용탈

3. 다양한 분야에서의 용출

생물학, 비산재(Fly Ash), 토양, 광물 추출 등 다양한 분야에서 용출 현상이 나타난다.

생물학적 물질은 용출을 통해 중금속을 회수하는 데 사용될 수 있다.^[6] 식물은 비, 이슬, 안개와 같은 물에 의해 페놀, 탄수화물, 아미노산 등이 용출되어 최대 30%의 질량 손실을 겪기도 한다.^[5] 이는 식물 종 다양성에 영향을 줄 수 있으며,^[2] 살충제 용출은 폭풍우 유출수를 통해 인간과 동물 건강에 독성을 유발할 수 있어 중요하다.^[3]

석탄 비산재는 폐기 과정에서 다량의 용출이 발생하는데,^[7] 미국에서는 저류 연못, 석호, 매립지 등에 폐기되며,^[7] 부적절한 처리는 킹스턴 화력 발전소 석탄 비산재 슬러리 유출 사고와 같이 심각한 오염을 유발할 수 있다.^[12]

토양에서의 용출은 물의 침투로 인해 발생하며,^[4] 다르시의 법칙, 질량 흐름, 확산-분산 모델로 설명된다.^[4] 토양의 수리 전도도, 입자 크기, 상대 밀도, 기공 크기, 굽이침, 용매와 용질의 분포 등이 용출에 영향을 미친다.^[4]

야금학에서 용출은 광석에서 유용한 금속을 추출하는 중요한 공정이며, 폐수나 폐기물에서 유가 금속을 회수하는 데에도 활용된다.^[15] 광물학에서 산성 용출은 바나듐, 코발트, 니켈, 망간, 철 등의 금속을 추출하는 데 사용된다.^[13][14]

3. 1. 생물학적 물질의 용출

3. 2. 비산재(Fly Ash)의 용출

3. 3. 토양에서의 용출

3. 4. 광물 추출에서의 용출

4. 용출 메커니즘

용출 메커니즘은 매우 다양하며, 실험 방법과 모델링을 통해 데이터를 수집하고 해석하는 데 어려움이 있다.^[10] 용출 실험은 주로 시약, 열, 또는 물로 세척하여 질량 손실을 평가하는 방식으로 진행된다.^[1]

다양한 용탈 과정과 해당 실험실 테스트의 요약은 다음 표와 같다.

5. 친환경적 용출

최근 연구에서는 사과산, 구연산과 같은 유기산을 사용하여 폐배터리에서 리튬과 코발트를 회수하는 친환경적인 용출 기술이 연구되고 있다. 사과산을 사용한 실험에서는 90 °C, 2.0 m/L 농도에서 90% 이상의 효율을 달성했으며, 유해 부산물은 발생하지 않았다.^[16]

구연산을 사용한 실험에서도 90 °C, 1.5 몰 농도에서 비슷한 결과를 보였다.^[17] 이러한 친환경 용출 기술은 자원 재활용과 환경 보호에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

참조

_[1] 간행물 CHAPTER 10 - Leaching http://www.sciencedi[...] Butterworth-Heinemann 2002
_[2] 논문 The Leaching of Substances from Plants 1970
_[3] 논문 Calibration of pesticide leaching models: critical review and guidance for reporting 2002
_[4] 논문 Concepts of solute leaching in soils: a review of modelling approaches 1985
_[5] 간행물 CHAPTER 5 - Leaching Springer Netherlands 2005
_[6] 논문 Bioleaching review part A: Progress in bioleaching: Fundamentals and mechanisms of bacterial metal sulfide oxidation 2003
_[7] 논문 The surface chemistry of leaching coal fly ash 2002
_[8] 간행물 CHAPTER 21 - Leaching of Rare Earth Elements: Review of Past and Present Technologies http://www.sciencedi[...] Elsevier 2019-10-17
_[9] 서적 Hazardous Solid Waste Testing: First Conference ASTM 1981
_[10] 논문 Review of uncertainty in the collection and interpretation of leaching data 1996
_[11] 서적 Transport Process and Separation Principles Pretence Hall
_[12] 웹사이트 Kingston Fossil Plant coal fly ash slurry spill https://en.wikipedia[...] 2019-11-21
_[13] 논문 Optimization and kinetic analysis of direct acid leaching of vanadium from converter vanadium slag under atmospheric pressure https://www.scienced[...] 2023-07-01
_[14] 논문 Extraction of pure Co, Ni, Mn, and Fe compounds from spent Li-ion batteries by reductive leaching and combined oxidative precipitation in chloride media 2023-10-01
_[15] 논문 Comprehensive extraction of valuable metals from waste ternary lithium batteries via roasting and leaching: Thermodynamic and kinetic studies https://www.scienced[...] 2022-08-01
_[16] 논문 Environmental friendly leaching reagent for cobalt and lithium recovery http://www.journals.[...] 2011-12-22
_[17] 논문 Recovery of cobalt and lithium from spent lithium ion batteries using organic citric acid as leachant 2010