KR101795893B1 - Method for reduction and leaching of metal ore using ultrasonic wave - Google Patents
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Abstract
본 발명은 초음파와 산을 이용하여 니켈 및 철 함유 원료를 환원 및 침출하는 방법을 제공하는 것이다. 본 발명에 의하면, 니켈 및 철 함유 원료에 초음파를 10kHz 내지 40kHz로 조사하고 산을 투입하여 환원 및 침출하는 단계를 포함하는 니켈 및 철 함유 원료의 침출 방법 제공된다. 본 발명의 방법에 의하면, 본 발명은 초음파와 산을 이용하여 니켈 및 철 함유 원료를 효과적으로 환원 및 침출할 수 있다. 따라서, 종래 니켈 및 철 함유 원료로부터 페로니켈을 제조하는 니켈의 습식제련 공정에서 니켈 및 철 함유 원료의 침출전에 행하여지던 수소 가스 등의 환원 가스를 이용한 니켈 및 철 함유 원료의 환원 공정을 필요로 하지 않는다. 이에 따라, 페로니켈 제조 공정이 간소화될 뿐만 아니라, 효율적으로 그리고 경제적으로 제조할 수 있다.The present invention provides a method for reducing and leaching nickel and iron containing raw materials using ultrasonic waves and acids. According to the present invention, there is provided a method of leaching nickel and iron-containing raw materials including a step of irradiating ultrasonic waves to nickel and iron-containing raw materials at 10 kHz to 40 kHz and adding an acid to reduce and leach. According to the method of the present invention, the present invention can effectively reduce and leach nickel and iron containing raw materials using ultrasonic waves and acids. Therefore, in the wet smelting process of nickel for producing ferronickel from the conventional nickel and iron-containing raw materials, it is not necessary to perform the reduction process of nickel and iron containing raw materials using a reducing gas such as hydrogen gas, which is performed before the leaching of the nickel- Do not. As a result, not only the process for producing ferronickel is simplified, but it can be efficiently and economically produced.
Description
본 발명은 초음파를 이용하여 니켈 및 철 함유 원료를 환원 및 침출하는 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a method for reducing and leaching nickel and iron containing raw materials using ultrasonic waves.
니켈 및 철을 함유하는 광석은 리모나이트(limonite), 사프로라이트(saprolite)와 같은 광석이 있으며, 이들 광석은 산화물 상태로서 부동태적 특성을 지니므로 산에 대한 저항성이 커서 산에 대한 용해 반응이 느리다. 따라서 효과적으로 니켈을 침출하기 위한 방법으로, 고온 고압 하의 오토클레이브(autoclave)에서 산에 용해하여 니켈을 회수하는 방법들이 제시되어 있으며, 이를 'HPAL(High Pressure Acid Leaching)법'이라 부른다.
Nickel and iron containing ores are limonite and saprolite ore. These ores are oxide states and have passive properties, so they are highly resistant to acids, slow. As a method for effectively leaching nickel, there have been proposed methods for recovering nickel by dissolving in an acid in an autoclave under high temperature and high pressure, which is called 'HPAL (High Pressure Acid Leaching) method'.
이와 같은 HPAL 법에 의한 니켈 회수에 대한 기술로는, 한국공개특허공보 제2007-7020915호, 일본공개특허공보 제2010-031341호 등을 들 수 있다.
Examples of techniques for recovering nickel by the HPAL method include Korean Patent Laid-Open Publication No. 2007-7020915 and Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2010-031341.
그 외에 최근에는 한국공개특허공보 제2009-0031321호에서 니켈 및 철 함유 원료를 수소로 환원한 후 산으로 침출하여 니켈을 경제적으로 그리고 효율적으로 회수하는 방법을 제시한 바 있다. 또한, 한국공개특허공보 제2013-0076555호에서는 니켈 및 철 함유 원료를 수소를 포함하는 환원가스로 환원하여 환원 원료를 얻고, 상기 환원 원료를 불활성 분위기에서 슬러리화하여 침출용 환원 원료의 슬러리를 제조하는 단계, 상기 침출용 환원 원료의 슬러리에 황산 또는 염산을 투입하여 니켈 및 철을 이온으로 용해 침출하는 반응을 수행한 후, 잔사를 제거하여 니켈 및 철 이온 함유용액을 얻는 단계, 상기 니켈 및 철 이온 함유 용액에 니켈 및 철 함유 원료를 환원하여 얻어진 석출용 환원 원료의 슬러리를 상기 니켈 및 철 이온 함유 용액에 투입하여 상기 석출용 환원 원료의 철이 니켈 및 철 이온 함유용액 내의 니켈로 치환되어 페로니켈이 석출되는 단계 포함하는 페로니켈 제조방법을 제공한다.
Recently, Korean Patent Laid-Open Publication No. 2009-0031321 proposes a method of economically and efficiently recovering nickel by reducing raw materials containing nickel and iron with hydrogen and leaching into an acid. Also, Korean Patent Laid-Open Publication No. 2013-0076555 discloses a method of reducing a nickel-containing and iron-containing raw material with a reducing gas containing hydrogen to obtain a reducing raw material, and slurries the reducing raw material in an inert atmosphere to prepare a slurry Adding sulfuric acid or hydrochloric acid to the slurry of the reducing raw material for leaching to dissolve and leach nickel and iron with ions and then removing the residue to obtain a solution containing nickel and iron ions; The slurry of the reducing raw material for precipitation obtained by reducing the nickel and iron containing raw material into the ion-containing solution is introduced into the nickel and iron ion-containing solution, and the iron of the precipitation reducing raw material is substituted with nickel in the nickel- And a step of precipitating the ferronickel.
상기한 바와 같이 종래 니켈 및 철 함유 원료로부터 페로니켈을 제조하는 방법에 있어서, 니켈 및 철 함유 원료인 금속 광석은 산화물 상태로서 이들 광석은 산화물 상태로 부동태적 특성을 지니므로 산에 대한 저항성이 커서 산에 대한 용해 반응인 침출이 효율적으로 진행되지 않는다. 따라서, 산을 사용한 침출반응이 효율적으로 진행되도록 금속 광석을 산을 침출하기 전에 금속 광석을 환원광으로 환원시키는 별도의 공정이 행하여져 왔으며, 환원처리는 일반적으로 수소가스를 이용하여 행하여져 왔다.
As described above, in the conventional method of producing ferronickel from nickel and iron-containing raw materials, metal ores, which are raw materials of nickel and iron, are oxide states. Since these ores are passivated in an oxide state, they are resistant to acids Leaching, which is a dissolution reaction to an acid, does not progress efficiently. Therefore, a separate process has been performed to reduce the metal ores to the reduced light before the metal ores are leached out of the acid so that the leaching reaction using the acid proceeds efficiently, and the reduction process is generally performed using hydrogen gas.
그러나, 산을 이용한 니켈 및 철 함유 원료의 침출 처리 전에 별도의 단계로 행하여지던 금속 광석의 환원처리 없이, 산을 이용하여 니켈 및 철 함유 원료를 효과적으로 침출하면 페로니켈 제조 공정의 효율 증대 및 공정의 간소화로 페로니켈을 경제적으로 그리고 효율적으로 제조할 수 있을 것이다.
However, when nickel and iron-containing raw materials are effectively leached using an acid without the reduction process of the metal ore which has been carried out in separate stages before the leaching of nickel and iron-containing raw materials using an acid, the efficiency of the ferro- Simplification will enable the production of ferronickel economically and efficiently.
본 발명은 초음파와 산을 이용하여 니켈 및 철 함유 원료를 환원 및 침출하는 방법을 제공하는 것이다. 또한, 본 발명에 의한 방법에 의하면, 종래 침출처리 전에 별도로 행하여지던 니켈 및 철 함유 원료의 환원처리를 필요로 하지 않는, 초음파와 산을 이용하여 금속 광석을 환원 및 침출하는 방법을 제공하는 것이다.
The present invention provides a method for reducing and leaching nickel and iron containing raw materials using ultrasonic waves and acids. The method according to the present invention also provides a method for reducing and leaching metal ores using ultrasonic waves and acids, which does not require reduction treatment of nickel and iron-containing raw materials that have been separately performed before the conventional leaching treatment.
본 발명은 니켈 및 철 함유 원료에 산을 투입하고 초음파를 10kHz 내지 40kHz로 조사하여 환원 및 침출하는 단계를 포함하는 니켈 및 철의 침출 방법을 제공한다.The present invention provides a method of leaching nickel and iron, comprising the step of feeding an acid to nickel and iron-containing raw materials and irradiating ultrasound at 10 kHz to 40 kHz for reduction and leaching.
상기 침출하는 단계는 30분 내지 90분 동안 행할 수 있다.
The leaching step may be performed for 30 minutes to 90 minutes.
상기 산은 니켈 및 철 함유 원료 중의 금속원소의 침출 당량의 2 내지 4배의 당량으로 투입될 수 있다.
The acid may be added in an amount equivalent to 2 to 4 times the leaching equivalent of the metal element in the nickel and iron containing raw materials.
본 발명의 방법에 의하면, 초음파와 산을 이용하여 니켈 및 철 함유 원료를 효과적으로 환원 및 침출할 수 있다. 따라서, 종래 니켈 및 철 함유 원료로부터 페로니켈을 제조하는 니켈의 습식제련 공정에서 니켈 및 철 함유 원료의 침출 전에 행하여지던 수소 가스 등의 환원 가스를 이용한 니켈 및 철 함유 원료의 환원 공정을 필요로 하지 않는다. 이에 따라, 페로니켈 제조 공정이 간소화될 뿐만 아니라, 페로니켈을 효율적으로 그리고 경제적으로 제조할 수 있다.
According to the method of the present invention, ultrasound and acid can be used to effectively reduce and leach nickel and iron-containing raw materials. Therefore, in the wet smelting process of nickel for producing ferronickel from the conventional nickel and iron-containing raw materials, it is not necessary to perform the reduction process of nickel and iron containing raw materials using a reducing gas such as hydrogen gas, which is performed before the leaching of the nickel- Do not. As a result, not only the ferronickel production process is simplified, but also ferronickel can be produced efficiently and economically.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 형태를 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시 형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described. However, the embodiments of the present invention can be modified into various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below.
본 발명에 의하면, 니켈 및 철 함유 원료로부터 페로니켈을 제조하는 니켈의 습식 제련 공정에 있어서, 초음파를 조사하면서 니켈 및 철 함유 원료를 황산 또는 염산으로 환원 및 침출하는 단계를 포함하는 니켈 및 철 함유 원료의 침출 방법이 제공된다. 본 발명의 침출 방법에 의하면, 황산 또는 염산을 이용한 니켈 및 철 함유 원료의 침출시, 초음파 에너지를 적용함으로써 국부적인 환원 및 열의 인가로 침출율이 향상된다. 따라서, 종래 일반적으로 행하여지던, 침출처리 전의 환원 가스, 예를 들어, 수소 가스를 이용한 니켈 및 철 함유 원료의 환원처리를 필요로 하지 않는다.
According to the present invention, in the wet smelting process of nickel for producing ferronickel from nickel and iron-containing raw materials, nickel and iron containing nickel and iron containing raw materials are reduced and leached with sulfuric acid or hydrochloric acid while irradiating ultrasonic waves A method of leaching raw materials is provided. According to the leaching method of the present invention, leaching rate of nickel and iron containing raw materials by using sulfuric acid or hydrochloric acid is improved by application of ultrasonic energy by local reduction and application of heat. Therefore, there is no need for a reduction treatment of nickel and iron-containing raw materials using a reducing gas before the leaching treatment, for example, hydrogen gas, which has conventionally been performed conventionally.
상기한 본 발명의 침출 방법 이외에 니켈 및 철 함유 원료로부터 페로니켈을 제조하는 방법으로 일반적으로 알려져 있는 공정은 본 발명에 의한 침출 단계 전 및/또는 후에 필요에 따라 적용될 수 있다. 이하, 본 발명의 방법에 대하여 보다 구체적으로 설명한다.
In addition to the leaching method of the present invention described above, a process generally known as a method for producing ferronickel from nickel and iron-containing raw materials can be applied as needed before and / or after the leaching step according to the present invention. Hereinafter, the method of the present invention will be described in more detail.
본 발명을 적용할 수 있는 니켈 및 철 함유 원료는 특별히 한정하지 않으며, 니켈과 철을 함유하고 있는 것이라면 적용할 수 있으며, 바람직하게는 니켈 광석, 예를 들어, 리모나이트, 사프로라이트와 같은 니켈 광석을 들 수 있다.
The nickel and iron-containing raw materials to which the present invention can be applied are not particularly limited and may be applied as long as they contain nickel and iron. Nickel ores such as nickel and iron, such as limonite and saprophite, Ore.
상기 니켈 및 철 함유 원료로부터 니켈을 회수함에 있어서는, 침출공정에서 니켈 및 철 함유 원료가 효과적으로 환원 및 침출될 수 있도록 하기 위해, 필요에 따라 전처리 공정을 거칠 수 있다. 이러한 전처리 공정으로는, 건조, 분쇄 및 소성 단계를 포함할 수 있다.
In recovering nickel from the nickel and iron-containing raw materials, a pretreatment step may be carried out if necessary in order to effectively reduce and leach nickel and iron-containing raw materials in the leaching step. Such pretreatment may include drying, grinding and calcining.
니켈 및 철 함유 원료는 효율적인 환원 및 원활한 침출 공정을 수행하기 위해 미립화된 분말을 사용하는 것이 바람직하다. 따라서, 니켈 함유 광석은 미리 분쇄하여 니켈 회수 공정에 적용하는 것이 바람직하다.
The nickel and iron containing feedstock preferably uses an atomized powder to perform efficient reduction and a smooth leaching process. Therefore, it is preferable that the nickel-containing ore is previously pulverized and applied to the nickel recovery process.
상기 니켈 및 철 함유 원료는 일반적으로 약 30% 내지 40%의 부착수와 약 10% 내외의 결정수를 포함하고 있는데, 이러한 부착수를 함유하는 상태에서 분쇄하는 경우에는 분쇄 효율이 저하하게 되며, 또한, 니켈 및 철 함유 원료를 소성한 후에 분쇄하는 경우에는 고열로 인해 분쇄 설비에 부하를 초래하게 될 우려가 있다. 따라서, 니켈 및 철 함유 원료를 미립자로 분쇄하기 전에 건조하는 것이 바람직하다. 상기 니켈 광석에 대한 건조 공정을 수행함에 있어서 니켈 광석 내의 부착수가 증발할 수 있는 조건이라면 특별히 한정하지 않으며, 예를 들어, 100℃ 내지 200℃의 온도범위로 가열하여 수행할 수 있다.
The nickel and iron-containing raw materials generally include about 30% to 40% of the number of the bonded particles and about 10% of the crystalline particles. In the case of pulverizing the particles in the state containing such a number of particles, the pulverization efficiency is lowered, Further, when the nickel and iron-containing raw materials are pulverized after being fired, there is a fear that the pulverizing equipment may be loaded due to high temperature. Therefore, it is preferable to dry the nickel and iron-containing raw materials before pulverizing them into fine particles. There is no particular limitation on the condition that the adhesion water in the nickel ore can be evaporated in performing the drying process for the nickel ore. For example, the heating can be performed by heating to a temperature range of 100 ° C to 200 ° C.
상기 니켈 및 철 함유 원료를 건조한 후에 분쇄하는 경우, 반드시 이에 한정하는 것은 아니지만, 입자 사이즈를 1㎜ 이하로 분쇄하는 것이 환원 및 침출 효율 향상을 위해 바람직하다. 분쇄된 광석의 입도가 작을수록 환원 및 침출 효율의 향상 효과를 도모할 수 있으므로, 그 분쇄된 입자 사이즈의 하한은 특별히 한정하지 않는다. 다만, 10㎛보다 작은 입자사이즈의 분말을 얻기 위해서는 분쇄공정을 필요 이상으로 장시간 내지 복수 회 수행하여야 하는바, 10㎛ 이상인 분말을 사용하는 것이 보다 바람직하다.
When the nickel and iron-containing raw materials are pulverized after being dried, pulverization of the particles to a size of 1 mm or less is preferable for improving the reduction and leaching efficiency. The lower the particle size of the pulverized ore is, the smaller the particle size of the pulverized ore is, so that the reduction and leaching efficiency can be improved. However, in order to obtain a powder having a particle size smaller than 10 탆, a pulverization step is required to be carried out for a long time or a plurality of times more than necessary, and it is more preferable to use a powder having a particle size of 10 탆 or more.
한편, 니켈 및 철 함유 원료에 포함된 결정수는 상기의 건조과정에서는 제거되지 않는다. 이러한 결정수는 니켈 및 철 함유 원료의 환원 반응시 환원 공정에서 광석 내에 포함된 결정수가 수분으로 방출되는데, 이러한 수분은 환원 반응을 느리게 하여 반응 효율을 저하시키는 요인으로 작용하게 된다. 따라서, 이러한 결정수를 제거한 후에 침출 처리하는 것이 바람직하다. 이와 같은 결정수를 제거하기 위해, 니켈 및 철 함유 원료를 소성하는 것이 바람직하다.
On the other hand, the crystal water contained in the nickel and iron-containing raw materials is not removed in the above-mentioned drying process. In such a crystal water, the crystal water contained in the ore is released as moisture in the reduction process of the nickel and iron-containing raw material, and this moisture slows down the reduction reaction and acts as a factor to lower the reaction efficiency. Therefore, it is preferable to carry out the leaching treatment after removing the crystal water. In order to remove such crystal water, it is preferable to calcine the nickel and iron-containing raw materials.
니켈 및 철 함유 원료 중, 리모나이트 광석은 약 250-350℃ 부근에서, 그리고 사프로라이트 광석은 650-750℃ 부근에서 결정수를 방출하는 특성이 있다. 따라서, 상기 분쇄공정에서 얻어진 니켈 및 철 함유 원료 분말을 250-850℃ 범위에서 소성 처리함으로써 원료 물질에 포함된 결정수를 제거할 수도 있다.
Among the nickel and iron-containing raw materials, the limonite ore has a property of releasing crystal water at about 250-350 ° C and the saprophorite ore at around 650-750 ° C. Therefore, it is also possible to remove the crystal water contained in the raw material by calcining the nickel and iron-containing raw material powder obtained in the pulverizing step at 250-850 캜.
또한, 필요에 따라, 종래 니켈의 습식제련 공정에서와 마찬가지로 슬러리화 한 후에, 침출할 수도 있다.
In addition, if desired, it may be leached after slurrying as in the conventional nickel smelting process.
본 발명은 니켈 및 철 함유 원료에 황산 또는 염산을 투입하고 초음파를 조사하여 상기 니켈 및 철 함유 원료에 포함되어 있는 니켈 및 철 성분을 용해시켜 니켈 및 철 함유 침출 용액을 얻는다. 이때, 금속 성분의 환원과 침출이 동시에 행하여진다. 또한 후술하는 바와 같이, 초음파 조사로 인하여 온도가 상승함으로, 초음파 인가 중에 소성 과정을 거쳐 환원, 침출이 일어날 수 있다. 초음파 조사와 산 첨가에 의한 환원 및 침출 반응은 하기 반응식 (1)과 같이 진행된다.
In the present invention, sulfuric acid or hydrochloric acid is added to nickel and iron-containing raw materials, and ultrasonic waves are applied to dissolve the nickel and iron components contained in the nickel and iron-containing raw materials to obtain nickel and iron-containing leach solutions. At this time, the reduction and leaching of the metal component are simultaneously performed. As described later, as the temperature rises due to the ultrasonic irradiation, reduction and leaching may occur during the firing process during the application of the ultrasonic waves. The reduction and leaching reaction by ultrasonic irradiation and acid addition proceeds as shown in the following reaction formula (1).
건조광 (Fe,Ni)OOH + 염산 HCl + 초음파 → Fe2O3 + NiO + H2O + HCl → Fe3O4 + FeO + NiO + HCl → (Ni,Fe) Cl2 + H2O + H2 + HCl(잔류)
Dry light (Fe, Ni) OOH + HCl HCl + ultrasonic → Fe 2 O 3 + NiO + H 2 O + HCl → Fe 3 O 4 + FeO + NiO + HCl → (Ni, Fe) Cl 2 + H 2 O + H 2 + HCl (residual)
이때, 초음파는 10kHz 내지 40kHz, 바람직하게는 15kHz 내지 35kHz로 인가하는 것이 바람직하다. 10kHz 미만이면 초음파 에너지 부족으로 Fe, Ni 산화물의 침출되기 위한 국부적 환원이 부족하며, 40kHz를 초과하면 에너지 측면에서 과도하므로 바람직하지 않다.
At this time, the ultrasonic wave is preferably applied at 10 kHz to 40 kHz, preferably 15 kHz to 35 kHz. If it is less than 10 kHz, local reduction for the leaching of Fe and Ni oxide is insufficient due to lack of ultrasonic energy, and if it exceeds 40 kHz, it is undesirable because it is excessive in terms of energy.
초음파를 30분 내지 90분간 조사함으로써 니켈 및 철 함유 원료를 효과적으로 환원 및 침출시킬 수 있다. 30분 미만이면 환원 및 침출이 불충분하며, 90분을 초과하면 에너지 측면에서 과도하므로 바람직하지 않다.
By irradiating ultrasonic waves for 30 minutes to 90 minutes, the nickel and iron containing raw materials can be effectively reduced and leached. If less than 30 minutes, reduction and leaching are insufficient, and if it exceeds 90 minutes, excessive energy is not preferable.
초음파의 조사로 전체적인 슬러리의 온도는 200℃ 내지 300℃의 열이 발생하게 되지만, 입자 주변은 국부적으로 약 1,000℃ 내외 정도로 온도가 상승하게 된다. 이러한 국부적인 발열 및 이에 따른 환원으로 입자 주위의 국부적 환원이 일어나며, 침출제인 산과의 반응으로 니켈 및 철 원소가 이온으로 침출된다.
When the ultrasonic wave is irradiated, the overall slurry temperature is 200 ° C to 300 ° C. However, the temperature around the particles locally rises to about 1,000 ° C or so. This local exotherm and subsequent reduction results in local reduction around the particles, and nickel and iron elements are leached into the ions by the reaction with acid, the leaching agent.
한편, 상기 염산 및 황산은 상기 니켈 및 철 함유 원료 중의 금속원소를 침출하기 위해 필요로 하는 당량의 산의 양인 침출 당량의 2 내지 4 배의 당량, 바람직하게는 3 배의 당량 내외의 양으로 투입되는 것이 바람직하다. 염산 또는 황산의 양이 하한값 미만이면 침출율이 떨어지는 점에서 바람직하지 않고, 상한값을 초과해도 침출율에는 큰 변동이 없는 점에서 바람직하지 않다.
On the other hand, the hydrochloric acid and sulfuric acid are added in an amount equivalent to 2 to 4 times, preferably 3 times, equivalent to the equivalent of the equivalent amount of the acid required for leaching the metal element in the nickel and iron- . If the amount of hydrochloric acid or sulfuric acid is less than the lower limit, it is not preferable because the leaching rate is lowered, and even if the upper limit is exceeded, the leaching rate is not greatly changed.
상기 침출 반응은 상온(15℃ 내지 25℃)에서 행할 수 있다.
The leaching reaction can be carried out at room temperature (15 캜 to 25 캜).
이와 같은 산 용해 반응 중 수용액 내에 환원된 금속이 존재하면 산화환원전위(Oxygen Reduction Potential, ORP)가 - 값을 나타내다가, 금속이 산에 완전히 용해되면 ORP가 0으로 된 후 +값으로 바뀌게 된다. 그러므로, ORP가 0 이상이 되면 산 용해 반응을 중단시킬 수 있어, ORP를 측정함으로써 산 용해 반응의 종료 시점을 확인할 수 있다.
When the metal is present in the aqueous solution during the acid dissolution reaction, the ORP is negative, and when the metal is completely dissolved in the acid, the ORP is changed to zero after the ORP is zero. Therefore, when the ORP is 0 or more, the acid dissociation reaction can be stopped, and the end point of the acid dissociation reaction can be confirmed by measuring the ORP.
한편, 니켈 및 철 함유 원료에 함유되어 있던 Al2O3, SiO2, Cr2O3 등은 산에 의한 용해가 거의 일어나지 않아 고상의 잔사로 얻어진다. 따라서, 침출 단계에 의해 얻어진 철 및 니켈 이온 함유 용액과 상기 고상의 잔사는 여과에 의한 분리가 매우 용이하여, 필터프레스, 디캔터(decanter) 등의 고액분리기로 분리함으로써 철 및 니켈 이온 함유 용액을 얻을 수 있다.
On the other hand, Al 2 O 3 , SiO 2 , and Cr 2 O 3 contained in nickel and iron-containing raw materials hardly dissolve by acid, and are obtained as solid phase residues. Therefore, the iron and nickel ion-containing solution and the solid residue obtained by the leaching step can be easily separated by filtration and can be separated by a solid-liquid separator such as a filter press or a decanter to obtain iron and nickel ion-containing solutions .
이와 같이 얻어진 철 및 니켈 이온 함유 용액은 석출 반응에 의한 페로니켈 제조에 사용될 수 있다. 석출 반응은 페로니켈 제조 방법에 알려져 있는 일반적인 석출 반응이 적용될 수 있다.
The iron and nickel ion-containing solution thus obtained can be used for the production of ferronickel by the precipitation reaction. The precipitation reaction may be a general precipitation reaction known in the ferronickel production process.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 그러나, 이하의 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 일 예시로서, 본 발명을 한정하고자 하는 것이 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described more specifically by way of examples. However, the following examples are for illustrative purposes only and are not intended to limit the present invention.
실시예Example
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 그러나, 이하의 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 일 예시로서, 본 발명을 한정하고자 하는 것이 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described more specifically by way of examples. However, the following examples are for illustrative purposes only and are not intended to limit the present invention.
원료 물질의 전처리Pretreatment of raw materials
하기, 표 1에 기재된 바와 같은 조성을 갖는 리모나이트 광석을 150℃의 로터리 킬른 로에서 1시간 동안 건조한 후, 슈퍼 밀을 사용하여 분쇄하여 분말을 제조하고, 집진기의 풍속을 이용하여 분말을 입도별로 분급하여 평균 입자사이즈 0.8㎜인 분말을 얻었다. The limonite ores having the composition as shown in Table 1 below were dried in a rotary kiln at 150 ° C for 1 hour and then pulverized using a super mill to prepare powders. The powders were classified by particle size To obtain a powder having an average particle size of 0.8 mm.
표 1에서 각 성분의 함량은 중량%를 나타내며, 잔부는 산소 및 기타 미량 성분이다.
In Table 1, the content of each component represents weight%, and the remainder is oxygen and other trace components.
침출반응Leaching reaction
(1) 초음파 적용(1) Ultrasonic application
상기 건조된 광석 분말 30g에 8중량% 농도의 염산을 130g 첨가하여 용액을 제조하여 교반함과 동시에 초음파를 20kHz 세기로 인가하여 1 시간 동안, 광석 분말의 환원 및 침출 반응을 수행하였다.
130 g of hydrochloric acid at a concentration of 8% by weight was added to 30 g of the dried ore powder to prepare a solution. The solution was stirred and ultrasonic waves were applied at 20 kHz for 1 hour to perform reduction and leaching of the ore powder.
상기 각각의 슬러리에 대한 건조광의 산 침출 반응을 수행하면서 반응 종료 시점을 확인하기 위해 ORP를 측정하고, ORP 값이 -에서 +로 변화됨을 확인하고 반응을 중단시켰다.
In order to confirm the end point of the reaction, the ORP was measured, and it was confirmed that the ORP value changed from - to +, and the reaction was stopped.
상기 침출반응에 의해 얻어진 침출액으로부터 고형분의 잔사를 고액분리하여 제거하여 니켈 및 철 이온의 침출 용액을 얻었다. 침출된 니켈 및 철 이온 침출 용액의 조성을 하기 표 2에 나타내었다.
The solid residue was separated and removed by solid-liquid separation from the leaching solution obtained by the leaching reaction to obtain a leaching solution of nickel and iron ions. The compositions of leached nickel and iron ion leaching solutions are shown in Table 2 below.
(2) 초음파 미적용(2) No ultrasound
초음파를 적용하지 않을 것을 제외하고는 상기한 바와 동일한 방법으로 철 및 니켈 함유 원료 중의 철 및 니켈 이온을 염산을 침출하였다. 침출된 니켈 및 철 이온 침출 용액의 조성을 하기 표 2에 나타내었다. The iron and nickel ions in the iron and nickel containing raw materials were leached with hydrochloric acid in the same manner as described above except that ultrasonic waves were not applied. The compositions of leached nickel and iron ion leaching solutions are shown in Table 2 below.
미적용ultrasonic wave
Unapplied
적용ultrasonic wave
apply
상기 표 2에서 알 수 있듯이, 침출시, 초음파를 적용한 경우에 Fe 성분은 침출율이 43% 그리고 Ni 성분은 침출율이 33% 증대되었다. 이로부터 산을 이용한 침출시, 초음파를 적용함으로써, 별도의 환원가스를 이용한 니켈 및 철 함유 원료의 환원처리 없이도, Fe 및 Ni 성분의 침출율이 증대됨을 확인할 수 있었다. As can be seen from the above Table 2, the leaching rate of the Fe component was increased by 43% and the leaching rate of the Ni component was increased by 33% when the ultrasonic wave was applied at the time of leaching. From this, it was confirmed that the leaching rate of Fe and Ni components was increased without the reduction treatment of nickel and iron containing raw materials by using a separate reducing gas by applying ultrasonic waves to the leaching using an acid.
Claims (3)
초음파를 10kHz 내지 40kHz로 조사하여, 상기 슬러리의 온도를 200-300℃로 승온하여 상기 니켈 및 철 함유 원료의 니켈 및 철을 국부적으로 환원시켜 침출하는 단계를 포함하는 것인,
니켈 및 철의 침출 방법.
Adding an acid at room temperature (15 占 폚 to 25 占 폚) to a raw material containing nickel and iron to form a slurry;
Comprising the steps of irradiating ultrasonic waves at 10 kHz to 40 kHz and raising the temperature of the slurry to 200-300 占 폚 to locally reduce nickel and iron of the nickel and iron-
Method of leaching nickel and iron.
상기 침출하는 단계는 30분 내지 90분 동안 행하는 니켈 및 철의 침출 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the leaching is performed for 30 minutes to 90 minutes.
상기 산은 니켈 및 철 함유 원료 중의 금속원소의 침출 당량의 2 내지 4배의 당량으로 투입되는 니켈 및 철의 침출 방법.The method according to claim 1,
Wherein the acid is charged in an amount equivalent to 2 to 4 times the leaching equivalent of the metal element in the nickel and iron containing raw materials.
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