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Article Review
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Review on Life Cycle Assessment of Waste Lithium-ion Battery Recycling Process
사용 후 리튬이온 배터리 재활용 공정의 전과정평가에 대한 고찰
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Insung Hwang, Young-Min Kim, Yong Hwan Kim, Seungyun Han
황인성, 김영민, 김용환, 한승연
- With the rapid global rise in lithium-ion battery (LIB) usage, recycling spent LIBs has become a critical challenge. Conducting life cycle assessments …
최근 전 세계적으로 리튬이온 배터리(lithium-ion battery, LIB)의 사용이 급증함에 따라, 폐 LIB의 재활용이 필수적인 과제로 떠오르고 있다. 폐 LIB의 재활용 공정에 대한 …
- With the rapid global rise in lithium-ion battery (LIB) usage, recycling spent LIBs has become a critical challenge. Conducting life cycle assessments (LCA) of recycling processes for spent LIBs is crucial for evaluating their environmental, economic, and social impacts comprehensively. However, in Korea, research on the LCA of waste LIB recycling processes remains limited. This study introduces various life-cycle assessment cases of waste LIB recycling, carried out by different researchers. The studies reviewed analyzed and compared multiple recycling technologies, including hydrometallurgical, pyrometallurgical, and direct recycling, and quantitatively evaluated factors such as energy consumption, greenhouse gas emissions, and the release of hazardous materials. Moreover, the advantages and disadvantages of each recycling process are compared from environmental and economic perspectives to propose optimal recycling strategies. This review aims to synthesize these diverse research findings to outline the current status of and future directions for LIB recycling processes, thereby providing foundational data for further research and policy development.
- COLLAPSE
최근 전 세계적으로 리튬이온 배터리(lithium-ion battery, LIB)의 사용이 급증함에 따라, 폐 LIB의 재활용이 필수적인 과제로 떠오르고 있다. 폐 LIB의 재활용 공정에 대한 전과정평가(Life cycle assessment, LCA)는 환경적, 경제적, 사회적 영향을 종합적으로 평가하는데 중요한 역할을 한다. 하지만 국내에서는 폐 LIB 재활용 공정의 LCA에 대한 연구가 활성화 되어 있지 않다. 본 논문은 다양한 연구자들이 수행한 폐 LIB 재활용 공정의 전과정평가 사례를 소개하는 것을 목적으로 한다. 고찰한 연구들은 다양한 재활용 기술(습식제련 공정, 건식제련 공정, 직접 재활용 공정)을 비교 분석하고 있으며, 각 공정의 에너지 소비, 온실가스 배출, 유해 물질의 배출 등을 정량적으로 평가하였다. 또한, 각 재활용 공정의 장단점을 환경적, 경제적 관점에서 비교하여 최적의 재활용 전략을 제시하였다. 본 논문은 이러한 다양한 연구 결과를 종합하여 LIB 재활용 공정의 현재와 미래 방향성을 제시하고자 하며, 향후 연구와 정책 개발에 기초 자료로 활용될 수 있을 것이다.
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Review on Life Cycle Assessment of Waste Lithium-ion Battery Recycling Process
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Article Review
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Analysis of Citric Acid Recovery Technology for Recycling of Citric Acid from Waste Solution
구연산(Citric Acid)폐액 재활용을 위한 구연산 회수 기술 분석
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Jaewoo Ahn, Minhyuk Seo, Youngjae Lee
안재우, 서민혁, 이영재
- Citric acid is an organic acid used in various industries, and its demand is steadily increasing. Citric acid is primarily obtained via …
구연산은 다양한 산업에 응용되고 있고 수요가 꾸준히 증가하고 있는 유기산의 일종이다. 구연산의 경우는 주로 미생물 발효과정을 통해 생성된 발효액에서 분리․정제 등의 회수 …
- Citric acid is an organic acid used in various industries, and its demand is steadily increasing. Citric acid is primarily obtained via recovery processes, such as the separation and purification of the fermentation broth obtained from microbial fermentation. Various technologies have been developed for the recovery processes, such as solvent extraction, ion exchange resins, and electromembrane separation, with a primary focus on precipitation methods. This study examines citric acid recovery technologies that are both commercially available and are being developed and suggests directions for the development of more efficient and eco-friendly recovery technologies, particularly for recycling waste citric acid solutions.
- COLLAPSE
구연산은 다양한 산업에 응용되고 있고 수요가 꾸준히 증가하고 있는 유기산의 일종이다. 구연산의 경우는 주로 미생물 발효과정을 통해 생성된 발효액에서 분리․정제 등의 회수 공정을 거쳐 생산을 하고 있다. 회수 공정은 그동안 주로 침전 기술을 위주로 하여 용매추출 및 이온교환수지, 전기막 분리 기술 등 다양한 기술들이 꾸준히 개발되어 왔다. 본 연구에서는 현재 상용화된 기술 또는 개발되고 있는 구연산의 회수 기술들을 분석해 보고 향후 구연산 폐액 등의 재활용 공정에 적용하기 위하여 보다 효율적이고 친환경적인 구연산 회수기술 개발의 방향을 제시하고자 하였다.
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Analysis of Citric Acid Recovery Technology for Recycling of Citric Acid from Waste Solution
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Article Review
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Comprehensive Review on Wet Recycling methods for LiFePO4 Batteries
LiFePO4 배터리의 습식 재활용 방법에 대한 최근 연구 동향 고찰
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Dae-Weon Kim, Hee-Seon Kim, Hee-Lack Choi
김대원, 김희선, 최희락
- This paper provides a comprehensive review of the latest research trends in wet processing methods for recycling LiFePO4 batteries. In particular, …
본 논문에서는 LiFePO4 배터리의 재활용을 위한 습식 공정에 관한 최신 연구 동향에 대하여 종합적으로 고찰하였다. 특히, LiFePO4 배터리에서 리튬을 선택적으로 …
- This paper provides a comprehensive review of the latest research trends in wet processing methods for recycling LiFePO4 batteries. In particular, it analyzes various chemical leaching methods for the selective recovery of lithium from these batteries, evaluating their efficiency. The study covers lithium recovery techniques using strong and weak acids, leaching processes utilizing strong oxidants, and lithium recovery through isomorphic substitution reactions involving salts. Additionally, this research explores optimal leaching conditions to maximize lithium recovery, discusses various chemical reactions for the selective recovery of lithium, iron, and phosphorus, and offers insights into their potential. Ultimately, the paper aims to serve as a valuable reference for the advancement and practical application of LiFePO4 battery recycling technologies.
- COLLAPSE
본 논문에서는 LiFePO4 배터리의 재활용을 위한 습식 공정에 관한 최신 연구 동향에 대하여 종합적으로 고찰하였다. 특히, LiFePO4 배터리에서 리튬을 선택적으로 회수하는 다양한 화학적 침출 방법과 그 효율을 분석하였으며, 강산과 약산을 이용한 리튬 회수 기술, 강산화제를 활용한 침출 공정, 그리고 염을 이용한 동형 치환 반응을 통한 리튬 회수 기술 등을 다루고 있으며, 각 방법의 장단점과 최적의 조건을 제시하였다. 또한, 본 연구는 리튬 회수율을 극대화하기 위해 최적의 침출 조건을 탐구하고, 다양한 화학적 반응식을 제시하여 리튬, 철, 인 등의 선택적 회수 가능성에 대하여 논의하였으며, 최종적으로 LiFePO4 배터리 재활용 기술의 발전과 실용화에 기여할 중요한 참고 자료로서 활용되었으면 한다.
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Comprehensive Review on Wet Recycling methods for LiFePO4 Batteries
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Research Paper
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Effects of Synthetic Resin on Characteristics of Cement Clinker
시멘트 클링커 특성에 미치는 합성수지류의 영향 분석
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Jeong Hwan Bang, Young Jun Lee, Do Young Kwon, Yong Sik Chu
방정환, 이영준, 권도영, 추용식
- Various alternative fuels are used together with bituminous coal in the cement clinker burning process. Alternative fuels such as synthetic resins can …
시멘트 클링커 소성공정은 주연료인 유연탄과 함께 다양한 대체연료를 사용하고 있다. 합성수지 등의 대체연료는 클링커 물성에 영향을 줄 수 있으며, 최종 시멘트 물성도 …
- Various alternative fuels are used together with bituminous coal in the cement clinker burning process. Alternative fuels such as synthetic resins can affect the clinker properties and can change the final cement properties. In this study, PP, PE, PS, and PVC were burned to analyze the effect on the clinker properties. The calorific value of PP and etc., was 9,000 to 11,000 kcal/kg, but PVC was about 6,000 kcal/kg. In addition, the pyrolysis process of PVC proceeded in two stages, and the start/end temperatures of pyrolysis were 169℃ and 573℃. The free-CaO content of the resin combustion clinker was about 0.2±0.06%, but the PVC combustion clinker showed a very high value of 7.11%. The chlorine content of the PVC combustion clinker was very high at 3.77%, and it was confirmed by XRD analysis that chlormayenite were formed as clinker crystal. However, the clinker burned with PP and etc., exhibited similar physical properties to Ref. clinker (Resin non-combustion). So, it was confirmed that it could be sufficiently used as a alternative fuel for clinker.
- COLLAPSE
시멘트 클링커 소성공정은 주연료인 유연탄과 함께 다양한 대체연료를 사용하고 있다. 합성수지 등의 대체연료는 클링커 물성에 영향을 줄 수 있으며, 최종 시멘트 물성도 변화시킬 수 있다. 따라서 본 연구에서는 PP, PE, PS 및 PVC 등을 클링커용 성구와 동시 소성하여 클링커 물성에 미치는 영향을 분석하였다. PP 등의 발열량은 9,000~11,000kcal/kg이었으나, PVC는 약 6,000kcal/kg 수준이었다. 또한 PVC의 열분해 과정은 2단계로 진행되었으며, 열분해 시작/종료 온도는 각각 169℃ 및 573℃이었다. PP 등의 수지 연소 클링커의 free-CaO 함량은 약 0.2±0.06%이었으나, PVC 연소 클링커는 7.11%로 매우 높은 값을 나타내었다. PVC 연소 클링커의 염소 함량은 3.77%로 매우 높았으며, XRD 분석을 통해 chlormayenite(11CaO․7Al2O3․CaCl2) 결정 생성도 확인되었다. 하지만 PP 등을 연소한 클링커는 Ref. 클링커(수지 미연소)와 유사한 물성이 발현되어, 클링커 대체연료로 충분히 사용될 수 있다는 것을 확인하였다.
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Effects of Synthetic Resin on Characteristics of Cement Clinker
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Research Paper
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The Study on the Separation of Steelmaking Slags Using Air Classification
공기분급을 이용한 제강슬래그 선별 연구
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Seolji Nam, Sungkoo Jo, Hoonha Lee
남설지, 조성구, 이훈하
- The cement industry, one of the major greenhouse gas-emitting sectors in South Korea, produces approximately 39 million tons of greenhouse gases annually, …
국내 온실가스 다배출 산업 중 하나로 손꼽히는 시멘트 산업은 연간 3,900만ton 가량의 온실가스를 배출하며, 이 중 절반 이상이 석회석(CaCO3)이 하소되는 …
- The cement industry, one of the major greenhouse gas-emitting sectors in South Korea, produces approximately 39 million tons of greenhouse gases annually, with over half of this emission stemming from the calcination of limestone (CaCO3). This study investigates the behavior of key components in slag generated by Company “P”, utilizing ball mill grinding technology and air classification technology to explore the effects of process condition changes. In particular, the study aims to understand the separation behavior of CaO and Fe within the slag through the application of air classification technology. The results indicate that as the rotor speed of the air classifier increases, the CaO content increases by up to 9.97%, while the Fe content decreases by up to 24.27%. Considering the recovery rate, it was determined that operating the rotor at a speed below 5,000 rpm is efficient. This study demonstrates the utility of air classification technology for utilizing slag, a byproduct of steelmaking, as an alternative raw material for cement calcination, confirming the potential to control the contents of CaO, Fe, and Cr in the slag.
- COLLAPSE
국내 온실가스 다배출 산업 중 하나로 손꼽히는 시멘트 산업은 연간 3,900만ton 가량의 온실가스를 배출하며, 이 중 절반 이상이 석회석(CaCO3)이 하소되는 과정에서 기인한다. 이에 본 연구에서는 국내 P社에서 발생하는 전로슬래그를 대상으로 볼밀 분쇄 기술 및 공기 분급 기술을 적용하여 공정 조건 변경에 따른 주요 성분들의 선별 거동을 탐색하였으며, 특히 공기 분급 기술을 적용하여 슬래그 내부 비탄산염 성분인 CaO와 철질 원료인 Fe의 선별 거동을 파악하고자 하였다. 연구 결과 공기 분급기 로터의 회전속도가 증가함에 따라 CaO 함량이 최대 9.97% 증가, Fe 함량은 최대 24.27% 감소하였으며, 회수율을 고려하였을 때 로터의 회전 속도가 5,000rpm 이하가 되도록 작동하는 것이 효율적임을 도출하였다. 본 연구를 통해 제철공정 부산물인 슬래그를 활용하여 시멘트 소성용 대체 원료로 활용하기 위해 공기 분급 기술이 유용성을 입증하였으며, 슬래그 내부 CaO, Fe, Cr 함량을 제어 가능성을 확인하였다.
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The Study on the Separation of Steelmaking Slags Using Air Classification