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[한국지질자원연구원] 광산 폐기물을 활용한 고굴절 유리 제조 기술

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

분야 : 에너지~자원 개발상태 3 9

광산 폐기물 활용 유리 제조 방법

보유기관 및 연구자 : 한국지질자원연구원 / 김영재 선임

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

기술개발 배경: ○ 광물의 저품위화 및 경제 규모의 성장으로 광미와 제련 부산물의 발생량이 지속적으로 증가
→ 국내 광업 및 제련 산업의 지속 가능한 성장을 위해 발생 폐기물의 고부가가치 자원화 기술개발이 요구됨
○ 야간 및 우천 시 노면 표시의 시인성 확보를 위하여 차선 도색 시 높은 재귀 반사 성능을 갖는 유리 소재가 의무적으로 혼합
→ 노면 표시용 유리 소재의 국내 수요는 연간 1만 톤(‘18)이며, 향후 도로교통 안전 기준 강화 및 자율주행차의 상용화 등으로 노면 표시용 유리 소재 시장이 빠르게 성장할 것으로 전망됨

기술활용 분야: ○ 도로용 차선 도색, 활주로 및 유도로의 차선 도색, 도로용 표지판 반사 Sheet, 반사직물, 반사 테이프 등 노면 표시 재료로 활용 가능

시장동향: ○ 국내 도로유지보수 시장은 2018년 기준 3.29조원 규모로 조사됨
- 도로표지 : 349 억원 / 노면표시 : 1,104 억원/ 시인성 증진 안전 시설 : 245억원
○ 향후 사고 위험요인 사전 차단을 위한 교통 안전시설 개선 및 확충 사업에 따라 높은 재귀 반사 성능을 갖는 유리 소재 시장은 지속적으로 성장할 것으로 기대됨

특장점

기존기술 한계: ○ 광산 폐기불의 처리방법에는 위생매립처리와 재활용법이 있으며, 재활용법은 크게 물질회수와 물진전환으로 분류
- 물질회수법은 유가물질회수 차원에서는 경제적으로 유리하나, 폐기물 전량을 재활용 할 수 없고 회수공정에서 2차 오염을 발생시킬 수 있음
- 광미를 활용하여(미활용 에너지로 접근) 순환 자원화 하는 방안으로 물질 전환법에 대한 연구가 활발히 진행 중임
→ 최근 연구되고 있는 광산 폐자원 활용 가능 분야는 토목 및 건축재료, 요업원료, 충전재, 시멘트 혼화재, 세라믹스 원료, 유리분야 및 시멘트 등임

개발기술 특성: ○ 광물 폐기물인 광미를 유리조성물로 활용할 수 있도록 함으로써, 자원 재활용 및 광물 폐기의 안정적이고, 경제적인 처리방법 마련함
○ 종래 사용되는 유리 조성물의 주성분인 이산화규소 대비 낮은 용융점(1,400-1,700℃)으로 대체 가능함
○ 한국산업 규격 KS-L-2521:2017(도로 표지 도료용 유리알) 만족함
- 1종 2호의 굴절률 기준 : 1.64-1.80 / 비중 2.4 이상