KR101919997B1 - Method for recovering germanium from optical fiber - Google Patents

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이수영
이민석
조성수
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고등기술연구원 연구조합
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Abstract

Disclosed is a method to collect germanium from optical fiber, capable of efficiently collecting germanium from optical fiber of a waste optical cable. According to one embodiment of the present invention, the method to collect germanium from optical fiber comprises: a step of pulverizing optical fiber containing SiO_2 and GeO_2 to acquire a pulverized matter; a step of inputting Na_2CO_3 to the pulverized matter and performing pulverization to acquire a mixture; a step of reacting SiO_2 and Na_2CO_3 contained in the mixture to acquire a first reactant, from which Si is separated, from at least a part of SiO_2 contained in the mixture; a step of reacting Si_O2 contained in the first reactant with NaOH to acquire a second reactant, from which Si is separated, from SiO_2 contained in the first reactant; a step of reacting the second reactant with any one of HCl, H_2SO_4, and HNO_3 to acquire a third reactant; and a step of collecting Ge from the third reactant.

Description

광섬유로부터 게르마늄을 회수하는 방법{METHOD FOR RECOVERING GERMANIUM FROM OPTICAL FIBER}METHOD FOR RECOVERING GERMANIUM FROM OPTICAL FIBER BACKGROUND OF THE INVENTION [0001]

본 발명은 광섬유로부터 게르마늄을 회수하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for recovering germanium from an optical fiber.

데이터 통신에 대한 수요가 급격하게 증가하고, 정보 통신 기술이 발달함에 따라, 음성, 데이터, 영상 등 다양한 형태의 정보를 전송해야 하는 정보 통신의 수요를 기존의 동축 케이블로 만족시키기는 어렵다. 이에 따라, 빛으로 신호를 송/수신하는 광케이블의 사용이 급증하고 있다. 또한, 각 국가마다 갖추고 있는 유선 통신망은 물론, 국가 간 및 대륙 간을 연결해주는 해저 케이블도 대부분의 경우 광케이블로 이루어져 있다.As the demand for data communication increases rapidly and as the information and communication technology develops, it is difficult to satisfy the demand for information communication that needs to transmit various types of information such as voice, data, and video with the existing coaxial cable. As a result, the use of optical cables for transmitting / receiving signals by light is increasing rapidly. In addition, the submarine cables connecting the countries and the continents as well as the wired communication networks of each country are mostly composed of optical cables.

한편, 이러한 광케이블은 광을 전송하는 광섬유를 포함한다. 구체적으로, 광섬유는 빛을 통과시키는 코어(core), 빛이 통과되도록 안내하는 클래딩(cladding) 및 이들을 둘러싸는 코팅층으로 구성되어 있다. 이때, 코어는 이산화규소(SiO2) 및 이산화게르마늄(GeO2)을 주성분으로 하여 구성될 수 있으며, 클래딩은 이산화규소(SiO2)를 주성분으로 하여 구성될 수 있다. 이로써, 코어는 게르마늄(Ge)에 의해 클래딩보다 높은 굴절률을 가질 수 있으므로, 코어의 전단으로 입사된 빛이 코어와 클래딩의 경계에서 전반사되면서 코어의 후단까지 전달될 수 있다.On the other hand, such an optical cable includes an optical fiber for transmitting light. Specifically, the optical fiber is composed of a core for passing light, a cladding for guiding light to pass therethrough, and a coating layer surrounding them. At this time, the core may be composed mainly of silicon dioxide (SiO 2 ) and germanium dioxide (GeO 2 ), and the cladding may be composed of silicon dioxide (SiO 2 ) as a main component. As a result, the core can have a refractive index higher than that of the cladding by germanium (Ge), so that the light incident on the front end of the core can be transmitted to the rear end of the core while being totally reflected at the boundary between the core and the cladding.

한편, 코어에 포함된 게르마늄(Ge)은 1kg당 130만원이 넘는 고가의 희소 금속일 뿐만 아니라, 국내에는 게르마늄 광산이 없어 전량 수입에 의존하는 금속이기 때문에, 코어에 포함된 게르마늄을 회수하여 재 자원화하는 방법에 대한 필요성이 대두되었다. 이에 대한 일환으로, 광섬유를 염화, 분별 증류, 가수 분해 및 환원시켜서 코어로부터 게르마늄(Ge)을 회수하거나, 광섬유를 고농도의 산 용액에 투입 및 가열하여 코어에 포함된 규소(Si)를 모두 녹인 후, 게르마늄(Ge)을 용출시켜서 회수하는 방법들이 제안되었다.On the other hand, germanium (Ge) contained in the core is not only a rare metal having a high price of more than 1,300,000 won per 1 kg, but also a germanium mine in the domestic market. Therefore, the germanium contained in the core is imported, There is a need for a method to do this. To cope with this, germanium (Ge) is recovered from the core by chlorination, fractional distillation, hydrolysis and reduction of the optical fiber, or the silicon (Si) contained in the core is completely melted by introducing and heating the optical fiber into a high concentration acid solution , And germanium (Ge) are eluted and recovered.

그러나, 이러한 종래의 방법들의 경우, 광섬유를 분별 증류하는 과정에서 많은 시간과 에너지가 소비되거나, 코어에 포함된 다량의 규소(Si)를 완전히 녹이는 과정에서 많은 시간과 에너지가 소비되는 문제가 있다.However, in such conventional methods, much time and energy are consumed in the process of fractionating an optical fiber, and a great amount of time and energy are consumed in the process of completely dissolving a large amount of silicon (Si) contained in the core.

따라서, 폐광케이블의 광섬유로부터 고가의 자원, 예컨대, 게르마늄(Ge)을 효율적으로 회수할 수 있는 방법에 대한 연구 개발이 요구되고 있는 실정이다.Therefore, there is a need for a research and development of a method for efficiently recovering expensive resources such as germanium (Ge) from an optical fiber of an abandoned light cable.

국내 등록특허공보 제10-1589049호 (2016.01.21. 등록)Korean Registered Patent No. 10-1589049 (registered on January 21, 2016)

본 발명의 실시예들은 상술한 바와 같은 종래기술의 문제점에 착안하여 제안되는 것으로서, 폐광케이블의 광섬유로부터 고가의 자원, 예컨대, 게르마늄(Ge)을 효율적으로 회수할 수 있는 방법을 제공하고자 한다.Embodiments of the present invention have been proposed in view of the problems of the prior art as described above, and it is an object of the present invention to provide a method for efficiently recovering expensive resources such as germanium (Ge) from an optical fiber of a cable.

본 발명의 일 측면에 따르면, 이산화규소(SiO2) 및 이산화게르마늄(GeO2)을 포함하는 광섬유를 분쇄하여 분쇄물을 수득하는 단계, 상기 분쇄물에 탄산나트륨(Na2CO3)을 투입하고 혼합하여 혼합물을 수득하는 단계, 상기 혼합물에 포함된 이산화규소(SiO2)와 탄산나트륨(Na2CO3)을 반응시켜서 상기 혼합물에 포함된 이산화규소(SiO2)의 적어도 일부로부터 규소(Si)가 분리된 제 1 반응물을 수득하는 단계, 상기 제 1 반응물에 포함된 이산화규소(SiO2)와 수산화나트륨(NaOH)을 반응시켜서 상기 제 1 반응물에 포함된 이산화규소(SiO2)로부터 규소(Si)가 분리된 제 2 반응물을 수득하는 단계, 상기 제 2 반응물을 산 용액과 반응시켜서 제 3 반응물을 수득하는 단계 및 상기 제 3 반응물로부터 게르마늄(Ge)을 회수하는 단계를 포함하는, 광섬유로부터 게르마늄을 회수하는 방법이 제공될 수 있다According to an aspect of the present invention, there is provided a method for producing a pulverized product, comprising the steps of pulverizing an optical fiber containing silicon dioxide (SiO 2 ) and germanium dioxide (GeO 2 ) to obtain a pulverized product, adding sodium carbonate (Na 2 CO 3 ) (Si) from at least a part of the silicon dioxide (SiO 2 ) contained in the mixture by reacting silicon dioxide (SiO 2 ) and sodium carbonate (Na 2 CO 3 ) contained in the mixture to obtain a mixture (Si) from the silicon dioxide (SiO 2 ) contained in the first reactant by reacting the silicon dioxide (SiO 2 ) and sodium hydroxide (NaOH) contained in the first reactant to obtain a first reactant, Obtaining germanium (Ge) from the third reactant, obtaining a separated second reactant, reacting the second reactant with an acid solution to obtain a third reactant, and recovering germanium (Ge) from the third reactant. There are ways that can be provided

또한, 상기 제 1 반응물을 수득하는 단계는, 질소(N2) 분위기가 조성된 반응로의 내부에서 400℃ 이상 900℃ 미만의 온도로 1시간 동안 수행될 수 있다.Also, the step of obtaining the first reactant may be performed at a temperature of 400 ° C or more and 900 ° C or less for 1 hour in a reactor furnished with a nitrogen (N 2 ) atmosphere.

또한, 상기 제 2 반응물을 수득하는 단계는, 볼밀(ball mill) 내부에서 0℃ 이상 900℃ 미만의 온도로 1시간 동안 수행될 수 있다.Also, the step of obtaining the second reactant may be carried out in a ball mill at a temperature of 0 ° C or more and less than 900 ° C for 1 hour.

또한, 상기 제 3 반응물을 수득하는 단계는, 상기 제 2 반응물의 삼산화규소(SiO3)가 상기 산 용액과 반응하여 사수산화규소(Si(OH)4)로 젤화되고, 상기 제 2 반응물의 게르마늄(Ge)이 상기 산 용액에 용해되는 단계 및 사수산화규소(Si(OH)4)와 게르마늄(Ge)이 용해된 상기 산 용액 중 어느 하나를 분리하는 단계를 포함하고, 상기 산 용액은, 염산(HCl), 황산(H2SO4) 및 질산(HNO3) 중 어느 하나를 포함할 수 있다.In addition, the step of obtaining the third reactant may include: reacting the silicon trioxide (SiO 3 ) of the second reactant with the acid solution to gel the silicon oxynitride (Si (OH) 4 ) (Ge) is dissolved in the acid solution, and the acid solution in which the silicon tetraoxide (Si (OH) 4 ) and germanium (Ge) are dissolved is separated, (HCl), sulfuric acid (H 2 SO 4 ), and nitric acid (HNO 3 ).

또한, 상기 제 1 반응물을 수득하는 단계에서 상기 혼합물에 포함된 이산화규소(SiO2)와 탄산나트륨(Na2CO3) 간에 아래의 화학식 1에 따른 화학 반응이 일어날 수 있다.Further, in the step of obtaining the first reactant, a chemical reaction according to the following chemical formula 1 may occur between silicon dioxide (SiO 2 ) and sodium carbonate (Na 2 CO 3 ) contained in the mixture.

[화학식 1][Chemical Formula 1]

SiO2 + Na2CO3 = Na2SiO3 + CO2 SiO 2 + Na 2 CO 3 = Na 2 SiO 3 + CO 2

또한, 상기 제 2 반응물을 수득하는 단계에서 상기 제 1 반응물에 포함된 이산화규소와 수산화나트륨 간에 아래의 화학식 2에 따른 화학 반응이 일어날 수 있다.Further, in the step of obtaining the second reactant, a chemical reaction according to the following formula 2 may occur between silicon dioxide and sodium hydroxide contained in the first reactant.

[화학식 2](2)

SiO2 + 2NaOH = Na2SiO3 + H2O SiO 2 + 2NaOH = Na 2 SiO 3 + H 2 O

또한, 상기 제 3 반응물로부터 게르마늄(Ge)을 회수하는 단계는, 치환 석출법, 전해 채취법 및 용매 추출법 중 어느 하나를 통해 수행될 수 있다.Further, the step of recovering germanium (Ge) from the third reactant may be carried out by any one of a substitutional precipitation method, an electrolytic extraction method and a solvent extraction method.

본 발명의 실시예들에 따른 광섬유로부터 게르마늄을 회수하는 방법은 폐광케이블의 광섬유로부터 고가의 자원, 예컨대, 게르마늄(Ge)을 효율적으로 회수할 수 있는 효과가 있다.The method of recovering germanium from the optical fiber according to the embodiments of the present invention has the effect of efficiently recovering expensive resources such as germanium (Ge) from the optical fiber of the abandoned light cable.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광섬유로부터 게르마늄을 회수하는 방법을 나타내는 순서도이다.1 is a flowchart showing a method of recovering germanium from an optical fiber according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 구성 및 작용에 대해 상세하게 설명한다. 이하의 설명은 특허 청구 가능한 본 발명의 여러 측면(aspects) 중 하나이며, 하기의 설명은 본 발명에 대한 상세한 기술의 일부를 이룰 수 있다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, configurations and operations according to embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The following description is one of many aspects of the claimed invention and the following description may form part of the detailed description of the invention.

다만, 본 발명을 설명함에 있어 공지된 구성 또는 기능에 관한 구체적인 설명은 본 발명을 명료하게 하기 위해 생략할 수 있다.However, the detailed description of known configurations or functions in describing the present invention may be omitted for clarity.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예들을 포함할 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.While the invention is susceptible to various modifications and its various embodiments, it is intended to illustrate the specific embodiments and the detailed description. It is to be understood, however, that the invention is not to be limited to the specific embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.

제 1, 제 2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 해당 구성요소들은 이와 같은 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 이 용어들은 하나의 구성요소들을 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.Terms including ordinals such as first, second, etc. may be used to describe various elements, but the elements are not limited by such terms. These terms are used only to distinguish one component from another.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '결합되어' 있다거나 '접속되어' 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 결합되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.It is to be understood that when an element is referred to as being "coupled" or "connected" to another element, it may be directly coupled or connected to the other element, .

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.The terminology used in this application is used only to describe a specific embodiment and is not intended to limit the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise.

이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 광섬유로부터 게르마늄을 회수하는 방법에 대하여 도 1을 참조하여 설명하겠다.Hereinafter, a method for recovering germanium from an optical fiber according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 광섬유로부터 게르마늄을 회수하는 방법은 이산화규소(SiO2) 및 이산화게르마늄(GeO2)을 포함하는 광섬유를 분쇄하여 분쇄물을 수득하는 단계(S100), 분쇄물에 탄산나트륨(Na2CO3)을 투입하고 혼합하여 혼합물을 수득하는 단계(S200), 혼합물에 포함된 이산화규소(SiO2)와 탄산나트륨(Na2CO3)을 반응시켜서 혼합물에 포함된 이산화규소(SiO2)의 적어도 일부로부터 규소(Si)가 분리된 제 1 반응물을 수득하는 단계(S300), 제 1 반응물에 포함된 이산화규소(SiO2)와 수산화나트륨(NaOH)을 반응시켜서 제 1 반응물에 포함된 이산화규소(SiO2)로부터 규소(Si)가 분리된 제 2 반응물을 수득하는 단계(S400), 제 2 반응물을 산 용액과 반응시켜서 제 3 반응물을 수득하는 단계(S500) 및 제 3 반응물로부터 게르마늄(Ge)을 회수하는 단계(S600)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, a method of recovering germanium from an optical fiber according to an embodiment of the present invention includes grinding an optical fiber containing silicon dioxide (SiO 2 ) and germanium dioxide (GeO 2 ) ), sodium carbonate in pulverized (Na 2 CO 3) the charge and mixed to the silicon dioxide included in the step (S200), the mixture to give a mixture (SiO 2) with sodium carbonate (Na 2 CO 3) and the reaction by including in the mixture a by reaction of step (S300), the silicon dioxide contained in the first reactant (SiO 2) and sodium hydroxide (NaOH) to at least obtain a first reaction product of silicon (Si) is separated from the portion of the silicon dioxide (SiO 2) comprising the steps of: by one reaction product of silicon dioxide (SiO 2) from silicon (Si) is to obtain the separated second reaction product (S400), the reaction and the second reaction the acid solution containing the resultant third reaction (S500) And recovering germanium (Ge) from the third reactant Step S600.

한편, 본 실시예에서는, 이산화규소(SiO2) 및 이산화게르마늄(GeO2)으로 구성된 싱글 모드 광섬유를 분쇄한 분쇄물에 탄산나트륨(Na2CO3)을 투입하여 분쇄물에 포함된 규소(Si)를 먼저 분리한 후, 분쇄물로부터 게르마늄(Ge)을 회수하는 경우를 일 예로 들어 설명하지만, 본 발명의 사상이 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.Meanwhile, in this embodiment, sodium carbonate (Na 2 CO 3 ) is added to a pulverized product obtained by pulverizing a single mode optical fiber composed of silicon dioxide (SiO 2 ) and germanium dioxide (GeO 2 ) And then recovering germanium (Ge) from the pulverized material will be described as an example, but the spirit of the present invention is not necessarily limited thereto.

본 발명의 일 실시예에 따른 광섬유로부터 게르마늄을 회수하는 방법은 예를 들어, 이산화규소(SiO2 ), 이산화게르마늄(GeO2), 텔륨(Te) 및 갈륨(Ga)으로 구성된 멀티 모드 광섬유를 분쇄한 분쇄물에 탄산나트륨(Na2CO3)을 투입하여 분쇄물로부터 규소(Si)를 먼저 분리한 후, 분쇄물에 포함된 게르마늄(Ge)을 회수하는데 활용될 수도 있고, 규소(Si)를 기반으로 하는 규소-금속 합금을 분쇄한 분쇄물에 탄산나트륨(Na2CO3)을 투입하여 분쇄물로부터 규소(Si)를 먼저 분리한 후, 분쇄물에 포함된 금속 성분을 회수하는데 활용될 수도 있다.A method of recovering germanium from an optical fiber according to an embodiment of the present invention includes grinding a multimode optical fiber composed of silicon dioxide (SiO 2 ) , germanium dioxide (GeO 2 ), terium (Te), and gallium (Ga) (Si) can be used to recover germanium (Ge) contained in the pulverized product after first separating silicon (Si) from the pulverized product by introducing sodium carbonate (Na 2 CO 3 ) into the pulverized product, (Na 2 CO 3 ) may be added to the pulverized product obtained by pulverizing the silicon-metal alloy, and then the silicon (Si) may be firstly separated from the pulverized product, and then the metal component contained in the pulverized product may be recovered.

이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 광섬유로부터 게르마늄을 회수하는 방법을 각 단계별로 구분하여 설명하겠다.Hereinafter, a method of recovering germanium from an optical fiber according to an embodiment of the present invention will be described separately for each step.

분쇄물을The pulverized material 수득하는 단계( ( S100S100 ))

먼저, 폐광케이블의 광섬유를 준비한다. 이때, 폐광케이블을 절단, 절개, 압착, 가열 및 용해시켜서 폐광케이블로부터 광섬유를 직접 분리하거나, 폐광케이블로부터 이미 분리된 광섬유를 구입하여 사용할 수도 있다. 여기서, 광섬유는 코어, 코어를 둘러싸는 클래딩 및 코어와 클래딩을 둘러싸는 코팅층을 구비하는 멀티 모드 광섬유 및 싱글 모드 광섬유 중 어느 하나일 수 있으나, 이하에서는 설명의 편의를 위해, 광섬유가 별도의 버닝(burning) 공정을 거쳐 코팅층이 미리 제거된 싱글 모드 광섬유인 경우를 일 예로 들어 설명하겠다.First, the optical fiber of the abandoned light cable is prepared. At this time, the optical fiber may be directly separated from the abandoned light cable by cutting, cutting, pressing, heating and dissolving the abandoned light cable, or an optical fiber already separated from the abandoned light cable may be purchased and used. Here, the optical fiber may be any one of a multimode optical fiber and a single mode optical fiber having a core, a cladding surrounding the core, and a coating layer surrounding the core and the cladding. Hereinafter, for convenience of explanation, a single-mode optical fiber in which a coating layer has been previously removed through a burning process will be described as an example.

상기한 바와 같이 분리된 광섬유를 분쇄한다. 구체적으로, 원통 속에 여러 개의 볼(강구)을 넣어 볼(강구)의 운동에 의한 충격으로 광섬유를 파쇄하는 볼밀(ball mill)에 투입하고, 1시간 동안 고속 회전시켜서 광섬유를 일 예로, 1㎛ 내지 2㎛의 크기로 분쇄한다.The separated optical fiber is pulverized as described above. Specifically, a plurality of balls (steel balls) are put into a cylinder, and the ball is put into a ball mill for crushing the optical fiber by an impact caused by motion of a ball (ball), and the ball is rotated at a high speed for 1 hour, Mu] m.

한편, 본 단계(S100)에서 분쇄된 광섬유의 분쇄물에는 광섬유의 클래딩으로부터 분쇄된 이산화규소(SiO2) 및 광섬유의 클래딩 및 코어로부터 분쇄된 이산화게르마늄(GeO2)이 포함될 수 있다.Meanwhile, the pulverized product of the optical fiber from the grinding step (S100) may include a germanium dioxide (GeO 2) core and cladding from the crushing of the silicon dioxide (SiO 2) and the optical fiber cladding of the optical fiber from the grinding.

혼합물을 수득하는 단계(To obtain a mixture S200S200 ))

분쇄물과 탄산나트륨(Na2CO3)을 1:3의 질량 비율로 볼밀에 투입한다. 그리고, 볼밀을 24시간 동안 고속 회전시켜서 분쇄물과 탄산나트륨(Na2CO3)이 혼합된 혼합물을 수득한다.The pulverized material and sodium carbonate (Na 2 CO 3 ) are put into a ball mill at a mass ratio of 1: 3. Then, the ball mill is rotated at a high speed for 24 hours to obtain a mixture of the pulverized product and sodium carbonate (Na 2 CO 3 ).

이때, 혼합물에는 이산화규소(SiO2), 이산화게르마늄(GeO2) 및 탄산나트륨(Na2CO3)이 포함될 수 있다.At this time, the mixture may include silicon dioxide (SiO 2 ), germanium dioxide (GeO 2 ), and sodium carbonate (Na 2 CO 3 ).

제 1 반응물을 수득하는 단계(Obtaining a first reactant S300S300 ))

본 단계(S300)는 혼합물에 포함된 이산화규소(SiO2)와 탄산나트륨(Na2CO3)과 반응시켜서 이산화규소(SiO2)의 규소(Si)를 분리하기 위해 제공되는 단계이다.This step S300 is a step provided for separating silicon (Si) of silicon dioxide (SiO 2 ) by reacting with silicon dioxide (SiO 2 ) and sodium carbonate (Na 2 CO 3 ) contained in the mixture.

구체적으로, 혼합물을 볼밀로부터 인출하여 반응로에 투입한다. 그리고, 반응로에 비활성 가스, 예컨대, 질소(N2) 가스를 투입하여 반응로 내부에 질소(N2) 가스 분위기를 형성한 후, 400℃의 온도로 1시간 동안 가열한다.Specifically, the mixture is withdrawn from the ball mill and introduced into the reactor. Then, an inert gas such as nitrogen (N 2 ) gas is introduced into the reactor to form a nitrogen (N 2 ) gas atmosphere in the reactor, and then the reactor is heated at 400 ° C. for 1 hour.

이때, 혼합물에 포함된 이산화규소(SiO2)와 탄산나트륨(Na2CO3) 사이에는 화학 반응이 일어날 수 있으며, 이산화규소(SiO2)와 탄산나트륨(Na2CO3) 간의 화학 반응식은 아래의 화학식 1과 같다.At this time, a chemical reaction may occur between silicon dioxide (SiO 2 ) and sodium carbonate (Na 2 CO 3 ) contained in the mixture, and a chemical reaction formula between silicon dioxide (SiO 2 ) and sodium carbonate (Na 2 CO 3 ) 1.

[화학식 1][Chemical Formula 1]

SiO2 + Na2CO3 = Na2SiO3 + CO2 SiO 2 + Na 2 CO 3 = Na 2 SiO 3 + CO 2

위 화학식 1을 참조하면, 혼합물에 포함된 이산화규소(SiO2)가 탄산나트륨(Na2CO3)과 반응하여 메타규산나트륨(Na2SiO3)을 생성하고, 이산화탄소(CO2)를 생성함을 알 수 있다.Referring to Equation 1, silicon dioxide (SiO 2 ) contained in the mixture reacts with sodium carbonate (Na 2 CO 3 ) to produce sodium metasilicate (Na 2 SiO 3 ) and produces carbon dioxide (CO 2 ) Able to know.

한편, 400℃의 온도에서 혼합물 중 이산화규소(SiO2)만이 탄산나트륨(Na2CO3)과 반응할 수 있음에 대하여 아래 표 1을 참조하여 설명하겠다. 표 1은 화학식 1에 따른 반응 온도 계산 결과를 나타내는 표이다.On the other hand, only silicon dioxide (SiO 2 ) in the mixture can react with sodium carbonate (Na 2 CO 3 ) at a temperature of 400 ° C. will be described with reference to Table 1 below. Table 1 is a table showing reaction temperature calculation results according to the formula (1).

T(C)T (C) Delta H(kcal)Delta H (kcal) Delta S(cal/k)Delta S (cal / k) Delta G(kcal)Delta G (kcal) KK Log(K)Log (K) 0.0000.000 20.75320.753 36.23836.238 10.85510.855 2.062E-0092.062E-009 -8.686-8.686 100.000100,000 20.60020.600 35.76535.765 7.2557.255 5.632E-0055.632E-005 -4.249-4.249 200.000200,000 20.34020.340 35.15635.156 3.7063.706 1.941E-0021.941E-002 -1.712-1.712 300.000300,000 19.82419.824 34.17634.176 0.2360.236 8.129E-0018.129E-001 -0.090-0.090 400.000400,000 18.92218.922 32.73532.735 -3.114-3.114 1.026E+0011.026E + 001 1.0111.011 500.000500,000 17.99117.991 31.42331.423 -6.304-6.304 6.056E+0016.056E + 001 1.7821.782 600.000600,000 17.42717.427 30.74330.743 -9.417-9.417 2.276E+0022.276E + 002 2.3572.357 700.000700,000 16.99316.993 30.27430.274 -12.469-12.469 6.316E+0026.316E + 002 2.8002.800 800.000800,000 16.36616.366 29.66329.663 -15.467-15.467 1.413E+0031.413E + 003 3.1503.150 900.000900,000 8.0548.054 22.24222.242 -18.039-18.039 2.296E+0032.296E + 003 3.3613.361 1000.0001000,000 7.4297.429 21.73021.730 -20.237-20.237 2.980E+0032.980E + 003 3.4743.474

위 표 1을 참조하면, 깁스 자유 에너지 변화량을 의미하는 Delta G 값이 마이너스가 되는 400℃ 이후부터, 반응이 자발적으로 일어남을 알 수 있고, 마이너스 값이 커질수록 반응 생성물이 열역학적으로 안정적임을 알 수 있다. 다시 말해, 반응로의 온도가 400℃ 이상인 경우, 이산화규소(SiO2)과 탄산나트륨(Na2CO3) 사이에서 반응이 일어나 이산화규소(SiO2)의 규소(Si)가 메타규산나트륨(Na2SiO3)으로 변화되어 이산화규소(SiO2)로부터 규소(Si)가 활발하게 분리됨을 알 수 있다.Referring to Table 1, it can be seen that the reaction occurs spontaneously from 400 ° C. at which the value of the Gibbs free energy change, which is the value of the Delta G value, becomes negative. As the negative value increases, the reaction product is thermodynamically stable have. In other words, when the temperature of the reaction not less than 400 ℃, silicon dioxide (SiO 2) and sodium carbonate (Na 2 CO 3) is silicon (Si) in the up and the reaction of silicon dioxide (SiO 2) between the meta-sodium silicate (Na 2 SiO 3 ), and silicon (Si) is actively separated from silicon dioxide (SiO 2 ).

다만, 본 발명의 발명자는 반복적인 실험과 연구를 통해, 반응로의 온도가 900℃ 및 1000℃인 경우, Delta G 값은 마이너스이지만, 상기 온도에서는, 이산화규소(SiO2)뿐만 아니라, 이산화게르마늄(GeO2)도 탄산나트륨(Na2CO3)과 반응함을 확인하였다. 따라서, 반응로의 온도가 900℃를 초과하는 경우, 혼합물에 포함된 이산화규소(SiO2)의 규소(Si)의 분리 효율이 저하될 수 있으므로, 반응로의 온도를 400℃ 이상 900℃ 미만으로 제한하는 것이 좋다.However, the inventors of the present invention have repeatedly conducted experiments and studies to find that when the temperature of the reactor is 900 ° C. and 1000 ° C., the Delta G value is negative, but at this temperature, not only silicon dioxide (SiO 2 ) (GeO 2 ) also reacts with sodium carbonate (Na 2 CO 3 ). Therefore, when the temperature of the reactor is higher than 900 ° C, the separation efficiency of silicon (Si) of silicon dioxide (SiO 2 ) contained in the mixture may be lowered. Therefore, It is better to limit.

한편, 화학식 1의 반응이 완료된 후, 반응로의 내부에는 혼합물에 포함된 이산화규소(SiO2)와 탄산나트륨(Na2CO3)의 반응에 의해 생성된 반응 생성물 및 혼합물 잔여분이 남아있을 수 있다. 이때, 설명의 편의를 위해, 반응로 내부에 남아있는 반응 생성물 및 혼합물 잔여분을 제 1 반응물로 명칭하겠다. 여기서, 혼합물 잔여분은 혼합물 중 화학식 1의 화학 반응에 사용되고 남은 혼합물을 의미하므로, 제 1 반응물의 조성은 화학식 1의 화학 반응 정도에 따라 달라질 수 있다.On the other hand, after the reaction of the formula (1) is completed, reaction products and mixture residues produced by the reaction of silicon dioxide (SiO 2 ) and sodium carbonate (Na 2 CO 3 ) contained in the mixture may remain in the reaction furnace. Here, for convenience of explanation, the reaction product remaining in the reactor and the residue of the mixture will be referred to as a first reactant. Here, the residue of the mixture means a mixture remaining in the mixture used in the chemical reaction of Chemical Formula 1, so that the composition of the first reaction product may vary depending on the degree of chemical reaction of Chemical Formula 1.

제 2 반응물을 수득하는 단계(Obtaining a second reactant S400S400 ))

본 단계(S400)는 선행 단계(S300)에서 이산화규소(SiO2)와 탄산나트륨(Na2CO3)의 반응 후, 잔여될 수 있는 이산화규소(SiO2)의 규소(Si)를 분리하기 위해 제공되는 단계이다.The step (S400) is provided for after the reaction of silicon dioxide (SiO 2) and sodium carbonate in the previous step (S300) (Na 2 CO 3 ), separating the silicon (Si) of silicon dioxide (SiO 2) that may be remaining .

구체적으로, 제 1 반응물을 반응로로부터 인출한 후, 볼밀에 투입한다. 더하여, 볼밀에 수산화나트륨(NaOH)을 투입한다. 그리고, 제 1 반응물과 수산화나트륨(NaOH) 사이의 접촉 면적을 높이기 위해 볼밀을 상온에서 1시간 동안 고속 회전시킨다.Specifically, after withdrawing the first reactant from the reaction furnace, it is introduced into a ball mill. In addition, sodium hydroxide (NaOH) is added to the ball mill. Then, the ball mill is rotated at a high speed for 1 hour at room temperature to increase the contact area between the first reactant and sodium hydroxide (NaOH).

이때, 제 1 반응물에 포함된 이산화규소(SiO2)와 수산화나트륨(NaOH) 사이에는 화학 반응이 일어날 수 있으며, 이산화규소(SiO2)와 수산화나트륨(NaOH) 간의 화학 반응식은 아래의 화학식 2와 같다.At this time, a chemical reaction may occur between silicon dioxide (SiO 2 ) and sodium hydroxide (NaOH) contained in the first reactant, and a chemical reaction formula between silicon dioxide (SiO 2 ) and sodium hydroxide (NaOH) same.

[화학식 2](2)

SiO2 + 2NaOH = Na2SiO3 + H2O SiO 2 + 2NaOH = Na 2 SiO 3 + H 2 O

위 화학식 2를 참조하면, 제 1 반응물에 포함된 이산화규소(SiO2)가 수산화나트륨(NaOH)과 반응하여 메타규산나트륨(Na2SiO3)을 생성하고, 물(H2O)을 생성함을 알 수 있다.Referring to Equation 2, silicon dioxide (SiO 2 ) contained in the first reactant reacts with sodium hydroxide (NaOH) to produce sodium metasilicate (Na 2 SiO 3 ) and water (H 2 O) .

한편, 아래 표 2는 화학식 2에 따른 반응 온도 계산 결과를 나타내는 표이다.Table 2 below is a table showing reaction temperature calculation results according to formula (2).

T(C)T (C) Delta H(kcal)Delta H (kcal) Delta S(cal/k)Delta S (cal / k) Delta G(kcal)Delta G (kcal) KK Log(K)Log (K) 0.0000.000 -21.848-21.848 -2.541-2.541 -21.154-21.154 8.443E+0168.443E + 016 16.92716.927 100.000100,000 -19.850-19.850 4.4734.473 -21.519-21.519 4.023E+0124.023E + 012 12.60512.605 200.000200,000 -19.478-19.478 5.3695.369 -22.018-22.018 1.483E+0101.483E + 010 10.17110.171 300.000300,000 -19.330-19.330 5.6575.657 -22.572-22.572 4.052E+0084.052E + 008 8.6088.608 400.000400,000 -21.742-21.742 1.5321.532 -22.773-22.773 2.479E+0072.479E + 007 7.3947.394 500.000500,000 -20.981-20.981 2.5842.584 -22.979-22.979 3.135E+0063.135E + 006 6.4966.496 600.000600,000 -20.300-20.300 3.4153.415 -23.282-23.282 6.730E+0056.730E + 005 5.8285.828 700.000700,000 -19.207-19.207 4.6004.600 -23.683-23.683 2.085E+0052.085E + 005 5.3195.319 800.000800,000 -18.021-18.021 5.7585.758 -24.201-24.201 8.492E+0048.492E + 004 4.9294.929 900.000900,000 -17.252-17.252 6.4266.426 -24.791-24.791 4.157E+0044.157E + 004 4.6194.619 1000.0001000,000 -15.932-15.932 7.5067.506 -25.488-25.488 2.375E+0042.375E + 004 4.3764.376

위 표 2를 참조하면, Delta G 값이 0℃ 이후부터 마이너스가 되어 반응이 자발적으로 일어남을 알 수 있고, 마이너스 값이 커질수록 반응 생성물이 열역학적으로 안정적임을 알 수 있다. 다시 말해, 상온에서 이산화규소(SiO2)와 수산화나트륨(NaOH) 사이에 반응이 일어나 이산화규소(SiO2)의 규소(Si)가 메타규산나트륨(Na2SiO3)으로 변화되어 이산화규소(SiO2)로부터 규소(Si)가 활발하게 분리됨을 알 수 있다.Referring to Table 2, it can be seen that the reaction occurs spontaneously due to the fact that the value of Delta G becomes negative from 0 ° C, and the reaction product is thermodynamically stable as the negative value increases. In other words, a reaction occurs between silicon dioxide (SiO 2 ) and sodium hydroxide (NaOH) at room temperature and the silicon (Si) of silicon dioxide (SiO 2 ) is changed to sodium metasilicate (Na 2 SiO 3 ) 2 ), silicon (Si) is actively separated.

더하여, 본 발명의 발명자는 반복적인 실험과 연구를 통해, 볼밀 내부 온도가 0℃ 미만인 경우, 이산화규소(SiO2)와 수산화나트륨(NaOH)의 반응이 일어나지 않고, 볼밀 내부 온도가 900℃를 초과하는 경우, 이산화규소(SiO2)뿐만 아니라, 이산화게르마늄(GeO2)도 수산화나트륨(NaOH)과 반응되는 문제가 있음을 확인하였다. 이에, 볼밀 내부 온도를 0℃ 이상 900℃ 미만으로 제한하는 것이 좋다.In addition, the inventor of the present invention has repeatedly conducted experiments and studies to find that the reaction between silicon dioxide (SiO 2 ) and sodium hydroxide (NaOH) does not occur when the internal temperature of the ball mill is lower than 0 ° C, (Ge 2 O 3 ) reacts with sodium hydroxide (NaOH) as well as silicon dioxide (SiO 2 ). Therefore, it is preferable to limit the internal temperature of the ball mill to 0 ° C or higher and lower than 900 ° C.

한편, 화학식 2의 반응이 완료된 후, 볼밀의 내부에는 제 1 반응물에 포함된 소량의 이산화규소(SiO2)가 수산화나트륨(NaOH)과 반응하여 생성된 반응 생성물 및 제 1 반응물 잔여분이 남아있을 수 있다. 이때, 설명의 편의를 위해, 볼밀 내부에 존재하는 반응 생성물 및 제 1 반응물 잔여분을 제 2 반응물로 명칭하겠다. 여기서, 제 1 반응물 잔여분은 제 1 반응물 중 화학식 2의 화학 반응에 사용되고 남은 제 1 반응물을 의미하므로, 제 2 반응물의 조성은 화학식 2의 화학 반응 정도에 따라 달라질 수 있다.On the other hand, after the reaction of formula (2) is completed, a small amount of silicon dioxide (SiO 2 ) contained in the first reactant may react with sodium hydroxide (NaOH) to leave the reaction product and the first reactant residue have. Here, for convenience of explanation, the reaction product existing in the ball mill and the first reactant residue will be referred to as a second reactant. Here, the first reactant residue refers to the first reactant remaining in the first reactant, which is used in the chemical reaction of Chemical Formula 2, so that the composition of the second reactant may vary according to the chemical reaction of Chemical Formula 2.

제 3 반응물을 수득하는 단계(Obtaining a third reactant S500S500 ))

제 2 반응물을 볼밀로부터 인출한 후, 반응조에 투입한다. 또한, 반응조에 산 용액, 예컨대, 염산(HCl) 용액을 50ml 투입한다. 다음으로, 반응조를 80℃의 온도로 30분 동안 가열한다.The second reactant is withdrawn from the ball mill and then charged into the reactor. Further, 50 ml of an acid solution such as hydrochloric acid (HCl) solution is added to the reaction tank. Next, the reaction tank is heated at a temperature of 80 DEG C for 30 minutes.

이 과정에서 염산(HCl) 용액에는 제 2 반응물에 포함된 이산화게르마늄(GeO2)의 게르마늄(Ge)이 용해될 수 있으며, 염산(HCl) 용액과 메타규산나트륨(Na2SiO3) 사이에는 아래의 화학식 3과 같은 화학 반응이 일어날 수 있다.In this process, the germanium (Ge) of germanium (GeO 2 ) contained in the second reactant may be dissolved in the hydrochloric acid (HCl) solution, and between the hydrochloric acid (HCl) solution and sodium metasilicate (Na 2 SiO 3 ) A chemical reaction such as the chemical formula (3) can occur.

[화학식 3](3)

Na2SiO3 + H2O + 2HCl = [Si(OH)4]solid + 2NaClNa 2 SiO 3 + H 2 O + 2HCl = [Si (OH) 4 ] solid + 2NaCl

위 화학식 3을 참조하면, 메타규산나트륨(Na2SiO3)의 삼산화규소(SiO3) 성분이 염산(HCl) 용액과 반응하여 고체화(젤화)된 사수산화규소(Si(OH)4) 및 염화나트륨(NaCl)을 생성함을 알 수 있다.(Si (OH) 4 ) and sodium chloride (sodium hydroxide) reacted with a hydrochloric acid (HCl) solution to solidify (gel) the sodium silicate (SiO 3 ) component of sodium metasilicate (Na 2 SiO 3 ) (NaCl). ≪ / RTI >

한편, 화학식 3의 반응이 완료된 후, 반응조의 내부에는 제 2 반응물과 염산(HCl) 용액이 반응하여 생성된 반응 생성물 및 제 2 반응물 잔여분이 남아있을 수 있다. 이때, 설명의 편의를 위해, 반응조 내부에 존재하는 반응 생성물 및 제 2 반응물 잔여분을 제 3 반응물로 명칭하겠다. 여기서, 제 2 반응물 잔여분은 제 2 반응물 중 화학식 3의 화학 반응에 사용되고 남은 제 2 반응물을 의미하므로, 제 3 반응물의 조성은 화학식 2의 화학 반응 정도에 따라 달라질 수 있다.On the other hand, after the reaction of the formula (3) is completed, the reaction product and the second reactant residue resulting from the reaction of the second reactant and the hydrochloric acid (HCl) solution may remain in the reaction tank. Here, for convenience of explanation, the reaction product present in the reaction tank and the second reaction product residue will be referred to as a third reaction product. Here, the second reactant residue refers to the second reactant remaining in the second reactant, which is used in the chemical reaction of Chemical Formula 3, and the composition of the third reactant may vary depending on the chemical reaction of Chemical Formula 2.

한편, 본 실시예에서는 설명의 편의를 위해, 산 용액이 염산(HCl) 용액인 경우를 일 예로 들어 설명하였으나, 본 발명의 사상이 이에 한정되는 것은 아니고, 산 용액은 황산(H2SO4) 및 질산(HNO3) 중 어느 하나로 이루어질 수도 있다.In the present embodiment, the acid solution is a hydrochloric acid (HCl) solution for convenience of explanation. However, the present invention is not limited thereto, and the acid solution may be sulfuric acid (H 2 SO 4 ) And nitric acid (HNO 3 ).

제 3 반응물로부터 게르마늄(From the third reactant germanium ( GeGe )을 회수하는 단계((Step < RTI ID = 0.0 > S600S600 ))

제 3 반응물을 분리조에 투입하여 사수산화규소(Si(OH)4) 및 게르마늄(Ge)을 분리한다.The third reactant is introduced into a separation vessel to separate silicon tetraoxide (Si (OH) 4 ) and germanium (Ge).

구체적으로, 분리조의 하측에 구비된 필터, 예컨대, 내산성 거름종이를 이용하여 제 3 반응물을 필터링한다. 이때, 젤 상태를 갖는 사수산화규소(Si(OH)4)는 내산성 거름종이에 걸러지고, 게르마늄(Ge)이 용해된 염산(HCl) 용액은 내산성 거름종이를 통과한다.Specifically, the third reaction material is filtered using a filter provided under the separation tank, for example, acid-resistant filter paper. At this time, silicon oxide (Si (OH) 4 ) having gel state is filtered by acid-resistant filter paper, and hydrochloric acid (HCl) solution in which germanium (Ge) is dissolved passes through acid-resistant filter paper.

한편, 내산성 거름종이를 통과한 염산(HCl) 용액에 용해된 게르마늄(Ge)은 일 예로, 치환 석출법에 의해 석출된다.On the other hand, germanium (Ge) dissolved in a hydrochloric acid (HCl) solution passed through an acid-resistant filter paper is precipitated by a substitutional precipitation method as an example.

구체적으로, 규소(Si)과 게르마늄(Ge) 사이의 환원 전위값을 갖는 원소, 예컨대, 철(Fe), 아연(Zn), 주석(Sn), 코발트(Co) 등을 염산(HCl) 용액에 투입하여 염산(HCl) 용액으로부터 게르마늄(Ge)을 석출한다. 다만, 본 발명의 사상이 이에 한정되는 것은 아니고, 염산(HCl) 용액에 용해된 게르마늄(Ge)은 전해 채취법이나 용매 추출법 등을 통해 회수될 수도 있다.Specifically, an element having a reduction potential value between silicon (Si) and germanium (Ge), such as iron (Fe), zinc (Zn), tin (Sn), cobalt (Co) And then germanium (Ge) is precipitated from a hydrochloric acid (HCl) solution. However, the spirit of the present invention is not limited thereto, and germanium (Ge) dissolved in a hydrochloric acid (HCl) solution may be recovered through an electrolytic extraction method or a solvent extraction method.

상술한 바와 같은 구성을 갖는 광섬유로부터 게르마늄을 회수하는 방법은 폐광케이블의 광섬유 및/또는 규소(Si)를 기반으로 하는 규소(Si)-금속(metal) 합금에 포함된 이산화규소(SiO2)의 규소(Si)를 메타규산나트륨(Na2SiO3)으로 변화시켜 먼저 분리한 후, 게르마늄(Ge)을 회수함에 따라, 게르마늄(Ge)을 회수하는데 소비되는 시간과 에너지를 종래에 비해 줄일 수 있다.The method of recovering germanium from the optical fiber having the above-described structure is a method of recovering germanium from the optical fiber of the abandoned light cable and / or the silicon dioxide (SiO 2 ) contained in the silicon (Si) by changing the silicon (Si) as a meta-sodium silicate (Na 2 SiO 3), first separation, germanium (Ge) a number of times as, germanium can be reduced compared with the time and energy consumed in recovering (Ge) in the conventional, depending .

또한, 게르마늄(Ge)이 회수되는 과정에서 생성되는 메타규산나트륨(Na2SiO3)을 다른 산업 분야에 활용할 수 있으므로, 경제적 효과가 있다.Further, since sodium metasilicate (Na 2 SiO 3 ) produced in the process of recovering germanium (Ge) can be utilized in other industrial fields, there is an economic effect.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어 당업자는 각 구성요소의 재질, 크기 등을 적용 분야에 따라 변경하거나, 실시형태들을 조합 또는 치환하여 본 발명의 실시예에 명확하게 개시되지 않은 형태로 실시할 수 있으나, 이 역시 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시 적인 것으로 한정적인 것으로 이해해서는 안 되며, 이러한 변형된 실시예는 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술사상에 포함된다고 하여야 할 것이다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, You will understand. For example, a person skilled in the art can change the material, size and the like of each constituent element depending on the application field or can combine or substitute the embodiments in a form not clearly disclosed in the embodiments of the present invention, Of the range. Therefore, it should be understood that the above-described embodiments are to be considered in all respects as illustrative and not restrictive, and that such modified embodiments are included in the technical idea described in the claims of the present invention.

Claims (7)

이산화규소(SiO2) 및 이산화게르마늄(GeO2)을 포함하는 광섬유를 분쇄하여 분쇄물을 수득하는 단계;
상기 분쇄물에 탄산나트륨(Na2CO3)을 투입하고 혼합하여 혼합물을 수득하는 단계;
상기 혼합물에 포함된 이산화규소(SiO2)와 탄산나트륨(Na2CO3)을 반응시켜서 상기 혼합물에 포함된 이산화규소(SiO2)의 적어도 일부로부터 규소(Si)가 분리된 제 1 반응물을 수득하는 단계;
상기 제 1 반응물에 수산화나트륨(NaOH)를 투입하여 상기 제 1 반응물에 포함된 이산화규소(SiO2)와 수산화나트륨을 반응시켜서 상기 제 1 반응물에 포함된 이산화규소(SiO2)로부터 규소(Si)가 분리된 제 2 반응물을 수득하는 단계;
상기 제 2 반응물에 산 용액을 투입하여 상기 제 2 반응물을 상기 산 용액과 반응시켜서 상기 제 2 반응물 중 상기 산 용액과의 반응에 사용되고 남은 잔여분에 해당하는 제 3 반응물을 수득하는 단계; 및
치환 석출법, 전해 채취법 및 용매 추출법 중 어느 하나를 통해 상기 제 3 반응물로부터 게르마늄(Ge)을 회수하는 단계를 포함하는,
광섬유로부터 게르마늄을 회수하는 방법.
Pulverizing an optical fiber containing silicon dioxide (SiO 2 ) and germanium dioxide (GeO 2 ) to obtain a pulverized product;
Adding sodium carbonate (Na 2 CO 3 ) to the pulverized product and mixing to obtain a mixture;
Reacting the silicon dioxide (SiO 2 ) and sodium carbonate (Na 2 CO 3 ) contained in the mixture to obtain a first reactant in which silicon (Si) is separated from at least a portion of the silicon dioxide (SiO 2 ) step;
Incorporating a sodium hydroxide (NaOH) to the first reaction product said first reaction product of silicon dioxide (SiO 2) and silicon (Si) from the silicon dioxide (SiO 2) contained in the first reaction by reacting with sodium hydroxide contained in the To obtain a separated second reactant;
Adding an acid solution to the second reactant to react the second reactant with the acid solution to obtain a third reactant in the second reactant that corresponds to the remainder remaining in the reaction with the acid solution; And
Recovering germanium (Ge) from the third reactant through any one of a displacement deposition method, an electrolytic extraction method, and a solvent extraction method.
A method for recovering germanium from an optical fiber.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 반응물을 수득하는 단계는,
질소(N2) 분위기가 조성된 반응로의 내부에서 400℃ 이상 900℃ 미만의 온도로 1시간 동안 수행되는,
광섬유로부터 게르마늄을 회수하는 방법.
The method according to claim 1,
The step of obtaining the first reactant comprises:
(N 2 ) atmosphere at a temperature of 400 ° C. or more and less than 900 ° C. for 1 hour,
A method for recovering germanium from an optical fiber.
제 1 항에 있어서,
상기 제 2 반응물을 수득하는 단계는,
볼밀(ball mill) 내부에서 0℃ 이상 900℃ 미만의 온도로 1시간 동안 수행되는,
광섬유로부터 게르마늄을 회수하는 방법.
The method according to claim 1,
The step of obtaining the second reactant comprises:
Which is carried out in a ball mill at a temperature of not lower than 0 DEG C but not higher than 900 DEG C for 1 hour,
A method for recovering germanium from an optical fiber.
제 1 항에 있어서,
상기 제 3 반응물을 수득하는 단계는,
상기 제 2 반응물의 삼산화규소(SiO3)가 상기 산 용액과 반응하여 사수산화규소(Si(OH)4)로 젤화되고, 상기 제 2 반응물의 게르마늄(Ge)이 상기 산 용액에 용해되는 단계; 및
사수산화규소(Si(OH)4)와 게르마늄(Ge)이 용해된 상기 산 용액 중 어느 하나를 분리하는 단계를 포함하고,
상기 산 용액은,
염산(HCl), 황산(H2SO4) 및 질산(HNO3) 중 어느 하나를 포함하는,
광섬유로부터 게르마늄을 회수하는 방법.
The method according to claim 1,
The step of obtaining the third reactant comprises:
Wherein the silicon trioxide (SiO 3 ) of the second reactant reacts with the acid solution and is gelled with silicon tetraoxide (Si (OH) 4 ), and the germanium (Ge) of the second reactant is dissolved in the acid solution; And
Separating any one of said acid solutions in which silicon tetraoxide (Si (OH) 4 ) and germanium (Ge) have been dissolved,
The acid solution,
(HCl), sulfuric acid (H 2 SO 4 ), and nitric acid (HNO 3 ).
A method for recovering germanium from an optical fiber.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 반응물을 수득하는 단계에서 상기 혼합물에 포함된 이산화규소(SiO2)와 탄산나트륨(Na2CO3) 간에 아래의 화학식 1에 따른 화학 반응이 일어나는,
광섬유로부터 게르마늄을 회수하는 방법.
[화학식 1]
SiO2 + Na2CO3 = Na2SiO3 + CO2
The method according to claim 1,
In the step of obtaining the first reactant, a chemical reaction between the silicon dioxide (SiO 2 ) and sodium carbonate (Na 2 CO 3 )
A method for recovering germanium from an optical fiber.
[Chemical Formula 1]
SiO 2 + Na 2 CO 3 = Na 2 SiO 3 + CO 2
제 1 항에 있어서,
상기 제 2 반응물을 수득하는 단계에서 상기 제 1 반응물에 포함된 이산화규소와 수산화나트륨 간에 아래의 화학식 2에 따른 화학 반응이 일어나는,
광섬유로부터 게르마늄을 회수하는 방법.
[화학식 2]
SiO2 + 2NaOH = Na2SiO3 + H2O
The method according to claim 1,
Wherein in the step of obtaining the second reactant, a chemical reaction according to the following formula (2) takes place between the silicon dioxide and sodium hydroxide contained in the first reactant,
A method for recovering germanium from an optical fiber.
(2)
SiO 2 + 2NaOH = Na 2 SiO 3 + H 2 O
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004010914A (en) 2002-06-04 2004-01-15 Nikko Materials Co Ltd Method for recovering germanium from scrap
KR100892436B1 (en) 2007-06-19 2009-04-16 주식회사 한국환경사업단 Preparing method of vanadium flake from vanadium butoxide, and vanadium briquette
KR101589049B1 (en) 2015-01-19 2016-01-27 주식회사 제이메탈 Method for recycling waste optical fiber

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004010914A (en) 2002-06-04 2004-01-15 Nikko Materials Co Ltd Method for recovering germanium from scrap
KR100892436B1 (en) 2007-06-19 2009-04-16 주식회사 한국환경사업단 Preparing method of vanadium flake from vanadium butoxide, and vanadium briquette
KR101589049B1 (en) 2015-01-19 2016-01-27 주식회사 제이메탈 Method for recycling waste optical fiber

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110386606A (en) * 2019-08-02 2019-10-29 西安凯立新材料股份有限公司 A method of recycling SiGe from germanic optical fiber waste material

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