KR101403281B1 - 니켈 습식 제련 공정 부산물 회수 장치 - Google Patents

니켈 습식 제련 공정 부산물 회수 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101403281B1
KR101403281B1 KR1020120153428A KR20120153428A KR101403281B1 KR 101403281 B1 KR101403281 B1 KR 101403281B1 KR 1020120153428 A KR1020120153428 A KR 1020120153428A KR 20120153428 A KR20120153428 A KR 20120153428A KR 101403281 B1 KR101403281 B1 KR 101403281B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
nickel
precipitation
solid
iron
chlorine
Prior art date
Application number
KR1020120153428A
Other languages
English (en)
Inventor
김대영
이재영
Original Assignee
재단법인 포항산업과학연구원
주식회사 포스코
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 재단법인 포항산업과학연구원, 주식회사 포스코 filed Critical 재단법인 포항산업과학연구원
Priority to KR1020120153428A priority Critical patent/KR101403281B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101403281B1 publication Critical patent/KR101403281B1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B23/00—Obtaining nickel or cobalt
    • C22B23/06—Refining
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B23/00—Obtaining nickel or cobalt
    • C22B23/04—Obtaining nickel or cobalt by wet processes
    • C22B23/0407—Leaching processes
    • C22B23/0415—Leaching processes with acids or salt solutions except ammonium salts solutions
    • C22B23/0423—Halogenated acids or salts thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B23/00—Obtaining nickel or cobalt
    • C22B23/04—Obtaining nickel or cobalt by wet processes
    • C22B23/0453—Treatment or purification of solutions, e.g. obtained by leaching
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B3/00—Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes
    • C22B3/04—Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes by leaching
    • C22B3/06—Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes by leaching in inorganic acid solutions, e.g. with acids generated in situ; in inorganic salt solutions other than ammonium salt solutions
    • C22B3/10—Hydrochloric acid, other halogenated acids or salts thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B3/00—Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes
    • C22B3/20—Treatment or purification of solutions, e.g. obtained by leaching
    • C22B3/22—Treatment or purification of solutions, e.g. obtained by leaching by physical processes, e.g. by filtration, by magnetic means, or by thermal decomposition
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B9/00—General processes of refining or remelting of metals; Apparatus for electroslag or arc remelting of metals
    • C22B9/05—Refining by treating with gases, e.g. gas flushing also refining by means of a material generating gas in situ

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Geology (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

본 발명은 니켈 및 철 함유 광석으로부터 페로니켈 형태로 회수하는 니켈 습식 제련 공정에서 발생되는 공정 부산물인 염화철을 함유하는 석출 여액으로부터 부산물을 회수하는 니켈 습식 제련 공정 부산물 회수 장치로서, pH 조절제를 저장하는 pH 조절제 저장조; 상기 pH 조절제 저장조와 연결되며, 침출액을 저장하고 상기 침출액의 니켈 이온이 치환 석출되어 석출물을 포함하는 석출액을 생성하는 석출 반응조; 상기 석출 반응조와 연결되며, 상기 석출액으로부터 석출물을 제거하여 석출 여액을 회수하는 고액 분리장치; 상기 고액 분리장치와 연결되며, 상기 석출 여액을 배소온도에서 열분해하여 산화철 분말 및 염소 함유 가스를 포함하는 열 분해 생성물을 생성하는 배소로; 상기 배소로 상부에 구비된 가스 배출부와 연결되며, 상기 염소 함유 가스에 포함된 산화철 분말을 분리하여, 상기 산화철 분말을 상기 배소로로 재투입하고, 상기 염소 함유 가스를 배출하는 기체 및 고체 분리 장치; 및 상기 배소로 하부에 구비된 고체 배출부와 연결되며, 상기 생성된 산화철 분말을 회수하는 회수 철광석 저장조를 포함하며, 상기 석출 반응조는 상기 pH 조절제에 의해 침출액 중의 불순물 금속을 금속 수산화물로 전환하여 금속 수산화물을 제거한 후 상기 석출액을 생성하는 니켈 습식 제련 공정 부산물 회수 장치를 제공한다.

Description

니켈 습식 제련 공정 부산물 회수 장치{Apparatus for recovering byproducts from nickel extraction process}
본 발명은 니켈광석으로부터 니켈을 농축 회수하는 니켈 습식제련 공정에서 발생하는 폐기물로부터 철광석(Fe 화합물)과 염산을 고품위로 회수할 수 있는 니켈제련 공정부산물 회수장치에 관한 것이다.
종래 니켈 광석으로부터 니켈을 농축 회수하는 습식 니켈제련 공정에 대하여는, 니켈 광석을 환원하여 산으로 용해하여 니켈을 침출하여 침출액을 얻고, 상기 침출액으로부터 고액 분리하여 잔사 슬러지를 여과 제거한 후 철을 제거함으로써 페로니켈을 얻는 방법이 개시되어 있다. 이와 같은 기술은 대한민국 특허공개 제2012-0065874호에 기재되어 있다.
상기와 같은 니켈 습식 제련 공정 중에는 철 이온을 다량 함유하는 용액이 발생되는데, 상기 석출단계 후에 페로니켈 금속을 제거한 후 남는 철 이온 함유 용액을 처리함으로써 마그네타이트의 철광석을 생성할 수 있으며, 그 여액을 사용하여 니켈 습식 공정 중에 사용되는 원료 또는 기타 산업 부산물을 생성할 수 있다.
본 발명은 니켈 습식제련 공정에서 발생되는 Fe 이온 함유 용액으로부터 철광석을 회수하는 장치 및 방법을 제공하며, 나아가, 염산을 추가적으로 회수하는 장치를 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 상기와 같은 공정 부산물 회수시, 침출액 내의 불순물을 pH조절에 의해 수산화물로 전환하여 제거함으로써 공정 부산물을 고품위로 회수하는 장치를 제공하고자 한다.
본 발명은 니켈 및 철 함유 광석으로부터 니켈을 회수하는 니켈 습식 제련 공정 중에 발생되는 공정 부산물로부터 철광석 및 염산을 회수하는 장치에 관한 것으로서, 본 발명의 장치는 pH 조절제를 저장하는 pH 조절제 저장조; 상기 pH 조절제 저장조와 연결되며, 침출액을 저장하고 상기 침출액의 니켈 이온이 치환 석출되어 석출물을 포함하는 석출액을 생성하는 석출 반응조; 상기 석출 반응조와 연결되며, 상기 석출액으로부터 석출물을 제거하여 석출 여액을 회수하는 고액 분리장치; 상기 고액 분리장치와 연결되며, 상기 석출 여액을 배소온도에서 열분해하여 산화철 분말 및 염소 함유 가스를 포함하는 열 분해 생성물을 생성하는 배소로; 상기 배소로 상부에 구비된 가스 배출부와 연결되며, 상기 염소 함유 가스에 포함된 산화철 분말을 분리하여, 상기 산화철 분말을 상기 배소로로 재투입하고, 상기 염소 함유 가스를 배출하는 기체 및 고체 분리 장치; 및 상기 배소로 하부에 구비된 고체 배출부와 연결되며, 상기 생성된 산화철 분말을 회수하는 회수 철광석 저장조를 포함하며, 상기 석출 반응조는 상기 pH 조절제에 의해 침출액 중의 불순물 금속을 금속 수산화물로 전환하여 금속 수산화물을 제거한 후 상기 석출액을 생성한다.
상기 침출액은 니켈 및 철을 포함하는 니켈광석이 환원된 침출용 환원원료가 염산에 의해 용해되어 철 이온 및 니켈 이온을 포함한다.
상기 석출액은 상기 침출액을 니켈 및 철을 포함하는 니켈 광석이 환원된 석출용 환원원료와 반응하여 상기 석출용 환원원료의 철이 상기 침출액의 니켈 이온으로 치환되어 생성된 것이다.
상기 석출 반응조는 상기 pH 조절제가 투입된 침출액을 상기 고액 분리 장치로 공급하는 배출 도관; 및 상기 고액 분리 장치에 의해 침출액 중의 금속 수산화물이 제거된 침출액을 석출 반응조로 재공급하는 회수 도관을 더 포함하며, 상기 배출 도관으로부터 재공급된 침출액으로부터 석출액을 생성한다.
상기 pH 조절제는 Mg(OH)2, Fe(OH)2, Ni(OH)2 및 NH3로부터 선택되는 적어도 하나일 수 있다.
상기 배소로는 상기 석출 여액을 배소로 내로 분사 주입하는 분무 노즐 및 배소로 내의 온도를 상기 석출 여액의 배소 온도로 가열 유지하는 버너를 구비할 수 있으며, 500 내지 1000℃의 온도를 갖는다.
상기 기체 및 고체 분리 장치는 싸이클론일 수 있다.
상기 기체 및 고체 분리장치로부터 배출되는 염소 함유 가스가 공급되되, 상부로부터 상기 염소 함유 가스의 흡수액으로 물이 공급되며, 상기 물에 의해 염소 함유 화합물이 염산으로 회수하여 하부로 배출되고, 상부로 배가스가 배출되는 흡수탑을 더 포함할 수 있다.
상기 흡수탑의 상부로 배출되는 배가스 중의 염소 함유 화합물을 알칼리 세정액으로 세정하여 제거하는 스크러버를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 의하면 니켈 습식제련 공정에서 발생되는 Fe 이온을 함유하는 석출 여액으로부터 철광석을 효과적으로 회수할 수 있으며, 이를 산업 공정에 활용할 수 있어 경제적이다.
또한, 본 발명에 따르면, 니켈 습식 제련공정 중에 사용된 염산을 효과적으로 회수할 수 있으며, 회수된 염산을 공정 중에 재활용할 수 있어, 공정 경제를 도모할 수 있다.
나아가, 본 발명에 따르면, 침출반응 중에 니켈 광석으로부터 용해된 Al, Si, Cr 등의 성분은 열분해 가능한 알칼리제를 사용하여 제거함으로써 보다 고품위의 철광석 및 염산을 회수할 수 있다.
도 1은 본 발명에 의한 니켈제련 공정부산물을 회수하는 장치의 일예를 개략적으로 나타낸 도면이다.
본 발명은 니켈 습식 제련 공정에서 발생되는 철 이온을 함유하는 석출 여액으로부터 철광석(Fe 화합물, 이하, 철 산화물이라고도 한다.)과 염산을 회수하는 장치를 제공하고자 한다. 나아가, 상기와 같은 공정 부산물을 회수함에 있어서 회수되는 침출액 불순물 중 열분해가 되지 않는 불순물 등을 배소온도에서 열분해가 가능한 pH 조절용 약품을 사용하는 니켈제련 공정 부산물 회수장치를 제공하고자 한다.
이하 본 발명에 의한 니켈 습식제련 공정부산물 회수장치를 첨부 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다. 도 1은 본 발명에 따른 니켈 습식 제련 공정 부산물을 회수하는 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
니켈 및 철을 함유하는 원료인 니켈 광석으로부터 페로니켈을 회수하는 방법으로는, 니켈 광석을 수소 함유 가스를 환원 가스로 환원하여 환원 원료를 얻고, 상기 환원 원료를 불활성 분위기에서 슬러리화하여 침출용 환원 원료의 슬러리를 제조하고, 상기 침출용 환원 원료의 슬리리에 염산을 투입하여 니켈 및 철을 이온으로 용해 침출하는 반응(침출반응)을 수행한 후, 잔사를 제거하여 니켈 철 이온을 함유하는 침출액을 얻고, 상기 침출액에 상기 니켈 광석을 환원하여 얻어진 석출용 환원 원료를 슬러리 상으로 상기 침출액에 투입하면, 상기 석출용 환원 원료의 철이 침출액 내의 니켈 이온으로 치환되는 석출 반응에 의해 페로니켈이 석출된다.
그 후, 상기 석출 반응에 의해 얻어진 페로니켈 형태의 니켈 농축물과 FeCl2로 용해된 철 이온을 포함하는 석출 여액을 고액 분리기를 통해 분리하여 선택적으로 철 이온을 포함하는 석출 여액을 제거하고, 고형분의 페로니켈을 얻을 수 있다. 이때, 상기 제거되는 석출 여액은 주로 철과 염소 성분을 포함하는 것으로서, 이로부터 열처리에 의해 열분해하여 산화철(철광석) 및 염산을 회수할 수 있다.
상기 침출 반응 중에 니켈광석에 함유된 Al, Si, Cr 등의 금속이 일부 용해되어 침출액 중에 존재하게 된다. 이와 같은 금속 성분들은 이후의 석출 반응 단계에서 석출 효율을 저하시키는바, 침출액으로부터 제거되는 것이 바람직하다. 이와 같은 불순물 금속 성분의 제거는 침출액의 pH를 첨가하여 pH를 조절하여 수산화물로 침전시킨 후 고액 분리에 의해 제거할 수 있다. 이때, 상기 pH 조절제로는 알칼리제를 사용할 수 있다.
그러나, 상기 불순물 금속 성분을 불순물 금속을 금속 수산화물로 전환시키는 반응을 수행하기 위해서는 통상의 알칼리제를 pH 조절제로 제한없이 사용할 수 있다. 그러나, pH 조절제를 사용하는 경우, 상기 불순물 금속을 수산화물로 형성함과 함께, 또 반응 부산물이 형성된다. 이때, 예를 들어, Ca(OH)2, NaOH, KOH 등을 pH 조절제로 사용하는 경우에는 반응 부산물로서 CaCl2, NaCl 또는 KCl 등의 염화물이 생성된다. 상기와 같은 pH 조절 반응 부산물인 알칼리 및 알카리토류 금속 염화물은 열처리에 의하더라도 열분해가 일어나지 않고, 상기 회수되는 산화철 및 염산에 잔류하여 얻고자 하는 공정 부산물의 품위를 저하시킬 수 있는 바, 배소온도에서 열분해가 가능한 pH 조절제를 사용하는 것이 바람직하다.
따라서, 본 발명에서 사용되는 pH 조절제는 배소 온도에서 열분해가 가능한 것을 사용할 필요가 있다. 이와 같은 pH 조절제로서는, 예를 들어, Fe(OH)2, Mg(OH)2, NH3 등을 들 수 있다.
상기 pH 조절제는 pH 조절제 저장조(2)에 저장된 pH 조절제를 페로니켈의 석출 단계가 수행되는 석출 반응조(1)에 pH 조절제를 투입하여 침출액 중에서 Al, Si, Cr 등의 불순물 금속 금속 수산화물로 전환시킨 후, 고액 분리 장치(3)에 의해 상기 불순물 금속을 금속 수산화물의 고체 성분을 분리 제거할 수 있다.
상기 침출액으로부터 불순물 금속을 제거하는 pH 조절단계를 수행하는 경우, 상기 침출액 내에 투입되는 pH 조절제는 석출 반응이 수행되는 석출 반응조(1)에 침출액의 pH를 3.5 이하, 바람직하게는 2.5 내지 3.5로 되도록 pH 조절제 저장고(2) 등으로부터 투입하여 상기 불순물 금속을 금속 수산화물의 고형분으로 형성할 수 있다. 니켈 습식 공정 중에 생성된 침출액은 대략 pH 1 이하의 매우 낮은 산도를 갖는 것으로서, 침출액의 pH를 상기 범위가 되도록 pH 조절제를 투입함으로써 불순물 금속을 금속 수산화물로 전환시킬 수 있다. 침출액의 pH가 2.5 미만 또는 3.5 이상으로 되는 경우에는 수산화물로 전환되지 않은 불순물 금속이 잔류하거나 니켈수산화물이 생성되어, 니켈석출에 도움이 되지 않는다.
상기 침출액 중에 형성된 고형분은 석출 반응조(1)로부터 배출 도관을 통해 고액 분리 장치(3)로 이송한 후, 상기 고액 분리장치에 의해 고액 분리하여 제거할 수 있다. 이와 같이 함으로써 상기 알칼리 금속 염화물에 의한 철광석의 품위 저하를 방지할 수 있다.
상기 고액 분리에 의해 고형분이 제거된 침출액은 다시 석출 반응조(1)에 투입된다. 이때, 상기 배출 도관을 통해 상기 고형분이 제거된 침출액을 석출 반응조(1)로 재투입할 수 있으며, 별도의 회수 도관을 설치하여 석출 반응조(1)로 재투입할 수도 있다.
상기 고형분이 제거된 침출액이 공급된 후, 상기 석출 반응조(1)에 상기 석출용 환원 원료를 투입하여 침출액 중의 니켈이 석출용 환원광 중의 철과 치환하여 페로니켈 형태로 석출되며, 이에 의해 석출물로서 페로니켈을 얻을 수 있다. 상기 석출 반응에 의해 형성된 페로니켈은 상기와 같은 고액 분리 장치(3)로 이송하여 석출물을 고액 분리하여 회수할 수 있다. 한편, 고액 분리에 의해 잔존하는 석출 여액은 배출된다.
상기 배출되는 석출 여액은 상기한 바와 같은 석출 반응 중 침출액 중의 니켈 이온과 환원 원료 중의 철 이온의 치환반응에 의해 환원원료로부터 배출된 철 이온이 포함되어 있으므로, 상기 석출 여액으로부터 본 발명에 따라 철 성분 및 염산을 회수할 수 있다.
상기 pH 조절 및 석출 반응을 석출 반응조(1)에서 수행하는 경우에 대하여 예를 들어 설명하고, 도면에 나타내었으나, 이에 한정되지 않으며, 상기 침출액의 pH를 조절하는 pH 조절단계는 별도의 pH 조절 반응조에서 수행한 후, 이에 의해 생성된 불순물 금속 수산화물 등의 고형분을 고액 분리장치를 통해 제거하고, 잔류하는 침출액을 상기 석출 반응조(1)로 공급하여 석출 반응을 수행할 수도 있다.
이때, 상기 pH 조절 반응조에 침출액을 공급하고, 또한 pH 조절제 저장조(2)로부터 pH 조절제를 투입하여 pH 조절반응이 수행된다. 이와 같은 pH 조절 반응에 의해 침출액 중에 존재하는 Al, Si, Cr 등의 불순물 금속은 수산화물로 전환되어 침전된다. 따라서, 상기 pH 조절 반응에 의해 생성된 반응 생성물을 고액 분리장치를 통하여 침전물을 제거함으로써 pH가 조절된 침출액을 얻을 수 있으며, 상기 pH가 조절된 침출액을 상기 석출 반응조(1)에 공급하여 석출 반응을 수행할 수 있다.
상기 pH 조절 반응조(2)는 침출 반응이 수행된 침출 반응조일 수 있으며, 상기 침출 반응조와는 별도로 구비된 pH 반응조일 수 있다. 예를 들어, 침출 반응조에서 침출 반응 후에 상기 pH 조절 반응을 수행하는 경우에는 침출 반응 후에 잔류하는 침출 잔사와 함께 상기 pH 조절 반응에 의해 생성된 침전물을 고액 분리 장치에 의해 제거할 수 있으며, 별도의 pH 조절 반응조를 구비하는 경우에는 상기 침출 반응에 의해 생성된 침출 잔사를 고액 분리장치에 의해 제거한 후 침출액이 상기 pH 조절 반응조에 공급되며, 상기 침출액에 pH 조절제를 투입하여 pH 조절 반응을 수행할 수도 있다.
나아가, 상기 pH 조절에 따른 고형분의 제거 및 석출 반응에 따른 고형분의 분리 회수는 하나의 고액 분리 장치에 의해 수행될 수 있음은 물론, 별도의 고액 분리 장치(3)에 의해 수행될 수 있음은 용이하게 이해할 수 있을 것이다. 이때, 상기 고액 분리 장치(3)는 특별히 한정하지 않으며, 고체와 액체의 분리를 위해 통상적으로 사용되는 것이라면 본 발명에서도 적합하게 적용될 수 있으며, 예를 들어, 여과 등을 들 수 있다.
pH 조절반응을 촉진시키기 위해 상기 pH 조절 반응조 또는 석출 반응조(1) 내에 물리적인 와류를 형성할 수 있다. 상기 물리적인 와류 형성은 유체의 와류 형성을 위해 일반적으로 적용될 수 있는 것이라면 특별히 한정함이 없이 본 발명에서 적용될 수 있으며, 예를 들어, 교반 장치, 초음파 등을 적용할 수 있다.
금속 불순물이 제거된 후에 잔류하는 석출 여액은 철 이온과 염소 이온을 주로 포함하는 염화철 수용액으로서, 이로부터 상기 철 성분을 열분해에 회수할 수 있다. 이를 위해, 고액 분리장치(3)를 통과한 석출 여액을 배소로(5)로 공급한다. 이때, 상기 석출 여액은 배소로(5)에서 철 성분을 보다 효율적으로 회수하기 위해 석출 여액 농축 저장조(4)에 저장하여 농축한 후에 배소로(5)로 공급될 수 있다.
상기 배소로(5)는 상기 석출 여액으로부터 철 이온 및 염소 이온을 철 산화물 및 염소 화합물 가스로 열분해할 수 있는 배소온도로 가열되어 있는 것이 바람직하다. 상기 배소온도는 석출 여액 중의 철 이온 및 염소 이온의 열분해를 위해 500 내지 1000℃ 범위일 수 있다. 상기 배소로(5)를 상기와 같은 배소 온도로 가열 및 유지하도록 하기 위해 버너(6)가 구비되는 것이 바람직하다.
한편, 상기 석출 여액은 석출 여액 농축 저장조(4)로부터 배소로(5)로 공급될 때, 석출 여액의 열분해 촉진을 위해 분무 노즐(7)을 통하여 분사 공급되는 것이 바람직하다.
상기와 같은 온도 범위로 가열된 배소로(5) 내에 철 이온을 함유하는 석출 여액이 분사 주입됨으로써 석출 여액 중의 화합물이 열분해되어 철 이온은 미립의 산화철로, 그리고, 염소 이온은 기상의 염소 및 염화수소로 전환된다. 열분해에 의해 생성된 상기 미립의 산화철은 서로 응집되어 자중에 의해 배소로(5) 하부로 떨어져 배출되고, 회수 철광석 저장조(9)로 이송되어 목적으로 하는 철광석을 산화철로 회수할 수 있다. 이와 같이 회수된 철광석은 산업 공정 원료로서 적합하게 활용할 수 있다. 특히, 니켈 광석에 포함된 알칼리 금속 염화물이 pH 조절 단계를 통해 제거됨으로써 보다 고품위의 철광석을 얻을 수 있다.
한편, 상기 열분해에 의해 생성된 기상의 염소 및 염화수소를 함유하는 염소 화합물 가스는 상부 기류에 의해 배소로(5) 상부를 통해 배가스로 배출된다. 이때, 상기 상부 기류에는 상기 배소로(5)에서 회수되지 않은 미립의 산화철을 포함할 수 있는바, 상기 미립의 산화철을 추가 회수하는 것이 철광석 회수 증대에 바람직하다. 이와 같은 미립의 산화철 회수는 싸이클론(Cyclone) 등의 기체 및 고체 분리 수단(8)에 의해 수행할 수 있다. 상기 기체 및 고체 분리 수단(8)에 의해 배가스로부터 분리된 미립의 산화철은 상기 배소로(5) 내로 재투입하여 배소로(5)에서 응집하거나, 또는 열분해에 의해 생성된 미립의 산화철과 함께 서로 응집하여 입상화됨으로써 산화철을 회수할 수 있다.
이와 같이 배소로(5)로부터 배출되는 배가스로부터 미립의 산화철을 분리 제거함으로써 대기 중으로 배출되는 배가스로 인한 환경 부담을 줄일 수 있어 바람직하다.
한편, 상기 기체 및 고체 분리수단(8)에서 고상의 산화철이 제거된 배가스에 포함되어 있는 염소 및 염화수소는 추가적인 공정에 의해 회수할 수 있다. 즉, 상기 기체 및 고체 분리수단(8)으로부터 배출되는 염소 화합물을 포함하는 배가스를 흡수탑(10)으로 이송하고, 상기 흡수탑(10)에서 흡수액으로 상기 염소 및 염화수소를 흡수함으로써 염산으로 회수할 수 있다.
특별히 한정하는 것은 아니지만, 상기 흡수탑(10)으로 공급되는 염소 화합물 가스를 흡수탑(10) 하부에서 공급하여 상부로 이송하는 기류를 형성하고, 흡수탑(10) 상부에서 흡수액을 공급하여 배가스 중의 염소 화합물을 흡수하도록 하는 것이 바람직하다. 상기와 같이 염소 화합물 가스 및 흡수액을 공급함으로써 염소 화합물을 흡수할 수 있는 흡수 영역 증대에 따라 흡수 효율을 높일 수 있다.
상기 흡수액으로는 특별히 한정하지 않으나, 상기 염소 화합물을 흡수하여 염산을 얻기 위해 물을 흡수액으로 사용할 수 있다. 상기 물에 의해 흡수된 염소 및 염화수소는 염산으로 전환되어 흡수탑(10) 하부로 이송되며, 염소 및 염화수소가 제거된 배가스는 흡수탑(10) 상부로 배출된다.
상기 흡수탑(10) 하부로 이송된 염산은 회수 염산 저장조(14)로 이송됨으로써 염산을 회수할 수 있다. 반드시 이에 한정하는 것은 아니지만, 펌프(13) 등의 이송 수단을 사용하여 흡수탑(10) 하부로부터 상기 회수 염산 저장조(14)로 이송시킬 수 있다. 이에 의해 얻어진 염산은 니켈 습식 제련 공정 중 침출 공정에 재활용할 수 있는바, 공정 중 새로운 염산의 사용량 절감 효과를 얻을 수 있어 니켈 습식 제련 공정의 경제성을 도모할 수 있어 바람직하다.
한편, 상기 흡수탑(10) 상부를 통해 배출되는 배가스에는 상기 물에 의해 미처 흡수되지 않고 배출되는 염소 및 염화수소를 포함할 수 있으며, 이러한 염소 및 염화수소를 대기 중으로 배출하는 경우에는 환경에 부담을 줄 수 있는바, 제거되는 것이 바람직하다. 따라서, 상기 배가스를 스크러버(11)로 이송하여 배가스 내에 함유된 염소와 염화수소 가스를 알칼리 등의 세정액으로 세정하여 제거하는 단계를 거친 후에 배가스를 배출하는 것이 바람직하다. 이때, 상기 염소 및 염화수소의 제거를 위해 사용되는 상기 알칼리 세정액은 특별히 한정하지 않으나, 물을 사용할 수 있다.
상기 스크러버(11)에 의해 염소 화합물 가스가 제거된 배가스는 상기 스크러버(11) 상부를 통과하여 스택(12)으로 이송되어 대기 중으로 방출될 수 있다. 한편, 상기 스크러버(11)에서 배가스를 세정함으로써 잔류 염소 또는 염화수소를 포함하는 세정액은 스크러버(11) 하부를 통해 폐수 처리조(15)로 이송되어 후처리될 수 있다.
상기와 같은 본 발명의 장치 및 방법을 사용함으로써 니켈 습식 제련 공정 중에 발생되는 부산물로부터 철광석을 회수할 수 있으며, 또한, 염산을 회수하여 재활용할 수 있어, 경제적이며, 또한, 대기 중으로 배출되는 배가스로부터 유해 성분을 최대한 제거할 수 있어, 환경에 대한 부담을 줄일 수 있어 또한 바람직하다.
1. 석출 반응조 2. pH 조절제 저장조
3. 고액 분리 장치 4. 석출 여액 농축 저장조
5. 배소로 6. 버너
7. 분무 노즐 8. 기체 및 고체 분리 장치
9. 회수 철광석 저장조 10. 흡수탑
11. 스크러버 12. 스택
13. 펌프 14. 회수 염산 저장조
15. 폐수 처리조

Claims (10)

  1. pH 조절제를 저장하는 pH 조절제 저장조;
    상기 pH 조절제 저장조와 연결되며, 침출액을 저장하고 상기 침출액의 니켈 이온이 치환 석출되어 석출물을 포함하는 석출액을 생성하는 석출 반응조;
    상기 석출 반응조와 연결되며, 상기 석출액으로부터 석출물을 제거하여 석출 여액을 회수하는 고액 분리장치;
    상기 고액 분리장치와 연결되며, 상기 석출 여액을 배소온도에서 열분해하여 산화철 분말 및 염소 함유 가스를 포함하는 열 분해 생성물을 생성하는 배소로;
    상기 배소로 상부에 구비된 가스 배출부와 연결되며, 상기 염소 함유 가스에 포함된 산화철 분말을 분리하여 상기 배소로로 재투입하고, 상기 염소 함유 가스를 배출하는 기체 및 고체 분리 장치; 및
    상기 배소로 하부에 구비된 고체 배출부와 연결되며, 상기 생성된 산화철 분말을 회수하는 회수 철광석 저장조를 포함하며,
    상기 석출 반응조는 상기 pH 조절제에 의해 침출액 중의 불순물 금속을 금속 수산화물로 전환하여 금속 수산화물을 제거한 후 상기 석출액을 생성하는 니켈 습식 제련 공정 부산물 회수 장치.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 침출액은 니켈 및 철을 포함하는 니켈광석이 환원된 침출용 환원원료가 염산에 의해 용해되어 철 이온 및 니켈 이온을 포함하는 것인 니켈 습식 제련 공정 부산물 회수 장치.
  3. 제1 항에 있어서, 상기 석출액은 상기 침출액을 니켈 및 철을 포함하는 니켈 광석이 환원된 석출용 환원원료와 반응하여 상기 석출용 환원원료의 철이 상기 침출액의 니켈 이온으로 치환되어 생성된 것인 니켈 습식 제련 공정 부산물 회수 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 석출 반응조는 상기 pH 조절제가 투입된 침출액을 상기 고액 분리 장치로 공급하는 배출 도관; 및
    상기 고액 분리 장치에 의해 침출액 중의 금속 수산화물이 제거된 침출액을 석출 반응조로 재공급하는 회수 도관;
    을 더 포함하며, 상기 배출 도관으로부터 재공급된 침출액으로부터 석출액을생성하는 것인 니켈 습식 제련 공정 부산물 회수 장치.
  5. 제1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 pH 조절제는 Mg(OH)2, Fe(OH)2, Ni(OH)2 및 NH3로부터 선택되는 적어도 하나인 니켈 습식 제련 공정 부산물 회수 장치.
  6. 제1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 배소로는 상기 석출 여액을 배소로 내로 분사 주입하는 분무 노즐 및 배소로 내의 온도를 상기 석출 여액의 배소 온도로 가열 유지하는 버너를 구비하는 것인 니켈 습식 제련 공정 부산물 회수 장치.
  7. 제1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 배소로는 500 내지 1000℃의 온도를 갖는 것인 니켈 습식 제련 공정 부산물 회수 장치.
  8. 제1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기체 및 고체 분리 장치는 싸이클론인 니켈 습식 제련 공정 부산물 회수 장치.
  9. 제1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기체 및 고체 분리장치로부터 배출되는 염소 함유 가스가 공급되되, 상부로부터 상기 염소 함유 가스의 흡수액으로 물이 공급되며, 상기 물에 의해 염소 함유 화합물이 염산으로 회수하여 하부로 배출되고, 상부로 배가스가 배출되는 흡수탑을 더 포함하는 니켈 습식 제련 공정 부산물 회수 장치.
  10. 제9 항에 있어서, 상기 흡수탑의 상부로 배출되는 배가스 중의 염소 함유 화합물을 알칼리 세정액으로 세정하여 제거하는 스크러버를 더 포함하는 니켈 습식 제련 부산물 회수 장치.
KR1020120153428A 2012-12-26 2012-12-26 니켈 습식 제련 공정 부산물 회수 장치 KR101403281B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120153428A KR101403281B1 (ko) 2012-12-26 2012-12-26 니켈 습식 제련 공정 부산물 회수 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120153428A KR101403281B1 (ko) 2012-12-26 2012-12-26 니켈 습식 제련 공정 부산물 회수 장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101403281B1 true KR101403281B1 (ko) 2014-06-03

Family

ID=51131719

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120153428A KR101403281B1 (ko) 2012-12-26 2012-12-26 니켈 습식 제련 공정 부산물 회수 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101403281B1 (ko)

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101594700B1 (ko) * 2014-10-14 2016-02-17 주식회사 포스코 니켈 습식제련 공정의 향상된 염소 부산물 회수 방법
KR101611736B1 (ko) 2014-10-15 2016-04-14 주식회사 포스코 니켈 습식 제련 공정 부산물의 회수 방법
KR101620726B1 (ko) 2014-10-28 2016-05-13 주식회사 포스코 니켈 습식 제련 공정의 부산물 회수 장치 및 이를 이용한 부산물 회수 방법
KR101620722B1 (ko) 2014-10-13 2016-05-13 주식회사 포스코 폐수 저장탱크 및 이를 포함하는 유효금속의 습식 제련 설비
KR101630990B1 (ko) * 2014-12-23 2016-06-16 주식회사 포스코 염화철 함유 수용액으로부터 산화철 및 염산을 회수하는 방법
KR20160077399A (ko) * 2014-12-22 2016-07-04 주식회사 포스코 페로니켈의 제조방법
KR101714936B1 (ko) * 2015-12-24 2017-03-09 주식회사 포스코 니켈 습식제련 공정에서 얻어지는 석출용액의 후처리 공정 중 산화마그네슘의 회수 방법
KR101746979B1 (ko) 2015-12-17 2017-06-13 주식회사 포스코 니켈 습식제련 공정의 중화제 재생 방법
KR101778399B1 (ko) * 2015-12-18 2017-09-13 주식회사 포스코 니켈 습식 제련 공정의 비산 산화철 회수 방법
KR101795893B1 (ko) 2015-12-24 2017-11-08 주식회사 포스코 초음파를 이용한 금속광석의 환원 및 침출방법
KR20200075665A (ko) * 2018-12-18 2020-06-26 주식회사 포스코 니켈 습식제련 공정에서 얻어지는 석출용액의 후처리 공정에서 우수한 반응성의 산화마그네슘 회수 방법
KR20220089415A (ko) * 2020-12-21 2022-06-28 주식회사 포스코 산화철 환원철 복합재 연료 및 그 제조 방법

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001026426A (ja) 1999-07-14 2001-01-30 Kawasaki Steel Corp 焙焼炉への塩化鉄水溶液の供給方法及び供給装置
KR20010055474A (ko) * 1999-12-10 2001-07-04 홍상복 산화철의 탈염소장치
JP2004202488A (ja) 2002-12-09 2004-07-22 Nippon Steel Corp 金属鉱山排水の処理方法および有価金属の回収方法
KR20070108502A (ko) * 2000-09-29 2007-11-12 소니 가부시끼 가이샤 고순도 철의 제조 방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001026426A (ja) 1999-07-14 2001-01-30 Kawasaki Steel Corp 焙焼炉への塩化鉄水溶液の供給方法及び供給装置
KR20010055474A (ko) * 1999-12-10 2001-07-04 홍상복 산화철의 탈염소장치
KR20070108502A (ko) * 2000-09-29 2007-11-12 소니 가부시끼 가이샤 고순도 철의 제조 방법
JP2004202488A (ja) 2002-12-09 2004-07-22 Nippon Steel Corp 金属鉱山排水の処理方法および有価金属の回収方法

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101620722B1 (ko) 2014-10-13 2016-05-13 주식회사 포스코 폐수 저장탱크 및 이를 포함하는 유효금속의 습식 제련 설비
KR101594700B1 (ko) * 2014-10-14 2016-02-17 주식회사 포스코 니켈 습식제련 공정의 향상된 염소 부산물 회수 방법
KR101611736B1 (ko) 2014-10-15 2016-04-14 주식회사 포스코 니켈 습식 제련 공정 부산물의 회수 방법
KR101620726B1 (ko) 2014-10-28 2016-05-13 주식회사 포스코 니켈 습식 제련 공정의 부산물 회수 장치 및 이를 이용한 부산물 회수 방법
KR101657810B1 (ko) 2014-12-22 2016-09-20 주식회사 포스코 페로니켈의 제조방법
KR20160077399A (ko) * 2014-12-22 2016-07-04 주식회사 포스코 페로니켈의 제조방법
KR101630990B1 (ko) * 2014-12-23 2016-06-16 주식회사 포스코 염화철 함유 수용액으로부터 산화철 및 염산을 회수하는 방법
KR101746979B1 (ko) 2015-12-17 2017-06-13 주식회사 포스코 니켈 습식제련 공정의 중화제 재생 방법
KR101778399B1 (ko) * 2015-12-18 2017-09-13 주식회사 포스코 니켈 습식 제련 공정의 비산 산화철 회수 방법
KR101714936B1 (ko) * 2015-12-24 2017-03-09 주식회사 포스코 니켈 습식제련 공정에서 얻어지는 석출용액의 후처리 공정 중 산화마그네슘의 회수 방법
KR101795893B1 (ko) 2015-12-24 2017-11-08 주식회사 포스코 초음파를 이용한 금속광석의 환원 및 침출방법
KR20200075665A (ko) * 2018-12-18 2020-06-26 주식회사 포스코 니켈 습식제련 공정에서 얻어지는 석출용액의 후처리 공정에서 우수한 반응성의 산화마그네슘 회수 방법
KR102163822B1 (ko) 2018-12-18 2020-10-12 주식회사 포스코 니켈 습식제련 공정에서 얻어지는 석출용액의 후처리 공정에서 우수한 반응성의 산화마그네슘 회수 방법
KR20220089415A (ko) * 2020-12-21 2022-06-28 주식회사 포스코 산화철 환원철 복합재 연료 및 그 제조 방법
KR102596866B1 (ko) * 2020-12-21 2023-10-31 포스코홀딩스 주식회사 산화철 환원철 복합재 연료의 제조 방법

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101403281B1 (ko) 니켈 습식 제련 공정 부산물 회수 장치
CN104520237B (zh) 处理飞灰的方法
KR101403185B1 (ko) 니켈 제련 부산물 재활용 방법
JP2014526431A (ja) アルミナ及び様々な他の生成物の調製プロセス
US20150218720A1 (en) Process for treating magnesium-bearing ores
WO2017106925A9 (en) Recovery of lithium from silicate minerals
JP5702453B2 (ja) シリカ及びマグネシア抽出のためのスラグの処理方法
CN104302791A (zh) 用于处理赤泥的方法
JP6648674B2 (ja) 金属マンガンの製造方法
JP6986997B2 (ja) 炭酸リチウムの製造方法及び、炭酸リチウム
KR102255347B1 (ko) 니켈 습식제련의 후처리 공정의 수증기 공급 장치 및 공급 방법
KR101528043B1 (ko) 니켈 습식제련 공정의 부산물 회수 방법
KR101449185B1 (ko) 광석으로부터 유가금속 및 부산물 회수장치
JP6656709B2 (ja) 亜鉛地金の製造方法
JP2014181153A (ja) 四塩化チタンの製造方法
CA2749907C (en) Process for recovering metals in the form of metal chlorides or mixed metal chlorides from slag waste materials
KR102336617B1 (ko) 염화마그네슘수화물의 열분해를 통한 염산 회수공정을 포함하는 함니켈 사프로라이트질 광석으로부터 수산화니켈의 추출공정
KR101439626B1 (ko) 니켈 제련 공정 중의 잔사 슬러지 수세액을 이용한 페로니켈 회수 방법
AU2018256247A1 (en) Method for smelting ilmenite using red mud
KR101620726B1 (ko) 니켈 습식 제련 공정의 부산물 회수 장치 및 이를 이용한 부산물 회수 방법
WO2019163284A1 (ja) スカンジウムの回収方法
KR101594700B1 (ko) 니켈 습식제련 공정의 향상된 염소 부산물 회수 방법
KR101746979B1 (ko) 니켈 습식제련 공정의 중화제 재생 방법
KR101778399B1 (ko) 니켈 습식 제련 공정의 비산 산화철 회수 방법
KR101714912B1 (ko) 니켈 습식제련 방법 및 장치

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170526

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180528

Year of fee payment: 5