KR101084522B1 - 대향류 방식 침출에 의한 아연 회수 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 아연의 전해 회수와 관련하여 아연을 함유하는 물질을 침출하는 방법에 관한 것이다. 본 발명에 의하면 투입 재료, 즉, 아연 하소광 및 황화아연이 3단계를 거쳐서 침출되는데, 상기 단계들에서의 황산 함량은 고체의 이동방향에 따라서 상승한다. 상기 침출 단계에서 형성된 고체 및 용액은 서로에 대하여 역류하면서 상기 프로세스 내를 두루 이동한다.
Description
본 발명은 아연의 전해 회수와 관련하여 아연을 함유한 물질의 침출 방법에 관한 것이다. 본 발명에 의하면, 우선 중성(neutral) 침출 단계에서 아연 하소광이 침출된 후, 정광 침출 및 자로사이트(jarosite) 침전 단계에서 결과로써 얻은 고체와 아연 정광이 침출된다. 철이 자로사이트로 침전되는 동안 낮은 산도에서 정광 침출이 일어난다. 정광 침출은 높은 산 농도에서 일어나는 전환 단계(conversion stage)에서 계속되어, 페라이트가 또한 용해되고, 자로사이트 침출이 계속된다. 이러한 방법에서, 고형물 및 용액은 서로에 대하여 대향류 방식으로 여러 단계로 공급되고, 따라서 서로 다른 단계에서의 중성의 필요성이 줄어든다. 중성 침출 단계에서 형성된 황화아연 용액은 아연의 전해 침전에 이동하고 철은 최종 침출 단계에서 자로사이트로서 분리된다.
황화 아연 정광을 하소하여 얻어지는 아연 하소광은 통상 아연의 전해 준비용에 있어서 개시 원료로서 사용된다. 상기 하소광의 주된 구성성분은 아연 산화물, ZnO 이지만 아연의 일부는 아연 페라이트 ZnO·Fe2O3 의 형태로 철과 결합되 어 있기도 하다. 통상적으로 아연 페라이트의 양이 상당하기 때문에 아연 페라이트로부터의 아연회수가 불가피하다. 아연 산화물은 pH 수치가 높을 때에도 쉽게 용해가 가능하지만, 페라이트는 높은 산도에서 침출되어야만 한다. 페라이트의 침출은 대개 아연과 철 양자 모두가 용액상태로 얻어지는 별도의 공정에서 이루어진다. 대부분의 철은 상기 용액이 중성 침출로 되돌아가서 여기서부터 아연 황화 정액 및 전해로 가기 전에 이 용액으로부터 침전되어야만 한다. 예를 들어, 미국 특허 3,434,947 및 3,493,365 에 상기의 공정이 기술되어 있다.
아연 산화물 침출의 산업적 공정에 있어서, 중성 침출은 통상 pH 2~5에서 이루어지고 페라이트 침출은 30~100g H2SO4/l 의 산도에서 이루어진다. 용해된 아연 및 철을 함유하는 페라이트 침출로부터의 용액은 매우 산성이 강하여, 철이 그 용액으로부터 침전되기 이전에 미리 중성화되어야만 하는 경우가 잦다. 페라이트 침출은 또한 철 침전 단계와 결합 될 수 있다. 이 방법은 전환 공정으로 알려져 있으며 미국 특허 3,959,437호에 기술되어 있다.
현재 아연 산화물의 침출, 즉 하소광 침출과 아연 정광 침출의 결합이 상당히 진행되고 있는 중이다. 상기 아연 정광은 페라이트 침출에 공급되거나 또는 별도의 가압 침출로서 침출된다. 정광 침출에서의 주 성분은 황화아연(ZnS)이다. 또한, 아연 정광 중의 철은 황철광(FeS2;pyrite)과 결합하고, 상기 황화아연 중의 일부 아연은 철로 치환될 수 있다. 그러므로 정광 침출에 의한 아연 프로세스 또는 정광 침출 공정을 포함하는 프로세스는 철을 제거하는 공정도 필요하다. 철을 침전시키는 3가지의 프로세스가 사용되고 있는데, 여기서 철은 Na[Fe3(SO4)2(OH)6] 와 같은 자로사이트(jarosite)로서, 또는 괴타이트(goethite;FeOOH)로서, 또는 헤마타이트(hematite; Fe2O3)로서 침전된다. 철이 자로사이트 또는 괴타이트로서 침전되는 경우에는, 그 반응 중에 방출되는 황산을 중성화하기 위하여 중화제를 침전에 사용하여야만 한다. 통상, 이 중화제는 하소광(calcine)이다.
종래의 자로사이트 프로세스에서, 철은 그 용액의 비등점에 가까운 온도에서 침전되었다. 유리 산은 3~5g/l H2SO4의 값(최적 pH 1.5)으로 중화된다. 황화아연 용액 중의 철의 양은 20~35 g/l이다. 따라서, 자로사이트는 본질적으로 바람직한 안정 특성을 가지는 투명 형태를 이루고, 칼륨(potassium), 나트륨 (sodium), 또는 암모늄 이온들도 상기 용액에 공급된다. 미국 특허 4,676,828호는, 예를 들어, 괴타이트 침전을 기술하고 있다. 이 방법에서, 철 침전에 들어가는 황산 아연 용액 중의 유리 산의 양은 4~8 g/l 이고 제2철(ferric iron)의 양은 1~2 g/l 이다. 철의 대부분은 산화철의 형태이다. 산소와 하소광이 상기 용액 내로 공급됨으로써 pH가 상승함에 따라 철이 산화되고 괴타이트는 침전된다. 철이 헤마타이트로서 침전되는 경우, 이러한 침전은 우선 철이 3가에서 2가 형태로 감소하는 용액으로부터 일어난다. 그리고나서 이 철은 중화 없이 산화에 의하여 물에 의하여(hydrolitically) 침전된다.
2FeSO4+O2(g)+2H20 → Fe2O3+2H2SO4 (1)
그러나, 철의 침전은 오토클래이브(autoclave) 내에서 약 18 bar의 산소의 부분 압력 및 약 200℃의 온도에서 일어나며, 이것은, 헤마타이트가 실제로는 가장 환경 친화적인 형태의 철 침전임에도 불구하고, 상기 방법의 적용을 본질적으로 제한하여 왔다.
미국 특허 6,475,450호에는 하소광의 침출 및 정광 침출이 결합된 아연 회수 프로세스가 개시되어 있다. 아연 하소광은 통상적으로 중성 침출 단계에서 침출되며 그 결과로써 얻어진 용액은 정액(solution purification)을 거쳐 전해로 이동한다. 주로 아연 페라이트로 이루어진 중성 침출 잔류물은 다음의 침출 단계로 이동되며, 이 다음 침출 단계 역시 동시에 아연 정광 침출 단계이다. 이 정광은 괴타이트의 침전물에서 온 고형물의 3가 철의 도움으로 전해 순환 산 중에서 침출된다. 페라이트가 용해되도록 상기 침출 조건이 조절된다. 따라서 용해된 페라이트로부터 3가 이온이 얻어지며, 또한, 후속하는 철의 산화 단계로부터 침전된 3가 이온도 이러한 단계로 되돌아온다. 침전 중에 아연과 2가 이온을 모두 포함하는 용액이 상기 정광 침출 단계로부터 얻어진다. 상기 정광 침출 단계로부터 얻은 용액은, 철의 산화 단계인 다음 단계에서 2가로 산화되고 괴타이트로서 침전되지만 이렇게 하기 위해서는 우선 상기 용액이 중화되어야 하며, 이러한 중화는 아연 하소광을 이용하여 수행된다. 따라서 형성된 침전물의 일부는 정광 침출로 재순환되고 다른 일부는 철 침전으로 이동된다. 철의 산화 단계로부터의 용액은 중성 침출로 이동된다. 상기 특허의 흐름도에 나타낸 다음 단계 는 강산 침출이며, 여기서 철은 다시 환원 상태(SO2)로 용해되고 동시에 산화 단계로 공급된 하소광의 페라이트가 용해된다. 상기 특허에 따르면, 철은 헤마타이트, 자로사이트, 또는 괴타이트로 침전된다. 철의 침전 단계에 있어서, 철은 산화철의 형태로 다시 산화되어야 한다. 철 침전 단계로부터 온 황화아연 용액은 중성 침출 단계로 이동한다.
반응 (1) 에 따르면, 1 몰의 황화아연을 용해하는데 1 몰의 황화철이 들어가기 때문에 상기 미국 특허 6,475,450호에서, 철의 산화 단계로부터 순환되는 침전물의 양이 많다. 하소광은 통상적으로 5~15%의 페라이트를 포함하여, 철의 산화를 위해 정광 침출 단계로 공급되는 산소가 없기 때문에 다른 모든 3가 철은 상기 단계로 순환되어야만 한다. 철의 산화 단계 후에 상기 프로세스는 강산 침출을 가지는데, 여기서 2가로 산화된 철이 다시 침출된다. 철이 헤마타이트로 침전되는 경우는, 이는 상기 문제의 용액을 오토클래이브로 이동시키고 그 용액을 거기서 산화시켜서 된다. 그러나 상기 특허는 또한 철이 자로사이트 또는 괴타이트로 침전되는 것을 언급하고 있다. 상기한 바와 같이, 자로사이트 및 괴타이트 침전은 강산 침출 후에 직접 수행될 수 없으며, 먼저 용액이 중화되어야 하기 때문에 상기 프로세스는 여전히 다른 추가의 단계를 필요로 한다. 만일 하소광으로 중화가 수행된다면, 하소광 중의 아연의 적어도 일부를 잃게 된다. 만일 하소광에 포함된 모든 아연을 회수할 필요가 있다면 하소광을 가지고 하는 처리 단계의 중화는 언제나 그 프로세스에 추가의 단계를 더 만든다. 그렇지 않으면 전체 아연 산출이 떨어진다.
미국 특허 5,858,315는 또한 아연 정광 침출이 아연 하소광 침출과 결합하는 방법을 기술한다. 우선 하소광은 중성 침출되고, 그 결과로 얻은 황화아연 용액은 정액을 거쳐서 아연의 전해 침전에 공급된다. 중성 침출에서 남아서 용해되지 않은 잔류물은 순환 산 및 산소의 존재하에 일어나는 페라이트 침출로 이동된다. 정광 침출은 동일 단계에서 페라이트 침출과 함께 또는 별도의 단계로 수행될 수 있다. 2단계의 침출에서, 페라이트 침출로부터 왔으며 현재, 하소광으로부터의 주로 2가 형태의 철을 포함하며, 페라이트 침출에서 형성된 황화아연을 포함하는 용액은 정광 침출 단계로 이동된다. 또한 산소도 정광 침출 단계로 공급된다. 최종의 침출 반응기에서 용액은 하소광으로 중화된다. 미용해된 침전물은 페라이트 침출 단계로 되돌려지고 아연 및 철-농축 용액은 철 침출 단계를 거친다. 순수한 하소광도 중화제로서 또한 철 침전 단계로 공급되고 철이 산소와 함께 괴타이트로서 침전된다. 철 침천 단계로부터 온 황화아연 용액은 중성 침전 단계로 이동된다.
미국 특허 5,858,315호에 기술된 방법에는 중화제로서 사용되는 하소광으로부터 아연을 회수하려 시도하였기 때문에 수 개의 단계가 존재한다. 또한, 철의 침전은 언제나 별도의 단계로서 수행된다.
미국 특허 6,340,450호는 직접 아연 침출 방법을 기술하는데, 여기서는 중성 침출 단계에서 우선 아연 하소광 침출이 수행된다. 중성 침출로부터 얻어진 용액은 정액을 거쳐서 아연 전해로 이동되고, 형성된 침전물은 황화아연 정광이 또한 공급되는 전환 단계로 이동된다. 전환 단계에서, 하소광의 페라이트는 철로서 아연 정광과 함께 동시에 용해되고 자로사이트로 침전된다. 상기 특허의 일 실시형태(도 2)에 따르면, 페라이트가 용해되고 자로사이트가 침전되기 시작할 때, 아연 정광은 전환 단계의 끝으로 이동된다. 전환 단계의 황산 함량은 10~40 g/l로 조정된다. 전환 단계 후의 자로사이트 여과법에서, 분리된 황화아연 용액은 중성 침출로 재이동한다.
미국 특허 6,340,450호에 기술된 방법에서, 전환 및 정광 침출 단계는 상대적으로 높은 산 농도에서 수행된다. 결과로써 얻은 황화아연을 함유하는 용액은 중성 침출로 이동되며, 이 용액에는 산이 존재하기 때문에, 이 용액은 중성 침출 단계에서 중화되어야만 한다. 통상적으로 용액의 산의 함량이 더 높을수록 용액 중의 철의 양도 높다. 결과적으로, 상기 공정에서의 철의 순환이 증가한다.
상기의 모든 방법에서, 고형물 및 용액은 본질적으로 동일한 방향으로 유동하며, 이는 중화 및/또는 다중 단계의 공정이 필요하도록 한다.
현재 아연을 함유하는 공급 원료의 침출을 위한 새로운 방법이 아연의 전해 회수와 관련하여 개발되어 왔다. 이 방법에 따르면, 공급 원료, 즉, 아연 하소광 및 황화아연은 황산 함량이 고형물의 이동 방향에 따라서 상승하는 3가지의 단계에서 침출된다. 침출 단계에서 형성된 고형물과 용액은 서로에 대하여 역류하면서 상기 공정을 두루 이동한다.
제1 침출 단계는 중성 침출 단계이며, 여기서 아연 정광의 하소에 의해서 생성된 하소광(calcine)이 침출되며, 생성된 황산아연 용액은 정액을 거쳐서 아연의 전해 침전에 공급된다. 이 하소광은 전해로부터 온 황산 함유 순환 산 및 이 공정의 다음 침출 단계로부터 온 용액으로 침출되는데, 이 용액은 황화아연 및 황화철을 포함한다. 제1철(ferrous iron)을 산화시키고 그것을 수산화철(ferric hidroxide)로서 침전시키기 위해 산소 및/또는 공기가 이 침출 단계에 공급된다
상기 공정에 공급되는 모든 황화아연 정광 및 중성 침출로부터 온 용해되지 않은 고형물은, 정광 침출 및 자로사이트 침전 복합 단계라고 부를 수 있는 낮은 산 농도에서 수행되는 후속 침출 단계에 공급된다. 상기 침출 단계를 위한 용액은 이 공정의 다음 단계인 전환 단계에서 온 황화아연 및 황화철을 포함하는 산성 용액이다. 정광의 일부는 정광 침출 단계에서 침출되지만, 이 침출이 일어날 수 있는 조건은 동시에 철이 자로사이트로 침전되는 조건이기도 하다.
상기 공정의 최종 단계인 전환 단계에서, 2차 침출 단계에서 남은 고형물이 높은 산 농도의 전해 순환 산 및 산소를 이용하여 침출되어, 상기 하소광의 페라이트 및 상기 정광의 용해되지 않은 아연 화합물들이 용해되고 철은 자로사이트로서 침전된다. 최종 침출 단계의 용해되지 않은 침전물은 자로사이트 형태의 철 및 정광으로부터의 황을 포함한다. 이 단계에서 얻은 황화아연 함유 용액은 제1차 정광 침출 단계로 이동되고 계속해서 중성 침출 단계로 이동된다. 모든 침출 단계는 대기압 조건에서 수행되고 온도는 80℃와 용액의 비등점 사이로 유지된다.
첨부된 청구의 범위에서, 본 발명의 본질적 특징들을 명확히 하겠다.
또한, 본 발명을 첨부된 흐름도 1로 설명한다.
상기한 바와 같이, 아연의 전해 회수에서 제1 습식제련 단계는 중성 침출(NL) 단계이며, 여기서는 하소광이 상기 공정의 후속 단계로부터 재순환된 황화아연 용액 및 전해로부터 온 황산 함유 순환 산에 의해 침출된다. 황화 아연 함유 용액의 이동은 흐름도 상에서 파선으로 표시되어 있다. 중성 침출 단계는 수 개의 반응기에서 실시되며, 이 단계를 완성하기 위해서 상기 용액과 고형물이 농축기(thickner)에서 분리된다. 이 경우에 있어서, 어느 한 단계에서 다른 단계로 공급되는 고형물을 농축기 언더플로우라고 하는데, 이 언더플로우는 상기 단계로 공급되나 용해되지 않고 남아있는 고형물 및 상기 반응의 결과로 침전된 고형물을 모두 포함한다. 지금 개발된 방법에 따르면, 공정 고형물과 용액은 서로에 대해서 대향류 방식으로 유동한다. 그러므로 황화 아연 용액은 상기 공정의 다음 단계로부터, 즉, 정광 침출 및 자로사이트 침전 단계로부터 중성 침출 단계로 공급되는데, 상기 정광 침출 및 자로사이트 침전 단계에서의 산의 함량은 상대적으로 낮게 대략 2~20 g/l, 바람직하게는 5~15g/l 으로 유지된다. 그러므로 중성 침출 단계로 공급되는 상기 황화 아연 용액의 산 함량도 또한 상대적으로 낮다. 이는 상기 용액 중의 과다한 산을 중화시키기 위한 하소광이 중성 침출 단계에서 불필요함을 의미하기 때문에 상기 공정의 이점이 된다.
중성 침출 단계의 한 가지 목적은 가능한 최소량의 (바람직하게는 10 mg/l 미만) 철을 포함하는 황화 아연 용액을 마련하는 것이다. 상기 공정의 뒷 단계로부터 중성 침출 단계로 들어가는 황화 아연 용액은 항상 어느 정도의 철을 포함 하며, 아연 함유 용액이 산의 함량이 상대적으로 낮은 단계로부터 오는 경우에는 철의 함량도 또한 낮다. 만일 중성 침출 단계에 들어가는 가능한 많은 철이 2가의 형태, 즉 황화 철의 형태라면 상기 공정에 유리하다. 철은 바람직하게는 상기 중성 침출 단계에서 산소 및/또는 공기에 의해 산화되어 수산화철 Fe(OH)3 로 되고 상기 용액으로부터 침전된다. 철이 수산화철(ferric hydroxide)로서 침전되는 경우, 게르마늄과 안티몬과 같은 아연의 전해에 방해가 되는 광물질도 상기 용액으로부터 함께 침전될 수 있다. 이들 금속의 침전이 중성 침출 단계에서 일어나는 경우, 황화 아연 용액의 정화에 있어서 별도의 정화 단계가 필요 없게 된다.
중성 침출 단계에서 생성된 황화아연 용액은 정액의 여러 단계를 거치고, 상기 용액으로부터 분리된 고형물은 다음 단계 (본 발명에서는 정광 침출 및 자로사이트 침전 단계)로 이동된다. 이 단계도 역시 수 개의 반응기에서 수행된다. 상기 단계의 제1부분은, 다음 공정 단계인 전환 단계에서 나오는 용액 중에 상기 정광을 일루트리에이션(elutriation)시키는 것이다. 전환 단계로부터의 용액은 산성을 가진 철 함유 황화아연 용액이다. 침출 단계에서 정광의 산도는 대략 5~15 g/l로 상대적으로 낮게 유지되므로, 상기 전환 단계로부터 온 용액 중의 산은 중성 침출시에 생긴 앙금(sediment) 및 정광에 의해서 중화된다. 본 발명에서는 하나의 단계로 중성 침출이 수행되기 때문에, 하소광의 산화 아연의 일부는 용해되지 않고 남아 정광 침출 단계에서 산의 중화제로서의 역할을 하며 동시에 산화 아연의 아연은 황화 아연으로 용해된다. 상기 산도의 조절을 위해서 순환 산이 이용된다. 산소 및/또는 공기가 또한 이 단계로 공급되어 철은 제 2 철의 (ferric) 형태로 남는다. 상기 단계에서 철을 자로사이트로서 침전시키기 위해, 알칼리 또는 암모늄 화합물을 상기 단계에 공급하여 자로사이트를 결정,예를 들어, 암모늄 자로사이트로서 침전시킨다. 자로사이트 침전에 필요한 자로사이트 핵(nuclei)은 상기 단계의 내부 순환에 의하여 얻어진다. 침전되는 철은 중성 침출 고형물 및 전환 단계로부터 온 용액으로부터 유래한 것이다.
정광 침출 및 자로사이트 침전 단계의 마지막에는 다시 용액과 고형물의 분리가 있다. 용액이 농축기 언더플로우로서 얻어지는데, 이 언더플로우 용액에는 아연이 황화 아연으로서 용해되어 있고 용해된 철도 소량 함유되어 있으며, 이 용액은 중성 침출 단계로 이동된다. 농축기 언더플로우로서 얻어진 고형물은 상기 단계 중에 침전된 자로사이트, 하소광의 페라이트 및 여전히 용해되지 않은 일부의 정광을 포함하고 이들 고형물은 전환 단계로 이동된다.
전환 단계의 침출은 산소와, 25~70 g/l, 바람직하게는 30~50 g/l 의 산 농도를 가진 전해(electrolysis) 순환 산에 의해서 일어난다. 새로운 황산 역시 상기 산의 함량을 조절하는데 사용되며, 전체 공정 중의 황 손실을 보상한다. 이러한 단계는 또한 수 개의 반응기에서 일어난다. 하소광 및 정광에 포함된 페라이트는 이전의 단계에서 용해되지 않은 정광의 일부와 마찬가지로 전환 단계의 조건에서 용해된다. 이전의 단계에서 형성된 자로사이트는 더 이상 용해되지 않으나, 용해된 페라이트는 자로사이트로 침전된다. 침전을 돕는 많은 자로사이 트 핵이 고형물 중에 존재하기 때문에 이처럼 높은 산 농도에서도 자로사이트가 형성된다. 다음의 반응을 따라서 실제의 정광 침출 단계 및 전환 단계 양자 모두에서 정광 침출이 일어난다.
ZnS+Fe2(SO4)3 → ZnSO4+2FeSO4+S0 (2)
2FeSO4+0.5O2+H2SO4 → Fe2(SO4)3+H2O (3)
즉, 전체 반응은:
ZnS+0.5O2+H2SO4 → ZnSO4+S0+H2O (4)
상기 반응에서 보는 바와 같이, 3가 철을 이용하여 황화 정광의 산화가 일어나고 용액 중의 2가 철은 상기 단계에 공급된 산소로 산화되어 다시 3가 철로 된다. 하소광 및 정광 중 단지 소량의 철만이 정광 침출에 필요하기 때문에, 양 단계에서의 대부분의 철은 자로사이트로서 침전된다. 철의 자로사이트로의 침전은 다음의 반응에 따라서 일어나며, 여기서 A는 알칼리 또는 암모늄 이온이다.
3Fe2(SO4)3+A2SO4+12H2O → 2A[Fe3(SO4)2(OH)6]+6H2SO4 (5)
자로사이트 침전 반응에서 생성된 산은 정광 침출에서 소모된다.
전환 단계에서 형성된 슬러리(slurry)는 상기 단계 후에 부유선광(flotation) 단계로 이동된다. 만일 자로사이트 및 황 정광(sulphur concentrate)이 함께 저장될 수가 있으면 부유선광이 반드시 필요한 것은 아니다. 부유선광 단계에서는 상기 황 및 비용해된 황화물들을 부유시켜 상기 슬러리를 분 리한다. 황화물의 대부분은 황철광이다. 황 정광이 분리되고 최종 슬러리는 자로사이트 분리에 공급된다. 자로사이트 농축(thickning)으로부터 얻어진 오버플로우 용액은 산, 철, 그리고 아연을 함유하는 용액이며, 이 용액은 정광 침출 및 자로사이트 침전 단계로 재순환된다.
상기 정광의 대향류 방식 침출법의 이점은 공정의 단순화에 있다. 중성 침출 단계 후에, 전환 단계의 최종 단계로서 정광 침출/자로사이트 침전 단계가 일어나면, 그 단계의 산 함량이 고형물의 유동 방향으로 증가한다. 따라서, 고형물의 유동에 대하여 대향류 방식으로 상기 용액이 공급되면, 상기 단계의 산의 함량이 점진적으로 감소한다. 이 결과로 다른 단계에서의 중성의 필요성이 감소한다. 예를 들어 종래에는, 정광 침출에서 생긴 산성 황화 아연 용액이 중성 침출 단계로 공급되었고, 이러한 산성 용액 때문에 중성의 필요성이 매우 컸었다. 본 방법에서는 중성 침출 단계로 공급되는 용액은 산의 함량이 낮게 유지되는 단계로부터 나온다. 중성 침출에 공급되는 상기 용액의 산의 함량이 낮은 경우에는, 그 철 함량 및 특히 용액 중의 2가 및 3가 철의 비율도 또한 조절할 수 있다. 상기한 바와 같이, 게르마늄과 안티몬도 또한 중성 침출 단계에서 일어나는 2가 철의 산화와 관련되어 함께 침전될 수 있다.
Claims (14)
- 아연의 전기 분해 침출과 관련하여 아연 하소광 및 황화아연 정광으로부터 아연을 회수하는 방법에 있어서,아연 하소광 및 황화아연 정광의 침출은 대기 조건하에서 온도를 80℃와 용액의 비등점 사이의 온도에서 3단계로 수행되고, 고형물과 용액은 서로에 대하여 대향류 방식으로 이동하고, 각 단계의 침출에 있어서의 산 함량은 고형물의 유동 방향으로 상승하는 방법으로서,a) 아연 하소광을 제 1 중성 침출 단계에 공급하는 공정으로서, 제 1 단계에 있어서의 침출은 제 2 침출 단계에서 처리된 용액을 이용하여 실시하고, 제 1 침출 단계에서 얻어진 황화아연 용액을 용액 중화 처리를 거쳐 아연 전해에 보내는 공정,b) 제 1 단계의 침출로 얻어진 아연 정광 및 고형물을 정광 침출 및 자로사이트 석출 단계를 포함하는 제 2 단계에 공급하는 공정으로서, 원재료에 포함되는 철을 자로사이트로서 석출하고, 정광 침출은 제 3 침출 단계에서 처리된 용액을 이용해 실시하여, 제 2 단계에서의 산 함량은 2~20 g/l H2SO4 로 유지되는 공정, 및c) 제 2 단계에서 얻어진 고형물을 제 3 단계에 공급하는 공정으로서, 제 2 단계에서 얻어진 고형물은 비용해 페라이트, 정광의 일부 및 석출된 자로사이트를 포함하며, 제 2 단계로부터의 페라이트 및 정광의 일부를 전해 순환산으로 침출하며, 제 3 단계에서의 산 함량은 25~70 g/l H2SO4 로 유지되고, 용해되지 않은 석출물은 자로사이트를 포함하고 있는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 아연의 회수 방법.
- 제 1 항에 있어서, 제 1 단계에 있어서의 침출은 pH 2~5 범위에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 아연 회수 방법.
- 제 1 항에 있어서, 제 2 단계의 침출에 있어서의 산 함량은 5~15 g/l H2SO4로 유지되는 것을 특징으로 하는 아연 회수 방법.
- 제 1 항에 있어서, 제 3 단계의 침출에 있어서의 산 함량은 30~50 g/l H2SO4로 유지되는 것을 특징으로 하는 아연 회수 방법.
- 제 1 항에 있어서, 제 1 단계에 있어서의 침출은, 제 2 단계의 침출로 처리된 용액 및 전해로부터 얻은 순환 산을 사용하여 실시하고, 제 2 단계의 침출로 처리된 상기 용액은 황산아연 및 황산철을 포함하는 것을 특징으로 하는 아연 회수 방법.
- 제 5 항에 있어서, 제1철을 산화시키고 이 제1철을 수산화철( Fe(OH)3 )로 침전시키기 위해서 산소 및/또는 공기를 제 1 침출 단계로 공급하고, 상기 제 1 철의 침전시에 용액 중의 유해 광물질(mineral)도 함께 침전되는 것을 특징으로 하는 아연 회수 방법.
- 제 6 항에 있어서, 상기 유해 광물은 게르마늄과 안티몬인 것을 특징으로 하는 아연 회수 방법.
- 제 1 항에 있어서, 제 2 단계에서의 침출을 산소 및/또는 공기 그리고 제 3 단계의 침출로 처리된 용액을 사용하여 실시하고, 제 3 단계의 침출로 처리된 용액은 황산아연 및 황산 철을 포함하는 것을 특징으로 하는 아연 회수 방법.
- 제 1 항에 있어서, 제 2 단계에서의 산도를 순환 산을 사용하여 조정하는 것을 특징으로 하는 아연 회수 방법.
- 제 1 항에 있어서, 자로사이트를 알칼리 또는 암모늄 자로사이트로서 침전시키기 위해서, 알칼리 또는 암모늄 이온들을 제 2 단계에 공급하고, 이 단계 내에서 자로사이트 핵을 재순환시키는 것을 특징으로 하는 아연 회수 방법.
- 제 1 항에 있어서, 제 2 단계로부터의 페라이트와 정광의 일부를, 제 3 단계에서 산소와 전해 순환 산을 사용하여 침출하는 것을 특징으로 하는 아연 회수 방법.
- 제 1 항에 있어서, 황화 정광을 형성하기 위해서, 제 3 단계 중에 형성된 고형물을 부유선광하는 것을 특징으로 하는 아연 회수 방법.
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