▲ 금 회수 섬유의 산업으로 적용 가능성 평가

국내 연구진이 반도체와 같은 전기·전자 폐기물에서 고순도의 금을 회수하는 섬유형 소재를 개발, 우리나라 자원 수입의존도를 낮출 수 있을 것으로 기대된다.

한국과학기술연구원(KIST)은 물자원순환연구단 최재우 책임연구원팀이 섬유 소재를 이용해 전기·전자 폐기물에서 고순도 금을 선택적으로 회수하는 기술을 개발했다고 5일 밝혔다.

금속 회수용 흡착체는 높은 비표면적을 기반으로 흡착 효율을 높이기 위해 입상 형태를 가지는 것이 일반적인데, 수중에서 제어하기 어렵기 때문에 회수율이 낮아 2차 환경오염까지도 일으킬 수 있다.

반면 섬유 형태의 소재는 수중 제어가 쉽고 직조 과정을 거치면 다양한 형태로 만들 수 있어 산업 적용 가능성이 높다. 다만 두께가 얇고 강도가 낮아 지지체에 금 회수 기능을 도입하면 쉽게 끊어지는 문제가 있었다.

KIST 연구팀은 폴리아크릴로니트릴(PANF) 섬유소재 표면에 알칼아민 분자를 화학적으로 고정시켜 분자 금 회수 성능과 구조적인 안정성을 동시에 높였다. 아민이 함유된 고분자섬유는 표면적이 획기적으로 넓어져 연구팀에서 기존에 개발했던 입상 형태의 금 흡착 소재 대비 폐기물에 포함된 금 이온(Au) 흡착 성능을 최대 2.5배까지 향상했다.

개발된 섬유형 소재는 실제 CPU를 침출해 얻은 용액에서 99.9% 이상의 금 회수 효율을 보였고 대부분의 폐액을 포함하는 pH 1~4의 넓은 범위에서도 100%에 가까운 금 회수 효율을 달성했다.

특히 용액 내에 14종의 다른 금속이온이 공존하는 조건에서도 오직 금 이온만 99.9% 이상 높은 순도로 회수할 수 있다. 더욱이 10회 사용한 후에도 금 회수율을 91%까지 유지해 우수한 재사용성을 보였다.

KIST 최재우 박사는 “이번에 개발된 섬유형 흡착제를 통해 친환경적이면서 효율적으로 금을 회수 함으로써 한국의 자원 수입 의존도를 낮추고, 원재료 가격 상승 리스크에 대비할 수 있다”고 기대했다.

KIST 정영균 박사는 “향후 연구의 범위를 확장해 금 외에도 다양한 타겟 금속을 선택적으로 회수하기 위한 연구를 계획하고 있다”고 말했다.

한편, 이번 연구는 과학기술정보통신부의 지원으로 소재혁신선도사업과 KIST 대기환경복합대응연구사업으로 수행됐으며 국제 학술지 ‘Chemical Engineering Journal’에 게재됐다.