KR101205537B1 - Preparation method for magnesium compound using ferronickel slag - Google Patents

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Abstract

본 발명은 페로니켈 슬래그를 산 또는 산과 유기 증점제를 함께 첨가한 용액에서 침강 또는 여과의 고액분리 공정을 통해 고상 부분을 제거하는 것을 특징으로 하는 페로니켈 슬래그로부터 마그네슘 화합물을 제조하는 방법에 관한 것으로, 페로니켈 슬래그의 유효활용 방법을 제공함과 동시에 백운석과 같은 마그네슘 함유 광물의 절감 효과를 달성할 수 있고, 또한 마그네슘 화합물 제조과정의 부산물을시멘트 또는 모르타르 첨가제, 혼합시멘트용 혼합재 또는 콘크리트용 혼합제로 이용하는 방법을 제공한다.The present invention relates to a method for producing a magnesium compound from ferronickel slag, characterized in that the solid phase portion is removed through a solid-liquid separation process of sedimentation or filtration in a solution in which ferronickel slag is added with an acid or an acid and an organic thickener. In addition to providing a method of effectively utilizing ferronickel slag, it is possible to achieve a reduction effect of magnesium-containing minerals such as dolomite, and also to use by-products of the magnesium compound manufacturing process as cement or mortar additives, mixed cement mixtures or concrete mixtures. To provide.

Description

페로니켈 슬래그를 이용한 마그네슘 화합물의 제조방법{Preparation method for magnesium compound using ferronickel slag} Preparation method for magnesium compound using ferronickel slag

본 발명은 페로니켈 슬래그로부터 마그네슘 화합물을 제조하는 방법과 관련된 것이다.
The present invention relates to a process for preparing magnesium compounds from ferronickel slag.

페로니켈은 철과 니켈의 합금으로 이 합금 제련시 발생하는 슬래그를 페로니켈 슬래그라고 한다.Ferronickel is an alloy of iron and nickel. The slag generated during smelting of this alloy is called ferronickel slag.

국내에서는 유일하게 전남 광양 소재의 (주)SNNC의 페로니켈 제품(Fe 80 %, Ni 20%) 제조 과정에서 부산물로 페로니켈 슬래그가 발생하고 있으며, 페로니켈 슬래그의 화학성분은 표 1과 같다. In Korea, ferronickel slag is generated as a by-product during the manufacturing process of ferronickel products (80% Fe, 80% Ni) of SNNC of Gwangyang, Jeonnam, and the chemical composition of ferronickel slag is shown in Table 1.

성분ingredient SiO2 SiO 2 Al2O3 Al 2 O 3 CaOCaO MgOMgO Fe2O3 Fe 2 O 3 K2OK 2 O Na2ONa 2 O SO3 SO 3 LOILOI 함량content 51.351.3 3.913.91 0.490.49 34.034.0 7.837.83 0.070.07 0.360.36 0.030.03 0.000.00

페로니켈 슬래그의 주성분은 SiO2와 MgO이며, 이외에도 Fe2O3와 Al2O3 등을 포함하고 있다. 이외에도 소량의 Ni, Cl 및 SO3 등을 함유하고 있다. 또한 페로니켈 슬래그의 광물상은 주로 Fosterite (2MgO?SiO2) 및 Enstatite(MgO?SiO2) 등으로 구성되어 있다. The main components of ferronickel slag are SiO 2 and MgO, in addition to Fe 2 O 3 and Al 2 O 3 . In addition, it contains a small amount of Ni, Cl, SO 3 and the like. The mineral phase of ferronickel slag is mainly composed of Fosterite (2MgO? SiO 2 ) and Enstatite (MgO? SiO 2 ).

페로니켈 슬래그는 토양오염과 관련된 중금속 성분을 포함하고 있지 않아서 노반재 및 비료 원료로서 사용되고 있고, 또한 다른 비철제련 슬래그와는 달리 동을 함유하고 있지 않기 때문에 제철용제로 이용되고 있으며, 최근에는 콘크리트 세골재로서도 이용되고 있다. 그러나 아직까지 재활용 양은 매우 적은 상황이다.Ferronickel slag is used as raw materials for roadbed and fertilizer because it does not contain heavy metal components related to soil pollution, and it is used as steelmaking agent because it does not contain copper unlike other nonferrous slag. It is also used as. However, the amount of recycling is still very small.

페로니켈 슬래그에는 MgO 함량이 34 중량%로, 천연자원인 백운석(20 중량% 수준)보다 함량이 더욱 높다. 따라서 산업부산물인 페로니켈 슬래그에서 마그네슘을 추출하는 것이 더욱 효과적이고, 천연자원 절감 및 광산개발이 필요치 않다는 장점이 동반될 수 있으나, 지금까지 산업적으로 활용할 수 있는 페로니켈 슬래그에서 마그네슘 화합물을 제조하는 방법은 제안되고 있지 않다.Ferronickel slag contains 34% by weight of MgO, which is higher than natural dolomite (20% by weight). Therefore, the extraction of magnesium from ferronickel slag, which is an industrial by-product, is more effective, and it may be accompanied by the advantage that natural resource saving and mine development are not required.However, a method for preparing magnesium compound from ferronickel slag that can be industrially used so far Is not being proposed.

본 발명은 페로니켈 슬래그로부터 마그네슘 화합물을 제조하는 방법을 제공함에 그 목적이 있다.
It is an object of the present invention to provide a method for producing a magnesium compound from ferronickel slag.

본 발명은 페로니켈 슬래그를 산 또는 산과 유기 증점제를 함께 첨가한 용액에서 침강 또는 여과의 고액분리 공정을 통해 고상 부분을 제거하는 것을 특징으로 하는 페로니켈 슬래그로부터 마그네슘 화합물을 제조하는 방법을 제공한다.The present invention provides a method for producing a magnesium compound from ferronickel slag, characterized in that the solid phase portion is removed through a solid-liquid separation process of sedimentation or filtration in a solution in which ferronickel slag is added together with an acid or an acid and an organic thickener.

본 발명의 페로니켈 슬래그로부터 마그네슘 화합물을 제조하는 방법에서 상기 페로니켈 슬래그를 산 첨가한 용액을 교반한 후 3 ~ 24 시간 정치시켜 침전물과 상등액으로 고액분리하는 것을 특징으로 한다.In the method for producing a magnesium compound from the ferronickel slag of the present invention, after stirring the solution with the acid, the ferronickel slag is stirred for 3 to 24 hours, characterized in that the solid-liquid separation of the precipitate and the supernatant.

본 발명의 페로니켈 슬래그로부터 마그네슘 화합물을 제조하는 방법에서 상기 페로니켈 슬래그를 산과 유기 증점제를 첨가한 용액을 교반한 직후 또는 3시간 미만 정치시켜 침전물과 상등액으로 고액분리하는 것을 특징으로 한다.In the method for producing a magnesium compound from the ferronickel slag of the present invention, the ferronickel slag is characterized in that the solid solution is separated into a precipitate and a supernatant by stirring the solution containing the acid and the organic thickener immediately or less than 3 hours.

본 발명의 페로니켈 슬래그로부터 마그네슘 화합물을 제조하는 방법에서 상기 고액분리를 통해 얻은 액상 부분에 불소산 용액을 더 첨가하는 것을 특징으로 한다.In the method for producing a magnesium compound from the ferronickel slag of the present invention, the hydrofluoric acid solution is further added to the liquid portion obtained through the solid-liquid separation.

본 발명의 페로니켈 슬래그로부터 마그네슘 화합물을 제조하는 방법에서 상기 액상 부분에 불소산 용액을 더 첨가한 후 가열하는 것을 특징으로 한다.In the method for producing a magnesium compound from the ferronickel slag of the present invention is characterized in that the hydrofluoric acid solution is further added to the liquid portion and then heated.

본 발명의 페로니켈 슬래그로부터 마그네슘 화합물을 제조하는 방법에서 상기 페로니켈 슬래그를 산 또는 산과 유기 증점제를 함께 첨가한 용액 또는 상기 고액분리를 통해 얻은 액상 부분에 암모니아수를 더 첨가하는 것을 특징으로 한다.In the method for producing a magnesium compound from the ferronickel slag of the present invention, the ferronickel slag is characterized in that the addition of ammonia water to the solution or the liquid portion obtained through the solid-liquid separation of the acid or acid and the organic thickener together.

본 발명의 페로니켈 슬래그로부터 마그네슘 화합물을 제조하는 방법에서 상기 페로니켈 슬래그를 산 또는 산과 유기 증점제를 함께 첨가한 용액 또는 상기 고액분리를 통해 얻은 액상 부분에 암모늄옥살레이트 포화용액 또는 암모늄 카보네이트 포화용액을 더 첨가하는 것을 특징으로 한다.In the method for preparing a magnesium compound from the ferronickel slag of the present invention, a saturated ammonium oxalate solution or a saturated ammonium carbonate solution is added to a solution in which the ferronickel slag is added with an acid or an acid and an organic thickener together or the liquid portion obtained through the solid-liquid separation. It is characterized by further adding.

본 발명의 페로니켈 슬래그로부터 마그네슘 화합물을 제조하는 방법에서 페로니켈 슬래그를 산 또는 산과 유기 증점제를 함께 첨가한 용액에 암모니아수, 암모늄옥살레이트 포화용액 및 암모늄 카보네이트 포화용액 중에서 어느 하나 이상을 더 첨가한 후, 침강 또는 여과의 고액분리 공정을 통해 고상 부분을 제거하는 것을 특징으로 한다.In the method for preparing a magnesium compound from the ferronickel slag of the present invention, the ferronickel slag is further added with one or more of ammonia water, saturated ammonium oxalate solution and saturated ammonium carbonate solution to the acid or acid and an organic thickener solution. It is characterized by removing the solid part through the solid-liquid separation process of sedimentation, filtration.

본 발명의 페로니켈 슬래그로부터 마그네슘 화합물을 제조하는 방법에서 상기 고액분리를 통해 얻은 액상 부분에 암모니아수, 암모늄옥살레이트 포화용액 또는 암모늄 카보네이트 포화용액을 더 첨가한 후, 침강 또는 여과의 고액분리 공정을 통해 고상 부분을 제거하는 것을 특징으로 한다.In the method for producing a magnesium compound from the ferronickel slag of the present invention, after further adding ammonia water, saturated ammonium oxalate solution or saturated ammonium carbonate solution to the liquid portion obtained through the solid-liquid separation, the solid-liquid separation process of sedimentation or filtration It is characterized by removing a solid part.

본 발명의 페로니켈 슬래그로부터 마그네슘 화합물을 제조하는 방법에서 고액분리 공정을 통해 얻어진 액상 부분을 건조 또는 하소시키는 것을 특징으로 한다.In the method for producing a magnesium compound from the ferronickel slag of the present invention is characterized in that the liquid portion obtained through the solid-liquid separation process is dried or calcined.

본 발명은 상기 페로니켈 슬래그로부터 마그네슘 화합물을 제조하는 방법의 고액분리 공정에서 부산물로 생성되는 고상 부분을 시멘트 또는 모르타르 첨가제, 혼합시멘트용 혼합재 또는 콘크리트용 혼합제로 이용하는 방법을 제공한다.
The present invention provides a method of using a solid part produced as a by-product in the solid-liquid separation process of the method for producing a magnesium compound from the ferronickel slag as a cement or mortar additive, a mixed cement mixture or a concrete mixture.

페로니켈 슬래그로부터 마그네슘 화합물을 제조하는 방법을 제공함으로써, 페로니켈 슬래그의 유효활용 방법을 제공함과 동시에 백운석과 같은 마그네슘 함유 광물의 절감 효과를 달성할 수 있고, 또한 마그네슘 화합물 제조과정의 부산물을 시멘트 또는 모르타르 첨가제, 혼합시멘트용 혼합재 또는 콘크리트용 혼합재로 이용하는 방법을 제공한다.
By providing a method for producing magnesium compound from ferronickel slag, it is possible to provide a method of effectively utilizing ferronickel slag, and at the same time to achieve a reduction effect of magnesium-containing minerals such as dolomite, and also by-products of magnesium compound manufacturing process It provides a method of using as a mortar additive, a mixture for mixing cement or a mixture for concrete.

도 1은 본원발명의 실시예 4의 생성물의 X선회절분석 패턴을 나타낸 것이다.Figure 1 shows the X-ray diffraction pattern of the product of Example 4 of the present invention.

이하, 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 이에 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, the present invention will be described in detail by way of examples. However, the following examples are merely to illustrate the present invention, but the content of the present invention is not limited thereto.

먼저 페로니켈 슬래그의 용해는 염산, 황산, 불소산, 질산, 포름산, 아세트산 등 다양한 산을 이용할 수 있다. 산의 농도는 0.1 ~ 5.0 M인 것이 페로니켈 슬래그의 용해도 측면에서 바람직하고, 산 용액 100 중량부에 대하여 페로니켈 슬래그의 함량은 10 ~ 200 중량부, 바람직하게는 20 ~ 80 중량부 혼합한다.First, the dissolution of ferronickel slag may use various acids such as hydrochloric acid, sulfuric acid, hydrofluoric acid, nitric acid, formic acid and acetic acid. The concentration of acid is preferably 0.1 to 5.0 M in terms of solubility of ferronickel slag, and the content of ferronickel slag is 10 to 200 parts by weight, preferably 20 to 80 parts by weight, based on 100 parts by weight of the acid solution.

페로니켈 슬래그 100g을 0.5 M의 염산 용액에 600rpm으로 교반하였을 때의 용액 중의 이온 농도(중량%)를 표 2에 나타내었다.Table 2 shows the ion concentration (% by weight) in the solution when 100 g of ferronickel slag was stirred at 600 rpm in a 0.5 M hydrochloric acid solution.

성 분ingredient NaNa MgMg KK CaCa FeFe AlAl SiSi SS


for
year
city
liver
10분10 minutes -- 0.340.34 -- 0.010.01 0.080.08 0.010.01 0.350.35
30분30 minutes -- 0.560.56 -- 0.010.01 0.200.20 0.030.03 0.540.54 -- 60분60 minutes -- 0.590.59 -- 0.010.01 0.210.21 0.030.03 0.490.49 -- 90분90 minutes -- 0.580.58 -- -- 0.130.13 0.010.01 0.340.34 120분120 minutes -- 0.580.58 -- -- 0.070.07 0.0060.006 0.180.18 --

페로니켈 슬래그의 용해를 위해서는 페로니켈 슬래그를 산 또는 산과 유기 증점제의 혼합 용액에 넣고 30 분 이상, 바람직하게는 40 ~ 120분, 더욱 바람직하게는 50 ~ 90분 교반한다. 교반시간이 상기 하한치보다 짧으면 마그네슘 이온이 용액 중에 충분히 용해되지 않거나 마그네슘 이온 이외의 다른 이온들의 농도가 높아 최종 제품의 불순물이 높아질 수 있다. 반면 교반시간을 더 늘리더라도 마그네슘 이온의 용해량은 더 증가하지 않는다. 교반은 400 ~ 800 rpm으로 수행할 수 있다.To dissolve the ferronickel slag, the ferronickel slag is added to an acid or a mixed solution of an acid and an organic thickener and stirred for 30 minutes or more, preferably 40 to 120 minutes, more preferably 50 to 90 minutes. If the stirring time is shorter than the lower limit, magnesium ions may not be sufficiently dissolved in the solution or the concentration of ions other than magnesium ions may be high, resulting in high impurities in the final product. On the other hand, even if the stirring time is further increased, the dissolved amount of magnesium ions does not increase further. Agitation can be performed at 400-800 rpm.

표 2에서와 같이 산에는 단순히 마그네슘 이온의 용해뿐만 아니라 알루미늄, 철, 규소 이온 등 다양한 원소를 포함하고 있음을 알 수 있었다. 즉 단순히 용해과정만을 통해서는 순도가 높은 마그네슘 화합물을 얻을 수 없음을 확인할 수 있었다.As shown in Table 2, the acid contained not only magnesium ions but also various elements such as aluminum, iron, and silicon ions. In other words, it was confirmed that a pure magnesium compound could not be obtained by simply dissolving.

페로니켈 슬래그에서 마그네슘 이온의 용해도를 높이기 위해 600 rpm에서 30분으로 용해조건을 고정하고 산 용액의 온도만을 변화시켰을 때의 이온 농도(중량%)를 표 3에 나타내었다.To increase the solubility of magnesium ions in ferronickel slag, the ionic concentration (% by weight) when fixing the dissolution conditions at 600 rpm for 30 minutes and changing only the temperature of the acid solution is shown in Table 3.

성 분ingredient NaNa MgMg KK CaCa FeFe AlAl SiSi SS
On
Degree
30℃30 ℃ -- 0.560.56 -- 0.010.01 0.200.20 0.030.03 0.540.54 --
50℃50 ℃ -- 0.580.58 -- 0.010.01 0.210.21 0.020.02 0.550.55 -- 70℃70 ℃ -- 0.600.60 -- 0.010.01 0.210.21 0.030.03 0.510.51 -- 90℃90 ° C -- 0.590.59 -- 0.010.01 0.180.18 0.010.01 0.480.48 --

온도가 상승함에 따라 이온의 용출이 소폭 증가하였으나, 70℃ 이상에서는 더 이상의 큰 변화가 없었다. 즉 상온에서 100℃ 이하까지 모두 용출시킬 수 있으나, 상온에서 70℃까지가 제일 양호한 범위로 판단되었다. 또한 산류의 종류에 무관하게 70℃ 이상에서는 더 이상 용해도가 증가하지 않는 결과가 도출되었다. As the temperature increased, the elution of ions increased slightly, but there was no further change above 70 ° C. That is, although all can be eluted from room temperature to 100 degrees C or less, it was judged that it is the most favorable range from room temperature to 70 degreeC. Regardless of the type of acid, solubility no longer increased above 70 ° C.

한편, 0.5 M의 염산으로 40℃, 600rpm, 30분 교반하여 용해시킨 표 3의 용액의 용해 후 잔류물의 성분을 분석하여 표 4에 나타내었다.On the other hand, the components of the residue after dissolution of the solution of Table 3 dissolved by stirring at 40 ° C., 600 rpm, 30 minutes with 0.5 M hydrochloric acid were analyzed and shown in Table 4.

성분ingredient SiO2 SiO 2 Al2O3 Al 2 O 3 CaOCaO MgOMgO Fe2O3 Fe 2 O 3 K2OK 2 O Na2ONa 2 O SO3 SO 3 LOILOI 함량content 53.353.3 3.963.96 0.270.27 31.331.3 8.368.36 0.100.10 0.270.27 0.110.11 0.000.00

표 4의 용해 후 잔류물(또는 침전물)은 최초 출발원료인 페로니켈 슬래그와 성분 조성이 매우 유사함을 알 수 있으며, 이는 일정 성분만이 용해되는 것이 아니라 대부분의 성분들이 모두 용해됨을 의미하고, 특히 규소 이온의 용해는 규소 단독 용해와 더불어 마그네슘과 결합되어 있는 규소 성분이 결합이 끊어짐에 따라 마그네슘과 동반되어 분리되는 효과라고 판단되었다. 따라서 규소는 단독 이온도 존재하겠지만 다수가 마그네슘-규소 결합으로 존재하는 것으로 추정된다. 따라서 상기의 존재 상태를 고려하여 분리하는 것이 가장 효과적이다. The residue (or precipitate) after dissolution of Table 4 shows that the composition of the component is very similar to that of the initial starting ferronickel slag, which means that not only a certain component is dissolved but most components are dissolved. In particular, it was judged that dissolution of silicon ions was accompanied by dissolution of silicon alone and the separation of silicon constituents associated with magnesium as the silicon component bonded to magnesium was broken. Therefore, it is assumed that silicon may exist as a single ion, but many exist as magnesium-silicon bonds. Therefore, it is most effective to separate in consideration of the above state of existence.

본 발명에서는 규소 성분의 제거를 위하여 침강 또는 여과와 같은 고액분리법을 이용하였다.In the present invention, a solid-liquid separation method such as sedimentation or filtration is used to remove the silicon component.

상기 페로니켈 슬래그를 산 용액에 교반하여 용해시킨 용해액을 3 ~ 24 시간, 바람직하게는 5 ~ 24 시간, 더욱 바람직하게는 8 ~ 12 시간 정치시킨 후, 용액을 필터링 시키면 규소 성분은 대부분 침강되어 잔류물로 변화한다.After dissolving the ferronickel slag by stirring in an acid solution for 3 to 24 hours, preferably 5 to 24 hours, more preferably 8 to 12 hours, and after filtering the solution, most of the silicon components are precipitated. Change to a residue.

상기 정치 시간을 절약하기 위해서 페로니켈 슬래그를 산 용액에 용해시킬 때 유기 증점제를 혼합하여 용액의 점도를 상승시키는 경우 정치 시간을 3시간 미만으로 단축하거나 생략한 채 필터링을 통해 또는 상등액만을 따라 내어 규소 성분을 제거할 수 있다. 무기 증점제의 경우는 용액의 점도는 상승시킬 수 있으나, 무기증점제 자체성분이 최종 마그네슘 화합물의 불순물로 작용하여 불순물 함량을 증가시키기 때문에 유기 증점제를 사용하는 것이 바람직하고, 유기 증점제로는 셀룰로오스계, 아크릴계 증점제가 사용될 수 있다. 유기 증점제는 산 용액에 대하여 0.1 ~ 5 중량%, 바람직하게는 0.2 ~ 2 중량% 첨가하는 것이 바람직하다.When the ferronickel slag is dissolved in an acid solution in order to save the settling time, the organic thickener is mixed to increase the viscosity of the solution. The component can be removed. In the case of the inorganic thickener, the viscosity of the solution can be increased, but since the inorganic thickener itself acts as an impurity of the final magnesium compound to increase the impurity content, it is preferable to use an organic thickener. Thickeners can be used. The organic thickener is preferably added in an amount of 0.1 to 5% by weight, preferably 0.2 to 2% by weight, based on the acid solution.

이는 용액 내에 규소 성분이 단독 또는 마그네슘과 결합된 상태로 존재하여 더 크고 무거운 이온 물질을 형성하기 때문이다. 그러나 순수 마그네슘 이온은 침강되지 않고 용액에 분산되어 있어 상등액 또는 여액과 같은 액상 부분에 존재한다. This is because the silicon component in the solution alone or in combination with magnesium forms larger and heavier ionic materials. Pure magnesium ions, however, do not settle and are dispersed in solution and are present in the liquid phase, such as the supernatant or filtrate.

또한 페로니켈 슬래그의 용해를 위해 사용한 산이 불소산이 아닐 경우, 상기 고액분리 과정을 통해 얻은 액상 부분의 규소 성분의 몰농도에 적합하게 불소산을 첨가할 경우, 액상 부분에 남아 있던 규소가 플루오르화규소로 휘발되어 제거된다. 이때 불소산 첨가 후 액상 부분을 가열하면 플루오르화규소의 기체화가 더욱 촉진된다.In addition, when the acid used for dissolving ferronickel slag is not hydrofluoric acid, when the hydrofluoric acid is added to the molar concentration of the silicon component of the liquid portion obtained through the solid-liquid separation process, the silicon remaining in the liquid portion is silicon fluoride Volatilized and removed. At this time, if the liquid phase is heated after the addition of fluoric acid, the gasification of silicon fluoride is further promoted.

또한 페로니켈 슬래그에 포함된 철 성분은 암모니아수(NH4OH)를 가하여 Fe(OH)2로 변화시키며, 생성된 Fe(OH)2는 침강하는 특징이 있다. 이때 암모니아수의 첨가량은 미리 분석한 페로니켈 슬래그의 철 성분 몰농도에 따라 계산하여 첨가할 수 있다.In addition, ferro iron components contained in slag Nickel is added to aqueous ammonia (NH 4 OH) Fe (OH ) sikimyeo changed to 2, and the resulting Fe (OH) 2 is characterized in that settling. At this time, the addition amount of the ammonia water may be calculated and added according to the iron molar concentration of ferronickel slag analyzed in advance.

또한 페로니켈 슬래그에 포함된 칼슘 성분은 암모늄옥살레이트 포화용액을 사용하여 침강시키며, 이때 칼슘 성분은 칼슘옥살레이트로 변화하여 침전된다. 또한 암모늄카보네이트 포화용액을 사용하여 침강시켜도 되며, 반응식은 다음과 같다.In addition, the calcium component contained in the ferronickel slag is precipitated using a saturated ammonium oxalate solution, where the calcium component is converted to calcium oxalate and precipitated. In addition, the solution may be precipitated using a saturated ammonium carbonate solution.

[반응식][Reaction Scheme]

Ca2 + + (NH4)2CO3 CaCO3 + 2NH4 + Ca 2 + + (NH 4) 2 CO 3 CaCO 3 + 2NH 4 +

상기 철 성분의 제거과정 및 칼슘 성분의 제거과정은 페로니켈 슬래그를 산 또는 산과 유기 증점제와 함께 혼합한 용액에 한꺼번에 넣어서 규소 성분, 철 성분 및 칼슘 성분을 한꺼번에 제거할 수도 있고, 이들을 각각 순차적으로 진행할 수도 있다. 그러나 최초 페로니켈 슬래그 산 용해액에 모두 넣어 실행하는 것이 좀 더 경제적이다. The removal of iron and the removal of calcium may be performed by removing ferronickel slag together with acid or acid and an organic thickener together in a solution to remove silicon, iron and calcium, all of which may be performed sequentially. It may be. However, it is more economical to run them all in the initial ferronickel slag acid solution.

상기 과정을 거친 용해액의 침전물이 모두 가라앉으면 상등액을 얻거나 필터링하여 여액을 얻어 액상 부분을 회수한다. 회수된 액상부분을 100℃에서 건조시키면 마그네슘 화합물 또는 마그네슘 수화물 등으로 얻어질 수 있으며, 이를 100℃ 이상으로 하소할 경우에는 염화마그네슘, 황산마그네슘, 질산마그네슘, 산화마그네슘 등을 얻을 수 있다.When all the precipitates of the dissolved solution that has gone through the above process sinks to obtain a supernatant or filtered to obtain a filtrate to recover the liquid portion. When the recovered liquid portion is dried at 100 ° C., it may be obtained as a magnesium compound or magnesium hydrate, and when calcined at 100 ° C. or higher, magnesium chloride, magnesium sulfate, magnesium nitrate, magnesium oxide, or the like may be obtained.

표 5는 상기의 과정을 거쳐 얻어진 물질을 화학분석 한 결과이다. 페로니켈 슬래그 100g를 0.5M의 각각의 아세트산(실시예1), 초산(실시예2), 질산(실시예3), 염산(실시예4) 및 황산 용액(실시예5) 500 ml에 넣고 600rpm에서 30 분간 교반한 후, 8시간 정치시켜 상등액과 침전물을 얻었다. 얻어진 상등액 400ml에 암모니아수 6ml, 암모늄옥살레이트 포화용액 50 ml를 첨가하여 600rpm에서 30 분간 교반한 후, 4시간 정치시켜 상등액과 침전물을 얻었다. 그 상등액 400ml에 50% 불소산 5 ml를 혼합하여 100℃ 에서 완전히 건조시킨다. 건조 후에는 Mg 화합물이 얻어진다. 이후 얻어진 분말을 500℃~600℃에서 30분간 하소하여 산화마그네슘 (MgO)을 제조하였다.
Table 5 shows the results of chemical analysis of the material obtained through the above process. 100 g of ferronickel slag was added to 500 ml of each of acetic acid (Example 1), acetic acid (Example 2), nitric acid (Example 3), hydrochloric acid (Example 4) and sulfuric acid solution (Example 5) at 0.5 M. After stirring for 30 minutes at, the mixture was allowed to stand for 8 hours to obtain a supernatant and a precipitate. 6 ml of ammonia water and 50 ml of saturated ammonium oxalate solution were added to 400 ml of the supernatant obtained, and the mixture was stirred at 600 rpm for 30 minutes, followed by standing for 4 hours to obtain a supernatant and precipitate. 5 ml of 50% hydrofluoric acid is mixed with 400 ml of the supernatant and completely dried at 100 ° C. After drying, a Mg compound is obtained. Thereafter, the obtained powder was calcined at 500 ° C. to 600 ° C. for 30 minutes to prepare magnesium oxide (MgO).

성분ingredient SiO2 SiO 2 Al2O3 Al 2 O 3 CaOCaO MgOMgO Fe2O3 Fe 2 O 3 SO3 SO 3 합계Sum 실시예1Example 1 0.390.39 0.390.39 5.475.47 93.5593.55 0.980.98 0.590.59 101.37101.37 실시예2Example 2 1.811.81 0.430.43 2.412.41 91.8591.85 1.381.38 0.430.43 98.3098.30 실시예3Example 3 0.190.19 0.390.39 3.603.60 93.3093.30 3.603.60 0.550.55 101.62101.62 실시예4Example 4 0.150.15 0.300.30 2.092.09 97.6797.67 1.491.49 0.110.11 101.81101.81 실시예5Example 5 0.160.16 0.330.33 3.433.43 94.7594.75 1.641.64 0.120.12 100.43100.43

실시예 4의 생성물의 X선 회절분석 패턴을 도 1에 나타내었다. 도 1의 결과와 같이 실시예 4의 생성물은 산화마그네슘 임을 확인할 수 있었다.X-ray diffraction pattern of the product of Example 4 is shown in FIG. As a result of Figure 1 it was confirmed that the product of Example 4 is magnesium oxide.

산의 종류에 관계없이 산화마그네슘 성분이 모두 90 중량% 이상이며, 특히 염산을 사용한 경우는 97.67 중량%의 높은 함량을 확인할 수 있었다. Regardless of the type of acid, the magnesium oxide components were all 90 wt% or more, and especially when hydrochloric acid was used, a high content of 97.67 wt% was confirmed.

표 5의 실시예 4의 고액분리 과정에서 얻어진 침전물(잔류물)의 시멘트 또는 모르타르 첨가제, 혼합시멘트용 혼합재 또는 콘크리트용 혼합재로의 활용가능성을 확인하였다.It was confirmed the applicability of the precipitate (residue) obtained in the solid-liquid separation process of Example 4 of Table 5 as a cement or mortar additives, mixed cement mixtures or concrete mixtures.

상기 잔류물을 건조 및 분쇄시키고 시멘트 대비 5% 치환 첨가하여 압축강도를 표 6에 응결시간을 표 7에 나타내었다. The residue was dried and pulverized and 5% substitution was added to cement to give the compressive strength in Table 6 and the setting time in Table 7.

구 분division 3일3 days 7일7 days 28일28 days 시멘트 (OPC)Cement (OPC) 3232 4343 5151 시멘트 대체 (5%)Cement substitute (5%) 3333 4242 5353

본 발명의 실시예에서 얻어진 잔류물을 시멘트에 첨가했을 때 3일, 7일, 28일 강도 모두 동등 수준의 압축강도 값이 얻어짐을 확인할 수 있었다. When the residue obtained in the example of the present invention was added to the cement, it was confirmed that the compressive strength values of the same level were obtained for the 3 days, 7 days, and 28 days strength.

구 분division 초결 First 종결closing 시멘트 (OPC)Cement (OPC) 215분215 minutes 6시간 45분6 hours 45 minutes 시멘트 대체 (5%)Cement substitute (5%) 205분205 minutes 6시간 50분6 hours 50 minutes

또한 본 발명의 실시예에서 얻어진 잔류물을 시멘트에 첨가했을 때 응결도 OPC와 유사한 수준이 도출되었다.Also, when the residue obtained in the examples of the present invention was added to cement, a level of condensation similar to that of OPC was derived.

또한 혼합시멘트의 한 종류인 슬래그시멘트(슬래그 함량 45% 기준)에, 슬래그를 20% 대체(잔류물 20%+슬래그 25%)하여 압축강도값을 측정한 경우에도 슬래그시멘트와 유사한 강도값 또는 상위값을 나타내었다(표 8). In addition, the slag cement (based on the slag content of 45%), which is a kind of mixed cement, has the same strength value or higher than that of the slag cement even when the compressive strength value is measured by replacing 20% slag (20% residue + 25% slag). The values are shown (Table 8).

구 분division 3일3 days 7일7 days 28일28 days 슬래그시멘트(SC)Slag Cement (SC) 2525 4040 5353 슬래그 대체 (20%)Slag replacement (20%) 2929 4343 5858

응결은 초결 및 종결이 소폭 짧아지는 경향을 나타내어, 토건 적용시 거푸집 제거시간을 단축시킬 수 있는 장점을 발현하기도 하였다(표 9).Condensation tends to be slightly shorter in initial and final, resulting in shorter form removal time in civil applications (Table 9).

구 분division 초결 First 종결closing 슬래그시멘트(SC)Slag Cement (SC) 235분235 minutes 7시간 05분7 hours 05 minutes 슬래그 대체 (20%)Slag replacement (20%) 225분225 minutes 6시간 55분6 hours 55 minutes

Claims (11)

삭제delete 페로니켈 슬래그를 산 또는 산과 유기 증점제를 함께 첨가한 용액에 넣고 교반한 후 3 ~ 24 시간 정치시켜 침전물과 상등액으로 고액분리하여 고상 부분을 제거하는 것을 특징으로 하는 페로니켈 슬래그로부터 마그네슘 화합물을 제조하는 방법.
Magnesium compound is prepared from ferronickel slag, wherein the ferronickel slag is added to a solution containing an acid or an acid and an organic thickener, and then stirred for 3 to 24 hours to solidify the precipitate into a precipitate and a supernatant to remove a solid phase portion. Way.
제 2 항에 있어서, 상기 페로니켈 슬래그를 산과 유기 증점제를 첨가한 용액을 교반한 직후 또는 3시간 미만으로 정치시켜 침전물과 상등액으로 고액분리하는 것을 특징으로 하는 페로니켈 슬래그로부터 마그네슘 화합물을 제조하는 방법.
The method of claim 2, wherein the ferronickel slag is solid-liquid separated from the precipitate and the supernatant by stirring the solution containing the acid and the organic thickener immediately or less than 3 hours. .
제 2 항에 있어서, 상기 고액분리를 통해 얻은 액상 부분에 불소산 용액을 더 첨가하는 것을 특징으로 하는 페로니켈 슬래그로부터 마그네슘 화합물을 제조하는 방법.
3. The method of claim 2, wherein the hydrofluoric acid solution is further added to the liquid portion obtained through solid-liquid separation.
제 4 항에 있어서, 상기 액상 부분에 불소산 용액을 더 첨가한 후 가열하는 것을 특징으로 하는 페로니켈 슬래그로부터 마그네슘 화합물을 제조하는 방법.
The method of claim 4, wherein the magnesium compound is prepared from ferronickel slag, further comprising adding a hydrofluoric acid solution to the liquid portion and heating.
제 2 항에 있어서, 상기 고액분리를 통해 얻은 액상 부분에 암모니아수를 더 첨가하는 것을 특징으로 하는 페로니켈 슬래그로부터 마그네슘 화합물을 제조하는 방법.
The method of claim 2, wherein ammonia water is further added to the liquid portion obtained through the solid-liquid separation to prepare a magnesium compound from ferronickel slag.
제 2 항에 있어서, 상기 페로니켈 슬래그를 산 또는 산과 유기 증점제를 함께 첨가한 용액 또는 상기 고액분리를 통해 얻은 액상 부분에 암모늄옥살레이트 포화용액 또는 암모늄 카보네이트 포화용액을 더 첨가하는 것을 특징으로 하는 페로니켈 슬래그로부터 마그네슘 화합물을 제조하는 방법.
The ferronickel slag according to claim 2, further comprising adding a saturated ammonium oxalate solution or a saturated ammonium carbonate solution to an acid or a solution in which an acid and an organic thickener are added together or a liquid portion obtained through the solid-liquid separation. Process for preparing magnesium compound from nickel slag.
제 6 항 또는 제 7 항에 있어서, 페로니켈 슬래그를 산 또는 산과 유기 증점제를 함께 첨가한 용액에 암모니아수, 암모늄옥살레이트 포화용액 및 암모늄 카보네이트 포화용액 중에서 어느 하나 이상을 더 첨가한 후, 침강 또는 여과의 고액분리 공정을 통해 고상 부분을 제거하는 것을 특징으로 하는 페로니켈 슬래그로부터 마그네슘 화합물을 제조하는 방법.
8. The ferronickel slag according to claim 6 or 7, wherein the ferronickel slag is added with an acid or an acid and an organic thickener together, and at least one of ammonia water, saturated ammonium oxalate solution and saturated ammonium carbonate solution is added, followed by sedimentation or filtration. Method of producing a magnesium compound from ferronickel slag characterized in that the solid phase portion is removed through a solid-liquid separation process of the.
제 6 항 또는 제 7 항에 있어서, 상기 고액분리를 통해 얻은 액상 부분에 암모니아수, 암모늄옥살레이트 포화용액 또는 암모늄 카보네이트 포화용액을 더 첨가한 후, 침강 또는 여과의 고액분리 공정을 통해 고상 부분을 제거하는 것을 특징으로 하는 페로니켈 슬래그로부터 마그네슘 화합물을 제조하는 방법.
According to claim 6 or 7, wherein the liquid portion obtained through the solid-liquid separation is further added to ammonia water, saturated ammonium oxalate solution or saturated ammonium carbonate solution, and then the solid phase portion is removed through the solid-liquid separation process of sedimentation or filtration. Method for producing a magnesium compound from ferronickel slag, characterized in that.
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