KR101392179B1 - Recovery method of platinum group metal and apparatus for recovering platinum group metal - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a method and an apparatus for recovering platinum group metals, and the method includes the steps of: dissolving platinum group metals through leaching in aqua regia or electroleaching of scraps containing platinum and rhodium or waste fire bricks containing platinum and rhodium; allowing the leaching liquid where the platinum group metals are leached and dissolved to be passed through an ion exchange column in which a negative ion exchange resin is filled so that platinum adheres to the negative ion exchange resin; burning the negative ion exchange resin to which platinum adheres; leaching and dissolving platinum from the burned result material; heating and evaporating the dissolved result material to conduct denitrification; and reducing the result material after the denitrification to obtain sediments therefrom and conducting a calcination process of the sediments to recovery platinum, conducting substitution reaction of the result material after the denitrification by using oxidation/reduction potential difference to recovery platinum, or conducting electrochemical recovery process of the result material after the denitrification to recovery platinum. According to the present invention, the method and apparatus can reduce the amounts of acid and energy consumption used in the continuous leaching process of the platinum group metals contained in the scraps containing platinum and rhodium or in the waste fire bricks containing platinum and rhodium, decrease the amounts of waste water and waste acid containing lead, and diminish the amount of waste gas containing NOx, thus effectively separating and refining a large amount of platinum group metals.

Description

백금족 금속의 회수방법 및 이에 사용되는 백금족 금속의 회수장치{Recovery method of platinum group metal and apparatus for recovering platinum group metal}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of recovering a platinum group metal and a method of recovering a platinum group metal used therefor,

본 발명은 백금족 금속의 회수방법 및 이에 사용되는 백금족 금속의 회수장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 백금과 로듐을 포함하는 스크랩이나 백금과 로듐을 포함하는 폐 내화벽돌에 함유된 백금족 금속을 연속 공정을 통하여 침출 과정에서 사용되는 산의 양과 에너지 소비를 줄이고, 납을 함유한 폐수 및 폐산의 발생을 줄일 수 있으며, NOx를 함유한 폐가스 발생을 줄여 많은 양의 백금족 금속을 효과적으로 분리 정제할 수 있는 백금족 금속의 회수방법 및 이에 사용되는 백금족 금속의 회수장치에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for recovering a platinum group metal and an apparatus for recovering a platinum group metal used therefor and more particularly to a method for recovering a platinum group metal contained in scrap containing platinum and rhodium, , It is possible to reduce the amount of acid and energy consumed in the leaching process, reduce the generation of wastewater containing lead and waste acid, reduce the generation of waste gas containing NOx, and effectively remove and refine a large amount of platinum group metal To a method of recovering metals and a recovering apparatus for recovering platinum group metals used therefor.

백금족 금속(Platinum Group Metal; PGM)은 루테늄(Ru), 로듐(Rh), 팔라듐(Pd), 오스뮴(Os), 이리듐(Ir), 백금(Pt)을 포함하는 6원소의 총칭을 말한다. 백금족 금속(PGM)은 녹는점이 높고 비중이 큰 우수한 물리적 성질뿐만 아니라, 산 또는 알칼리에 침식되지 않고, 화학적으로 비활성이기 때문에 자동차 배기가스 정화용 촉매, 석유·화학산업 분야, 전극재료, 디스플레이 산업관련 재료 등의 여러 분야에서 다양한 용도로 사용되고 있으며, 최근 들어 그 수요가 급증하고 있는 추세이다. Platinum Group Metal (PGM) refers to a generic term of six elements including ruthenium (Ru), rhodium (Rh), palladium (Pd), osmium (Os), iridium (Ir) and platinum (Pt). In addition to excellent physical properties with high melting point and high specific gravity, platinum group metals (PGM) are not eroded by acids or alkalis and chemically inert. Therefore, they are used in automobile exhaust gas purification catalysts, petroleum and chemical industries, And the like. Recently, the demand has been rapidly increasing.

그러나, 이러한 백금족 금속은 매장량이 한정되어 있기 때문에, 자동차촉매부품, 정유정제부품 또는 전자제품 등의 폐자재로부터 귀금속을 회수하는 공정 및 장치에 대한 연구가 활발히 진행되어 왔고, 국내에서도 전자산업의 발달, 디스플레이 산업의 발달 및 수요증가에 따른 생산의 증가와 이에 따른 스크랩의 증가로 인하여 주재료 뿐만 아니라 공정에서 발생되는 폐자재로부터 보다 효율적이고, 경제적으로 백금족 금속을 추출하여 분리 정제하는 기술에 대한 요구가 대두되고 있다.However, since these platinum group metals have a limited amount of reserves, studies on processes and devices for recovering precious metals from waste materials such as automobile catalyst parts, oil stabilizer parts, and electronic products have actively been conducted, and the development of the electronic industry , The demand for technology to extract platinum group metals efficiently and economically from the waste materials generated from the process as well as the main materials due to the increase of the production due to the development of the display industry and the increase of the scrap due to the increase of demand Is emerging.

폐자재로부터 백금족 금속을 회수하는 기술은 크게 고온 건식회수법과 습식회수법으로 대별할 수 있다. Techniques for recovering platinum group metals from waste materials can largely be divided into a high temperature dry recovery method and a wet recovery method.

고온 건식회수법의 경우 주로 선진국에서 사용하고 있으며, 소각, 플라즈마, 전기아크로 또는 용광로에서의 용융, 소결, 용해, 고온에서의 기상반응이 포함된다. 이 방법은 대용량 처리에 적합하지만 대형 용해로 운전에 따른 부피가 큰 슬래그의 발생 및 귀금속의 손실, 대기 오염의 문제점을 갖고 있다. The high temperature dry recovery method is mainly used in developed countries and includes melting, sintering, melting in a furnace, plasma, electric arc furnace, or gas phase reaction at a high temperature. Although this method is suitable for large capacity treatment, it has a problem of large volume slag, loss of precious metal and air pollution due to operation of large scale melting furnace.

습식회수법은 처리량이 적은 경우에 적합하며, 슬래그의 발생이 없고, 설치비가 작으나 폐수 발생의 문제점을 갖고 있다.The wet recovery method is suitable when the throughput is low, there is no occurrence of slag, and the installation cost is small, but it has a problem of generation of waste water.

백금족 금속 중에서 백금과 로듐은 유사한 화학적 성질을 가지고 있어 합금 형태로 존재하는 경우, 두 물질의 분리 및 정제에 상당히 어려운 점을 가지고 있다. 종래의 백금족 원소의 분리 정제에 대한 연구는 주로 한가지의 백금족 원소를 유기 금속화하여 용매를 이용하여 침전분리 시키는 용매침출(용매추출)에 의한 방법을 통해 기술적 발전을 이루어 왔다. Among the platinum group metals, platinum and rhodium have similar chemical properties and, when present in the form of an alloy, have considerable difficulties in separating and purifying the two materials. Conventional studies on the separation and purification of platinum group elements have been technologically advanced through a method of solvent leaching (solvent extraction) in which one kind of platinum group element is organometallized and separated by using a solvent.

하지만 용매추출법의 경우, 별도의 용매를 사용함은 물론이고 여러 차례의 반복적인 용매추출과정을 거쳐야 비로소 고순도의 백금족 금속을 얻을 수 있다는 단점을 가지고 있다.
However, in the case of the solvent extraction method, not only a separate solvent but also a repetitive solvent extraction process is required to obtain a high purity platinum group metal.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 백금과 로듐을 포함하는 스크랩이나 백금과 로듐을 포함하는 폐 내화벽돌에 함유된 백금족 금속을 연속 공정을 통하여 침출 과정에서 사용되는 산의 양과 에너지 소비를 줄이고, 납을 함유한 폐수 및 폐산의 발생을 줄일 수 있으며, NOx를 함유한 폐가스 발생을 줄여 많은 양의 백금족 금속을 효과적으로 분리 정제할 수 있는 백금족 금속의 회수방법 및 이에 사용되는 백금족 금속의 회수장치를 제공함에 있다.
SUMMARY OF THE INVENTION The object of the present invention is to reduce the amount of acid and energy consumed during the leaching process through continuous processing of scrap containing platinum and rhodium or platinum group metals contained in a pyrolytic brick containing platinum and rhodium, The present invention provides a method for recovering a platinum group metal capable of reducing the generation of wastewater and waste acid and capable of efficiently separating and purifying a large amount of platinum group metal by reducing the generation of waste gas containing NO x and a recovering apparatus for a platinum group metal used therein .

본 발명은, (a) 백금과 로듐을 포함하는 스크랩이나 백금과 로듐을 포함하는 폐 내화벽돌을 왕수 침출하거나 전해 침출하여 백금족 금속을 용해하는 단계와, (b) 백금족 금속이 침출되어 용해된 침출액을 강염기성 음이온교환수지가 충진된 이온교환컬럼을 통과시켜 백금을 음이온교환수지에 흡착하는 단계와, (c) 백금이 흡착된 음이온교환수지를 소각하는 단계와, (d) 소각된 결과물에서 백금을 침출 용해하는 단계와, (e) 용해된 결과물을 가열 증발시켜 탈질산 공정을 실시하는 단계 및 (f) 탈질산 공정을 거친 결과물을 환원 반응시켜 침전물을 얻고 상기 침전물을 하소하여 백금을 회수하거나, 탈질산 공정을 거친 결과물을 산화환원전위 차이를 이용하여 치환 반응을 통해 백금 금속으로 회수하거나, 탈질산 공정을 거친 결과물을 전해회수하여 백금을 회수하는 단계를 포함하는 백금족 금속의 회수방법을 제공한다. The present invention relates to a method for producing a leached refractory brick, comprising the steps of: (a) leaching or electrolytically leaching a scrap containing platinum and rhodium or a pyrolytic brick containing platinum and rhodium to dissolve the platinum group metal; (b) (C) incinerating the anion exchange resin adsorbed on the platinum; and (d) adsorbing platinum on the anion exchange resin in the incinerated product. (E) dissolving and dissolving the resulting product in a denitrifying process; and (f) subjecting the resultant obtained through the denitrification process to a reduction reaction to obtain a precipitate, calcining the precipitate to recover platinum , The result obtained through the denitrification process is recovered as a platinum metal through the substitution reaction using the difference of redox potentials, or the product obtained through the denitrification process is electrolytically recovered, And recovering the platinum group metal.

상기 백금족 금속의 회수방법은, 상기 (a) 단계 후 상기 (b) 단계 전에, 보다 정제된 백금을 회수하기 위하여 백금족 금속이 침출되어 용해된 침출액을 강산성 양이온교환수지가 충진된 양이온 제거용 컬럼을 통과시켜 양이온 불순물을 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다.The method for recovering the platinum group metal may further include a step of removing a cation exchange column packed with a strongly acidic cation exchange resin after the step (a) and before the step (b), in which the platinum group metal is leached and dissolved to recover more purified platinum And then removing the cationic impurities.

상기 백금족 금속의 회수방법은, 상기 (b) 단계 후 상기 (c) 단계 전에, 상기 이온교환컬럼을 통과한 침출액을 강산성 양이온교환수지가 충진된 양이온 제거용 컬럼을 통과시켜 양이온 불순물을 제거하는 단계 및 상기 양이온 제거용 컬럼을 통과한 침출액으로부터 로듐 이온을 회수하는 단계를 더 포함할 수 있다.The method for recovering the platinum group metal may include a step of removing the cation impurities by passing the leaching solution passed through the ion exchange column through the cation removal column packed with the strongly acidic cation exchange resin after the step (b) and before the step (c) And recovering rhodium ions from the leachate which has passed through the cation removal column.

상기 이온교환컬럼이 복수 개 연결되고, 백금의 회수율을 높이기 위해 상기 침출액을 복수 개의 이온교환컬럼을 연속적으로 통과시켜 백금이 음이온교환수지에 흡착되게 할 수 있다.A plurality of the ion exchange columns are connected, and the leach solution is continuously passed through a plurality of ion exchange columns so that the platinum is adsorbed on the anion exchange resin to increase the recovery rate of platinum.

상기 전해 침출에 필요한 침출액으로 염산(HCl)을 사용하고, 상기 염산(HCl)은 4∼12M의 농도인 것을 사용하며, 전해 침출 반응이 진행되는 동안 전극표면에서 전극과 전해액의 접촉을 방해하여 전해 침출의 효율 저하의 원인이 되는 수소 가스와 염소 가스를 제거하기 위하여, 교반기를 사용하여 침출액을 교반시켜 전해 침출조 내의 침출액을 순환시키고 전극 표면의 가스를 제거하면서 백금족 금속을 침출하며, 전해 침출 반응이 진행되는 동안 전해 침출의 효율 저하의 원인이 되는 수소 가스와 염소 가스의 발생으로 인한 침출액 내의 수소 이온과 염소 이온 농도의 감소를 방지하기 위하여 전해 침출조 내의 침출액과 침출액 저장조의 침출액을 전해 침출이 진행되는 동안 연속적으로 순환시키면서 침출액 저장조에 염산을 보충하여 백금족 금속을 침출할 수 있다.Hydrochloric acid (HCl) is used as the leaching solution necessary for the electrolytic leaching, and the hydrochloric acid (HCl) having a concentration of 4 to 12 M is used. During the electrolytic leaching reaction, In order to remove the hydrogen gas and the chlorine gas which cause the deterioration of the leaching efficiency, the leaching solution is stirred using an agitator to circulate the leaching solution in the electrolytic sedimentation tank, leaching the platinum group metal while removing the gas on the electrode surface, The electrolytic leaching of the leachate in the electrolytic sedimentation tank and the leachate storage tank is carried out in order to prevent the hydrogen ion and chlorine ion concentration in the leachate caused by the generation of hydrogen gas and chlorine gas, The leachate reservoir is replenished with hydrochloric acid to continuously leach platinum group metal can do.

상기 전해 침출을 위한 침출액은 pH가 1.5와 같거나 작게 유지되고, 상기 침출액의 pH 유지를 위해 pH 제어기를 제1 침출액 저장조에 부착하여 염산 저장조로부터 상기 제1 침출액 저장조로 정량적으로 염산이 공급되게 하고 침출액을 순환시키면서 침출액 저장조에 염산을 보충하여 백금족 금속을 침출할 수 있다.The pH of the leaching solution for electrolytic leaching is kept equal to or less than 1.5, and a pH controller is attached to the first leaching solution reservoir to maintain the pH of the leaching solution so that hydrochloric acid is supplied quantitatively from the hydrochloride storage tank to the first leaching solution reservoir The leachate is circulated while the leachate reservoir is replenished with hydrochloric acid to leach platinum group metals.

상기 (f) 단계에서, 상기 환원 반응을 위해 환원제로 염화암모늄(NH4Cl) 또는 히드라진(hydraznin, NH2NH2)를 사용하고, 상기 치환 반응을 위해 백금족 금속 보다 산화환원전위가 큰 아연(Zn) 또는 구리(Cu)를 사용할 수 있다.In step (f), ammonium chloride (NH 4 Cl) or hydrazin (NH 2 NH 2 ) is used as a reducing agent for the reduction reaction, and zinc Zn) or copper (Cu) can be used.

또한, 본 발명은, 백금족 금속을 침출하기 위한 침출 장치와, 상기 침출 장치의 침출조에 침출액을 공급하기 위한 제1 침출액 저장조와, 백금족 금속이 침출되어 용해된 침출액을 저장하기 위한 제2 침출액 저장조와, 백금족 금속이 침출되어 용해된 침출액을 상기 제2 침출액 저장조로부터 공급받고 백금을 흡착하기 위한 강염기성 음이온교환수지가 충진된 이온교환컬럼과, 상기 이온교환컬럼을 통과한 침출액을 공급받고 양이온 불순물을 흡착하여 제거하기 위한 강산성 양이온교환수지가 충진된 양이온 제거용 컬럼과, 상기 양이온 제거용 컬럼을 통과한 침출액을 저장하기 위한 정제액 저장조를 포함하는 것을 특징으로 하는 백금족 금속의 회수장치를 제공한다.The present invention also provides a leaching apparatus for leaching a platinum group metal, a first leaching solution reservoir for supplying the leaching solution into the leaching tank of the leaching apparatus, a second leaching solution reservoir for storing the leaching solution in which the platinum group metal is leached and dissolved, An ion exchange column filled with a strong basic anion exchange resin supplied from the second leachate storage tank for adsorbing platinum and a leached solution containing leached platinum group metal, A cation exchange column packed with a strongly acidic cation exchange resin to be adsorbed and removed, and a purified liquid storage tank for storing the leachate passed through the cation removal column.

상기 백금족 금속의 회수장치는, 상기 침출액의 pH 유지를 위해 상기 제1 침출액 저장조에 염산을 정량적으로 공급하기 위한 염산 저장조를 더 포함할 수 있고, 상기 침출 장치는 전해 침출 장치이고, 상기 전해 침출 장치는, 침출액을 저장하고 내산 특성을 갖는 전해 침출조와, 침출하려는 백금족 금속으로 이루어진 전극과, 교류전원을 공급하는 교류전원 공급부와, 상기 전극과 상기 교류전원 공급부를 연결하는 연결부와, 상기 전해 침출조 내부를 교반하기 위한 교반기를 포함할 수 있으며, 침출 반응이 진행되는 동안 전해 침출의 효율 저하의 원인이 되는 수소 가스와 염소 가스의 발생으로 인한 침출액 내의 수소 이온과 염소 이온 농도의 감소를 방지하기 위하여 상기 전해 침출조 내의 침출액과 상기 제1 침출액 저장조의 침출액을 전해 침출이 진행되는 동안 연속적으로 순환시키면서 상기 제1 침출액 저장조에 염산을 보충하며, 상기 침출액으로 염산(HCl)을 사용하고, 상기 염산(HCl)은 4∼12M의 농도인 것을 사용하며, 상기 전해 침출을 위한 침출액은 pH가 1.5와 같거나 작게 유지되는 것이 바람직하다. The apparatus for recovering a platinum group metal may further include a hydrochloric acid storage tank for quantitatively supplying hydrochloric acid to the first leachate reservoir for maintaining the pH of the leachate, wherein the leaching apparatus is an electrolytic leaching apparatus, An electrolytic leaching tank storing the leachate and having an acid resistance characteristic, an electrode made of a platinum group metal to be leached, an ac power supply for supplying ac power, a connection for connecting the electrode and the ac power supply, And an agitator for agitating the inside of the leachate. In order to prevent reduction of the hydrogen and chlorine ion concentrations in the leachate due to the generation of hydrogen gas and chlorine gas, which cause deterioration of electrolytic leaching efficiency during the leaching reaction, Wherein the electrolytic leaching solution in the electrolytic sedimentation tank and the leaching solution in the first leachate reservoir Hydrochloric acid (HCl) is used as the leaching solution, the hydrochloric acid (HCl) having a concentration of 4 to 12M is used while the leachate for electrolytic leaching The pH is preferably kept equal to or less than 1.5.

상기 이온교환컬럼이 복수 개 연결되고, 침출액의 유입을 선택적으로 차단하기 위하여 각 이온교환컬럼의 입력단에 체크밸브가 구비되며, 침출액의 유출을 선택적으로 차단하기 위하여 각 이온교환컬럼의 출력단에 체크밸브가 구비되고, 각 이온교환컬럼의 입력단과 출력단에 구비된 체크밸브를 통해 상기 침출액은 복수 개의 이온교환컬럼을 선택적으로 통과할 수 있게 구성되며, 상기 양이온 제거용 컬럼을 통과한 침출액을 상기 정제액 저장조에 선택적으로 공급하기 위한 체크밸브가 상기 양이온 제거용 컬럼의 출력단에 구비되고, 상기 양이온 제거용 컬럼을 통과한 침출액을 상기 제1 침출액 저장조에 공급하기 위한 체크밸브가 상기 양이온 제거용 컬럼의 출력단에 구비되며, 상기 양이온 제거용 컬럼을 통과한 침출액을 상기 제2 침출액 저장조에 공급하기 위한 체크밸브가 상기 양이온 제거용 컬럼의 출력단에 구비될 수 있다.A plurality of the ion exchange columns are connected to each other. A check valve is provided at an input end of each ion exchange column to selectively block the inflow of the leach solution. In order to selectively block the leakage of the leach solution, Wherein the leach solution is configured to selectively pass through a plurality of ion exchange columns through a check valve provided at an input end and an output end of each ion exchange column, A check valve for selectively supplying the leaching solution to the storage tank is provided at an output end of the column for removing cation and a check valve for supplying the leaching solution having passed through the column for removing cation to the leaching solution reservoir is connected to an output end And the leachate having passed through the column for removing a cation is introduced into the second leachate reservoir A check valve may be provided at an output end of the cation removal column.

또한, 본 발명은, 백금족 금속을 침출하기 위한 침출 장치와, 상기 침출 장치의 침출조에 침출액을 공급하기 위한 제1 침출액 저장조와, 백금족 금속이 침출되어 용해된 침출액을 저장하기 위한 제2 침출액 저장조와, 백금족 금속이 침출되어 용해된 침출액을 상기 제2 침출액 저장조로부터 공급받고 양이온 불순물을 흡착하여 제거하기 위한 강산성 양이온교환수지가 충진된 양이온 제거용 컬럼과, 상기 양이온 제거용 컬럼을 통과한 침출액을 공급받고 백금을 흡착하기 위한 강염기성 음이온교환수지가 충진된 이온교환컬럼과, 상기 이온교환컬럼을 통과한 침출액을 저장하기 위한 정제액 저장조를 포함하는 것을 특징으로 하는 백금족 금속의 회수장치를 제공한다.The present invention also provides a leaching apparatus for leaching a platinum group metal, a first leaching solution reservoir for supplying the leaching solution into the leaching tank of the leaching apparatus, a second leaching solution reservoir for storing the leaching solution in which the platinum group metal is leached and dissolved, A cation removal column filled with a strongly acidic cation exchange resin for receiving and leaching a leach solution containing leached platinum group metal from the second leachate reservoir and adsorbing and removing cationic impurities; An ion exchange column filled with a strongly basic anion exchange resin for adsorbing platinum, and a reflux liquid reservoir for storing the leached solution passed through the ion exchange column.

상기 백금족 금속의 회수장치는, 상기 침출액의 pH 유지를 위해 상기 제1 침출액 저장조에 염산을 정량적으로 공급하기 위한 염산 저장조를 더 포함할 수 있고, 상기 침출 장치는 전해 침출 장치이고, 상기 전해 침출 장치는, 침출액을 저장하고 내산 특성을 갖는 전해 침출조와, 침출하려는 백금족 금속으로 이루어진 전극과, 교류전원을 공급하는 교류전원 공급부와, 상기 전극과 상기 교류전원 공급부를 연결하는 연결부와, 상기 전해 침출조 내부를 교반하기 위한 교반기를 포함할 수 있으며, 침출 반응이 진행되는 동안 전해 침출의 효율 저하의 원인이 되는 수소 가스와 염소 가스의 발생으로 인한 침출액 내의 수소 이온과 염소 이온 농도의 감소를 방지하기 위하여 상기 전해 침출조 내의 침출액과 상기 제1 침출액 저장조의 침출액을 전해 침출이 진행되는 동안 연속적으로 순환시키면서 상기 제1 침출액 저장조에 염산을 보충하며, 상기 침출액으로 염산(HCl)을 사용하고, 상기 염산(HCl)은 4∼12M의 농도인 것을 사용하며, 상기 전해 침출을 위한 침출액은 pH가 1.5와 같거나 작게 유지되는 것이 바람직하다. The apparatus for recovering a platinum group metal may further include a hydrochloric acid storage tank for quantitatively supplying hydrochloric acid to the first leachate reservoir for maintaining the pH of the leachate, wherein the leaching apparatus is an electrolytic leaching apparatus, An electrolytic leaching tank storing the leachate and having an acid resistance characteristic, an electrode made of a platinum group metal to be leached, an ac power supply for supplying ac power, a connection for connecting the electrode and the ac power supply, And an agitator for agitating the inside of the leachate. In order to prevent reduction of the hydrogen and chlorine ion concentrations in the leachate due to the generation of hydrogen gas and chlorine gas, which cause deterioration of electrolytic leaching efficiency during the leaching reaction, Wherein the electrolytic leaching solution in the electrolytic sedimentation tank and the leaching solution in the first leachate reservoir Hydrochloric acid (HCl) is used as the leaching solution, the hydrochloric acid (HCl) having a concentration of 4 to 12M is used while the leachate for electrolytic leaching The pH is preferably kept equal to or less than 1.5.

상기 이온교환컬럼이 복수 개 연결되고, 침출액의 유입을 선택적으로 차단하기 위하여 각 이온교환컬럼의 입력단에 체크밸브가 구비되며, 침출액의 유출을 선택적으로 차단하기 위하여 각 이온교환컬럼의 출력단에 체크밸브가 구비되고, 각 이온교환컬럼의 입력단과 출력단에 구비된 체크밸브를 통해 상기 침출액은 복수 개의 이온교환컬럼을 선택적으로 통과할 수 있게 구성되며, 복수 개의 이온교환컬럼 중에서 최종단의 이온교환컬럼을 통과한 침출액을 상기 정제액 저장조에 선택적으로 공급하기 위한 체크밸브가 상기 최종단의 이온교환컬럼의 출력단에 구비되고, 복수 개의 이온교환컬럼 중에서 최종단의 이온교환컬럼을 통과한 침출액을 제1 침출액 저장조에 공급하기 위한 체크밸브가 상기 최종단의 이온교환컬럼의 출력단에 구비되며, 복수 개의 이온교환컬럼 중에서 최종단의 이온교환컬럼을 통과한 침출액을 제2 침출액 저장조에 공급하기 위한 체크밸브가 상기 최종단의 이온교환컬럼의 출력단에 구비되고, 복수 개의 이온교환컬럼 중에서 최종단의 이온교환컬럼을 통과한 침출액을 복수 개의 이온교환컬럼 중에서 첫째단의 이온교환컬럼에 공급하기 위한 체크밸브가 상기 최종단의 이온교환컬럼의 출력단에 구비될 수 있다.A plurality of the ion exchange columns are connected to each other. A check valve is provided at an input end of each ion exchange column to selectively block the inflow of the leach solution. In order to selectively block the leakage of the leach solution, The leach solution is configured to selectively pass through a plurality of ion exchange columns through a check valve provided at an input end and an output end of each ion exchange column, and the ion exchange column at the final stage among the plurality of ion exchange columns A check valve for selectively supplying the leached solution passed through the ion exchange column to the purification liquid storage tank is provided at the output end of the ion exchange column at the final stage and the leach solution having passed through the ion exchange column at the final stage among the plurality of ion exchange columns, A check valve for supplying the ion exchange column to the storage tank is provided at the output end of the ion exchange column at the final stage, A check valve for supplying the leachate having passed through the last stage ion exchange column out of the plurality of ion exchange columns to the second leachate reservoir is provided at the output end of the last stage ion exchange column, A check valve for supplying the leachate passed through the exchange column to the first stage ion exchange column among the plurality of ion exchange columns may be provided at the output end of the last stage ion exchange column.

상기 백금족 금속의 회수장치는, 상기 정제액 저장조에 저장된 액을 공급받아 로듐 이온을 로듐 금속으로 회수하기 위한 전해채취조와, 상기 정제액 저장조에 저장된 액을 상기 전해채취조로 이송하기 위한 펌프와, 상기 전해채취조 내의 전해채취액을 공급받는 전해채취액 저장조와, 상기 전해채취조 내의 전해채취액을 상기 전해채취액 저장조로 이송하기 위한 펌프를 더 포함할 수 있다.
The apparatus for recovering a platinum group metal may further include an electrolytic collection tank for receiving the solution stored in the purified solution storage tank and recovering rhodium ions to rhodium metal, a pump for transferring the solution stored in the purified solution storage tank to the electrolytic collection tank, An electrolytic harvesting liquid storage tank for receiving the electrolytic harvesting liquid in the electrolytic sampling tank and a pump for transferring the electrolytic harvesting liquid in the electrolytic sampling tank to the electrolytic harvesting liquid storage tank.

본 발명에 의하면, 백금(Pt)-로듐(Rh)과 같은 백금족 금속의 합금 스크랩이나 디스플레이 산업의 LCD(Liquid Crystal Display)용 고순도 유리제조를 위한 용융로 교체 시 발생하는 폐 내화벽돌에 함유된 백금족 금속을 연속 공정을 통하여 침출과정에서 사용되는 산의 양과 에너지 소비를 줄이고, 납을 함유한 폐수 및 폐산의 발생을 줄일 수 있으며, NOx를 함유한 폐가스 발생을 줄여 많은 양의 백금족 금속을 효과적으로 분리 정제할 수 있다.According to the present invention, it is possible to provide a platinum group metal alloy containing platinum group metal (Cr) contained in a refractory brick produced by scrap of an alloy of a platinum group metal such as platinum (Pt) - rhodium (Rh) or a melting furnace for producing a high purity glass for a liquid crystal display Can reduce the amount of acid and energy consumed in the leaching process, reduce the generation of wastewater and waste acid containing lead, reduce the generation of waste gas containing NOx, and effectively separate and refine large amounts of platinum group metals. .

또한, 본 발명에 의하면, 수명을 다한 용융로의 재설치 및 보수과정에서 발생하는 폐 내화벽돌 또는 백금-로듐 합금 시트의 스크랩을 공정비용 절감 및 환경부하 최소화를 통해 회수하여 국내 부존량이 적은 자원인 백금족 금속을 재활용함으로써 수입 대체 효과를 얻을 수 있다.
In addition, according to the present invention, scrap of waste refractory bricks or platinum-rhodium alloy sheets generated in the re-installation and maintenance of a melting furnace with a remaining lifetime can be recovered through a reduction in process cost and minimization of environmental load, The import substitution effect can be obtained.

도 1은 백금족 금속의 회수 방법을 보여주는 개념도이다.
도 2는 일 예에 따른 전해 침출 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 다른 예에 따른 전해 침출 장치의 일부를 상세하게 도시한 도면이다.
도 4는 백금족 금속의 회수장치에서 전해 침출 장치, 제1 침출액 저장조, 염산 저장조 및 항온 순환수조가 연결된 모습을 보여주는 도면이다.
도 5는 일 예에 따른 백금족 금속의 회수장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6은 다른 예에 따른 백금족 금속의 회수장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 7은 또 다른 예에 따른 백금족 금속의 회수장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
1 is a conceptual diagram showing a method for recovering a platinum group metal.
2 is a view schematically showing an electrolytic leaching apparatus according to an example.
3 is a view showing in detail a part of an electrolytic leaching apparatus according to another example.
FIG. 4 is a view showing a state where an electrolytic leaching apparatus, a first leachate storage tank, a hydrochloric acid storage tank, and a constant temperature circulation water tank are connected in a platinum group metal recovery apparatus.
FIG. 5 is a view schematically showing an apparatus for recovering a platinum group metal according to an example.
FIG. 6 is a view schematically showing an apparatus for recovering a platinum group metal according to another embodiment. FIG.
7 is a view schematically showing an apparatus for recovering a platinum group metal according to still another embodiment.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 그러나, 이하의 실시예는 이 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자에게 본 발명이 충분히 이해되도록 제공되는 것으로서 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 기술되는 실시예에 한정되는 것은 아니다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, it should be understood that the following embodiments are provided so that those skilled in the art will be able to fully understand the present invention, and that various modifications may be made without departing from the scope of the present invention. It is not. Wherein like reference numerals refer to like elements throughout.

이하에서, 왕수라 함은 염산과 질산의 혼합액을 의미하는 것으로 사용한다. Hereinafter, the term "royal" means a mixture of hydrochloric acid and nitric acid.

본 발명은 종래 기술의 문제점을 개선하여, LCD(Liquid Crystal Display)용 유리 용융로에 사용되는 백금-로듐 합금 시트(sheet) 또는 용융로의 폐 내화벽돌에 함유된 백금족 금속을 회수하는 방법을 제공하고자 한다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a method for recovering a platinum group metal contained in a platinum-rhodium alloy sheet or a refractory brick of a melting furnace for use in a glass melting furnace for an LCD (Liquid Crystal Display) .

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 백금족 금속의 회수방법은, (a) 백금과 로듐을 포함하는 스크랩이나 백금과 로듐을 포함하는 폐 내화벽돌을 왕수 침출하거나 전해 침출하여 백금족 금속을 용해하는 단계와, (b) 백금족 금속이 침출되어 용해된 침출액을 강염기성 음이온교환수지가 충진된 이온교환컬럼을 통과시켜 백금을 음이온교환수지에 흡착하는 단계와, (c) 백금이 흡착된 음이온교환수지를 소각하는 단계와, (d) 소각된 결과물에서 백금을 침출 용해하는 단계와, (e) 용해된 결과물을 가열 증발시켜 탈질산 공정을 실시하는 단계 및 (f) 탈질산 공정을 거친 결과물을 환원 반응시켜 침전물을 얻고 상기 침전물을 하소하여 백금을 회수하거나, 탈질산 공정을 거친 결과물을 산화환원전위 차이를 이용하여 치환 반응을 통해 백금 금속으로 회수하거나, 탈질산 공정을 거친 결과물을 전해회수하여 백금을 회수하는 단계를 포함한다. According to a preferred embodiment of the present invention, there is provided a method for recovering a platinum group metal, comprising the steps of: (a) leaching or electrolytically leaching scrap containing platinum and rhodium or a waste refractory brick containing platinum and rhodium to dissolve the platinum group metal; (b) adsorbing platinum on an anion exchange resin through an ion exchange column filled with a strongly basic anion exchange resin, (c) adsorbing the platinum adsorbed anion exchange resin on the anion exchange resin, and (D) leaching platinum out of the incinerated product; (e) performing a denitrification process by heating and evaporating the dissolved product; and (f) subjecting the resultant obtained through the denitrification process to a reduction reaction, The precipitate is calcined to recover platinum, or a product obtained through the denitrification step is recovered as a platinum metal through a substitution reaction using a redox potential difference, And recovering platinum by electrolytic recovery of the resultant product subjected to the denitrification process.

상기 백금족 금속의 회수방법은, 상기 (a) 단계 후 상기 (b) 단계 전에, 보다 정제된 백금을 회수하기 위하여 백금족 금속이 침출되어 용해된 침출액을 강산성 양이온교환수지가 충진된 양이온 제거용 컬럼을 통과시켜 양이온 불순물을 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다.The method for recovering the platinum group metal may further include a step of removing a cation exchange column packed with a strongly acidic cation exchange resin after the step (a) and before the step (b), in which the platinum group metal is leached and dissolved to recover more purified platinum And then removing the cationic impurities.

상기 백금족 금속의 회수방법은, 상기 (b) 단계 후 상기 (c) 단계 전에, 상기 이온교환컬럼을 통과한 침출액을 강산성 양이온교환수지가 충진된 양이온 제거용 컬럼을 통과시켜 양이온 불순물을 제거하는 단계 및 상기 양이온 제거용 컬럼을 통과한 침출액으로부터 로듐 이온을 회수하는 단계를 더 포함할 수 있다.The method for recovering the platinum group metal may include a step of removing the cation impurities by passing the leaching solution passed through the ion exchange column through the cation removal column packed with the strongly acidic cation exchange resin after the step (b) and before the step (c) And recovering rhodium ions from the leachate which has passed through the cation removal column.

상기 이온교환컬럼이 복수 개 연결되고, 백금의 회수율을 높이기 위해 상기 침출액을 복수 개의 이온교환컬럼을 연속적으로 통과시켜 백금이 음이온교환수지에 흡착되게 할 수 있다.A plurality of the ion exchange columns are connected, and the leach solution is continuously passed through a plurality of ion exchange columns so that the platinum is adsorbed on the anion exchange resin to increase the recovery rate of platinum.

상기 전해 침출에 필요한 침출액으로 염산(HCl)을 사용하고, 상기 염산(HCl)은 4∼12M의 농도인 것을 사용하며, 상기 전해 침출 반응이 진행되는 동안 전해 침출의 효율 저하의 원인이 되는 수소 가스와 염소 가스를 제거하기 위하여, 교반기를 사용하여 침출액을 교반시켜 전해 침출조 내의 침출액을 순환시키고 전극 표면의 가스를 제거하면서 백금족 금속을 침출하며, 상기 전해 침출 반응이 진행되는 동안 전해 침출의 효율 저하의 원인이 되는 수소 가스와 염소 가스의 발생으로 인한 침출액 내의 수소 이온과 염소 이온 농도의 감소를 방지하기 위하여 전해 침출조 내의 침출액과 침출액 저장조의 침출액을 전해 침출이 진행되는 동안 연속적으로 순환시키면서 침출액 저장조에 염산을 보충하여 백금족 금속을 침출할 수 있다.Hydrochloric acid (HCl) is used as the leaching solution necessary for the electrolytic leaching, and the hydrochloric acid (HCl) having a concentration of 4 to 12M is used. The hydrogen lease gas which causes deterioration of the electrolytic leaching efficiency during the electrolytic leaching reaction And chlorine gas is stirred using an agitator to circulate the leaching solution in the electrolytic sedimentation tank and to remove the gas on the surface of the electrode while leaching the platinum group metal and to reduce the efficiency of electrolytic leaching during the electrolytic leaching reaction In order to prevent the decrease of hydrogen ion and chlorine ion concentration in the leaching solution caused by the generation of hydrogen gas and chlorine gas which are the causes of hydrogen leaching and chlorine gas, the leach solution in the electrolytic sedimentation tank and the leachate storage tank are continuously circulated during electrolytic leaching, Can be supplemented with hydrochloric acid to leach platinum group metals.

상기 전해 침출을 위한 침출액은 pH가 1.5와 같거나 작게 유지되고, 상기 침출액의 pH 유지를 위해 pH 제어기를 제1 침출액 저장조에 부착하여 염산 저장조로부터 상기 제1 침출액 저장조로 정량적으로 염산이 공급되게 하고 침출액을 순환시키면서 침출액 저장조에 염산을 보충하여 백금족 금속을 침출할 수 있다.The pH of the leaching solution for electrolytic leaching is kept equal to or less than 1.5, and a pH controller is attached to the first leaching solution reservoir to maintain the pH of the leaching solution so that hydrochloric acid is supplied quantitatively from the hydrochloride storage tank to the first leaching solution reservoir The leachate is circulated while the leachate reservoir is replenished with hydrochloric acid to leach platinum group metals.

상기 (f) 단계에서, 상기 환원 반응을 위해 환원제로 염화암모늄(NH4Cl) 또는 히드라진(hydraznin, NH2NH2)를 사용하고, 상기 치환 반응을 위해 백금족 금속 보다 산화환원전위가 큰 아연(Zn) 또는 구리(Cu)를 사용할 수 있다.In step (f), ammonium chloride (NH 4 Cl) or hydrazin (NH 2 NH 2 ) is used as a reducing agent for the reduction reaction, and zinc Zn) or copper (Cu) can be used.

본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 백금족 금속의 회수장치는, 백금족 금속을 침출하기 위한 침출 장치와, 상기 침출 장치의 침출조에 침출액을 공급하기 위한 제1 침출액 저장조와, 백금족 금속이 침출되어 용해된 침출액을 저장하기 위한 제2 침출액 저장조와, 백금족 금속이 침출되어 용해된 침출액을 상기 제2 침출액 저장조로부터 공급받고 백금을 흡착하기 위한 강염기성 음이온교환수지가 충진된 이온교환컬럼과, 상기 이온교환컬럼을 통과한 침출액을 공급받고 양이온 불순물을 흡착하여 제거하기 위한 강산성 양이온교환수지가 충진된 양이온 제거용 컬럼과, 상기 양이온 제거용 컬럼을 통과한 침출액을 저장하기 위한 정제액 저장조를 포함한다.The apparatus for recovering a platinum group metal according to a preferred embodiment of the present invention includes a leaching apparatus for leaching a platinum group metal, a first leaching solution reservoir for supplying an leaching solution into a leaching tank of the leaching apparatus, An ion exchange column filled with a strongly basic anion exchange resin for receiving platinum group metal from the second leach solution reservoir and adsorbing platinum, the second leach solution reservoir for storing the leach solution; A cation removal column filled with a strong acidic cation exchange resin for adsorbing and removing cation impurities, and a reflux liquid reservoir for storing the leaching solution passed through the cation removal column.

상기 백금족 금속의 회수장치는, 상기 침출액의 pH 유지를 위해 상기 제1 침출액 저장조에 염산을 정량적으로 공급하기 위한 염산 저장조를 더 포함할 수 있고, 상기 침출 장치는 전해 침출 장치이고, 상기 전해 침출 장치는, 침출액을 저장하고 내산 특성을 갖는 전해 침출조와, 침출하려는 백금족 금속으로 이루어진 전극과, 교류전원을 공급하는 교류전원 공급부와, 상기 전극과 상기 교류전원 공급부를 연결하는 연결부와, 상기 전해 침출조 내부를 교반하기 위한 교반기를 포함할 수 있으며, 침출 반응이 진행되는 동안 전해 침출의 효율 저하의 원인이 되는 수소 가스와 염소 가스의 발생으로 인한 침출액 내의 수소 이온과 염소 이온 농도의 감소를 방지하기 위하여 상기 전해 침출조 내의 침출액과 상기 제1 침출액 저장조의 침출액을 전해 침출이 진행되는 동안 연속적으로 순환시키면서 상기 제1 침출액 저장조에 염산을 보충하며, 상기 침출액으로 염산(HCl)을 사용하고, 상기 염산(HCl)은 4∼12M의 농도인 것을 사용하며, 상기 전해 침출을 위한 침출액은 pH가 1.5와 같거나 작게 유지되는 것이 바람직하다. The apparatus for recovering a platinum group metal may further include a hydrochloric acid storage tank for quantitatively supplying hydrochloric acid to the first leachate reservoir for maintaining the pH of the leachate, wherein the leaching apparatus is an electrolytic leaching apparatus, An electrolytic leaching tank storing the leachate and having an acid resistance characteristic, an electrode made of a platinum group metal to be leached, an ac power supply for supplying ac power, a connection for connecting the electrode and the ac power supply, And an agitator for agitating the inside of the leachate. In order to prevent reduction of the hydrogen and chlorine ion concentrations in the leachate due to the generation of hydrogen gas and chlorine gas, which cause deterioration of electrolytic leaching efficiency during the leaching reaction, Wherein the electrolytic leaching solution in the electrolytic sedimentation tank and the leaching solution in the first leachate reservoir Hydrochloric acid (HCl) is used as the leaching solution, the hydrochloric acid (HCl) having a concentration of 4 to 12M is used while the leachate for electrolytic leaching The pH is preferably kept equal to or less than 1.5.

상기 이온교환컬럼이 복수 개 연결되고, 침출액의 유입을 선택적으로 차단하기 위하여 각 이온교환컬럼의 입력단에 체크밸브가 구비되며, 침출액의 유출을 선택적으로 차단하기 위하여 각 이온교환컬럼의 출력단에 체크밸브가 구비되고, 각 이온교환컬럼의 입력단과 출력단에 구비된 체크밸브를 통해 상기 침출액은 복수 개의 이온교환컬럼을 선택적으로 통과할 수 있게 구성되며, 상기 양이온 제거용 컬럼을 통과한 침출액을 상기 정제액 저장조에 선택적으로 공급하기 위한 체크밸브가 상기 양이온 제거용 컬럼의 출력단에 구비되고, 상기 양이온 제거용 컬럼을 통과한 침출액을 상기 제1 침출액 저장조에 공급하기 위한 체크밸브가 상기 양이온 제거용 컬럼의 출력단에 구비되며, 상기 양이온 제거용 컬럼을 통과한 침출액을 상기 제2 침출액 저장조에 공급하기 위한 체크밸브가 상기 양이온 제거용 컬럼의 출력단에 구비될 수 있다.A plurality of the ion exchange columns are connected to each other. A check valve is provided at an input end of each ion exchange column to selectively block the inflow of the leach solution. In order to selectively block the leakage of the leach solution, Wherein the leach solution is configured to selectively pass through a plurality of ion exchange columns through a check valve provided at an input end and an output end of each ion exchange column, A check valve for selectively supplying the leaching solution to the storage tank is provided at an output end of the column for removing cation and a check valve for supplying the leaching solution having passed through the column for removing cation to the leaching solution reservoir is connected to an output end And the leachate having passed through the column for removing a cation is introduced into the second leachate reservoir A check valve may be provided at an output end of the cation removal column.

본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 백금족 금속의 회수장치는, 백금족 금속을 침출하기 위한 침출 장치와, 상기 침출 장치의 침출조에 침출액을 공급하기 위한 제1 침출액 저장조와, 백금족 금속이 침출되어 용해된 침출액을 저장하기 위한 제2 침출액 저장조와, 백금족 금속이 침출되어 용해된 침출액을 상기 제2 침출액 저장조로부터 공급받고 양이온 불순물을 흡착하여 제거하기 위한 강산성 양이온교환수지가 충진된 양이온 제거용 컬럼과, 상기 양이온 제거용 컬럼을 통과한 침출액을 공급받고 백금을 흡착하기 위한 강염기성 음이온교환수지가 충진된 이온교환컬럼과, 상기 이온교환컬럼을 통과한 침출액을 저장하기 위한 정제액 저장조를 포함한다.According to another preferred embodiment of the present invention, there is provided an apparatus for recovering a platinum group metal, comprising: a leaching apparatus for leaching a platinum group metal; a first leaching solution reservoir for supplying an leaching solution into a leaching tank of the leaching apparatus; A column for removing cations filled with a strong acidic cation exchange resin for absorbing and removing cationic impurities from the second leachate reservoir and a second leachate reservoir for storing the leachate; An ion exchange column filled with a strong basic anion exchange resin for receiving the leach through the cation removal column and adsorbing platinum, and a reflux liquid reservoir for storing the leach solution passed through the ion exchange column.

상기 백금족 금속의 회수장치는, 상기 침출액의 pH 유지를 위해 상기 제1 침출액 저장조에 염산을 정량적으로 공급하기 위한 염산 저장조를 더 포함할 수 있고, 상기 침출 장치는 전해 침출 장치이고, 상기 전해 침출 장치는, 침출액을 저장하고 내산 특성을 갖는 전해 침출조와, 침출하려는 백금족 금속으로 이루어진 전극과, 교류전원을 공급하는 교류전원 공급부와, 상기 전극과 상기 교류전원 공급부를 연결하는 연결부와, 상기 전해 침출조 내부를 교반하기 위한 교반기를 포함할 수 있으며, 침출 반응이 진행되는 동안 전해 침출의 효율 저하의 원인이 되는 수소 가스와 염소 가스의 발생으로 인한 침출액 내의 수소 이온과 염소 이온 농도의 감소를 방지하기 위하여 상기 전해 침출조 내의 침출액과 상기 제1 침출액 저장조의 침출액을 전해 침출이 진행되는 동안 연속적으로 순환시키면서 상기 제1 침출액 저장조에 염산을 보충하며, 상기 침출액으로 염산(HCl)을 사용하고, 상기 염산(HCl)은 4∼12M의 농도인 것을 사용하며, 상기 전해 침출을 위한 침출액은 pH가 1.5와 같거나 작게 유지되는 것이 바람직하다. The apparatus for recovering a platinum group metal may further include a hydrochloric acid storage tank for quantitatively supplying hydrochloric acid to the first leachate reservoir for maintaining the pH of the leachate, wherein the leaching apparatus is an electrolytic leaching apparatus, An electrolytic leaching tank storing the leachate and having an acid resistance characteristic, an electrode made of a platinum group metal to be leached, an ac power supply for supplying ac power, a connection for connecting the electrode and the ac power supply, And an agitator for agitating the inside of the leachate. In order to prevent reduction of the hydrogen and chlorine ion concentrations in the leachate due to the generation of hydrogen gas and chlorine gas, which cause deterioration of electrolytic leaching efficiency during the leaching reaction, Wherein the electrolytic leaching solution in the electrolytic sedimentation tank and the leaching solution in the first leachate reservoir Hydrochloric acid (HCl) is used as the leaching solution, the hydrochloric acid (HCl) having a concentration of 4 to 12M is used while the leachate for electrolytic leaching The pH is preferably kept equal to or less than 1.5.

상기 이온교환컬럼이 복수 개 연결되고, 침출액의 유입을 선택적으로 차단하기 위하여 각 이온교환컬럼의 입력단에 체크밸브가 구비되며, 침출액의 유출을 선택적으로 차단하기 위하여 각 이온교환컬럼의 출력단에 체크밸브가 구비되고, 각 이온교환컬럼의 입력단과 출력단에 구비된 체크밸브를 통해 상기 침출액은 복수 개의 이온교환컬럼을 선택적으로 통과할 수 있게 구성되며, 복수 개의 이온교환컬럼 중에서 최종단의 이온교환컬럼을 통과한 침출액을 상기 정제액 저장조에 선택적으로 공급하기 위한 체크밸브가 상기 최종단의 이온교환컬럼의 출력단에 구비되고, 복수 개의 이온교환컬럼 중에서 최종단의 이온교환컬럼을 통과한 침출액을 제1 침출액 저장조에 공급하기 위한 체크밸브가 상기 최종단의 이온교환컬럼의 출력단에 구비되며, 복수 개의 이온교환컬럼 중에서 최종단의 이온교환컬럼을 통과한 침출액을 제2 침출액 저장조에 공급하기 위한 체크밸브가 상기 최종단의 이온교환컬럼의 출력단에 구비되고, 복수 개의 이온교환컬럼 중에서 최종단의 이온교환컬럼을 통과한 침출액을 복수 개의 이온교환컬럼 중에서 첫째단의 이온교환컬럼에 공급하기 위한 체크밸브가 상기 최종단의 이온교환컬럼의 출력단에 구비될 수 있다.A plurality of the ion exchange columns are connected to each other. A check valve is provided at an input end of each ion exchange column to selectively block the inflow of the leach solution. In order to selectively block the leakage of the leach solution, The leach solution is configured to selectively pass through a plurality of ion exchange columns through a check valve provided at an input end and an output end of each ion exchange column, and the ion exchange column at the final stage among the plurality of ion exchange columns A check valve for selectively supplying the leached solution passed through the ion exchange column to the purification liquid storage tank is provided at the output end of the ion exchange column at the final stage and the leach solution having passed through the ion exchange column at the final stage among the plurality of ion exchange columns, A check valve for supplying the ion exchange column to the storage tank is provided at the output end of the ion exchange column at the final stage, A check valve for supplying the leachate having passed through the last stage ion exchange column out of the plurality of ion exchange columns to the second leachate reservoir is provided at the output end of the last stage ion exchange column, A check valve for supplying the leachate passed through the exchange column to the first stage ion exchange column among the plurality of ion exchange columns may be provided at the output end of the last stage ion exchange column.

상기 백금족 금속의 회수장치는, 상기 정제액 저장조에 저장된 액을 공급받아 로듐 이온을 로듐 금속으로 회수하기 위한 전해채취조와, 상기 정제액 저장조에 저장된 액을 상기 전해채취조로 이송하기 위한 펌프와, 상기 전해채취조 내의 전해채취액을 공급받는 전해채취액 저장조와, 상기 전해채취조 내의 전해채취액을 상기 전해채취액 저장조로 이송하기 위한 펌프를 더 포함할 수 있다.
The apparatus for recovering a platinum group metal may further include an electrolytic collection tank for receiving the solution stored in the purified solution storage tank and recovering rhodium ions to rhodium metal, a pump for transferring the solution stored in the purified solution storage tank to the electrolytic collection tank, An electrolytic harvesting liquid storage tank for receiving the electrolytic harvesting liquid in the electrolytic sampling tank and a pump for transferring the electrolytic harvesting liquid in the electrolytic sampling tank to the electrolytic harvesting liquid storage tank.

이하에서, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 백금족 금속의 회수방법 및 이에 사용되는 백금족 금속의 회수장치를 더욱 상세하게 설명한다. 도 1은 백금족 금속의 회수 방법을 보여주는 개념도이다.Hereinafter, a method of recovering a platinum group metal according to a preferred embodiment of the present invention and an apparatus for recovering a platinum group metal used in the method will be described in detail. 1 is a conceptual diagram showing a method for recovering a platinum group metal.

도 1을 참조하면, 백금과 로듐을 포함하는 스크랩이나 백금과 로듐을 포함하는 폐 내화벽돌을 왕수 침출하거나 전해 침출하여 백금족 금속을 용해한다. Referring to FIG. 1, scrap containing platinum and rhodium or leached refractory bricks containing platinum and rhodium is leached or electrolytically leached to dissolve platinum group metals.

이하에서, 왕수 침출 공정과 전해 침출 공정을 상세하게 설명한다. Hereinafter, the water-leaching step and the electrolytic leaching step will be described in detail.

1. 왕수 침출 공정1. King water leaching process

백금족 금속을 포함한 LCD(Liquid Crystal Display) 유리제조용 용융로로부터의 폐 내화벽돌을 죠클러셔에 투입하여 파쇄하고, 상기 죠클러셔를 통해 파쇄된 폐 내화벽돌은 저품위의 백금/로듐을 선별하여 왕수에 침출한다. 백금과 로듐을 포함하는 스크랩은 별도로 파쇄할 필요가 없으므로 왕수에 바로 침출한다. Waste refractory bricks from a melting furnace for manufacturing LCD (Liquid Crystal Display) glass including platinum group metals are charged into a jaw closure and crushed. The refractory bricks crushed through the jaw closure are classified into low-grade platinum / rhodium, Leach. Scrap containing platinum and rhodium does not need to be crushed separately, so it leaches directly into the water.

난용성의 백금족 원소를 용출시키기 위하여 염산과 질산의 혼합산인 왕수(Aqua regia)를 사용하여 스크랩 또는 폐 내화벽돌 내에 존재하는 백금족 금속을 용출시킨다. Aqua regia, a mixed acid of hydrochloric acid and nitric acid, is used to elute the platinum group metals present in scrap or refractory bricks to elute the poorly soluble platinum group elements.

왕수에 의한 침출 방법은 다음과 같은 반응이 이루어진다. The leach method by the royal flush water has the following reaction.

[반응식 1][Reaction Scheme 1]

Pt + 18HCl + 2HNO3 = H2PtCl6 + 4H2O + 2NOCl Pt + 18HCl + 2HNO 3 = H 2 PtCl 6 + 4H 2 O + 2NOCl

그러나, 왕수에 의한 침출 방법은 처리시간이 매우 오랜 시간이 요구되며, 질산의 사용으로 인한 환경배출 기준인 총 질소(Total Nitrogen; TN) 제한 항목에 따라 제한되는 실정이다.
However, the method of leaching by the water of aquatic organisms requires a very long processing time and is limited by the total nitrogen (TN) restriction item for the use of nitric acid.

2. 전해 침출(Electroleaching) 공정2. Electrolyaching process

백금족 금속을 포함하는 LCD 유리제조용 용융로의 폐 내화벽돌을 분쇄하거나 저품위 백금족 금속을 함유하는 백금-로듐 합금 시트의 스크랩를 준비하고, 진공유도용융로에서 용융시켜 전해 침출을 위한 전극으로 제작하고, 제조된 전극은 전해 침출 장치의 전해전극으로 사용하여 백금족 금속를 침출시켜 분리 정제에 필요한 전처리 공정을 수행한다.A scrap of a platinum-rhodium alloy sheet containing a low-grade platinum group metal is prepared by crushing a waste refractory brick of a melting furnace for producing an LCD glass containing a platinum group metal and melted in a vacuum induction melting furnace to prepare an electrode for electrolytic leaching, Is used as an electrolytic electrode of an electrolytic leaching apparatus to leach platinum group metals to carry out pretreatment steps necessary for separation and purification.

저품위의 백금/로듐 합금 시트 또는 폐 내화벽돌을 전극화하여 전기분해법을 이용하여 침출함으로써 공정시간을 절감하고, 침출된 백금 이온과 로듐 이온을 이온교환법에 의하여 직접 분리하여 전체 공정 시간의 단축을 기대할 수 있다. It is possible to reduce the process time by leaching low quality platinum / rhodium alloy sheet or waste refractory brick by electrode and electrolytic method, and it is expected to shorten the whole process time by directly separating leached platinum ion and rhodium ion by ion exchange method. .

본 발명은 저품위의 백금-로듐 합금 시트 또는 폐 내화벽돌을 1차 가공을 통하여 시트 형태로 전극화하고 이를 침출하기 위하여 침출액으로 염산을 사용하고, 외부 전원으로 교류(AC)를 통전시키는 전해 침출법을 통하여 용해하는 방법을 이용한다. 상기 방법을 통하여 침출 및 정제 과정에서 사용되는 산의 양과 에너지 소비를 줄이고, 납을 함유한 폐수 및 폐산 발생을 줄이고, 정제과정에서 발생하는 NOx를 함유한 폐가스 발생량을 줄여 백금족 금속의 분리 정제 과정에서 반복 작업 없이 연속적으로 많은 양을 정제 처리할 수 있다.The present invention relates to an electrolytic leaching method in which a low-grade platinum-rhodium alloy sheet or a refractory brick is electrolytically converted into a sheet form through primary processing, hydrochloric acid is used as an extrusion liquid for leaching the same, and alternating current (AC) And the like. Through the above method, it is possible to reduce the amount of acid and energy used in the leaching and refining process, reduce the generation of wastewater containing lead and waste acid, reduce the amount of NOx-containing waste gas generated during the refining process, It is possible to purify a large amount continuously without repeated operation.

LCD(Liquid Crystal Display) 유리제조용 용융로로부터 배출되는 백금-로듐 합금 시트의 스크랩의 경우, 진공유도용융로에서 용융하여 압연과정을 거쳐 시트(sheet)로 제작하여 전해 침출한다. In the case of scrap of a platinum-rhodium alloy sheet discharged from a melting furnace for producing an LCD (Liquid Crystal Display) glass, it is melted in a vacuum induction melting furnace, rolled, formed into a sheet, and electrolytically leached.

상기 전해 침출 장치의 침출액(또는 전해액)(Electrolyte)으로는 염산(HCl)을 사용하며, 전해 침출조에 잉곳(Ingot) 형태 또는 얇은 시트(Sheet) 형태로 제작된 저품위의 백금족 금속의 전극 두 개를 교류 전원장치와 연결하고, 적정한 전류밀도의 전원을 공급하여 백금과 로듐 이외에 기타 불순물과 백금족 금속들을 침출액 내로 침출시킨다. 이때 전해 침출 공정이 진행되는 동안 두 전극에서 발생하는 수소와 염소 기체에 의해 전극으로 사용되는 백금족 금속 주변에서의 부착현상으로 침출액과의 접촉 감소 및 농도분급 현상으로 인한 침출 효율의 저하가 발생하기 때문에 침출조 내의 침출액을 교반기를 이용하여 교반하면서 반응을 진행시켜 효율적인 반응이 이루어지도록 하는 것이 바람직하다. Hydrochloric acid (HCl) is used as the electrolyte (electrolyte) of the electrolytic leaching apparatus and two low-grade platinum group metal electrodes formed in the form of an ingot or a thin sheet in the electrolytic leaching tank It is connected to an AC power source and supplies a power source with a proper current density to leach platinum and rhodium and other impurities and platinum group metals into the leachate. During the electrolytic leaching process, hydrogen and chlorine gas generated from the two electrodes cause the adhesion of the platinum group metal around the electrodes, which leads to a decrease in contact with the leachate and a decrease in the leaching efficiency due to the concentration classification phenomenon It is preferable to carry out the reaction while agitating the leach solution in the settling tank with a stirrer so that an efficient reaction is achieved.

도 2는 일 예에 따른 전해 침출 장치를 개략적으로 도시한 도면이다. 2 is a view schematically showing an electrolytic leaching apparatus according to an example.

도 2를 참조하면, 상기 전해 침출 장치는 침출액(15)을 저장하고 내산 특성을 갖는 전해 침출조(10)와, 백금족 금속의 전극(20)과, 교류전원을 공급하는 교류전원 공급부(30)와, 전극(20)과 교류전원 공급부(30)를 연결수단(예컨대, 볼트와 너트(44, 46)으로 연결하는 연결부(40)와, 전해 침출조(10) 내부를 교반하기 위한 교반기(50)를 포함하며, 교반기(50)를 고정할 수 있는 교반기 고정부(60)와, 전해 침출조(10)를 밀폐하기 위한 뚜껑(70)을 더 포함할 수 있다. 연결부(40)와 교반기 고정부(60)는 뚜껑(70)에 결합되게 구성된다. 또한, 반응이 진행되면서 발생하는 수소와 염소 가스를 제거하기 위한 배출구(90)가 별도로 설치될 수 있다. 2, the electrolytic leaching apparatus includes an electrolytic sedimentation tank 10 storing the leachate 15 and having acid-resistant characteristics, an electrode 20 made of a platinum group metal, an AC power supply unit 30 supplying AC power, A connecting portion 40 connecting the electrode 20 and the AC power supply portion 30 with connecting means such as bolts and nuts 44 and 46 and a stirrer 50 for stirring the inside of the electrolytic settling tank 10 And may further include a stirrer fixing unit 60 capable of fixing the stirrer 50 and a lid 70 for sealing the electrolytic settling tank 10. The connecting unit 40 and the agitator The valve 60 is configured to be coupled to the lid 70. A discharge port 90 for removing hydrogen and chlorine gas generated as the reaction proceeds may be separately provided.

도 3은 일 예에 따른 전해 침출 장치의 일부를 상세하게 도시한 도면이다. FIG. 3 is a view showing in detail a part of an electrolytic leaching apparatus according to an example.

도 3을 참조하면, 교류전원을 공급하기 위한 교류전원 전극(32)을 고정하기 위한 전원고정판(42)은 볼트(44)를 사용하여 전해 침출 장치(E101)의 뚜껑(70)에 고정된다. 이때 전극(32)은 볼트(44a)와 너트(46b)를 통하여 전원고정판(42)에 연결되고, 전극으로 사용될 수 있도록 처리된 백금족 금속 전극(20)은 볼트(22a)와 너트(22b)를 이용하여 교류전원 전극(32)과 연결된다. 백금족 금속 전극(20)은 침출액(또는 전해액)이 채워진 전해 침출조(10)에 투입되어, 교반기 고정부(60)를 통해 연결된 교반기(50)에 의해 침출액을 교반시키면서 침출 반응을 진행시킨다. 이때, 침출반응이 진행되면서 백금족 금속 전극(20)이 교반에 의해 전극이 접촉되는 것을 방지하기 위하여 불용, 내산 및 통전이 되지 않는 접촉방지용 지지대(26)가 설치될 수 있다. 또한, 침출액의 순환을 원활히 하기 위하여 침출액 투입부(80)와 침출액 배출부(85)가 부착되어 있다. Referring to FIG. 3, a power source fixing plate 42 for fixing the AC power source electrode 32 for supplying AC power is fixed to the lid 70 of the electrolytic leaching apparatus E101 using bolts 44. As shown in FIG. At this time, the electrode 32 is connected to the power source fixing plate 42 through the bolt 44a and the nut 46b, and the platinum group metal electrode 20 processed to be used as the electrode is connected to the bolt 22a and the nut 22b And is connected to the AC power source electrode 32 by using this. The platinum group metal electrode 20 is introduced into the electrolytic sedimentation tank 10 filled with the leach solution (or electrolytic solution), and the leaching reaction proceeds while stirring the leach solution by the agitator 50 connected through the stirrer fixing portion 60. At this time, in order to prevent the platinum group metal electrode 20 from contacting with the electrodes due to agitation during the leaching reaction, a support stand 26 for preventing insolubility, acid resistance and conduction can be provided. In addition, an exudate injecting portion 80 and an exuding liquid discharging portion 85 are attached to facilitate the circulation of the exuding liquid.

침출액으로 사용되는 염산의 농도는 4∼12M 정도인 것을 사용하는 것이 바람직하다. 또한 침출 반응이 진행되는 동안 두 개의 백금족 금속 전극(20)의 표면에 발생하여 침출반응 속도 및 효율을 저하시키는 수소와 염소 기체를 제거하기 위한 교반기(50)로는 내산 처리가 되어 있는 마그네틱 스터러(Magnetic stirrer)나 미캐니컬 스터러(Mechanical Stirrer) 등을 적용할 수 있으며, 미캐니컬 스터러(Mechanical Stirre)를 사용할 경우 교반기 고정부(60)는 전해 침출 장치의 구성에서 빠질 수 있다.The concentration of hydrochloric acid used as the leach solution is preferably about 4 to 12M. The agitator 50 for removing hydrogen and chlorine gas which is generated on the surfaces of the two platinum group metal electrodes 20 during the leaching reaction to lower the rate and efficiency of the leaching reaction includes a magnetic stirrer A magnetic stirrer or a mechanical stirrer can be applied. When a mechanical stirrer is used, the stirrer fixing unit 60 can be omitted from the configuration of the electrolytic leaching apparatus.

전해 침출 반응이 진행됨에 따라 수소 이온과 염소 이온의 소모로 인하여 침출효율의 저하가 일어나기 때문에 침출액 내로 염산을 보충하여 침출액의 pH 조절하는 장치를 추가하여 보다 효율적인 침출 공정을 제공할 수 있는 장치를 도 4에 나타내었다. As the electrolytic leaching reaction proceeds, the leaching efficiency is lowered due to the consumption of hydrogen ions and chlorine ions. Therefore, a device capable of providing a more efficient leaching process by adding a device for adjusting the pH of the leaching solution by supplementing hydrochloric acid into the leaching solution Respectively.

도 4를 참조하면, 점선으로 표시된 전해 침출 장치(E101)에서 침출 공정이 진행되는 동안 전해 침출조(10)의 온도는 항온 순환수조(C1)에 의하여 일정하게 유지된다. 이때 두 개의 전극에서 발생하는 수소와 염소 기체에 의한 전극 주변에서의 부착현상으로 침출액(또는 전해액)과의 접촉면적의 감소 및 농도 분급 현상으로 인한 침출효율의 저하를 방지하기 위하여 전해 침출조(10) 내 침출액이 교반과 순환되도록 한다. Referring to FIG. 4, the temperature of the electrolytic sedimentation tank 10 is constantly maintained by the constant temperature circulating water tank C1 during the leaching process in the electrolytic leaching apparatus E101 indicated by the dotted line. In order to prevent the reduction of the contact area with the leachate (or electrolytic solution) due to the adhesion phenomenon caused by the hydrogen and chlorine gas generated at the two electrodes and the deterioration of the leaching efficiency due to the concentration classification phenomenon, ) So that the leach solution is stirred and circulated.

전해 침출조(10) 내의 침출액의 순환과정은 침출이 진행되면서 수소 이온과 염소이온 소모된 침출액의 수소 이온 농도를 펌프(P103)를 사용하여 염산 저장조(T102)의 염산을 제1 침출액 저장조(T101)로 이송하여 수소 이온의 농도를 조절하게 된다. 이때 수소 이온의 농도는 제1 침출액 저장조(T101)에 장착된 pH 제어기(pH 미터)(PM1)를 이용하여 조절하게 된다. 수소 이온의 농도가 조절된 제1 침출액 저장조(T101)의 침출액은 제1 침출액 저장조(T101)에 부착된 펌프(P101)를 통하여 전해 침출 장치(E101)에 이송되고, 공급되는 양 만큼의 침출액의 제거를 위해 전해 침출 장치(E101)와 연결된 펌프(P102)를 통하여 제1 침출액 저장조(T101)로 이송되어 수소 이온의 농도를 조절하는 과정을 통하여 액의 순환이 이루어져 침출 효율이 증가되도록 한다. 또한, 침출공정에서 발생하는 불순물을 제거하기 위하여 제1 침출액 저장조(T101)로 이송되는 액을 원통형의 반응기에 강산성 양이온교환수지를 채운 반응기를 통과시켜 불순물을 제거하는 공정을 추가할 수 있다.
The circulation process of the leaching solution in the electrolytic settling tank 10 is carried out by using the pump P103 to change the hydrogen ion concentration of the leaching solution consumed by the hydrogen ions and the chlorine ions as the leaching progresses and the hydrochloric acid in the hydrochloric acid storage tank T102 into the first leaching solution tank T101 ) To control the concentration of hydrogen ions. At this time, the concentration of the hydrogen ions is adjusted by using the pH controller (PM1) installed in the first leach solution tank (T101). The leachate of the first leachate tank T101 having the hydrogen ion concentration adjusted is transferred to the electrolytic leaching apparatus E101 through the pump P101 attached to the first leachate tank T101, Is transferred to the first leachate storage tank (T101) through the pump (P102) connected to the electrolytic leaching apparatus (E101) for removal, and the concentration of hydrogen ions is controlled to circulate the liquid to increase the leaching efficiency. Further, in order to remove impurities generated in the leaching step, a step of removing impurities by passing the liquid transferred to the first leachate reservoir T101 through a reactor filled with a strongly acidic cation exchange resin to a cylindrical reactor can be added.

3. 이온교환(Ion Exchange)에 의한 백금-로듐 분리 정제 공정3. Platinum-rhodium separation purification process by ion exchange

상기 전해 침출 공정 또는 왕수 침출 공정을 거쳐 침출액 저장조에 저장된 침출액에 함유된 백금과 로듐 이온은 음이온교환수지를 충진한 이온교환컬럼을 통과시켜 충진된 음이온교환수지와 침출액 간의 이온교환반응을 반응을 통하여 백금과 로듐을 분리할 수 있다. 침출과정을 통하여 이온상태로 존재하는 백금과 로듐 금속은 이온교환 반응에 의하여 백금은 음이온교환수지에 흡착되어 로듐과 분리되게 된다. The platinum and rhodium ions contained in the leachate stored in the leachate reservoir through the electrolytic leaching process or the royal leach leaching process are passed through an ion exchange column filled with an anion exchange resin to react the ion exchange reaction between the filled anion exchange resin and the leachate Platinum and rhodium can be separated. Through the leaching process, the platinum and rhodium metal present in the ionic state are adsorbed on the anion exchange resin by the ion exchange reaction and are separated from the rhodium.

상기 이온교환반응을 통한 백금과 로듐의 분리는 아래의 표 1과 같이 침출공정으로부터 침출액 저장조에 저장된 침출액의 백금과 로듐이 각각 음이온의 형태로 존재하기 때문에 음이온교환수지를 이용하여 고분자수지에 흡착시킬 수 있음을 이용하여 용액으로부터 이온상태로 회수가 가능하다. The separation of platinum and rhodium from the ion exchange reaction can be carried out by adsorbing the platinum and rhodium of the leachate stored in the leachate reservoir from the leaching process in the form of an anion, respectively, using an anion exchange resin as shown in Table 1 below. It is possible to recover from the solution in an ionic state.

백금(Pt)Platinum (Pt) 로듐(Rh)Rhodium (Rh) Pt(II)Pt (II) [PtCl4]2- [PtCl 4] 2- Rh(III)Rh (III) [RhCl6]3-
[RhCl5(H2O)]2-
[RhCl4(H2O)2]-
[RhCl 6 ] 3-
[RhCl 5 (H 2 O) ] 2-
[RhCl 4 (H 2 O) 2] -
Pt(IV)Pt (IV) [PtCl6]2- [PtCl 6 ] 2- Rh(IV)Rh (IV) [RhCl6]2- [RhCl 6 ] 2-

백금과 로듐 이온이 음이온교환수지에 흡착되는 반응은 다음과 같다.The adsorption of platinum and rhodium ions on anion exchange resin is as follows.

[반응식 2][Reaction Scheme 2]

nR + Cl- + [MCl6] n - ↔ [R]n[MCl6] + nCl- nR + Cl - + [MCl 6 ] n - ↔ [R] n [MCl 6 ] + nCl -

여기서, M은 백금족 금속이다.Here, M is a platinum group metal.

또한, 백금과 로듐 화합물과 음이온교환수지의 친화도는 [MCl6]2- > [MCl4]2- ≫ [MCl6]3-로 나타난다. In addition, the affinity of the platinum and rhodium compounds with the anion exchange resin appears as [MCl 6 ] 2- > [MCl 4 ] 2 -> [MCl 6 ] 3- .

하지만, 백금과 로듐의 산화전위특성을 고려하여 볼 때 음이온 상태의 염화로듐과 염화백금이 음이온교환수지에 의하여 분해될 수 있다. 두 가지 이온 중 염화로듐은 백금에 비하여 빠른 속도로 음이온교환수지에 이온교환반응을 일으키며 이동하는 특성을 가지고 있으나, 이온화 경향과 농도차에 의한 구동력에 의해 염화백금 이온들이 염화로듐 이온들과 다시 이온교환반응을 일으켜 염화로듐 이온들을 탈착시킨다. 따라서 이온교환수지에는 백금 이온 만이 남게 되고, 이온교환컬럼을 통과한 용액 내에는 로듐 이온이 존재하게 되어 두 개의 이온이 효율적으로 분리된다. 또한 두 가지 이온의 농도의 비가 클수록 회수되는 백금 이온의 회수율이 증가하게 된다. 이러한 반응은 농도도 또한 이온교환반응에서의 변수가 되기 때문이다.However, considering the oxidation potential characteristics of platinum and rhodium, anion exchange resins can decompose rhodium chloride and platinum chloride in an anion state. Among the two ions, rhodium chloride has an ion exchange reaction to the anion exchange resin at a higher rate than platinum. However, due to the ionization tendency and the driving force due to the concentration difference, the platinum ions are converted into rhodium ions and re- Exchange reaction to desorb rhodium chloride ions. Therefore, only the platinum ion remains in the ion exchange resin, and the rhodium ion exists in the solution passing through the ion exchange column, so that the two ions are efficiently separated. Also, the greater the ratio of the two ion concentrations, the greater the recovery of recovered platinum ions. This is because the concentration is also a variable in the ion exchange reaction.

이온교환에 의한 백금과 로듐의 분리 정제 공정을 도 5를 통하여 보다 상세하게 설명한다. The separation and purification process of platinum and rhodium by ion exchange will be described in more detail with reference to FIG.

도 5를 참조하면, 침출 반응이 진행되는 동안 전해 침출의 효율 저하의 원인이 되는 수소 가스와 염소 가스의 발생으로 인한 침출액 내의 수소 이온과 염소 이온 농도의 감소를 방지하기 위하여 전해 침출조(10) 내의 침출액과 제1 침출액 저장조(T101)의 침출액을 전해 침출이 진행되는 동안 연속적으로 순환시키며 제1 침출액 저장조에 부족한 수소 이온과 염소 이온을 염산을 투입하여 보충하도록 구성되는 것이 바람직하다. 제1 침출액 저장조(T101) 내의 침출액은 정량펌프(P101)에 의해 전해 침출 장치(E101)의 전해 침출조(10) 내로 공급될 수 있고, 전해 침출 장치(E101)의 전해 침출조(10) 내의 침출액은 정량펌프(P102)의 의해 체크밸브(SV32)를 통해 제1 침출액 저장조(T101)로 공급됨으로써 침출액이 순환될 수 있다. 5, in order to prevent hydrogen ions and chlorine ion concentrations in the leaching solution from being reduced due to the generation of hydrogen gas and chlorine gas, which cause deterioration of electrolytic leaching efficiency during the leaching reaction, And the leach solution in the first leachate reservoir T101 is circulated continuously while the electrolytic leaching proceeds and the hydrogen ions and the chlorine ions insufficient in the leachate reservoir are supplemented by adding hydrochloric acid. The leaching solution in the first leachate tank T101 can be supplied into the electrolytic leaching tank 10 of the electrolytic leaching apparatus E101 by the metering pump P101 and the electrolytic leaching solution in the electrolytic leaching apparatus E101 The leachate is supplied to the first leachate reservoir T101 via the check valve SV32 by the metering pump P102, so that the leachate can be circulated.

점선으로 표시한 전해 침출 또는 왕수 침출 공정을 통하여 이온상태로 존재하는 백금-로듐 침출액은 제2 침출액 저장조(T201)로 이송된 후, 정량펌프(P201)를 사용해 상향류로 강염기성 음이온교환수지가 충진된 이온교환컬럼(Saparation Purification Unit; SPU)(SPU1, SPU2, SPU3, SPU4, SPU5)에 선택적으로 통액시킨다. 선택적 통액은 체크밸브(SV1, SV2, SV3, SV4, SV5)를 통해 이루어질 수 있다. 예컨대, 체크밸브(SV2, SV3, SV4, SV5)를 닫고 체크밸브(SV1)를 오픈(open)하여 정량펌프(P201)를 사용하여 침출액이 이온교환컬럼(SPU1)으로 공급되게 할 수 있고, 체크밸브(SV1, SV3, SV4, SV5)를 닫고 체크밸브(SV2)를 오픈(open)하여 정량펌프(P201)를 사용하여 침출액이 이온교환컬럼(SPU2)으로 공급되게 할 수 있다. 이온교환컬럼(SPU1, SPU2, SPU3, SPU4, SPU5)으로 침출액이 공급되면, 이온교환컬럼 내의 음이온교환수지와 백금과 로듐의 이온교환반응에 의하여 백금은 음이온교환수지에 흡착되고, 로듐 이온은 이온교환컬럼(SPU1, SPU2, SPU3, SPU4, SPU5)과 양이온 제거용 컬럼(CRU1)을 통과하여 정제액 저장조(T202)에 저장될 수 있다. After the electrolytic leaching represented by the dotted line or the leachate leaching process, the platinum-rhodium precipitate present in the ionic state was transferred to the second leachate reservoir (T201), and then the strong basic anion exchange resin It is selectively passed through a filled ion exchange column (SPU1, SPU2, SPU3, SPU4, SPU5). The selective passage can be made through the check valves (SV1, SV2, SV3, SV4, SV5). For example, it is possible to close the check valves SV2, SV3, SV4 and SV5 and open the check valve SV1 so that the leaching solution is supplied to the ion exchange column SPU1 using the metering pump P201, The valves SV1, SV3, SV4 and SV5 are closed and the check valve SV2 is opened so that the leaching solution can be supplied to the ion exchange column SPU2 by using the metering pump P201. When the leachate is supplied to the ion exchange column (SPU1, SPU2, SPU3, SPU4, SPU5), platinum is adsorbed on the anion exchange resin by the ion exchange reaction between the anion exchange resin and the platinum and rhodium in the ion exchange column, Can be stored in the purified liquid storage tank T202 through the exchange column (SPU1, SPU2, SPU3, SPU4, SPU5) and the cation removal column (CRU1).

제2 침출액 저장조(T201)에 저장된 백금 이온과 로듐 이온을 포함하는 침출액이 체크밸브(SV1)를 통해 이온교환컬럼(SPU1)으로 공급되면, 백금 이온은 이온교환컬럼(SPU1)의 음이온교환수지에 흡착되고, 로듐 이온을 포함하는 침출액은 이온교환컬럼(SPU1)을 통과하여 체크밸브(SV16)를 통해 강산성 양이온교환수지가 충진된 양이온 제거용 컬럼(Cation Removal Unit; CRU)(CRU1)로 공급되거나 체크밸브(SV12)를 통해 이온교환컬럼(SPU2)으로 공급된다. 강산성 양이온교환수지가 충진된 양이온 제거용 컬럼(CRU1)에 공급된 침출액 중에 존재하는 로듐 이온이 아닌 양이온 불순물들은 양이온 제거용 컬럼(CRU1)에 의해 걸러지게 된다. When the leach solution containing platinum ions and rhodium ions stored in the second leachate tank T201 is supplied to the ion exchange column SPU1 via the check valve SV1, the platinum ions are introduced into the anion exchange resin of the ion exchange column SPU1 And the leach solution containing rhodium ions is supplied to the Cation Removal Unit (CRU) (CRU1) through the ion exchange column (SPU1) through the check valve (SV16) and filled with strongly acidic cation exchange resin And is supplied to the ion exchange column SPU2 through the check valve SV12. Cationic impurities other than rhodium ions present in the leach solution supplied to the cation removal column (CRU1) filled with strongly acidic cation exchange resin are filtered by the cation removal column (CRU1).

체크밸브(SV2) 또는 체크밸브(SV12)를 통해 이온교환컬럼(SPU2)으로 침출액이 공급되면, 백금 이온은 이온교환컬럼(SPU2)의 음이온교환수지에 흡착되고, 로듐 이온을 포함하는 침출액은 이온교환컬럼(SPU2)을 통과하여 체크밸브(SV17)를 통해 양이온 제거용 컬럼(CRU1)로 공급되거나 체크밸브(SV13)를 통해 이온교환컬럼(SPU3)으로 공급된다. 양이온 제거용 컬럼(CRU1)에 공급된 침출액 중에 존재하는 로듐 이온이 아닌 양이온 불순물들은 양이온 제거용 컬럼(CRU1)에 의해 걸러지게 된다. When the leachate is supplied to the ion exchange column SPU2 through the check valve SV2 or the check valve SV12, the platinum ion is adsorbed to the anion exchange resin of the ion exchange column SPU2, Passes through the exchange column SPU2 and is supplied to the cation removal column CRU1 via the check valve SV17 or to the ion exchange column SPU3 through the check valve SV13. Cationic impurities other than rhodium ions present in the leach solution supplied to the cation removal column (CRU1) are filtered by the cation removal column (CRU1).

체크밸브(SV3) 또는 체크밸브(SV13)를 통해 이온교환컬럼(SPU3)으로 침출액이 공급되면, 백금 이온은 이온교환컬럼(SPU3)의 음이온교환수지에 흡착되고, 로듐 이온을 포함하는 침출액은 이온교환컬럼(SPU3)을 통과하여 체크밸브(SV18)를 통해 양이온 제거용 컬럼(CRU1)로 공급되거나 체크밸브(SV14)를 통해 이온교환컬럼(SPU4)으로 공급된다. 양이온 제거용 컬럼(CRU1)에 공급된 침출액 중에 존재하는 로듐 이온이 아닌 양이온 불순물들은 양이온 제거용 컬럼(CRU1)에 의해 걸러지게 된다. When the leachate is supplied to the ion exchange column SPU3 through the check valve SV3 or the check valve SV13, the platinum ion is adsorbed to the anion exchange resin of the ion exchange column SPU3, Passes through the exchange column SPU3 and is supplied to the cation removal column CRU1 via the check valve SV18 or to the ion exchange column SPU4 via the check valve SV14. Cationic impurities other than rhodium ions present in the leach solution supplied to the cation removal column (CRU1) are filtered by the cation removal column (CRU1).

체크밸브(SV4) 또는 체크밸브(SV14)를 통해 이온교환컬럼(SPU4)으로 침출액이 공급되면, 백금 이온은 이온교환컬럼(SPU4)의 음이온교환수지에 흡착되고, 로듐 이온을 포함하는 침출액은 이온교환컬럼(SPU4)을 통과하여 체크밸브(SV19)를 통해 양이온 제거용 컬럼(CRU1)로 공급되거나 체크밸브(SV15)를 통해 이온교환컬럼(SPU5)으로 공급된다. 양이온 제거용 컬럼(CRU1)에 공급된 침출액 중에 존재하는 로듐 이온이 아닌 양이온 불순물들은 양이온 제거용 컬럼(CRU1)에 의해 걸러지게 된다. When the leachate is supplied to the ion exchange column (SPU4) through the check valve (SV4) or the check valve (SV14), the platinum ion is adsorbed to the anion exchange resin of the ion exchange column (SPU4) Passes through the exchange column SPU4 and is supplied to the cation removal column CRU1 via the check valve SV19 or to the ion exchange column SPU5 through the check valve SV15. Cationic impurities other than rhodium ions present in the leach solution supplied to the cation removal column (CRU1) are filtered by the cation removal column (CRU1).

체크밸브(SV5) 또는 체크밸브(SV15)를 통해 이온교환컬럼(SPU5)으로 침출액이 공급되면, 백금 이온은 이온교환컬럼(SPU5)의 음이온교환수지에 흡착되고, 로듐 이온을 포함하는 침출액은 이온교환컬럼(SPU5)을 통과하여 체크밸브(SV20)를 통해 양이온 제거용 컬럼(CRU1)로 공급된다. 양이온 제거용 컬럼(CRU1)에 공급된 침출액 중에 존재하는 로듐 이온이 아닌 양이온 불순물들은 양이온 제거용 컬럼(CRU1)에 의해 걸러지게 된다. When the leachate is supplied to the ion exchange column (SPU5) through the check valve (SV5) or the check valve (SV15), the platinum ion is adsorbed to the anion exchange resin of the ion exchange column (SPU5) Is passed through the exchange column (SPU5) and is supplied to the cation removal column (CRU1) through the check valve (SV20). Cationic impurities other than rhodium ions present in the leach solution supplied to the cation removal column (CRU1) are filtered by the cation removal column (CRU1).

양이온 제거용 컬럼(CRU1)에 공급되어 양이온 불순물이 제거된 로듐 이온을 포함하는 침출액은 체크밸브(SV31)를 통해 정제액 저장조(T202)에 공급되어 저장되거나, 체크밸브(SV30)와 체크밸브(34)를 통해 제2 침출액 저장조(T201)에 공급되어 저장되거나, 체크밸브(SV30)와 체크밸브(35)를 통해 제1 침출액 저장조(T101)에 공급되어 저장된다. 양이온 제거용 컬럼(CRU1)을 통과하여 양이온 불순물이 제거된 로듐 이온을 포함하는 침출액을 제2 침출액 저장조(T201)에 저장하는 것은 음이온교환수지의 처리 용량을 오버(over)할 경우에 침출액을 다시 이온교환컬럼(SPU1, SPU2, SPU3, SPU4, SPU5)과 양이온 제거용 컬럼(CRU1)으로 보내어 백금 이온과 로듐 이온을 분리 정제하기 위함이다. 양이온 제거용 컬럼(CRU1)을 통과하여 양이온 불순물이 제거된 로듐 이온을 포함하는 침출액을 제1 침출액 저장조(T101)에 저장하는 것은 침출액 내에 염산이 잔류하고 있어 전해 침출을 위한 침출액으로 재사용하기 위함이다. The leachate containing rhodium ions supplied to the column for removing ions (CRU1) from which cationic impurities have been removed is supplied to and stored in the reflux tank T202 via the check valve SV31, or the check valve SV30 and the check valve 34 to the second leachate reservoir T201 or stored in the first leachate reservoir T101 through the check valve SV30 and the check valve 35 and stored. Storing the leach solution containing rhodium ions, through which the cationic impurities have been removed, through the cation removal column (CRU1) in the second leachate reservoir (T201) may cause the leachate to re- This is to separate and purify platinum ion and rhodium ion by ion exchange column (SPU1, SPU2, SPU3, SPU4, SPU5) and cation removal column (CRU1). Storing the leaching solution containing rhodium ions, which have passed through the cation removing column (CRU1) and removed the cationic impurities, in the first leaching solution reservoir (T101) is to reuse the leaching solution for electrolytic leaching because hydrochloric acid remains in the leaching solution .

제1 침출액 저장조(T101)와 정제액 저장조(T202)는 체크밸브(SV32, SV33)를 거쳐 서로 연결될 수 있다. The first leachate reservoir T101 and the refill liquid reservoir T202 may be connected to each other via check valves SV32 and SV33.

이온교환에 의한 백금과 로듐의 분리 정제 공정을 통해 제3 침출액 저장조(T202)에 저장된 로듐 이온은 치환 반응 또는 전해회수(electrowinning)를 통하여 회수하거나, 이온교환, 이온교환수지 소각, 로듐 침출 용해, 환원 반응, 침전물 하소를 거쳐 회수할 수 있다. Through separation and purification of platinum and rhodium by ion exchange, rhodium ions stored in the third leachate tank (T202) can be recovered through a substitution reaction or electrowinning, ion exchange, ion exchange resin incineration, rhodium leaching dissolution, Can be recovered by reduction reaction, precipitation calcination.

도 6은 다른 예에 따라 이온교환에 의한 백금과 로듐의 분리 정제 공정을 보여주는 도면이다.6 is a view showing a process of separating and purifying platinum and rhodium by ion exchange according to another example.

도 6을 참조하면, 점선으로 표시한 전해 침출 공정을 통하여 이온상태로 존재하는 백금-로듐 침출액은 제2 침출액 저장조(T201)로 이송된 후 정량펌프(P201)를 사용해 상향류로 양이온 제거용 컬럼(CRU1)에 공급하여 침출액 중에 존재하는 기타 양이온들을 제거한 후, 강염기성 음이온교환수지가 충진된 이온교환컬럼(SPU1, SPU2, SPU3, SPU4, SPU5)에 선택적으로 통액시킨다. 선택적 통액은 체크밸브(SV1, SV2, SV3, SV4, SV5)를 통해 이루어질 수 있다. 예컨대, 체크밸브(SV2, SV3, SV4, SV5)를 닫고 체크밸브(SV1)를 오픈(open)하여 양이온 제거용 컬럼(CRU1)을 통과한 침출액이 이온교환컬럼(SPU1)으로 공급되게 할 수 있고, 체크밸브(SV1, SV3, SV4, SV5)를 닫고 체크밸브(SV2)를 오픈(open)하여 양이온 제거용 컬럼(CRU1)을 통과한 침출액이 이온교환컬럼(SPU2)으로 공급되게 할 수 있다. 이온교환컬럼(SPU1, SPU2, SPU3, SPU4, SPU5)으로 침출액이 공급되면, 이온교환컬럼(SPU1, SPU2, SPU3, SPU4, SPU5) 내의 음이온교환수지와 백금과 로듐의 이온교환반응에 의하여 백금은 음이온교환수지에 흡착되고, 로듐 이온은 이온교환컬럼을 통과하여 정제액 저장조(T202)에 저장될 수 있다. 6, the platinum-rhodium leachate present in the ionic state through the electrolytic leaching process indicated by the dashed line is transferred to the second leachate tank T201, and then the metering pump P201 is used to remove the cation- (SPU1, SPU2, SPU3, SPU4, SPU5) filled with a strongly basic anion exchange resin after passing through the column (CRU1) to remove other cations present in the leach solution. The selective passage can be made through the check valves (SV1, SV2, SV3, SV4, SV5). For example, the check valves SV2, SV3, SV4, and SV5 may be closed and the check valve SV1 may be opened to allow the leachate having passed through the cation removal column CRU1 to be supplied to the ion exchange column SPU1 , The check valves SV1, SV3, SV4 and SV5 are closed and the check valve SV2 is opened so that the leachate having passed through the cation removal column CRU1 is supplied to the ion exchange column SPU2. When the leachate is supplied to the ion exchange column (SPU1, SPU2, SPU3, SPU4, SPU5), the anion exchange resin in the ion exchange column (SPU1, SPU2, SPU3, SPU4, SPU5) Adsorbed on the anion exchange resin, and rhodium ions can be stored in the purified liquid storage tank T202 through the ion exchange column.

양이온 제거용 컬럼(CRU1)을 통과한 백금 이온과 로듐 이온을 포함하는 침출액이 체크밸브(SV1)를 통해 이온교환컬럼(SPU1)으로 공급되면, 백금 이온은 이온교환컬럼(SPU1)의 음이온교환수지에 흡착되고, 로듐 이온을 포함하는 침출액은 이온교환컬럼(SPU1)을 통과하여 체크밸브(SV12)를 통해 이온교환컬럼(SPU2)으로 공급되거나, 이온교환컬럼(SPU1)을 통과하여 체크밸브(SV16)와 체크밸브(31)를 통해 정제액 저장조(T202)에 공급되어 저장되거나, 체크밸브(SV16), 체크밸브(30) 및 체크밸브(34)를 통해 제2 침출액 저장조(T201)에 공급되어 저장되거나, 체크밸브(SV16), 체크밸브(SV30) 및 체크밸브(35)를 통해 제1 침출액 저장조(T101)에 공급되어 저장된다. 침출액을 제2 침출액 저장조(T201)에 저장하는 것은 음이온교환수지의 처리 용량을 오버(over)할 경우에 침출액을 다시 양이온 제거용 컬럼(CRU1)과 이온교환컬럼(SPU1, SPU2, SPU3, SPU4, SPU5)으로 보내어 백금 이온과 로듐 이온을 분리 정제하기 위함이다. 침출액을 제1 침출액 저장조(T101)에 저장하는 것은 침출액 내에 염산이 잔류하고 있어 전해 침출을 위한 침출액으로 재사용하기 위함이다. When the leachate containing platinum ion and rhodium ion passed through the cation removal column (CRU1) is supplied to the ion exchange column (SPU1) through the check valve (SV1), the platinum ion is removed from the anion exchange resin And the leaching solution containing rhodium ions is supplied to the ion exchange column SPU2 through the check valve SV12 through the ion exchange column SPU1 or through the ion exchange column SPU1 to the check valve SV16 And is supplied to the purified liquid reservoir T202 via the check valve 31 and stored or is supplied to the second leachate reservoir T201 through the check valve SV16, the check valve 30 and the check valve 34 Or stored and supplied to the first leachate reservoir T101 through the check valve SV16, the check valve SV30 and the check valve 35 and stored. Storing the leachate in the second leachate reservoir (T201) may cause the leachate to return to the cation removal column (CRU1) and the ion exchange column (SPU1, SPU2, SPU3, SPU4, SPU5) to separate and purify platinum and rhodium ions. Storing the leachate in the first leachate reservoir (T101) is for the purpose of reusing leachate for electrolytic leaching because hydrochloric acid remains in the leachate.

체크밸브(SV2) 또는 체크밸브(SV12)를 통해 이온교환컬럼(SPU2)으로 침출액이 공급되면, 백금 이온은 이온교환컬럼(SPU2)의 음이온교환수지에 흡착되고, 로듐 이온을 포함하는 침출액은 이온교환컬럼(SPU2)을 통과하여 체크밸브(SV13)를 통해 이온교환컬럼(SPU3)으로 공급되거나, 이온교환컬럼(SPU2)을 통과하여 체크밸브(SV17)와 체크밸브(31)를 통해 정제액 저장조(T202)에 공급되어 저장되거나, 체크밸브(SV17), 체크밸브(30) 및 체크밸브(34)를 통해 제2 침출액 저장조(T201)에 공급되어 저장되거나, 체크밸브(SV17), 체크밸브(SV30) 및 체크밸브(35)를 통해 제1 침출액 저장조(T101)에 공급되어 저장된다.When the leachate is supplied to the ion exchange column SPU2 through the check valve SV2 or the check valve SV12, the platinum ion is adsorbed to the anion exchange resin of the ion exchange column SPU2, Is supplied to the ion exchange column SPU3 through the check valve SV13 through the exchange column SPU2 or through the ion exchange column SPU2 and through the check valve SV17 and the check valve 31, Or may be supplied to and stored in the second leachate tank T201 through the check valve SV17, the check valve 30 and the check valve 34 or may be supplied to the check valve SV17, SV30 and check valve 35 to the first leachate reservoir T101 and stored.

체크밸브(SV3) 또는 체크밸브(SV13)를 통해 이온교환컬럼(SPU3)으로 침출액이 공급되면, 백금 이온은 이온교환컬럼(SPU3)의 음이온교환수지에 흡착되고, 로듐 이온을 포함하는 침출액은 이온교환컬럼(SPU3)을 통과하여 체크밸브(SV14)를 통해 이온교환컬럼(SPU4)으로 공급되거나, 이온교환컬럼(SPU3)을 통과하여 체크밸브(SV18)와 체크밸브(31)를 통해 정제액 저장조(T202)에 공급되어 저장되거나, 체크밸브(SV18), 체크밸브(30) 및 체크밸브(34)를 통해 제2 침출액 저장조(T201)에 공급되어 저장되거나, 체크밸브(SV18), 체크밸브(SV30) 및 체크밸브(35)를 통해 제1 침출액 저장조(T101)에 공급되어 저장된다.When the leachate is supplied to the ion exchange column SPU3 through the check valve SV3 or the check valve SV13, the platinum ion is adsorbed to the anion exchange resin of the ion exchange column SPU3, Is supplied to the ion exchange column SPU4 via the check valve SV14 through the exchange column SPU3 or the ion exchange column SPU3 through the check valve SV18 and the check valve 31, Or may be supplied to and stored in the second leachate tank T201 through the check valve SV18, the check valve 30 and the check valve 34 or may be supplied to the check valve SV18, SV30 and check valve 35 to the first leachate reservoir T101 and stored.

체크밸브(SV4) 또는 체크밸브(SV14)를 통해 이온교환컬럼(SPU4)으로 침출액이 공급되면, 백금 이온은 이온교환컬럼(SPU4)의 음이온교환수지에 흡착되고, 로듐 이온을 포함하는 침출액은 이온교환컬럼(SPU4)을 통과하여 체크밸브(SV15)를 통해 이온교환컬럼(SPU5)으로 공급되거나, 이온교환컬럼(SPU4)을 통과하여 체크밸브(SV19)와 체크밸브(31)를 통해 정제액 저장조(T202)에 공급되어 저장되거나, 체크밸브(SV19), 체크밸브(30) 및 체크밸브(34)를 통해 제2 침출액 저장조(T201)에 공급되어 저장되거나, 체크밸브(SV19), 체크밸브(SV30) 및 체크밸브(35)를 통해 제1 침출액 저장조(T101)에 공급되어 저장된다.When the leachate is supplied to the ion exchange column (SPU4) through the check valve (SV4) or the check valve (SV14), the platinum ion is adsorbed to the anion exchange resin of the ion exchange column (SPU4) Is supplied to the ion exchange column SPU5 through the check valve SV15 through the exchange column SPU4 or the ion exchange column SPU4 through the check valve SV19 and the check valve 31, Or may be supplied to and stored in the second leachate tank T201 via the check valve SV19, the check valve 30 and the check valve 34 or may be supplied to the check valve SV19, SV30 and check valve 35 to the first leachate reservoir T101 and stored.

체크밸브(SV5) 또는 체크밸브(SV15)를 통해 이온교환컬럼(SPU5)으로 침출액이 공급되면, 백금 이온은 이온교환컬럼(SPU5)의 음이온교환수지에 흡착되고, 로듐 이온을 포함하는 침출액은 이온교환컬럼(SPU5)을 통과하여 체크밸브(SV20)와 체크밸브(31)를 통해 정제액 저장조(T202)에 공급되어 저장되거나, 체크밸브(SV20), 체크밸브(30) 및 체크밸브(34)를 통해 제2 침출액 저장조(T201)에 공급되어 저장되거나, 체크밸브(SV20), 체크밸브(SV30) 및 체크밸브(35)를 통해 제1 침출액 저장조(T101)에 공급되어 저장되거나, 체크밸브(SV11)를 통해 이온교환컬럼(SPU1)에 공급된다. When the leachate is supplied to the ion exchange column (SPU5) through the check valve (SV5) or the check valve (SV15), the platinum ion is adsorbed to the anion exchange resin of the ion exchange column (SPU5) The check valve SV20 and the check valve 34 through the check valve SV20 and the check column valve SP20 and the exchange column SPU5 via the check valve SV20 and the check valve 31, Or stored in the second leachate tank T201 through the check valve SV20, the check valve SV30 and the check valve 35 or is supplied to the check valve SV11) to the ion exchange column (SPU1).

도 7은 도 6에 백금 이온의 흡착 후 이온교환컬럼을 통과한 로듐 이온을 처리하기 위하여 정제액 저장조(T202)로부터 액을 전해채취조(E201)로 이송하기 위한 정량펌프(P202)와, 로듐 이온을 회수하기 위한 전해채취조(E201)와, 전해채취 후 액을 저장조(T301)로 이송하기 위한 정량펌프(P301)와, 액을 저장하기 위한 전해채취액 저장조(T301)를 추가한 것이다.
FIG. 7 is a graph showing the relation between the amount of the rhodium ion and the amount of the rhodium ion in the ion-exchange column after the adsorption of platinum ions, An electrolytic sampling tank E201 for collecting the ions, a metering pump P301 for transferring the solution after electrolytic collection to the storage tank T301, and an electrolytic solution storage tank T301 for storing the solution.

상기와 같은 이온교환에 의한 백금과 로듐의 분리 정제 공정을 통하여 백금을 흡착한 음이온교환수지는 가열로를 사용하여 650℃ 이상에서 소각한다. The anion exchange resin adsorbing platinum through the separation and purification process of platinum and rhodium by ion exchange as above is incinerated at 650 ° C. or higher using a heating furnace.

소각된 결과물을 왕수를 사용하여 침출시킨다. 난용성의 백금족 원소를 용출시키기 위하여 염산과 질산의 혼합산인 왕수(Aqua regia)를 사용하여 소각된 결과물 내에 존재하는 백금족 금속을 용출시킨다. The incinerated product is leached using aqua regia. In order to elute the poorly soluble platinum group elements, a mixed acid of hydrochloric acid and nitric acid, aqua regia, is used to elute the platinum group metals present in the incinerated product.

왕수를 사용하여 백금족 금속을 침출시킨 후, 탈질산 공정을 수행한다. 탈질산 공정은 가열하여 산 용액을 증발시켜 질산 성분을 제거하는 공정이다. 가열하여 산 용액이 1차로 증발되면, 염산 용액을 넣고 다시 가열 증발시키는 과정을 추가로 1∼5회 정도 반복 수행하여 질산 성분이 완전히 제거되게 할 수도 있다. After the platinum group metal is leached out using the water, the denitrification step is carried out. The denitrification process is a process in which nitric acid is removed by heating the acid solution by heating. When the acid solution is firstly evaporated by heating, the process of adding the hydrochloric acid solution and evaporating the solution again may be repeated one to five times to completely remove the nitric acid component.

탈질산 공정을 거친 후, 염화암모늄(NH4Cl), 히드라진(hydraznin, NH2NH2)과 같은 환원제를 사용한 다음과 같은 환원 반응을 통하여 금속으로 회수할 수 있다. After the denitrification process, it can be recovered as a metal using a reducing agent such as ammonium chloride (NH 4 Cl) or hydrazin (NH 2 NH 2 ) through the following reduction reaction.

[반응식 3][Reaction Scheme 3]

2NH4Cl + [PtCl6]2- ↔ [NH4]2[PtCl6](s) + 2Cl- 2 NH 4 Cl + [PtCl 6 ] 2 - [NH 4 ] 2 [PtCl 6 ] (s) + 2 Cl -

환원 과정에서 염화암모늄(NH4Cl)과 반응한 백금은 침전물을 형성하게 된다. During the reduction process, platinum reacted with ammonium chloride (NH 4 Cl) forms a precipitate.

환원 반응을 통해 얻은 침전물(환원물)을 여과한 후, 가열로를 사용하여 하소하면 스폰지 형태의 백금을 얻을 수 있다. 상기 하소는 500∼1000℃ 정도의 온도에서 수행하는 것이 바람직하다. The precipitate (reduction product) obtained through the reduction reaction is filtered and then calcined using a heating furnace to obtain a sponge-type platinum. The calcination is preferably carried out at a temperature of about 500 to 1000 ° C.

하소된 결과물인 스폰지 형태의 백금을 주조하면 최종적으로 백금 잉곳(Ingot)을 얻게 되어, 이것을 가공하여 백금과 로듐의 합금의 원료나 2차 가공품을 위한 원료로 재사용할 수 있다. Casting of the sponge-type platinum as a result of the calcination finally results in obtaining a platinum ingot, which can be processed to be reused as a raw material for the alloy of platinum and rhodium or a secondary processed product.

탈질산 공정을 거친 후, 치환 반응을 통해 백금을 회수할 수도 있다. 탈질산 공정을 거친 결과물을 금속으로 환원하기 위한 방법으로 산화환원전위에 착안하여 치환반응으로 금속을 회수할 수 있다. 상기 치환반응에서 혼합액에 존재하는 철(Fe)을 효과적으로 제거하기 위하여 구리(Cu) 또는 아연(Zn)을 사용하여 백금과 로듐을 회수할 수 있다. 이때, 치환반응은 강산성 영역에서 이루어져, 높은 산도에 의하여 치환반응과 함께 동의 용해반응이 함께 진행될 수 있기 때문에 치환액에 요소를 첨가하여 산도를 약간 상승시켜 동판의 손실을 방지하는 것이 바람직하다. After the denitrification process, the platinum may be recovered through a substitution reaction. As a method for reducing the product obtained through the denitrification process to a metal, the metal can be recovered by a substitution reaction with a focus on the redox potential. Platinum and rhodium can be recovered using copper (Cu) or zinc (Zn) to effectively remove iron (Fe) present in the mixed solution in the substitution reaction. In this case, since the substitution reaction takes place in a strongly acidic region, the substitution reaction and the copper dissolution reaction can proceed together with the high acidity. Therefore, it is preferable to add urea to the substitution solution to increase the acidity slightly to prevent loss of copper plate.

탈질산 공정을 거친 후, 전해회수(또는 전해채취)를 통해 백금을 회수할 수도 있다. 전해회수는 일반적으로 알려져 있는 방법을 사용할 수 있으므로 여기서는 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.After the denitrification step, the platinum may be recovered through electrolytic recovery (or electrolytic recovery). The electrolytic recovery can be performed by a generally known method, and therefore, a detailed description thereof will be omitted here.

백금으로부터 분리되어 액상으로 존재하는 로듐은 치환 반응 또는 전해회수(or 전해채취)를 통하여 잉곳(Ingot)으로 주조하여 회수하거나, 이온교환, 이온교환수지 소각, 로듐 침출 용해, 환원 반응, 침전물 하소를 거쳐 잉곳으로 주조하여 회수할 수 있다.
Rhodium separated from platinum and present in a liquid phase can be recovered by casting with an ingot through a substitution reaction or electrolytic recovery (or electrolytic recovery), or by ion exchange, ion exchange resin incineration, rhodium leaching dissolution, reduction reaction, precipitation calcination It can be recovered by casting it into an ingot.

이하에서, 본 발명에 따른 실험예들을 구체적으로 제시하며, 다음에 제시하는 실험예들에 의하여 본 발명이 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, experimental examples according to the present invention will be specifically shown, and the present invention is not limited by the following experimental examples.

<실험예 1> <Experimental Example 1>

전류 및 침출액의 조성에 따른 전해 침출의 효율에 대한 평가를 위하여 백금(Pt)과 로듐(Rh) 합금을 시트(Sheet)형으로 제조한 전극(20)(백금(Pt)-로듐(Rh) 시트)을 극 간격 40㎜로 전해 침출 장치(E101)의 교류전원 공급부(30)에 체결하고, 전해 침출조(10) 내에 침출액(15)을 가한 후, 교반기(50)를 통하여 침출액(15)을 교반시키며 교류 전류를 전류밀도 0.245A/cm2·min로 인가하여 침출을 진행하였다. 이때, 백금(Pt)-로듐(Rh) 시트를 침출시키기 위한 침출액으로는 시약급 염산(35%) 1L를 사용하여, 침출이 완료되었을 때 전극의 중량을 측정하였다.
(Pt) -Radium (Rh) sheet made of a platinum (Pt) and rhodium (Rh) alloy in sheet form was used for evaluation of the electrolytic leaching efficiency according to the current and the composition of the leaching solution. Was connected to the AC power supply unit 30 of the electrolytic cell E101 at a pole distance of 40 mm and the electrolytic sedimentation tank 10 was fed with the electrolytic solution 15 and then the electrolytic solution 15 was fed through the stirrer 50 And an alternating current was applied at a current density of 0.245 A / cm &lt; 2 &gt; min to agitate. At this time, 1 L of reagent grade hydrochloric acid (35%) was used as the leaching solution for leaching the sheet of platinum (Pt) - rhodium (Rh), and the weight of the electrode was measured when leaching was completed.

<실험예 2><Experimental Example 2>

백금(Pt)과 로듐(Rh) 합금을 시트(Sheet)형으로 제조한 전극(20)(백금(Pt)-로듐(Rh) 시트)에 인가되는 전류밀도를 0.592A/cm2·min로, 전해 침출조(10) 내의 침출액(15)으로 염산(35%) 만을 사용하여 상기 실험예 1과 동일한 조건으로 백금(Pt)-로듐(Rh) 시트를 침출하였다.
With the current density applied to 0.592A / cm 2 · min, - platinum (Pt) and rhodium (Rh) electrode to produce the alloy sheet (Sheet) type 20 (rhodium (Rh) sheet platinum (Pt)) A platinum (Pt)-rhodium (Rh) sheet was leached under the same conditions as in Experimental Example 1 using only hydrochloric acid (35%) as the leach liquor 15 in the electrolytic settling tank 10.

<실험예 3><Experimental Example 3>

백금(Pt)과 로듐(Rh) 합금을 시트(Sheet)형으로 제조된 전극(20)(백금(Pt)-로듐(Rh) 시트)을 침출시키기 위하여 전류밀도를 0.381A/cm2·min로, 침출액(15)으로는 시약급 염산(35%)을 4:6의 비율로 탈 이온수와 혼합하여 1L를 제조하여 사용하여 실험예 1과 동일하게 침출하였다.
The current density was set to 0.381 A / cm 2 .multidot.min to leach out the electrode 20 (platinum (Pt) - rhodium (Rh) sheet) made of a sheet type of platinum (Pt) and rhodium (Rh) (35%) was mixed with deionized water at a ratio of 4: 6 to prepare 1 L of leachate (15).

<실험예 4><Experimental Example 4>

전해 침출조(10) 내의 침출액(15)으로 사용되는 염산(35%) 대 탈 이온수의 비율을 5:5로, 교류 전류를 전류밀도 0.379A/cm2·min로 인가하여 상기 실험예 2와 동일한 조건으로 백금(Pt)-로듐(Rh) 시트를 침출하였다.
The ratio of hydrochloric acid (35%) to deionized water used as the leach liquor 15 in the electrolytic settling tank 10 was 5: 5 and an alternating current was applied at a current density of 0.379 A / cm 2 · min. A platinum (Pt)-rhodium (Rh) sheet was leached under the same conditions.

<실험예 5><Experimental Example 5>

백금(Pt)과 로듐(Rh) 합금을 시트(Sheet)형으로 제조된 전극(20)(백금(Pt)-로듐(Rh) 시트)에 인가되는 전류밀도를 0.627A/cm2·min로, 전해 침출조(10) 내의 침출액으로 염산(35%) 대 탈 이온수의 비율을 7:3으로 사용하여, 상기 실험예 1과 동일한 조건으로 백금(Pt)-로듐(Rh) 시트를 침출하였다.
With the current density applied to 0.627A / cm 2 · min, - platinum (Pt) and rhodium (Rh) is manufactured in an alloy sheet (Sheet) electrodes (20, rhodium (Rh) sheet platinum (Pt)) A platinum (Pt)-rhodium (Rh) sheet was leached under the same conditions as Experimental Example 1, using a ratio of hydrochloric acid (35%) to deionized water as the leaching solution in the electrolytic settling tank 10 at 7:

<실험예 6><Experimental Example 6>

백금(Pt)과 로듐(Rh) 합금을 시트(Sheet)형으로 제조된 전극(20)(백금(Pt)-로듐(Rh) 시트)에 인가되는 전류밀도를 0.592A/cm2·min로, 전해 침출조(10) 내의 침출액(15)으로 염산(35%) 대 탈 이온수의 비율을 7:3으로 사용하여 상기 실험예 1와 동일한 조건으로 백금(Pt)-로듐(Rh) 시트를 침출하였다.
With the current density applied to 0.592A / cm 2 · min, - platinum (Pt) and rhodium (Rh) is manufactured in an alloy sheet (Sheet) electrodes (20, rhodium (Rh) sheet platinum (Pt)) A platinum (Pt)-rhodium (Rh) sheet was leached under the same conditions as in Experimental Example 1 using a ratio of hydrochloric acid (35%) to deionized water of 7: 3 as the leachate 15 in the electrolytic settling tank 10 .

<실험예 7><Experimental Example 7>

백금(Pt)과 로듐(Rh) 합금을 시트(Sheet)형으로 제조된 전극(20)(백금(Pt)-로듐(Rh) 시트)에 인가되는 전류밀도를 0.623A/cm2·min로, 전해 침출조(10) 내의 침출액(15)으로 염산(35%) 대 탈 이온수의 비율을 6:4로 사용하여, 상기 실험예 1과 동일한 조건으로 백금(Pt)-로듐(Rh) 시트를 침출하였다.
With the current density applied to 0.623A / cm 2 · min, - platinum (Pt) and rhodium (Rh) is manufactured in an alloy sheet (Sheet) electrodes (20, rhodium (Rh) sheet platinum (Pt)) Rhodium (Rh) sheet was leached under the same conditions as Experimental Example 1 using a ratio of hydrochloric acid (35%) to deionized water of 6: 4 as the leach liquor (15) in the electrolytic settling tank (10) Respectively.

<실험예 8><Experimental Example 8>

백금(Pt)과 로듐(Rh) 합금을 시트(Sheet)형으로 제조된 전극(20)(백금(Pt)-로듐(Rh) 시트)에 인가되는 전류밀도를 0.344A/cm2·min로, 전해 침출조(10) 내의 침출액(15)으로 염산(35%) 대 탈 이온수의 비율을 8:2로 사용하여, 상기 실험예 1과 동일한 조건으로 백금(Pt)-로듐(Rh) 시트를 침출하였다.
With the current density applied to 0.344A / cm 2 · min, - platinum (Pt) and rhodium (Rh) is manufactured in an alloy sheet (Sheet) electrodes (20, rhodium (Rh) sheet platinum (Pt)) Rhodium (Pt) -horimium (Rh) sheet was leached under the same conditions as Experimental Example 1 using the ratio of hydrochloric acid (35%) to deionized water as the leach liquor (15) in the electrolytic settling tank (10) Respectively.

본 발명의 실험예들을 통해 백금(Pt)-로듐(Rh)을 침출한 결과, 전극에서 반응이 진행되는 동안 발생하는 수소와 염소 가스로 인하여 침출액의 부피가 감소되었으며, 가스 발생에 인한 수소 이온 농도의 감소로 침출 효율이 떨어지게 되었다. 이를 위해 침출액 내의 감소된 수소 이온 농도의 감소에 따른 전해 침출조(10) 내의 침출 효율의 저하를 막고, 침출액의 수소 이온 농도를 보정하기 위하여 침출액을 순환하며 백금-로듐 시트를 효율적으로 침출할 수 있었다. As a result of leaching of platinum (Pt) - rhodium (Rh) through the experimental examples of the present invention, the volume of the leaching solution was reduced due to the hydrogen and chlorine gas generated during the reaction at the electrode, and the hydrogen ion concentration The leaching efficiency was decreased. For this purpose, the reduction of the leaching efficiency in the electrolytic sedimentation tank 10 due to the decrease of the hydrogen ion concentration in the leaching solution is prevented, and the leaching solution is circulated and the platinum-rhodium sheet is efficiently leached to correct the hydrogen ion concentration of the leaching solution there was.

반응기에 인가되는 전류의 세기가 클수록 침출 효율은 증가한다. 다만, 70% 희석염산과 100% 염산만의 침출 효율은 농도에 정비례한다. 하지만 침출을 위해 장시간 고농도의 침출액으로의 운전을 고려할 때, 농도가 높은 침출액을 사용하는 것이 효율적이므로 100% 염산만을 사용하는 것이 효율적이다. 전극의 조성이 99.9% 정도의 백금전극과 80:20의 비율을 가지는 백금/로듐의 합금일 경우, 모두 침출 효율은 유사한 결과값을 나타내었다. 표 2는 상기 실험예들의 결과를 나타낸 것이다.The greater the intensity of the current applied to the reactor, the greater the leaching efficiency. However, the leaching efficiency of only 70% diluted hydrochloric acid and 100% hydrochloric acid is directly proportional to the concentration. However, it is effective to use only 100% hydrochloric acid because it is efficient to use a high concentration of leachate when considering operation with a high concentration leachate for a long time for leaching. In the case of platinum / rhodium alloy having a composition ratio of about 99.9% and a ratio of 80:20, the leaching efficiencies were similar. Table 2 shows the results of the above experimental examples.

전류밀도(A/㎠·min)Current density (A / cm &lt; 2 &gt; min) 침출량(g)Leaching amount (g) 침출률(mg/A)Leaching Rate (mg / A) 침출시간(min)Leaching time (min) 실험예 1Experimental Example 1 0.2450.245 0.890.89 0.900.90 140140 실험예 2Experimental Example 2 0.5920.592 2.292.29 0.950.95 120120 실험예 3Experimental Example 3 0.3810.381 0.490.49 0.320.32 120120 실험예 4Experimental Example 4 0.3790.379 0.620.62 0.400.40 120120 실험예 5Experimental Example 5 0.6270.627 2.282.28 0.890.89 120120 실험예 6Experimental Example 6 0.5920.592 0.960.96 0.400.40 120120 실험예 7Experimental Example 7 0.6230.623 1.701.70 0.670.67 120120 실험예 8Experimental Example 8 0.3440.344 1.071.07 0.770.77 120120

백금과 로듐의 혼합 용액으로부터 이온교환법을 통하여 백금과 로듐의 분리를 다음과 같이 실시하였다.Separation of platinum and rhodium was carried out from a mixed solution of platinum and rhodium by ion exchange as follows.

< 실험예 9><Experimental Example 9>

강염기성 음이온교환수지를 충진한 수지탑들로 구성된 이온교환컬럼(Saparation Purification Unit; SPU)과 강산성 양이온교환수지가 충진된 양이온 제거용 컬럼(Cation Removal Unit; CRU)에 백금-로듐 혼합액을 pH를 변화시키며 공급하여 백금과 로듐을 분리정제하였다. (SPU) composed of resin towers filled with strongly basic anion exchange resin and a cation removal column (CRU) filled with strongly acidic cation exchange resin were mixed with pH of the platinum- And platinum and rhodium were separated and purified.

백금-로듐 혼합액의 pH가 1.5 초과인 경우, 이온교환반응에 의하여 혼합액으로부터 백금이 음이온교환수지에 흡착되는 것과 동시에 로듐 이온의 흡착도 함께 이루어져 백금과 로듐의 분리가 어렵다. 또한, 염산에 의한 재생으로 흡착된 음이온교환수지로부터 로듐의 분리가 가능하지만 재생과정에서 일부 백금 이온이 함께 분리되어, 분리된 액의 조성이 백금과 로듐이 함께 존재하는 초기 혼합액과 유사하게 되어 전체적인 분리 효율 저하의 원인이 될 수 있다.
When the pH of the platinum-rhodium mixed solution is more than 1.5, it is difficult to separate platinum and rhodium because the platinum is adsorbed to the anion-exchange resin from the mixed solution by the ion exchange reaction and the adsorption of rhodium ions occurs at the same time. In addition, rhodium can be separated from the anion exchange resin adsorbed by regeneration with hydrochloric acid. However, in the regeneration process, some platinum ions are separated and the separated liquid composition is similar to the initial mixture in which platinum and rhodium are present together, Which may cause deterioration of separation efficiency.

<실험예 10><Experimental Example 10>

상기 실험예 9와 같이 이온교환컬럼(Saparation Purification Unit; SPU)에 처리액의 농도를 변화시키며 백금과 로듐을 분리정제하였다. Platinum and rhodium were separated and purified by varying the concentration of the treatment solution in an ion exchange column (SPU) as in Experimental Example 9.

이온교환컬럼에 농도가 리터당 약 3g 정도인 침출액이 적정한 유속으로 주입될 경우에는 이온교환반응에 의한 백금과 로듐의 분리는 비교적 수월하게 이루어졌다. 반면 하지만 리터당 10g 이상의 농도로 주입될 경우 충분한 음이온교환수지와의 반응이 이루어질 수 없어서 음이온교환수지의 처리용량보다 적은 양을 처리하였고, 백금과 로듐의 분리효율도 감소하게 되었다.
The separation of platinum and rhodium by ion exchange reaction was relatively easy when the leachate, which had a concentration of about 3 g per liter in the ion exchange column, was injected at an appropriate flow rate. On the other hand, when the concentration is more than 10 g / liter, the reaction with the anion exchange resin can not be performed sufficiently, and the amount of treatment of the anion exchange resin is smaller than that of the anion exchange resin, and the efficiency of separation of platinum and rhodium is also decreased.

<실험예 11>&Lt; Experimental Example 11 &

상기 실험예 10과 같이 이온교환컬럼(Saparation Purification Unit; SPU)에 처리액의 유속을 변화시키며 백금과 로듐을 분리정제하였다.Platinum and rhodium were separated and purified by varying the flow rate of the treatment solution in an ion exchange column (SPU) as in Experimental Example 10.

이온교환컬럼에 공급되는 처리액의 유입속도가 시간당 이온교환컬럼 부피의 약 20배 이하의 용액이 공급된다면, 단위부피(1L) 음이온교환수지당 약 200g 정도의 백금 이온을 흡착할 수 있다. 이온교환컬럼을 통과한 용액 내에는 로듐 이온만이 남아있게 되어 로듐 이온을 효과적으로 분리할 수 있다.
If the flow rate of the treatment liquid supplied to the ion exchange column is about 20 times or less the volume of the ion exchange column per hour, about 200 g of platinum ion per unit volume (1 L) anion exchange resin can be adsorbed. Only the rhodium ions remain in the solution passing through the ion exchange column, so that the rhodium ions can be effectively separated.

이온교환법을 통하여 분리된 백금과 로듐을 금속의 형태로 회수하기 위한 방법으로 환원 반응을 다음과 같이 실시하였다. The reduction reaction was performed as follows to recover platinum and rhodium separated in the form of metal by ion exchange.

<실험예 12><Experimental Example 12>

이온교환반응에 의하여 흡착된 백금 이온을 왕수에 침출한 후, 탈질산 공정을 거친 백금 농축용액에 염화암모늄(NH4Cl)을 첨가하여 환원 반응을 거쳐 침전된 백금을 회수하였다. After platinum ions adsorbed by ion exchange reaction were leached into the water, the precipitated platinum was recovered by adding ammonium chloride (NH 4 Cl) to the platinum - concentrated solution subjected to the denitrification process.

상기 환원 반응에 사용된 염화암모늄(NH4Cl)은 219g/L의 농도로 백금 농축액에 첨가하여 환원 반응을 통해 [NH4]2[PtCl6]의 침전물을 얻을 수 있었고, 이 침전물은 여과 과정을 통하여 수분을 제거 후 1200℃ 이상에서 2시간 이상 하소하여 스폰지 형태의 백금을 회수하였다. 상기 침전물은 수용성으로 세척 시 희석 염화암모늄(NH4Cl) 용액을 사용하였다.
The ammonium chloride (NH 4 Cl) used in the reduction reaction was added to the platinum concentrate at a concentration of 219 g / L to obtain a precipitate of [NH 4 ] 2 [PtCl 6 ] through a reduction reaction. The precipitate was filtered , And the sponge-type platinum was recovered by calcining at 1200 ° C. or more for 2 hours or more. The precipitate was diluted ammonium chloride (NH 4 Cl) solution for washing with water.

<실험예 13><Experimental Example 13>

이온교환반응에 의하여 흡착된 백금 이온을 왕수에 침출한 후, 탈질산 공정을 거친 백금 농축용액으로부터 금속으로 환원하기 위한 방법으로 산화환원전위에 착안하여 치환반응으로 금속을 회수하였다. Platinum ions adsorbed by ion - exchange reaction were leached into aqua regia, and then the metal was recovered by a substitution reaction considering the redox potential by a method for reducing the platinum - concentrated solution from the denitrification process to metal.

상기 치환반응에서 혼합액에 존재하는 철(Fe)을 효과적으로 제거하기 위하여 구리(Cu)를 사용하여 백금과 로듐을 회수하였다. 이때, 치환반응은 강산성 영역에서 이루어져, 높은 산도에 의하여 치환반응과 함께 동의 용해반응이 함께 진행될 수 있기 때문에 치환액에 요소를 첨가하여 산도를 약간 상승시켜 동판의 손실을 방지하는 것이 바람직하다.
Platinum and rhodium were recovered using copper (Cu) in order to effectively remove iron (Fe) present in the mixture in the substitution reaction. In this case, since the substitution reaction takes place in a strongly acidic region, the substitution reaction and the copper dissolution reaction can proceed together with the high acidity. Therefore, it is preferable to add urea to the substitution solution to increase the acidity slightly to prevent loss of copper plate.

이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, This is possible.

10: 전해 침출조 15: 침출액
20: 백금족 금속의 전극 26: 접촉방지용 지지대
30: 교류전원 공급부 32: 교류전원 전극
40: 연결부 42: 전원고정판
22a, 44, 44a: 볼트 22b, 46, 46b: 너트
50: 교반기 60: 교반기 고정부
70: 뚜껑 80: 침출액 투입부
85: 침출액 배출부 E101: 전해 침출 장치
P101, P102, P103, P201, P202: 정량펌프
T101: 제1 침출액 저장조 T102: 염산저장조
PM1: pH 미터 T201: 제2 침출액 저장조
T202: 정제액 저장조 E201: 전해채취조
T301: 전해채위액 저장조
SV1, SV2, SV3, SV4, SV5, SV11, SV12, SV13, SV14, SV15, SV16, SV17, SV18, SV19, SV20, SV30, SV31, SV32, SV33, SV34, SV35: 체크밸브
10: Electrolytic sedimentation tank 15: Leachate
20: Electrode of platinum group metal 26:
30: AC power supply unit 32: AC power supply electrode
40: connection part 42: power fixing plate
22a, 44, 44a: bolts 22b, 46, 46b: nuts
50: stirrer 60: stirrer fixing unit
70: lid 80:
85: Leachate discharging part E101: Electrolytic leaching device
P101, P102, P103, P201, P202: Quantitative pump
T101: first leachate tank T102: hydrochloric acid storage tank
PM1: pH meter T201: Second leachate reservoir
T202: Purified liquid storage tank E201: Electrolytic collection tank
T301: Electrolyte storage tank
The check valve is provided with a check valve (not shown), which is connected to the check valve

Claims (13)

(a) 백금과 로듐을 포함하는 스크랩이나 백금과 로듐을 포함하는 폐 내화벽돌을 왕수 침출하거나 전해 침출하여 백금족 금속을 용해하는 단계;
(b) 백금족 금속이 침출되어 용해된 침출액을 강염기성 음이온교환수지가 충진된 이온교환컬럼을 통과시켜 백금을 음이온교환수지에 흡착하는 단계;
(c) 백금이 흡착된 음이온교환수지를 소각하는 단계;
(d) 소각된 결과물에서 백금을 침출 용해하는 단계;
(e) 용해된 결과물을 가열 증발시켜 탈질산 공정을 실시하는 단계; 및
(f) 탈질산 공정을 거친 결과물을 환원 반응시켜 침전물을 얻고 상기 침전물을 하소하여 백금을 회수하거나, 탈질산 공정을 거친 결과물을 산화환원전위 차이를 이용하여 치환 반응을 통해 백금 금속으로 회수하거나, 탈질산 공정을 거친 결과물을 전해회수하여 백금을 회수하는 단계를 포함하는 백금족 금속의 회수방법.
(a) leaching or electrolytically leaching a scrap containing platinum and rhodium or a waste refractory brick containing platinum and rhodium, to dissolve the platinum group metal;
(b) adsorbing platinum on an anion exchange resin through an ion exchange column packed with a strong basic anion exchange resin, the leaching solution having the platinum group metal leached and dissolved therein;
(c) incinerating the platinum-adsorbed anion exchange resin;
(d) leaching and dissolving platinum in the incinerated product;
(e) heating and evaporating the dissolved product to perform a denitrification process; And
(f) recovering platinum by calcination of the precipitate obtained by reduction reaction of the product obtained through the denitrification process, or recovering platinum metal through a substitution reaction using a difference in redox potential, And recovering the platinum by electrolytic recovery of the resultant product subjected to the denitrification step.
제1항에 있어서, 상기 (a) 단계 후 상기 (b) 단계 전에,
보다 정제된 백금을 회수하기 위하여 백금족 금속이 침출되어 용해된 침출액을 강산성 양이온교환수지가 충진된 양이온 제거용 컬럼을 통과시켜 양이온 불순물을 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 백금족 금속의 회수방법.
The method of claim 1, further comprising, before step (b) after step (a)
Further comprising the step of removing the cationic impurities by passing the leached solution of leached platinum group metal to recover more purified platinum through a cation removal column packed with strongly acidic cation exchange resin .
제1항에 있어서, 상기 (b) 단계 후 상기 (c) 단계 전에,
상기 이온교환컬럼을 통과한 침출액을 강산성 양이온교환수지가 충진된 양이온 제거용 컬럼을 통과시켜 양이온 불순물을 제거하는 단계; 및
상기 양이온 제거용 컬럼을 통과한 침출액으로부터 로듐 이온을 회수하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 백금족 금속의 회수방법.
The method of claim 1, wherein after step (b), before step (c)
Passing the leaching solution passed through the ion exchange column through a cation removal column packed with a strongly acidic cation exchange resin to remove cation impurities; And
And recovering rhodium ions from the leachate having passed through the cation removal column.
제1항에 있어서, 상기 이온교환컬럼이 복수 개 연결되고, 백금의 회수율을 높이기 위해 상기 침출액을 복수 개의 이온교환컬럼을 연속적으로 통과시켜 백금이 음이온교환수지에 흡착되게 하는 것을 특징으로 하는 백금족 금속의 회수방법.
2. The method of claim 1, wherein a plurality of the ion exchange columns are connected, and the leaching solution is continuously passed through a plurality of ion exchange columns so as to adsorb the platinum on the anion exchange resin, so as to increase the recovery rate of platinum. Lt; / RTI &gt;
제1항에 있어서,
상기 전해 침출에 필요한 침출액으로 염산(HCl)을 사용하고, 상기 염산(HCl)은 4∼12M의 농도인 것을 사용하며,
전해 침출 반응이 진행되는 동안 전해 침출의 효율 저하의 원인이 되는 수소 가스와 염소 가스를 제거하기 위하여, 교반기를 사용하여 침출액을 교반시켜 전해 침출조 내의 침출액을 순환시키고 전극 표면의 가스를 제거하면서 백금족 금속을 침출하며,
전해 침출 반응이 진행되는 동안 전해 침출의 효율 저하의 원인이 되는 수소 가스와 염소 가스의 발생으로 인한 침출액 내의 수소 이온과 염소 이온 농도의 감소를 방지하기 위하여 전해 침출조 내의 침출액과 침출액 저장조의 침출액을 전해 침출이 진행되는 동안 연속적으로 순환시키면서 상기 침출액 저장조에 염산을 보충하여 백금족 금속을 침출하는 것을 특징으로 하는 백금족 금속의 회수방법.
The method according to claim 1,
Hydrochloric acid (HCl) is used as the leaching solution necessary for electrolytic leaching, and hydrochloric acid (HCl) having a concentration of 4 to 12 M is used,
In order to remove the hydrogen gas and the chlorine gas which cause deterioration of the electrolytic leaching efficiency during the electrolytic leaching reaction, the leaching solution was stirred using an agitator to circulate the leaching solution in the electrolytic sedimentation tank, Leaching metals,
In order to prevent decrease of the hydrogen ion and chlorine ion concentration in the leaching solution due to the generation of hydrogen gas and chlorine gas which cause deterioration of the electrolytic leaching efficiency during the electrolytic leaching reaction, the leaching solution in the electrolytic leaching tank and the leaching solution of the leaching solution tank And recovering platinum group metal by replenishing hydrochloric acid to the leachate reservoir while circulating continuously during electrolytic leaching.
제1항에 있어서, 상기 전해 침출을 위한 침출액은 pH가 1.5와 같거나 작게 유지되고,
상기 침출액의 pH 유지를 위해 pH 제어기를 제1 침출액 저장조에 부착하여 염산 저장조로부터 상기 제1 침출액 저장조로 정량적으로 염산이 공급되게 하고 침출액을 순환시키면서 침출액 저장조에 염산을 보충하여 백금족 금속을 침출하는 것을 특징으로 하는 백금족 금속의 회수방법.
The method of claim 1, wherein the leaching solution for electrolytic leaching is maintained at pH equal to or less than 1.5,
In order to maintain pH of the leach solution, a pH controller is attached to the first leachate reservoir, and hydrochloric acid is supplied quantitatively from the hydrochloric acid reservoir to the first leachate reservoir, and the leachate is circulated while hydrochloric acid is replenished to the leachate reservoir to leach platinum group metal And recovering the platinum group metal.
제1항에 있어서, 상기 (f) 단계에서,
상기 환원 반응을 위해 환원제로 염화암모늄(NH4Cl) 또는 히드라진(hydraznin, NH2NH2)를 사용하고,
상기 치환 반응을 위해 백금족 금속 보다 산화환원전위가 큰 아연(Zn) 또는 구리(Cu)를 사용하는 것을 특징으로 하는 백금족 금속의 회수방법.
The method according to claim 1, wherein in the step (f)
Ammonium chloride (NH 4 Cl) or hydrazin (NH 2 NH 2 ) is used as a reducing agent for the reduction reaction,
Wherein zinc (Zn) or copper (Cu) having a larger oxidation-reduction potential than the platinum group metal is used for the substitution reaction.
백금족 금속을 침출하기 위한 침출 장치;
상기 침출 장치의 침출조에 침출액을 공급하기 위한 제1 침출액 저장조;
백금족 금속이 침출되어 용해된 침출액을 저장하기 위한 제2 침출액 저장조;
백금족 금속이 침출되어 용해된 침출액을 상기 제2 침출액 저장조로부터 공급받고 백금을 흡착하기 위한 강염기성 음이온교환수지가 충진된 이온교환컬럼;
상기 이온교환컬럼을 통과한 침출액을 공급받고 양이온 불순물을 흡착하여 제거하기 위한 강산성 양이온교환수지가 충진된 양이온 제거용 컬럼; 및
상기 양이온 제거용 컬럼을 통과한 침출액을 저장하기 위한 정제액 저장조를 포함하는 것을 특징으로 하는 백금족 금속의 회수장치.
A leaching apparatus for leaching platinum group metals;
A first leachate reservoir for supplying the leachate to the leaching tank of the leaching apparatus;
A second leachate reservoir for storing the leach solution in which the platinum group metal is leached and dissolved;
An ion exchange column packed with a strongly basic anion exchange resin supplied from the second leachate storage tank for adsorbing platinum, and an ion exchange column filled with a leachate solution in which a platinum group metal is leached and dissolved;
A cation removal column packed with a strongly acidic cation exchange resin for receiving and removing cationic impurities from the leachate passed through the ion exchange column; And
And a refill liquid reservoir for storing the leachate which has passed through the cation removal column.
백금족 금속을 침출하기 위한 침출 장치;
상기 침출 장치의 침출조에 침출액을 공급하기 위한 제1 침출액 저장조;
백금족 금속이 침출되어 용해된 침출액을 저장하기 위한 제2 침출액 저장조;
백금족 금속이 침출되어 용해된 침출액을 상기 제2 침출액 저장조로부터 공급받고 양이온 불순물을 흡착하여 제거하기 위한 강산성 양이온교환수지가 충진된 양이온 제거용 컬럼;
상기 양이온 제거용 컬럼을 통과한 침출액을 공급받고 백금을 흡착하기 위한 강염기성 음이온교환수지가 충진된 이온교환컬럼; 및
상기 이온교환컬럼을 통과한 침출액을 저장하기 위한 정제액 저장조를 포함하는 것을 특징으로 하는 백금족 금속의 회수장치.
A leaching apparatus for leaching platinum group metals;
A first leachate reservoir for supplying the leachate to the leaching tank of the leaching apparatus;
A second leachate reservoir for storing the leach solution in which the platinum group metal is leached and dissolved;
A cation removal column packed with a strongly acidic cation exchange resin for absorbing and removing cationic impurities from the second leachate reservoir, the leach solution containing leached platinum group metals dissolved therein;
An ion exchange column filled with a strongly basic anion exchange resin for receiving the leach solution having passed through the cation removal column and adsorbing platinum; And
And a refill liquid reservoir for storing the leachate having passed through the ion exchange column.
제8항 또는 제9항에 있어서,
상기 침출액의 pH 유지를 위해 상기 제1 침출액 저장조에 염산을 정량적으로 공급하기 위한 염산 저장조를 더 포함하고,
상기 침출 장치는 전해 침출 장치이고,
상기 전해 침출 장치는,
침출액을 저장하고 내산 특성을 갖는 전해 침출조;
침출하려는 백금족 금속으로 이루어진 전극;
교류전원을 공급하는 교류전원 공급부;
상기 전극과 상기 교류전원 공급부를 연결하는 연결부; 및
상기 전해 침출조 내부를 교반하기 위한 교반기를 포함하며,
침출 반응이 진행되는 동안 전해 침출의 효율 저하의 원인이 되는 수소 가스와 염소 가스의 발생으로 인한 침출액 내의 수소 이온과 염소 이온 농도의 감소를 방지하기 위하여 상기 전해 침출조 내의 침출액과 상기 제1 침출액 저장조의 침출액을 전해 침출이 진행되는 동안 연속적으로 순환시키면서 상기 제1 침출액 저장조에 염산을 보충하며,
상기 침출액으로 염산(HCl)을 사용하고, 상기 염산(HCl)은 4∼12M의 농도인 것을 사용하며,
상기 전해 침출을 위한 침출액은 pH가 1.5와 같거나 작게 유지되는 것을 특징으로 하는 백금족 금속의 회수장치.
10. The method according to claim 8 or 9,
Further comprising a hydrochloric acid reservoir for quantitatively supplying hydrochloric acid to the first leachate reservoir for maintaining the pH of the leachate,
The leaching apparatus is an electrolytic leaching apparatus,
The electrolytic leaching apparatus includes:
An electrolytic settling tank storing the leachate and having acid resistance characteristics;
An electrode made of a platinum group metal to be leached;
An AC power supply unit for supplying AC power;
A connection unit connecting the electrode and the AC power supply unit; And
And an agitator for agitating the inside of the electrolytic precipitation tank,
In order to prevent reduction of the hydrogen ion and chlorine ion concentration in the leaching solution due to the generation of the hydrogen gas and the chlorine gas which cause deterioration of electrolytic leaching efficiency during the leaching reaction, the leaching solution in the electrolytic leaching tank and the leaching solution in the first leaching solution reservoir Is circulated continuously while electrolytic leaching proceeds, hydrochloric acid is replenished in the first leachate reservoir,
Hydrochloric acid (HCl) is used as the leaching solution, and hydrochloric acid (HCl) having a concentration of 4 to 12M is used,
Wherein the leachate for electrolytic leaching is maintained at pH equal to or less than 1.5.
제8항에 있어서, 상기 이온교환컬럼이 복수 개 연결되고,
침출액의 유입을 선택적으로 차단하기 위하여 각 이온교환컬럼의 입력단에 체크밸브가 구비되며,
침출액의 유출을 선택적으로 차단하기 위하여 각 이온교환컬럼의 출력단에 체크밸브가 구비되고,
각 이온교환컬럼의 입력단과 출력단에 구비된 체크밸브를 통해 상기 침출액은 복수 개의 이온교환컬럼을 선택적으로 통과할 수 있게 구성되며,
상기 양이온 제거용 컬럼을 통과한 침출액을 상기 정제액 저장조에 선택적으로 공급하기 위한 체크밸브가 상기 양이온 제거용 컬럼의 출력단에 구비되고,
상기 양이온 제거용 컬럼을 통과한 침출액을 상기 제1 침출액 저장조에 공급하기 위한 체크밸브가 상기 양이온 제거용 컬럼의 출력단에 구비되며,
상기 양이온 제거용 컬럼을 통과한 침출액을 상기 제2 침출액 저장조에 공급하기 위한 체크밸브가 상기 양이온 제거용 컬럼의 출력단에 구비되는 것을 특징으로 하는 백금족 금속의 회수장치.
The ion exchange apparatus according to claim 8, wherein a plurality of said ion exchange columns are connected,
A check valve is provided at the input end of each ion exchange column to selectively block the inflow of the leachate,
A check valve is provided at the output end of each ion exchange column to selectively block the outflow of the leachate,
The leach solution is configured to selectively pass through a plurality of ion exchange columns through a check valve provided at an input end and an output end of each ion exchange column,
A check valve for selectively supplying the leachate having passed through the cation removal column to the reflux liquid storage tank is provided at the output end of the column for removing cation,
A check valve for supplying the leachate having passed through the cation removal column to the first leachate reservoir is provided at the output end of the cation removal column,
And a check valve for supplying the leachate having passed through the cation removal column to the second leachate reservoir is provided at the output end of the cation removal column.
제9항에 있어서, 상기 이온교환컬럼이 복수 개 연결되고,
침출액의 유입을 선택적으로 차단하기 위하여 각 이온교환컬럼의 입력단에 체크밸브가 구비되며,
침출액의 유출을 선택적으로 차단하기 위하여 각 이온교환컬럼의 출력단에 체크밸브가 구비되고,
각 이온교환컬럼의 입력단과 출력단에 구비된 체크밸브를 통해 상기 침출액은 복수 개의 이온교환컬럼을 선택적으로 통과할 수 있게 구성되며,
복수 개의 이온교환컬럼 중에서 최종단의 이온교환컬럼을 통과한 침출액을 상기 정제액 저장조에 선택적으로 공급하기 위한 체크밸브가 상기 최종단의 이온교환컬럼의 출력단에 구비되고,
복수 개의 이온교환컬럼 중에서 최종단의 이온교환컬럼을 통과한 침출액을 제1 침출액 저장조에 공급하기 위한 체크밸브가 상기 최종단의 이온교환컬럼의 출력단에 구비되며,
복수 개의 이온교환컬럼 중에서 최종단의 이온교환컬럼을 통과한 침출액을 제2 침출액 저장조에 공급하기 위한 체크밸브가 상기 최종단의 이온교환컬럼의 출력단에 구비되고,
복수 개의 이온교환컬럼 중에서 최종단의 이온교환컬럼을 통과한 침출액을 복수 개의 이온교환컬럼 중에서 첫째단의 이온교환컬럼에 공급하기 위한 체크밸브가 상기 최종단의 이온교환컬럼의 출력단에 구비되는 것을 특징으로 하는 백금족 금속의 회수장치.
10. The ion exchange apparatus according to claim 9, wherein a plurality of said ion exchange columns are connected,
A check valve is provided at the input end of each ion exchange column to selectively block the inflow of the leachate,
A check valve is provided at the output end of each ion exchange column to selectively block the outflow of the leachate,
The leach solution is configured to selectively pass through a plurality of ion exchange columns through a check valve provided at an input end and an output end of each ion exchange column,
A check valve for selectively supplying the leaching solution having passed through the last-stage ion-exchange column out of the plurality of ion-exchange columns to the refill liquid reservoir is provided at the output end of the ion-
A check valve is provided at the output end of the ion exchange column at the final stage for supplying the leach solution having passed through the final stage ion exchange column among the plurality of ion exchange columns to the first leach solution reservoir,
A check valve is provided at the output end of the ion-exchange column at the final stage for supplying the leachate having passed through the last-stage ion-exchange column among the plurality of ion-exchange columns to the second leachate reservoir,
A check valve is provided at the output end of the ion-exchange column at the final stage for supplying the leaching solution having passed through the final-stage ion-exchange column among the plurality of ion-exchange columns to the ion-exchange column at the first stage among the plurality of ion-exchange columns Wherein the platinum group metal is recovered.
제9항에 있어서, 상기 정제액 저장조에 저장된 액을 공급받아 로듐 이온을 로듐 금속으로 회수하기 위한 전해채취조;
상기 정제액 저장조에 저장된 액을 상기 전해채취조로 이송하기 위한 펌프;
상기 전해채취조 내의 전해채취액을 공급받는 전해채취액 저장조; 및
상기 전해채취조 내의 전해채취액을 상기 전해채취액 저장조로 이송하기 위한 펌프를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 백금족 금속의 회수장치.
[12] The apparatus of claim 9, further comprising: an electrolytic collection tank for receiving the liquid stored in the refill liquid reservoir and recovering rhodium ions as rhodium metal;
A pump for transferring the liquid stored in the purified liquid storage tank to the electrolytic collection tank;
An electrolytic extracting liquid reservoir supplied with the electrolytic extract liquid in the electrolytic sampling tank; And
Further comprising a pump for transferring the electrolytic solution collected in the electrolytic collection tank to the electrolytic solution storage tank.
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