KR101800811B1 - Method for manufacturing tungsten oxide and tungsten oxide manufactured by the same - Google Patents

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KR101800811B1 KR1020170033265A KR20170033265A KR101800811B1 KR 101800811 B1 KR101800811 B1 KR 101800811B1 KR 1020170033265 A KR1020170033265 A KR 1020170033265A KR 20170033265 A KR20170033265 A KR 20170033265A KR 101800811 B1 KR101800811 B1 KR 101800811B1
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Abstract

The present invention relates to a method for producing tungsten oxide via a wet-type process, and tungsten oxide produced thereby. The method for producing tungsten oxide comprises the following steps: eluting tungstic acid by inserting an acidic solution into a tungstate aqueous solution; and acquiring tungsten oxide from the tungstic acid. The elution step involves the use of a first additive containing ammonium compound, and a second additive containing at least one of hydrogen peroxide and hydrofluoric acid. According to the present invention, it is possible to reduce production costs for tungsten oxide.

Description

텅스텐산화물 제조 방법 및 이에 의해 제조된 텅스텐산화물{METHOD FOR MANUFACTURING TUNGSTEN OXIDE AND TUNGSTEN OXIDE MANUFACTURED BY THE SAME}METHOD FOR MANUFACTURING TUNGSTEN OXIDE AND TUNGSTEN OXIDE MANUFACTURED BY THE SAME,

본 발명은 텅스텐산화물 제조 방법 및 이에 의해 제조된 텅스텐산화물에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 습식공정을 이용한 텅스텐산화물 제조 방법 및 이에 의해 제조된 텅스텐산화물에 관한 것이다. The present invention relates to a tungsten oxide production process and tungsten oxide produced thereby, and more particularly to a tungsten oxide production process using a wet process and tungsten oxide produced thereby.

텅스텐산화물은 광촉매, 전기변색, 전자기기 및 센서 등 여러 분야에 사용되는 물질이다. Tungsten oxide is used in various fields such as photocatalyst, electrochromic, electronic device and sensor.

텅스텐산화물은 건식(dry leaching) 또는 습식(wet leaching)을 포함한 다양한 방법으로 제조될 수 있다. 통상적으로 습식공정은 암모늄 파라 텅스테이트(ammonium para tungstate, APT: (NH4)10W12O41·5H2O) 제조 공정을 포함한다. The tungsten oxide may be prepared by a variety of methods including dry leaching or wet leaching. Typically, the wet process involves the production of ammonium para tungstate (APT: (NH 4 ) 10 W 12 O 41 .5H 2 O).

APT 제조 공정은 암모니아를 이용하여 텅스텐화합물을 형성하고 결정화시키는 공정으로서, 이 과정에서 발생된 암모니아 가스를 배출하기 위해서는 대기환경기준에 맞도록 처리 설비를 구축해야 한다. 이는 텅스텐산화물 제조 비용을 크게 증가시킨다. The APT manufacturing process is a process of forming and crystallizing tungsten compounds using ammonia. In order to discharge the ammonia gas generated in this process, a treatment facility should be constructed to meet atmospheric environment standards. This greatly increases the cost of manufacturing tungsten oxide.

본 발명의 실시예는 비용 절감이 가능한 텅스텐산화물 제조 방법 및 이에 의해 제조된 텅스텐산화물을 제공한다. Embodiments of the present invention provide a cost saving tungsten oxide manufacturing method and tungsten oxide produced thereby.

본 발명의 실시예에 따른 텅스텐산화물 제조 방법은 텅스텐산염 수용액에 산성용액을 투입하여 텅스텐산을 석출시키는 단계; 및 상기 텅스텐산으로부터 텅스텐산화물을 획득하는 단계;를 포함하되, 상기 석출시키는 단계는, 암모늄화합물을 포함하는 제1 첨가제와, 과산화수소 및 불산 중 적어도 하나를 포함하는 제2 첨가제를 사용할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, there is provided a method for producing tungsten oxide, comprising: depositing tungstic acid by introducing an acidic solution into a tungstate aqueous solution; And obtaining tungsten oxide from the tungstic acid, wherein the step of precipitating may include using a first additive including an ammonium compound and a second additive including at least one of hydrogen peroxide and hydrofluoric acid.

상기 제1 첨가제는 염화암모늄(NH4Cl), 질산암모늄(NH4NO3), 탄산암모늄((NH4)2CO3), 중탄산암모늄(NH4HCO3), 황산암모늄((NH4)2SO4), 불화암모늄(NH4F), 옥살산암모늄((NH4)2C2O4), 아세트산암모늄(NH4CH3CO2), 인산일암모늄(NH4H2PO4) 및 인산이암모늄((NH4)2HPO4) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. The first additive is ammonium chloride (NH 4 Cl), ammonium nitrate (NH 4 NO 3), ammonium carbonate ((NH 4) 2 CO 3), ammonium bicarbonate (NH 4 HCO 3), ammonium sulfate ((NH 4) 2 SO 4), ammonium fluoride (NH 4 F), ammonium oxalate ((NH 4) 2 C 2 O 4), ammonium acetate (NH 4 CH 3 CO 2) , phosphate, ammonium (NH 4 H 2 PO 4), and the phosphate may include at least one of ammonium ((NH 4) 2 HPO 4 ).

상기 제2 첨가제는 상기 석출된 텅스텐산 분말이 이루는 입자들이 기설정된 크기를 초과하지 않도록, 상기 텅스텐산 분말을 용해시키는 용해제 역할을 할 수 있다. The second additive may serve as a dissolving agent for dissolving the tungstic acid powder so that the particles formed by the precipitated tungstic acid powder do not exceed a predetermined size.

상기 제1 첨가제는 상기 석출된 텅스텐산 분말이 이루는 입자들이 정형성을 갖도록 상기 입자들을 서로 분산시키는 분산제 역할을 할 수 있다. The first additive may serve as a dispersing agent for dispersing the particles so that the particles formed by the precipitated tungstic acid powder have a definite shape.

상기 산성용액은 염산(HCl), 질산(HNO3), 황산(H2SO4) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. The acidic solution may include at least one of hydrochloric acid (HCl), nitric acid (HNO 3 ), and sulfuric acid (H 2 SO 4 ).

상기 텅스텐산염은 소듐 텅스테이트(sodium tungstate, Na2WO4)를 포함할 수 있다. The tungstate may include sodium tungstate (Na 2 WO 4 ).

상기 석출된 텅스텐산 분말이 이루는 입자들은 각각 10~30㎛의 직경을 가질 수 있다. The particles of the precipitated tungstic acid powder may each have a diameter of 10 to 30 탆.

본 기술은 텅스텐산화물 제조 비용을 절감할 수 있다. This technology can reduce the manufacturing cost of tungsten oxide.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 텅스텐산화물 제조 방법을 시간의 흐름에 따라 도시한 순서도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 텅스텐산염 수용액을 제공하는 단계를 보다 상세하게 시간의 흐름에 따라 도시하는 순서도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 텅스텐산을 석출시키는 단계를 보다 상세하게 시간의 흐름에 따라 도시하는 순서도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 첨가제들 없이, 기존의 습식공정에 따라 제조된 텅스텐산 입자들에 대한 위치별 확대도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따라 제조된 텅스텐산 입자들에 대한 위치별 확대도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 텅스텐산화물을 획득하는 단계를 보다 상세하게 시간의 흐름에 따라 도시하는 순서도이다.
FIG. 1 is a flowchart showing a method of manufacturing tungsten oxide according to an embodiment of the present invention over time.
FIG. 2 is a flowchart showing the step of providing a tungstate aqueous solution according to an embodiment of the present invention in more detail according to time.
FIG. 3 is a flowchart showing the step of depositing tungstic acid according to an embodiment of the present invention in more detail over time.
Figure 4 is an enlarged view of the tungstic acid particles produced according to a conventional wet process, with no additives according to an embodiment of the present invention.
5 is an enlarged view of the tungstic acid particles produced according to an embodiment of the present invention.
6 is a flowchart showing the step of acquiring tungsten oxide according to an embodiment of the present invention in more detail over time.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific embodiments thereof are shown by way of example in the drawings and will herein be described in detail. It should be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. Like reference numerals are used for like elements in describing each drawing.

이하에서, 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 텅스텐산화물 제조 방법을 시간의 흐름에 따라 도시한 순서도이다. FIG. 1 is a flowchart showing a method of manufacturing tungsten oxide according to an embodiment of the present invention over time.

도 1에 도시된 바와 같이, 텅스텐산화물 제조 방법은, 텅스텐산염 수용액을 제공하는 단계(S110), 텅스텐산염 수용액으로부터 텅스텐산을 석출하는 단계(S120), 및 텅스텐산으로부터 텅스텐산화물을 획득하는 단계(S130)를 포함한다. As shown in FIG. 1, the method for producing tungsten oxide includes the steps of providing a tungstate aqueous solution (S110), depositing tungstic acid from a tungstate aqueous solution (S120), and obtaining tungsten oxide from tungstic acid S130).

본 발명의 실시예에 따른 텅스텐산화물 제조 방법은 텅스텐산염 수용액으로부터 텅스텐산(H2WO4)을 석출하므로, 습식공정에 해당할 수 있다. The method for producing tungsten oxide according to an embodiment of the present invention may correspond to a wet process since tungstic acid (H 2 WO 4 ) is precipitated from an aqueous solution of tungstate.

습식공정으로 텅스텐산화물을 제조하는 경우, 통상적으로 암모늄 파라 텅스테이트(APT) 제조 공정이 포함되게 되나, 본 발명의 실시예에 따르면 APT 제조 공정의 생략이 가능하다. When a tungsten oxide is produced by a wet process, ammonium paratungstate (APT) production process is usually included, but according to the embodiment of the present invention, the APT production process can be omitted.

APT 제조 공정을 수반할 때에는 제조 공정의 특성상 여러 단점을 수반한다. 특히, APT 제조 공정은 암모니아를 사용하여 텅스텐화합물을 형성하고 결정화시키므로, 결정화 단계에서 이루어지는 증발/농축 과정은 많은 에너지를 필요로 하고 다량의 암모니아 가스를 발생시킨다. 암모니아 가스를 처리하기 위해서는 많은 비용이 발생하고, 국내 텅스텐 생산을 더욱 어렵게 한다. When accompanied by the APT manufacturing process, it involves various drawbacks due to the nature of the manufacturing process. In particular, the APT process uses ammonia to form and crystallize tungsten compounds, so the evaporation / concentration process in the crystallization step requires a lot of energy and generates a large amount of ammonia gas. Ammonia gas is expensive to process and makes domestic tungsten production more difficult.

많은 비용이 발생함에도 APT 제조 공정이 필요한 것은, 텅스텐산염에서 텅스텐산으로 치환하는 과정에서 텅스텐산 분말이 미세하고 불완전한 형상의 입자를 형성하기 때문이다. 치환 과정에서 형성된 텅스텐산 입자는 그 후 진행되는 반복 수세 공정을 거치면서 더욱 잘게 깨지게 되는데, 텅스텐산 입자의 크기가 미세하고 불규칙할수록 이후 진행되는 여과 및 수세 공정을 더욱 어렵게 한다. 여기서, APT 제조 공정은 텅스텐산 입자의 크기를 키우고 형상을 고르게 만들어줄 수 있으므로, 여과 및 수세 공정을 포함한 후속 처리에서 텅스텐산 입자를 원활하게 핸들링 할 수 있도록 한다. Despite the high cost, the APT manufacturing process is necessary because the tungstate powder forms fine and incomplete particles during the process of replacing tungstate with tungstate. The tungstic acid particles formed in the substitution process are further broken down through the repeated water washing process. As the size of the tungstic acid particles is minute and irregular, the subsequent filtration and washing process becomes more difficult. Here, the APT manufacturing process can increase the size of the tungstic acid particles and make the shape uniform, so that the tungstic acid particles can be smoothly handled in the subsequent treatment including the filtration and the washing process.

이러한 점들을 고려하여, 본 발명의 실시예에 따른 텅스텐산화물 제조 방법은, APT 제조 공정 없이도 기존의 습식공정으로 제조된 텅스텐산 입자 크기에 상응하는 텅스텐산 입자를 얻을 수 있는 방법을 제안하고자 한다. In view of these points, the method for producing tungsten oxide according to an embodiment of the present invention proposes a method for obtaining tungstic acid particles corresponding to the particle size of tungstic acid produced by a conventional wet process without APT production process.

본 발명의 일 실시예에 따른 텅스텐산화물 제조 방법은, 텅스텐산염에서 텅스텐산으로 치환하는 과정에 첨가제를 사용하여, 형성되는 입자 크기와 형상을 제어한다. 입자 크기는 APT 제조 공정에 의한 텅스텐산 입자만큼 커질 수 있고, 입자 형상은 반복적인 수세 과정에서도 쉽게 깨지지 않는, 하나씩 떨어져 있는 포도송이 모양을 갖는다. The method for preparing tungsten oxide according to an embodiment of the present invention controls the particle size and shape formed by using an additive in the process of substituting tungstate for tungstate. The particle size can be as large as that of the tungstic acid particles produced by the APT manufacturing process, and the shape of the grains has a shape of grapevine clusters that are not easily broken even in the repetitive washing process.

본 발명의 일 실시예에 따른 첨가제는 암모늄화합물의 제1 첨가제와, 과산화수소 및 불산 중 적어도 하나를 포함하는 제2 첨가제이다. 치환 과정에서 위 첨가제들을 사용하여, 석출되는 텅스텐산 분말에 용해, 응집 및 분산 효과를 줌으로써 일정 크기 이상의 균일한 형상의 입자들을 만들어 후속하는 여과 및 수세 단계에서의 공정 효율을 높일 수 있다. An additive according to an embodiment of the present invention is a first additive of an ammonium compound and a second additive comprising at least one of hydrogen peroxide and hydrofluoric acid. By using the above additives in the substitution process, the tungstic acid powder to be precipitated dissolves, coagulates and disperses in the powder, so that particles having a uniform shape of a predetermined size or more can be produced, thereby improving the process efficiency in the subsequent filtration and washing steps.

이하, 도 2 내지 도 6을 참조하여 더욱 상세하게 살펴본다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to FIGS. 2 to 6. FIG.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 텅스텐산염 수용액을 제공하는 단계(S110)를 보다 상세하게 시간의 흐름에 따라 도시하는 순서도이다. FIG. 2 is a flowchart showing a step (S110) of providing a tungstate aqueous solution according to an embodiment of the present invention in more detail in accordance with the passage of time.

도 2에 도시된 바와 같이, 단계(S110)는 텅스텐 원료와 탄산염을 혼합하여 고온에서 용융시키는 단계(S112), 및 용융된 혼합물을 냉각시킨 후 물에 넣어 텅스텐산염 수용액을 용출하는 단계(S114)를 포함할 수 있다. As shown in FIG. 2, step S110 is a step (S112) of mixing a tungsten raw material and a carbonate and melting the mixture at a high temperature (S112), cooling the molten mixture and then introducing water into the water to elute the tungstate aqueous solution (S114) . ≪ / RTI >

텅스텐 원료는 텅스텐을 함유한 원료로서, 광석, 슬러지, 스크랩 등을 포함할 수 있다. The tungsten raw material is a raw material containing tungsten, and may include ores, sludge, scrap, and the like.

텅스텐 원료는 탄산염과 혼합 전에, 단계(S112)가 보다 효율적으로 수행하기 위한 전처리 단계로서, 분쇄 및 산화될 수 있다. 구체적으로, 텅스텐 원료 중 광석은 반복적인 분쇄 및 선별을 통하여, 슬러지는 건조 및 분쇄를 통하여 슬러지 내에 존재하는 유분을 제거하고, 적절한 크기의 산화 알갱이로 만들어준다. 스크랩은 산화 및 분쇄의 반복과정을 거쳐 적절한 크기의 산화 알갱이로 만들어준다. 이때 산화 온도는 800~1000℃일 수 있다. The tungsten raw material can be pulverized and oxidized as a pretreatment step to perform Step S112 more efficiently before mixing with the carbonate. Specifically, the ore in the tungsten raw material is subjected to repetitive pulverization and sorting, and the sludge is dried and pulverized to remove the oil present in the sludge and make it into granules of an appropriate size. The scrap is repeatedly oxidized and pulverized to make granules of appropriate size. The oxidation temperature may be 800-1000 < 0 > C.

위와 같이 준비된 텅스텐 원료에 탄산염을 혼합하여 고온에서 용융시킨다(S112). The carbonate is mixed with the prepared tungsten raw material and melted at a high temperature (S112).

고온에서는 탄산염과 텅스텐이 결합하여 텅스텐화합물이 만들어지며, 이때 텅스텐화합물은 수용성이 된다. At high temperatures, the carbonate and tungsten combine to form a tungsten compound, where the tungsten compound becomes water soluble.

탄산염은 탄산나트륨(Na2CO3)일 수 있다. 즉, 단계(S112)에서는 텅스텐 원료와 탄산나트륨을 적절한 비율로 혼합하여 고온에서 용융시켜, 수용성의 소듐 텅스테이트(Na2WO4)를 제조한다. The carbonate may be sodium carbonate (Na 2 CO 3 ). That is, in the step (S112) and melting at high temperature a mixture of the tungsten raw material with sodium carbonate in an appropriate ratio, to produce a water-soluble sodium tungstate (Na 2 WO 4).

본 발명의 실시예에 따르면, 텅스텐 원료와 탄산나트륨은 1:0.4~1 비율로 혼합될 수 있다. 텅스텐 원료에 대해 탄산나트륨의 비율이 0.4 미만인 경우에는 탄산나트륨의 양이 텅스텐의 양보다 상대적으로 너무 낮다. 그래서, 나트륨과 텅스텐이 결합할 수 있는 당량에 도달하지 못하여 소듐텅스테이트(Na2WO4)로 결합하지 못하는 잔존 텅스텐이 있을 수 있어 불리하다. 그 비율이 1을 초과하는 경우에는 나트륨도 결국 없애야 하는 불순물이므로 후 공정에서 과투입으로 인한 불순물 제거의 양이 많아진다는 단점을 갖는다. 그러므로, 그 비율은 0.4~1인 것이 바람직하다. According to an embodiment of the present invention, the tungsten raw material and sodium carbonate may be mixed in a ratio of 1: 0.4 to 1. When the ratio of sodium carbonate to tungsten raw material is less than 0.4, the amount of sodium carbonate is relatively lower than the amount of tungsten. Thus, it is disadvantageous that the equivalent amount of sodium and tungsten can not be reached and there may be residual tungsten which can not bind with sodium tungstate (Na 2 WO 4 ). If the ratio is more than 1, sodium is also an impurity which must eventually be eliminated, and therefore, there is a disadvantage that the amount of impurity removal due to over-feeding is increased in the post-process. Therefore, the ratio is preferably 0.4 to 1.

단계(S112)의 용융 온도는 800~1000℃일 수 있다. 이때, 용융 온도가 800℃ 미만인 경우에는 용융온도에 도달하지 못하여 결합 및 녹지 않는 텅스텐의 양이 많아져 회수율을 떨어트리는 단점을 갖고, 1000℃를 초과하는 경우에는 불필요하게 많은 에너지를 소비하여 생산비용을 증가시키므로, 용융 온도는 800~1000℃에서 선택되는 것이 바람직하다. The melting temperature in step S112 may be 800-1000 < 0 > C. If the melting temperature is lower than 800 ° C, the melting temperature is not reached, and the amount of tungsten that is bound or not dissolved increases, which lowers the recovery rate. If the melting temperature exceeds 1000 ° C, It is preferable that the melting temperature is selected from 800 to 1000 占 폚.

다음으로, 단계(S112)에서 용융된 혼합물을 냉각시킨 후 물에 넣어 텅스텐산염 수용액을 용출한다(S114). Next, in step S112, the molten mixture is cooled and then put into water to elute the tungstate aqueous solution (S114).

단계(S112)에서 용융된 텅스텐화합물은 수용성이고, 비교적 탄산염과의 결합력이 약한 텅스텐 원료의 다른 성분들(예를 들어, 코발트, 구리, 니켈, 알루미나 등)은 용출 단계에서 물에 녹지 않고 그대로 남으므로, 단계(S114)에서 선택적으로 텅스텐산염 수용액을 추출하는 것이 가능하다. The molten tungsten compound in step S112 is water soluble and the other components (e.g., cobalt, copper, nickel, alumina, etc.) of the tungsten raw material having relatively low bonding strength with the carbonate remain untouched in the eluting step , It is possible to selectively extract the tungstate aqueous solution in step S114.

용출 수의 양이 텅스텐 원료 중량 대비 4배 미만인 경우에는 물에 다 녹지 못하고 비수용성으로 남는 잔사에 텅스텐이 함께 잔존할 수 있는 가능성이 커진다. 15배를 초과하는 경우에는 후 공정인 치환공정에서 일정 pH까지 도달시키기 위한 산성용액의 사용량이 증가할 수 있고, 미세분말을 만들어 생산 효율을 떨어트리는 문제가 발생한다. 따라서, 용출 수의 양은 텅스텐 원료 중량 대비 4~15배로 하는 것이 적절하다. When the amount of eluted water is less than 4 times the weight of the tungsten raw material, there is a high possibility that tungsten may remain in the residue which is insoluble in water and remains insoluble. If it is more than 15 times, the amount of the acidic solution used for reaching a certain pH in the post-process substitution step may be increased, and a problem arises in that fine powder is produced to lower the production efficiency. Therefore, it is appropriate that the amount of eluted water is 4 to 15 times the weight of the tungsten raw material.

위와 같은 단계(S112) 내지 단계(S114)를 통하여 제공된 텅스텐산염 수용액은 다음의 단계들(S122 내지 S128)을 통하여 텅스텐산으로 석출된다. 이하 도 3을 참조하여 보다 상세하게 살펴본다. The tungstate aqueous solution provided through steps S112 through S114 as described above is precipitated in tungstic acid through the following steps S122 through S128. This will be described in more detail with reference to FIG.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 텅스텐산을 석출시키는 단계(S120)를 보다 상세하게 시간의 흐름에 따라 도시하는 순서도이다. FIG. 3 is a flowchart showing a step (S120) of depositing tungstic acid according to an embodiment of the present invention in more detail over time.

도 3에 도시된 바와 같이, 단계(S120)는 텅스텐산염 수용액에 암모늄화합물을 첨가하는 단계(S122), 텅스텐산염 수용액에 산성용액을 투입하는 단계(S124), 텅스텐산염 수용액에 과산화수소를 첨가하는 단계(S126), 및 텅스텐산염 수용액을 가열 및 교반하는 단계(S128)를 포함할 수 있다. As shown in FIG. 3, step S120 includes adding an ammonium compound to the tungstate aqueous solution (S122), adding an acidic solution to the aqueous tungstate solution (S124), adding hydrogen peroxide to the tungstate aqueous solution (S126), and heating and stirring the aqueous tungstate solution (S128).

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 산성용액 투입 이후에 암모늄화합물과 과산화수소가 첨가될 수도 있으나, 산성용액 투입 이전에 암모늄화합물을 첨가하는 것은 더욱 고른 분포를 갖는 입자 형성 측면에서 유리하고, 산성용액 투입 이후에 과산화수소를 첨가하는 것은 동일한 pH조건에서 텅스텐산을 석출시킬 수 있어 보다 규칙적인 정형성을 갖는 분말 생성이 가능하다는 점에서 유리하므로, 산성용액 투입 이전에 암모늄화합물이 첨가되고 산성용액 투입 이후에 과산화수소가 첨가되는 실시예를 중심으로 살펴본다. Meanwhile, according to another embodiment of the present invention, the ammonium compound and hydrogen peroxide may be added after the acidic solution is added, but the addition of the ammonium compound before the acidic solution is advantageous in terms of particle formation with a more even distribution, The addition of hydrogen peroxide after the addition of the solution is advantageous in that tungstic acid can be precipitated under the same pH conditions and powder production with more regular fixation is possible. Therefore, before the acid solution is added, the ammonium compound is added, Hereinafter, an embodiment in which hydrogen peroxide is added will be mainly described.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 과산화수소 대신에 불산(HF)이 첨가될 수도 있으나, 불산 보다 과산화수소를 사용한 경우 재결정 및 응집의 효과가 탁월하다는 점에서, 과산화수소를 사용한 실시예를 중심으로 살펴본다. In addition, according to another embodiment of the present invention, hydrofluoric acid (HF) may be added instead of hydrogen peroxide, but hydrogen peroxide is more effective than hydrogen fluoride in that the effect of recrystallization and agglomeration is excellent. see.

먼저, 단계(S110)로부터 제공된 텅스텐산염 수용액에 첨가제로서 암모늄화합물을 넣고 용해시킨다(S122). First, an ammonium compound is added as an additive to the tungstate aqueous solution provided from step S110 and dissolved (S122).

단계(S122)에서 첨가되는 첨가제를 이후의 단계(S126)에서 첨가되는 첨가제와 구별하기 위해, 단계(S122)의 암모늄화합물을 제1 첨가제라 하고, 단계(S126)의 과산화수소를 제2 첨가제라 한다. The ammonium compound in step S122 is referred to as a first additive and the hydrogen peroxide in step S126 is referred to as a second additive in order to distinguish the additive to be added in step S122 from the additive to be added in the subsequent step S126 .

텅스텐산염 수용액은 소듐 텅스테이트 수용액(Na2WO4(aq))일 수 있다. 이하에서는 텅스텐산염 수용액이 쇼듐 텅스테이트 수용액인 실시예를 중심으로 살펴보기로 한다. The tungstate aqueous solution may be an aqueous sodium tungstate solution (Na 2 WO 4 (aq)). Hereinafter, the tungstate aqueous solution is an aqueous solution of sodium tungstate.

본 발명의 실시예에 따른 암모늄화합물은 암모늄이온(NH4+)를 포함하는 수용성의 화합물로서, 염화암모늄(NH4Cl), 질산암모늄(NH4NO3), 탄산암모늄((NH4)2CO3), 중탄산암모늄(NH4HCO3), 황산암모늄((NH4)2SO4), 불화암모늄(NH4F), 옥살산암모늄((NH4)2C2O4), 아세트산암모늄(NH4CH3CO2), 인산일암모늄(NH4H2PO4), 인산이암모늄((NH4)2HPO4) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. Ammonium compound according to an embodiment of the present invention is a compound of the water-soluble comprises an ammonium ion (NH 4 +), ammonium chloride (NH 4 Cl), ammonium nitrate (NH 4 NO 3), ammonium carbonate ((NH 4) 2 CO 3 ), ammonium bicarbonate (NH 4 HCO 3 ), ammonium sulfate ((NH 4 ) 2 SO 4 ), ammonium fluoride (NH 4 F), ammonium oxalate ((NH 4 ) 2 C 2 O 4 ) NH 4 CH 3 CO 2 ), monoammonium phosphate (NH 4 H 2 PO 4 ), ammonium dihydrogen phosphate ((NH 4 ) 2 HPO 4 ).

암모늄이온을 포함하는 제1 첨가제는 후술하는 바와 같이 소듐 텅스테이트 수용액으로부터 석출되는 텅스텐산에 대한 분산제로 작용할 수 있다.The first additive comprising ammonium ions can act as a dispersant for tungstic acid precipitated from an aqueous solution of sodium tungstate as described below.

암모늄화합물의 암모늄이온(NH4+)은 소듐 텅스테이트 수용액의 텅스테이트이온(WO4-)에 대해 소듐이온(Na+)보다 결합력이 약하여, 소듐 텅스테이트 수용액 내에서 텅스테이트이온(WO4-)과 새로운 화합물을 형성하지 않고, 후술하는 바와 같이 소듐 텅스테이트 수용액 내에서 안정적으로 분산제 역할을 수행할 수 있다. Ammonium ions of the ammonium compounds (NH 4 +) is a sodium tongue tungstate ion in State solution (WO 4 -) the binding force than sodium ion (Na +) weak against a, a tongue in the sodium tungstate solution state ions (WO 4 -) And can act as a dispersant stably in an aqueous sodium tungstate solution as described below without forming a new compound.

암모늄화합물은 소듐 텅스테이트 수용액 100ml당 1~10g 첨가될 수 있다. 소듐 텅스테이트 수용액 100ml당 암모늄화합물이 1g 미만으로 첨가되는 경우에는 분산제로서의 효과가 떨어져 입자의 뭉침 현상이 발생할 수 있다. 10g 초과하여 첨가되는 경우에는 암모늄이온이 많아짐에 따라 암모늄이온, 텅스텐이온, 소듐이온이 함께 결합할 수 있어 후 공정에서 소듐을 제거하기 어려워진다. 또한, 불필요한 과다 첨가는 생산비용 상승의 원인이 된다. 따라서, 암모늄화합물은 소듐 텅스테이트 수용액 100ml당 1~10g 첨가되는 것이 바람직하다. The ammonium compound may be added in an amount of 1 to 10 g per 100 ml of the aqueous sodium tungstate solution. If less than 1 g of the ammonium compound is added per 100 ml of the aqueous solution of sodium tungstate, the effect as a dispersant may be deteriorated and the aggregation of the particles may occur. When more than 10 g of ammonium ion is added, ammonium ion, tungsten ion and sodium ion can be bonded together as ammonium ion is increased, making it difficult to remove sodium in a post-process. In addition, unnecessary over-addition causes an increase in production cost. Therefore, it is preferable that the ammonium compound is added in an amount of 1 to 10 g per 100 ml of the aqueous sodium tungstate solution.

다음으로, 암모늄화합물이 용해된 텅스텐산 수용액 내에 산성용액을 투입한다(S124). Next, the acidic solution is introduced into the aqueous tungstic acid solution in which the ammonium compound is dissolved (S124).

산성용액은 염산(HCl), 질산(HNO3) 및 황산(H2SO4) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. Acidic solution may include at least one of hydrochloric acid (HCl), nitric acid (HNO 3) and sulfuric acid (H 2 SO 4).

산성용액은 소듐 텅스테이트 수용액의 pH를 낮추어 수용액이 일정 pH값에 도달한 때부터 소듐 텅스테이트 수용액으로부터 텅스텐산이 석출될 수 있는 환경을 조성한다. 일정 pH값은 1~2 이하일 수 있다. The acidic solution lowers the pH of the aqueous solution of sodium tungstate and creates an environment in which tungstic acid can be precipitated from the aqueous solution of sodium tungstate since the aqueous solution reaches a certain pH value. The constant pH value can be 1 to 2 or less.

산성용액은 소듐 텅스테이트 수용액에 첨가되어 소듐 텅스테이트의 소듐이온(Na+)을 수소이온(H+)으로 치환하는 치환제 역할을 수행한다. The acid solution is added to the sodium tungstate aqueous solution to serve as a substituent to replace the sodium ion (Na +) of the sodium tungstate with the hydrogen ion (H +).

즉, 산성용액이 투입되어 소듐 텅스테이트 수용액의 pH가 일정값(일례로, 1 이하)에 도달하면, 수용액 내에서 소듐 텅스테이트의 소듐이온이 수소이온으로 치환되고, 물에 녹지 않는 비수용성의 텅스텐산이 형성되고 수용액 내에서 침전되기 시작하는 것이다. That is, when the pH of the sodium tungstate aqueous solution reaches a certain value (for example, 1 or less) by the introduction of the acidic solution, the sodium ion of the sodium tungstate is replaced by the hydrogen ion in the aqueous solution, Tungstic acid is formed and begins to precipitate in aqueous solution.

산성용액은 소듐 텅스테이트 수용액 100ml당 20~80ml 투입될 수 있다. 소듐 텅스테이트 수용액 100ml당 산성용액이 20ml 미만으로 투입되는 경우에는 텅스텐산이 석출되는 일정 pH값(일례로, 1~2)에 도달하지 못할 수 있으며 나트륨이온(Na+)과 수소이온(H+)이 치환될 수 있는 당량에 미치지 못하여 회수율이 떨어지는 효과를 가져올 수 있다. 80ml 초과하여 투입되는 경우에는 과다 투입된 산성용액의 영향으로 불규칙한 입자가 생성될 가능성이 있고, 후 공정에서 핸들링해야 하는 용액의 양이 많아져 생산성이 떨어지게 된다. 따라서, 산성용액은 소듐 텅스테이트 수용액 100ml당 20~80ml 범위로 투입되는 것이 바람직하다. The acid solution may be added in an amount of 20 to 80 ml per 100 ml of sodium tungstate aqueous solution. If the acidic solution is added to less than 20 ml per 100 ml of sodium tungstate aqueous solution, it may not reach a constant pH value (for example, 1 to 2) at which tungstic acid precipitates and sodium ion (Na +) and hydrogen ion It is possible to reduce the recovery rate because it is less than the equivalent amount. When the amount exceeds 80 ml, irregular particles may be formed due to the excessively charged acid solution, and the amount of the solution to be handled in the post-process increases, resulting in decreased productivity. Therefore, it is preferable that the acidic solution is added in the range of 20 to 80 ml per 100 ml of the aqueous sodium tungstate solution.

산성용액을 투입한 직후에는 소듐 텅스테이트 수용액 내에서 산성용액이 잘 섞일 수 있도록 교반이 이루어질 수 있다. Immediately after the acidic solution is added, the stirring may be performed so that the acidic solution can be mixed well in the sodium tungstate aqueous solution.

다음으로, 산성용액이 투입된 텅스텐산 수용액 내에 제2 첨가제로서 과산화수소(H2O2)를 첨가한다(S126). Next, hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) is added as a second additive into the aqueous tungstic acid solution into which the acidic solution has been added (S 126).

과산화수소는 수용액 내에서 석출된 텅스텐산에 대한 용해제로 작용할 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이, 산성용액이 투입됨에 따라 수용액의 pH가 일정값 이하로 낮아지면 비수용성의 텅스텐산이 침전되기 시작하는데, 이때, 과산화수소는 석출된 텅스텐산을 용해시켜줌으로써, 후술하는 바와 같이 원하는 형상으로 텅스텐산 입자가 형성될 수 있도록 한다. 한편, 불산 또한 소듐 텅스테이트 수용액 내에서 석출되는 텅스텐산을 용해시킬 수 있으므로, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 제2 첨가제로서 불산이 첨가될 수 있다. Hydrogen peroxide can act as a solubilizer for tungstic acid precipitated in aqueous solution. As described above, when the pH of the aqueous solution becomes lower than a certain value as the acidic solution is introduced, the water-insoluble tungstic acid begins to precipitate. At this time, the hydrogen peroxide dissolves the precipitated tungstic acid, So that tungstic acid particles can be formed. On the other hand, hydrofluoric acid can also dissolve tungstic acid precipitated in an aqueous solution of sodium tungstate, and therefore, according to another embodiment of the present invention, hydrofluoric acid may be added as a second additive.

과산화수소는 소듐 텅스테이트 수용액 100ml당 1~10ml 첨가될 수 있다. 소듐 텅스테이트 수용액 100ml당 과산화수소가 1ml 미만으로 첨가되는 경우에는 용해되지 않는 텅스텐산이 존재하여 불규칙한 입자 형성의 원인이 될 수 있다. 10ml 초과하여 첨가되는 경우에는 용해 후 다시 텅스텐산이 생성되는 시간이 오래 걸리고 많은 과산화수소수 투입은 pH를 상승시킬 수 있어 pH를 낮추기 위해 산성용액을 추가로 투입해야 하는 상황을 초래할 수 있다. 이는 효율성이 떨어진다. 따라서, 과산화수소는 소듐 텅스테이트 수용액 100ml당 1~10ml 범위로 첨가되는 것이 바람직하다. Hydrogen peroxide may be added in an amount of 1 to 10 ml per 100 ml of aqueous sodium tungstate solution. When hydrogen peroxide is added in an amount of less than 1 ml per 100 ml of the sodium tungstate aqueous solution, undissolved tungstic acid is present, which may cause irregular particle formation. If it is added in an amount exceeding 10 ml, it takes a long time to produce tungstic acid again after dissolution, and a large amount of hydrogen peroxide may increase the pH, which may result in an additional acid solution to lower the pH. This is inefficient. Therefore, hydrogen peroxide is preferably added in the range of 1 to 10 ml per 100 ml of aqueous solution of sodium tungstate.

위와 같이, 제1 첨가제, 치환제 및 제2 첨가제가 각각 투입된 소듐 텅스테이트 수용액을 가열 및 교반한다(S128). As described above, the sodium tungstate aqueous solution into which the first additive, the substituent and the second additive are respectively added is heated and stirred (S128).

이때, 가열 및 교반은 30~75℃의 온도 범위에서 1~6시간 동안 60~200rpm의 속도로 진행될 수 있다. 가열 온도가 30℃ 미만인 경우에는 석출되는 시간이 길어지며 균일한 입자 형성을 기대하기 어렵고, 가열 온도가 75℃ 초과인 경우에는 미세 분말이 형성되어 후 공정을 어렵게 한다. 가열 및 교반이 1시간 미만으로 진행되는 경우에는 석출되는 반응 시간에 미치지 못하여 결정 형성이 되지 않을 수 있고, 6시간 초과로 진행되는 경우에는 이미 모든 반응이 끝난 상태이기 때문에 6시간 초과 반응 시간에 대해서는 의미가 없다. 그리고, 교반 속도가 60rpm 미만인 경우에는 입자의 뭉침 현상이 발생할 수 있으며 생산 공정 적용이 어렵고, 200rpm 초과인 경우에는 미세분말 형성에 영향을 미치고, 입자의 균일성을 보장하기 어렵다. 따라서, 가열 및 교반은 30~75℃의 온도 범위에서 1~6시간 동안 60~200rpm의 속도로 진행되는 것이 바람직하다. At this time, heating and stirring may be carried out at a temperature of 30 to 75 ° C at a rate of 60 to 200 rpm for 1 to 6 hours. If the heating temperature is lower than 30 ° C, the time for precipitation becomes long and it is difficult to expect uniform particle formation. When the heating temperature is higher than 75 ° C, fine powder is formed to make post-processing difficult. When the heating and stirring proceed to less than 1 hour, the reaction does not reach the precipitation reaction time and crystals may not be formed. When the reaction proceeds over 6 hours, all the reactions have already been completed. Therefore, There is no meaning. If the agitation speed is less than 60 rpm, the agglomeration of the particles may occur and it is difficult to apply the production process. When the agitation speed is more than 200 rpm, it affects the fine powder formation and it is difficult to ensure the uniformity of the particles. Therefore, it is preferable that heating and stirring are carried out at a temperature of 30 to 75 DEG C for 1 to 6 hours at a rate of 60 to 200 rpm.

단계(S128)가 진행됨에 따라, 하나씩 떨어져 있는 포도송이 모양의 결정화된 텅스텐산 입자가 생성된다.  As the step S128 progresses, grape clusters of crystallized tungstic acid particles are generated one by one apart.

이렇게 생성된 텅스텐산 입자는 기존의 일반적인 습식 공정을 적용하여 제조한 입자와는 달리, 각각 일정 크기 이상으로 형성된 입자들이 정형성을 가짐으로써 깨짐 현상이 개선되어, 후속하는 여과 및 수세 단계에서 처리가 용이하여, 기존의 APT 제조 공정 없이도 텅스텐산화합물을 제조할 수 있도록 한다. The tungstic acid particles thus formed are different from the particles prepared by the conventional wet process, and the particles formed at a predetermined size or more are formed, and the cracking phenomenon is improved, so that the treatment at the subsequent filtration and washing step So that the tungstate compound can be produced without the conventional APT production process.

석출되는 텅스텐산 입자의 크기와 형상을 제어하기 위하여, 소듐 텅스테이트 수용액 내에 첨가된 첨가제들의 역할을 보다 상세히 살펴본다. 다음과 같이 수용액 내에서 과산화수소는 용해 및 응집 역할을, 암모늄화합물은 분산 역할을 한다. In order to control the size and shape of the precipitated tungstic acid particles, the role of the additives added in the aqueous solution of sodium tungstate will be examined in more detail. In the aqueous solution, as shown below, hydrogen peroxide acts as a solubilization and agglomeration, and the ammonium compound acts as a dispersing agent.

산성용액에 의해 소듐 텅스테이트 수용액의 pH가 일정값에 도달하면 수용액 내에 비수용성의 텅스텐산이 석출되기 시작한다. 이때, 과산화수소를 투입하여 비수용성의 텅스텐산을 용해시켜준다. 앞서 언급한 바와 같이, 과산화수소 대신에 불산이 사용될 수도 있다. When the pH of the sodium tungstate aqueous solution reaches a predetermined value by the acidic solution, water-insoluble tungstic acid begins to precipitate in the aqueous solution. At this time, hydrogen peroxide is added to dissolve the water-insoluble tungstic acid. As mentioned above, hydrofluoric acid may be used instead of hydrogen peroxide.

그리고, 수용액에 대한 가열 및 교반이 일정 조건에서 수행되고 시간이 지남에 따라 텅스텐산이 다시 석출되기 시작하는데, 이는 높은 pH값(일례로, pH14)을 갖는 소듐텅스테이트 용액에서 텅스텐산이 석출되는 낮은 pH값(일례로, pH1)이 될 때까지 불규칙하게 생성된 텅스텐산을 동일한 pH 구간을 포함하는, 여러 동일한 조건에서 용해시켜 재 석출 단계를 거치게 되는 것으로, 이는 규칙적이고 정형성을 갖는 입자 형성을 위한 재결정 과정이라 볼 수 있다.Then, the heating and stirring for the aqueous solution are performed under a predetermined condition, and tungstic acid starts to precipitate again over time. This is because a low pH (for example, pH 14) in which tungstic acid precipitates in a sodium tungstate solution having a high pH value Tungstic acid which is irregularly generated until a value (for example, pH 1) is dissolved in several identical conditions, including the same pH period, to undergo a re-precipitation step, It can be seen as a recrystallization process.

한편, 텅스텐산이 석출될 때에는 수용액 내에 용해되어 있던 암모늄화합물이 분산제로서 작용하므로, 텅스텐산 분말들은 서로 과도하게 응집되지 않도록 분산된 상태로 석출된다. On the other hand, when the tungstic acid is precipitated, the ammonium compound dissolved in the aqueous solution acts as a dispersant, so that the tungstic acid powders precipitate in a dispersed state so as not to be excessively aggregated with each other.

즉, 과산화수소에 의해 텅스텐산 분말이 용해되고 재결정 과정을 거치면서 텅스텐산 분말들은 서로 응집하여 일정 크기 이상의 입자들을 이룰 수 있는 상태가 되고(과산화수소의 용해 및 응집 역할), 동시에, 일정 크기 이상으로 형성된 텅스텐산 입자들은 암모늄화합물의 계면 활성 효과에 의해 서로 응집되지 않도록 분산됨에 따라(암모늄화합물의 분산 역할), 입자들은 더 이상 응집되지 않고 그 형상을 유지할 수 있다. That is, the tungstic acid powder is dissolved by the hydrogen peroxide and undergoes the recrystallization process, so that the tungstic acid powders coalesce with each other to become particles capable of forming particles having a predetermined size (dissolution and coagulation of hydrogen peroxide) As the tungstic acid particles are dispersed so as not to coalesce with each other due to the surfactant effect of the ammonium compound (the dispersion of the ammonium compound), the particles can retain their shape without further agglomeration.

만약, 암모늄화합물이 첨가되지 않은 경우라면, 과산화수소에 의해 일정 크기로 형성된 텅스텐산 입자들은 그 형상을 더 유지하지 못하고 부분적으로 서로 계속 뭉쳐져, 가로나 세로로 불규칙하게 뻗은 무정형의 새로운 입자들로 변형될 것이다. 이러한 무정형의 입자들은 후속 단계인 반복적인 수세 과정에서 외부 충격에 취약하다. If the ammonium compound is not added, the tungstic acid particles formed to a certain size by the hydrogen peroxide do not maintain their shape but continue to be partially united and deformed into amorphous new particles that extend horizontally or vertically. will be. These amorphous particles are susceptible to external shocks in the subsequent step of repetitive flushing.

반대로, 과산화수소가 첨가되지 않은 경우라면, 소듐 텅스테이트 수용액으로부터 석출되는 텅스텐산 분말들은 용해될 수 없고 모두 뭉쳐져 하나의 큰 덩어리를 형성하게 될 것이다. Conversely, if hydrogen peroxide is not added, the tungstic acid powders precipitated from the aqueous sodium tungstate solution will not dissolve and will all aggregate to form one large lump.

요컨대, 소듐 텅스테이트 수용액 내에서 과산화수소의 용해 및 응집 역할과 암모늄화합물의 분산 역할은 상호보완적으로 작용함으로써, 석출되는 텅스텐산 분말이 하나씩 떨어져 있는 포도송이 모양의 정형성을 갖는 텅스텐산 입자를 형성할 수 있도록 한다. In other words, the dissolution and coagulation of hydrogen peroxide in the aqueous solution of sodium tungstate and the dispersing role of the ammonium compound complement each other, so that the tungstic acid powder precipitated forms tungstic acid particles having grape clusters .

소듐 텅스테이트 수용액에 치환제인 산성용액이 투입됨에 따라 수용액의 pH가 일정값(예를 들어, pH 1 이하)에 도달하면, 소듐 텅스테이트 수용액으로부터 텅스텐산이 석출되기 시작하며, 이때 석출되는 텅스텐산 분말은 무정형적으로 서로 응집하는 경향을 갖고 있다(도 4 참조). When the pH of the aqueous solution reaches a predetermined value (for example, pH 1 or less) as the acidic solution as the substituent is added to the aqueous solution of sodium tungstate, tungstic acid begins to precipitate from the aqueous solution of sodium tungstate, Have amorphous tendency to coalesce with each other (see Fig. 4).

도 4는 암모늄화합물과 과산화수소 없이, 기존의 습식공정에 따라 제조된 텅스텐산 입자들에 대한 확대도를 위치별로 도시한다. 도 4a, 도 4c 및 도 4d에는 x5000 배율이, 도 4b에는 x4500 배율이 적용되었다. 도 4에 도시된 바와 같이, 텅스텐산 분말이 모여 이루는 입자들의 크기는, 어떤 것은 가로로 길고, 다른 어떤 것은 세로로 긴, 무정형하고 불규칙하다. 이는 후속하는 반복적인 여과 및 수세 단계에서 쉽게 잘게 깨짐으로써 후속 처리를 어렵게 할 수 있다. Figure 4 shows, by position, an enlargement of the tungstic acid particles produced according to the conventional wet process without the ammonium compound and hydrogen peroxide. Figs. 4A, 4C and 4D show x5000 magnification and Fig. 4B x4500 magnification. As shown in Fig. 4, the size of the particles formed by gathering the tungstic acid powder is long, some are long, and others are amorphous and irregular. This can easily break up in subsequent iterative filtration and washing steps, making subsequent processing difficult.

그러나, 소듐 텅스테이트 수용액에 암모늄화합물과 과산화수소가 첨가된 경우에는, 소듐 텅스테이트 수용액으로부터 석출되는 텅스텐산 분말이 과산화수소에 의해 용해 및 응집되고 암모늄화합물에 의해 분산됨으로써, 석출되는 텅스텐산 분말이 대체로 고르게 뭉쳐지고 분산되어 정형성을 갖는 입자들이 형성될 수 있다(도 5 참조). However, when the ammonium compound and the hydrogen peroxide are added to the sodium tungstate aqueous solution, the tungstic acid powder precipitated from the sodium tungstate aqueous solution is dissolved and coagulated by the hydrogen peroxide and is dispersed by the ammonium compound so that the precipitated tungstic acid powder is substantially uniform The particles may be aggregated and dispersed to form particles having an affinity (see FIG. 5).

도 5는 본 발명의 실시예에 따라 제조된 텅스텐산 입자들에 대한 확대도를 위치별로 도시한다. 도 5a에는 x1000 배율이, 도 5b에는 x500 배율이 적용되었다. 도 5에 도시된 바와 같이, 텅스텐산염 수용액 내에서 과산화수소와 암모늄화합물의 상호보완작용에 의해 하나씩 떨어져 있는 포도송이 모양의 정형성을 갖는 텅스텐산 입자가 형성된다. 이러한 형상의 텅스텐산 입자는 후속 단계에서 반복 수세에 따른 깨짐 현상이 개선되어 여과 및 수세를 용이하게 함으로써, APT 제조 공정 없이 바로, 텅스텐산화물을 제조할 수 있도록 한다. FIG. 5 is an enlarged view of the tungstic acid particles prepared according to an embodiment of the present invention. 5A shows an x1000 magnification and FIG. 5B shows an x500 magnification. As shown in FIG. 5, tungstic acid particles having a grape clustering shape, which are separated one by one from each other by the complementary action of hydrogen peroxide and ammonium compounds, are formed in aqueous solution of tungstate. The tungstic acid particles having such a shape improve the cracking due to repetitive flushing at the subsequent stage, which facilitates filtration and washing, thereby making it possible to produce tungsten oxide directly without an APT production process.

계속하여, 상술한 단계들(S122 내지 S128)를 통해 얻어진 텅스텐산을 이용하여 텅스텐산화물을 제조하는 단계를 살펴본다. Next, the step of producing tungsten oxide using the tungstic acid obtained through the above-described steps S122 to S128 will be described.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 텅스텐산화물을 획득하는 단계(S130)를 보다 상세하게 시간의 흐름에 따라 도시하는 순서도이다. FIG. 6 is a flowchart showing the step of acquiring tungsten oxide (S130) according to an embodiment of the present invention in more detail according to time.

도 6에 도시된 바와 같이, 단계(S130)는, 가열 및 교반된 수용액을 여과 및 수세하여 수분을 함유한 결정 형태의 텅스텐산 입자들을 얻는 단계(S132), 텅스텐산 입자들을 건조시켜 수분을 제거하는 단계(S134), 및 건조된 텅스텐산 입자들을 하소하는 단계(S136)를 포함할 수 있다. As shown in FIG. 6, step S130 includes a step (S132) of obtaining tungstic acid particles in a crystalline form containing water by filtering and washing the heated and stirred aqueous solution, drying the tungstic acid particles to remove water (S134), and calcining the dried tungstic acid particles (S136).

먼저, 단계(S132)에서는 단계(S128)까지 마친 용액을 여과장치에 여과하고, 산 세정과 증류수 세정을 반복한다. First, in step S132, the solution that has been treated until step S128 is filtered through a filtration apparatus, and acid washing and distilled water washing are repeated.

단계(S132)를 통하여, 수분을 함유한 결정 형태의 텅스텐산 입자들을 얻을 수 있다. Through step (S132), tungstic acid particles in crystalline form containing water can be obtained.

본 발명의 실시예에 따른 텅스텐산 입자는 반복 수세에 따른 분말의 깨짐 현상이 개선되어 원활하게 반복 수세 처리가 가능하다. The tungstic acid particles according to the embodiment of the present invention are improved in cracking of the powder due to repetitive washing and can be repeatedly washed with water smoothly.

여과를 위해, 여과지가 사용될 수 있고, 유효한 텅스텐산 입자의 크기를 고려하여 여과지의 홀크기가 결정될 수 있다. 본 발명의 실시예에 따라 얻어지는 텅스텐산 입자의 크기는 대략 10㎛ 이상의 크기를 가질 수 있으므로, 홀크기 10㎛ 이하를 갖는 여과지를 선택적으로 사용할 수 있다. For filtration, filter paper can be used, and the hole size of the filter paper can be determined in consideration of the size of the effective tungstic acid particles. The size of the tungstic acid particles obtained according to the embodiment of the present invention may have a size of about 10 mu m or more, so that a filter paper having a hole size of 10 mu m or less can be selectively used.

산 세정에 사용되는 산 용액은 단계(S124)에서 사용한 치환제 용액과 동일한 것을 사용할 수 있다. 이는 공정 효율 측면에서 유리하다. 예를 들어, 염산(HCl), 질산(HNO3), 황산(H2SO4) 중 적어도 하나가 이용될 수 있다. The acid solution used for pickling can be the same as the substituent solution used in step S124. This is advantageous in terms of process efficiency. For example, hydrochloric acid (HCl), nitric acid (HNO 3), at least one of sulfuric acid (H 2 SO 4) may be used.

산 세정에 사용되는 산 용액의 농도는 1~10%일 수 있다. 산 용액의 농도가 1% 미만인 경우에는 불순물 제거 효과가 떨어지고, 10%를 초과하는 경우에는 증류수 세정 과정에서 세정수 증가의 원인이 되므로, 1~10% 범위 내에서 산 용액의 농도가 선택되는 것이 바람직하다. The concentration of the acid solution used for the acid cleaning may be 1 to 10%. If the concentration of the acid solution is less than 1%, the effect of removing impurities deteriorates. If the concentration of the acid solution exceeds 10%, the concentration of the acid solution is selected within the range of 1 to 10% desirable.

산 세정과 증류수 세정은 2회 이상으로 반복적으로 실시될 수 있다. 산 세정과 증류수 세정 횟수가 5회를 초과하는 경우에는 증류수 사용량이 증가하여 생산비용이 상승하고, 분말 깨짐 현상의 가능성이 높아지므로, 5회를 넘지 않는 것이 바람직하다. Acid cleansing and distilled water cleansing can be carried out repeatedly two or more times. When the number of times of acid washing and distilled water washing is more than 5 times, the amount of distilled water used increases, so that the production cost rises and the possibility of powder cracking increases. Therefore, it is preferable not to exceed 5 times.

이렇게 수세를 끝낸 텅스텐산 분말을 건조기에서 건조시켜 수분을 제거한다(S134). The thus washed tungstic acid powder is dried in a dryer to remove water (S134).

단계(S134)를 통하여, 텅스텐산 입자에 함유되어 있던 수분이 제거된다. Through step S134, the moisture contained in the tungstic acid particles is removed.

이때 건조 온도는 60~100℃가 적절하다. 건조 온도가 60℃ 미만인 경우에는 건조 시간이 오래 걸려 건조 효율이 떨어지고, 100℃를 초과하는 경우에는 분말간에 뭉침현상이 발생할 수 있어 불리하므로, 건조 온도는 60~100℃ 범위에서 선택되는 것이 적절하다. The drying temperature is preferably 60 to 100 ° C. When the drying temperature is lower than 60 ° C, the drying time is long and the drying efficiency is lowered. When the drying temperature is higher than 100 ° C, it is disadvantageous that agglomeration may occur between the powders. .

다음으로, 단계(S134)에서 얻어진 텅스텐산 입자를 하소한다(S136). Next, the tungstic acid particles obtained in the step S134 are calcined (S136).

단계(S136)을 통하여, 텅스텐산화물(예를 들어, WO3)이 최종적으로 획득된다. Through the step (S136), tungsten oxide (for example, WO 3) is finally obtained.

하소 처리를 위해, 대기 또는 진공 분위기에서 하소로를 사용할 수 있다. For the calcination treatment, a calcination furnace can be used in an atmospheric or vacuum atmosphere.

하소 온도는 400~1000℃, 하소 시간은 1~6hr이 적절하다. 하소 온도가 400℃ 미만이거나, 하소 시간이 1hr 미만인 경우에는 텅스텐산에서 산화텅스텐으로 결정구조 변화가 잘 이루어 지지 않고, 하소 온도가 1000℃ 초과이거나, 하소 시간이 6hr 초과인 경우에는 분말이 딱딱하게 굳어 후 공정에 문제가 있으므로, 하소 온도는 400~1000℃ 범위에서 선택되고, 하소 시간은 1~6hr 범위 내에서 선택되는 것이 바람직하다. The calcination temperature is 400 to 1000 占 폚, and the calcination time is 1 to 6 hours. When the calcination temperature is less than 400 ° C or the calcination time is less than 1 hour, the crystal structure is not well changed from tungstic acid to tungsten oxide. If the calcination temperature is more than 1000 ° C or the calcination time is more than 6hr, The calcination temperature is selected in the range of 400 to 1000 占 폚, and the calcination time is preferably selected within the range of 1 to 6 hours.

상술한 단계들을 통하여 텅스텐산화물을 획득할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, 여과 및 수세 과정을 포함하는 후처리시 핸들링이 용이한 텅스텐산을 얻을 수 있는 바, APT 제조 공정 없이도 텅스텐산화물을 제조할 수 있다. The tungsten oxide can be obtained through the steps described above. According to the embodiment of the present invention, tungstic acid which can be easily handled in post treatment including filtration and washing can be obtained, and tungsten oxide can be produced without APT production process.

이하 위 단계들을 적용한 실시예를 비교예와 함께 살펴본다. Hereinafter, embodiments in which the above steps are applied will be described together with comparative examples.

<실시예 1>&Lt; Example 1 >

적절한 크기로 만들어진 텅스텐 원료 분말에 탄산나트륨을 무게 비율 1:0.6으로 혼합하고 용기에 담아 박스형 전기로에 장입 후 대기분위기 800℃에서 6시간 동안 고온 용융시켰다. 그리고, 용융물을 상온 냉각 후 물에 담아 텅스텐만 녹여낸 후 여과하여 소듐 텅스테이트(Na2WO4) 수용액을 제조하였다.Sodium carbonate was mixed at a weight ratio of 1: 0.6 in a suitable amount of tungsten raw material powder, charged into a box-type electric furnace, and then hot-melted at 800 ° C for 6 hours in an air atmosphere. Then, the molten material was cooled at room temperature, dissolved in tungsten only in water, and filtered to prepare an aqueous solution of sodium tungstate (Na 2 WO 4 ).

제조된 소듐 텅스테이트 수용액(비중 1.14) 300ml에 염화암모늄(NH4Cl) 10g을 넣고 교반하여 용해시킨 후, 염산(HCl, 35%) 90ml와 과산화수소수(H2O2, 35%) 30ml를 각각 넣어 40~45℃를 유지하고, 약 100rpm의 교반속도를 유지하면서 약 5시간 동안 반응시키고, 텅스텐산(H2WO4)을 석출시켰다.10 g of ammonium chloride (NH 4 Cl) was added to 300 ml of the aqueous sodium tungstate solution (specific gravity 1.14) prepared above and dissolved by stirring. Then, 90 ml of hydrochloric acid (HCl, 35%) and 30 ml of aqueous hydrogen peroxide (H 2 O 2 , 35% And the reaction was carried out for about 5 hours while maintaining the stirring speed at about 100 rpm to precipitate tungstic acid (H 2 WO 4 ).

이후, 텅스텐산과 용액을 분리시키기 위해 여과 장치에 여과지를 깔고 여과시켰다. 산 세정 용액(HCl, 3.5%)을 만들어 2회 수세 후 증류수로 3회 수세 한 후 85℃가 유지되는 건조기에 건조시켰다. 건조된 텅스텐산 분말을 튜브로에 장입하여 공기를 흘리면서 약 500℃에서 4시간 동안 유지시켜 하소 시킨 후 상온 냉각하고 텅스텐산화물(WO3) 분말을 얻을 수 있었다.Then, filter paper was put on a filtration apparatus to separate the tungstic acid and the solution, and the filtration was performed. An acid cleaning solution (HCl, 3.5%) was prepared, rinsed twice, rinsed three times with distilled water, and dried in a dryer maintained at 85 ° C. The dried tungstic acid powder was charged into a tube furnace and maintained at about 500 ° C. for 4 hours while flowing air, followed by cooling at room temperature to obtain tungsten oxide (WO 3 ) powder.

<실시예 2>&Lt; Example 2 >

실시예 1과 동일한 방법으로 소듐 텅스테이트 수용액을 제조하였다.An aqueous solution of sodium tungstate was prepared in the same manner as in Example 1.

제조된 소듐 텅스테이트 수용액(비중 1.14) 300ml에 염화암모늄 10g을 넣고 교반하여 용해시킨 후 질산(HNO3, 60%) 90ml와 과산화수소수(H2O2, 35%) 30ml를 각각 넣어 40~45℃를 유지하고, 약 100rpm의 교반속도를 유지하면서 약 5시간 반응시키고, 텅스텐산을 석출시켰다.After adding 10 g of ammonium chloride to 300 ml of the aqueous sodium tungstate solution (specific gravity 1.14), 90 ml of nitric acid (HNO 3 , 60%) and 30 ml of hydrogen peroxide solution (H 2 O 2 , 35% Deg.] C and reacted for about 5 hours while maintaining a stirring speed of about 100 rpm to precipitate tungstic acid.

석출된 텅스텐산을 실시예 1과 동일한 방법으로 여과, 수세, 건조 및 하소 과정을 수행하였다.The precipitated tungstic acid was filtrated, washed, dried and calcined in the same manner as in Example 1.

<실시예 3>&Lt; Example 3 >

실시예 1과 동일한 방법으로 소듐 텅스테이트 수용액을 제조하였다.An aqueous solution of sodium tungstate was prepared in the same manner as in Example 1.

제조된 소듐 텅스테이트 수용액(비중 1.14) 300ml에 염화암모늄 10g을 넣고 교반하여 용해시킨 후 황산(H2SO4, 99%) 90ml와 과산화수소수(H2O2, 35%) 30ml를 각각 넣어 40~45℃를 유지하고, 약 100rpm의 교반속도를 유지하면서 약 5시간 반응시키고, 텅스텐산을 석출시켰다.After adding 10 g of ammonium chloride to 300 ml of the aqueous sodium tungstate solution (specific gravity 1.14), 90 ml of sulfuric acid (H 2 SO 4 , 99%) and 30 ml of hydrogen peroxide solution (H 2 O 2 , 35% The reaction was continued for about 5 hours while keeping the stirring speed at about 100 rpm, and tungstic acid was precipitated.

석출된 텅스텐산을 실시예 1과 동일한 방법으로 여과, 수세, 건조 및 하소 과정을 수행하였다.The precipitated tungstic acid was filtrated, washed, dried and calcined in the same manner as in Example 1.

위 실시예 1 내지 3에 대해, 분산제와 용해제 모두를 첨가하지 않은 비교예 1, 용해제를 첨가하지 않은 비교예 2, 및 분산제를 첨가하지 않은 비교예 3을 대조군으로 설정하고, 그 결과를 다음과 같이 표로 나타내었다. Comparative Example 1 in which neither a dispersant nor a solubilizer was added, Comparative Example 2 in which no solubilizer was added, and Comparative Example 3 in which no dispersant was added were set as a control group for the above Examples 1 to 3, As shown in the table.

구분division 실험 조건Experimental conditions 실험 결과Experiment result 치환제Substituent 분산제Dispersant 용해제Solvent Na2WO4 비중Na 2 WO 4 Specific gravity 가열 온도(℃)Heating temperature (℃) 가열 시간(hr)Heating time (hr) 교반 속도 (rpm)Stirring speed (rpm) 크기(㎛)Size (㎛) 포도송이 형상Grape cluster shape 비교예 1Comparative Example 1 HClHCl XX XX 1.141.14 40~4540 to 45 55 100100 측정불가Not measurable XX 비교예 2Comparative Example 2 HClHCl NH4ClNH 4 Cl XX 1.141.14 40~4540 to 45 55 100100 측정불가Not measurable XX 비교예 3Comparative Example 3 HClHCl XX H2O2 H 2 O 2 1.141.14 40~4540 to 45 55 100100 측정불가Not measurable XX 실험예 1Experimental Example 1 HClHCl NH4ClNH 4 Cl H2O2 H 2 O 2 1.141.14 40~4540 to 45 55 100100 10~3010 to 30 OO 실험예 2Experimental Example 2 HNO3 HNO 3 NH4ClNH 4 Cl H2O2 H 2 O 2 1.141.14 40~4540 to 45 55 100100 10~3010 to 30 OO 실험예 3Experimental Example 3 H2SO4 H 2 SO 4 NH4ClNH 4 Cl H2O2 H 2 O 2 1.141.14 40~4540 to 45 55 100100 10~3010 to 30 OO

위 표 1로부터 확인할 수 있는 바와 같이, 분산제 및 용해제 중 적어도 하나를 넣지 않을 경우(비교예 1 내지 3), 텅스텐산 입자가 불규칙한 무정형의 상태가 되어 결정 구조를 분석할 수 없었고, 입자 모양 분석 및 크기 분석이 불가능하였다. As can be seen from the above Table 1, when at least one of the dispersing agent and the solubilizer was not added (Comparative Examples 1 to 3), the tungstic acid particles became irregular and amorphous and the crystal structure could not be analyzed. Size analysis was impossible.

이에 비해, 암모늄이온을 포함하는 분산제와 과산화수소를 포함하는 용해제가 모두 첨가된 경우(실험예 1 내지 3)에는, 하나씩 떨어져 있는 포도송이 모양으로 뭉쳐진 텅스텐산 입자를 얻을 수 있었다. 치환제를 염산 대신에 질산 또는 황산을 사용하더라도 동일한 결과를 얻을 수 있었다. In contrast, in the case where both the dispersant containing ammonium ion and the solubilizer containing hydrogen peroxide were added (Experimental Examples 1 to 3), tungstic acid particles clustering in the form of grapevine clusters separated one by one were obtained. The same results were obtained even when nitric acid or sulfuric acid was used instead of hydrochloric acid as the substituent.

위 결과로부터, 치환제인 산성용액(염산, 질산, 또는 황산)의 종류에는 무관하게, 분산제와 용해제가 모두 첨가되는 경우에는 원하는 형상의 텅스텐산 입자를 얻을 수 있음을 확인할 수 있다. From the above results, it can be confirmed that tungstic acid particles having a desired shape can be obtained when both a dispersant and a solubilizing agent are added regardless of the kind of an acidic solution (hydrochloric acid, nitric acid, or sulfuric acid) as a substituent.

한편, 소듐 텅스테이트 수용액의 비중이 텅스텐산 입자 형성에 미치는 영향을 알아보기 위해, 그 비중을 변화시켜가며 실험하였다(비교예 4 내지 5). 소듐 텅스테이트 비중을 제외하고는, 실험예 2와 동일한 조건에서 실험하였다. On the other hand, in order to examine the effect of the specific gravity of the sodium tungstate aqueous solution on the formation of tungstic acid particles, the specific gravity was varied (Comparative Examples 4 to 5). Except for the specific gravity of sodium tungstate.

구분division 실험 조건Experimental conditions 실험 결과Experiment result 치환제Substituent 분산제Dispersant 용해제Solvent Na2WO4 비중Na 2 WO 4 Specific gravity 가열 온도(℃)Heating temperature (℃) 가열 시간(hr)Heating time (hr) 교반 속도 (rpm)Stirring speed (rpm) 크기(㎛)Size (㎛) 포도송이 형상Grape cluster shape 비교예 4Comparative Example 4 HNO3 HNO 3 NH4ClNH 4 Cl H2O2 H 2 O 2 1.051.05 40~4540 to 45 55 100100 1~101 to 10 OO 비교예 5Comparative Example 5 HNO3 HNO 3 NH4ClNH 4 Cl H2O2 H 2 O 2 1.251.25 40~4540 to 45 55 100100 20~5020 to 50 OO

위 표 2로부터, 소듐 텅스테이트 수용액의 비중이 낮을수록 작은 텅스텐산 입자가 형성되고, 그 비중이 높을수록 큰 텅스텐산 입자가 형성됨을 확인할 수 있었다. 어느 경우나 하나씩 떨어진 포도송이 형상의 텅스텐산 입자를 얻을 수는 있으나, 후속 단계인 여과 및 수세 단계에서 텅스텐산 입자의 핸들링을 보다 용이하게 하기 위한 관점에서, 10~30㎛ 크기의 텅스텐산 입자를 형성할 수 있는 소듐 텅스테이트 수용액의 적절한 비중이 선택될 수 있다. 일례로, 소듐 텅스테이트 수용액의 바람직한 비중은 1.05 초과, 1.25 미만일 수 있다. It can be seen from Table 2 that small tungstic acid particles are formed as the specific gravity of the aqueous solution of sodium tungstate is lower and larger tungstic acid particles are formed as the specific gravity is higher. In any case, grains of tungstic acid in the form of grapevine clusters that are separated one by one can be obtained. However, in order to facilitate handling of tungstic acid particles in the subsequent filtration and washing step, tungstic acid particles of 10 to 30 탆 in size The appropriate specific gravity of the aqueous sodium tungstate solution that can be formed can be selected. For example, the preferred specific gravity of the sodium tungstate aqueous solution may be greater than 1.05 and less than 1.25.

나아가, 소듐 텅스테이트 수용액을 가열 및 교반하는 단계(S128)가 텅스텐산 입자 형성에 미치는 영향을 알아보기 위해, 가열 온도, 가열시간과 교반 속도를 변화시켜가며 실험하였다(비교예 6 내지 10). Further, in order to examine the influence of the step (S128) of heating and stirring the sodium tungstate aqueous solution on the formation of tungstic acid particles, the heating temperature, the heating time and the stirring speed were varied (Comparative Examples 6 to 10).

구분division 실험 조건Experimental conditions 실험 결과Experiment result 치환제Substituent 분산제Dispersant 용해제Solvent Na2WO4 비중Na 2 WO 4 Specific gravity 가열 온도(℃)Heating temperature (℃) 가열 시간(hr)Heating time (hr) 교반 속도 (rpm)Stirring speed (rpm) 크기(㎛)Size (㎛) 포도송이 형상Grape cluster shape 비교예 6Comparative Example 6 HNO3 HNO 3 NH4ClNH 4 Cl H2O2 H 2 O 2 1.14 1.14 25 25 5 5 100 100 20~50 20 to 50 비교예 7Comparative Example 7 HNO3 HNO 3 NH4ClNH 4 Cl H2O2 H 2 O 2 1.14 1.14 80~90 80 ~ 90 5 5 100 100 1~10 1 to 10 O O 비교예 8Comparative Example 8 HNO3 HNO 3 NH4ClNH 4 Cl H2O2 H 2 O 2 1.14 1.14 40~45 40 to 45 10 10 100 100 10~30 10 to 30 O O 비교예 9Comparative Example 9 HNO3 HNO 3 NH4ClNH 4 Cl H2O2 H 2 O 2 1.14 1.14 40~45 40 to 45 5 5 X X 20~80 20 to 80 비교예 10Comparative Example 10 HNO3 HNO 3 NH4ClNH 4 Cl H2O2 H 2 O 2 1.14 1.14 40~45 40 to 45 5 5 250 250 1~20 1 to 20 O O

단계(S128)는 소듐 텅스테이트 수용액으로부터 텅스텐산이 잘 석출될 수 있도록 수용액을 가열 및 교반하는 단계에 해당한다. Step S128 corresponds to heating and stirring the aqueous solution so that tungstic acid can be precipitated from the sodium tungstate aqueous solution.

위 표 3으로부터, 단계(S128)의 가열 온도가 매우 낮은 비교예 6의 경우, 석출되는 입자의 크기는 커지지만, 원하는 포도송이 모양의 입자가 형성되기 어렵다는 것을 확인할 수 있었다. 반면, 단계(S128)의 가열 온도가 매우 높은 비교예 7의 경우, 석출되는 입자의 크기가 작아짐을 확인할 수 있고, 이는 후속 단계인 여과 및 수세를 어렵게 할 것으로 예상된다. 따라서, 단계(S128)의 가열 온도는 30~75℃ 범위에서 선택되는 것이 적절함을 확인할 수 있다. From Table 3, it can be seen that, in the case of Comparative Example 6 in which the heating temperature in Step S128 is very low, the size of the precipitated particles becomes large, but it is difficult to form grains having a desired grape shape. On the other hand, in the case of Comparative Example 7 in which the heating temperature in the step S128 is very high, it can be confirmed that the size of the precipitated particles is small, which is expected to make filtration and flushing as the subsequent steps difficult. Therefore, it can be confirmed that the heating temperature in step S128 is suitably selected in the range of 30 to 75 占 폚.

비교예 8은 단계(S128)의 가열 시간이 길더라도 원하는 포도송이 형상의 입자가 형성될 수 있음을 보여준다. 그리고, 가열 시간이 짧아질수록 회수율이 낮아질 것이므로, 적정 가열 시간이 선택될 수 있다. 일례로, 단계(S128)의 가열 시간은 1~6시간의 범위에서 선택될 수 있다. Comparative Example 8 shows that grains having a desired grape cluster shape can be formed even if the heating time in step S128 is long. Since the recovery rate will be lower as the heating time is shortened, the appropriate heating time can be selected. As an example, the heating time in step S128 can be selected in the range of 1 to 6 hours.

비교예 9는 단계(S128)의 교반 속도가 매우 낮은 경우, 석출되는 입자의 크기가 매우 커지고 불규칙한 형상을 가짐을 보여준다. 반면, 비교예 10은 단계(S128)의 교반 속도가 매우 높은 경우, 석출되는 입자의 크기가 작아짐을 보여준다. 미세한 입자 크기는 후속 단계인 여과 및 수세를 어렵게 할 것으로 예상된다. 따라서, 단계(S128)의 교반 속도는 60~200rpm 범위에서 선택되는 것이 바람직함을 확인할 수 있다. Comparative Example 9 shows that when the stirring speed in Step S128 is very low, the size of the precipitated particles becomes very large and has an irregular shape. On the other hand, Comparative Example 10 shows that when the stirring speed in Step S128 is very high, the size of the precipitated particles becomes small. The fine particle size is expected to make subsequent filtration and washing difficult. Therefore, it can be confirmed that the stirring speed in step S128 is preferably selected in the range of 60 to 200 rpm.

나아가, 제1 첨가제인 분산제의 종류 및 제2 첨가제인 용해제의 종류가 텅스텐산 입자 형성에 미치는 영향을 알아보기 위해, 암모늄화합물의 음이온 부분을 변경시켜가며(실험예 4 내지 12), 그리고, 과산화수소 대신 불산을 사용하여 실험하였다(실험예 13). 분산제 및 용해제를 제외한 나머지 실험 조건들은 모두 실험예 2와 동일하게 설정하였다. Further, in order to examine the influence of the kind of the dispersing agent as the first additive and the kind of the dissolving agent as the second additive on the formation of the tungstic acid particle, the anion portion of the ammonium compound was changed (Experimental Examples 4 to 12) Instead, experiments were conducted using hydrofluoric acid (Experimental Example 13). The experimental conditions except for the dispersing agent and the dissolving agent were all set as in Experimental Example 2.

구분division 실험 조건Experimental conditions 실험 결과Experiment result 치환제Substituent 분산제Dispersant 용해제Solvent Na2WO4 비중Na 2 WO 4 Specific gravity 가열 온도(℃)Heating temperature (℃) 가열 시간(hr)Heating time (hr) 교반 속도 (rpm)Stirring speed (rpm) 크기(㎛)Size (㎛) 포도송이 형상Grape cluster shape 실험예 4Experimental Example 4 HNO3 HNO 3 NH4NO3 NH 4 NO 3 H2O2 H 2 O 2 1.14 1.14 40~45 40 to 45 5 5 100 100 10~30 10 to 30 O O 실험예 5Experimental Example 5 HNO3 HNO 3 (NH4)2CO3 (NH 4) 2 CO 3 H2O2 H 2 O 2 1.14 1.14 40~45 40 to 45 5 5 100 100 10~30 10 to 30 O O 실험예 6Experimental Example 6 HNO3 HNO 3 NH4HCO3 NH 4 HCO 3 H2O2 H 2 O 2 1.14 1.14 40~45 40 to 45 5 5 100 100 10~30 10 to 30 O O 실험예 7Experimental Example 7 HNO3 HNO 3 (NH4)2SO4 (NH 4) 2 SO 4 H2O2 H 2 O 2 1.14 1.14 40~45 40 to 45 5 5 100 100 10~30 10 to 30 O O 실험예 8Experimental Example 8 HNO3 HNO 3 NH4FNH 4 F H2O2 H 2 O 2 1.14 1.14 40~45 40 to 45 5 5 100 100 10~30 10 to 30 O O 실험예 9Experimental Example 9 HNO3 HNO 3 (NH4)2C2O4 (NH 4) 2 C 2 O 4 H2O2 H 2 O 2 1.14 1.14 40~45 40 to 45 5 5 100 100 10~30 10 to 30 O O 실험예 10Experimental Example 10 HNO3 HNO 3 NH4CH3CO2 NH 4 CH 3 CO 2 H2O2 H 2 O 2 1.14 1.14 40~45 40 to 45 5 5 100 100 10~30 10 to 30 O O 실험예 11Experimental Example 11 HNO3 HNO 3 (NH4)H2PO4 (NH 4) H 2 PO 4 H2O2 H 2 O 2 1.14 1.14 40~45 40 to 45 5 5 100 100 10~30 10 to 30 O O 실험예 12Experimental Example 12 HNO3 HNO 3 (NH4)2HPO4 (NH 4) 2 HPO 4 H2O2 H 2 O 2 1.14 1.14 40~45 40 to 45 5 5 100 100 10~30 10 to 30 O O 실험예 13Experimental Example 13 HNO3 HNO 3 NH4ClNH 4 Cl HF HF 1.14 1.14 40~45 40 to 45 5 5 100 100 10~30 10 to 30 O O

위 표 4로부터, 암모늄이온을 포함하는 분산제는, 실험예 4의 질산암모늄(NH4NO3), 실험예 5의 탄산암모늄((NH4)2CO3), 실험예 6의 중탄산암모늄(NH4HCO3), 실험예 7의 황산암모늄((NH4)2SO4), 실험예 8의 불화암모늄(NH4F), 실험예 9의 옥살산암모늄((NH4)2C2O4), 실험예 10의 아세트산암모늄(NH4CH3CO2), 실험예 11의 인산일암모늄(NH4H2PO4), 실험예 12의 인산이암모늄((NH4)2HPO4) 중 어느 것을 사용하더라도 원하는 형상의 텅스텐산 입자를 얻을 수 있음을 확인할 수 있다. From the above Table 4, it can be seen that the dispersant containing ammonium ions is composed of ammonium nitrate (NH 4 NO 3 ) of Experimental Example 4, ammonium carbonate ((NH 4 ) 2 CO 3 ) of Experimental Example 5, ammonium bicarbonate 4 HCO 3), example 7 of ammonium sulfate ((NH 4) 2 SO 4 ), ammonium fluoride in experimental example 8 (NH 4 F), of oxalic acid in experimental example 9 ammonium ((NH 4) 2 C 2 O 4) (NH 4 CH 3 CO 2 ) of Experimental Example 10, ammonium monophosphate (NH 4 H 2 PO 4 ) of Experimental Example 11, and ammonium phosphate ((NH 4 ) 2 HPO 4 of Experimental Example 12) It is possible to obtain tungstic acid particles having a desired shape.

또한, 용해제로서, 과산화수소 대신에 불산을 사용한 실험예 13의 경우에도, 원하는 형상의 텅스텐산 입자를 동일하게 얻을 수 있음을 보여준다. It is also shown that tungstic acid particles having a desired shape can be obtained in the same manner as in Experimental Example 13 using hydrofluoric acid instead of hydrogen peroxide as the solubilizer.

본 발명의 실시예에 따르면, 각각 일정 크기 이상으로 형성된 텅스텐산 입자들이 정형성을 가짐으로써 깨짐 현상이 개선되어, 후속하는 여과 및 수세 단계에서 처리가 용이하여, 기존의 APT 제조 공정 없이도 텅스텐산화합물을 저비용으로 제조할 수 있도록 한다. According to the embodiment of the present invention, the tungstic acid particles each having a predetermined size or more are formed, and the cracking phenomenon is improved, so that the treatment is easy in the subsequent filtration and washing steps, and the tungstate compound Can be manufactured at low cost.

이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.As described above, the present invention has been described with reference to particular embodiments, such as specific elements, and specific embodiments and drawings. However, it should be understood that the present invention is not limited to the above- And various modifications and changes may be made thereto by those skilled in the art to which the present invention pertains. Accordingly, the spirit of the present invention should not be construed as being limited to the embodiments described, and all of the equivalents or equivalents of the claims, as well as the following claims, belong to the scope of the present invention .

Claims (16)

텅스텐산염 수용액에 산성용액을 투입하여 텅스텐산을 석출시키는 단계; 및
상기 텅스텐산으로부터 텅스텐산화물을 획득하는 단계;를 포함하되,
상기 석출시키는 단계는, 암모늄화합물을 포함하는 제1 첨가제와, 과산화수소 및 불산 중 적어도 하나를 포함하는 제2 첨가제를 사용하고,
상기 석출시키는 단계는,
상기 산성용액을 투입하기 이전에, 상기 수용액에 상기 제1 첨가제를 첨가하는 단계와,
상기 산성용액을 투입한 이후에, 상기 수용액에 상기 제2 첨가제를 첨가하는 단계를 포함하는 텅스텐산화물 제조 방법.
Introducing an acid solution into the tungstate aqueous solution to precipitate tungstic acid; And
And obtaining tungsten oxide from the tungstic acid,
Wherein the precipitation step comprises using a first additive comprising an ammonium compound and a second additive comprising at least one of hydrogen peroxide and hydrofluoric acid,
Wherein the step of precipitating comprises:
Adding the first additive to the aqueous solution before adding the acidic solution,
And adding the second additive to the aqueous solution after the acidic solution is added.
제1항에 있어서,
상기 제1 첨가제는 염화암모늄(NH4Cl), 질산암모늄(NH4NO3), 탄산암모늄((NH4)2CO3), 중탄산암모늄(NH4HCO3), 황산암모늄((NH4)2SO4), 불화암모늄(NH4F), 옥살산암모늄((NH4)2C2O4), 아세트산암모늄(NH4CH3CO2), 인산일암모늄(NH4H2PO4) 및 인산이암모늄((NH4)2HPO4) 중 적어도 하나를 포함하는 텅스텐산화물 제조 방법.
The method according to claim 1,
The first additive is ammonium chloride (NH 4 Cl), ammonium nitrate (NH 4 NO 3), ammonium carbonate ((NH 4) 2 CO 3), ammonium bicarbonate (NH 4 HCO 3), ammonium sulfate ((NH 4) 2 SO 4), ammonium fluoride (NH 4 F), ammonium oxalate ((NH 4) 2 C 2 O 4), ammonium acetate (NH 4 CH 3 CO 2) , phosphate, ammonium (NH 4 H 2 PO 4), and the ammonium phosphate ((NH 4) 2 HPO 4 ) at least one of tungsten oxide production method that includes of.
제1항에 있어서,
상기 제2 첨가제는 상기 석출된 텅스텐산이 이루는 입자들이 기설정된 크기를 초과하지 않도록, 상기 석출된 텅스텐산을 용해시키는 용해제 역할을 하는 텅스텐산화물 제조 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the second additive acts as a dissolving agent for dissolving the precipitated tungstic acid so that particles formed by the precipitated tungstic acid do not exceed a predetermined size.
제1항에 있어서,
상기 제1 첨가제는 상기 석출된 텅스텐산이 이루는 입자들이 정형성을 갖도록 상기 입자들을 서로 분산시키는 분산제 역할을 하는 텅스텐산화물 제조 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the first additive acts as a dispersing agent for dispersing the particles together so that the particles formed by the precipitated tungstic acid have a definite shape.
제1항에 있어서,
상기 산성용액은 염산(HCl), 질산(HNO3), 황산(H2SO4) 중 적어도 하나를 포함하는 텅스텐산화물 제조 방법.
The method according to claim 1,
The acidic solution is hydrochloric acid (HCl), nitric acid (HNO 3), sulfuric acid (H 2 SO 4) at least a tungsten oxide production method which includes one of.
제1항에 있어서,
상기 텅스텐산염은 소듐 텅스테이트(sodium tungstate, Na2WO4)를 포함하는 텅스텐산화물 제조 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the tungstate comprises sodium tungstate (Na 2 WO 4 ).
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 석출시키는 단계는,
상기 제2 첨가제를 첨가한 이후에, 상기 수용액을 가열 및 교반하는 단계를 더 포함하는 텅스텐산화물 제조 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the step of precipitating comprises:
Further comprising heating and stirring the aqueous solution after adding the second additive.
제8항에 있어서,
상기 텅스텐산염 수용액의 비중은 1.05 초과 1.25 미만이고,
상기 산성용액은 상기 텅스텐산염 수용액 100ml당 20~80ml 투입되고,
상기 제1 첨가제는 상기 텅스텐산염 수용액 100ml당 1~10g 첨가되고,
상기 제2 첨가제는 상기 텅스텐산염 수용액 100ml당 1~10ml 첨가되는 텅스텐산화물 제조 방법.
9. The method of claim 8,
The specific gravity of the tungstate aqueous solution is more than 1.05 but less than 1.25,
20 to 80 ml of the acid solution is added per 100 ml of the tungstate aqueous solution,
The first additive is added in an amount of 1 to 10 g per 100 ml of the tungstate aqueous solution,
Wherein the second additive is added in an amount of 1 to 10 ml per 100 ml of the tungstate aqueous solution.
제9항에 있어서,
상기 가열 및 교반하는 단계는, 30~75℃의 범위에서 1~6시간 동안 60~200rpm의 속도로 이루어지는 텅스텐산화물 제조 방법.
10. The method of claim 9,
Wherein the heating and stirring are performed at a rate of 60 to 200 rpm for 1 to 6 hours at a temperature in the range of 30 to 75 占 폚.
제8항에 있어서,
상기 획득하는 단계는,
상기 가열 및 교반된 수용액을 여과 및 수세하여 수분을 함유한 결정 형태의 상기 텅스텐산을 얻는 단계와,
상기 얻은 텅스텐산을 건조시켜 상기 수분을 제거하는 단계, 및
상기 건조된 텅스텐산을 하소하는 단계를 포함하는 텅스텐산화물 제조 방법.
9. The method of claim 8,
Wherein the acquiring comprises:
Filtering and washing the heated and stirred aqueous solution to obtain the crystalline tungstic acid containing water;
Drying the obtained tungstic acid to remove the water, and
And calcining the dried tungstic acid.
제1항에 있어서,
텅스텐 원료와 탄산염을 이용하여 상기 텅스텐산염 수용액을 제공하는 단계;를 더 포함하는 텅스텐산화물 제조 방법.
The method according to claim 1,
Providing a tungstate aqueous solution using a tungsten source and a carbonate.
제12항에 있어서,
상기 탄산염은 탄산나트륨(Na2CO3)을 포함하는 텅스텐산화물 제조 방법.
13. The method of claim 12,
Tungsten oxide production method including the carbonate is sodium carbonate (Na 2 CO 3).
제12항에 있어서,
상기 제공하는 단계는,
상기 텅스텐 원료와 상기 탄산염을 혼합하여 고온에서 용융시키는 단계와,
상기 용융된 혼합물을 냉각시킨 후 물에 넣어 상기 텅스텐산염 수용액을 용출하는 단계를 포함하는 텅스텐산화물 제조 방법.
13. The method of claim 12,
Wherein the providing step comprises:
Mixing the tungsten raw material and the carbonate and melting them at a high temperature,
Cooling the molten mixture and then adding water to elute the tungstate aqueous solution.
제1항에 있어서,
상기 석출된 텅스텐산이 이루는 입자들은 각각 10~30㎛의 직경을 갖는 텅스텐산화물 제조 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the particles of the precipitated tungstic acid each have a diameter of 10 to 30 占 퐉.
제1항 내지 제6항 및 제8항 내지 제15항 중 어느 한 항에 따른 방법으로 제조되는 텅스텐산화물. A tungsten oxide produced by the process according to any one of claims 1 to 6 and 8 to 15.
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