KR101605794B1 - Method of preparing magnesium chloride hydrate - Google Patents
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Abstract
함수 염화 마그네슘의 제조 방법에 관한 것으로, 염수를 준비하는 단계; 상기 염수 내 마그네슘을 수산화 마그네슘 습윤 케이크(wet cake) 형태로 석출시키는 단계; 상기 석출된 수산화 마그네슘 습윤 케이크에 염산을 투입하여 마그네슘을 용해시키고, 나트륨 및 칼륨을 각각 염화 나트륨 및 염화 칼륨 형태로 제거하는 단계; 상기 마그네슘 용해수에 황산을 투입하여 칼슘(Ca)를 황산칼슘 형태로 제거하는 단계; 및 상기 칼슘이 제거된 마그네슘 용해수를 농축하는 단계;를 포함하는 함수 염화 마그네슘의 제조 방법을 제공한다. The present invention relates to a method for producing magnesium chloride, Precipitating magnesium in the brine in the form of a magnesium hydroxide wet cake; Adding hydrochloric acid to the precipitated magnesium hydroxide wet cake to dissolve the magnesium and removing sodium and potassium in the form of sodium chloride and potassium chloride, respectively; Adding sulfuric acid to the magnesium-dissolved water to remove calcium (Ca) in the form of calcium sulfate; And concentrating the calcium-depleted magnesium-dissolved water. The present invention also provides a method for producing magnesium chloride.
Description
함수 염화 마그네슘의 제조 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 염수로부터 고순도 함수 염화 마그네슘의 제조 방법에 관한 것이다.
And a method for producing magnesium chloride. More particularly, the present invention relates to a method for producing high purity magnesium chloride from brine.
종래에는 함수 염화 마그네슘(MgCl2·6H2O)은 제조 보다는 노천 광산에서 채취하거나, 염수와 같은 농축수에서 농축되어 석출된 형태를 그대로 가져다 사용하여 왔다. Conventionally, hydrated magnesium chloride (MgCl 2 .6H 2 O) has been taken from open pit mines rather than manufactured, or concentrated and concentrated in concentrated water such as brine, and used as such.
이러한 함수 염화 마그네슘은 주로 난연제로 사용되거나, 건조한 지역에서는 도로 노반재로 사용되는 것으로 알려져 있다. Such hydrous magnesium chloride is mainly used as a flame retardant or as a roadbed material in a dry area.
현재 함수 염화 마그네슘은 무기질 난연재로 사용되고 있으며 과거에 비해 그 가격이 크게 올라 톤당 100만원을 호가하고 있다. Currently, magnesium chloride is used as an inorganic flame retardant, and its price has risen sharply compared to the past and it is worth 1 million won per ton.
이러한 함수 염화 마그네슘을 생산하기 위한 원료로 사용되는 무수 염화 마그네슘을 제조하는 기술은 상당수 존재하는 것으로 조사되었다. 구체적인 예를 들어, KR0798417, KR1031921 등이 관련 문헌으로 조사되었다. It has been found that there are a number of techniques for producing anhydrous magnesium chloride used as a raw material for producing such magnesium chloride. For example, KR0798417, KR1031921 and the like have been investigated in the related literature.
그러나, 직접적인 함수 염화 마그네슘(MgCl2·6H2O)을 제조하는 기술은 조사된 바가 없다.
However, a technique for producing direct magnesium chloride function (MgCl 2 .6H 2 O) has not been investigated.
염수는 다양한 광물이 고농축 된 용액으로 마그네슘뿐만 아니라 칼륨, 나트륨, 리튬, 붕소, 칼슘 등이 녹아 있다. 이러한 염수에서 마그네슘을 수산화물 습윤 케이크 형태로 석출시킨 후 석출된 수산화 마그네슘 습윤 케이크 내 존재하는 불순물을 효과적으로 제거하여 고순도의 함수 염화 마그네슘(MgCl2·6H2O)을 제조하는 방법을 제공할 수 있다.
Brine is a highly concentrated solution of various minerals. It contains not only magnesium but also potassium, sodium, lithium, boron and calcium. A method of producing magnesium chloride (MgCl 2 .6H 2 O) of high purity by effectively removing impurities present in the precipitated magnesium hydroxide wet cake after precipitating magnesium in the form of a wet cake of hydroxide in the salt water can be provided.
본 발명의 일 구현예에서는, 염수를 준비하는 단계; 상기 염수 내 마그네슘을 수산화 마그네슘 습윤 케이크(wet cake) 형태로 석출시키는 단계; 상기 석출된 수산화 마그네슘 습윤 케이크에 염산을 투입하여 마그네슘을 용해시키고, 나트륨 및 칼륨을 각각 염화 나트륨 및 염화 칼륨 형태로 제거하는 단계; 상기 마그네슘 용해수에 황산을 투입하여 칼슘(Ca)를 황산칼슘 형태로 제거하는 단계; 및 상기 칼슘이 제거된 마그네슘 용해수를 농축하는 단계;를 포함하는 함수 염화 마그네슘의 제조 방법을 제공한다. In one embodiment of the present invention, there is provided a method of preparing a salt solution comprising: preparing a salt water; Precipitating magnesium in the brine in the form of a magnesium hydroxide wet cake; Adding hydrochloric acid to the precipitated magnesium hydroxide wet cake to dissolve the magnesium and removing sodium and potassium in the form of sodium chloride and potassium chloride, respectively; Adding sulfuric acid to the magnesium-dissolved water to remove calcium (Ca) in the form of calcium sulfate; And concentrating the calcium-depleted magnesium-dissolved water. The present invention also provides a method for producing magnesium chloride.
상기 석출된 수산화 마그네슘 습윤 케이크에 염산을 투입하여 마그네슘을 용해시키고, 나트륨 및 칼륨을 각각 염화 나트륨 및 염화 칼륨 형태로 제거하는 단계;에서, 상기 염산의 투입량은, 상기 수산화 마그네슘 습윤 케이크 내 마그네슘 함량에 대해 1.8 내지 2.2 당량일 수 있다. 상기 범위는 수산화 마그네슘의 효과적인 용해를 위한 범위일 수 있다. Adding hydrochloric acid to the precipitated magnesium hydroxide wet cake to dissolve the magnesium and removing sodium and potassium in the form of sodium chloride and potassium chloride, respectively, wherein the amount of the hydrochloric acid is in the magnesium content in the magnesium hydroxide wet cake Lt; / RTI > to 2.2 equivalents. The range may be in the range for effective dissolution of magnesium hydroxide.
상기 석출된 수산화 마그네슘 습윤 케이크에 염산을 투입하여 마그네슘을 용해시키고, 나트륨 및 칼륨을 각각 염화 나트륨 및 염화 칼륨 형태로 제거하는 단계;는, pH 4 내지 6일 수 있다. 상기 pH의 범위를 만족하는 경우, 효과적으로 마그네슘 용해 및 불순물 제거를 할 수 있다. Adding magnesium chloride to the precipitated magnesium hydroxide wet cake to dissolve the magnesium and removing sodium and potassium in the form of sodium chloride and potassium chloride, respectively, may be at a pH of 4 to 6. When the above-mentioned range of pH is satisfied, magnesium dissolution and impurity removal can be effected effectively.
상기 마그네슘 용해수에 황산을 투입하여 칼슘(Ca)를 황산칼슘 형태로 제거하는 단계;에서, 상기 황산의 투입량은, 상기 염수 내 포함된 칼슘 함량에 대해 0.8 내지 1.0 당량일 수 있다. 이러한 범위를 만족하는 경우, 추가적인 불순물 생성을 방지할 수 있다. In the step of removing calcium (Ca) in the form of calcium sulfate by adding sulfuric acid to the magnesium-dissolved water, the amount of the sulfuric acid to be added may be 0.8 to 1.0 equivalent based on the calcium content in the salt water. If this range is satisfied, additional impurity generation can be prevented.
상기 칼슘이 제거된 마그네슘 용해수를 농축하는 단계;는, 다수의 농축 단계를 포함하고, 상기 다수의 농축 단계 중 일부 단계에서 선택적으로 함수 염화 마그네슘이 석출될 수 있다. The step of concentrating the calcium-depleted magnesium dissolved water may include a plurality of concentrating steps, and magnesium chloride hydrate may selectively precipitate at some of the plurality of concentration steps.
상기 칼슘이 제거된 마그네슘 용해수를 농축하는 단계;는, 함수 염화 마그네슘이 석출되기 전까지 상기 마그네슘 용해수를 농축하여 불순물을 제거하는 단계; 상기 불순물이 석출된 마그네슘 용해수를 농축하여 함수 염화 마그네슘을 석출 후 회수하는 단계; 및 상기 함수 염화 마그네슘을 석출 후 회수한 마그네슘 용해수 여액을 재농축하여, 함수 염화 마그네슘을 재석출 후 회수하는 단계;를 포함할 수 있다. Concentrating the calcium-depleted magnesium dissolution water, and concentrating the magnesium dissolution water until the magnesium chloride is precipitated, thereby removing impurities; Concentrating the magnesium-dissolved water in which the impurities are precipitated to recover magnesium chloride after precipitation; And re-concentrating the magnesium-dissolved water filtrate recovered after precipitation of the magnesium chloride, recovering the magnesium chloride after re-precipitation.
상기 함수 염화 마그네슘이 석출되기 전까지 상기 마그네슘 용해수를 농축하여 불순물을 제거하는 단계;는. 상기 마그네슘 용해수를 38%까지 농축하는 단계일 수 있다. And concentrating the magnesium-dissolved water until the hydrous magnesium chloride is precipitated to remove impurities. And concentrating the magnesium-dissolved water to 38%.
상기 불순물이 석출된 마그네슘 용해수를 농축하여 함수 염화 마그네슘을 석출 후 회수하는 단계;는, 상기 불순물이 석출된 마그네슘 용해수를 60%까지 농축하여 함수 염화 마그네슘을 석출 후 회수하는 단계;일 수 있다. Concentrating the magnesium-dissolved water in which the impurities are precipitated to recover magnesium chloride after precipitation, and concentrating the magnesium-dissolved water in which the impurities are precipitated up to 60% to recover magnesium chloride after precipitation .
상기 함수 염화 마그네슘을 석출 후 회수한 마그네슘 용해수 여액을 재농축하여, 함수 염화 마그네슘을 재석출 후 회수하는 단계;는 다수 반복될 수 있다. A step of re-concentrating the magnesium-dissolved water filtrate recovered after precipitation of the magnesium chloride functionalized, and recovering magnesium chloride after re-precipitation of the magnesium chloride functionalized can be repeated many times.
상기 함수 염화 마그네슘이 석출되기 전까지 상기 마그네슘 용해수를 농축하여 불순물을 제거하는 단계;에서, 상기 제거된 불순물은 염화 나트륨, 염화 칼륨, 황산칼슘, 또는 이들의 조합일 수 있다.
In the step of removing impurities by concentrating the magnesium-dissolved water until the hydrated magnesium chloride is precipitated, the removed impurities may be sodium chloride, potassium chloride, calcium sulfate, or a combination thereof.
염수에서 마그네슘을 수산화물 습윤 케이크 형태로 석출시킨 후 석출된 수산화 마그네슘 습윤 케이크 내 존재하는 불순물을 효과적으로 제거하여 고순도의 함수 염화 마그네슘(MgCl2·6H2O)을 제조하는 방법을 제공할 수 있다. It is possible to provide a method for producing magnesium chloride (MgCl 2 .6H 2 O) of high purity by effectively removing impurities present in the precipitated magnesium hydroxide wet cake after precipitation of magnesium in the form of a wet cake of hydroxide in brine.
보다 구체적으로, 염수 내 리튬 추출 시 수득 가능한 수산화 마그네슘을 이용하여 고부가가치의 함수 염화 마그네슘을 수득할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 구현예에 따른 공정은 불순물을 제거하기 위해 다량의 폐액 발생이 없으며, 산처리와 증발만으로 고순도화가 가능하다.
More specifically, high-value-added magnesium chloride hydrate can be obtained by using magnesium hydroxide obtained upon lithium extraction in brine. In addition, the process according to an embodiment of the present invention does not generate a large amount of waste liquid in order to remove impurities, and can be purified only by acid treatment and evaporation.
도 1은 20g 수산화 마그네슘 습윤 케이크를 염산에 녹인 후 용액을 채취하여 용액 중 마그네슘 농도를 측정한 결과를 나타낸 데이터이다.
도 2는 수산화 마그네슘 케이크에 염산을 투입하여 석출된 광물상의 분석 결과이다.
도 3은 농축 1 및 2 증발 단계에서 석출한 석출물의 XRD 광물상 분석 결과이다.
도 4는 농축 3 내지 7 증발 단계에서 석출한 석출물의 XRD 광물상 분석 결과이다.
도 5는 최적 농축 조건에서 Mg가 석출되지 않는 38% 농축 단계에서 석출물 광물상 분석 결과이다.
도 6은 최적 농축 조건 Mg가 석출되는 38% 이후 농축 단계에서 석출물 광물상 분석 결과이다. FIG. 1 is a graph showing a result of measuring the concentration of magnesium in a solution by dissolving 20 g of a magnesium hydroxide wet cake in hydrochloric acid, and then collecting the solution.
Fig. 2 shows the results of analysis of the mineral phase deposited by adding hydrochloric acid to the magnesium hydroxide cake.
Fig. 3 shows the XRD mineral phase analysis results of the precipitates deposited in the
FIG. 4 shows the XRD mineral phase analysis results of the precipitates deposited in the condensation 3 to 7 evaporation step.
FIG. 5 shows the result of the precipitation mineral phase analysis at the 38% concentration step in which Mg is not precipitated under the optimum concentration condition.
FIG. 6 shows the result of the precipitation mineral phase analysis at the concentration stage after 38% where the optimum concentration condition Mg precipitates.
이하, 본 발명의 구현예를 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며 본 발명은 후술할 청구범위의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. However, it should be understood that the present invention is not limited thereto, and the present invention is only defined by the scope of the following claims.
전술한 바와 같이 종래의 마그네슘 함유 광물에서 염화 마그네슘을 수득하는 공정의 경우 마그네슘 외에 철을 비롯한 전이금속의 제거가 주요 이슈이다. As described above, in the process of obtaining magnesium chloride from a conventional magnesium-containing mineral, the removal of transition metals including iron is a major issue in addition to magnesium.
다른 측면에서, 본 발명의 일 구현예과 같이 염수에서 염화 마그네슘을 수득하는 공정의 경우 마그네슘 외 다른 염을 제거하는 것이 중요하다. In another aspect, it is important to remove salts other than magnesium in the process of obtaining magnesium chloride from brine as in one embodiment of the present invention.
이에 본 발명자들은 염의 용해도와 불용성 화합물 제조 조건을 이용하여 불순물을 제거할 수 있을 것으로 착안하여 본 발명에 도달하였다.Accordingly, the present inventors have arrived at the present invention by paying attention to the fact that the impurities can be removed by using the solubility of the salt and the insoluble compound production conditions.
구체적인 본 발명의 구성에 대해 단계별로 설명하도록 한다.
The configuration of the present invention will be described step by step.
1) 염수로부터 수산화 마그네슘의 회수1) Recovery of magnesium hydroxide from brine
기존에 알려진 염수 내 리튬을 회수하는 공정인 인산리튬을 이용한 공정에서, 리튬 회수 전에 수산화 이온을 이용하여 마그네슘을 회수할 수 있다. 이러한 공정을 통해 리튬의 회수율 및 순도를 높일 수 있다. In a process using lithium phosphate, which is a process for recovering lithium in a conventional saline solution, magnesium can be recovered using hydroxide ions before recovering lithium. Through such a process, the recovery rate and purity of lithium can be increased.
이에 대한 자세한 설명은 출원번호 KR2011-0067920, KR2011-0067921 등의 선행특허에 알려져 있기에 생략한다.
A detailed description thereof is omitted in the prior art patents, such as Application Nos. KR2011-0067920 and KR2011-0067921.
2) 염수로부터 추출된 수산화 마그네슘 습윤 케이크 (2) a magnesium hydroxide wet cake extracted from saline ( MgMg (( OHOH )) 22 cakecake ) 용해를 통해 불순물 제거) Removal of impurities through dissolution
석출된 수산화 마그네슘은 Mg(OH)2 형태의 함수율이 높은 습윤 케이크 상태이다. 함수 성분은 염수 성분과 같아 다량의 나트륨, 칼륨, 칼슘 등 불순물이 녹아 있다. 수산화 마그네슘 습윤 케이크를 HCl로 녹여 마그네슘 용해수를 제조하면 함수 성분 중 염화 나트륨(NaCl)과 염화 칼륨(KCl)이 석출되어 약 50%이상 제거될 수 있다.
The precipitated magnesium hydroxide is a wet cake state having a high water content of Mg (OH) 2 type. The water component is the same as the salt component, and a large amount of impurities such as sodium, potassium and calcium are dissolved. When the magnesium hydroxide wet cake is dissolved in HCl to prepare magnesium-dissolved water, sodium chloride (NaCl) and potassium chloride (KCl) precipitate in the hydrous component, which can be removed by about 50% or more.
3) 마그네슘 3) Magnesium 용해수Dissolving water 중 칼슘의 제거 Removal of calcium in
전술한 마그네슘 용해 수 내 녹아 있는 칼슘은 투입된 염산에 의해 제거되는 효과가 없어 황산을 투입하여 황산칼슘(예를 들어, 석고)으로 제거한다. 황산칼슘으로 상기 칼슘을 제거 시 약 70% 제거가 가능하다. The dissolved calcium in the above-mentioned magnesium-dissolved water has no effect of being removed by the hydrochloric acid introduced, and sulfuric acid is added thereto to remove it with calcium sulfate (for example, gypsum). When calcium is removed with calcium sulfate, it is possible to remove about 70%.
예를 들어, 칼슘을 90%까지 제거 할 수 있지만, 용액 내에 황산 이온이 증가하게 되면 최종 제품인 함수 염화 마그네슘(MgCl2·6H2O)에 황산 마그네슘(MgSO4)이 불순물로 남을 수 있다. For example, it is possible to remove up to 90% of calcium, but magnesium sulfate (MgSO 4 ) may remain as an impurity in the final product magnesium chloride (MgCl 2 .6H 2 O) as sulfate ions increase in solution.
따라서, 적정량의 황산을 투입하는 것이 좋다. 구체적인 실험 결과 적정 황산 투입량은 칼슘 함량에 0.8 내지 1.0 당량, 보다 구체적으로, 0.9당량인 것이 좋다. 다만, 염수 내의 칼슘의 농도가 2g/L 이하로 존재할 경우엔 황산으로 제거되는 효과는 없어진다.
Therefore, it is preferable to add an appropriate amount of sulfuric acid. As a specific experimental result, it is preferable that the amount of the appropriate sulfuric acid is 0.8 to 1.0 equivalent, more specifically 0.9 equivalent to the calcium content. However, if the concentration of calcium in the brine is 2 g / L or less, the effect of removing sulfuric acid is lost.
4) 농축 단계4) Concentration step
남아 있는 불순물(Na, K, Ca 등)을 지속적으로 제거하기 위해 농축을 실시할 수 있다. 농축은 단계를 나눠서 실시 하는 것이 효과적이며 본 발명의 일 구현예에서는, 농축 조건을 일반화하여 염수 성분 변화에 관계없이 고순도 함수 염화 마그네슘(MgCl2·6H2O)를 제조할 수 있는 방안을 제시한다.Concentration can be performed to remove the remaining impurities (Na, K, Ca, etc.) continuously. It is effective to carry out the concentration stepwise, and in one embodiment of the present invention, generalization of the concentration condition is proposed to produce a high purity magnesium chloride (MgCl 2 .6H 2 O) regardless of changes in the salt component .
이에 대해서는 하기 실시예에서 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
This will be described in more detail in the following examples.
이하 본 발명의 바람직한 실시예 및 비교예를 기재한다. 그러나 하기 실시예는 본 발명의 바람직한 일 실시예일뿐 본 발명이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, preferred embodiments and comparative examples of the present invention will be described. However, the following examples are only a preferred embodiment of the present invention, and the present invention is not limited to the following examples.
실시예Example
1. 염수로부터 추출된 1. Extracted from brine MgMg (( OHOH )) 22 용해 Dissolution
하기 표 1은 염수로부터 추출된 수산화 마그네슘 습윤 케이크의 성분 분석 결과이다. Table 1 below shows the compositional analysis of the magnesium hydroxide wet cake extracted from the brine.
(상기 표 1에서 함량은 중량%)
(% By weight in Table 1)
수산화 마그네슘 습윤 케이크의 함수율은 약 54%로서 마그네슘 함량은 약 11%, 나머지 35%는 불순물로 구성된 것을 확인 할 수 있다. 이 상태의 케이크를 세척하지 않고 염산에 녹이게 되면 불순물 35% 중 70%를 차지하고 있는 Na와 K가 50% 제거 된다. The moisture content of the magnesium hydroxide wet cake is about 54%, and the magnesium content is about 11% and the remaining 35% is composed of impurities. When the cake in this state is not washed but dissolved in hydrochloric acid, 50% of Na and K, which account for 70% of the impurities, are removed.
하기 표 2는 염산의 투입량에 따른 수산화 마그네슘 습윤 케이크의 용해 성분 분석 결과이다. 이로부터 최적의 염산 투입량을 도출할 수 있다. Table 2 shows the results of dissolution analysis of the magnesium hydroxide wet cake according to the amount of hydrochloric acid. From this, the optimum amount of hydrochloric acid can be derived.
(염산 투입량에 따른 용해 성분 농도 분석(g/L))(Analysis of concentration of dissolved component by the amount of hydrochloric acid input (g / L))
20g의 수산화 마그네슘 습윤 케이크 에 염산을 약 15 내지 17mL 투입하면, 케이크는 녹고 염화 나트륨, 염화 칼륨 등이 석출한다. 염산 투입량은 수산화 마그네슘 케이크 중 마그네슘 함량에 따라 달라지며, 마그네슘 함량의 2 배 몰수를 갖는 염산이 필요하다. When about 15 to 17 ml of hydrochloric acid is added to 20 g of the magnesium hydroxide wet cake, the cake melts and sodium chloride, potassium chloride, etc. precipitate. The amount of hydrochloric acid input depends on the content of magnesium in the magnesium hydroxide cake, and hydrochloric acid having twice the molar amount of magnesium is required.
도 1은 20g 수산화 마그네슘 습윤 케이크를 염산에 녹인 후 용액을 채취하여 용액 중 마그네슘 농도를 측정한 결과를 나타낸 데이터이다. FIG. 1 is a graph showing a result of measuring the concentration of magnesium in a solution by dissolving 20 g of a magnesium hydroxide wet cake in hydrochloric acid, and then collecting the solution.
도 1에서 알 수 있듯이, 염산 17mL 투입 시 용액 중 마그네슘 농도가 가장 높게 나타난 것을 확인 할 수 있었다. 이 후 농도가 지속적으로 감소하고, 용액의 pH가 급격히 낮아지는 것을 알 수 있다. As can be seen from FIG. 1, it was confirmed that the magnesium concentration in the solution was the highest when 17 mL of hydrochloric acid was added. After this, the concentration is continuously decreased, and the pH of the solution is rapidly lowered.
공정상 안전을 위해 처리 용액의 pH를 중성으로 유지하도록 수산화 마그네슘 케이크 중 마그네슘 함량의 1.8당량의 염산을 투입하면 처리수의 pH를 5 내지 6으로 조절하는 것이 바람직하다. It is preferable to adjust the pH of the treated water to 5 to 6 by adding 1.8 equivalent of hydrochloric acid having a magnesium content in the magnesium hydroxide cake so as to keep the pH of the treatment solution neutral for the sake of process safety.
도 2는 수산화 마그네슘 케이크에 염산을 투입하여 석출된 광물상의 분석 결과이다. 도 2로부터 알 수 있듯이, 주요 석물물은 염화 나트륨이다.
Fig. 2 shows the results of analysis of the mineral phase deposited by adding hydrochloric acid to the magnesium hydroxide cake. As can be seen from Fig. 2, the main limestone is sodium chloride.
2. 마그네슘 2. Magnesium 용해수Dissolving water 내 칼슘의 제거 Removal of My Calcium
상기 제조된 마그네슘 용해수 내 포함된 칼슘의 제거를 위해 황산을 이용할 수 있다. Sulfuric acid may be used for the removal of calcium contained in the prepared magnesium dissolved water.
출발하는 염수 내 칼슘의 농도에 따라 이번 단계의 황산 투입량은 변할 수 있다. 본 실시예에서는 염수 내 칼슘이 최초 8 내지 10g/L인 염수를 사용하였다.Depending on the concentration of calcium in the starting saline, the amount of sulfuric acid input at this stage can vary. In this embodiment, brine whose initial calcium in the brine was 8 to 10 g / L was used.
또한, 후술할 농축 과정에서 지속적으로 칼슘이 제거되기 위해서는 황산 이온이 칼슘 농도만큼 필요하다. Also, in order to continuously remove calcium in the concentrating process described later, sulfate ions are needed as much as the calcium concentration.
하기 표 3은 마그네슘 용해수 100mL에 황산을 투입한 황산의 투입량에 대한 용액 성분 분석 결과이다. Table 3 below shows the results of analysis of the solution composition with respect to the amount of sulfuric acid charged into 100 mL of magnesium-dissolved water.
마그네슘 용해수 내 칼슘은 완전히 제거되지 않고 이수석고(CaSO4·2H2O)의 용해도만큼 남는다. 이미 용해도 만큼 존재하고 있는 황산이온과 칼슘 이온을 감안하여 칼슘 농도에 0.9당량의 황산을 투입하는 것이 바람직하다. 표 3으로부터 칼슘 제거를 위한 최적의 황산 투입량을 알 수 있다.
The calcium in the magnesium-dissolved water is not completely removed but remains in the solubility of the dihydrate (CaSO 4 .2H 2 O). It is preferable to add 0.9 equivalents of sulfuric acid to the calcium concentration in consideration of the sulfate ion and the calcium ion already present in the solubility. Table 3 shows the optimum amount of sulfuric acid to remove calcium.
3. 농축 단계3. Concentration step
상기 칼슘까지 제거된 마그네슘 용해수 2리터를 준비한 후 감압 농축기를 이용하여 총 7 단계로 농축을 하였다. 농축은 34mbar, 온도 45℃로 진행하다가, 마그네슘이 석출되는 4단계부터는 온도를 70℃로 유지하였다. After 2 liters of the magnesium-dissolved water having been removed to calcium were prepared, the mixture was concentrated to a total of 7 steps using a vacuum concentrator. Concentration progressed to 34 mbar at a temperature of 45 ° C, while the temperature was maintained at 70 ° C from the fourth step in which magnesium precipitated.
첫 단계 증발률 20%로 시작하여 30, 40, 50, 60, 65, 66%로 각각 증발시키며 각 단계에서 석출물을 추출하여 광물상 분석을 하였다. The first phase evaporation rate was 20%, and the evaporation rate was 30, 40, 50, 60, 65, and 66%, respectively.
도 3은 농축 1 및 2 증발 단계에서 석출한 석출물의 XRD 광물상 분석 결과이다. Fig. 3 shows the XRD mineral phase analysis results of the precipitates deposited in the
도 4는 농축 3 내지 7 증발 단계에서 석출한 석출물의 XRD 광물상 분석 결과이다. FIG. 4 shows the XRD mineral phase analysis results of the precipitates deposited in the condensation 3 to 7 evaporation step.
도 3 및 4로부터 30% 증발 범위에서 석출물 주요 광물이 염화 나트륨으로 확인되었으며, 40% 단계까지는 NaCl, CaSO4·2H2O, MgCl2·6H2O이 함께 석출한 것을 확인하였다. 또한, ICP 분석 결과 3단계에서 마그네슘 손실이 약 15% 발생하였다. 4단계 이후에선 MgCl2·6H2O이 주요 광물상으로 석출하는 것을 확인 할 수 있다
From FIG. 3 and FIG. 4, it was confirmed that the precipitate major mineral was identified as sodium chloride in the 30% evaporation range, and NaCl, CaSO 4 .2H 2 O and MgCl 2 .6H 2 O precipitated together until the 40% stage. In addition, ICP analysis showed that about 15% of the magnesium loss occurred in the third step. After
3단계에서 마그네슘 손실을 최소화하기 위해 농축 조건을 다음과 같이 변경하였다. 총 5단계로 나누어 황산칼슘(석고)의 석출이 끝나고 마그네슘의 석출이 일어나기 전인 38% 증발량까지를 1단계로 정한다. In order to minimize magnesium loss in step 3, the concentration conditions were changed as follows. It is divided into 5 steps, and it is determined as one step up to the evaporation amount of 38% before the precipitation of calcium sulfate (gypsum) and the precipitation of magnesium.
2단계에서 증발량 60%가 되면 용액 중 MgCl2 석출물이 생성되면서 6개의 H2O를 잡고 석출되기 때문에 순간 용액이 거의 없어지게 된다. 따라서 다음 농축단계를 위해 농축을 중단하고 석출물을 회수한다. When the evaporation amount is 60% in the second step, MgCl 2 precipitates are formed in the solution, and the H 2 O is captured and precipitated. Thus, the concentration is discontinued for the next concentration step and the precipitate is recovered.
이렇게 2단계에서 5단계까지 석출시킨 MgCl2·6H2O를 감압 여과한다. 건조 후 최종 순도는 99%이상의 고순도임을 확인하였다. 상기 2 내지 5단계를 거처 수득된 MgCl2·6H2O의 최종 회수율은 70.1%였다. The MgCl 2 .6H 2 O precipitated from
하기 표 4는 농축 후 석출된 MgCl2·6H2O의 순도분석 결과이다. Table 4 shows the results of purity analysis of MgCl 2 .6H 2 O precipitated after concentration.
도 5는 최적 농축 조건에서 Mg가 석출되지 않는 38% 농축 단계에서 석출물 광물상 분석 결과이다. 전술한 바와 같이 마그네슘의 손실이 거의 없는 것을 알 수 있다. FIG. 5 shows the result of the precipitation mineral phase analysis at the 38% concentration step in which Mg is not precipitated under the optimum concentration condition. It can be seen that there is almost no loss of magnesium as described above.
도 6은 최적 농축 조건 Mg가 석출되는 38% 이후 농축 단계에서 석출물 광물상 분석 결과이다. 대부분이 염화 마그네슘인 것을 알 수 있다. FIG. 6 shows the result of the precipitation mineral phase analysis at the concentration stage after 38% where the optimum concentration condition Mg precipitates. It can be seen that most of them are magnesium chloride.
즉, 도 5 및 6으로부터 각각 마그네슘이 석출되지 않는 범위의 농축 조건과 마그네슘이 석출되는 농축 조건에서 광물상 분석 결과가 전술한 증발 조건이 타당함을 증명하고 있다.
That is, from FIGS. 5 and 6, it is proved that the above-described evaporation conditions are valid for the results of the mineral phase analysis under the concentration condition in which magnesium does not precipitate and the concentration condition in which magnesium precipitates.
본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the present invention as defined by the following claims. As will be understood by those skilled in the art. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive.
Claims (10)
상기 염수 내 마그네슘을 수산화 마그네슘 습윤 케이크(wet cake) 형태로 석출시키는 단계;
상기 석출된 수산화 마그네슘 습윤 케이크에 염산을 투입하여 마그네슘을 용해시키고, 나트륨 및 칼륨을 각각 염화 나트륨 및 염화 칼륨 형태로 제거하는 단계;
상기 마그네슘 용해수에 황산을 투입하여 칼슘(Ca)를 황산칼슘 형태로 제거하는 단계; 및
상기 칼슘이 제거된 마그네슘 용해수를 농축하는 단계;
를 포함하고,
상기 칼슘이 제거된 마그네슘 용해수를 농축하는 단계;는,
함수 염화 마그네슘이 석출되기 전까지 상기 마그네슘 용해수를 농축하여 불순물을 제거하는 단계;
상기 불순물이 석출된 마그네슘 용해수를 농축하여 함수 염화 마그네슘을 석출 후 회수하는 단계; 및
상기 함수 염화 마그네슘을 석출 후 회수한 마그네슘 용해수 여액을 재농축하여, 함수 염화 마그네슘을 재석출 후 회수하는 단계;
를 포함하는 것인 함수 염화 마그네슘의 제조 방법.
Preparing salt water;
Precipitating magnesium in the brine in the form of a magnesium hydroxide wet cake;
Adding hydrochloric acid to the precipitated magnesium hydroxide wet cake to dissolve the magnesium and removing sodium and potassium in the form of sodium chloride and potassium chloride, respectively;
Adding sulfuric acid to the magnesium-dissolved water to remove calcium (Ca) in the form of calcium sulfate; And
Concentrating the calcium-depleted magnesium-dissolved water;
Lt; / RTI >
And concentrating the calcium-depleted magnesium-dissolved water,
Concentrating the magnesium-dissolved water until the hydrated magnesium chloride is precipitated to remove impurities;
Concentrating the magnesium-dissolved water in which the impurities are precipitated to recover magnesium chloride after precipitation; And
Re-concentrating the magnesium-dissolved water filtrate recovered after precipitation of the magnesium chloride functionalized to recover magnesium chloride after re-precipitation;
≪ / RTI >
상기 석출된 수산화 마그네슘 습윤 케이크에 염산을 투입하여 마그네슘을 용해시키고, 나트륨 및 칼륨을 각각 염화 나트륨 및 염화 칼륨 형태로 제거하는 단계;에서,
상기 염산의 투입량은, 상기 수산화 마그네슘 습윤 케이크 내 마그네슘 함량에 대해 1.8 내지 2.2 당량인 것인 함수 염화 마그네슘의 제조 방법.
The method according to claim 1,
Adding hydrochloric acid to the precipitated magnesium hydroxide wet cake to dissolve the magnesium and removing sodium and potassium in the form of sodium chloride and potassium chloride respectively,
Wherein the amount of the hydrochloric acid added is 1.8 to 2.2 equivalents based on the magnesium content in the magnesium hydroxide wet cake.
상기 석출된 수산화 마그네슘 습윤 케이크에 염산을 투입하여 마그네슘을 용해시키고, 나트륨 및 칼륨을 각각 염화 나트륨 및 염화 칼륨 형태로 제거하는 단계;는, pH 4 내지 6인 것인 함수 염화 마그네슘의 제조 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the step of dissolving magnesium by adding hydrochloric acid to the precipitated magnesium hydroxide wet cake and removing sodium and potassium respectively in the form of sodium chloride and potassium chloride is carried out at a pH of from 4 to 6. [
상기 마그네슘 용해수에 황산을 투입하여 칼슘(Ca)를 황산칼슘 형태로 제거하는 단계;에서,
상기 황산의 투입량은, 상기 염수 내 포함된 칼슘 함량에 대해 0.8 내지 1.0 당량인 것인 함수 염화 마그네슘의 제조 방법.
The method according to claim 1,
Adding sulfuric acid to the magnesium-dissolved water to remove calcium (Ca) in the form of calcium sulfate,
Wherein the amount of the sulfuric acid to be added is 0.8 to 1.0 equivalent based on the calcium content contained in the saline solution.
상기 칼슘이 제거된 마그네슘 용해수를 농축하는 단계;는,
다수의 농축 단계를 포함하고, 상기 다수의 농축 단계 중 일부 단계에서 선택적으로 함수 염화 마그네슘이 석출되는 것인 함수 염화 마그네슘의 제조 방법.
The method according to claim 1,
And concentrating the calcium-depleted magnesium-dissolved water,
Wherein magnesium chloride is selectively precipitated in some of the plurality of concentrating steps.
상기 함수 염화 마그네슘이 석출되기 전까지 상기 마그네슘 용해수를 농축하여 불순물을 제거하는 단계;는.
상기 마그네슘 용해수를 38%까지 농축하는 단계인 것인 함수 염화 마그네슘의 제조 방법.
The method according to claim 1,
And concentrating the magnesium-dissolved water until the hydrous magnesium chloride is precipitated to remove impurities.
And the magnesium-dissolved water is concentrated to 38%.
상기 불순물이 석출된 마그네슘 용해수를 농축하여 함수 염화 마그네슘을 석출 후 회수하는 단계;는,
상기 불순물이 석출된 마그네슘 용해수를 60%까지 농축하여 함수 염화 마그네슘을 석출 후 회수하는 단계;인 것인 함수 염화 마그네슘의 제조 방법.
The method according to claim 1,
Concentrating the magnesium-dissolved water in which the impurities are precipitated to recover magnesium chloride after precipitation,
And concentrating the magnesium-dissolved water in which the impurities are precipitated up to 60% to recover magnesium chloride after precipitation.
상기 함수 염화 마그네슘을 석출 후 회수한 마그네슘 용해수 여액을 재농축하여, 함수 염화 마그네슘을 재석출 후 회수하는 단계;는 다수 반복되는 것인 함수 염화 마그네슘의 제조 방법.
The method according to claim 1,
A step of re-concentrating the magnesium-dissolved water filtrate recovered after precipitation of the magnesium chloride hydrate to recover magnesium chloride after re-precipitation of the magnesium chloride hydrate is repeated a plurality of times.
상기 함수 염화 마그네슘이 석출되기 전까지 상기 마그네슘 용해수를 농축하여 불순물을 제거하는 단계;에서,
상기 제거된 불순물은 염화 나트륨, 염화 칼륨, 황산칼슘, 또는 이들의 조합인 것인 함수 염화 마그네슘의 제조 방법.
The method according to claim 1,
And removing the impurities by concentrating the magnesium-dissolved water until the hydrated magnesium chloride is precipitated,
Wherein the removed impurities are sodium chloride, potassium chloride, calcium sulfate, or a combination thereof.
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