KR101746586B1 - Method For Recovering Rare Earth By Bio-Adsorption Form Permanent Magnets - Google Patents

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곽효원
이기훈
윤해성
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현대자동차주식회사
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Abstract

본 발명은 바이오 흡착을 이용한 영구자석에서 희토류 회수방법에 관한 것으로서, 미세조류 추출물을 이용하여 제조한 바이오 흡착제를 사용함으로 희토류 금속을 용이하게 회수하는 것에 의하여 공정이 간단하여 제조비용이 절감되며 환경오염을 방지하는 희토류 회수방법에 관한 것이다.
상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명은, 영구자석이 질산에 의해 용해되는 용해단계; 상기 영구자석이 용해된 용해액의 pH가 조정되어 침전물이 제거되는 침전물제거단계; 상기 침전물이 제거된 용해액에 미세조류 입자가 첨가되는 첨가단계; 상기 미세조류 입자가 첨가된 용해액을 교반하여 네오디뮴과 디스프로슘이 상기 미세조류 입자에 흡착되는 교반 및 흡착단계; 및 상기 흡착된 네오디뮴과 디스프로슘를 회수하는 회수단계;를 포함하는 바이오 흡착을 이용한 영구자석에서 희토류 회수 방법을 제공한다.
The present invention relates to a method of recovering rare earths from a permanent magnet using bioadsorption. By using a bioabsorbent manufactured using a microalgae extract, a rare earth metal is easily recovered, thereby simplifying the process and reducing manufacturing costs. To a rare earth recovery method.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention, which was conceived to solve the problems of the conventional art described above, includes a dissolving step in which a permanent magnet is dissolved by nitric acid; A precipitate removing step of adjusting the pH of the dissolving solution in which the permanent magnet is dissolved to remove the precipitate; An addition step of adding fine algae particles to the dissolution liquid from which the precipitate has been removed; Agitation and adsorption in which neodymium and dysprosium are adsorbed on the microalgae particles by stirring the solution to which the fine algae particles are added; And a recovery step of recovering the adsorbed neodymium and dysprosium. The present invention also provides a rare earth recovery method for a permanent magnet using bioabsorption.

Description

바이오 흡착을 이용한 영구자석에서 희토류 회수방법{Method For Recovering Rare Earth By Bio-Adsorption Form Permanent Magnets}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for recovering rare earths from a permanent magnet using bio-

본 발명은 바이오 흡착을 이용한 영구자석에서 희토류 회수방법에 관한 것으로서, 미세조류 추출물을 이용하여 제조한 바이오 흡착제를 사용함으로 희토류 금속을 용이하게 회수하는 것에 의하여 공정이 간단하여 제조비용이 절감되며 환경오염을 방지하는 희토류 회수방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of recovering rare earths from a permanent magnet using bioadsorption. By using a bioabsorbent manufactured using a microalgae extract, a rare earth metal is easily recovered, thereby simplifying the process and reducing manufacturing costs. To a rare earth recovery method.

희토류(稀土類)는 희귀한 흙이라는 뜻으로, 희토류 금속은 지각 내에 총 함유량이 300ppm미만인 금속을 의미한다. 일반적으로 원자번호 57 내지 71번인 란탄 계열 15개 원소와 스칸듐, 이트륨 등을 포함한 17개 원소를 하나로 묶어 부르는 이름이다. 상기의 금소원소를 묶어 희토류로 통칭하는 것은 화학적 성질이 유사하고 광물 속에 그룹으로 존재하기 때문이다. Rare earths (rare earths) means rare earths, and rare earth metals means metals with a total content of less than 300 ppm in the crust. In general, it is a name that bundles 17 elements including atomic numbers 57 to 71, including lanthanum, and scandium and yttrium. The above-mentioned elements of nitrogen are grouped together as rare earths because they have similar chemical properties and exist in groups in the minerals.

희토류 소비량은 석유나 다른 광물자원과 비교하면 매우 적지만 질적으로는 비교가 안 된다. 희토류는 화학적으로 안정적이면서 열을 잘 전달하는 고유한 성질을 갖고 있지만 화학적, 물리적 성질이 비슷해 분리하기 어려운 문제점이 있다. 또한 방사성 물질이 혼합된 경우가 대부분이어서 채취하기가 쉽지 않다. 갈수록 쓰임새가 넓어지고 있는 희토류는 휴대전화, 반도체, 하이브리드 차 등 첨단제품 생산에 필수적인 자원으로 취급되고 있다. Rare earth consumption is very small compared to petroleum and other mineral resources, but not qualitatively. Rare earths are chemically stable and have inherent properties to transfer heat well, but they are difficult to separate because they are similar in chemical and physical properties. In addition, most of the radioactive materials are mixed, which is not easy to collect. Rare earths, which are becoming increasingly widespread, are regarded as an essential resource for high-tech products such as mobile phones, semiconductors, and hybrid cars.

상기 희토류 금속을 얻기 위한 종래기술은 폐영구자석에서 희토류 금속을 추출하는 기술로 폐영구자석을 강산성 용액에 용해시킨 후 pH 조절을 통하여 특정 희토류 금속을 선택적으로 침전시키는 방식이었으나, 상기 종래기술은 공정이 복잡하고 상당한 양의 강산성 또는 염기 용액을 사용해야 하며, 최종 수율과 순도가 떨어지는 문제점이 있었다.The prior art for obtaining the rare earth metal is a technique of extracting a rare earth metal from a pulsed permanent magnet and dissolving the pulsed permanent magnet in a strongly acidic solution and selectively precipitating a specific rare earth metal through pH control. This complex and significant amount of strongly acidic or basic solution has to be used, resulting in poor final yield and purity.

또한, 다른 종래기술은 영구자석을 특정 무기염의 용융물에 용해하여 희토금속을 회수하는 방법이 있었지만, 고온에서 공정이 진행되어야 하며 이후 공정에서 Fe(철) 과B(보론)를 제거하기 위해서 다시 한번 습식방법을 사용해야 할 뿐만 아니라 Nd(네오디뮴) 및 Dy(디스프로늄)을 분리 및 정제 과정이 더 진행되어야 한다는 문제 점을 가지고 있었다. Another prior art is a method of recovering rare earth metals by dissolving permanent magnets in a melt of a specific inorganic salt. However, the process must be carried out at a high temperature and, in order to remove Fe (iron) and B (boron) It has a problem that not only the wet method but also the separation and purification process of Nd (neodymium) and Dy (dysprosium) should proceed more.

본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 공정을 단순화하여 에너지를 절감할 수 있는 공정을 설계할 수 있는 희토류 회수방법을 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a rare earth recovery method capable of simplifying a process and designing a process capable of reducing energy.

또한, 본 발명은 희토류 회수하는 공정을 단순화함으로써, 추가적인 공적에서 사용될 화학용액을 최소화하여 환경오염을 방지하는 희토류 회수방법을 제공하는데 그 목적이 있다.It is also an object of the present invention to provide a rare earth recovery method for minimizing the chemical solution to be used in further achievement by simplifying the rare earth recovery process, thereby preventing environmental pollution.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 본 발명의 기재로부터 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다. The technical objects to be achieved by the present invention are not limited to the technical matters mentioned above, and other technical subjects which are not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the description of the present invention .

상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명은, 영구자석이 질산에 의해 용해되는 용해단계; 상기 영구자석이 용해된 용해액의 pH가 조정되어 침전물이 제거되는 침전물제거단계; 상기 침전물이 제거된 용해액에 미세조류 입자가 첨가되는 첨가단계; 상기 미세조류 입자가 첨가된 용해액을 교반하여 네오디뮴과 디스프로슘이 상기 미세조류 입자에 흡착되는 교반 및 흡착단계; 및 상기 흡착된 네오디뮴과 디스프로슘를 회수하는 회수단계;를 포함하는 바이오 흡착을 이용한 영구자석에서 희토류 회수 방법을 제공한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention, which was conceived to solve the problems of the conventional art described above, includes a dissolving step in which a permanent magnet is dissolved by nitric acid; A precipitate removing step of adjusting the pH of the dissolving solution in which the permanent magnet is dissolved to remove the precipitate; An addition step of adding fine algae particles to the dissolution liquid from which the precipitate has been removed; Agitation and adsorption in which neodymium and dysprosium are adsorbed on the microalgae particles by stirring the solution to which the fine algae particles are added; And a recovery step of recovering the adsorbed neodymium and dysprosium. The present invention also provides a rare earth recovery method for a permanent magnet using bioabsorption.

본 발명에 있어서, 상기 용해단계에 이용되는 질산은 2.5 내지 3.5M인 것이 바람직하다.In the present invention, the amount of nitric acid used in the dissolution step is preferably 2.5 to 3.5 M.

본 발명에 있어서, 상기 용해 단계는 2.5 내지3.5 시간동안 진행되며, 온도는 65 내지75℃인 것이 바람직하다.In the present invention, the dissolving step is conducted for 2.5 to 3.5 hours, and the temperature is preferably 65 to 75 ° C.

본 발명에 있어서, 상기 용해단계는 영구자석의 중량과 질산용액의 부피의 비가 1 : 20 내지 1 : 30인 것이 바람직하다.In the present invention, it is preferable that the ratio of the weight of the permanent magnet to the volume of the nitric acid solution is 1:20 to 1:30.

본 발명에 있어서, 상기 침전물제거단계는 수산화나트륨이 이용되어 pH가 조정되는 것이 바람직하다.In the present invention, sodium hydroxide is preferably used to adjust the pH of the precipitate removing step.

본 발명에 있어서, 상기 침전물제거단계는 pH가 2.5 내지 3.5로 조정되는 것이 바람직하다.In the present invention, it is preferable that the pH of the precipitate removing step is adjusted to 2.5 to 3.5.

본 발명에 있어서, 상기 첨가단계의 미세조류 입자는 마이크로 파티클 형태인 것이 바람직하다.In the present invention, the fine algae particles in the adding step are preferably in the form of microparticles.

본 발명에 있어서, 상기 마이크로 파티클 형태의 미세조류 입자는 스피루리나 추출물로 제조된 것이 바람직하다.In the present invention, the microparticulate microparticulate particles are preferably made of Spirulina extract.

본 발명에 있어서, 상기 교반 및 흡착단계는 160 내지 200 rpm에서 22 내지 26시간 동안 교반 및 흡착시키는 것이 바람직하다.In the present invention, it is preferable that the stirring and the adsorption step are carried out by stirring and adsorbing at 160 to 200 rpm for 22 to 26 hours.

본 발명의 바이오 흡착을 이용한 영구자석에서 희토류 회수방법에 의하면, 공정을 단순화하여 에너지를 절감할 수 있는 공정을 설계할 수 있는 희토류 회수방법을 제공하는 효과가 있다.According to the rare earth recovery method of the permanent magnet using bio-adsorption of the present invention, there is an effect of providing a rare earth recovery method capable of simplifying the process and designing a process capable of reducing energy.

또한, 본 발명의 바이오 흡착을 이용한 영구자석에서 희토류 회수방법에 의하면, 희토류 회수하는 공정을 단순화함으로써, 추가적인 공적에서 사용될 화학용액을 최소화하여 환경오염을 방지하는 희토류 회수방법을 제공하는 효과가 있다.In addition, according to the rare earth recovery method in the permanent magnet using bio-adsorption of the present invention, there is an effect of providing a rare earth recovery method for minimizing the chemical solution to be used for further public works by simplifying the step of recovering rare earths, thereby preventing environmental pollution.

도1은 본 발명의 일실시예에 따른 바이오 흡착을 이용한 영구자석에서 희토류 회수 방법의 순서도.
도2는 본 발명의 일실시예에 따른 용해단계가 3M 질산, 3시간, 70℃ 및 영구자석 질량 : 질산 부피의 비가 1 : 25 조건일 경우 발생된 침전물의 사진도.
도3은 본 발명의 일실시예에 따른 용해단계가 3M 염산, 3시간, 70℃ 및 영구자석 질량 : 염산 부피의 비가 1 : 25 조건일 경우 발생된 침전물의 사진도.
도4는 본 발명의 일실시예에 따른 용해단계가 3M 황산, 3시간, 70℃ 및 영구자석 질량 : 황산 부피의 비가 1 : 25 조건일 경우 발생된 침전물의 사진도.
도5는 본 발명의 일실시예에 따른 용해단계에서 영구자석 질량 : 질산 부피의 비가 1 : 25 조건으로 3M 질산을 이용한 경우 용해 직후의 사진도.
도6은 본 발명의 일실시예에 따른 용해단계에서 영구자석 질량 : 질산 부피의 비가 1 : 25 조건으로 3M 질산을 이용한 경우 용해 후 일주일이 경과한 후의 사진도.
도7은 본 발명의 일실시예에 따른 용해단계에서 영구자석 질량 : 염산 부피의 비가 1 : 25 조건으로 3M 염산을 이용한 경우 용해 직후의 사진도.
도8은 본 발명의 일실시예에 따른 용해단계에서 영구자석 질량 : 염산 부피의 비가 1 : 25 조건으로 3M 염산을 이용한 경우 용해 후 일주일이 경과한 후의 사진도.
도9는 1g의 영구자석을 50ml의 3M 질산을 가지고 용해시킨 용해액의 사진도.
도10은 본 발명의 일실시예에 따른2g의 영구자석을 50ml의 3M 질산을 가지고 용해시킨 용해액의 사진도.
도11은 1g의 영구자석과 2g의 영구자석을 50ml의 3M 질산을 가지고 각각 용해시킨 용해액에 포함된 Fe, Nd, Dy 및 B의 농도를 나타낸 그래프도.
도12는 영구자석이 용해된 용해액의 pH에 따른 Fe, Nd, Dy 및 B의 이온농도를 나타낸 그래프도.
도13은 영구자석이 용해된 용해액의 pH에 따른 Fe, Nd, Dy 및 B의 제거 백분율을 나타낸 그래프도.
도14는 영구자석이 용해된 용해액에 흡착제에 따른 B, Nd 및 Dy의 흡착된 함량을 나타낸 그래프도.
도15는 영구자석이 용해된 용해액에 흡착제에 따른 B, Nd 및 Dy의 흡착율을 나타낸 그래프도.
도16은 영구자석이 용해된 용해액의 흡착제에 따른 B, Nd 및 Dy의 중량비를 나타낸 그래프도.
도17은 본 발명의 일실시예에 따른 스피루리나 마이크로 파티클을 나타낸 확대사진도.
도18은 영구자석이 용해된 용해액의 흡착제인 스피리루나 마이크로파티클에 pH에 따른 Nd 및 Dy의 흡착량을 나타낸 그래프도.
도19는 pH 3조건에서 스피루리나 마이크로 파티클의 양에 따른 Nd 및 Dy의 회수율을 나타낸 그래프도.
1 is a flowchart of a rare earth recovery method in a permanent magnet using bio-adsorption according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a photographic view of a precipitate generated when the dissolution step according to an embodiment of the present invention is a 3M nitric acid, 3 hours, 70 ° C, and a permanent magnet mass: nitrate volume ratio of 1:25.
FIG. 3 is a photograph of a precipitate generated when the dissolution step according to an embodiment of the present invention is performed under conditions of 3M hydrochloric acid, 3 hours, 70 ° C, and a permanent magnet mass: hydrochloric acid volume ratio of 1:25.
4 is a photographic view of a precipitate generated when the dissolution step according to an embodiment of the present invention is 3M sulfuric acid, 3 hours, 70 ° C, and a permanent magnet mass: sulfuric acid volume ratio of 1:25.
FIG. 5 is a photograph immediately after dissolution when 3M nitric acid is used at a ratio of permanent magnet mass: nitric acid volume of 1:25 in the dissolution step according to an embodiment of the present invention. FIG.
FIG. 6 is a photograph of a case where 3M nitric acid is used at a ratio of a permanent magnet mass: nitric acid volume of 1:25 in a dissolution step according to an embodiment of the present invention after one week has passed after dissolution.
7 is a photograph immediately after dissolution when 3M hydrochloric acid is used at a ratio of permanent magnet mass: hydrochloric acid volume of 1:25 in the dissolution step according to an embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a photograph of a case where 3M hydrochloric acid is used at a ratio of a permanent magnet mass: hydrochloric acid volume ratio of 1:25 in a dissolution step according to an embodiment of the present invention and one week after dissolution. FIG.
Fig. 9 is a photograph of a dissolution liquid obtained by dissolving 1 g of a permanent magnet in 50 ml of 3 M nitric acid. Fig.
10 is a photograph showing a dissolution liquid obtained by dissolving 2 g of the permanent magnet in 50 ml of 3 M nitric acid according to an embodiment of the present invention.
11 is a graph showing the concentrations of Fe, Nd, Dy, and B contained in a dissolution solution obtained by dissolving 1 g of a permanent magnet and 2 g of a permanent magnet in 50 ml of 3 M nitric acid.
12 is a graph showing the ion concentrations of Fe, Nd, Dy and B according to the pH of the dissolving solution in which the permanent magnet is dissolved.
13 is a graph showing percentages of removal of Fe, Nd, Dy, and B according to the pH of a dissolving solution in which a permanent magnet is dissolved;
14 is a graph showing the adsorbed contents of B, Nd and Dy depending on an adsorbent in a dissolving solution in which a permanent magnet is dissolved;
15 is a graph showing adsorption ratios of B, Nd and Dy depending on an adsorbent in a dissolving solution in which permanent magnets are dissolved;
16 is a graph showing the weight ratios of B, Nd and Dy depending on the adsorbent of the dissolving liquid in which the permanent magnets are dissolved.
17 is an enlarged view of a spirulina microparticle according to an embodiment of the present invention.
18 is a graph showing adsorption amounts of Nd and Dy depending on pH in spirulina microparticles which are adsorbents of a dissolving solution in which permanent magnets are dissolved;
19 is a graph showing the recovery rates of Nd and Dy according to the amount of spirulina microparticles under pH 3 conditions;

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary terms, and the inventor should appropriately interpret the concepts of the terms appropriately It should be interpreted in accordance with the meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle that it can be defined. Therefore, the embodiments described in this specification and the configurations shown in the drawings are merely the most preferred embodiments of the present invention and do not represent all the technical ideas of the present invention. Therefore, It is to be understood that equivalents and modifications are possible.

본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 바이오 흡착을 이용한 영구자석에서 희토류 회수방법을 제공한다. 구체적으로 살펴보면, 도1은 본 발명의 일실시예에 따른 바이오 흡착을 이용한 영구자석에서 희토류 회수 방법의 순서도이다. 상기 도1과 같이 본 발명은 영구자석을 용해시키는 용해단계(S101) 실시 후, 용해단계에서 생성된 침전물을 제거하는 침전물 제거단계(S103)를 실시한다. 그 후, 상기 침전물이 제거된 용해액에 바이오 흡착제를 첨가하는 첨가단계(S105)를 실시한다. 상기 바이오 흡착제에 흡착된 희토류 금속을 흡착시키기 위한 교반 및 흡착단계(S107)를 실시하고 이후 상기 바이오 흡착제에 흡착된 희토류 금속을 회수하는 회수단계(S109)를 실시하여, 바이오 흡착을 이용한 영구자석에서 희토류 회수방법을 제공한다.Disclosure of Invention Technical Problem [8] The present invention has been devised to solve the problems of the prior art described above, and provides a rare earth recovery method in a permanent magnet using bio-adsorption. Specifically, FIG. 1 is a flowchart of a rare earth recovery method in a permanent magnet using bio-adsorption according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the present invention performs a sediment removing step (S103) for removing sediments generated in the dissolution step after a dissolution step (S101) for dissolving the permanent magnet. Thereafter, an addition step (S105) of adding a bioabsorbent to the dissolution liquid from which the precipitate has been removed is carried out. (S107) for adsorbing the rare earth metal adsorbed on the bioabsorbent, and then recovering the rare earth metal adsorbed on the bioabsorbent (S109). The recovering step (S109) Thereby providing a rare earth recovery method.

보다 구체적으로 살펴보면, 본 발명은 영구자석이 질산에 의해 용해되는 용해단계(S101); 상기 영구자석이 용해된 용해액의 pH가 조정되어 침전물이 제거되는 침전물제거단계(S103); 상기 침전물이 제거된 용해액에 미세조류 입자가 첨가되는 첨가단계(S105); 상기 미세조류 입자가 첨가된 용해액을 교반하여 네오디뮴과 디스프로슘이 상기 미세조류 입자에 흡착되는 교반 및 흡착단계(S107); 및 상기 흡착된 네오디뮴과 디스프로슘를 회수하는 회수단계(S109);를 포함하는 바이오 흡착을 이용한 영구자석에서 희토류 회수 방법을 제공한다. 본 발명에 있어서, 상기 용해단계(S101)에 이용되는 질산은 2.5 내지 3.5M인 것이 바람직하며, 상기 용해 단계(S101)는 2.5 내지3.5 시간동안 진행되며, 온도는 65 내지75℃인 것이 바람직하다. 나아가, 상기 용해단계(S101)는 영구자석의 중량과 질산용액의 부피의 비가 1 : 20 내지 1 : 30인 것이 바람직하고, 상기 침전물제거단계(S103)는 수산화나트륨이 이용되어 pH가 조정되는 것이 바람직하다. 더불어, 상기 침전물제거단계(S103)는 pH가 2.5 내지 3.5로 조정되는 것이 바람직하며, 상기 첨가단계(S105)의 미세조류 입자는 마이크로 파티클 형태인 것이 바람직하다. 또한, 상기 마이크로 파티클 형태의 미세조류 입자는 스피루리나 추출물로 제조된 것이 바람직하고, 상기 교반 및 흡착단계(S107)는 160 내지 200 rpm에서 22 내지 26시간 동안 교반 및 흡착시키는 것이 바람직하다.More specifically, the present invention relates to a method for manufacturing a permanent magnet, comprising: a dissolving step (S101) in which a permanent magnet is dissolved by nitric acid; A precipitate removing step (S103) in which the pH of the dissolution liquid in which the permanent magnet is dissolved is adjusted to remove the precipitate; An addition step (S105) of adding fine algae particles to the dissolution solution from which the precipitate is removed; Stirring and adsorption (S107) in which neodymium and dysprosium are adsorbed on the fine algae particles by stirring the dissolution solution to which the fine algae particles are added; And a recovering step (S109) of recovering the adsorbed neodymium and dysprosium. The present invention also provides a method for recovering rare earths from a permanent magnet using bio-adsorption. In the present invention, the amount of nitric acid used in the dissolution step (S101) is preferably 2.5 to 3.5M, the dissolution step (S101) is performed for 2.5 to 3.5 hours, and the temperature is preferably 65 to 75 ° C. Further, in the dissolution step (S101), the ratio of the weight of the permanent magnet to the volume of the nitric acid solution is preferably 1:20 to 1:30, and the precipitate removing step (S103) desirable. In addition, it is preferable that the pH is adjusted to 2.5 to 3.5 in the step of removing precipitate (S103), and the microalgae particles in the adding step (S105) are preferably microparticulate. In addition, the microparticulate microparticulate particles are preferably prepared from Spirulina extract, and the stirring and adsorption step (S107) is preferably stirred and adsorbed at 160 to 200 rpm for 22 to 26 hours.

상술한 본 발명에 의하면, 희토류 회수에 소요되는 화학용액의 사용을 최소화하여 화경오염을 방지하는 효과가 있을 뿐만 아니라 동시에 에너지 절감형 공정을 설계하여 공정을 단순화하여 제조비용을 절감하는 효과가 있다.According to the present invention, it is possible to minimize the use of the chemical solution required for the rare earth recovery and to prevent staining of the flower, and at the same time, it is possible to reduce the manufacturing cost by simplifying the process by designing the energy saving process.

[실시예][Example]

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 예시하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지 않는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. It is to be understood by those skilled in the art that these embodiments are merely illustrative of the present invention and that the scope of the present invention is not construed as being limited by these embodiments.

본 발명에 적합한 산성용액을 확인하기 위하여 본 발명의 제조방법에 질산, 염산 및 황산을 이용하여 2g의 영구자석을 투입하여 상기 용해단계(S101)를 실시하였다. 도2는 본 발명의 일실시예에 따른 용해단계(S101)가 3M 질산, 3시간, 70℃ 및 영구자석 질량 : 질산 부피의 비가 1 : 25 조건일 경우 발생된 침전물의 사진도이다. 상기 도2의 구형 플라스크 바닥을 확인하면 침전물이 소량 존재하는 것을 확인 할 수 있다. 도3은 본 발명의 일실시예에 따른 용해단계(S101)가 3M 염산, 3시간, 70℃ 및 영구자석 질량 : 염산 부피의 비가 1 : 25 조건일 경우 발생된 침전물의 사진도이며, 도4는 본 발명의 일실시예에 따른 용해단계(S101)가 3M 황산, 3시간, 70℃ 및 영구자석 질량 : 황산 부피의 비가 1 : 25 조건일 경우 발생된 침전물의 사진도이다. 상기 도3 및 도4의 플라스크 바닥을 확인하면 상기 도2의 침전물보다 더 많은 양의 침전물이 형성된 것을 확인할 수 있다. 결과적으로 질산을 용매로 이용한 경우가 침전물이 가장 소량 형성된 것을 확인할 수 있으며, 본 발명은 질산을 적용하여 용해단계(S101)를 실시하였다.In order to confirm the acidic solution suitable for the present invention, the dissolution step (S101) was carried out by adding 2 g of the permanent magnet using nitric acid, hydrochloric acid and sulfuric acid to the production method of the present invention. FIG. 2 is a photograph of sediments generated when the dissolution step (S101) according to an embodiment of the present invention is performed under conditions of 3M nitric acid, 3 hours, 70 ° C, and permanent magnet mass: nitric acid volume ratio of 1:25. When the bottom of the spherical flask shown in FIG. 2 is confirmed, it can be confirmed that a small amount of precipitate is present. FIG. 3 is a photograph of a precipitate generated when the dissolution step (S101) according to an embodiment of the present invention is performed under conditions of 3M hydrochloric acid, 3 hours, 70 ° C, and permanent magnet mass: hydrochloric acid volume ratio of 1:25, Is a photographic view of a precipitate generated when the dissolution step (S101) according to an embodiment of the present invention is performed under conditions of 3M sulfuric acid, 3 hours, 70 ° C, and a ratio of permanent magnet mass: sulfuric acid volume of 1:25. When the bottom of the flask shown in FIGS. 3 and 4 was confirmed, it can be seen that a larger amount of precipitate was formed than the precipitate shown in FIG. As a result, it can be confirmed that nitric acid was used as a solvent and the precipitate was formed in the smallest amount. In the present invention, the dissolution step (S101) was performed using nitric acid.

한편, 상기 질산을 산용액으로 이용하는 것이 적합한지 확인하기 위하여 상기 용해단계(S101)를 실시한 용해액의 시간에 따른 색 변화를 관찰하였다. 도5는 본 발명의 일실시예에 따른 용해단계(S101)에서 영구자석 질량 : 질산 부피의 비가 1 : 25 조건으로 3M 질산을 이용한 경우 용해 직후의 사진도이며, 도6은 본 발명의 일실시예에 따른 용해단계(S101)에서 영구자석 질량 : 질산 부피의 비가 1 : 25 조건으로 3M 질산을 이용한 경우 용해 후 일주일이 경과한 후의 사진도이다. 상기 도5와 도 6을 비교 확인하면 용해시킨 직후와 용해시킨 후 일주일이 경과한 색 변화가 관찰되지 않음을 확인할 수 있다. 이에 반하여, 도7은 본 발명의 일실시예에 따른 용해단계(S101)에서 영구자석 질량 : 염산 부피의 비가 1 : 25 조건으로 3M 염산을 이용한 경우 용해 직후의 사진도이며, 도8은 본 발명의 일실시예에 따른 용해단계(S101)에서 영구자석 질량 : 염산 부피의 비가 1 : 25 조건으로 3M 염산을 이용한 경우 용해 후 일주일이 경과한 후의 사진도이다. 상기 도 7과 도8을 비교 확인하면, 염산으로 영구자석을 용해시킨 직후와 용해시킨지 인주일의 경과 후의 색은 투명한 노란색으로 확연하게 변화함을 관찰할 수 있었다. 이는 질산이 아닌 염산으로 영구자석을 용해시킨 용해액은 시간이 경과함에 따라 상기 용해액 내 금속 이온이 산화되는 것을 확인할 수 있다. 따라서, 시간이 경과함에도 영구자석이 용해된 용해액 내의 금속이온이 산화하지 않게 유지시키는 질산을 적용하는 것이 바람직하다.On the other hand, in order to confirm whether the use of the nitric acid as an acid solution is appropriate, the color change with time of the dissolution solution subjected to the dissolution step (S101) was observed. FIG. 5 is a photograph immediately after dissolution when 3M nitric acid is used at a ratio of a permanent magnet mass: nitric acid volume of 1:25 in the dissolution step (S101) according to an embodiment of the present invention. FIG. FIG. 10 is a photograph of a case where 3M nitric acid is used in a dissolution step (S101) according to the example in which the ratio of permanent magnet mass: nitric acid volume is 1:25, after one week has elapsed. 5 and FIG. 6, it can be seen that no color change was observed immediately after dissolution and after one week after dissolution. On the other hand, FIG. 7 is a photograph of a case where the ratio of permanent magnet mass: hydrochloric acid volume in the dissolution step (S101) according to an embodiment of the present invention is 1: 25 and 3M hydrochloric acid is used, FIG. 3 is a photograph of a case where 3M hydrochloric acid is used at a ratio of the mass of permanent magnet to the volume of hydrochloric acid at a ratio of 1:25 in the dissolution step (S101) according to one embodiment. 7 and 8, it can be seen that the color after the dissolution of the permanent magnet with hydrochloric acid and after the dissolution of the permanent magnet changes significantly to a transparent yellow. It can be confirmed that the metal ions in the solution are oxidized with the elapse of time in the solution which dissolves the permanent magnet with hydrochloric acid which is not nitric acid. Therefore, it is preferable to apply nitric acid, which keeps the metal ions in the dissolving solution dissolved in the permanent magnet so as not to be oxidized even after a lapse of time.

또한, 본 발명의 최적의 고액비 즉, 3M 질산 용액의 부피와 영구자석의 질량의 비율은 1 : 25인 것이 바람직하다. 도9는 1g의 영구자석을 50ml의 3M 질산을 가지고 용해시킨 용해액의 사진도이며, 도10은 본 발명의 일실시예에 따른2g의 영구자석을 50ml의 3M 질산을 가지고 용해시킨 용해액의 사진도이다. 1g의 영구자석을 50ml의 3M 질산을 가지고 용해시킨 용해액에 비하여 2g의 영구자석을 50ml의 3M 질산을 가지고 용해시킨 용해액의 농도가 높은 것을 상기 도9에 비하여 상기 도10의 색이 짙은 것으로 육안 확인이 가능하다. 나아가, 도11은 1g의 영구자석과 2g의 영구자석을 50ml의 3M 질산을 가지고 각각 용해시킨 용해액에 포함된 Fe, Nd, Dy 및 B의 농도를 나타낸 그래프도이다. 가로축은 금속에 해당하며, 세로축은 금속의 농도에 해당한다. 상기 도11의 1g magnet은 1g의 영구자석을 50ml의 3M 질산을 가지고 용해시킨 용해액을 의미하며, 상기 2g magnet은 2g의 영구자석을 50ml의 3M 질산을 가지고 용해시킨 용해액을 의미한다. 상기의 용해액을 ICP(inductively coupled plasma, 고주파 유도 결합 플라즈마)발광 분광분석법를 이용해 농도를 확인하였다. 상기 도11과 같이 Fe, Nd, Dy 및 B의 농도가 1g의 영구자석을 50ml의 3M 질산을 가지고 용해시킨 용해액에 비하여 2g의 영구자석을 50ml의 3M 질산을 가지고 용해시킨 용해액의 농도가 약 2배 이상의 농도를 갖는 것을 확인할 수 있다. It is also preferable that the ratio of the volume of the 3M nitric acid solution to the mass of the permanent magnet is 1:25. FIG. 9 is a photograph of a dissolution solution obtained by dissolving 1 g of a permanent magnet in 50 ml of 3 M nitric acid. FIG. 10 is a graph showing the dissolution profile of a dissolution solution obtained by dissolving 2 g of a permanent magnet according to an embodiment of the present invention in 50 ml of 3 M nitric acid It is a picture. The concentration of the dissolving solution obtained by dissolving 2 g of the permanent magnet with 50 ml of 3 M nitric acid is higher than that of the dissolving solution obtained by dissolving 1 g of the permanent magnet with 50 ml of 3 M nitric acid. Visual confirmation is possible. 11 is a graph showing the concentrations of Fe, Nd, Dy, and B contained in the dissolution liquid obtained by dissolving 1 g of the permanent magnet and 2 g of the permanent magnet in 50 ml of 3 M nitric acid, respectively. The horizontal axis corresponds to the metal, and the vertical axis corresponds to the metal concentration. The 1 g magnet in FIG. 11 means a dissolution solution obtained by dissolving 1 g of a permanent magnet with 50 ml of 3 M nitric acid, and the 2 g magnet means a dissolution solution obtained by dissolving 2 g of a permanent magnet in 50 ml of 3 M nitric acid. The concentration of the above solution was confirmed by inductively coupled plasma (ICP) emission spectroscopy. As shown in FIG. 11, when the concentration of the solution obtained by dissolving 2 g of the permanent magnet in 50 ml of 3 M nitric acid in comparison with the solution obtained by dissolving 1 g of the permanent magnet of Fe, Nd, Dy and B in 50 ml of 3 M nitric acid It can be confirmed that the concentration is about twice or more.

한편, 상기 본 발명의 침전물제거단계(S103)에서 수산화나트륨(NaOH)이 이용되어 pH가 조정되는 것이 바람직하며, pH가 2.5 내지 3.5로 조정되는 것이 바람직하다. 3M 질산에 영구자석을 용해시킨 후 함께 용해된 철 이온을 제거하기 위해 수산화나트륨을 이용해 pH를 조절하며, pH가 증가함에 따라 침전물이 발생하였다. 이후, 원심분리를 하여 침전물을 제거시킨 ICP발광 분광분석법을 통해 Fe, Nd, Dy 및 B 이온의 농도를 확인하였다. 도12는 영구자석이 용해된 용해액의 pH에 따른 Fe, Nd, Dy 및 B의 이온농도를 나타낸 그래프도이며, 도13은 영구자석이 용해된 용해액의 pH에 따른 Fe, Nd, Dy 및 B의 제거 백분율을 나타낸 그래프도이다. 상기 도12의 가로축은 용액의 pH이며, 세로축은 금속의 농도에 해당한다. 또한, 상기 도13의 가로축은 용액의 pH이며, 세로축은 각 금속의 제거 백분율에 해당한다. 상기 도12와 같이 pH 3 부근에서 Nd, Dy 및 B의 이온농도에 비하여 Fe의 이온농도가 급격히 감소하는 것을 확인할 수 있다. 즉, pH 3 부근에서 철 이온이 급격하게 제거되는 것으로 나타났으며 Nd와 Dy의 용해되는 양에는 큰 차이 없는 것을 확인할 수 있다. On the other hand, in the precipitate removing step (S 103) of the present invention, sodium hydroxide (NaOH) is preferably used to adjust the pH, and the pH is preferably adjusted to 2.5 to 3.5. After dissolving the permanent magnet in 3M nitric acid, the pH was adjusted with sodium hydroxide to remove dissolved iron ions, and precipitates were formed as the pH increased. Then, the concentrations of Fe, Nd, Dy and B ions were confirmed by ICP emission spectrometry, in which precipitates were removed by centrifugation. FIG. 12 is a graph showing the ion concentrations of Fe, Nd, Dy and B according to the pH of the dissolving solution in which the permanent magnets are dissolved, FIG. 13 is a graph showing the concentrations of Fe, Nd, Dy and B according to the pH of the dissolving solution B < / RTI > 12, the horizontal axis represents the pH of the solution, and the vertical axis represents the concentration of the metal. 13, the horizontal axis represents the pH of the solution, and the vertical axis represents the removal percentage of each metal. As shown in FIG. 12, it can be seen that the ion concentration of Fe drastically decreases in comparison with the ion concentrations of Nd, Dy and B near pH 3. That is, iron ions were rapidly removed at around pH 3, and the amounts of Nd and Dy dissolved were not significantly different.

또한, 본 발명의 Nd와 Dy의 흡착을 위한 흡착제 선정을 위하여 상기 용해단계(S101)에서 사용된 용해액에 마이크로 파티클의 형태인 각종 흡착제, 즉 실크세리신, 미세조류 추출물(스피루리나 추출물), 오렌지껍질, 키토산, 알지네이트, 세리신과 그래핀 옥사이드 혼합물을 첨가하여 희토류 이온 흡착 성능을 확인하였다. 도14는 영구자석이 용해된 용해액에 흡착제에 따른 B, Nd 및 Dy의 흡착된 함량을 나타낸 그래프도이다. 상기 도14의 가로축은 흡착제의 종류이며, 세로축은 흡착제(g)당 희토류 이온의 흡착량(mg)에 해당한다. 상기 도14와 같이 전체적인 흡착량은 Dy에 비해 Nd를 더 많이 흡착한 것을 확인할 수 있으며, 실크세리신과 미세조류 추출물(스피루리나 추출물)로 제조한 흡착제에서 Nd와 Dy의 흡착 성능이 우수하게 나타났으며 특히 미세조류 추출물(스피루리나 추출물) 흡착제에서 Nd가 가장 많은 양을 흡착한 것을 확인할 수 있다. 도15는 영구자석이 용해된 용해액에 흡착제에 따른 B, Nd 및 Dy의 흡착율을 나타낸 그래프도이다. 상기 도15의 가로축은 흡착제를 나타내며, 세로축은 흡착률에 해당한다. 상기 도15에서와 같이 미세조류 추출물(스피루리나 추출물)이 Nd 23%, Dy 26%의 흡착율을 보이는 것을 확인할 수 있다. 결국, 본 발명에서 Nd와 Dy의 흡착을 위하여 미세조류 추출물(스피루리나 추출물)을 이용한 흡착제인 것이 바람직하다. In order to select an adsorbent for the adsorption of Nd and Dy according to the present invention, various sorbents in the form of microparticles such as silk sericin, microalgae extract (spirulina extract), orange peel , Chitosan, alginate, sericin and a mixture of graphene oxide were added to confirm the adsorption performance of rare earth ions. FIG. 14 is a graph showing adsorbed contents of B, Nd and Dy depending on an adsorbent in a dissolving solution in which permanent magnets are dissolved. FIG. In FIG. 14, the abscissa indicates the kind of the adsorbent, and the ordinate indicates the adsorption amount (mg) of rare earth ions per adsorbent (g). As shown in FIG. 14, the adsorption amount of Nd was higher than that of Dy, and adsorption performance of Nd and Dy was excellent in the adsorbent prepared from silk sericin and microalgae extract (Spirulina extract) In particular, it can be confirmed that the adsorbent of microalgae extract (Spirulina extract) adsorbs the most amount of Nd. 15 is a graph showing the adsorption ratios of B, Nd and Dy depending on the adsorbent in the dissolving solution in which the permanent magnets are dissolved. 15, the abscissa represents the adsorbent, and the ordinate represents the adsorption rate. As shown in FIG. 15, it can be confirmed that the microalgae extract (Spirulina extract) exhibits an adsorption ratio of 23% for Nd and 26% for Dy. As a result, it is preferable that the adsorbent is a microalgae extract (spirulina extract) for adsorption of Nd and Dy in the present invention.

나아가, 도16은 영구자석이 용해된 용해액의 흡착제에 따른 B, Nd 및 Dy의 중량비를 나타낸 그래프도이다. 구체적으로, 상기 도16은 희토류 이온을 흡착한 후 흡착제 표면을 EDS(Energy Dispersive Spectrometry)를 통해 분석하여 흡착된 B, Nd 및 Dy의 중량비를 나타낸 것이다. 상기 도14 및 도15에서 ICP발광 분광분석법을 통해 희토류 이온의 흡착성능이 우수한 미세조류 추출물(스피루리나 추출물) 흡착제 표면에서 희토류 이온이 다량 분포한 것을 확인하였으며, 상기 도16과 같이 미세조류 추출물(스피루리나 추출물)을 이용한 흡착제 표면에 Nd는 약 18%가 그리고 Dy는 7%가 분포하는 것을 확인할 수 있다. 결국, 상기 도16와 상기 도14및 도15의 ICP발광 분광분석법에 따른 결과와 함께 미세조류 추출물(스피루리나 추출물) 흡착제의 희토류 흡착 성능이 우수한 것을 확인할 수 있다.16 is a graph showing the weight ratios of B, Nd and Dy according to the adsorbent of the dissolving solution in which the permanent magnets are dissolved. Specifically, FIG. 16 shows the weight ratio of B, Nd and Dy adsorbed by analyzing the adsorbent surface through EDS (Energy Dispersive Spectrometry) after adsorbing rare earth ions. 14 and 15, it was confirmed by ICP emission spectrometry that a large amount of rare earth ions was distributed on the surface of the microalgae extract (spirulina extract) adsorbent having an excellent adsorption ability of rare earth ions, and the microalgae extract (spirulina (18%) and Dy (7%) on the surface of the adsorbent. As a result, the results of the ICP emission spectroscopic analysis of FIG. 16, FIG. 14, and FIG. 15, as well as the rare earth adsorption performance of the microalgae extract (Spirulina extract) adsorbent, are confirmed.

또한, 상기 미세조류 추출물은 스피루리나 추출물인 것이 바람직하며, 그 형태는 마이크로 파티클인 것이 바람직하다. 상기 스피루리나 추출물은 하기의 순서에 의하여 제조된다.In addition, the microalgae extract is preferably a spirulina extract, and the microalgae is preferably in the form of microparticles. The Spirulina extract is prepared by the following procedure.

1. 상기 스피루리나 추출물의 재료인 파우더 형태의 고형 스피루리나 플라텐시스(Spirulina platensis)는 미국기업인 시안테크 사로부터 구매하였다.1. Powder-type solid Spirulina platensis, the material of the Spirulina extract, was purchased from a US company, Cyan Tech.

2. 스피루리나 플라텐시스를 파우더 형태로 만들어서 사용 전까지 4℃에서 보관한다. 2. Spirulina platensis powdered and stored at 4 ℃ until use.

3. 스피루리나 파우더 20 g을 1 L의 증류수에 넣고, 4℃에서 24 시간 동안 계속 저어 주어 혼합물을 형성한다. 3. Add 20 g of spirulina powder into 1 L of distilled water and stir at 4 ° C for 24 hours to form a mixture.

4. 그 후 상기 혼합물을 4℃에서 10 분 동안 5,000 rpm으로 교반한다. 4. The mixture is then stirred at 5,000 rpm for 10 minutes at 4 < 0 > C.

5. 상기 교반 후, 용해되지 않은 부분들의 제거를 위해 상등액을 필터링한다. 5. After stirring, filter the supernatant for removal of undissolved fractions.

6. 상기 필터링을 거쳐 얻은 추출물은 냉동 건조한 뒤 사용 전까지 4℃에서 보관한다. 6. The filtered extract is freeze-dried and stored at 4 ° C until use.

나아가, 도17은 본 발명의 일실시예에 따른 스피루리나 마이크로 파티클을 나타낸 확대사진도이다. 본 발명의 흡착제인 스피루리나 마이크로 파티클은 상기 스피루리나 추출물을 다른 추가의 용해과정 없이 글루타르알데히드(2%, w/v)을 함유한 메탄올 용액에 적하시키고 이를 250 rpm 에서 1시간 동안 교반한다. 이 후, 응고된 스피루리나 마이크로 파티클을 원심분리 (5000 rpm, 30 min) 하여 회수하여 제조한다. Further, FIG. 17 is an enlarged photograph showing spirulina microparticles according to an embodiment of the present invention. The spirulina microparticles as the adsorbent of the present invention drop the spirulina extract into a methanol solution containing glutaraldehyde (2%, w / v) without any further dissolution process and stir it at 250 rpm for 1 hour. Thereafter, the coagulated spirulina microparticles are recovered by centrifugation (5000 rpm, 30 min).

더불어, 본 발명의 교반 및 흡착단계(S107)에서 최적의 흡착 pH를 찾기 위하여 용해액의 pH를 1 ~ 2상태로 재조정하여 최적의 흡착 pH를 선정하는 실험을 실시 하였다. 도18은 영구자석이 용해된 용해액의 흡착제인 스피리루나 마이크로파티클에 pH에 따른 Nd 및 Dy의 흡착량을 나타낸 그래프도이다. 상기 도18의 가로축은 pH를 나타내며, 세로축은 금속의 흡착량에 해당한다. 상기 도18과 같이 Nd 및 Dy가 pH 1 내지 2일 때 보다 pH 3일 때 흡착량이 큰 것을 확인할 수 있다. In addition, in order to find the optimum adsorption pH in the stirring and adsorption step (S107) of the present invention, an experiment was conducted in which the pH of the dissolution solution was readjusted to 1 or 2 to select an optimal adsorption pH. 18 is a graph showing adsorption amounts of Nd and Dy according to pH in spirulina microparticles which are adsorbents of a dissolution solution in which permanent magnets are dissolved. The abscissa of FIG. 18 represents the pH and the ordinate represents the adsorption amount of the metal. As shown in FIG. 18, it can be seen that the adsorption amount is larger when the pH is 3 than when the Nd and Dy are at the pH 1 to 2.

나아가, 다음의 실험은 pH 3 조건에서 95%의 회수율을 갖는 흡착제의 투여양을 찾기 위하여 실험을 실시하였다. 상기 실험은 영구자석을 3M 질산을 이용하여 용해시킨 후 수산화 나트륨(NaOH)를 이용하여 pH를 조절하여 철을 제거한 용액을 사용하였다. 상기 실험은 영구자석을 용해시킨 용해액 20ml을 기준으로 스피루리나 마이크로 파티클인 흡착제 0.025g ~ 4g을 투입하여 Nd 및 Dy의 흡착량을 ICP 발광 분광분석법을 이용하여 도19로 나타내었다. 도19는 pH 3조건에서 스피루리나 마이크로 파티클의 양에 따른 Nd 및 Dy의 회수율을 나타낸 그래프도이다. 상기 도 19의 가로축은 스피루리나 마이크로파티클의 양을 나타내며, 가로축은 회수율을 나타낸다. 상기 도19와 같이 흡착제인 스피루리나 마이크로파티클의 양이 증가할 때마다 Nd, Dy의 회수율이 증가한는 것을 확인할 수 있다. 그 결과 2g이상의 흡착제인 스피루리나 마이크로파티클을 투입하였을 때 Nd 및 Dy의 회수율이 97%가 넘는 것을 확인할 수 있다. Further, the following experiment was conducted to find the dose of the adsorbent having a recovery of 95% at pH 3. In the experiment, a permanent magnet was dissolved in 3M nitric acid, and iron was removed by adjusting the pH using sodium hydroxide (NaOH). In the above experiment, 0.025 g to 4 g of the adsorbent of spirulina microparticles was charged based on 20 ml of the dissolving solution of the permanent magnet, and the adsorption amount of Nd and Dy was shown by ICP emission spectrometry in FIG. 19 is a graph showing recovery rates of Nd and Dy according to the amount of spirulina microparticles under pH 3 conditions. The horizontal axis in FIG. 19 represents the amount of spirulina microparticles, and the horizontal axis represents the recovery rate. As shown in FIG. 19, it can be seen that the recovery rate of Nd and Dy increases when the amount of the spirulina microparticles as the adsorbent increases. As a result, it was confirmed that the recovery rate of Nd and Dy exceeded 97% when Spirulina microparticles of 2 g or more were loaded.

본 발명은 바이오 흡착, 즉 스피루리나 마이크로 파티클을 흡착제로 사용함으로써 공정을 단순화하여 에너지를 절감할 수 있는 공정을 설계할 수 있으며, 추가적인 공적에서 사용될 화학용액을 최소화하여 환경오염을 방지하는 장점이 있다.The present invention can design a process that can reduce energy by simplifying a process by using bio-adsorption, that is, spirulina microparticles as an adsorbent, and it is advantageous to minimize environmental pollution by minimizing a chemical solution to be used in further public works.

이상 본 발명의 구체적 실시형태와 관련하여 본 발명을 설명하였으나 이는 예시에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 설명된 실시형태를 변경 또는 변형할 수 있으며, 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다.Although the present invention has been described in connection with the specific embodiments of the present invention, it is to be understood that the present invention is not limited thereto. 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 invention as defined by the appended claims and their equivalents. Various modifications and variations are possible.

S101 : 용해단계
S103 : 침전물제거단계
S105 : 첨가단계
S107 : 교반 및 흡착단계
S109 : 회수단계
S101: Dissolution step
S103: Sediment removal step
S105: Addition step
S107: stirring and adsorption step
S109: Recovery step

Claims (9)

영구자석이 질산에 의해 용해되는 용해단계;
상기 영구자석이 용해된 용해액의 pH가 2.5 내지 3.5로 조정되어 침전물이 제거되는 침전물제거단계;
상기 침전물이 제거된 용해액에 마이크로 파티클 형태의 미세조류 입자가 첨가되는 첨가단계; 및
상기 미세조류 입자가 첨가된 용해액을 교반하여 네오디뮴과 디스프로슘이 상기 미세조류 입자에 흡착되는 교반 및 흡착단계; 및
상기 흡착된 네오디뮴과 디스프로슘를 회수하는 회수단계;를 포함하며,
상기 마이크로 파티클 형태의 미세조류 입자는 스피루리나 추출물로 제조되고,
상기 스피루리나 추출물의 제조 방법은,
파우더 형태의 고형 스피루리나 플라텐시스가 증류수에 첨가되어 혼합물이 형성되는 혼합물 형성단계;
상기 혼합물이 교반되는 교반단계;
상기 교반된 혼합물의 상등액이 필터링되어 추출물이 생성되는 필터링단계; 및
상기 필터링단계를 거친 추출물이 냉동 건조되는 냉동건조단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 바이오 흡착을 이용한 영구자석에서 희토류 회수 방법.
A dissolving step in which the permanent magnet is dissolved by nitric acid;
A precipitate removing step of removing the precipitate by adjusting the pH of the dissolving solution in which the permanent magnet is dissolved to 2.5 to 3.5;
An addition step of adding microparticulate microparticles to the dissolution liquid from which the precipitate has been removed; And
Agitation and adsorption in which neodymium and dysprosium are adsorbed on the microalgae particles by stirring the solution to which the fine algae particles are added; And
And a recovery step of recovering the adsorbed neodymium and dysprosium,
The microparticulate microparticulate particles are made of Spirulina extract,
The method for producing the spirulina extract comprises:
Forming a mixture in which solid spirulina platensis in powder form is added to distilled water to form a mixture;
Stirring the mixture;
Filtering the supernatant of the stirred mixture to produce an extract; And
And a freeze-drying step of freeze-drying the extract through the filtering step.
제1항에 있어서,
상기 용해단계에 이용되는 질산은 2.5 내지 3.5M인 것을 특징으로 하는 포함하는 바이오 흡착을 이용한 영구자석에서 희토류 회수 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the nitric acid used in the dissolving step is 2.5 to 3.5 M. < RTI ID = 0.0 > 11. < / RTI >
제1항에 있어서,
상기 용해 단계는 2.5 내지3.5 시간동안 진행되며, 온도는 65 내지75℃인 것을 특징으로 바이오 흡착을 이용한 영구자석에서 희토류 회수 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the dissolving step is carried out for 2.5 to 3.5 hours, and the temperature is 65 to 75 ° C. The method for recovering rare earths from permanent magnets using bioadsorption.
제 1항에 있어서,
상기 용해단계는 영구자석의 중량과 질산용액의 부피의 비가 1 : 20 내지 1 : 30인 것을 특징으로 하는 바이오 흡착을 이용한 영구자석에서 희토류 회수 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the dissolving step is performed in the ratio of the weight of the permanent magnet to the volume of the nitric acid solution in the range of 1:20 to 1:30.
제1항에 있어서,
상기 침전물제거단계는 수산화나트륨이 이용되어 pH가 조정되는 것을 특징으로 하는 바이오 흡착을 이용한 영구자석에서 희토류 회수 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the precipitate removing step comprises adjusting the pH by using sodium hydroxide.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 교반 및 흡착단계는 160 내지 200 rpm에서 22 내지 26시간 동안 교반 및 흡착시키는 것을 특징으로 하는 바이오 흡착을 이용한 영구자석에서 희토류 회수 방법.






The method according to claim 1,
Wherein the stirring and adsorption step is carried out by stirring and adsorbing at 160 to 200 rpm for 22 to 26 hours.






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* Cited by examiner, † Cited by third party
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