는 방식으로 저농도 도금액에서 팔라듐을 회수하고 소각 공정이 필요하지 않으며 습식추출 등 다른 방법과 비교했을 때 프로세스 소형화가 가능한 장점이 있다.
DIC는 수지 카트리지를 통해 팔라듐 외 귀금속류 중에서는 백금과 금을, 유해금속은 수은을 일부 흡착하는데 성공했으며 폐가전 및 프린트 기판에서 귀금속을 회수하는 방법을 고안하고 있다.
앞으로 순환 이용 서플라이체인을 함께 구성할 광산기업 혹은 리사이클 전문기업들과 협업하는 방안을 모색할 예정이다.
또 유해금속은 공장 폐수나 토양, 방사성 폐기물 제거 등에서도 흡착 수요가 있을 것으로 판단하고 용도 개척에 나설 계획이다. (K)