폐 열전모듈의 왕수침출과 용매추출에 의한 텔루륨(Te)의 회수

Abstract

This study is aimed at developing a hydrometallurgy technology for recovering and recycling tellurium from waste thermoelectiric modules. The thermoelectric module powders were classified into ±1mm after comminution, and the weight ratios were separated into 47.0% and 52.9% for oversize and undersize, respectively. The contents of Te and Cu showed 0.1% of Te and 48.6% of Cu in + 1mm, and Te 21% and Cu 2.3% in –1mm. This result indicates that the tellurium in the thermoelectric module could be concentrated and separated from the main impurity Cu by comminution followed by sieving.

The HCl leaching test results showed that 98% of Cu, Fe, Ni, Pb, and Sn was extracted. The leaching efficiencies of Al, Sb and Bi were 96%, 85% and 73%, respectively, while Se and Te were leached less than 1%.

Aqua-regia leaching was chosen to recover Te from the leach residue, and Te, Bi, Sb, and Cu were dissolved in the leaching solution. The metal concentration in the solution was Te 78%, Bi 18%, Sb 3% and other metals were less than 1%. The solvent extraction of tellurium in simulated solution showed that more than 99% of Te was extracted at 30% TBP, O / A ratio of 1:1, pH = -1.3 and reaction time of 5 min. It was confirmed that Te and Bi could be separated by adding nitric acid. Te and Sb could be separated by adding hydrochloric acid. Tellurium ion precipitated as tellurium oxide powder by adding water to the purified tellurium solution and adjusting pH to 4-7.

Finally, by the new recycling process, more than 98% of Te was recovered and the pure Te oxide was obtained.|이 연구는 폐열전모듈로부터 텔레륨을 회수하기 위한 습식제련공정을 개발하기 위하여 수행되었다. 폐열전모듈은 분쇄된 후 1 mm 이상과 이하로 분리되었고 무게비는 1 mm 이상이 47.0% 그리고 이하가 52.9%로 나타났다. 텔레륨과 구리의 함량은 1 mm 이상에서 각각 0.1%과 48.6%이었으며 1 mm 이하의 시료에서는 텔레륨과 구리 함량이 21%와 2.3%로 분쇄후 체질에 의해서 텔레륨 성분이 농축되고 주요 불순물인 구리가 분리되는 것이 확인되었다.

염산침출결과는 구리, 철, 니켈, 납과 주석이 98% 침출되고 알루미늄과 안티모니, 비스무스는 각각 96%, 85%, 73% 침출되는 것으로 나타났다. 이에 비하여 셀레늄과 텔레륨은 1% 이하의 침출율을 나타내어 다른 성분에 비하여 잔사에 농축되었다.

왕수침출이 텔레륨을 침출잔사로부터 회수하기 위해 수행되었다. 이 용액에 텔레륨, 비스무스, 안티모니, 구리가 존재하며, 농도는 각각 78%, 18%, 3%, 나머지는 1% 이하였다. 텔레륨 용매추출실험은 모의 용액을 이용하여 수행되어 30% TBP, O/A ratio 1:1, pH = -1.3 그리고 반응시간 5분에서 99%의 텔레륨이 추출되는 것을 확인하였다. 텔레륨과 비스무스는 질산 첨가에 의해 분리되고, 텔레륨과 안티모니는 염산 첨가에 의해 분리되는 것이 확인되었다. 중화침전으로 텔루륨을 분말로 회수하기 위해 정제된 텔루륨 수용액에 물을 첨가하여 pH를 4~7사이의 중성 영역으로 조절하여 산화텔루륨 침전물로 회수하였다.

당 연구에서 개발된 공정에 의해 98%의 텔레륨이 회수되고, 순수한 산화텔레륨이 회수되는 것이 확인되었다.