KR101465033B1 - 니켈도금폐액으로부터 고순도 탄산니켈 제조방법 - Google Patents

니켈도금폐액으로부터 고순도 탄산니켈 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101465033B1
KR101465033B1 KR1020140074171A KR20140074171A KR101465033B1 KR 101465033 B1 KR101465033 B1 KR 101465033B1 KR 1020140074171 A KR1020140074171 A KR 1020140074171A KR 20140074171 A KR20140074171 A KR 20140074171A KR 101465033 B1 KR101465033 B1 KR 101465033B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
nickel
ppm
plating waste
carbonate
nickel plating
Prior art date
Application number
KR1020140074171A
Other languages
English (en)
Inventor
이상호
김광규
홍은미
Original Assignee
인천화학 주식회사
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 인천화학 주식회사 filed Critical 인천화학 주식회사
Priority to KR1020140074171A priority Critical patent/KR101465033B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101465033B1 publication Critical patent/KR101465033B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D15/00—Separating processes involving the treatment of liquids with solid sorbents; Apparatus therefor
    • B01D15/08—Selective adsorption, e.g. chromatography
    • B01D15/26—Selective adsorption, e.g. chromatography characterised by the separation mechanism
    • B01D15/36—Selective adsorption, e.g. chromatography characterised by the separation mechanism involving ionic interaction
    • B01D15/361—Ion-exchange
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J47/00—Ion-exchange processes in general; Apparatus therefor
    • B01J47/02—Column or bed processes
    • B01J47/06—Column or bed processes during which the ion-exchange material is subjected to a physical treatment, e.g. heat, electric current, irradiation or vibration
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G53/00—Compounds of nickel
    • C01G53/06—Carbonates

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

본 발명은 니켈도금폐액으로부터 고순도 탄산니켈을 제조하는 방법에 관한 것으로서, 금속 등의 불순물 및 니켈도금시 첨가되는 유기 첨가제 등으로 인해 유기물을 다량 함유하고 있는 니켈도금폐액으로부터 탄산니켈을 효율적으로 얻을 수 있을 뿐만 아니라, 탄산니켈을 고순도로 제조할 수 있는 바, 폐기되던 자원을 높은 상업성, 경제성으로 재활용할 수 있는 발명에 관한 것이다.

Description

니켈도금폐액으로부터 고순도 탄산니켈 제조방법{MANUFACTURE METHOD OF HIGH PURITY NICKEL CARBONATE FROM WASTE NICKEL PLATING SOLUTION}
본 발명은 산업 현장에서 발생되는 불순물, 유기물 등이 포함된 니켈도금폐액으로부터 화학침전법 및 이온교환수지법을 이용하여 불순물 및 유기물을 제거하고 탄산니켈을 고순도로 제조할 수 있는 방법에 관한 것이다.
도금산업은 주요산업과 연계성이 매우 큰 국가 핵심 기반산업으로, 그 중 니켈도금은 단단하고 내식성이 뛰어나며 광택이 좋기에 넓은 분야에 사용되고 있다.
그러나, 이러한 니켈은 고단가일 뿐만 아니라 약 90％가 해외에서 산출되기 때문에 대부분을 수입에 의존하고 있는 바, 최근 자원 고갈 및 원자재 가격 상승 등으로 인해 자원부족국가인 우리나라에서는 산업현장에서 발생되는 니켈 폐기물인 니켈도금폐액 또는 니켈슬러지로부터 황산니켈이나 니켈 분말 및 니켈 판(plate)의 형태로 회수하여 재활용하는 기술이 필요로 하고 있다.
상기와 같은 재활용 방법으로 니켈슬러지의 경우, 폐기물을 황산에 용해하여 황산니켈로 추출한 후 pH 조절을 통하여 금속이온들을 제거하는 방법이나, 용매추출을 통해 불순물을 제거하는 방법이 알려져 있으며, 이와 유사한 방법으로 불순물이 제거된 황산니켈에 수산화나트륨(NaOH)와 같은 pH 조절제를 이용하여 수산화니켈을 수득하고 이를 다시 황산에 용해하여 고순도 황산니켈을 제조하는 방법이 연구된 바 있다.
그러나, 도금산업에서 발생하는 니켈도금폐액은 도금시 첨가되는 유기 첨가제로 인해 불순물 제거 후, 니켈 도금원료로 쓸 수 없을 뿐더러, 니켈 회수 시에도 회수 효율이 감소하는 문제가 있다.
또한, 대한민국 특허 등록번호 제686985호에서는 니켈을 함유하는 니켈 폐액 및 수산니켈 슬러지에 염산을 투여하여 혼합 및 교반하고, 여기에 아민계 용매를 투여시켜 불순물을 제거시킨 다음 전기분해하여 니켈을 회수하는 방법을 소개한 바 있으나, 이러한 방법은 전기분해를 하기 위한 고가의 장치 및 공간이 별도로 필요하며, 일정량의 니켈을 회수한 후에는 전기분해 장치를 청소해야 하는 등의 연속적인 제조공정이 불가능하다는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 기타 금속 등의 불순물 및 유기물을 함유한 니켈도금폐액으로부터 화학침전법과 이온교환수지법을 이용해 미량의 불순물을 효율적으로 제거하고, 니켈도금폐액으로부터 탄산니켈을 고순도로 제조하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 니켈도금폐액으로부터 고순도 탄산니켈을 제조하는 방법에 관한 것으로서, 니켈도금폐액을 준비하는 제1단계(S01); 상기 니켈도금폐액을 화학침전법으로 1차 불순물을 제거하는 제2단계(S02); 이온교환수지를 이용하여 2차 불순물을 제거하는 제3단계(S03); 2차 불순물을 제거된 니켈도금폐액에 탄산나트륨을 첨가하여 유기물 제거 및 탄산니켈을 석출시키는 제4단계(S04); 수세하는 제5단계(S05); 및 건조하는 제6단계(S06);를 포함하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명은 니켈도금시 첨가되는 유기 첨가제, 기타 금속 등의 불순물 및 유기물을 다량 함유하고 있는 니켈도금폐액으로부터 탄산니켈을 효율적으로 얻을 수 있을 뿐만 아니라, 탄산니켈을 고순도로 제조할 수 있는 바, 폐기되던 자원을 높은 상업성, 경제성으로 재활용할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일구현에 따른 탄산니켈 제조 공정을 개략적으로 나타낸 흐름도이다.
이하에서는 본 발명의 첨가제가 포함된 니켈도금폐액으로부터 유기물을 제거 후 탄산니켈을 제조하는 방법에 대하여 보다 상세하게 설명하기로 하나, 이는 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며 본 발명은 후술할 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
도 1에 개략도로 나타낸 바와 같이, 본 발명은 니켈도금폐액을 준비하는 제1단계(S01); 상기 니켈도금폐액을 화학침전법으로 1차 불순물을 제거하는 제2단계(S02); 이온교환수지를 이용하여 2차 불순물을 제거하는 제3단계(S03); 2차 불순물을 제거된 니켈도금폐액에 탄산나트륨을 첨가하여 유기물 제거 및 탄산니켈을 석출시키는 제4단계(S04); 수세하는 제5단계(S05); 및 건조하는 제6단계(S06);를 포함하는 공정을 수행하여 최종적인 탄산니켈을 고순도로 제조할 수 있다.
제1단계(S01)의 니켈도금폐액은 니켈, 금속 및 비금속을 포함하는 불순물, 및 유기물을 포함하는데, 초기 니켈도금액 내 유기물은 20,000 ppm 이하이나, 니켈도금이 진행될수록 첨가제 및 유기물은 쌓여 약 80,000 ~ 100,000 ppm 정도의 유기물이 누적된다.
이와 같이, 본 발명에서 상기 니켈도금폐액은 불순물 및 유기물을 높은 농도로 포함하고 있는 니켈도금폐액을 원료로 사용할 수 있다. 그리고, 상기 니켈도금폐액은 불순물로서, 철(Fe) 및 구리(Cu), 아연(Zn), 알루미늄(Al), 코발트(Co), 망간(Mn), 납(Pb), 칼슘(Ca), 마그네슘(Mg), 규소(Si), 셀레늄(Ce), 크롬(Cr), 비소(As), 주석(Sn), 카드뮴(Cd) 등 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니나, 구체적인 일례를 들면, 상기 니켈도금폐액은 니켈 70,000 ppm ~ 90,000 ppm, 철 1 ~ 300 ppm, 코발트 1 ~ 50 ppm, 알루미늄 0.1 ~ 50 ppm, 구리 0.1 ~ 200 ppm, 납 1 ~ 150 ppm, 나트륨 10 ~ 4,000 ppm, 칼슘 5 ~ 200 ppm 및 마그네슘 1 ~ 50 ppm 등을 포함할 수 있으며, 바람직하게는 상기 니켈도금폐액은 니켈 75,000 ppm ~ 83,000 ppm, 철 1 ~ 100 ppm, 코발트 1 ~ 30 ppm, 알루미늄 0.1 ~ 50 ppm, 구리 20 ~ 150 ppm, 납 1 ~ 80 ppm, 나트륨 10 ~ 3,500 ppm, 칼슘 10 ~ 100 ppm 및 마그네슘 1 ~ 20 ppm 등을 포함할 수 있다.
다음으로, 제2단계(S02)에서는, 상기 니켈도금폐액의 pH 조절을 통한 화학침전법으로 1차 불순물을 제거하는 단계로서, 상기 화학침전법은 니켈도금폐액을 60℃ ~ 80℃로, 바람직하게는 65℃ ~ 80℃로, 더욱 바람직하게는 70℃ ~ 80℃의 가열한 후, 상기 온도 범위를 유지하면서 pH 조절제를 첨가하여 용액의 pH를 4 ~ 6의 범위로, 바람직하게는 pH를 4.5 ~ 6의 범위로, 더욱 바람직하게는 pH를 5 ~ 6의 범위로 조절함으로써 화학침전법에 의한 1차 불순물을 제거한다. 이때, 상기 화학침전법을 60℃ 미만에서 수행하면 반응시간이 증가하여 공정비용이 증가하는 문제가 있을 수 있으며, 80℃를 초과하는 온도에서 수행하면 경제성이 떨어지고, 공정비용이 증가 하는 문제가 있을 수 있으므로 상기 온도 범위 내에서 수행하는 것이 좋다. 그리고, pH가 4 미만에서는 화학침전법에 의한 불순물의 석출 및 이온교환수지의 효율이 감소하게 되고, pH 6를 초과하면 불순물뿐만 아니라 니켈(Ni) 또한 석출되기 때문에, 상기 pH 범위 내에서 불순물을 석출하여 제거하는 것이 바람직하다. 그리고, 상기 pH 조절을 위한 pH 조절제로는 당업계에서 사용하는 일반적인 pH 조절제를 사용할 수 있으며, 바람직하게는 암모니아수 및 수산화나트륨 중에 선택된 1종 또는 2종을 사용하는 것이 좋다.
그리고, 화학침전법에 의해 니켈도금폐액의 불순물 중 철(Fe), 구리(Cu), 아연(Zn) 및 알루미늄(Al)은 50 ppm 이하로, 바람직하게는 35 ppm 이하로, 더욱 바람직하게는 20 ppm 이하로 제거될 수 있다.
다음으로 제3단계(S03)에서는, 상기 1차 불순물이 제거된 니켈도금폐액을 여과 후 이온교환수지를 이용하여 2차 불순물을 제거하게 되는데, 이때 사용되는 이온교환수지는 IDA(iminodiacetic acid) 계열을 사용할 수 있으며, 이를 통하여, 이온교환수지를 통해 2차 불순물을 제거된 니켈도금폐액은 철 함량 20 ppm 이하, 아연 함량 20 ppm 이하, 알루미늄 20 ppm 이하 및 구리 함량 20 ppm 이하의 낮은 농도로 포함할 수 있으며, 바람직하게는 2차 불순물을 제거된 니켈도금폐액은 철, 아연, 알루미늄 및 구리 각각을 10 ppm 이하의 낮은 농도로 포함할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 1 ppm 이하의 매우 낮은 농도가 되도록 니켈도금폐액으로부터 철, 아연, 알루미늄 및 구리를 제거할 수 있다. 그리고, 제3단계에서 니켈도금폐액의 이온교환수지의 통과속도는 3 BV ~ 10 BV인 것이, 바람직하게는 3 BV ~ 7 BV 인 것이, 더욱 바람직하게는 4 BV ~ 6 BV인 것이 좋으며, 이때, 통과속도가 3 BV 미만이면 공정 수행시간이 너무 길어져서 생산성이 떨어지는 문제가 있을 수 있고, 통과속도가 10 BV를 초과하면 2차 불순물의 제거율이 오히려 떨어질 수 있으므로 상기 범위 내의 통과속도로 2차 불순물을 제거하는 것이 유리하다. 그리고, 상기 1차 불순물이 제거된 니켈도금폐액은 제3단계의 이온교환수지 처리를 위해 pH를 재조절하며, 1차 불순물이 제거된 니켈도금폐액을 pH는 3.0 ~ 4.5로, 바람직하게는 pH 3.2 ~ 4.0으로, 더욱 바람직하게는 pH 3.2 ~ 3.8로 조절한 후, 이온교화수지를 통과시키면, 이온교환수지에 흡착되는 니켈양을 최소화시킬 수가 있게 된다. 이때, 이온교환수지 처리시 pH가 4.5를 초과하면 이온교환수지에 흡착되는 니켈 성분이 증가하므로, 탄산니켈 수득률에 악영향을 줄 수 있으며, pH가 3.0 미만이면 니켈 외의 다른 성분이 이온교환수지에 흡착되지 않아서 탄산니켈의 순도에 악영향을 끼칠 수 있으므로 상기 pH 범위 하에서 이온교화수지를 통과시키는 것이 좋다. 그리고, 상기 제3단계는 상온 즉, 10℃ ~ 35℃에서 수행할 수 있다.
다음으로 제4단계(S04)에서는, 2차 불순물이 제거된 니켈도금폐액에 탄산나트륨(Na2CO3)을 첨가하여 탄산니켈을 제조(또는 석출)하고, 이를 고액분리를 통해서 대부분의 유기물을 제거할 수 있다. 상기 탄산나트륨의 첨가량은 2차 불순물이 제거된 니켈도금폐액 내 니켈에 대하여, Ni:Na2CO3 = 1:1 ~ 1.5 몰비가 되도록, 바람직하게는 Ni:Na2CO3 = 1:1 ~ 1.3 몰비로 투입하는 것이 좋다. 이때, 탄산나트륨의 투입량이 1 몰비 미만일 경우 니켈도금폐액 내 니켈이 모두 탄산니켈로 제조되지 않아서, 니켈의 손실이 있을 수 있으며, 탄산나트륨의 투입량이 1.5 몰비를 초과할 경우, 과량의 탄산나트륨이 첨가되어 생산단가가 증가하고, 탄산니켈의 순도를 낮추는 문제가 있을 수 있으므로 상기 범위 내에서 사용하는 것이 좋다.
그 다음으로 제5단계(S05)에서는, 제4단계에서 제조(또는 석출)된 탄산니켈을 증류수를 이용하여 수세한다. 수세는 60℃ ~ 90℃로 가열한 다음, 1시간 ~ 3시간 동안 교반 후, 여과하여 수행하는 것이, 바람직하게는 60℃ ~ 80℃로 가열한 다음, 2시간 ~ 3시간 동안 교반 후, 여과하여 수행하는 것이 좋다. 그리고, 수세양은 각 회당 증류수를 4L ~ 8L 정도, 바람직하게는 4.5L ~ 5.5L 정도 사용하는 것이 적절하다. 그리고, 상기 수세 공정은 3회 이상, 바람직하게는 4회 이상이 반복 수행하는 것이 좋다.
다음으로 제6단계(S06)에서는, 수세된 탄산니켈을 건조시키는 공정으로서, 건조방법은 당업계에서 일반적으로 사용하는 방법을 사용할 수 있으며, 특별하게 한정하지는 않으나, 건조기에 50℃ ~ 80℃ 온도 하에서, 10시간 ~ 12시간 정도, 바람직하게는 50℃ ~ 70℃ 온도 하에서, 11시간 ~ 12시간 정도 건조시키는 것이 좋다.
이와 같은 공정을 통하여 얻어진 탄산니켈은 수득률 95% 이상, 바람직하게는 96.0% ~ 99.5%로 매우 높은 수득률로 회수할 수 있다. 또한, 탄산니켈의 순도는 35%이상, 바람직하게는 38% ~ 45%일 수 있다. 그리고, 수득된 탄산니켈은 탄산니켈 전체 중량 중 니켈을 32 중량% 이상, 바람직하게는 35 중량% ~ 40 중량%로 포함할 수 있다.
이상과 같이 본 발명은 니켈도금폐액으로부터 고순도 탄산니켈을 제조하는 방법은 불순물 및 유기물을 고농도로 포함하고 있는 니켈도금폐액을 화학침전법 및 이온교환수지를 이용하여 불순물을 제거하고, 탄산나트륨을 이용하여 유기물 제거 및 탄산니켈을 제조함으로 니켈도금액에 투입되는 유기물 첨가제로 인해 니켈도금폐액으로부터 니켈 및 탄산니켈 회수 효율감소를 해결하고 유기 첨가제로 인해 회수된 니켈이 재활용되지 않던 문제를 유기물을 효과적으로 제거함으로 회수된 탄산니켈이 실제 사용이 가능한 효과가 있는 발명이다.
또한, 본 발명은 앞서 설명한 니켈도금폐액으로부터 고순도 탄산니켈을 제조하는 방법에 있어서, 제1단계 ~ 제4단계를 수행하면, 니켈도금폐액으로부터 니켈 뿐만 아니라, 금속, 비금속 등의 불순물 및 유기물을 제거할 수 있는 발명으로 응용을 할 수도 있다.
이하에서는 본 발명을 하기 실시예를 통하여 보다 상세하게 설명하고자 하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명이 하기의 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
[실시예]
실시예 1
하기 표 1과 같이 성분의 니켈도금폐액을 수거하여 10ℓ 용량의 반응기에 5ℓ를 투입한 후, 교반봉으로 교반하면서 핫플레이트를 이용하여 온도를 60℃까지 상승시킨 후 5 M NaOH 용액을 첨가하여 용액의 pH가 5.2 ~ 5.5가 되도록 조절하고 1시간 동안 천천히 교반 및 반응시켜 1차 불순물을 슬러지 상태로 석출하여 고액분리로 제거하였다.
다음으로, 1차 불순물을 제거한 니켈도금폐액의 pH를 3.3 ~ 3.6으로 조절한 후, IDA(iminodiacetic acid) 계열의 이온교환수지에 통과시켜서, 미량의 불순물을 추가적으로 제거하였으며, 이때 니켈도금폐액의 이온교환수지 통과속도는 5BV(1ℓ/h)가 되도록 수행하였다.
그리고, 화학침전법 및 이온교환수지법에 의해 불순물이 제거된 니켈도금폐액을 유도결합 플라즈마 원자방출분광분석(Inductively Coupled Plasma Atomic Emission Spectroscopy; ICP-OES)을 실행하여 그 함유성분을 분석하였으며, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
다음으로, 이온교환수지를 통해 2차 불순물이 제거된 니켈도금폐액 내 유기물을 제거하기 위해 니켈 농도 79,000 ppm, 비중 1.26, 즉, 2차 불순물이 제거된 니켈도금폐액 내 니켈함량 497.7 g/5L의 1:1 몰비에 해당하는 탄산나트륨 900 g/5 L를 첨가한 다음, 교반시키면서 1시간 동안 반응시킨 결과, 탄산니켈이 석출되었다. 그리고, 고액분리하여 여액 내 유기물을 대부분 제거하였으며, 유기물이 제거된 탄산니켈 함유 용액을 ICP-OES를 실행하여 그 함유성분을 분석하였으며, 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.
다음으로, 고액분리한 탄산니켈을 증류수 5L에 투입한 다음, 75℃ ~ 76℃로 가열한 후, 2시간 30분간 교반한 다음, 여과하여 수세를 하였으며, 동일 과정을 총 4회 반복하여 불순물 성분인 Na 등을 제거하였다.
다음으로, 수세공정을 수행한 탄산니켈을 건조기에 넣은 후, 60℃로 11시간 30분 동안 건조시켜서, 최종 고순도의 탄산니켈 제품을 제조하였으며, 그 결과를 하기 표 4 및 표 5에 나타내었으며, 유기물은 약 99.5% 이상이 제거되었고, 탄산니켈의 수득률은 95% 이상 및 순도는 Ni함량 35 중량% 이상이었다.
실시예 2 및 실시예 3
상기 실시예 1과 동일한 방법으로 탄산니켈을 제조하되, 하기 표 1과 같은 성분을 갖는 니켈도금폐액을 각각 사용하여 실시예 2 및 실시예 3을 실시하였다.
비교예 1
상기 실시예 1과 동일한 방법으로 탄산니켈을 제조하되, 하기 표 1과 같은 성분을 갖는 니켈도금폐액을 10ℓ 용량의 반응기에 5ℓ를 투입한 후, 교반봉으로 교반하면서 핫플레이트를 이용하여 온도를 60℃까지 상승시킨 후 5 M NaOH 용액을 첨가하여 용액의 pH가 3.0 ~ 3.2가 되도록 조절하고 1시간 동안 천천히 교반 및 반응시켜 1차 불순물을 슬러지 상태로 석출하여 고액분리로 제거한 후, 이를 이용하여 실시예 1과 동일한 공정을 수행하여 비교예 1을 실시하였다.
구분 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1
농도(ppm) Ni 82,200 81,100 75,400 82,200
불순물
(ppm)		 Fe 70 62 2 70
Zn trace trace trace trace
Co 2 trace 18 2
Al trace 1 trace trace
Na 22 23 3352 22
Ca 14 17 19 14
Mn 4 4 trace 4
Mg 2 2 4 2
Cu 45 105 trace 45
Si trace trace trace trace
Ce trace trace trace trace
Cr trace trace trace trace
As trace trace trace trace
Cd trace trace trace trace
Sb trace trace trace trace
Sn trace trace trace trace
Pb trace 21 trace trace
구분 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1
농도(ppm) Ni 79,000 78,000 73,000 78,000
불순물
(ppm)		 Fe 0.1 0.1 0.2 56
Zn trace trace trace trace
Co 2 trace 17 2
Al trace trace trace trace
Na 1138 3550 4532 893
Ca 12 15 20 13
Mn 3 4 trace trace
Mg 3 2 4 3
Cu 0.5 0.9 trace 40
Si trace trace trace trace
Ce trace trace trace trace
Cr trace trace trace trace
As trace trace trace trace
Cd trace trace trace trace
Sb trace trace trace trace
Sn trace trace trace trace
Pb trace trace trace trace
구분 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1
농도(ppm) Ni 94,800 93,500 90,100 93,500
불순물
(ppm)		 Fe 4 4 4 67
Zn trace trace trace trace
Co 2 trace 18 2
Al trace 1 trace trace
Na 12910 13210 12849 10140
Ca 30 35 42 37
Mn 4 4 trace trace
Mg 8 9 6 11
Cu 45 105 trace 46
Si trace trace trace trace
Ce trace trace trace trace
Cr trace trace trace trace
As trace trace trace trace
Cd trace trace trace trace
Sb trace trace trace trace
Sn trace trace trace trace
Pb trace trace trace trace
구분 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1 Spec
농도(ppm) Ni 356,000 353,500 350,100 351,000 < 350,000 ppm/minimum
불순물
(ppm)		 Fe 14 13 13 250
Zn trace trace trace trace < 30 ppm
Co 7 trace 68 8 < 300 ppm
Al trace 3 trace trace -
Na 280 275 263 309 -
Ca 110 129 162 130 -
Mn 13 13 trace trace -
Mg 28 30 23 29 -
Cu trace trace trace 174 < 50 ppm
Si trace trace trace trace -
Ce trace trace trace trace -
Cr trace trace trace trace -
As trace trace trace trace -
Cd trace trace trace trace < 10 ppm
Sb trace trace trace trace -
Sn trace trace trace trace -
Pb trace trace trace trace < 50 ppm
구분 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1
원료 탄산니켈 원료 탄산니켈 원료 탄산니켈 원료 탄산니켈
Ni(ppm) 82,200 356,000 81,100 353,500 75400 350,100 82,200 351,000
TOC(ppm) 43,214 128 42,636 125 39,639 115 43,214 135
수득률 - 95.28% - 95.89% - 97.51% - 93.94%
상기 표 1 내지 표 5의 측정결과를 통해 알 수 있듯이, 표 1과 같이 불순물 및 유기물을 고농도로 포함하는 니켈도금폐액을 화학침전법과 이온교환수지법을 이용해 불순물을 제거하고, 적절한 농도로 탄산나트륨을 이용하여 유기물을 제거하여 고순도 및 높은 수득율로 탄산니켈을 제조할 수 있음을 확인할 수 있었다.
pH 3 ~ 3.2에서 화학침전법 및 이온교환수지 공정을 수행한 비교예 1의 경우, 실시에 1 ~ 3 보다는 낮지만, 90% 이상의 수득률을 보였다. 그러나, 화학침전법 및 이온교환수지 공정 수행시, pH 4 미만으로 너무 낮기 때문에 Fe, Cu의 제거가 원활히 되지 않았으며, 상기 표 4에서 보듯이 Fe, Cu의 함량이 너무 높은 문제가 있었으며, 특히, Cu의 경우, 탄산니켈 제조스펙(50 ppm 미만이어야 함) 보다 높아 제품으로 사용할 수 없는 문제가 있었다.

Claims (14)

  1. 니켈, 금속 및 비금속을 포함하는 불순물, 및 유기물을 포함하는 니켈도금폐액을 준비하는 제1단계(S01);
    상기 니켈도금폐액을 니켈도금폐액을 60℃ ~ 90℃로 가열한 후, 60℃ ~ 90℃ 온도의 니켈도금폐액을 pH 5 ~ 6로 조절하여 1차 불순물을 제거하는 제2단계(S02);
    pH 3.0 ~ 4.0 하에서, 1차 불순물이 제거된 니켈도금폐액을 IDA(iminodiacetic acid)계 이온교환수지에 통과시켜서 2차 불순물을 제거하는 제3단계(S03);
    2차 불순물을 제거된 니켈도금폐액에 탄산나트륨을 첨가하여 유기물 제거 및 탄산니켈을 석출시키는 제4단계(S04);
    석출된 탄산니켈을 수세하는 제5단계(S05); 및
    수세한 탄산니켈을 건조하는 제6단계(S06); 를 포함하고,
    제1단계의 상기 니켈도금폐액은 니켈 70,000 ppm ~ 90,000 ppm, 철 1 ~ 300 ppm, 코발트 1 ~ 50 ppm, 알루미늄 0.1 ~ 50 ppm, 구리 0.1 ~ 200 ppm, 납 1 ~ 150 ppm, 나트륨 10 ~ 4,000 ppm, 칼슘 5 ~ 200 ppm 및 마그네슘 1 ~ 50 ppm로 포함하며,
    상기 1차 불순물이 제거된 니켈도금폐액은 철, 아연, 알루미늄 및 구리 각각을 50 ppm 이하로 포함하고,
    제3단계에서 니켈도금폐액의 이온교환수지의 통과속도는 3 BV ~ 10 BV이고,
    탄산니켈 순도가 35% 이상 및 탄산니켈 수득률이 95% 이상인 것을 특징으로 하는 니켈도금폐액으로부터 고순도 탄산니켈을 제조하는 방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서, 제4단계의 2차 불순물을 제거된 니켈도금폐액은 철, 아연, 알루미늄 및 구리 각각을 20 ppm 이하로 포함하는 것을 특징으로 하는 니켈도금폐액으로부터 고순도 탄산니켈을 제조하는 방법.
  7. 제1항에 있어서, 제4단계의 상기 2차 불순물을 제거된 니켈도금폐액에 함유된 니켈 1몰에 대하여, 상기 탄산나트륨을 1 ~ 1.5 몰비로 투입하는 것을 특징으로 하는 니켈도금폐액으로부터 고순도 탄산니켈을 제조하는 방법.
  8. 제1항에 있어서, 제5단계의 상기 수세는
    석출된 탄산니켈을 증류수와 혼합한 후, 60℃ ~ 90℃로 가열한 다음, 1시간 ~ 3시간 동안 교반 후, 여과하여 수행하는 것을 특징으로 하는 니켈도금폐액으로부터 고순도 탄산니켈을 제조하는 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 수세는 3회 이상 반복 수행하는 것을 특징으로 하는 니켈도금폐액으로부터 고순도 탄산니켈을 제조하는 방법.
  10. 제1항에 있어서, 제6단계의 상기 건조는
    50℃ ~ 80℃ 하에서 10시간 ~ 12시간 동안 가열건조로 수행하는 것을 특징으로 하는 고순도 탄산니켈을 제조하는 방법.
  11. 제1항에 있어서, 제6단계의 건조를 수행하여 제조한 탄산니켈은 탄산니켈 전체 중량 중 니켈 함량이 32 중량% 이상인 것을 특징으로 하는 고순도 탄산니켈을 제조하는 방법.
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
KR1020140074171A 2014-06-18 2014-06-18 니켈도금폐액으로부터 고순도 탄산니켈 제조방법 KR101465033B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140074171A KR101465033B1 (ko) 2014-06-18 2014-06-18 니켈도금폐액으로부터 고순도 탄산니켈 제조방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140074171A KR101465033B1 (ko) 2014-06-18 2014-06-18 니켈도금폐액으로부터 고순도 탄산니켈 제조방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101465033B1 true KR101465033B1 (ko) 2014-11-26

Family

ID=52291533

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140074171A KR101465033B1 (ko) 2014-06-18 2014-06-18 니켈도금폐액으로부터 고순도 탄산니켈 제조방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101465033B1 (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101949769B1 (ko) * 2017-11-03 2019-02-20 (주)케이엠씨 폐에칭액을 재활용한 탄산니켈 분말 제조 방법
WO2020105861A1 (ko) * 2018-11-23 2020-05-28 인천화학 주식회사 도금된 폐플라스틱로부터 플라스틱 재이용 및 유가금속 회수방법
KR102384295B1 (ko) * 2021-11-12 2022-05-25 인천화학 주식회사 니켈금속 또는 니켈화합물 회수 장치 및 방법

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009228030A (ja) * 2008-03-19 2009-10-08 Toda Kogyo Corp 無電解メッキ廃液中残留ニッケルの回収方法
KR101270549B1 (ko) * 2013-02-20 2013-06-03 인천화학 주식회사 이온교환수지를 이용하여 폐니켈 스크랩으로부터 고순도 황산니켈을 제조하는 방법
KR101317297B1 (ko) * 2013-03-08 2013-10-10 인천화학 주식회사 이온교환수지 및 환원제를 이용하여 니켈 폐기물로부터 고순도 니켈 분말을 회수하는 방법
JP2014070262A (ja) * 2012-09-28 2014-04-21 Jx Nippon Mining & Metals Corp ニッケルスラッジの処理方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009228030A (ja) * 2008-03-19 2009-10-08 Toda Kogyo Corp 無電解メッキ廃液中残留ニッケルの回収方法
JP2014070262A (ja) * 2012-09-28 2014-04-21 Jx Nippon Mining & Metals Corp ニッケルスラッジの処理方法
KR101270549B1 (ko) * 2013-02-20 2013-06-03 인천화학 주식회사 이온교환수지를 이용하여 폐니켈 스크랩으로부터 고순도 황산니켈을 제조하는 방법
KR101317297B1 (ko) * 2013-03-08 2013-10-10 인천화학 주식회사 이온교환수지 및 환원제를 이용하여 니켈 폐기물로부터 고순도 니켈 분말을 회수하는 방법

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101949769B1 (ko) * 2017-11-03 2019-02-20 (주)케이엠씨 폐에칭액을 재활용한 탄산니켈 분말 제조 방법
WO2020105861A1 (ko) * 2018-11-23 2020-05-28 인천화학 주식회사 도금된 폐플라스틱로부터 플라스틱 재이용 및 유가금속 회수방법
KR102384295B1 (ko) * 2021-11-12 2022-05-25 인천화학 주식회사 니켈금속 또는 니켈화합물 회수 장치 및 방법

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101535250B1 (ko) 니켈 및 코발트 혼합 수산화물을 포함한 원료로 사용하여 상압침출을 통해 제조되는 고순도 황산니켈 및 그 제조방법
DE112011101461B4 (de) Zwei Verfahren zum Extrahieren von Gallium aus Flugasche
KR101412462B1 (ko) 니켈 및 코발트 혼합 수산화물을 포함한 원료로 제조되는 고순도 황산니켈 및 그 제조방법
JP5598778B2 (ja) 高純度硫酸ニッケルの製造方法、及びニッケルを含む溶液からの不純物元素除去方法
KR102152923B1 (ko) 칼슘이 함유된 니켈, 코발트 및 망간 혼합 황화물 원료로 제조되는 고순도 황산니켈의 제조방법
KR101467356B1 (ko) 무전해 니켈도금폐액으로부터 니켈을 회수하는 방법
JP5786895B2 (ja) スカンジウムの回収方法
KR101889680B1 (ko) 황산아연 용액으로부터 철을 회수하는 방법
KR101979419B1 (ko) 칼슘 고함량의 니켈, 코발트 및 망간 혼합 수산화물 원료로 제조되는 고순도 황산니켈의 제조방법
WO2018072499A1 (zh) 一种从硫酸体系含铜废液中回收碱式氯化铜的方法
KR101465033B1 (ko) 니켈도금폐액으로부터 고순도 탄산니켈 제조방법
CN101580317A (zh) 一种含镍废水处理工艺
CN110564977A (zh) 一种从化学镍废液中回收镍资源的方法
CN105274352B (zh) 一种从碳酸铜锰钴钙锌混合物中分离铜钴锰的方法
JP2014070262A (ja) ニッケルスラッジの処理方法
KR20120133662A (ko) 니켈 스크랩을 이용한 황산니켈의 제조 방법
CN100532656C (zh) 用电镀废水电解回收铜和硝酸镍的回收方法
KR101467349B1 (ko) 주석 함유 폐액으로부터 주석을 회수하는 방법
KR101465032B1 (ko) 니켈도금폐액으로부터 니켈 분말을 제조하는 방법 및 이를 이용하여 제조한 고순도 니켈 분말
AU2016374348A1 (en) Method for recovering scandium
JP2010196140A (ja) ビスマスの回収方法
KR101317297B1 (ko) 이온교환수지 및 환원제를 이용하여 니켈 폐기물로부터 고순도 니켈 분말을 회수하는 방법
CN112585203B (zh) 从电镀废塑料再生塑料及回收有价金属的方法
CN103547690A (zh) 从溶液中沉淀锌
EP2604712B1 (en) A method for treating liquid effluents and recovering metals

Legal Events

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

Payment date: 20171219

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20181119

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20191119

Year of fee payment: 6