KR101361045B1 - 칼슘 및 마그네슘 함유용액에서 칼슘 및 마그네슘의 선택적 분리방법, 상기 분리방법에 의해 얻어진 칼슘옥살레이트 및 마그네슘옥살레이트, 및 상기 옥살레이트들로부터 얻어진 칼슘옥사이드 및 마그네슘옥사이드 - Google Patents
칼슘 및 마그네슘 함유용액에서 칼슘 및 마그네슘의 선택적 분리방법, 상기 분리방법에 의해 얻어진 칼슘옥살레이트 및 마그네슘옥살레이트, 및 상기 옥살레이트들로부터 얻어진 칼슘옥사이드 및 마그네슘옥사이드 Download PDFInfo
- Publication number
- KR101361045B1 KR101361045B1 KR1020110094667A KR20110094667A KR101361045B1 KR 101361045 B1 KR101361045 B1 KR 101361045B1 KR 1020110094667 A KR1020110094667 A KR 1020110094667A KR 20110094667 A KR20110094667 A KR 20110094667A KR 101361045 B1 KR101361045 B1 KR 101361045B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- calcium
- oxalate
- magnesium
- solution
- reaction solution
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
- C01F5/00—Compounds of magnesium
- C01F5/02—Magnesia
- C01F5/06—Magnesia by thermal decomposition of magnesium compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/52—Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
- C01F11/00—Compounds of calcium, strontium, or barium
- C01F11/02—Oxides or hydroxides
- C01F11/04—Oxides or hydroxides by thermal decomposition
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/58—Treatment of water, waste water, or sewage by removing specified dissolved compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C51/00—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides
- C07C51/42—Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
Abstract
본 발명은 분리방법에 대한 것으로, 보다 구체적으로는 칼슘이온 및 마그네슘이온이 공존하여 존재하는 용액에서 칼슘 및 마그네슘을 선택적으로 각각 분리할 수 있는 칼슘 및 마그네슘 함유용액에서 칼슘 및 마그네슘의 선택적 분리방법, 상기 분리방법에 의해 얻어진 칼슘옥살레이트 및 마그네슘옥살레이트, 및 상기 옥살레이트들로부터 얻어진 칼슘옥사이드 및 마그네슘옥사이드에 관한 것이다.
Description
본 발명은 칼슘 및 마그네슘 분리방법에 대한 것으로, 보다 구체적으로는 칼슘이온 및 마그네슘이온이 공존하여 존재하는 용액에서 칼슘 및 마그네슘을 선택적으로 각각 분리할 수 있는 칼슘 및 마그네슘 함유용액에서 칼슘 및 마그네슘의 선택적 분리방법, 상기 분리방법에 의해 얻어진 칼슘옥살레이트 및 마그네슘옥살레이트, 및 상기 옥살레이트들로부터 얻어진 칼슘옥사이드 및 마그네슘옥사이드에 관한 것이다.
현재 마그네슘화합물은 철강이나 알루미늄과 같은 금속들에 합금원소 및 내화재로서 사용되어 지는데 마그네슘화합물은 전 세계적으로 돌로마이트, 마그네사이트와 같이 광석을 처리하여 제조 하는 방법과 해수로부터 마그네슘화합물을 제조하는 방법이 있다.
마그네슘은 해수 중에 Mg2+ 이온으로 존재하는데 마그네슘은 수용액 내에서 pH가 높아지면 Mg(OH)2 침전물이 형성한다. 이러한 성질을 이용하여 해수로부터 마그네슘을 회수하는 방법으로는 주로 소석회, 암모니아, 수산화나트륨을 넣어 Mg(OH)2로 침전 시킨 후 분리하는 방법을 사용한다. 이 경우 Mg(OH)2의 입자가 작아 고액분리가 매우 어려우며, 해수내의 칼슘과 선택적으로 분리가 이루어지지 않는다는 문제가 발생한다.
또한, 돌로마이트 및 마그네사이트로 부터 마그네슘옥사이드을 제조 하는 방법으로는 돌로마이트 및 마그네사이트를 산화마그네슘과 산화칼슘으로 배소 후 해수 및 염산을 이용하여 염화마그네슘을 제조 후 결정수 제거를 한다. 상기 방법 또한 염화마그네슘 제조 중 산화칼슘의 선택적 분리가 이루어지지 않으며, 결정수 제거와 같은 공정이 필요로 하여 경제성이 떨어진다.
더욱이 이와 같은 방법들은 칼슘과 마그네슘의 선택적 분리가 이루어지지 않아 칼슘의 회수가 불가하며, 마그네슘화합물만을 얻고자 하여도 제조과정이 복잡해진다는 문제점이 존재하였다.
본 발명자들은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 연구 노력한 결과 칼슘과 마그네슘이 용해된 용액으로부터 칼슘과 마그네슘을 선택적으로 분리할 수 있는 방법을 개발함으로써 본 발명을 완성하였다.
따라서, 본 발명의 목적은 칼슘이온 및 마그네슘이온이 공존하여 존재하는 용액에서 칼슘 및 마그네슘을 선택적으로 각각 분리할 수 있으므로 종래기술에서 최종산물로 마그네슘화합물을 얻고자하는 하는 경우 불순물로 버려지는 칼슘까지도 칼슘옥살레이트 및/또는 칼슘옥사이드로 회수할 수 있어 자원의 고부가가치를 창출할 수 있는 칼슘 및 마그네슘의 선택적 분리방법, 그 분리방법에 의해 얻어진 칼슘옥살레이트 및 마그네슘옥살레이트, 및 상기 옥살레이트들로부터 얻어진 칼슘옥사이드 및 마그네슘옥사이드을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 종래기술과 비교하여 비교적 간단한 공정으로 마그네슘화합물을 제조할 수 있을 뿐만 아니라 칼슘화합물까지 제조할 수 있으므로 공정의 축소에 따른 경제성이 향상된 칼슘 및 마그네슘의 선택적 분리방법, 그 분리방법에 의해 얻어진 칼슘옥살레이트 및 마그네슘옥살레이트, 및 상기 옥살레이트들로부터 얻어진 칼슘옥사이드 및 마그네슘옥사이드을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상술된 본 발명의 목적을 달성하기 위해, 먼저, 본 발명은 칼슘 및 마그네슘 함유 원료용액에 옥살레이트 용액을 첨가하여 칼슘옥살레이트 및 마그네슘옥살레이트가 용해된 제1반응용액을 얻는 단계; 상기 제1반응용액의 pH를 조절하여 칼슘옥살레이트를 침전시키는 칼슘침전단계; 및 상기 침전된 칼슘옥살레이트를 분리하는 칼슘분리단계를 포함하는 칼슘 및 마그네슘 함유용액에서 칼슘 및 마그네슘의 선택적 분리방법을 제공한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 옥살레이트 용액은 상기 원료용액에 함유된 칼슘과 옥살레이트의 몰비가 1:6~12가 되도록 첨가된다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 옥살레이트 용액이 옥살산 용액이 아닌 경우 상기 제1반응용액의 pH를 0.5 미만으로 조절하는 단계를 더 포함한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 칼슘침전단계는 상기 제1반응용액의 pH를 0.5보다 크고 2보다 작은 범위로 조절하는 단계 및 조절된 pH를 침전 반응이 일어나는 동안 유지하는 단계를 포함한다.
또한, 본 발명은 상술된 분리방법으로 분리된 것을 특징으로 하는 칼슘옥살레이트를 제공한다.
또한, 본 발명은 상술된 분리방법으로 얻어진 칼슘옥살레이트를 고온에서 배소하여 얻어진 것을 특징으로 하는 고순도 칼슘옥사이드를 제공한다.
또한, 본 발명은 칼슘 및 마그네슘 함유 원료용액에 옥살레이트 용액을 첨가하여 칼슘옥살레이트 및 마그네슘옥살레이트가 용해된 제1반응용액을 얻는 단계; 상기 제1반응용액의 pH를 조절하여 칼슘옥살레이트를 침전시키는 칼슘침전단계; 상기 침전된 칼슘옥살레이트를 분리하는 칼슘분리단계; 상기 칼슘분리단계가 수행되고 남은 제1반응용액의 잔류액에 옥살레이트 용액을 재첨가하여 제2반응용액을 얻는 단계; 상기 제2반응용액의 pH를 조절하여 마그네슘옥살레이트를 침전시키는 마그네슘침전단계; 및 상기 침전된 마그네슘옥살레이트를 분리하는 마그네슘분리단계를 포함하는 칼슘 및 마그네슘 함유용액에서 칼슘 및 마그네슘의 선택적 분리방법을 제공한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 제1 반응용액을 얻기 위해 첨가되는 옥살레이트 용액은 상기 원료용액에 함유된 칼슘과 옥살레이트의 몰비가 1:6~12가 되도록 첨가된다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 제1 반응용액을 얻기 위해 첨가되는 옥살레이트 용액이 옥살산 용액이 아닌 경우 상기 제1반응용액의 pH를 0.5 미만으로 조절하는 단계를 더 포함한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 칼슘침전단계는 상기 제1반응용액의 pH를 0.5보다 크고 2보다 작은 범위로 조절하는 단계 및 조절된 pH를 침전 반응이 일어나는 동안 유지하는 단계를 포함한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 제2 반응용액을 얻기 위해 재첨가되는 옥살레이트 용액은 상기 잔류액에 함유된 마그네슘과 옥살레이트의 몰비가 1: 1 ~ 1.5가 되도록 첨가된다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 마그네슘침전단계는 상기 제2반응용액의 pH를 2 내지 3의 범위로 조절하는 단계 및 조절된 pH를 침전 반응이 일어나는 동안 유지하는 단계를 포함한다.
또한, 본 발명은 상술된 분리방법으로 분리된 것을 특징으로 하는 마그네슘옥살레이트를 제공한다.
또한, 본 발명은 상술된 분리방법으로 분리된 마그네슘옥살레이트를 고온에서 배소하여 얻어진 것을 특징으로 하는 고순도 마그네슘옥사이드를 제공한다.
본 발명은 다음과 같은 우수한 효과를 갖는다.
먼저, 본 발명에 의하면 칼슘이온 및 마그네슘이온이 공존하여 존재하는 용액에서 칼슘 및 마그네슘을 선택적으로 각각 분리할 수 있으므로 종래기술에서 최종산물로 마그네슘화합물을 얻고자하는 하는 경우 불순물로 버려지는 칼슘까지도 칼슘옥살레이트 및/또는 칼슘옥사이드로 회수할 수 있어 자원의 고부가가치를 창출할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면 종래기술과 비교하여 비교적 간단한 공정으로 마그네슘화합물을 제조할 수 있을 뿐만 아니라 칼슘화합물까지 제조할 수 있으므로 공정의 축소에 따른 경제성이 향상된다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따라 칼슘과 마그네슘이 함유된 용액을 출발물질로 하여 칼슘과 마그네슘을 칼슘옥살레이트 및 마그네슘옥살레이트 산물로 선택적으로 분리한 후, 칼슘옥사이드 및 마그네슘옥사이드를 제조하는 공정도 이다.
도 2는 0.012M Ca, 0.12M C(Ⅲ)에 대한 pH에 따른 분포도(pH-distribution) 이다.
도 3은 0.56M Mg, 0.67M C(Ⅲ)에 대한 pH에 따른 분포도(pH-distribution) 이다.
도 2는 0.012M Ca, 0.12M C(Ⅲ)에 대한 pH에 따른 분포도(pH-distribution) 이다.
도 3은 0.56M Mg, 0.67M C(Ⅲ)에 대한 pH에 따른 분포도(pH-distribution) 이다.
본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있는데 이 경우에는 단순한 용어의 명칭이 아닌 발명의 상세한 설명 부분에 기재되거나 사용된 의미를 고려하여 그 의미가 파악되어야 할 것이다.
이하, 첨부한 도면 및 바람직한 실시예들을 참조하여 본 발명의 기술적 구성을 상세하게 설명한다.
그러나, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화 될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐 본 발명을 설명하기 위해 사용되는 동일한 참조번호는 동일한 구성요소를 나타낸다.
본 발명의 기술적 특징은 칼슘이온 및 마그네슘이온이 동시에 공존하는 용액에 칼슘이온과 마그네슘이온을 선택적으로 각각 침전시킬 수 있는 pH범위를 이용하여 칼슘과 마그네슘을 선택적으로 분리할 수 있는 분리방법에 있다.
따라서, 본 발명의 칼슘 및 마그네슘 함유용액에서 칼슘 및 마그네슘의 선택적 분리방법은 칼슘 및 마그네슘 함유 원료용액에 옥살레이트 용액을 첨가하여 칼슘옥살레이트 및 마그네슘옥살레이트가 용해된 제1반응용액을 얻는 단계; 상기 제1반응용액의 pH를 조절하여 칼슘옥살레이트를 침전시키는 칼슘침전단계; 및 상기 침전된 칼슘옥살레이트를 분리하는 칼슘분리단계를 포함한다.
또한, 본 발명의 칼슘 및 마그네슘 함유용액에서 칼슘 및 마그네슘의 선택적 분리방법은 칼슘 및 마그네슘 함유 원료용액에 옥살레이트 용액을 첨가하여 칼슘옥살레이트 및 마그네슘옥살레이트가 용해된 제1반응용액을 얻는 단계; 상기 제1반응용액의 pH를 조절하여 칼슘옥살레이트를 침전시키는 칼슘침전단계; 상기 침전된 칼슘옥살레이트를 분리하는 칼슘분리단계; 상기 칼슘분리단계가 수행되고 남은 제1반응용액의 잔류액에 옥살레이트 용액을 재첨가하여 제2반응용액을 얻는 단계; 상기 제2반응용액의 pH를 조절하여 마그네슘옥살레이트를 침전시키는 마그네슘침전단계; 및 상기 침전된 마그네슘옥살레이트를 분리하는 마그네슘분리단계를 포함한다.
여기서, 칼슘 및 마그네슘 함유 원료용액은 해수, 돌로마이트 또는 마그네사이트의 배소 후 침출액, 해수담수화 과정에서 발생하는 고농축 해수를 포함하여 칼슘이온 및 마그네슘이온이 동시에 공존하는 용액일 수 있는데, 해수인 경우 pH가 통상 6-7이다. 또한 옥살레이트 용액은 해리 후 옥살산 이온, 및 옥살산을 생성하는 물질을 사용하는데, 예를 들어 옥살산(H2C2O4), 옥살산나트륨(Na2C2O4) 등 옥살레이트(C2O4 2-)기를 포함한 시약일 수 있다.
제1 반응용액을 얻기 위해 첨가되는 옥살레이트 용액은 원료용액에 함유된 칼슘과 옥살레이트의 몰비가 1:6~12가 되도록 첨가되는데, 몰비가 1:9∼11인 것이 바람직하다. 옥살레이트 용액의 첨가량이 상기 몰비의 범위보다 작은 경우 칼슘을 침전시켜 제거하는 시간이 길어지며, 상기 몰비의 범위보다 초과할 경우에는 pH가 너무 낮아지게 되어 향후 pH 조절을 위해 첨가해야할 염기성물질이 다량 요구되기 때문이다.
또한, 첨가되는 옥살레이트 용액이 옥살산이고 상술된 몰비로 첨가되는 경우 원료용액의 pH는 0.5미만으로 낮아진다. 따라서, 제1 반응용액을 얻기 위해 첨가되는 옥살레이트 용액이 옥살산 용액이 아닌 경우 제1반응용액의 pH를 0.5 미만으로 조절하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.
칼슘침전단계는 제1반응용액의 pH를 0.5보다 크고 2보다 작은 범위로 조절하는 단계 및 조절된 pH를 침전 반응이 일어나는 동안 유지하는 단계를 포함하는데, 도 2에 도시된 바와 같이 상기 pH범위 보다 낮으면 칼슘옥살레이트가 침전되지 않고 상기 pH범위를 초과하게 되면 마그네슘옥살레이트가 침전하여 칼슘옥살레이트의 품위가 낮아지게 되기 때문이다. 침전되는 칼슘옥살레이트의 품위를 보다 높이기 위해서는 제1반응용액의 pH가 1 내지 1.3 범위로 조절되어 유지되는 것이 보다 바람직하다.
칼슘분리단계에서 침전된 칼슘옥살레이트는 고액 분리를 통해 고순도 칼슘옥살레이트로 얻을 수 있다.
제2 반응용액을 얻기 위해 재첨가되는 옥살레이트 용액은 잔류액에 함유된 마그네슘과 옥살레이트의 몰비가 1: 1 ~ 1.5가 되도록 첨가되는데, 옥살레이트의 양은 칼슘과 반응 후 염수 안에 남은 옥살레이트의 양을 포함한다.
마그네슘침전단계는 제2반응용액의 pH를 2 내지 3의 범위로 조절하는 단계 및 조절된 pH를 침전 반응이 일어나는 동안 유지하는 단계를 포함하는데, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 pH범위를 벗어나게 되면 보다 낮으면 마그네슘옥살레이트가 침전되지 않고 상기 pH범위를 초과하게 되면 마그네슘옥살레이트가 효과적으로 침전되지 않기 때문이다.
마그네슘분리단계에서 침전된 마그네슘옥살레이트는 고액 분리를 통해 고순도 마그네슘옥살레이트로 얻을 수 있다.
이와 같은 분리방법에 의해 칼슘 및 마그네슘 이온이 동시에 공존하는 원료용액으로부터 칼슘옥살레이트를 먼저 분리한 후 마그네슘옥살레이트를 고품위로 분리할 수 있고, 분리된 칼슘옥살레이트 및 마그네슘옥살레이트를 각각 공지된 방법에 따라 고온에서 배소하게 되면 고순도(99.9%의 순도)의 칼슘옥사이드 및 마그네슘옥사이드를 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따라 칼슘과 마그네슘이 함유된 용액을 출발물질로 하여 칼슘과 마그네슘을 칼슘옥살레이트 및 마그네슘옥살레이트 산물로 선택적으로 분리한 후, 고순도 칼슘옥사이드 및 마그네슘옥사이드를 제조하는 공정도 이다.
도 1을 참조하여 출발물질이 칼슘과 마그네슘이온이 동시에 공존하는 원료용인 경우 본 발명의 실시예들에 의한 칼슘 및 마그네슘 분리방법, 그 분리방법으로 얻어진 칼슘옥살레이트와 마그네슘옥살레이트, 및 고순도 칼슘옥사이드와 마그네슘옥사이드 제조방법을 구체적으로 설명한다.
실시예 1
칼슘옥살레이트 및 칼슘옥사이드 제조방법
(S10) 제1반응용액을 얻는 단계
칼슘이온과 마그네슘이온이 동시에 공존하는 원료용액 즉 칼슘, 마그네슘함유용액에 옥살레이트(C2O4 2-) 용액을 첨가하여 칼슘옥살레이트 및 마그네슘옥살레이트가 용해된 제1반응용액을 얻는 단계로, 본 실시예에서는 옥살레이트용액으로 옥살산을 사용하였다. 원료용액으로는 칼슘(0.48g/L)과 마그네슘(13.6g/L)이 농축된 염수를 사용하였는데, 염수 1L에 옥살산을 칼슘과 옥살레이트의 몰비가 1:10이 되도록 옥살산 15.1g을 물 30ml에 용해 후 얻어진 옥살산 용액을 첨가하여 교반하였다. 이와 같이 옥살산 용액 첨가 시 pH 6.9인 원료용액의 pH가 pH 0.13으로 낮아졌다.
(S20) 칼슘침전단계
제1반응용액의 pH를 조절하고, 유지하여 칼슘옥살레이트를 선택적으로 침전시키는 단계로, 본 실시예에서는 수산화나트륨을 이용하였다. 0.012M Ca, 0.12M C(Ⅲ)에 대한 pH에 따른 분포도(pH-distribution)를 나타낸 도 2의 그래프에서 알 수 있듯이 pH -0.5이상에서 칼슘이 칼슘옥살레이트로 침전하기 시작 하여 pH1 이상에서는 거의 대부분의 칼슘이 칼슘옥살레이트로 침전한다. 하지만 pH 2보다 높게 되면 마그네슘옥살레이트가 침전하게되어 칼슘옥살레이트에 불순물로 작용가능 하므로 pH 조절이 매우 중요하다.
도 2에 도시된 반응성에 의하여 수산화나트륨을 사용하여 적정 pH 1-1.3로 조절한 후 4시간 동안 적정 pH를 유지하였다. 이때 반응은 하기 반응식1과 같이 칼슘옥살레이트가 침전하며, 칼슘옥살레이트 침전과 함께 수소이온이 발생하여 pH가 감소하게 되므로 적정 pH유지를 위해서는 지속적인 수산화나트륨의 첨가가 필요하다.
[반응식1]
Ca2+ + H2C2O4 → CaC2O4 + 2H+
(S30) 칼슘분리단계(고순도 칼슘옥살레이트 회수)
제1반응 용액에서 침전된 칼슘옥살레이트는 고액 분리를 통해 고순도 칼슘옥살레이트를 얻을 수 있다.
(S80) 고순도 칼슘옥사이드 제조
S30에서 얻어진 고순도 칼슘옥살에이트를 고온에서 배소하여 고순도 칼슘옥사이드(CaO)를 제조하였다. 이 때 칼슘옥사이드의 순도는 99.9%였다.
실시예 2
칼슘옥살레이트 및 칼슘옥사이드와 마그네슘옥살레이트 및 마그네슘옥사이드 제조방법
실시예1에서 수행된 것과 동일하게 S10 내지 S30을 수행하였다.
(S40) 제2반응용액을 얻는 단계
칼슘분리단계(S30)를 수행한 후, 마그네슘의 선택적 침전을 위해 남은 제1반응용액의 잔류액에 옥살레이트(C2O4 2-)용액을 재 첨가하는 단계로, 칼슘이 제거된 잔류액에 마그네슘과 옥살레이트의 몰비가 1:1.2이 되도록 옥살산 용액을 첨가한다. 이때 첨가되는 옥살산 용액의 양은 칼슘과 반응 후 잔류액에 남은 옥살레이트의 양을 뺀 나머지 71g을 물 150ml에 용해 후 첨가 하였다.
(S50) 마그네슘 침전단계
제2반응용액의 pH를 조절하고, 유지하여 마그네슘옥살레이트를 선택적으로 침전시키는 단계로, 본 실시예에서도 수산화나트륨을 이용하였다. 0.56M Mg, 0.67M C(Ⅲ)에 대한 pH에 따른 분포도(pH-distribution)를 나타낸 도 3의 그래프에서 알 수 있듯이 pH 2∼3에서 마그네슘이 마그네슘옥살레이트로 거의 대부분 침전한다.
이와 같은 반응성을 고려하여 제2반응용액의 pH를 적정 pH 2∼3으로 조절하고 유지하기 위해 수산화나트륨을 첨가하여 pH를 2.5로 조절한 후 2시간 동안 적정 pH를 유지하였다. 이때 반응은 하기 반응식2와 같이 마그네슘옥살레이트가 침전하며, 마그네슘옥살레이트 침전과 함께 수소이온이 발생하여 pH가 감소하게 되므로 적정 pH유지를 위해서는 지속적인 수산화나트륨의 첨가가 필요하였다.
[반응식2]
Mg2+ + H2C2O4 → MgC2O4 + 2H+
(S60) 마그네슘 분리단계(고순도 마그네슘옥살레이트 회수)
제2반응 용액에서 침전된 마그네슘옥살레이트는 고액 분리를 통해 고순도 마그네슘옥살레이트를 얻을 수 있다.
(S70) 고순도 마그네슘옥사이드 제조
S60에서 얻어진 고순도 마그네슘옥살에이트를 고온에서 배소하여 고순도 마그네슘옥사이드(MgO)를 제조하였다. 이 때 마그네슘옥사이드의 순도는 99.9%였다.
본 발명은 이상에서 살펴본 바와 같이 바람직한 실시 예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시 예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.
Claims (14)
- 칼슘 및 마그네슘 함유 원료용액에 옥살레이트 용액을 첨가하여 칼슘옥살레이트 및 마그네슘옥살레이트가 용해된 제1반응용액을 얻는 단계;
상기 제1반응용액의 pH를 조절하여 칼슘옥살레이트를 침전시키는 칼슘침전단계; 및
상기 침전된 칼슘옥살레이트를 분리하는 칼슘분리단계;를 포함하는데,
상기 칼슘침전단계는 상기 제1반응용액의 pH를 0.5보다 크고 2보다 작은 범위로 조절하는 단계 및 조절된 pH를 침전 반응이 일어나는 동안 유지하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 칼슘 및 마그네슘 함유용액에서 칼슘 및 마그네슘의 선택적 분리방법.
- 제 1 항에 있어서,
상기 옥살레이트 용액은 상기 원료용액에 함유된 칼슘과 옥살레이트의 몰비가 1:6~12가 되도록 첨가되는 것을 특징으로 하는 칼슘 및 마그네슘 함유용액에서 칼슘 및 마그네슘의 선택적 분리방법.
- 칼슘 및 마그네슘 함유 원료용액에 옥살레이트 용액을 첨가하여 칼슘옥살레이트 및 마그네슘옥살레이트가 용해된 제1반응용액을 얻는 단계;
상기 제1반응용액의 pH를 조절하여 칼슘옥살레이트를 침전시키는 칼슘침전단계; 및
상기 침전된 칼슘옥살레이트를 분리하는 칼슘분리단계;를 포함하는데,
상기 제1 반응용액을 얻기 위해 첨가되는 옥살레이트 용액이 옥살산 용액이면 상기 제1반응용액의 pH는 0.5 미만인 것을 특징으로 하는 칼슘 및 마그네슘 함유용액에서 칼슘 및 마그네슘의 선택적 분리방법.
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 칼슘 및 마그네슘 함유 원료용액에 옥살레이트 용액을 첨가하여 칼슘옥살레이트 및 마그네슘옥살레이트가 용해된 제1반응용액을 얻는 단계;
상기 제1반응용액의 pH를 조절하여 칼슘옥살레이트를 침전시키는 칼슘침전단계;
상기 침전된 칼슘옥살레이트를 분리하는 칼슘분리단계;
상기 칼슘분리단계가 수행되고 남은 제1반응용액의 잔류액에 옥살레이트 용액을 재첨가하여 제2반응용액을 얻는 단계;
상기 제2반응용액의 pH를 조절하여 마그네슘옥살레이트를 침전시키는 마그네슘침전단계; 및
상기 침전된 마그네슘옥살레이트를 분리하는 마그네슘분리단계를 포함하는데,
상기 칼슘침전단계는 상기 제1반응용액의 pH를 0.5보다 크고 2보다 작은 범위로 조절하는 단계 및 조절된 pH를 침전 반응이 일어나는 동안 유지하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 칼슘 및 마그네슘 함유용액에서 칼슘 및 마그네슘의 선택적 분리방법.
- 제 7 항에 있어서,
상기 제1 반응용액을 얻기 위해 첨가되는 옥살레이트 용액은 상기 원료용액에 함유된 칼슘과 옥살레이트의 몰비가 1:6~12가 되도록 첨가되는 것을 특징으로 하는 칼슘 및 마그네슘 함유용액에서 칼슘 및 마그네슘의 선택적 분리방법.
- 칼슘 및 마그네슘 함유 원료용액에 옥살레이트 용액을 첨가하여 칼슘옥살레이트 및 마그네슘옥살레이트가 용해된 제1반응용액을 얻는 단계;
상기 제1반응용액의 pH를 조절하여 칼슘옥살레이트를 침전시키는 칼슘침전단계;
상기 침전된 칼슘옥살레이트를 분리하는 칼슘분리단계;
상기 칼슘분리단계가 수행되고 남은 제1반응용액의 잔류액에 옥살레이트 용액을 재첨가하여 제2반응용액을 얻는 단계;
상기 제2반응용액의 pH를 조절하여 마그네슘옥살레이트를 침전시키는 마그네슘침전단계; 및
상기 침전된 마그네슘옥살레이트를 분리하는 마그네슘분리단계를 포함하는데,
상기 제1 반응용액을 얻기 위해 첨가되는 옥살레이트 용액이 옥살산 용액이면 상기 제1반응용액의 pH는 0.5 미만인 것을 것을 특징으로 하는 칼슘 및 마그네슘 함유용액에서 칼슘 및 마그네슘의 선택적 분리방법.
- 삭제
- 제 7 항에 있어서,
상기 제2 반응용액을 얻기 위해 재첨가되는 옥살레이트 용액은 상기 잔류액에 함유된 마그네슘과 옥살레이트의 몰비가 1: 1 ~ 1.5가 되도록 첨가되는 것을 특징으로 하는 칼슘 및 마그네슘 함유용액에서 칼슘 및 마그네슘의 선택적 분리방법.
- 칼슘 및 마그네슘 함유 원료용액에 옥살레이트 용액을 첨가하여 칼슘옥살레이트 및 마그네슘옥살레이트가 용해된 제1반응용액을 얻는 단계;
상기 제1반응용액의 pH를 조절하여 칼슘옥살레이트를 침전시키는 칼슘침전단계;
상기 침전된 칼슘옥살레이트를 분리하는 칼슘분리단계;
상기 칼슘분리단계가 수행되고 남은 제1반응용액의 잔류액에 옥살레이트 용액을 재첨가하여 제2반응용액을 얻는 단계;
상기 제2반응용액의 pH를 조절하여 마그네슘옥살레이트를 침전시키는 마그네슘침전단계; 및
상기 침전된 마그네슘옥살레이트를 분리하는 마그네슘분리단계를 포함하는데,
상기 마그네슘침전단계는 상기 제2반응용액의 pH를 2 내지 3의 범위로 조절하는 단계 및 조절된 pH를 침전 반응이 일어나는 동안 유지하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 칼슘 및 마그네슘 함유용액에서 칼슘 및 마그네슘의 선택적 분리방법.
- 삭제
- 삭제
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020110094667A KR101361045B1 (ko) | 2011-09-20 | 2011-09-20 | 칼슘 및 마그네슘 함유용액에서 칼슘 및 마그네슘의 선택적 분리방법, 상기 분리방법에 의해 얻어진 칼슘옥살레이트 및 마그네슘옥살레이트, 및 상기 옥살레이트들로부터 얻어진 칼슘옥사이드 및 마그네슘옥사이드 |
| AU2013200065A AU2013200065A1 (en) | 2011-09-20 | 2012-09-13 | Method of selectively separating calcium and magnesium from solution containing calcium and magnesium, calcium oxalate and magnesium oxalate obtaind by the method, and calcium oxide and magnesium oxide obtained from the oxalates |
| PCT/KR2012/007327 WO2013042897A2 (ko) | 2011-09-20 | 2012-09-13 | 칼슘 및 마그네슘 함유용액에서 칼슘 및 마그네슘의 선택적 분리방법, 상기 분리방법에 의해 얻어진 칼슘옥살레이트 및 마그네슘옥살레이트, 및 상기 옥살레이트들로부터 얻어진 칼슘옥사이드 및 마그네슘옥사이드 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020110094667A KR101361045B1 (ko) | 2011-09-20 | 2011-09-20 | 칼슘 및 마그네슘 함유용액에서 칼슘 및 마그네슘의 선택적 분리방법, 상기 분리방법에 의해 얻어진 칼슘옥살레이트 및 마그네슘옥살레이트, 및 상기 옥살레이트들로부터 얻어진 칼슘옥사이드 및 마그네슘옥사이드 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20130031018A KR20130031018A (ko) | 2013-03-28 |
| KR101361045B1 true KR101361045B1 (ko) | 2014-02-11 |
Family
ID=47914993
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020110094667A KR101361045B1 (ko) | 2011-09-20 | 2011-09-20 | 칼슘 및 마그네슘 함유용액에서 칼슘 및 마그네슘의 선택적 분리방법, 상기 분리방법에 의해 얻어진 칼슘옥살레이트 및 마그네슘옥살레이트, 및 상기 옥살레이트들로부터 얻어진 칼슘옥사이드 및 마그네슘옥사이드 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101361045B1 (ko) |
| AU (1) | AU2013200065A1 (ko) |
| WO (1) | WO2013042897A2 (ko) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101663515B1 (ko) * | 2015-01-08 | 2016-10-07 | 전남대학교산학협력단 | 고순도 하이드레이트 마그네슘 카보네이트의 제조방법 |
| KR102167544B1 (ko) | 2019-02-11 | 2020-10-19 | 한국남동발전 주식회사 | 해수를 이용한 칼슘옥살레이트 제조방법 |
| KR102280171B1 (ko) | 2019-05-24 | 2021-07-21 | 주식회사 나노텍세라믹스 | 해수에서 칼슘 및 마그네슘의 분리방법 |
| KR102373058B1 (ko) * | 2019-12-30 | 2022-03-10 | 한국세라믹기술원 | 액상 초크 조성물 및 이의 제조방법 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4303624A (en) * | 1980-09-12 | 1981-12-01 | Olin Corporation | Purification of alkali metal chloride brines |
| KR100429450B1 (ko) * | 1998-04-15 | 2004-05-03 | 로드 빌딩 인터내셔널 (바베이도스) 리미티드 | 토양의 공학적 성질을 향상시키는 화학제 |
| KR100584112B1 (ko) * | 1998-04-01 | 2006-05-30 | 쥐드-케미 닛산 캐털리스츠 인코포레이티드 | 적어도 철, 알칼리 금속 및 귀금속을 포함하는 탈수소 촉매 |
| KR100886737B1 (ko) * | 2008-09-03 | 2009-03-04 | 주식회사두합크린텍 | 연탄재를 이용한 수질정화용 기능성 메디아 및 그 제조 방법 |
-
2011
- 2011-09-20 KR KR1020110094667A patent/KR101361045B1/ko active IP Right Grant
-
2012
- 2012-09-13 AU AU2013200065A patent/AU2013200065A1/en not_active Abandoned
- 2012-09-13 WO PCT/KR2012/007327 patent/WO2013042897A2/ko active Application Filing
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4303624A (en) * | 1980-09-12 | 1981-12-01 | Olin Corporation | Purification of alkali metal chloride brines |
| KR100584112B1 (ko) * | 1998-04-01 | 2006-05-30 | 쥐드-케미 닛산 캐털리스츠 인코포레이티드 | 적어도 철, 알칼리 금속 및 귀금속을 포함하는 탈수소 촉매 |
| KR100429450B1 (ko) * | 1998-04-15 | 2004-05-03 | 로드 빌딩 인터내셔널 (바베이도스) 리미티드 | 토양의 공학적 성질을 향상시키는 화학제 |
| KR100886737B1 (ko) * | 2008-09-03 | 2009-03-04 | 주식회사두합크린텍 | 연탄재를 이용한 수질정화용 기능성 메디아 및 그 제조 방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2013042897A2 (ko) | 2013-03-28 |
| AU2013200065A1 (en) | 2013-04-04 |
| KR20130031018A (ko) | 2013-03-28 |
| WO2013042897A3 (ko) | 2013-05-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA3054748C (en) | Method for producing lithium hydroxide from lithium-containing ore | |
| CN105132720B (zh) | 一种分步沉淀回收离子吸附型稀土矿浸出液中稀土的方法 | |
| CA2868086C (en) | Method for producing high-purity nickel sulfate | |
| JP5694847B2 (ja) | 高純度炭酸カルシウムの製造方法 | |
| US20190048437A1 (en) | Recovery of cesium from epithermal mineral deposits | |
| KR101361045B1 (ko) | 칼슘 및 마그네슘 함유용액에서 칼슘 및 마그네슘의 선택적 분리방법, 상기 분리방법에 의해 얻어진 칼슘옥살레이트 및 마그네슘옥살레이트, 및 상기 옥살레이트들로부터 얻어진 칼슘옥사이드 및 마그네슘옥사이드 | |
| JP2014144877A (ja) | 高純度硫酸ニッケルの製造方法、及びニッケルを含む溶液からの不純物元素除去方法 | |
| KR20070095439A (ko) | 세슘 히드록사이드 용액을 제조하는 방법 | |
| JP2008231478A (ja) | スコロダイトの製造方法 | |
| RU2013157943A (ru) | Способ получения гематита | |
| SK285016B6 (sk) | Spôsob výroby céznej soli | |
| KR101663515B1 (ko) | 고순도 하이드레이트 마그네슘 카보네이트의 제조방법 | |
| JP5867710B2 (ja) | 高純度硫酸ニッケルの製造方法、及びニッケルを含む溶液からの不純物元素除去方法 | |
| JP6090394B2 (ja) | 酸化スカンジウムの製造方法 | |
| CN113677813A (zh) | 锂回收和纯化 | |
| EA014448B1 (ru) | Способ промышленной очистки исходного потока титана | |
| CN115466854B (zh) | 一种锂矿石综合提取方法 | |
| JP5106488B2 (ja) | 炭酸マンガンの製造方法 | |
| KR101865262B1 (ko) | Edta를 이용한 고순도 흑연 정제방법 | |
| JP4778111B1 (ja) | 水酸化マグネシウム及びその製造方法 | |
| TW202300460A (zh) | 硫酸鈷之製造方法 | |
| JP7359059B2 (ja) | カドミウム水酸化物の製造方法 | |
| KR101826605B1 (ko) | 고순도 염화마그네슘 수용액 제조를 위한 마그네사이트의 처리방법 | |
| JP2001097716A (ja) | Ｇａの分離濃縮方法 | |
| JP2008208002A (ja) | タンタルの回収方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20161228 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20180102 Year of fee payment: 5 |