KR101748110B1 - Process for the recovery of cobalt oxide from the residues in the dmt process - Google Patents

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Abstract

본 발명은 디메틸테레프탈레이트(DMT) 제조공정에서 부산물로 발생하는 코발트타르를 저온열반응과 자력선별 공정으로 처리하여 농축 산화코발트를 회수하기 위한 방법에 관한 것으로, 코발트타르를 5mm 이하의 입자로 분쇄하여 입상 코발트타르를 얻는 분쇄단계와; 분쇄단계에서 얻어진 입상 코발트타르를 1차 열반응로에서 260℃ 이하로 열반응시켜 함유된 DMT 성분을 증발 분리시켜 1차 농축코발트잉곳을 얻는 1차 열반응단계와; 1차 열반응단계에서 얻어진 1차 농축코발트잉곳을 5mm 이하의 입상으로 분쇄하여 강자장 하에서 상기 1차 농축코발트잉곳에 함유된 타르와 타르함유 코발트를 선별 농축하여 타르코발트를 얻는 자력선별단계와; 자력선별단계에서 얻어진 타르코발트를 2차 열반응로에서 260℃ 이하로 열반응시켜 함유된 DMT 성분을 증발 분리시켜 농축코발트를 얻는 2차 열반응단계로 DMT 제조공정의 잔류물로부터 산화코발트를 회수한다.
이에 의하여, DMT 제조공정의 잔류물인 코발트타르를 종래의 소각처리나 습식화학처리를 하지 않고, 저온 열반응과 강자장 자력선별로 코발트 성분을 농축 회수함으로써, 습식화학처리로 인한 폐액이나 소각으로 인한 대기오염물질의 방출이 거의 발생하지 않는다.
The present invention relates to a method for recovering concentrated cobalt oxide by treating a cobalt tar generated as a by-product in a process for producing dimethyl terephthalate (DMT) by a low-temperature thermal reaction and a magnetic separation process, wherein the cobalt tar is pulverized To obtain granular cobalt tar; A primary heat reaction step of thermally reacting the granular cobalt tar obtained in the pulverizing step with the primary heat reaction furnace at a temperature of 260 ° C or lower to evaporate and separate the DMT component contained therein to obtain a primary concentrated cobalt ingot; Pulverizing the primary concentrated cobalt ingot obtained in the primary thermal reaction step to a granular grain of not more than 5 mm and selectively concentrating the tar and tar-containing cobalt contained in the primary concentrated cobalt ingot under strong magnetic field to obtain tar cobalt; The cobalt oxide was recovered from the residues of the DMT production process as a second thermal reaction step in which tar cobalt obtained in the magnetic separation step was thermally reacted at 260 ° C or less in a secondary thermal reaction furnace to evaporate and separate the contained DMT components to obtain concentrated cobalt do.
As a result, cobalt tar, which is a residue of the DMT manufacturing process, is concentrated and recovered by low temperature thermal reaction and strong magnetic field lines without conventional incineration treatment or wet chemical treatment, The emission of pollutants hardly occurs.

Description

디메틸테레프탈레이트(DMT) 제조공정의 잔류물로부터 산화코발트를 회수하는 방법{PROCESS FOR THE RECOVERY OF COBALT OXIDE FROM THE RESIDUES IN THE DMT PROCESS}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a process for recovering cobalt oxide from a residue of a process for producing dimethyl terephthalate (DMT)

본 발명은 디메틸테레프탈레이트(이하 'DMT'라 함) 제조공정의 잔류물로부터 산화코발트를 회수하는 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 상기 잔류물을 저온열반응과 자력선별 공정으로 처리하여 고순도의 산화코발트를 회수하기 위한 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for recovering cobalt oxide from residues of dimethyl terephthalate (hereinafter referred to as "DMT"), and more particularly to a method for recovering cobalt oxide from a residue of a high purity And a method for recovering cobalt oxide.

DMT는 PTA(Purified Terephtalic Acid)와 함께 폴리에스테르 섬유, 필름 및 성형제품을 제조하는 폴리에스테르 고분자의 원료로서 광범위하게 사용되고 있다.오늘날 의류용 섬유산업의 발전과 함께 그 사용량이 크게 증가하고 있다. DMT is widely used as a raw material for polyester polymers, polyester fibers, films and molded products, together with Purified Terephtalic Acid (PTA).

DMT의 제조방법에는 여러 가지 방법이 있다. 그 중에서, 위튼(Witten) 공정은 용매를 사용하지 않으며 반응조건이 온화하고 대형화가 용이하다는 특징을 가지고 있어 널리 사용되고 있으며, 4단계 반응 공정을 거치므로 4단계 공기산화법이라고도 한다.There are various methods for producing DMT. Among them, the Witten process is widely used because it does not use a solvent and its reaction conditions are mild and easy to enlarge. It is also called a 4 stage air oxidation method because it is subjected to a 4-step reaction process.

DMT 제조공정은 주원료인 파라 크실렌(P-Xylene)을 코발트나 망간, 브롬을 포함하는 초산촉매의 존재하에 200-210℃, 12-25 ATM에서 공기로 산화시키면, 액상반응으로 PTA가 생성되고, PTA에 메탄올을 반응시키면 DMT를 얻게 된다. 이때 DMT 공정부산물로서 코발트 등 중금속을 함유한 코발트 타르가 잔류물로 발생한다.In the DMT production process, when P-xylene is oxidized with air at 200-210 ° C and 12-25 ATM in the presence of an acetic acid catalyst containing cobalt, manganese and bromine, PTA is produced by a liquid phase reaction, When methanol is reacted with PTA, DMT is obtained. At this time, cobalt tar containing heavy metals such as cobalt as a byproduct of DMT process is generated as a residue.

코발트는 전이금속의 하나로서, DMT/PTA를 제조하는 공정의 촉매로 이용될 뿐만 아니라 Li-이온전지, 초경합금, 초강자석, 염료 등 다양한 분야에 이용되고 있으나 우리나라는 전량을 수입에 의존하고 있는 전략적 희유금속이다. Cobalt is one of the transition metals and is used not only as a catalyst in the process of producing DMT / PTA but also in various fields such as Li-ion battery, cemented carbide, super magnet and dye. However, It is rare metal.

따라서, 공정 잔류물(코발트 타르)로부터 코발트를 회수하기 위한 여러 방법 들이 알려져 있다. 예를 들면, 한국등록특허 10-0575192호에는 폐촉매 액에 수산화나트륨(NaOH)을 투입하여, 폐촉매 액의 pH를 4 내지 6으로 조절하고, 상기 폐촉매 액을 반응 침전조로 투입하는 단계; 상기 폐촉매가 투입된 반응 침전조에 중탄산나트륨(NaHCO3)과 물을 혼합하여 제조한 중탄산나트륨(NaHCO3) 슬러리를 투입하는 단계; 상기 폐촉매와 혼합된 중탄산나트륨(NaHCO3) 슬러리를 가열하여 화학반응 및 침전반응 시키는 단계; 및 상기 화학반응 및 침전반응의 반응액을 여과하여 금속 침전물을 회수하는 단계를 포함하는 테레프탈산 제조시 발생하는 폐촉매로부터 코발트, 망간 회수 방법이 개시되어 있다. 그러나, 이와 같은 액상반응에 의한 회수방법은 공정에서 발생하는 코발트를 함유한 폐액으로 인한 2차 환경오염을 일으키는 문제가 있다.Thus, several methods for recovering cobalt from process residues (cobalt tar) are known. For example, in Korean Patent No. 10-0575192, sodium hydroxide (NaOH) is added to a waste catalyst liquid to adjust the pH of the waste catalyst liquid to 4 to 6, and the waste catalyst liquid is introduced into a reaction settler; Introducing a slurry of sodium bicarbonate (NaHCO3) prepared by mixing sodium bicarbonate (NaHCO3) and water into a reaction settler to which the spent catalyst is added; Heating the slurry of sodium bicarbonate (NaHCO3) mixed with the spent catalyst to perform a chemical reaction and a precipitation reaction; And recovering the metal precipitate by filtering the reaction solution of the chemical reaction and the precipitation reaction. The method of recovering cobalt and manganese from spent catalysts in the production of terephthalic acid is disclosed. However, such a recovery method by liquid phase reaction has a problem of causing secondary environmental pollution due to a waste liquid containing cobalt generated in the process.

다른 예로서, 미국등록특허, 4,464,477호에는, 위텐(Witten)의 DMT법에 있어서, 파라-크실론 및 메칠디톨루엔을 함유하는 혼합물을 액상으로, 용해 중금속 산화 촉매의 존재에서 고온고압으로 산소 또는 산소 함유 가스로 산화하고, 다음에 산화 생성물을 고온고압하에서 메탄올로 에스테르화한다. 고비등점 증류 잔류물을, 70~160℃으로 물 또는 수용성저분자 지방족 모노카르본산의 희박 수성 용액과 혼합 침강시켜 추출하고, 또한 추출물을 산화 단계로 복귀시키는 것에 의해 고비등점 증류 잔류물로부터 중금속 산화 촉매를 회수 및 재사용하는, 고비등점 증류 잔류물과 추출제를 향류시키는 것을 특징으로 하는 잔류물로부터 코발트 및/또는 망간을 함유하는 산화 촉매를 회수 및 재사용하기 위한 방법이 개시되어 있다. 이와 같은 액상반응에 의한 회수방법은 처리공정에서 발생하는 코발트를 함유한 폐액으로 인한 2차 환경오염을 일으키는 문제가 있다.As another example, U.S. Pat. No. 4,464,477 discloses a process for the preparation of a mixture comprising para-xylon and methylditoluene in liquid form in the DMT process of Witten, in the presence of a dissolved heavy metal oxidation catalyst, Oxygen-containing gas, and then the oxidation product is esterified with methanol under high temperature and high pressure. The high boiling point distillation residue is mixed with water or a dilute aqueous solution of water-soluble low molecular aliphatic monocarboxylic acid at 70 to 160 ° C to extract and the extract is returned to the oxidation step, A method for recovering and reusing an oxidation catalyst containing cobalt and / or manganese from a residue characterized by recycling the high boiling distillation residue and the extractant, which is recovered and reused. Such a recovery method by the liquid phase reaction has a problem of causing secondary environmental pollution due to the waste liquid containing cobalt generated in the treatment process.

또 다른 예는, 공정 잔류물(코발트 타르)을 종합폐기물로 취급하여 소각처리하고, 회분을 약품처리하여 황산코발트나 염화코발트 등으로 생산 판매하고 있다. 그러나, 소각처리 방법은 소각시에 대량의 이산화탄소가 발생하고 대기 중에 코발트산화물의 비산 우려가 있다. 이와 같은 코발트는 흡입이나 노출에 의해 호흡기계, 소화기계, 신경계, 눈, 귀, 피부 등에 독성을 나타낼 뿐만 아니라, 생식/기형유발성, 유전독성 및 변이원성, 발암성을 나타내는 독성물질로 알려져 있다.In another example, the process residue (cobalt tar) is treated as a general waste and incinerated, and the ash is chemically treated to produce cobalt sulfate or cobalt chloride. However, in the incineration treatment method, a large amount of carbon dioxide is generated at the time of incineration, and there is a risk of scattering of cobalt oxide in the atmosphere. Such cobalt is known to be toxic to the respiratory system, digestive system, nervous system, eyes, ears and skin due to inhalation or exposure, as well as reproductive / teratogenic, genotoxic, mutagenic and carcinogenic toxicants.

1. 한국등록특허 10-0450528(2004년11월26일)1. Korean Patent Registration No. 10-0450528 (November 26, 2004) 2. 한국등록특허 10-0575192(2006년04월28일)2. Korean Registered Patent No. 10-0575192 (April 28, 2006) 3. 한국등록특허 10-1083351(2011년11월15일)3. Korean Patent No. 10-1083351 (November 15, 2011) 4. 미국등록특허 4,410,449(1983년10월18일)4. United States Patent 4,410,449 (October 18, 1983) 5. 미국등록특허 4,464,477(1984년08월07일)5. U.S. Pat. No. 4,464,477 (August 07, 1984) 6. 미국등록특허 4,609,634(1986년09월02일)6. U.S. Pat. No. 4,609,634 (September 02, 1986)

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, DMT 제조공정의 잔류물로부터 코발트 성분을 추출하는 과정에서 2차 환경오염과 대기오염물질을 발생하지 않는 회수방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.Disclosure of Invention Technical Problem [8] Accordingly, the present invention has been made in view of the above problems, and it is an object of the present invention to provide a recovery method that does not generate secondary environmental pollution and air pollutants during the extraction of cobalt components from residues of the DMT production process.

본 발명의 목적은 DMT 제조공정의 잔류물인 코발트타르를 저온 열반응과 강자장 자력선별로 코발트 성분을 농축 회수하는 공정으로 달성된다.It is an object of the present invention to accomplish a low temperature thermal reaction of cobalt tar which is a residue of a DMT manufacturing process and a process of concentrating and recovering cobalt components by strong magnetic field lines.

농축 회수공정은 코발트타르를 5mm 이하의 입자로 분쇄하여 입상 코발트타르를 얻는 분쇄단계와; 분쇄단계에서 얻어진 입상 코발트타르를 1차 열반응로에서 260℃ 이하로 열반응시켜 함유된 DMT 성분을 증발 분리시켜 1차 농축코발트잉곳을 얻는 1차 열반응단계와; 1차 열반응단계에서 얻어진 1차 농축코발트잉곳을 5mm 이하의 입상으로 분쇄하여 강자장하에서 1차 농축코발트잉곳에 함유된 타르와 타르함유 코발트를 선별 농축하여 타르코발트를 얻는 자력선별단계와; 자력선별단계에서 얻어진 타르코발트를 2차열반응로에서 260℃ 이하로 열반응시켜 함유된 DMT 성분을 증발 분리시켜 농축코발트를 얻는 2차열반응단계를 포함한다.The concentrating and recovering step includes a crushing step of crushing cobalt tar into particles of 5 mm or less to obtain granular cobalt tar; A primary heat reaction step of thermally reacting the granular cobalt tar obtained in the pulverizing step with the primary heat reaction furnace at a temperature of 260 ° C or lower to evaporate and separate the DMT component contained therein to obtain a primary concentrated cobalt ingot; A step of grinding the primary condensed cobalt ingot obtained in the primary thermal reaction step to a granular particle of 5 mm or less and selectively concentrating the tar and tar-containing cobalt contained in the primary concentrated cobalt ingot under strong magnetic field to obtain tar cobalt; And a second heat reaction step of thermally reacting the tar cobalt obtained in the magnetic force selection step at 260 ° C. or less in the secondary heat reaction furnace to evaporate and separate the contained DMT component to obtain concentrated cobalt.

또한 분쇄단계에서 크라샤를 사용하여 5mm 이하의 입상 코발트타르를 얻는 것을 특징으로 한다. And a granular cobalt tar of 5 mm or less is obtained by using a crusher in the pulverization step.

또한 1차 열반응단계의 1차 열반응로는 관상로이며, 관상로에서 가스상으로 배출되는 DMT 성분은 냉각수단에 의해 40℃ 이하로 냉각시켜 싸이클론 집진기로 회수되는 것을 특징으로 한다.The first heat reaction furnace in the first heat reaction stage is tubular, and the DMT component discharged from the tubular furnace in the gaseous phase is cooled to 40 ° C or lower by the cooling means and is recovered by the cyclone dust collector.

또한, 자력선별단계의 자장은 7,000 내지 9,000 가우스(G)인 것을 특징으로 한다.Further, the magnetic field of the magnetic force selecting step is characterized by being 7,000 to 9,000 Gauss (G).

또한 2차 열반응단계의 2차 열반응로는 터널형인 것을 특징으로 한다.And the secondary heat reaction furnace in the secondary heat reaction stage is a tunnel type.

본 발명에 의하면, DMT 제조공정의 잔류물인 코발트타르를 종래의 소각처리나 습식화학처리를 하지 않고, 저온 열반응과 강자장 자력선별로 코발트 성분을 농축 회수함으로써, 습식화학처리로 인한 폐액이나 소각처리로 인한 대기오염물질의 방출이 거의 발생하지 않는 효과가 있다.According to the present invention, cobalt tar, which is a residue of the DMT manufacturing process, can be concentrated and recovered by low-temperature thermal reaction and strong magnetic field lines without conventional incineration treatment or wet chemical treatment, So that there is almost no emission of air pollutants due to the air pollution.

도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예를 나타낸 공정 흐름도.
도 2는 도 1의 분쇄단계 공정에서 사용하는 코발트타르의 괴상 사진.
도 3a는 도 1의 1차 열반응단계의 공정에 배치된 1차 열반응로, 도 3b는 1차 코발트잉곳을 나타낸 사진.
도 4a는 도 3a의 1차 열반응로에 접속된 DMT 냉각관로, 도 4b는 회수된 DMT 사진.
1 is a process flow diagram showing a preferred embodiment of the present invention.
2 is a block diagram of the cobalt tar used in the crushing step of FIG.
FIG. 3 (a) is a view showing a primary thermal reaction disposed in a process of the primary thermal reaction step of FIG. 1, and FIG. 3 (b) is a photograph showing a primary cobalt ingot.
FIG. 4A is a DMT cooling line connected to the primary thermal reaction furnace of FIG. 3A, and FIG. 4B is a DMT photographed. FIG.

이하, 첨부된 공정도를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예를 나타낸 공정 흐름도로서, 본 발명의 DMT 제조공정의 잔류물로부터 산화코발트를 회수하는 방법은, 코발트 성분을 약 5.0 내지 6.0wt%를 함유하고 있는 DMT 제조공정의 잔류물인 코발트타르를 저온 열반응과 강자장 자력선별로 80.0wt% 이상의 산화코발트 성분으로 농축 회수한다.FIG. 1 is a process flow chart showing a preferred embodiment of the present invention. The method for recovering cobalt oxide from the residues of the DMT production process of the present invention comprises a DMT production process containing about 5.0 to 6.0 wt% of a cobalt component Of cobalt tar is concentrated and recovered with a cobalt oxide component of 80.0 wt% or more per low temperature thermal reaction and strong magnetic field lines.

도 1에 도시된 바와 같이, 농축 회수공정은 코발트타르를 5mm 이하의 입자로 분쇄하여 입상 코발트타르를 얻는 분쇄단계와; 분쇄단계에서 얻어진 입상 코발트타르를 1차 열반응로에서 260℃ 이하로 열반응시켜 함유된 DMT 성분을 증발 분리시켜 1차 농축코발트잉곳을 얻는 1차 열반응단계와; 1차 열반응단계에서 얻어진 1차 농축코발트잉곳을 5mm 이하의 입상으로 분쇄하여 강자장하에서 1차 농축코발트잉곳에 함유된 타르와 타르함유 코발트를 선별 농축하여 타르코발트를 얻는 자력선별단계와; 자력선별단계에서 얻어진 타르코발트를 2차 열반응로에서 260℃ 이하로 열반응시켜 함유된 DMT 성분을 증발 분리시켜 농축코발트를 얻는 2차 열반응단계를 포함한다.As shown in FIG. 1, the concentration and recovery process includes a crushing step of crushing cobalt tar into particles of 5 mm or less to obtain granular cobalt tar; A primary heat reaction step of thermally reacting the granular cobalt tar obtained in the pulverizing step with the primary heat reaction furnace at a temperature of 260 ° C or lower to evaporate and separate the DMT component contained therein to obtain a primary concentrated cobalt ingot; A step of grinding the primary condensed cobalt ingot obtained in the primary thermal reaction step to a granular particle of 5 mm or less and selectively concentrating the tar and tar-containing cobalt contained in the primary concentrated cobalt ingot under strong magnetic field to obtain tar cobalt; And a second thermal reaction step of thermally reacting the tar cobalt obtained in the magnetic force selection step at 260 ° C or less in a secondary thermal reaction furnace to evaporate and separate the contained DMT component to obtain concentrated cobalt.

도 2는 분쇄단계 공정에서 사용하는 코발트타르의 괴상 사진을 보인 것이다.코발트타르는 일예를 들면, 코발트타르는 90wt% 이상이 DMT 성분으로 이루어져 있으며, 여기에 불소(F), 망간(Mn) 등이 소량 함유되어 있고, 코발트(Co)가 약 5.5wt% 함유되어 있다. 코발트타르는 도 2의 사진에서와 같이 불규칙한 크기의 괴상 덩어리들로 되어 있다. 이와 같은 코발트타르는 균일한 열반응과 반응속도를 촉진시키기 위해 크라샤를 사용하여 5mm 이하의 입상으로 분쇄된다.In the cobalt tar, for example, at least 90 wt% of cobalt tar is composed of a DMT component, and fluorine (F), manganese (Mn), and the like are added to the cobalt tar. , And contains about 5.5 wt% of cobalt (Co). The cobalt tar has irregular sized masses as shown in the photograph of FIG. Such cobalt tar is crushed into granules of 5 mm or less using a crusher to promote a uniform thermal reaction and a reaction rate.

분쇄단계를 거친 입상 코발트타르는 컨베이어 이송수단으로 1차 열반응로에 직결 장착된 호퍼로 연속 투입되어 1차 열반응단계를 거친다. 도 3a는 1차 반응로를 나타낸 사진으로, 1차 열반응로는 직경 300mm 정도의 관이 길게 배치된 관상로로서, 내부에는 호퍼로 투입되는 코발트타르를 호퍼 반대쪽으로 이동시키는 이송수단을 갖춘다. The granulated cobalt tar after the pulverization step is continuously fed into the hopper directly connected to the primary heat reaction furnace by the conveyer conveying means and subjected to the first thermal reaction step. FIG. 3A is a photograph showing a primary reaction furnace. The primary heat reaction furnace is a tubular furnace in which a tube having a diameter of about 300 mm is arranged long, and a conveying means for moving the cobalt tar introduced into the hopper to the opposite side of the hopper.

이송수단의 예를 들면, 내벽에 밀착된 나선형 회전스크류, 또는 관상로를 소정의 기울기로 설치하여 관상로체를 회전시키는 방식일 수도 있다. 도 3a는 1차열반응로를 보인 사진으로, 사진의 1차 열반응로의 호퍼에 투입된 입상 코발트타르는 가열되면서 호퍼 반대방향으로 이동된다. 이때, 1차열반응로는 10분 이상의 체류시간을 확보하기 위해 2단 이상 다단으로 배치하는 것이 바람직하다. For example, the conveying means may be a spiral-type rotary screw closely attached to the inner wall, or a system in which the tubular body is rotated by providing the tubular body at a predetermined slope. FIG. 3A is a photograph showing the primary heat reaction furnace. The granular cobalt tar charged into the hopper of the primary heat reaction furnace shown in the photograph is heated and moved in the opposite direction to the hopper. At this time, it is preferable to arrange the first-order thermal reaction furnace in two or more stages in order to secure a residence time of 10 minutes or more.

또한 1차열반응로는 열선 등의 가열수단으로 외부에서 열원을 주는 간접 가열방식으로 내부온도를 260℃ 정도의 저온으로 유지시켜서, 입상코발트에 함유된 DMT를 증발시킨다. DMT를 충분히 증발시키기 위해서 입상 코발트타르는 1차열반응로 내부에서 10분정도 체류 이동시키는 것이 바람직하다. In addition, the first heat reaction furnace is an indirect heating method in which a heat source such as hot wire is externally heated to maintain the internal temperature at a low temperature of about 260 ° C., thereby evaporating the DMT contained in the granular cobalt. In order to sufficiently evaporate DMT, it is preferable that the granular cobalt tar is allowed to move for about 10 minutes in the first heat reaction furnace.

입상 코발트타르는 1차 열반응로에서 약 260℃ 정도의 저온으로 체류하는 동안 1차 열반응으로 입상 코발트타르에 함유된 DMT 일부가 증발 분리되어 산화코발트 성분은 약 17.0wt%로 농축된다. 도 3b는 1차열반응로를 빠져나와 출구로 배출된 1차 코발트잉곳을 보이고 있다. 사진에 보인 바와 같이, 1차 반응로에 5mm 이하의 입상으로 투입된 입상 코발트타르는 다시 불규칙한 괴상 덩어리들로 뭉치게 된다. Particulate cobalt tar is evaporated from the DMT contained in the granular cobalt tar in the primary heat reaction during the stay at a low temperature of about 260 ° C in the primary heat reaction furnace, and the cobalt oxide component is concentrated to about 17.0 wt%. Figure 3b shows a primary cobalt ingot exiting the primary heat reactor exiting the exit. As shown in the photograph, the granular cobalt tar charged in granules of 5 mm or less in the first reactor is aggregated into irregular masses again.

전술한 바와 같이, 입상코발트는 1차열반응로 내부에서 이동되면서 함유하고 있는 DMT를 가스상으로 증발 배출시킨다. 가스상으로 증발 배출된 DMT 성분은 배출과정에서 공기 중에 노출된 냉각관로를 통과하면서 40℃ 이하로 냉각된다. 도 4a는 1차 열반응로 후단에 배치 접속된 냉각관로를 보인 사진으로, 1차반응로의 직경인 300mm인 경우, 그리고 DMT 가스 이동이 시간당 60㎥인 경우 냉각관로의 직경은 150mm가 바람직하다. As described above, the granular cobalt moves inside the first-order thermal reaction furnace and evaporates DMT contained in the gas phase. The DMT component, which is vaporized in the gaseous phase, is cooled to 40 ° C or lower while passing through a cooling duct exposed to the air in the discharge process. FIG. 4A is a photograph showing a cooling line arranged and connected to the rear end of the primary thermal reaction furnace. In the case of 300 mm in diameter of the first reaction furnace and 60 m 3 / hour of DMT gas flow, the diameter of the cooling line is preferably 150 mm .

자력선별단계에 투입되는 1차 코발트잉곳은 도 3b에 나타내어 보인 바와 같이 불규칙한 괴상으로 응고되어 있다. 따라서, 자력선별을 효과적으로 수행하기 위해서는 1차 코발트잉곳을 소정의 입도로 분쇄해야 한다. 1차 코발트잉곳을 분쇄하기 위해 더블스크류 컨베이어로 호퍼에 장입, 크라셔에 공급하여 5mm 이하의 입상으로 파쇄한다. 5mm 이하의 입상으로 파쇄된 1차 코발트잉곳은, 예를 들면 롤러형식의 자력선별기를 지나면서 강자성체인 산화코발트를 흡인시키게 하고 비자성체인 타르는 그대로 통과시키게 한다. The primary cobalt ingot injected in the magnetic force selection step is solidified into an irregular mass as shown in FIG. 3B. Therefore, in order to effectively perform the magnetic force selection, the primary cobalt ingot must be crushed to a predetermined particle size. The primary cobalt ingot is charged into the hopper by a double screw conveyor to crush the ingot, and crushed into granules of 5 mm or less. The primary cobalt ingot that has been crushed to a granular shape of 5 mm or less passes through, for example, a roller type magnetic separator to induce cobalt oxide, which is a ferromagnetic substance, and allows the non-magnetic tars to pass therethrough.

자력선별기에 흡인된 5mm 이하의 입상 코발트잉곳은 산화코발트 함량이 약 46.0wt% 정도의 타르코발트로 농축된다. 이때 자력선별기의 자장은 5mm 이하의 입상으로 파쇄된 1차 코발트잉곳 내부에 산포되어 있는 산화코발트를 흡인하기 위해 7,000 내지 9,000 가우스(G) 크기의 강자장이 바람직하다. The granular cobalt ingot of 5 mm or less, which is attracted to the magnetic separator, is concentrated to about 46.0 wt% of tar cobalt by the cobalt oxide content. In this case, the magnetic field of the magnetic separator is preferably a strong magnetic field of 7,000 to 9,000 Gauss (G) in order to attract the cobalt oxide dispersed in the primary cobalt ingot crushed into granules of 5 mm or less.

2차 열반응단계는 자력선별단계에서 산화코발트 함량이 46.0wt%까지 농축된 타르코발트에 아직 잔류하고 있는 DMT를 증발시켜 코발트를 더욱 농축시키는 공정이다. 코발트를 더욱 농축시키기 위해 타르코발트를 2차열반응로에 투입시키는데, 이때 2차열반응로는 단속적으로 일정량을 처리하기 위해 배치형 또는 터널형인 것이 바람직하다. 2차 열반응로는 타르코발트에 잔류하고 있는 DMT를 증발시키기 위해 약 260℃로 유지하여, 타르코발트가 약 10 내지 20분간 2차 열반응로에 체류시키면, 함유된 DMT 성분이 증발되고 80.0wt% 이상의 농축 산화코발트가 얻어진다. 2차 열반응로에서 가스상으로 증발 배출된 DMT 성분은 배출과정에서 공기 등의 냉각수단으로 40℃ 이하로 냉각시키고, 40℃ 이하로 냉각된 DMT는 분말상으로 변하고, 분말상으로 상변화된 DMT 분말은 싸이클론 집진기로 회수된다. 이때, 증발 회수된 타르는 플라즈마 소각로의 연료로 공급 사용할 수 있다.The second thermal reaction step is a process of further concentrating cobalt by evaporating DMT which is still remaining in tar cobalt concentrated to 46.0 wt% of cobalt oxide in the magnetic separation step. In order to further concentrate the cobalt, tar cobalt is introduced into the secondary heat reaction furnace. In this case, the secondary heat reaction furnace is preferably a batch type or a tunnel type for intermittently treating a certain amount of cobalt. The secondary thermal reaction furnace is maintained at about 260 DEG C to evaporate the DMT remaining in the tar cobalt. When the tar cobalt is allowed to stay in the secondary heat reaction furnace for about 10 to 20 minutes, the DMT component contained therein is evaporated, and 80.0 wt % Or more of concentrated cobalt oxide can be obtained. The DMT components evaporated and discharged in the gaseous phase in the secondary thermal reaction furnace are cooled to 40 ° C or less by cooling means such as air in the discharge process, the DMT cooled to 40 ° C or less is changed to powder, and the powdered phase- And collected by a clone dust collector. At this time, the recovered tar can be supplied as fuel for the plasma incinerator.

이상으로 본 발명 내용의 일실시예를 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the appended claims. It will be obvious. Accordingly, the actual scope of the present invention will be defined by the appended claims and their equivalents.

Claims (5)

디메틸테레프탈레이트(DMT) 제조공정에서 발생되는 잔류물인 코발트타르로부터 코발트 성분을 추출 회수하는 방법에 있어서,
상기 코발트타르를 5mm 이하의 입자로 분쇄하여 입상 코발트타르를 얻는 분쇄단계와;
상기 분쇄단계에서 얻어진 입상 코발트타르를 1차 열반응로에서 260℃ 이하로 열반응시켜 함유된 DMT 성분을 증발 분리시켜 1차 농축코발트잉곳을 얻는 1차 열반응단계와;
상기 1차 열반응단계에서 얻어진 1차 농축코발트잉곳을 5mm 이하의 입상으로 분쇄하여 강자장 하에서 상기 1차 농축코발트잉곳에 함유된 타르와 타르함유 코발트를 선별 농축하여 타르코발트를 얻는 자력선별단계와;
상기 자력선별단계에서 얻어진 타르코발트를 2차 열반응로에서 260℃ 이하로 열반응시켜 함유된 DMT 성분을 증발 분리시켜 농축코발트를 얻는 2차 열반응단계로 디메틸테레프탈레이트(DMT) 제조공정의 잔류물로부터 산화코발트를 회수하는 방법.
A method for extracting and recovering a cobalt component from cobalt tar which is a residue generated in a process for producing dimethyl terephthalate (DMT)
Crushing the cobalt tar into particles of 5 mm or less to obtain granular cobalt tar;
A primary thermal reaction step of thermally reacting the granular cobalt tar obtained in the pulverizing step at 260 ° C or less in a primary thermal reaction furnace to evaporate and separate the contained DMT component to obtain a primary concentrated cobalt ingot;
The first concentrated cobalt ingot obtained in the first thermal reaction step is pulverized into granules having a size of 5 mm or less and the tar and cobalt-containing cobalt contained in the primary concentrated cobalt ingot are selectively concentrated under strong magnetic field to obtain tar cobalt ;
The second step of the thermal reaction in which tar cobalt obtained in the magnetic force selecting step is subjected to a thermal reaction at 260 ° C or less in a secondary thermal reaction furnace to evaporate and separate the contained DMT components to obtain concentrated cobalt, A method for recovering cobalt oxide from water.
청구항 1에 있어서,
상기 분쇄단계에서 크라샤를 사용하여 5mm 이하의 입상 코발트타르를 얻는 것을 특징으로 하는 디메틸테레프탈레이트(DMT) 제조공정의 잔류물로부터 산화코발트를 회수하는 방법.
The method according to claim 1,
And recovering cobalt oxide from the residue of the dimethyl terephthalate (DMT) production process, wherein granular cobalt tar having a size of 5 mm or less is obtained by using a crusher in the crushing step.
청구항 1에 있어서,
상기 1차 열반응단계의 1차 열반응로는 관상로이며, 상기 관상로에서 가스상으로 배출되는 DMT 성분은 냉각수단에 의해 40℃ 이하로 냉각시켜 싸이클론 집진기로 회수되는 것을 특징으로 하는 디메틸테레프탈레이트(DMT) 제조공정의 잔류물로부터 산화코발트를 회수하는 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the DMT component discharged in the gaseous phase from the tubular furnace is cooled to 40 ° C or lower by the cooling means and is recovered by the cyclone dust collector. A method for recovering cobalt oxide from a residue of a phthalate (DMT) production process.
청구항 1에 있어서,
상기 자력선별단계의 자장은 7,000 내지 9,000 가우스(G)인 것을 특징으로 하는 디메틸테레프탈레이트(DMT) 제조공정의 잔류물로부터 산화코발트를 회수하는 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the magnetic field of the magnetic force selecting step has a magnetic field of 7,000 to 9,000 Gauss (G).
청구항 1에 있어서,
상기 2차 열반응단계의 2차 열반응로는 터널형인 것을 특징으로 하는 디메틸테레프탈레이트(DMT) 제조공정의 잔류물로부터 산화코발트를 회수하는 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the second heat reaction furnace in the second heat reaction step is a tunnel type, and the cobalt oxide is recovered from the residue of the step of producing dimethyl terephthalate (DMT).
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100450528B1 (en) 1996-12-19 2004-11-26 에스케이케미칼주식회사 Method for recoveringcatalytic material for oxidation with high purity from sludges generated fromdimethylterephthalate manufacturing process
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