KR100524263B1

KR100524263B1 - 인산, 초산 및 질산이 혼합된 에칭폐액의 처리방법

Info

Publication number: KR100524263B1
Application number: KR10-2004-0041650A
Authority: KR
Inventors: 안재우; 김주엽; 김준영; 신창훈; 김호석
Original assignee: 대일개발 주식회사
Priority date: 2004-06-08
Filing date: 2004-06-08
Publication date: 2005-10-28
Also published as: WO2005120675A1; KR20050003996A

Abstract

본 발명은 인산트리옥틸(TOP) 및 인산트리부틸(TBP)을 유기용매 추출제로 사용한 에칭폐액의 처리방법에 관한 것으로, 에칭폐액으로부터 유기용매를 사용하여 산 분리 및 회수하는 처리방법에 있어서, 인산에 초산 과 질산의 혼합물로 이루어진 3성분계 폐액(수용액상)에 인산트리옥틸(TOP)에 희석제를 혼합하여 희석한 유기상을 소정의 부피비가 되도록 접촉시켜 균일하게 교반한 다음 정치하여 초산 및 질산을 선택적으로 유기상으로 추출한 추출상과 폐액중에 추출되지 못하고 잔류하는 인산을 주성분으로 하는 추출잔상으로 분리하는 상 분리 공정 및 상기 분리된 추출상으로부터 물을 사용하여 초산과 질산을 탈거하여 산으로 회수하는 공정 그리고 추출잔상에 존재하는 인산을 인산트리부틸(TBP)을 이용하여 유기상으로 추출 후 물을 사용하여 탈거한 후 정제 인산으로 회수하는 인산정제 공정이 포함된 액정제조시 발생하는 에칭폐액의 처리방법을 제공하게 되었다.

Description

인산, 초산 및 질산이 혼합된 에칭폐액의 처리방법{Method for treating of etching waste acid containing phosphric acid, acetic acid and nitric acid}

본 발명은 인산트리옥틸(Tri-octyl phosphate :TOP) 및 인산트리부틸(Tri-butyl-phosphate :TBP)을 추출제로 사용한 폐산(에칭폐액)의 처리방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 액정 또는 반도체 제조공정부터 배출되는 인산, 초산(아세트산) 및 질산을 포함하는 에칭폐액에 먼저 추출제로 TOP를 사용하여 초산 및 질산을 추출하여 분리하고, 추출잔상에 포함된 저순도의 인산은 TBP를 사용하여 추출한 후 정제인산으로 회수하여 재사용하는 폐산으로부터 산 분리 및 회수공정에 관한 방법이다.

일반적으로 액정 제조공정에는 증착, 레지스트 도포, 노광, 현상, 에칭, 레지스트 제거, 세정과 같은 많은 공정을 거치게 된다.

이때, 상기 에칭 공정에서는 유리판에 증착된 알루미늄-몰리브덴 합금이나 은을 용해시키기 위해 아세트산-질산-인산이 혼합된 산 에칭액을 사용한다.

그리고, 현재 상기 에칭액을 사용한 후에 배출되는 폐산(에칭폐액)은 에칭공정의 반응조건 및 반응상태에 따라 구성성분의 함량에 차이가 있기는 하지만 평균적으로 인산 50∼70wt%, 초산 2∼10wt%, 질산 1∼10wt% 그리고 기타 성분으로 구성되어 있다. 또한 폐액중에는 알루미늄, 몰리브덴 등의 금속 이온을 포함하기 때문에 적절한 처리법이 개발되어 있지 않고 대부분 위탁처리업체에서 중화처리되고 있다.

상기 중화처리방법으로는 인산 이온(PO₄ ³-)은 칼슘과 난용성(難溶性) 염을 형성하기 때문에, 탄산 칼슘이나 수산화 칼슘을 사용하여 중화 침전을 유도하여 제거하고, 중화에 의해 제거되지 않는 아세트산 이온(CH₃COO^-)이나 질산 이온(NO ₃ ^-)은 활성오니로 처리하여 분리하고 있다.

그러나, 종래의 중화처리법은 많은 양의 침전물과 활성오니 처리로 인하여 처리비용이 비싼 점이 문제가 되고 있다.

이외에 폐산중의 산의 회수방법에는 막분리법이나 이온교환법, 용매추출법 등이 알려져 있다.

이중 막분리법은 산의 회수율이나 회수한 산의 순도가 높은 장점이 있으나, 막 재료나 장치 등의 설비비가 많이 투자되어야 하고 조작이 복잡한 단점이 있으며, 이온교환법은 음이온 교환수지(Seida and Nakano, 2001) 혹은 칼슘형 제올라이트(Takami et al., 2000) 등을 사용하여 산을 제거하지만, 이들 이온교환수지는 일반적으로 교환용량이 작아, 저농도의 산에만 적용할 수 있는 문제점이 있다.

그리고, 용매추출법은 클로즈드 시스템(closed system)인 점, 연속처리가 가능한 점, 설비비가 저렴한 점 등의 장점이 있어, 강(steel)의 산세 (pickling)공정에서 발생되는 폐산(廢酸)의 처리기술에 응용되고 있는데 대표적으로 일본의 일신제강(주)의 일신 공정(Yamamoto et al., 1979), 카와사키제철(주)의 카와테츠 공정(Watanabe et al., 1985), 그리고 스웨덴의 AX 공정(Kuylerstierna and Otteryun, 1974) 등이 공지되어 있다.

그러나, 종래의 용매추출법에서는 3성분계의 폐산으로부터 각각의 산을 분리하여 재 사용하는 방법은 공지되어 있지 않았다.

이에, 본 발명자는 공업적 및 환경 측면의 관점에서 볼 때, 폐산중의 산을 분리/회수하는 방법 중에서 인산, 아세트산 및 질산의 3성분계의 폐산(에칭폐액)으로부터 각각의 산을 분리하여 재사용을 가능하게 할 수 있는 용매추출 공정을 개발하고자 하였다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 인산, 초산 및 질산의 혼합물로 이루어진 3성분계의 폐액으로부터 초산과 질산을 먼저 추출/분리하여 각각의 산으로 회수하고 마지막으로 인산을 정제인산으로 회수하기 위한 용매추출제(extraction solvent)를 선정하고, 상기 용매추출제를 이용한 고도의 산 분리 및 회수가 가능하면서 처리비용이 저렴한 에칭폐액의 처리방법을 개발하는 것이다.

보다 좁게는 반도체 또는 액정 제조공정에서 배출되는 에칭폐액으로부터 용매추출법에 의해 초산과 질산을 먼저 고도로 추출 분리하고, 상기 초산과 질산이 제거되고, 인산이 포함된 추출잔상 (raffinate)으로 부터 순도가 높은 정제인산을 얻는 처리방법을 개발하는 것이다.

따라서, 본 발명의 목적은 유기용매 추출제로 인산트리옥틸(TOP) 및 인산트리부틸(TBP)을 이용하여 최적의 조건으로 인산에 초산, 질산 또는 이들의 혼합물로 이루어진 3성분계의 폐액으로부터 각각의 산을 고도로 추출 및 분리할 수 있는 에칭폐액의 처리방법을 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 에칭폐액으로부터 용매추출법을 이용하여 산을 회수하는 방법에 있어서, 인산에 초산, 질산 또는 이들의 혼합물로 이루어진 폐액과 추출제인 인산트리옥틸(TOP)과 희석제가 혼합된 유기상을 소정의 농도비가 되도록 접촉시키고, 균일하게 교반한 다음 정치하여 초산, 질산 또는 이들의 혼합물을 함유한 추출상과 인산을 함유한 추출잔상(raffinate)으로 분리하는 상 분리 공정과; 상기 초산 및 질산이 추출된 유기상을 물을 이용하여 탈거함으로써 초산과 질산을 회수하는 분리공정; 및 상기 분리된 추출잔상(raffinate)에 추출제인 인산트리부틸(TBP)과 희석제가 혼합된 유기상을 사용하여 인산을 추출한 다음, 물로 탈거하여 정제 인산으로 회수하는 인산 회수공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 에칭폐액의 처리방법을 제공한다.

이하, 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

이때, 상기 처리공정을 설명하면서 종래와 동일한 구성 및 작용에 대한 반복되는 설명은 생략하기로 한다.

그리고, 본 발명에서 사용되는 기술 용어 및 과학 용어는 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가진다.

본 발명은 액정 또는 반도체 등의 제조공정에서 배출되는 인산, 질산, 초산 등의 여러 산이 혼합된 에칭 폐액에서 질산,초산, 인산을 추출제(extractant)로 추출하여 분리하는 액체-액체 추출방법(liquid-liquid exraction)이다.

본 발명에서 사용되는 추출제는 인산트리옥틸(Tri octyl phosphate; TOP) 및 인산트리부틸(Tri butyl phosphate; TBP)에 희석제를 이용하여 희석하여 사용하는데, 추출제와 희석제를 1:0.5∼1:3(부피)의 비율로 혼합된 것을 사용하는데, 더욱 바람직하게는 인산트리옥틸 및 인산트리부틸에 희석제가 50%(v/v)로 희석하여 사용한다.

이때, 상기 인산트리옥틸은 용매추출시 선택적으로 인산을 추출하지 않고, 추출잔류물(raffinate)에 남게 하는 역할을 하며, 인산트리옥틸(tri-octyl phosphate; TOP)이 함유된 유기상층으로 질산과 초산이 폐액으로부터 추출하게 된다. 추출잔류물에 남아있는 인산은 인산트리부틸 유기상을 이용하여 추출하여 정제 인산으로 회수하게 된다.

그리고, 본 발명에서는 상기 인산트리옥틸 또는 인산트리부틸의 희석제로 알킬벤젠의 탄소수가 C₈ 내지 C₁₄인 솔베소(Solvesso) 150, 솔베소 100, 등유 (kerosene) 및 이들의 혼합물로 구성된 군에서 선택된 희석제를 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에서 상기 추출공정과 탈거공정에서는 연속식 향류 다단 접촉방법(continuous countercurrent multi stages operation)을 사용하는 것이 바람직한데, 이는 에칭폐액으로부터 고도로 초산과 질산을 추출상으로 상 분리하고, 다시 상기 추출상으로부터 초산과 질산을 회수하는 처리비용이 저렴하기 때문이다.

그리고, 상기 향류다단접촉방법의 단수결정은 폐액의 수용액상과 추출제의 유기상을 상비에 따라 접촉시켜 평형을 이루게 한 다음, 추출된 추출상(유기상)의 산 농도와 추출잔류상(수용액상)의 산 농도를 측정하여 도시한 추출등온곡선과; 상기 추출상(유기상)에 물을 이용하여 평형을 이루게 한 다음, 추출상으로부터 산을 탈거하여 수용액상의 산의 농도와 추출제에 잔류한 유기상의 산의 농도를 측정하여 도시한 탈거등온곡선을 멕케이브-티일레(McCabe-Thiele) 방법에 적용하여 최적의 추출 및 탈거에 필요한 상 분리공정과 산 회수공정의 이론소요단수를 구한다.

이때, 멕케이브-티일레 방법의 의해 작도된 도 1과 2의 분석 결과, 본 발명에서 상 분리공정은 폐액(A)에 인산트리옥틸 유기상(O)을 사용하여 상비(A/O)(부피비) 0.4에서 초산을 6단 추출하면 96.8%가 추출되고, 질산을 4단 추출하면 99.2%가 추출되며, 이때, 인산의 경우는 1.3%가 추출된다(미도시).

그리고, 도 3과 4의 분석 결과, 본 발명의 산 회수공정(탈거)에서 유기상(O)과 물(A)의 상비(O/A)(부피비)가 1.0에서 초산을 3단 추출하면 99%를 회수하고, 질산을 2단 추출하면 99.2%가 물로 탈거되어 회수가 가능하게 된다.

따라서, 상기 추출공정에서는 폐액의 수용액상(A)과 인산트리옥틸이 함유된 유기상(O)의 상비(A/O)(부피비)는 0.3∼0.4가 되도록 하고, 상기 탈거공정에서는 유기상(O)과 물(A)의 상비(O/A)(부피비)가 0.9∼1이 되도록 하여 초산과 질산을 최적으로 탈거하는 것이 바람직하다.

한편, 멕케이브-티일레 방법에 의해 작도된 도 5와 6의 분석결과, 초산 및 질산이 추출되고 남은 추출잔상(A)에 인산트리부틸이 함유된 유기상(O)을 사용하여 인산을 추출할 경우, 상비(A/O)(부피비)가 1/4(0.25)에서 4단 추출을 하면 96%의 인산이 추출되고, 인산이 추출된 유기상(O)과 물(A)의 상비(O/A)(부피비)를 2로 유지하여 4단으로 탈거를 하면, 99%의 인산이 물로 탈거되어 고순도의 정제 인산으로 회수가 가능하다.

따라서, 상기 상 분리공정 후 남은 추출잔상으로부터 인산을 정제하기 위해 추출잔상(A)과 인산트리부틸이 함유된 유기상(O)의 상비(A/O)(부피비)가 0.1∼0.4가 되도록 하고, 추출된 후 인산이 추출된 유기상(O)과 물(A)의 상비(O/A)(부피비)가 1∼3이 되도록 하여 인산을 탈거하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에서는 상기 에칭폐액 조건에 부합되는 액정 또는 반도체 제조공정에서 배출되는 에칭폐액을 사용하는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명에서는 인산의 부가가치를 높이기 위해 순도가 높은 정제 인산을 제조하는 것이외에, 액정 제조공정에서 배출되는 에칭폐액은 알루미늄과 몰리브덴을 미량 함유하고 있어, 본 발명에 따른 초산 및 질산을 분리 및 회수공정을 거치게 하면 알루미늄과 몰리브덴이 미량 함유된 순도 낮은 인산의 추출잔류물을 획득하여, 가공치 않고 그대로 화학비료의 제조에 이용할 수 있다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되지 않는다.

[실시예 1] 모의폐액에서 TOP에 의한 초산 및 질산의 추출 및 탈거 실험

1. 추출등온곡선 및 탈거등온곡선 도시

본 실시예에서는 본 발명에서 최적의 추출제 농도 및 추출 및 탈거단수에 대한 조건을 결정하고자, 추출등온곡선 및 탈거등온곡선을 도시하기 위한 평형실험을 수행하였다.

평형실험에서 추출실험은 인산에 초산, 질산 또는 이들의 혼합물을 포함한 폐액의 수용액상(A)과 추출제가 함유된 유기상(O)의 상비(A/O)(부피비)를 0.1∼10의 조건으로 혼합하여 진탕하고, 더 이상의 물질이동현상이 일어나지 않는 평형상태가 되면 분액깔때기를 사용하여 수용액상과 유기상을 분리한 다음, 상비별 수용액상의 산 농도와 유기상의 산 농도를 측정하였다. 그리고, 상기 농도 측정으로부터 추출등온곡선을 도 1과 같이 나타내었다.

그리고, 탈거실험은 상기 추출상인 유기상과 물을 상비(O/A)(부피비) 0.1-10에 따라 혼합하여 진탕하고, 상기 추출방법과 같은 방법으로 평형상태에서, 추출제에 잔류한 유기상의 산의 농도와 물에 탈거된 수용액상의 산 농도를 측정하여, 이로부터 탈거등온곡선을 도 2와 같이 나타내었다.

이때, 추출제인 인산트리옥틸(화광순약, 일본)에 희석제인 솔베소 150(solvesso 150;동영산업, 일본)를 희석하여 사용(인산트리옥틸 50%(v/v), 솔베소 150 50%(v/v))하였고 탈거제로는 물(증류수)을 사용하였다.

그리고, 모의 폐액은 하기 표 1에 나타낸 바와 같은 농도를 조건에 맞게 혼합하여 사용하였다.

초산(CH₃COOH)	질산(HNO₃)	인산(H₃PO₄)
0.8M	0.35M	5.0M

이의 결과, 상기 추출등온곡선으로부터, 추출제인 인산트리옥틸은 질산과 초산을 동시 추출하는 것을 입증하였고, 유기상 중의 질산이 초산보다 높은 농도를 나타내고 있기 때문에, 3성분 산 혼합계에서 인산트리옥틸(TOP)의 추출능력은 초산보다 질산이 더 높다는 것을 알 수 있었다. 한편, 인산은 대부분 추출되지 않음을 알 수 있었다(도 1 및 2 참조).

또한, 탈거제로 물(증류수)을 이용하여 탈거실험을 실시한 결과, 질산이 초산보다 탈거율이 높은 것으로 나타났다(도 3 및 4 참조).

2. 향류 다단 추출 공정의 이론 단수 결정

상기 실시예 1-1의 추출등온곡선과 탈거등온곡선에 공정선(조업선 :operating line :A/O 상비(부피비))를 조합하여 나타내는 멕케이브-티일레 도표(McCabe-Thiele diagram)를 작도하여 이론적인 추출 및 탈거소요단수를 구하고자 하였다.

먼저, 본 발명에서는 상기 표 1로 조성된 에칭폐액(A)과 상기 실시예 1-1의 인산트리옥틸 추출제(O)의 비(A/O)(부피비)를 각각 0.1∼10으로 하여 혼합한 다음, 평형이 되면 추출된 초산 및 질산의 추출상 농도를 추출등온곡선으로 도시하였다(도 1 및 2 참조).

또한, 상기 추출상(O)과 물(A)의 비(O/A)(부피비)를 0.1∼10으로 하여 혼합한 다음, 평형이 되면 회수한 초산 및 질산의 농도를 탈거등온곡선으로 도시하였다(도 3 및 4 참조).

그리고, 상기 추출등온선과 탈거등온곡선에 공정선(조업선)을 조합하여 멕케이브-티일레 도표를 계단작도하여 도 1과 같은 결과를 얻었다.

먼저, 도 1에 도시된 바와 같이, 추출등온곡선으로부터 초기 폐액내의 초산의 농도가 0.8M 인 경우, 폐액과 유기용매 추출제의 상비(A/O)(부피비)를 0.4로 할 경우 6단에 의해 97%의 초산이 유기상으로 추출된다. 따라서 유기상의 초산 농도는 0.31M이 되고 추출잔상(raffinate)에는 0.025M의 초산이 남게 되는 것을 알 수 있었다. 또한 도 2에 도시된 바와 같이, 질산에 대해 상술된 조건인 상비(부피비) 0.4와 추출단수 2단에 적용하면, 질산은 초기농도가 0.35M 인 경우 추출율은 99.0%에 달하게 되어 유기상중의 질산농도는 0,138M이 되는 것을 알게 되었다.

한편, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 탈거등온곡선으로부터 초기 추출상(유기상)의 초산 농도를 0.31M 인 경우, O/A(부피비)=1에서 이론적으로 3단(stages)에 의해 99%의 초산이 물(수용액상으로) 로 탈거되고, 질산의 경우는 도 4에 도시된 바와 같이 초기농도가 0.138M 인 경우 O/A(부피비)=1에서 2단에 의해 이론적으로 질산의 회수율은 99.2%가 되어, 질산은 0.137M의 농도로 회수되는 것을 알게 되었다.

이의 결과, 상기 평형실험을 통하여 폐액중의 초산 및 질산을 추출하고 추출잔상(raffinate)에 인산을 남기기 위한 폐액 처리공정에서 상비(A/O)(부피비) 0.4에서 6단의 추출공정과 상비(O/A)(부피비) 1.0에서 3단의 탈거공정을 통해 효과적으로 95.8% 정도의 초산과 98.2% 정도의 질산이 회수 가능한 것으로 분석되었다.

[실시예 2] TBP에 의한 인산의 정제 실험

1. 추출등온곡선 및 탈거등온 곡선 도시

혼합 폐산에서 인산트리옥틸에 의해 초산 및 질산을 추출 회수하고 남은 추출잔액중에는 인산과 미량의 금속성분들이 존재하게 되는데 본 실험의 경우 5.0M 인산을 모의 폐액으로 합성하여 TBP에 의한 추출 분리 실험을 실시하였다.

도 5는 인산트리부틸(TBP) 50%(v/v)과 솔베소 150 50%(v/v)의 혼합액을 이용하여 25℃에서 여러 농도에 대하여 인산의 추출 실험 결과를 등온곡선으로 도시하고 이와 함께 공정선을 함께 조합하여 나타낸 멕케이브-티일레 도표이다.

도 5의 계단작도의 결과, 초기 수용액(A)중의 인산의 농도가 5.0M 인 경우 인산트리부틸(TBP) 50%(v/v)과 솔베소 150 50%(v/v)의 혼합액(O)에 의해 상비(A/O)(부피비)가 1/4에서 4단(stages) 추출에 의해 96%의 인산이 유기상으로 추출할 수 있었고, 유기상중의 인산의 농도는 약 1.2M 이었다. 이때 추출잔상 중 인산의 농도는 약 0.2M 정도의 농도를 나타내었다.

그리고, 인산성분을 추출한 후 유기상중에서 인산을 정제 인산으로 회수하기 위하여 물(증류수)를 이용하여 탈거 공정을 거치는데 이에 대한 탈거 등온곡선과 공정선을 조합하여 도 6에 나타내었다.

도 6의 계단작도의 결과, 초기 추출상(O)의 인산 농도가 1.2M 인 경우, 물(A)과의 상비(O/A)(부피비)가 2에서 이론적으로 4단(stages)에 의해 99%의 인산이 물(수용액상으로)로 탈거된다.

이의 결과, 상기 실험을 통하여 폐액중의 인산을 정제 인산으로 회수하기 위해서는, 인산트리부틸(TBP) 50%(v/v)과 솔베소 150 50%(v/v)의 혼합액에 의해 상비(A/O)(부피비)가 1/4(0.25)에서 4단의 추출공정과 상비(O/A)(부피비) 2.0에서 4단의 탈거공정을 통해 효과적으로 95%의 인산을 회수할 수 있음을 알 수 있었다.

이상과 같이, 본 발명은 인산에 초산, 질산 또는 이들의 혼합물로 이루어진 3성분계의 폐액에 용매추출제로서 인산트리옥틸(TOP)와 인산트리부틸(TBP)을 이용하여 향류 다단 추출 방법에 적용시, TOP에 의해 질산과 초산을 선택적으로 추출상으로 분리하여 고도로 회수하고, 순도가 낮은 인산이 주성분으로 이루어진 추출잔상의 경우 인산트리부틸을 이용하여 정제 인산으로 회수하여 재활용할 수 있는 효과가 있다.

특히, 액정 제조공정에서 배출되는 에칭폐액은 알루미늄과 몰리브덴을 미량 함유되어 있으나, 본 발명에 따른 분리 및 회수공정을 거치게 하면 알루미늄과 몰리브덴이 추출잔상으로 분리되고, 순도가 높은 인산을 회수할 수 있어 에칭액 제조공정으로 다시 사용하거나 또는 다른 용도로 사용이 가능하다.

뿐만아니라, 본 발명은 예칭폐액의 산의 분리 및 회수방법에 있어서, 종래에 고가의 처리비용이 요구되는 중화반응법을 대체할 수 있어 처리비용을 절감할 수 있다.

도 1은 본 발명의 평형실험에서 3성분계 폐산용액으로부터 인산트리옥틸 (TOP)을 추출제로 사용하여 초산의 추출시 이론적 추출단수를 결정하기 위한 멕케이브-티일레 도표 및 공정도,

도 2는은 본 발명의 평형실험에서 3성분계 폐산용액으로부터 인산트리옥틸 (TOP)을 추출제로 사용하여 질산의 추출시 이론적 추출단수를 결정하기 위한 멕케이브-티일레 도표 및 공정도,

도 3은 본 발명에서 초산 및 질산이 추출된 유기상으로부터 초산을 물로 탈거하는 탈거과정에 있어서 이론적인 탈거단수를 결정하기 위한 멕케이브-티일레 도표 및 공정도,

도 4는 본 발명에서 초산 및 질산이 추출된 유기상으로부터 질산을 물로 탈거하는 탈거과정에 있어서 이론적인 탈거단수를 결정하기 위한 멕케이브-티일레 도표 및 공정도,

도 5는 초산과 질산이 추출되고 남은 추출잔상에서 인산트리부틸(TBP)을 추출제로 사용하여 인산의 추출시 이론적 추출단수를 결정하기 위한 멕케이브-티일레 도표 및 공정도,

도 6은 본 발명에서 인산이 추출된 유기상으로부터 인산을 물로 탈거하는 탈거과정에 있어서 이론적인 탈거단수를 결정하기 위한 멕케이브-티일레 도표 및 공정도,

도 7은 3성분계 폐산으로부터 인산트리옥틸과 인산트리부틸을 이용하여 산을 회수하는 공정의 전체 흐름도를 나타낸 공정도.

Claims

에칭폐액으로부터 용매추출법을 이용하여 산을 회수하는 방법에 있어서,

인산에 초산, 질산 또는 이들의 혼합물로 이루어진 폐액과 추출제인 인산트리옥틸(TOP)과 희석제가 혼합된 유기상을 소정의 농도비가 되도록 접촉시키고, 균일하게 교반한 다음 정치하여 초산, 질산 또는 이들의 혼합물을 함유한 추출상과 인산을 함유한 추출잔상(raffinate)으로 분리하는 상 분리 공정과;

상기 초산 및 질산이 추출된 유기상을 물을 이용하여 탈거함으로써 초산과 질산을 회수하는 분리공정; 및

상기 분리된 추출잔상(raffinate)에 추출제인 인산트리부틸(TBP)과 희석제가 혼합된 유기상을 사용하여 인산을 추출한 다음, 물로 탈거하여 정제 인산으로 회수하는 인산 회수공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 에칭폐액의 처리방법.
제 1 항에 있어서,

상기 상 분리공정의 유기상은 추출제인 인산트리옥틸(TOP)과 솔베소 150, 솔베소 100, 등유(kerosene) 및 이들의 혼합물로 구성된 군에서 선택된 희석제가 1:0.5∼1:3(부피)의 비율로 혼합된 것임을 특징으로 하는 에칭폐액의 처리방법.
제 1 항에 있어서,

상기 인산 회수 공정의 유기상은 추출제인 인산트리부틸(TBP)과 솔베소 150, 솔베소 100, 등유(kerosene) 및 이들의 혼합물로 구성된 군에서 선택된 희석제가 1:0.5∼1:3(부피)의 비율로 혼합된 것임을 특징으로 하는 에칭폐액의 처리방법.
제 1 항에 있어서,

상기 상 분리공정은 폐액(A)과 인산트리옥틸이 함유된 유기상(O)의 상비(A/O)(부피비)가 0.2∼0.5가 되도록 하는 것을 특징으로 하는 에칭폐액의 처리방법.
제 1 항에 있어서,

상기 초산 및 질산이 추출된 유기상에서 초산 및 질산의 탈거시 유기상(O)과 물(A)의 상비(O/A)(부피비)가 0.9∼1이 되도록 하는 것을 특징으로 하는 에칭폐액의 처리방법.
제 1 항에 있어서,

상기 인산 추출공정에서 추출잔상(A)과 인산트리부틸이 함유된 유기상(O)의 상비(A/O)(부피비)가 0.1∼0.4 되도록 하는 것을 특징으로 하는 에칭폐액의 처리방법.
제 1 항에 있어서,

상기 인산 탈거공정에서 인산이 추출된 유기상(O)과 물(A)의 상비(O/A)(부피비)가 1∼3이 되도록 하는 것을 특징으로 하는 에칭폐액의 처리방법.