Investigation on Recycling in Material Flow on Indium Demand Industry

인듐 물질흐름 분석을 통한 재자원화 분석 및 향후 발전 방향

김 정 곤*

인천대학교 공과대학 신소재공학과

Investigation on Recycling in Material Flow on Indium Demand Industry

Jeong Gon Kim

^*

Department of Materials Science & Engineering, University of Incheon, 12-1 Songdo-dong, Yeonsu-gu, Incheon 406-772, Korea

1. 서 론

인듐은 1863 ^년독일의 F. Reich^과 H. T. Richter^에의해

발견되었다. ^{그들은탈륨을검출하기 위해독일프라이부}

르크아연광의제련잔재를스펙트럼분석했는데, ^과거에

보고되지않은미지의원소의스펙트럼패턴을발견했다. ^발

견된 스펙트럼의 색깔은 짙은 남색(Indigo:^{라틴어에서} Indicum)^이며, ^{이것을따서인듐}(Indium)^{이라고명명되었다}.

인듐(In)^{은 아연}(Zn), ^동(Cu), ^철(Fe), ^주석(Sn), ^니켈(Ni)

및납(Pb)^{의황화합물}/^{황염광물을제련하는과정중 발생}

하는 잔류물(Residue), Fume, Dust, Slag ^및 Slag ^{처리 찌}

꺼기(Dross)^{를 처리하는과정에서 갈륨}(Ga), ^은(Ag) ^및금 (Au)^{과함께부산물의형태로생산된다}. ^{이들잔류물}, Fume,

Dust, Slag ^및 Slag ^{처리찌꺼기로부터금속원소를회수하}

기위해서는황산이나 염산등의강산을활용한 Leaching

공정을 주로사용된다.

최초로 인듐을상업적으로사용한 예는 1933^년미국에

서 인듐이함유된치과용합금이개발이다. ^{그후인듐의}

부드러움, ^가단성, ^{전연성낮은 융점의인듐 특유의물성}

*Corresponding Author : J. G. Kim,

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Table 1. Indium of reserves and reserve base 2008 [1]

(단위:Ton) Country Reserves Reserve base

중국 8,000 10,000

페루 360 580

미국 280 450

캐나다 150 560

러시아 80 250

일본 100 150

기타 1,800 4,200

합계 10,770 16,190

Table 2. Refined indium [2] (단위:Ton)

1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007

대한민국 - - - - - - - 50 50

네덜란드 5 5 5 5 5 5 5 5 5

독일 10 10 10 10 10 10 10 10 10

러시아 15 15 15 15 15 11 12 12 12

벨기에 35 40 40 40 30 30 30 30 30

영국 5 5 5 5 5 - 5 5 5

이탈리아 5 5 5 5 10 5 5 5 5

일본 40.47 55.08 55 60 70 70 70 55 60

중국 40 95 100 85 100 200 300 350 320

캐나다 42 45 45 45 50 50 50 50 50

페루 5.01 5.02 4.26 5.5 5 6 6 6 6

프랑스 43 65 65 65 10 10 - 10 10

합계 245.48 345.1 349.26 340.5 310 397 493 588 563

을이용하였다. ^{예를들면인듐은유리}, ^크리스탈, ^세라믹

의표면을접합할수있으므로전자재료의접합특성향 상에 적합한 성질을가진다. ^또한, ^{산화물은산화주석이}

첨가됨에 따라 투명한 고성능 전도체(ITO:Indium Tin

Oxide:^{산화인듐주석})^가된다. ^이 ITO^{는액정이나 플라}

즈마 등 평판 디스플레이(^{평판 디스플레이}; Flat Panel Display)^{의투명도전막에주로이용되고 있다}. ^또한, ^반도

체소자(InP:^{인듐인화물}), ^{전지재료및베어링등에도이}

용되고있다.

최근, ^{인듐은디스플레이산업의발전과더불어그수요}

가급격하게 증가하고 있으며, ^{전세계인듐의매장량 및}

가채량(^표 1), ^{각국의인듐생산량}(^표 2)^{을나타낸다}.

인듐의전세계매장추정량은 약 16,000^{톤으로추정하}

고있으며, ^{이중중국이} 70%^{를점유하고있다}. ^인듐의생

산량은 2004^{년중반이후인듐수요와가격의급등으로인}

해급격히증가하였다.

인듐가격의급등은평판디스플레이를채택하는전자기 기(LCD TV, Monitor, Mobile Phone ^등)^{의폭발적인 수요}

증가로인한 ITO ^{타겟의수요급증이 그원인으로 생각된}

다. ^{평판디스플레이}(FPD)^{에서사용되는 인듐은} ITO ^타겟

으로제조되어 Sputtering ^{공정을 통해전도성투명박막을}

제조하는데 이용한다. ^그러나, ^{미국지질조사소}(United States Geological Survey, USGS 2008)^{에의해 조사된 통}

계에의하면인듐의가채량은 10,770^톤으로, 2007^년세계

의정련량을 기준으로계산하면 약 20^{년 정도밖에 사용}

할수 없는양이다.

현재 ITO ^{타겟사용량}(^절대량)^은한국, ^{일본및 중국의}

3^{개국이중심을이루고있는데}, ^이는 LCD^{를비롯한전세}

계평판 디스플레이 Device^{의대부분이 한국}, ^{일본및 중}

국에서주로 생산되고있기 때문이다. ^특히, ^{우리나라는}

2010^{년전 세계} LCD TV ^생산량의 50%^{이상을 차지하였}

으며, ITO ^{타겟의생산}, ^{소비그리고재자원화부문에서도}

이들 3^{개국을중심으로 이뤄지고 있다}.

2009^{년 국내인듐 물질흐름을조사하는 과정에서 상당}

량의인듐스크랩이 발생하고재자원화되는것을확인하 였다. ^{그결과를바탕으로 국내재자원화 현황및 국내외}

의관련기술에대한분석하고재자원화의효율성및관련 기술에대한개발의필요성을 알아보자.

2. 국내 인듐의 물질흐름과 재자원화

인듐에 대한물질흐름 조사는 2009^{년에실시하였으며},

이를위해기존국가통계중활용가능한자료인광공업 통계와 한국무역통계등을 활용하였으며, ^{이 물질흐름의}

조사 통계자료는 인듐을사용하는 중간제품의 생산량을

기준으로하였다. ^{제품내자원함유량및제품의수요처에}

관한 자료는업체 방문과설문을통해조사하였다.

2009^{년도 국내에서 생산된 인듐은} Ingot^{의 형태로}

이루어 졌으며, ^총 132^{톤 중 국내에} 41^{톤이 공급되고}

나머지 91^{톤은 해외로 수출되었다}. ^그리고, ^해외에서

수입된 인듐은 69^톤, ^{재자원화되어 원료단계로 투입되}

는 양은 264^{톤으로 확인되었다}. ^{원료 및 기초 소재 단}

계에서 1^{차 가공제품단계로 투입되는 인듐의 양은} 374

톤이다.

1^{차 가공제품단계에서 생산된 제품으로는 인듐 분말}, ITO ^타겟, Bonding^재료, ^{기타 액정표시장치부품}(^투명전

도성필름), Al plate ^{등이 있다}. ^{이외에도 치과용 재료},

Bearing^{용 합금재료 등으로 이용되었지만}, 2004^{년 이후}

인듐 가격의급등으로 부가가치창출이 어려운영역에서 의 사용은 대체재로 대체되거나 그 사용이 제한되어 수 요가 없다.

1^{차가공에사용되는인듐은} ITO ^{타겟제조에대부분이}

사용되었다. ^{이것은전세계} LCD^{를포함하는 평판디스플}

레이 및메모리 반도체시장에서 한국의 점유율이 높아 인듐이사용이한곳으로 집중되는 현상을나타내고 있다.

또한, ^{인듐은저온접합용} Soldering^{재료로평판디스플레}

이회로접합및반도체 회로의접합재료로사용되었으나,

인듐의 가격이급격하게오른 2004^{년이후주석으로대체}

되면서 그수요가거의사라졌다. ^{아직일부연구소및대}

학에서 수요가있으나미미하며그외투명전도성필름및

Al^{합금 재료로 일부사용되었으나 그양은 적다}. ITO ^타

겟은 국내수요가많아 186^{톤의수입과함께 약} 420^톤이

사용되고, ^약 10^{톤이수출되었다}. ^국내의 ITO ^{타겟 생산}

과정에서약 108^{톤의스크랩이발생하여전량재자원화단}

계에 투입되었다. ITO^{의 사용은평판 디스플레이를중심}

으로 이루어지고있으며다른용도로의 사용은미미하다.

이것은 국내의산업구조와 밀접한연관성을 가지고있어

LCD^{생산을 중심으로 이루어지고 있으며}, ^{생산량이 증가}

하면서 사용량도증가하고있다. ^그러나, ^{생산량의증가만}

큼 사용량이많은증가를보이지않고있는것은생산공 정의개선등을통해인듐의 사용효율이높아졌기때문이 다. ^표 3^{은국내에서사용되고있는인듐의용도별사용량}

을 나타내었다. ^{국내에서 평판디스플레이부품을생산하}

Table 3. Indium usage in korea (Unit: Ton)

구 분 국내수급량 수입량 수출량 사용량 비고

ITO 타겟 224 186 10 420

Bonding 재료 12 0 0 12

Solder 재료 0 0 0 0

Al 판재 0.2 0 0 0.2

는업체에서는 ITO ^{타겟의 약} 30%^{를사용하며 이중 국}

내에서 인듐은 TV, Computer Monitor, wireless mobile

phone ^{등의 생산에집중하고 있으며}, ^{생산된제품의} 90%

이상이수출된다. ^{제품을생산하는 과정에서 발생한스크}

랩및 사용후 ITO ^{타겟은거의 모두가재자원화하는 단}

계로 투입되었다. ^{발생한스크랩은} 519^톤으로 ITO ^타겟

제조과정에서약 108^톤, ^{중간제품생산공정에서} 411^톤이

발생하였다.

재자원화된일부인듐은 ITO ^{타겟의수입국으로반출되}

는것을확인하였다. ^{재자원화된 인듐} 264^{톤은국내생산}

공정에투입되었다. ^그림 1^{은인듐의단계별흐름과재자}

원화과정에 대한그림이다.

3. 공정스크랩의 발생과 재자원화

국내에서대부분의 인듐은 ITO^{생산에 필요한 원료로} 528^{톤이 투입되고 이중 약} 108^톤이 ITO^{공정 스크랩으로}

방출된다. ITO ^{공정 중에 발생한 인듐스크랩은} Cutting,

Grinding ^{등에의해발생되어}, ^{다시재자원화공정으로 투}

입되는데 관련업체의기술력에 따라 25%~30%^{의 공정스}

크랩이발생한다. ^{평판디스플레이관련부품제조에투입}

된 Planar Sputter ITO ^타겟은 Sputtering ^{공정에투입되어}

평판 디스플레이관련 부품제조에약 30%^{만이 직접적으}

로 사용된다. ^그리고, ^약 70%^{는 사용 후} ITO ^타겟(spent

target)^{으로재자원화에투입된다}. ITO ^{타겟이평판디스플}

레이부품의 생산에투입되는양에비해많은양이 Planar

Sputter target^을이용한 sputtering ^{공정에서사용되는것은}

ITO ^{타겟의면 전체를사용하는 것이 아니라} magnetron

field^{의 형성이그림} 2(a)^{와 같이형성되어 일부만사용되}

기 때문이다. ^{이런 사각형모양의} ITO ^{타겟은전체 타겟}

면 중일부만 이용되는 결과로이런 단점을보완하기 위 해 그림 2(b) cylindrical rotating magnetron system^을적용,

사용 효율을 높이기 위한 방법이 적용되고 있다[9].

cylindrical rotating magnetron system^은 1990^{년대초반부터}

사용되기시작하여 ITO ^{타겟재료의 이용을} 75%^이상으로

가능하도록 하였다[10]. ^또, cylindrical rotating magnetron system^의사용은 Sputtering rate^{을증가시켰으며}, ^공정안정

성을 확보할수있어전체적인 sputter Process ^{효율성을증}

가시킬수있다[4]. cylindrical rotating magnetron system^에

이용되는 cylindrical rotating ^타겟은 Thermal spraying^을이

용하여 제조하기때문에스크랩의발생이거의없다.

또한, Planar Sputter Process^{에 이용되는} planar ITO ^타

겟 제조과정에서발생하는 공정스크랩의 양의발생량을 줄일 수있고, ^{타겟의 이용률약} 30%^에서 75%^로증가시

킴으로서 사용후타겟이재자원화과정에투입되는양을 줄일 수있다.

ITO ^{타겟을이용한} sputtering process^{는타겟제조공정}

부터 sputtering ^{공정부분까지많은비효율성을 가지고있}

어이런비효율적인사용방법을개선하고자 chemical vapor reaction, sol-gel spin coating process[3], Printing ^{등에 의}

한 방법을적용 투명전도성박막을보다 효율적으로제조

하기 위해노력해왔다. ^{그러나 아직까지} Sputtering ^공정

을 이용해제조된박막과같은수준의 전기적, ^광학적특 Fig. 1. Materials flow analysis of indium in korea.

Fig. 1. Type of ITO target. (a) Planar sputter ITO target and (b) Cylindrical rotating target [9].

Table 4. Indium 2nd source in korea

(Unit: Ton)

구분 회수량

조사량 합계

Spent target 294

526

Chamber scrap 84

Etching wastewater 21

Process scrap 108

Bonding materials 12

Imported scrap 7

Table 5. Recovery rate and quantity of indium 2nd source

구분

2

회수량

(ton) 2

(%)

사용후타겟

294 94%

스크랩

84 35%

폐액분

21 10%

공정스크랩

108 94%

Bonding

12 97%

합계

519

성을 가지는 박막을 제조하기 어렵다. ^{현재 대부분의} TCO(tranparent conducting oxide)^{제조방법은} Planar Sputter

공정을이용하여광전태양전지, ^{평판디스플레이제조및}

mobil phone^{에 이용되는} OLED, AMOLED ^{등의 제조에}

이용되고 있다.

국내에서 ITO ^{타겟제조공정및} ITO ^{타겟을사용하는}

공정에서 발생하는스크랩의 양은표 3^와같다.

2^{차 자원으로 수집되어 재자원화로 투입되는 인듐량}

526^톤은 ITO ^{타겟제조공정및} ITO ^{타겟을사용하는 공}

정에서발생하는 인듐스크랩의전체 양 519^{톤과 수입된}

인듐스크랩양 7^{톤의합이다}. ^{그리고재자원화되어 수출}

되는 134^{톤은수입한} ITO ^{타겟을사용한 후발생한사용}

후타겟을 국내에서재자원화한후 Ingot^{의 형태로다시}

일본으로수출하는 양이다. ^사용후 ITO ^타겟은약 294^톤

이발생하였으며, ^{챔버스크랩은} 84^톤, etching wastewater

로 21^{톤이발생했고}, ITO ^{타겟을생산하는 공정에서발생}

한공정 스크랩은 약 108^톤이다. ^{사용 후} ITO ^{타겟과 공}

정스크랩은 SnO2와 혼합된 형태이고, ^{챔버 스크랩과} etching wastewater^는 Al2O3와 SnO2등과 같은 각종산화 물 및함금이 혼합되어 있는 2^{차자원이다}. 2^{차자원이 회}

수되어재자원화에 투입되는국내의 재자원화현황은 표

4^와같다. ^{여기에수입된스크랩은순도가} 90%^이상으로 2

차정련되어 99.99%^{이상의순도로국내에서 순환된다}.

국내에서 발생해재자원화에투입되는인듐양은 519^톤

으로, ^{일부는 재자원화 업계에서 주장하는 재자원화율에}

의해계산된재자원화되는양은약 420^{톤에해당된다}. ^따

라서국내 2^{차 자원의재자원화로환산된 양} 420^{톤에 수}

입된 스크랩이정련되어내수에 포함된양 6^{톤이 합산되}

어 426^{톤이순환되어야 한다}. ^{그러나실제조사된재자원}

화되는양은 수입된스크랩을정련한 것을포함하여 398

톤이다. ^{따라서 국내에서} 2^{차자원이 재자원화된} 398^톤에

서 수출되는 양 134^{톤을 제외하고 순수 국내 순환량은} 284^{톤으로조사되었다}. ^{재자원화과정에서 발생되는 폐기}

량은 218^{톤으로상당히많은양이발생하였다}. ^여기서, ^우

리는폐기되는 218^{톤의인듐에대한대책이필요하다}. ITO ^{타겟생산과정에서 발생된 공정스크랩은} In2O3와

SnO2이 9:1^{로혼합된상태로타겟을제조하는 절단및연}

마공정에서 발생하는데, ^{이를줄이기위한공정개선이 필}

요하며, ^{또산화물형태로혼합되어 있어재자원화 공정은}

어려우나 ITO^{생산과정에서 발생하는 공정스크랩과 사용}

후 ITO ^{타겟은수집과정을 통해} 100%^{회수되어 재자원화}

과정으로 투입된다. ^{중간제품을 만드는과정에서 발생하}

는 챔버스크랩과 wastewater ^등은 ITO ^{타겟을이용하는}

사업장별로 기기에서 분리하여전문처리 업체에보내져 재자원화 과정을거친다. ^{국내에서 발생하는 인듐에대한}

공정및관련스크랩은대부분재자원화공정에투입되는 것으로 생각되나재자원화에투입된 공정및관련스크랩 의 재자원화는발생하는 공정에따라 재자원화률에상당

한차이를 보이고있다. ^{최근국내및해외에서} ITO ^타겟

의 제조과정, ^{사용후 타겟}, ^{챔버스크랩및} wastewater^등

의 재자원화에대하여 많은 연구가 진행되고 있다. ^이중

몇몇 연구사례를알아보면다음과같다.

재자원화과정으로보내진각종 scrap^{과사용후타겟은}

다양한방법으로 회수되고있다. ^{그재자원화과정은} (1) polyvinyl chloride^을이용 chloride volatilization Process^을통

해 In2O3와 LCD Powder^{에서인듐을회수하는방법}[5], (2) hydrometallurgical and hot immersion processes^을이용한 ITO Scrap^{으로부터 인듐회수 방법}[6]^과 (3) hydrometallurgical

processes^{을 이용한} ITO^{타겟으로부터인듐을추출하는 방}

법[7], (4) sodium tripolyphosphate^을이용한 pressure oxidative leaching liquor^{로부터회수하는방법}[8] ^이외 solvent extraction

등 다양한방법들이이용되고 있다.

2004^{년 일본에서} ITO^{타겟으로이용되는 인듐의 양은}

470^톤이다. ^이중약 220^톤이 waste^{로방출되고있다}. ^그리

고 회수되는인듐은 sputtering^으로부터 42%, etching^에서 11%, assembling^에서 4.1% ^{그리고 재자원화} 36%^{에서 회}

수된다. ^{그러나사용된} LCD^{에 포함된} 6.4%^{는 회수되지}

않고있다. ^이에, K.Nakajima ^등은 polyvinyl chloride^을이

용 chloride volatilization Process^{을 통해} In2O3와 LCD

Powder^{에서 인듐을회수하는 방법}[5]^{을 제안하였다}. ^여기

에서 사용된 LCD powder^에는 In2O3 외에도 Al2O3, Fe2O3,

SnO2,등표 6^{과같이 많은산화물을함께포함하고 있어}

이를 분리하기는쉽지않다.

따라서그림 3^에서처럼 PVC^를 chlorination^{제로사용공}

기 중에서혹은 N2분위기에서 회수하는방법으로 Cl/In^의

몰분율에 따라거의 100%^{에가까운인듐회수율을보임으}

Table 6. Chemical composition of the LCD powder [5]

(단위: wt.%) Al2O3 In2O3 Fe2O3 SnO2 TiO2 Cr2O3 SiO2 NiO CuO Other 75.6 12.0 4.5 1.6 0.8 1.0 0.8 0.4 0.2 3.1

Fig. 3. Schematic diagram of the experimental apparatus [12].

로서인듐의 회수율을 높이는방법이제시되었다[11].

또, ^{다른 연구에서 인듐 회수를} hydrometallurgical and hot immersion processes^{이라는 방법}[6]^{을 이용하여 보다}

효율적으로인듐을회수하는방법이 Sheng-Jen Hsieha etc

에 의해제시되었다. ^{이 방법은 보다 간단하고 효율적인}

방법으로 ITO ^타겟과 ITO etching solution^{으로부터 인듐}

을 회수하는 방법으로 제시되었다. hydrometallurgical method(displacement)^는 ITO etching solution^으로부터 indium metal^{를회수하는데이용되어지고} hot immersion processes^하

는동안 slag^{을 만드는공정을통해} sponge^{인듐의순도를}

90%^{이상으로만들수있는공정이다}. ITO etching solution^속

에들어있는다양한이온의농도에따른산화전위는그림

5^{와 같다}.

Fig. 4. Effects of the temperature and the molar Cl/In ratio on the In recovery from In2O3 under (a) N2 and (b) air atmosphere.

Degradation temperature of PVC: 250^oC.

Fig. 5. Sn, In, Zn, Al, and Mg oxidation potentials at various ion concentrations in solution.

Fig. 6. The effect of initial acidity on the leaching.

Fig. 7. The effect of the initial acidity of the solution on the removal of tin and the loss of indium.

우선 ITO ^타겟 scrap^을 35%HCl^{용액에침출시키고나서}

이 용액속에 Sn^{은 인듐판위에 놓이게 된다}, ^그리고

sponge ^{인듐을형성하는데순수한} Zn, Mg ^{입자들은 인듐}

을대체하게 된다. ^{이는인듐이갖는 산화전위보다 낮은}

산화전위 때문에 가능하다. ^{이런 과정을 거쳐 만들어진}

sponge ^{인듐의 인듐 함유량은} 99%^{이상이고 회수율은}

91%^이다[6].

그림 6^{에서인듐과주석의회수율은} novel hydrometallur-

gical process^{을 이용하여 사용 후} ITO ^{타겟으로부터}

0.57M H2SO4산성용액으로침출한경우인듐은 97.6%, Sn

은 8.7%^침출된다. ^{침출용액에서황화물석출에의해주석}

을제거하는 공정을포함한다.

그림 7^{은아연 시멘트형성을 통해} sponge ^{인듐를 석출}

시키는데있어서 Sn^{의제거와인듐의손실에미치는초기}

산성도의효과에 대한것으로비교적 쉽게 Sn^{을제어 할}

수있다는장점을가진공정이다.

인듐은주로 인듐을 함유하고있는 황화물광물로부터 분리, ^{정제되어 생산되고 있다}. ^{그러나 고비용}, ^고에너지

소비, ^{환경적요인등과함께세계적으로 유기용매사용에}

대한엄격한제한등으로 많은문제점을 안고있다. ^이러

한 문제점들을 해결하기 위해 nanofiltration membranes, solid phase extraction, supercritical CO2 extraction ^및 electroanalytical techniques^{와 같은인듐이온의 농도를 높}

이고이를분리하는것과관계된연구가진행되고있지만,

다양한원소가 함유된용액으로부터의 분리정제에 대한 연구는 거의 진행되지 않고 있다[12-15]. sodium tripoly- phosphate^{을 이용한} pressure oxidative leaching liquor^으로

부터회수하는방법을이용하여인듐을분리, ^{정제하는공}

정에대한연구이다[8]. sodium tripolyphosphate(Na5P3O10)

을 이용한 pressure oxidative leaching liquor^{으로 부터 인}

듐을석출시키고 그리고높은 인듐을갖는 용액으로부터

solvent extraction ^{으로 분리 정제하는방법이다}. ^그러나

이방법은지금까지와달리 process scrap, ^사용후 ITO ^타

겟, chamber scrap, etching wastewater^{가 아닌 인듐을 함}

유한 아연광석으로부터인듐을 회수하는 방법이다. ^아연

광석을 이용하여 제작된 시료의 조성은 다음 표와 같다.

이조성에 의하면 ZnS^{광석을황산에침출시킨것으로} Zn,

In, Fe, Cu, Cd, Pd ^{등황화합물계 광석이가지는 원소들}

을포함하고 있다.

이 침출액으로부터 sodium tripolyphosphate^{을 이용한}

pH^{값의변화에따른인듐의석출량의변화를그림} 8^에나

타내었다. sodium tripolyphosphate^{을이용한 석출을 통해} pH 2.5^{까지는증가하고} Na5P3O10/indium molar ratio^의비

율이 0.91^{일때 약} 95%^{의 높은석출율을 나타내었다}. ^기

존의광석으로부터의추출률약 80%^{에비하면높은회수}

율을 가지게되는것이다. ^{이연구는아직실험실단계에}

서일어지는 것으로이를바탕으로새로운발전이이루어 져야 할것이다.

2009^{년 국내에서 발생되는 재자원화가 가능한인듐의}

양은국내에서발생한공정스크랩밀사용후 ITO ^타겟을

포함하여 519^{톤과수입된인듐스크랩} 7^{톤을포함하여총} 526^{톤으로이중} 398^{톤이재자원화되고약} 128^{톤이폐기되}

는 것으로 조사되었다. 2009^{년에 폐기되는} 128^{톤은 국내}

산업에서 필요로하는인듐의양 432^톤의약 30%^에해당

되는 양으로 공정개선과 ITO ^{타겟의 사용효율을 높임으}

로서 상당부분을줄일수있다.

4. 앞으로 나갈 방향

2010^{년우리나라의 디스플레이산업은 전세계 디스플}

레이산업의 50%^{이상을차지하는 위치에 있으며박막형}

태양전지의양산체제가도입되는 2012^{년이후에는투명전}

도성박막을제조하는데필요한인듐은필수불가결한원천 소재로 자리매김하였다. ^{앞으로 우리나라의 전자산업 및}

신재생에너지 부분에서인듐에 대환수요는 꾸준히증가 할 것으로 생각된다. ^이에, ^{우리는 현재} Planar Sputter

Target^{의 제조공정의 개선및또다른 형태의} Target^을개

발하여 적용함으로서 현재 ITO^{타겟의제조공정에서발생}

하는 공정스크랩 108^{톤의 양을줄일 수있다}. ^특히, ^일부 Table 7. The major components and concentration of pressure oxidative leaching liquid

Component In

Zn

Fe

Fe

Cu

Cd

Pb

As H

SO

Concentration(g/L) 0.061 117.4 7.4 5.3 0.41 0.31 0.85 0.44 37.5

에서 Powder-Metallurgy^{를 이용한} Cylinder^형태의 Target

제조가시도되고 있음을확인하였다. ^{이러한시도을통해}

공정스크랩의양을혁신적으로줄일수있을것으로생각

되며더많은 연구가진행될필요가있다. Sputter ^공정에

서발생하는 챔버스크랩과 etching wastewater ^에포함되

어있는 인듐의양은 105^{톤으로이때발생하는 스크랩에}

는 Al2O3와 SnO2등과같은 각종산화물및 함금이혼합 되어있어인듐을회수하기 어렵다. ^{투명전도성박막을제}

조하는 공정에 대하여 chemical vapor reaction, sol-gel spin coating process[3], Printing ^{등에의한방법을적용을}

시도해볼필요가있다. ^{그러나이러한시도는막대한설비}

투자와기술개발이선행되어야함으로우선스크랩으로부 터 인듐을회수율을 높일 수 있도록 새로운회수방법의

적용 및개발이 절실하다. ^특히 Sputter ^{공정에서의인듐}

회수율이 매우낮아폐기되는 양의상당부분을 차지한다.

사용후타겟 및 ITO^{타겟의제조공정에서 발생하는 공정}

스크랩의경우회수율은 비교적높지만 5%^{이상의손실율}

을보이고있다. ^{그리고아연광으로부터인듐의회수율은}

약 75%[16]^{에서 회수율을 높이는 방안이 강구되어야 할}

것이다. ^특히 sodium tripolyphosphate^{을 이용한} pressure oxidative leaching liquor^{으로부터회수하는방법은회수율}

을 90%^{이상으로높일수있는방법으로} 2009^{년을기준으}

로국내에서 생산한 132^{톤에적용할경우} 40^{톤이상의 생}

산량을증가시킬 수있을것으로생각된다.

인듐의대체재에 대한연구는꾸준히이루어지고 있다.

그러나인듐을 이용한투명전도성박막의 전기전도성 및 투명성을가지면서 대량생산에적용할수있는재료의개 발과적용은 아직어렵다고 생각된다.

감사의 글

본연구는지식경제부“자원생산성기반구축사업”^의지원

을받아수행된연구결과로 이에감사합니다.

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