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[한국지질자원연구원] 하드 텅스텐 카바이드(WC) 스크랩 파쇄 기술

최고관리자　 0 Comments　 1 Views　 20-11-10 15:46　 기계

하드 텅스텐 카바이드(WC) 스크랩의 파쇄 방법

보유기관 및 연구자 : 한국지질자원연구원 / 김병수 책임

특허정보
하드 텅스텐 카바이드(WC) 스크랩의 파쇄 방법 (No : 10-159413)

하드 텅스텐 카바이드(WC) 스크랩의 파쇄 방법 (No : ZL 201610373414.8)

무산소 분위기 하에서의 하드 텅스텐 카바이드(WC) 스크랩의 파쇄 방법 (No : 10-1572507)

하드 텅스텐 카바이드(WC) 스크랩의 파쇄 방법 (No : 15/156,996)
거래조건 : 추후 협의

상담신청 기술문의

TRL09
사업화
- 본격적인 양산 및 사업화 단계
TRL08
시작품 인증/
표준화
- 일부 시제품의 인증 및 인허가 취득 단계
  - 조선 기자재의 경우 선급기관 인증, 의약품의 경우 식약청의 품목 허가 등
TRL07
Pilot 단계 시작품
신뢰성 평가
- 시작품의 신뢰성 평가
- 실제 환경(수요기업)에서 성능 검증이 이루어지는 단계
TRL06
Pilot 단계 시작품
성능 평가
- 경제성(생산성)을 고려한, 파일로트 규모의 시작품 제작 및 평가
- 시작품 성능평가
TRL05
시제품 제작/
성능평가
- 개발한 부품/시스템의 시작품(Prototype) 제작 및 성능 평가
- 경제성(생산성)을 고려하지 않고, 우수한 시작품을 1개~수개 미만으로 개발
TRL04
연구실 규모의
부품/시스템 성능평가
- 연구실 규모의 부품/시스템 성능 평가가 완료된 단계
- 실용화를 위한 핵심요소기술 확보
TRL03
연구실 규모의
성능 검증
- 연구실/실험실 규모의 환경에서 기본 성능이 검증될 수 있는 단계
- 개발하려는 시스템/부품의 기본 설계도면을 확보하는 단계
- 모델링/설계기술 확보
TRL02
실용 목적의 아이디어/
특허 등 개념 정립
- 실용 목적의 아이디어, 특허 등 개념 정립
TRL01
기초 이론/
실험
- 연구과제 탐색 및 기회 발굴 단계

기술개요: ○ 금속 가공 공구인 칩, 와이어, 볼트, 드릴 등과 같은 하드 텅스텐 카바이드(WC)를 스펀지 형태로 변환시켜 용이하게 파쇄 하는 방법 및 파쇄된 하드 텅스텐 카바이드
스크랩 분말로부터 텅스텐, 코발트를 회수할 수 있는 공정 기술

기술개발 배경: ○ 세계 텅스텐 생산 독점국가인 중국이 환경정책(‘18.6)을 내세워 생산을 억제하면서 ‘17년말 기준 텅스텐 가격은 전년 말 대비 57.9% 상승
- 중국은 텅스텐 부존량의 60%, 생산량 82% 차지, 최근 할당분 이외의 생산 규제로 텅스텐 공급 연간 9만 1,300만톤으로 제한하고 있음
○ 초경합금, 특수강, 절삭공구 분야의 지속적 수요와 함께 반도체 금속 배선의 주요 재료로 활용됨으로써, 향후 텅스텐 수요 꾸준히 증가할 전망

시장동향: ○ (세계 희소금속소재 시장) 2023년까지 13.8% 연평균 성장률로 증가하여 1,502 억 달러 규모에 이를 것으로 전망
○ (국내 희소금속소재 시장) 각종 첨단 제품 수요 증가에 따라 급속도로 성장(CAGR 12.5%) 중 (2017년: 1.1조 원 → 2023년: 2.3 조 원)

특장점

기존기술 한계: ○ 텅스텐과 코발트의 원료를 기술력 부족으로 재활용 불가
- 하드 텅스텐 카바이드 스크랩에는 많은 양의 텅스텐과 코발트 등의 희소금속이 함유(3~25%wt)되어 있으나, 파쇄와 침출이 어려워 재활용 하지 못하는 상황임
○ 에너지 소모가 많고 공정시간이 길어 회수에 많은 비용 소모
- 기존 기술로는 아연법, 파분쇄법, 고온산화법이 있음
- 상기 기술 문제점은 (ⅰ) 반복 공정의 시간이 길고, 에너지 소모가 큼, (ⅱ) 파쇄율이 낮아 회수율이 좋지 않음, (ⅲ) 환경적인 문제 발생 등으로 상용화가 어려움

개발기술 특성: ○ 하드 텅스텐 카바이드 스크랩에 알루미늄을 첨가하여 용융합으로써, 하드 텅스텐 카바이드 스크랩을 스펀지 형태로 변환시켜 용이하게 파쇄하는 기술
- 공정이 단순하여 공정시간을 단축할 수 있고, 에너지 소모가 적음
- 5mm이하의 파쇄율을 95~98%로 용이하게 파쇄할 수 있음
- 습식 침출을 이용함으로써 효과적으로 텅스텐과 코발트를 회수 할 수 있음