KR101480494B1 - Method of recovering europium from mixed rare earth - Google Patents

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Abstract

희토류 혼합물에서 Eu을 분리 회수하는 방법에 관한 것으로, 구체적으로 희토류 혼합물을 침출하여 침출액을 수득하는 제1단계; 상기 용액을 산성 조건 및 비산화성 분위기 하에서 금속 분말을 사용하여, 상기 희토류 혼합물 중 Eu을 환원시키는 제2단계; 산을 사용하여 Eu을 침전시킨 후, 탄산염으로 전환시켜 침출하는 제3단계; 상기 제2단계, 제3단계를 1 내지 3회 더 반복하는 제4단계; 및 상기 제4단계 이후의 침출물을 침전시킨 후, 하소시켜 Eu산화물을 얻는 제5단계;를 포함하는 희토류 혼합물로부터 Eu 분리회수 방법을 제공할 수 있다.The present invention relates to a method for separating and recovering Eu from a rare earth mixture, and more particularly, to a method for separating and recovering Eu from a rare earth mixture, A second step of reducing the Eu in the rare earth mixture by using the metal powder in an acidic condition and a non-oxidizing atmosphere; A third step of precipitating Eu by using an acid, converting it into a carbonate and leaching it; A fourth step of repeating the second step and the third step further one to three times; And a fifth step of precipitating the leachate after the fourth step and then calcining to obtain a Eu oxide, and a fifth step of recovering Eu from the rare earth mixture.

Description

희토류 혼합물로부터 Eu 분리 회수 방법{Method of recovering europium from mixed rare earth}[0001] The present invention relates to a method for recovering Eu from a rare earth mixture,

희토류 혼합물로부터 Eu을 분리하여 회수하는 방법에 관한 것이다.And separating and recovering Eu from the rare earth mixture.

희토류는 LED, 반도체, 풍력발전 등 각종 첨단기술 산업 분야와 녹색기술 등에 사용되는 필수적인 원소이다. 연마재, 촉매 등으로 사용되는 Ce은 희토류 17종 중 사용량이 가장 많은 원소이다. 또한 지각 내 함유량도 가장 많으며 경희토류 중심 광석 내에도 가장 많은 함량을 나타낸다.Rare earths are indispensable elements used in various high-tech industries such as LED, semiconductor, wind power, and green technology. Ce, which is used as abrasive and catalyst, is the most used element among 17 rare earths. It also has the highest content in the crust and the largest content in the center ore of the light rare earth.

희토류 원소 중 Eu은 Eu3 +에서 Eu2 +로 쉽게 환원되는 특성을 지니고 있어 이러한 물성을 이용해 Sm, Gd로부터 비교적 쉽게 분리할 수 있으며, Eu를 환원시키는 방법으로는 크게 금속을 이용하는 방법과 전해환원법이 있다. Eu2 +는 대기 중 산소와 접촉하면 쉽게 Eu3 +으로 다시 산화되는 특성을 가지므로 상기 Eu의 환원반응은 비산화성 분위기에서 진행되어야 한다. 그러나, 전해환원법의 경우 이러한 분위기 제어가 쉽지 않아 상업적 이용에는 문제점이 많다. 따라서, 금속을 이용하는 방법이 전해환원법보다 보편적으로 사용되고 있으나, 이 역시 회수된 Eu의 순도 확보 측면에서 많은 한계를 가지고 있다.Among the rare earth elements, Eu has a property of being easily reduced from Eu 3 + to Eu 2 + . Therefore, it can be relatively easily separated from Sm and Gd by using these properties. As a method of reducing Eu, a method using metal and an electrolytic reduction method . Since Eu 2 + is easily oxidized again to Eu 3 + when it comes into contact with oxygen in the atmosphere, the reduction reaction of Eu must proceed in a non-oxidizing atmosphere. However, in the case of the electrolytic reduction method, such atmosphere control is not easy and there are many problems in commercial use. Therefore, although a method using a metal is more commonly used than an electrolytic reduction method, this method also has a limitation in securing purity of recovered Eu.

금속환원법을 사용하여 희토류 혼합물로부터 분리 및 회수된 Eu의 순도를 향상시키는 방법을 제공할 수 있다.It is possible to provide a method of improving the purity of Eu separated and recovered from the rare earth mixture by using a metal reduction method.

본 발명의 일 구현예는 희토류 혼합물을 침출하여 침출액을 수득하는 제1단계; 상기 침출액을 산성 조건 및 비산화성 분위기 하에서 금속 분말을 사용하여, 상기 희토류 혼합물 중 Eu을 환원시키는 제2단계; 1 내지 2 당량의 산을 사용하여 Eu을 침전시킨 후, 탄산염으로 전환시켜 침출하는 제3단계; 상기 제2단계, 및 제3단계를 1 내지 3회 더 반복하는 제4단계; 및 상기 제4단계 이후의 침출물을 침전시킨 후, 하소시켜 Eu산화물을 얻는 제5단계; 를 포함하는 희토류 혼합물로부터 Eu 분리회수 방법을 제공할 수 있다.One embodiment of the present invention is a method for producing a leach solution, comprising: a first step of leaching a rare earth mixture to obtain an leach solution; A second step of reducing Eu in the rare earth mixture using a metal powder in an acidic condition and a non-oxidizing atmosphere; A third step of precipitating Eu by using 1 to 2 equivalents of an acid and then converting it into a carbonate and leaching it; A fourth step of repeating the second step and the third step further one to three times; And a fifth step of precipitating the leachate after the fourth step and then calcining to obtain a Eu oxide; A method for recovering Eu from a rare earth mixture.

상기 희토류 혼합물을 침출하여 침출액을 수득하는 제1단계;는 산을 이용하여 침출하는 단계일 수 있다.The first step of leaching the rare earth mixture to obtain an leach solution may be a leaching step using an acid.

상기 침출액을 산성 조건 및 비산화성 분위기 하에서 금속 분말을 사용하여, 상기 희토류 혼합물 중 Eu을 환원시키는 제2단계;에서 상기 산성 조건은 pH 2.5 내지 pH 3.5인 조건이며, 비산화성 분위기는 Ar 분위기일 수 있다.A second step of reducing Eu in the rare earth mixture using a metal powder in an acidic condition and a non-oxidizing atmosphere; and the acidic condition is a pH of 2.5 to pH 3.5, and the non-oxidative atmosphere is an Ar atmosphere have.

상기 용액을 산성 조건 및 비산화성 분위기 하에서 금속 분말을 사용하여, 상기 희토류 혼합물 중 Eu을 환원시키는 제2단계;에서, 상기 금속은 아연일 수 있다.And a second step of reducing Eu in the rare earth mixture by using a metal powder in the solution under an acidic condition and a non-oxidizing atmosphere, the metal may be zinc.

상기 1 내지 2 당량의 산을 사용하여 Eu을 침전시킨 후, 탄산염으로 전환시켜 침출하는 제3단계;에서, 상기 산은 황산일 수 있다. In the third step of precipitating Eu by using the above-mentioned 1 to 2 equivalents of acid and then converting it into carbonate and leaching out, the acid may be sulfuric acid.

상기 제4단계 이후의 침출물을 침전시킨 후, 하소시켜 Eu산화물을 얻는 제5단계;에서, 상기 하소는 800 내지 900℃의 온도에서 행할 수 있다.In the fifth step of precipitating the leachate after the fourth step and calcining to obtain Eu oxide, the calcination may be performed at a temperature of 800 to 900 ° C.

본 발명의 일 구현예에 의하면, 황산 당량의 제한 및 반복공정을 통해 희토류 혼합물로부터 Eu을 높은 효율 및 순도로 분리할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, Eu can be separated into a high efficiency and purity from a rare earth mixture by limiting the sulfuric acid equivalent and repeating the process.

도 1은 Sm, Eu, 및 Gd의 희토류 혼합물로부터 황산 8당량을 사용하여 Eu을 분리 회수하는 순서도이다.
도 2는 황산 당량비에 따른 산화수가 +2인 Eu의 회수율 및 산화수가 +3인 Sm, Gd의 공침률을 나타낸 것이다.
도 3은 Sm, Eu, 및 Gd의 희토류 혼합물로부터 황산 2당량 및 반복공정을 사용하여 Eu을 분리 회수하는 순서도이다.
도 4는 Sm, Eu, 및 Gd의 희토류 혼합물 용액의 초기 산도에 따른 Eu회수율을 나타낸 그래프이다.
1 is a flowchart showing the separation and recovery of Eu using 8 equivalents of sulfuric acid from a rare earth mixture of Sm, Eu, and Gd.
FIG. 2 shows the recovery rate of Eu having an oxidation number of +2 according to the sulfuric acid equivalence ratio and the co-deposition rate of Sm and Gd having an oxidation number of +3.
3 is a flow chart of separating and recovering Eu from a rare earth mixture of Sm, Eu, and Gd using 2 equivalents of sulfuric acid and a repeating process.
4 is a graph showing the recovery of Eu according to the initial acidity of a rare earth mixture solution of Sm, Eu, and Gd.

이하, 본 발명의 구성에 관하여 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the configuration of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

본 발명의 일 구현예는, 희토류 혼합물을 침출하여 침출액을 수득하는 제1단계; 상기 침출액을 산성 조건 및 비산화성 분위기 하에서 금속 분말을 사용하여, 상기 희토류 혼합물 중 Eu을 환원시키는 제2단계; 1 내지 2 당량의 산을 사용하여 Eu을 침전시킨 후, 탄산염으로 전환시켜 침출하는 제3단계; 상기 제2단계, 및 제3단계를 1 내지 3회 더 반복하는 제4단계; 및 상기 제4단계 이후의 침출물을 침전시킨 후, 하소시켜 Eu산화물을 얻는 제5단계; 를 포함하는 희토류 혼합물로부터 Eu 분리회수 방법을 제공한다.One embodiment of the present invention is a method for producing a leachate, comprising: a first step of leaching a rare earth mixture to obtain an leach solution; A second step of reducing Eu in the rare earth mixture using a metal powder in an acidic condition and a non-oxidizing atmosphere; A third step of precipitating Eu by using 1 to 2 equivalents of an acid and then converting it into a carbonate and leaching it; A fourth step of repeating the second step and the third step further one to three times; And a fifth step of precipitating the leachate after the fourth step and then calcining to obtain a Eu oxide; A method for recovering Eu from a rare earth mixture.

희토류 원소란 주기율표 제3A족인 스칸듐, 이트륨 및 원자번호 57에서 71인 란탄계열의 15가지 원소를 합친 17가지 원소의 총칭을 의미하며, 화학적 성질이 서로 비슷하고, 일반적으로 모두 +3의 산화수를 가진다. Rare earth elements are generic names of 17 elements combined with scandium and yttrium, the 3A group of the periodic table, and the lanthanide series of 15 elements with atomic numbers of 57 to 71, and have similar chemical properties and generally have an oxidation number of +3 .

특히, Eu은 Eu3 +에서 Eu2 +로 쉽게 환원되는 특성을 가지므로, +3의 산화수를 가지는 다른 희토류 원소들로부터 쉽게 분리할 수 있으나, 상기 Eu의 환원반응 조건 등에 따라 다른 희토류 원소들이 같이 환원되거나 Eu2 +가 Eu3 +으로 쉽게 산화되는 등의 이유로 회수된 Eu의 순도를 확보하는 것이 어렵다.In particular, Eu has a characteristic of being easily reduced from Eu 3 + to Eu 2 +, and thus can be easily separated from other rare earth elements having an oxidation number of +3. However, depending on the conditions of the reduction reaction of Eu, It is difficult to ensure the purity of recovered Eu because of the reduction or the easy oxidation of Eu & lt; 2 + & gt ; to Eu < 3 + & gt ; .

본 명세서에서 침출이라 함은 혼합물 또는 화합물을 산에 녹이는 것을 의미한다.As used herein, leaching refers to dissolving a mixture or compound in an acid.

도 3에서, SEG mixture를 염산으로 침출하여 (SEG)Cl3 용액을 제조하는 단계까지가 상기 "희토류 혼합물을 침출하여 침출액을 수득하는 제1단계"에 해당하고, pH를 3.0으로 조절하고 Ar 분위기 하에서 아연분말로 Eu를 환원시키는 단계까지가 상기 "침출액을 산성 조건 및 비산화성 분위기 하에서 금속 분말을 사용하여, 상기 희토류 혼합물 중 Eu을 환원시키는 제2단계"에 해당하고, 황산 2당량을 사용하여 EuSO4의 형태로 침전시킨 후 EuCO3 형태의 탄산염으로 전환시키는 단계까지가 상기 "1 내지 2 당량의 산을 사용하여 Eu을 침전시킨 후, 탄산염으로 전환시켜 침출하는 제3단계"에 해당하고, EuCO3 형태의 탄산염을 염산으로 침출하여 EuCl3를 얻은 후 다시 2차 정제공정을 거쳐 보다 순도 높은 EuCl3를 얻는 단계까지가 상기 "제2단계, 및 제3단계를 1 내지 3회 더 반복하는 제4단계"에 해당하고, EuCl3를 침전시킨 후 하소시켜 Eu2O3를 얻는 단계까지가 상기 "제4단계 이후의 침출물을 침전시킨 후, 하소시켜 Eu산화물을 얻는 제5단계"에 해당한다.In FIG. 3, the step of leaching the SEG mixture with hydrochloric acid to prepare the (SEG) Cl 3 solution corresponds to the "first step of leaching the rare earth mixture to obtain the leached solution", adjusting the pH to 3.0, Quot; second step of reducing Eu in the rare earth mixture using the metal powder under acidic conditions and non-oxidizing atmosphere "corresponding to the step of reducing Eu with zinc powder under the conditions of was precipitated in the form of EuSO 4 is to converting the carbonate of EuCO 3 form the subject to "after precipitation the Eu by using the acid of 1 to 2 equivalents, a third step of leaching was converted to carbonate", and after the carbonate of EuCO 3 form a EuCl 3 obtained by leaching with hydrochloric acid again to obtain a higher purity than EuCl 3 through the second purification step is the "second step, and a further one to three times the three phase half The after step 4 "corresponds to, and then to precipitate the EuCl 3 calcined to obtain an Eu 2 O 3 is the" precipitate the leachant after the fourth step, the calcination by a fifth step of obtaining an Eu oxide " .

이하, 희토류 혼합물을 침출하여 침출액을 수득하는 제1단계; 에 대해 설명한다.A first step of leaching the rare earth mixture to obtain an extract; Will be described.

상기 희토류 혼합물을 침출하여 침출액을 수득하는 제1단계;는 산을 이용하여 침출하는 단계일 수 있다.The first step of leaching the rare earth mixture to obtain an leach solution may be a leaching step using an acid.

상기 산은 염산일 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 염산을 사용하여 상기 희토류 혼합물을 침출하는 경우, EuCl3 등 희토류 원소를 포함하는 염화물이 침출액으로 수득된다.The acid may be hydrochloric acid, but is not limited thereto. When the rare earth mixture is leached with hydrochloric acid, a chloride containing a rare earth element such as EuCl 3 is obtained as an extract.

이하, 상기 침출액을 산성 조건 및 비산화성 분위기 하에서 금속 분말을 사용하여, 상기 희토류 혼합물 중 Eu을 환원시키는 제2단계; 에 대해 설명한다. A second step of reducing Eu in the rare earth mixture using the metal powder under the acidic condition and the non-oxidizing atmosphere; Will be described.

상기 산성 조건은 pH 2.5 내지 pH 3.5인 조건일 수 있으며, 구체적으로 pH 3.0인 조건일 수 있다. 도 4에서 보는 바와 같이, 상기 pH 범위 내에서 Eu를 환원시킬 경우, Eu의 회수율이 높다. 즉, 상기 pH 범위 내에서 Eu를 환원시킬 경우, 수산화물 침전형성을 억제할 수 있는 효과가 있어 Eu의 회수율이 높지만, pH 2.5 미만 또는 pH 3.5 초과일 경우 수산화물 침전이 발생하여 Eu의 회수율이 급격히 감소하게 된다.The acidic condition may be a pH of from 2.5 to 3.5, and more specifically, a pH of 3.0. As shown in FIG. 4, when Eu is reduced within the pH range, the recovery of Eu is high. That is, when Eu is reduced within the above-mentioned pH range, the effect of inhibiting formation of hydroxide precipitates is obtained and the recovery rate of Eu is high. However, when pH is less than 2.5 or more than 3.5, hydroxide precipitation occurs, .

상기 비산화성 분위기는 Ar 분위기일 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. Eu2 +는 대기 중의 산소와 접촉하여 쉽게 Eu3 +로 다시 산화되기 때문에, Eu3 +에서 Eu2 +로의 환원반응 자체는 비산화성 분위기 하에서 진행되어야 한다.The non-oxidizing atmosphere may be an Ar atmosphere, but is not limited thereto. Since Eu 2 + is easily oxidized to Eu 3 + by contact with oxygen in the atmosphere, the reduction reaction from Eu 3 + to Eu 2 + itself must proceed in a non-oxidizing atmosphere.

상기 금속은 아연일 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 다만, 상온에서의 안정성과 경제적인 측면을 고려하였을 때 아연을 사용하여 Eu를 환원시키는 것이 바람직하다.The metal may be zinc but is not necessarily limited thereto. However, it is preferable to reduce Eu by using zinc when the stability at room temperature and the economic aspect are considered.

이하, 1 내지 2 당량의 산을 사용하여 Eu을 침전시킨 후, 탄산염으로 전환시켜 침출하는 제3단계; 에 대해 설명한다.A third step of precipitating Eu by using 1 to 2 equivalents of an acid, converting it into a carbonate and leaching it; Will be described.

상기 산은 1 내지 2 당량을 사용하는데, 구체적으로 2 당량의 산을 사용할 수 있다. 상기 사용되는 산이 상기 당량 범위 내일 경우, 희토류 혼합물에서 분리회수하고자 하는 목원소인 Eu의 침전률을 최대화하고, 다른 희토류 원소들의 공침률을 최소화할 수 있어, 분리회수한 Eu의 순도를 향상시킬 수 있다.The acid is used in an amount of 1 to 2 equivalents, specifically 2 equivalents of an acid. When the acid used is within the equivalent range, it is possible to maximize the precipitation rate of Eu as a tree element to be separated and recovered from the rare earth mixture, minimize the co-precipitation rate of other rare earth elements, and improve the purity of recovered Eu have.

상기 산은 황산일 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 다만, 상기 산이 황산일 경우, Eu2 +과 쉽게 황산염을 만들어 Eu의 침전율을 최대화할 수 있으므로 황산을 사용하는 것이 바람직하다.The acid may be sulfuric acid, but is not limited thereto. However, if the acid is sulfuric acid, it is preferred to make easy sulfate and Eu 2 + it is possible to maximize the chimjeonyul of Eu using sulfuric acid.

상기 황산을 이용하여 Eu를 침전시키면 EuSO4가 침전되고, 나머지 희토류 원소들은 용액 상태로 남아있게 되어, Eu와 다른 희토류 원소들을 분리할 수 있다. 이후, 침전된 EuSO4를 Na2CO3 등과 반응시켜 탄산염으로 전환시켜 EuCO3를 제조한다. When the precipitation is able Eu by using the sulfuric acid is EuSO 4 is precipitated, and the other rare earth elements remaining in solution, it is possible to separate the Eu and other rare earth elements. Then, the precipitated EuSO 4 is converted into carbonate by reacting with Na 2 CO 3 or the like to produce EuCO 3 .

이후 염산을 사용하여 EuSO4를 침출시키려면, EuSO4를 EuCO3의 탄산염 형태로 전환시켜 주어야 한다. EuSO4와 같은 황산염은 염산에 녹지 않으므로, EuSO4를 염산에 잘 녹는 탄산염 형태인 EuCO3 형태로 전환시켜 주어야 한다.In order to leach out EuSO 4 by using hydrochloric acid, EuSO 4 should be converted into carbonate form of EuCO 3 . Sulfates such as EuSO 4 are not soluble in hydrochloric acid, so EuSO 4 should be converted to EuCO 3 , a carbonate form that is well soluble in hydrochloric acid.

상기 탄산염으로 전환시킨 후에는 산을 이용하여 침출하는데, 이 과정에서 Eu2 +가 Eu3+로 다시 산화되게 된다. 상기 탄산염 전환 이후 염산을 사용하여 침출하는 경우에는 EuCl3를 얻게 된다. After conversion to the carbonate it is to leaching with an acid, and in the process is to be re-oxidized to Eu 2 + Eu 3+. EuCl 3 is obtained when leaching using hydrochloric acid after the carbonate conversion.

이하, 상기 제2단계, 및 제3단계를 1 내지 3회 더 반복하는 제4단계; 에 대해 설명한다.A fourth step of repeating the second step and the third step further one to three times; Will be described.

상기 제2단계, 및 제3단계를 거치더라도 Eu뿐만 아니라 다른 희토류 원소도 공침되어 불순물로 작용할 수 있다. 따라서, 상기 제2단계, 및 제3단계를 1 내지 3회 더 반복하여 분리회수된 Eu의 순도를 향상시킬 수 있다. 구체적으로 상기 제2단계, 및 제3단계를 1 내지 2회 더 반복할 수 있다.Even if the above-mentioned second and third steps are carried out, not only Eu but also other rare earth elements can coprecipitate and act as impurities. Accordingly, the purity of the separated and recovered Eu can be improved by repeating the second step and the third step one to three times. Specifically, the second step and the third step may be repeated one or more times.

이하, 상기 제4단계 이후의 침출물을 침전시킨 후, 하소시켜 Eu산화물을 얻는 제5단계; 에 대해 설명한다.A fifth step of precipitating the leachate after the fourth step and then calcining to obtain a Eu oxide; Will be described.

상기 제4단계 이후 얻은 EuCl3 등의 침출물을 침전제를 사용하여 침전시킨 후, 하소설비를 이용하여 하소시켜 Eu2O3를 제조한다. 상기 침전제는 옥살산(H2C2O4)을 사용할 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. The leachate such as EuCl 3 obtained after the fourth step is precipitated using a precipitant, and then calcined using a calcining facility to produce Eu 2 O 3 . The precipitant may be oxalic acid (H 2 C 2 O 4 ), but is not limited thereto.

상기 하소는 800 내지 900℃의 온도에서 수행할 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 온도 범위 내에서 하소시킬 경우, 침전 과정에서 같이 침전된 옥살산염, 탄산염 등과 같은 희토류염이 CO2 또는 H2O 형태로 제거되면서 Eu2O3만 남게되는 효과가 있다.
The calcination may be performed at a temperature of 800 to 900 ° C, but is not limited thereto. When the calcination is carried out within the above-mentioned temperature range, rare earth salts such as oxalate, carbonate and the like precipitated in the precipitation process are removed in the form of CO 2 or H 2 O, so that only Eu 2 O 3 remains.

실시예Example

희토류 원소인 Sm 5.15g, Eu 1.76g, 및 Gd 3.47g을 혼합하여 희토류 혼합물(SEG mixture)을 염산으로 침출하여 SmCl3, EuCl3, 및 GdCl3가 혼합된 용액((SEG)Cl3, ①)을 제조하였다. 이후, 상기 혼합용액을 pH 3.0 조건(NH4OH를 이용하여 조절) 하에서 Zn 분말을 이용하여 환원시키고, 2당량의 황산을 첨가하여 침전물을 얻었다. 상기 침전물을 Na2CO3와 함께 반응시켜 탄산염으로 전환시킨 후, 염산으로 다시 한번 침출하여 침출액(②, 1차 정제공정을 통해 제조된 EuCl3)을 얻었다. 상기 염산으로 침출한 침출액(②, 1차 정제공정을 통해 제조된 EuCl3)을 다시 Zn 분말을 이용하여 환원시키고, 2 당량의 황산을 첨가하고, 탄산염으로 전화시켜 침출하는 과정을 한번 더 반복하였다. 상기 반복 과정을 거친 침출액(③, 2차 정제공정을 통해 제조된 EuCl3)을 침전제인 옥살산(H2C2O4)을 사용하여 침전시킨 후, 850℃에서 하소(Calcination)설비를 이용하여 하소시켜 산화물인 Eu2O3(④)를 얻었다.
A rare earth mixture (SEG mixture) was leached with hydrochloric acid to prepare a solution ((SEG) Cl 3 , (1)) mixed with SmCl 3 , EuCl 3 and GdCl 3 ). Thereafter, the mixed solution was reduced using Zn powder under pH 3.0 conditions (adjusted with NH 4 OH), and 2 equivalents of sulfuric acid was added to obtain a precipitate. The precipitate was reacted with Na 2 CO 3 to convert it to carbonate, and then leached again with hydrochloric acid to obtain an extract (②, EuCl 3 produced by the first purification process). The leachate leached with hydrochloric acid (②, EuCl 3 produced through the first purification process) was reduced again using Zn powder, and 2 equivalents of sulfuric acid was added and the process of leaching with carbonate was repeated once more . After the reprecipitation, the precipitate (③, EuCl 3 produced by the second purification process) was precipitated with oxalic acid (H 2 C 2 O 4 ) as a precipitant and calcined at 850 ° C. And calcined to obtain Eu 2 O 3 (④) as an oxide.

① 내지 ④의 성분 분석 결과Component analysis results of ① ~ ④

상기 ① 내지 ④의 성분 분석 결과를 하기 표 1에 나타내었다.The results of the analysis of the components (1) to (4) are shown in Table 1 below.

Figure 112012107419391-pat00001
Figure 112012107419391-pat00001

상기 표 1에서 보는 바와 같이, 1차 정제공정을 통해 제조된 EuCl3(②)의 순도는 90.3%인데 반면, 본 발명을 통해 제시된 2차 정제공정을 통해 제조된 EuCl3(③)의 순도는 99.5%를 나타내고 있으며 9.2%가 증가하는 것을 알 수 있다.As shown in Table 1, the purity of EuCl 3 (②) prepared through the first purification process was 90.3%, while the purity of EuCl 3 (③) prepared through the second purification process presented through the present invention was 99.5% and 9.2%, respectively.

2차 정제공정을 통해 제조된 EuCl3(③)를 이용하여 옥살산 침전 및 하소를 통해 제조된 Eu2O3 산화물(④)의 순도는 97.8%로서 침전 및 하소 공정에서 일부 손실이 있었던 것으로 추정된다.The purity of Eu 2 O 3 (④) prepared by precipitation and calcination of oxalic acid using EuCl 3 (③) prepared by the second purification process was estimated to be 97.8%, which was estimated to have some loss in the precipitation and calcination processes .

상기 2차 정제공정을 통해 제조된 EuCl3(③) 용액을 이용하여 추가로 정제공정을 반복함으로써 Eu의 순도를 향상시킬 수 있으나, 이는 운영비 측면에서 바람직하지 않다.
Although the purity of Eu can be improved by repeating the purification process using the EuCl 3 (③) solution prepared through the second purification process, this is not preferable from the viewpoint of operating cost.

비교예Comparative Example

황산을 2당량 대신 8당량 사용하고, 2차 정제공정을 거치지 않았다는 점을 제외하고는 실시예와 동일하게 하여 도 1과 같이 실험하였고, 그 성분 분석 결과를 하기 표 2에 나타내었다. 하기 표 2에서 ⑤는 상기 실시예의 ①과 동일하고, ⑥은 상기 혼합용액(⑤)을 pH 3.0 조건(NH4OH를 이용하여 조절) 하에서 Zn 분말을 이용하여 환원시키고, 8당량의 황산을 첨가하여 침전물을 형성시킬 때 침전되지 않은 희토류 원소들이 녹아있는 용액을 가리킨다.(도 1 참고)Except that 2 equivalents of sulfuric acid was used instead of 2 equivalents and the second purification step was not carried out. The results are shown in Table 2 below. ≪ tb >< TABLE > (5) in Table 2 below is the same as (1) in the above example, and (6) is a method in which the mixed solution (5) is reduced using Zn powder under pH 3.0 conditions (adjusted with NH 4 OH), 8 equivalents of sulfuric acid To form a precipitate. The solution is a solution in which rare earth elements that have not been precipitated are dissolved (see FIG. 1).

Figure 112012107419391-pat00002
Figure 112012107419391-pat00002

상기 표 2에서 보는 바와 같이, 2차 정제공정 없이 8당량 황산을 이용한 침전의 경우 Eu 침전률이 90.5%인데 반하여, Sm과 Gd의 공침이 각각 15.7%, 16.3%로 나타남으로써 회수하고자 하는 Eu의 순도를 크게 저하시키는 것을 알 수 있다.
As shown in the above Table 2, the precipitation rate with Eu equivalent of sulfuric acid was 90.5% in the case of the precipitation using 8 equivalents of sulfuric acid, but the coprecipitation of Sm and Gd were 15.7% and 16.3%, respectively, The purity is remarkably lowered.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예들에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리 범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구 범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리 범위에 속하는 것이다.
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, And falls within the scope of the invention.

Claims (6)

희토류 혼합물을 침출하여 침출액을 수득하는 제1단계;
상기 침출액을 산성 조건 및 비산화성 분위기 하에서 금속 분말을 사용하여, 상기 희토류 혼합물 중 Eu을 환원시키는 제2단계;
1 내지 2 당량의 산을 사용하여 Eu을 침전시킨 후, 탄산염으로 전환시켜 침출하는 제3단계;
상기 제2단계, 및 제3단계를 1 내지 3회 더 반복하는 제4단계; 및
상기 제4단계 이후의 침출물을 침전시킨 후, 하소시켜 Eu산화물을 얻는 제5단계; 를 포함하고,
상기 침출액을 산성 조건 및 비산화성 분위기 하에서 금속 분말을 사용하여, 상기 희토류 혼합물 중 Eu을 환원시키는 제2단계;에서,
상기 산성 조건은 pH 2.5 내지 pH 3.5인 조건인 것인 희토류 혼합물로부터 Eu 분리회수 방법.
Leaching the rare earth mixture to obtain an extract;
A second step of reducing Eu in the rare earth mixture using a metal powder in an acidic condition and a non-oxidizing atmosphere;
A third step of precipitating Eu by using 1 to 2 equivalents of an acid and then converting it into a carbonate and leaching it;
A fourth step of repeating the second step and the third step further one to three times; And
A fifth step of precipitating the leachate after the fourth step and then calcining to obtain Eu oxide; Lt; / RTI >
And a second step of reducing Eu in the rare earth mixture by using the metal powder under the acidic condition and non-oxidizing atmosphere of the leach solution,
Wherein the acidic condition is a pH of 2.5 to pH 3.5.
제1항에 있어서,
상기 희토류 혼합물을 침출하여 침출액을 수득하는 제1단계;는 산을 이용하여 침출하는 희토류 혼합물로부터 Eu 분리회수 방법.
The method according to claim 1,
The first step of leaching the rare earth mixture to obtain an extract is a method of recovering Eu from a rare earth mixture leached using an acid.
제1항에 있어서,
상기 침출액을 산성 조건 및 비산화성 분위기 하에서 금속 분말을 사용하여, 상기 희토류 혼합물 중 Eu을 환원시키는 제2단계;에서,
상기 비산화성 분위기는 Ar 분위기인 희토류 혼합물로부터 Eu 분리회수 방법.
The method according to claim 1,
And a second step of reducing Eu in the rare earth mixture by using the metal powder under the acidic condition and non-oxidizing atmosphere of the leach solution,
And the non-oxidizing atmosphere is an Ar atmosphere.
제1항에 있어서,
상기 침출액을 산성 조건 및 비산화성 분위기 하에서 금속 분말을 사용하여, 상기 희토류 혼합물 중 Eu을 환원시키는 제2단계;에서,
상기 금속은 아연인 희토류 혼합물로부터 Eu 분리회수 방법.
The method according to claim 1,
And a second step of reducing Eu in the rare earth mixture by using the metal powder under the acidic condition and non-oxidizing atmosphere of the leach solution,
Wherein said metal is zinc.
제1항에 있어서,
상기 1 내지 2 당량의 산을 사용하여 Eu을 침전시킨 후, 탄산염으로 전환시켜 침출하는 제3단계;에서,
상기 산은 황산인 희토류 혼합물로부터 Eu 분리회수 방법.
The method according to claim 1,
In the third step in which Eu is precipitated using the above-mentioned 1 to 2 equivalents of acid and then converted into a carbonate and leached,
Wherein the acid is sulfuric acid.
제1항에 있어서,
상기 제4단계 이후의 침출물을 침전시킨 후, 하소시켜 Eu산화물을 얻는 제5단계;에서,
상기 하소는 800 내지 900℃의 온도에서 행하는 희토류 혼합물로부터 Eu 분리회수 방법.
The method according to claim 1,
In the fifth step of precipitating the leachate after the fourth step and then calcining to obtain a Eu oxide,
Wherein said calcination is carried out at a temperature of 800 to 900 占 폚.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07109015B2 (en) * 1986-05-26 1995-11-22 三菱化学株式会社 Method of separating europium
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH07109015B2 (en) * 1986-05-26 1995-11-22 三菱化学株式会社 Method of separating europium
JP2000192167A (en) * 1998-12-22 2000-07-11 Fumiyoshi Saito Method for selecting and seprating rare metal component from waste fluorescent material
JP2004285467A (en) 2003-01-27 2004-10-14 National Institute Of Advanced Industrial & Technology METHOD FOR SEPARATING AND RECOVERING Y AND Eu

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