KR102317637B1 - APPARATUS FOR MANUFACTURING manganese OXIDE OF A HIGH degree of purity - Google Patents

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Abstract

고순도 망간 산화물 제조 장치를 제공한다. 본 발명에 따르면, 망간 산화물 제조를 위한 원료 용액이 저장되는 반응기, 상기 반응기에 연결되어 상기 반응기 내의 원료 용액을 소량씩 나누어 흘러 내리게 하기 위한 다수의 배관, 및 다수의 배관에 각각 연결되고, 상기 배관으로 통하여 흘러 내리는 원료 용액과 만나 침전 반응이 일어나게 하여 불순물이 적은 고순도 망간 산화물을 제조하기 위한 침전제가 투입되는 침전제 투입관을 포함한다.A high-purity manganese oxide manufacturing apparatus is provided. According to the present invention, a reactor in which a raw material solution for manufacturing manganese oxide is stored, a plurality of pipes connected to the reactor to divide and flow the raw material solution in the reactor in small portions, and a plurality of pipes are respectively connected to the pipe, the pipe It includes a precipitant input pipe into which a precipitant is introduced for producing high-purity manganese oxide with few impurities by meeting with the raw material solution flowing down through the furnace and causing a precipitation reaction to occur.

Description

고순도 망간 산화물 제조 장치{APPARATUS FOR MANUFACTURING manganese OXIDE OF A HIGH degree of purity}Apparatus for manufacturing high-purity manganese oxide

본 발명은 고순도 망간 산화물 제조 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 망간 산화물을 얻고자 하는 침전 공정에서 침전 반응기 구조를 개선하여 침전반응을 용이하게 하여 침전 공정시간도 줄이고 불순물 공침도 낮추어 쉽게 고순도의 망간 산화물을 제조하는 고순도 망간 산화물 제조 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for producing high-purity manganese oxide, and more particularly, by improving the structure of the precipitation reactor in the precipitation process to obtain manganese oxide, thereby facilitating the precipitation reaction, thereby reducing the precipitation process time and lowering the impurity co-precipitation to facilitate high-purity manganese It relates to a high-purity manganese oxide production apparatus for producing an oxide.

최근 전자기기, 휴대용 컴퓨터, 휴대전화 등의 확산과 더불어 이차전지에 대한 요구가 증가하고 있으며, 이차전지의 수요 급증에 따라 이러한 이차전지 제조에 필요한 재료에 대한 수요 역시 급증하고 있는 실정이다.Recently, with the spread of electronic devices, portable computers, mobile phones, etc., the demand for secondary batteries is increasing, and the demand for materials required for manufacturing such secondary batteries is also increasing rapidly with the rapid increase in demand for secondary batteries.

이러한 이차전지의 일 예로서, 리튬이온 이차전지는 양극재, 음극재, 전해질로 구분이 되는데, 양극재로는 LCO(LiCoO2)가 많이 사용되었지만, 양극재의 원료 중 코발트(Co)는 고가이므로 저가의 원료가 필요하게 되었다. As an example of such a secondary battery, a lithium ion secondary battery is divided into a cathode material, an anode material, and an electrolyte. LCO (LiCoO 2 ) was widely used as the cathode material, but cobalt (Co) among the raw materials of the cathode material is expensive. Low-cost raw materials became necessary.

최근에 양극재의 원료로서 코발트(Co)가 없는 LMO(LiMn2O4) 라는 양극재가 개발되었다. 이러한 LMO(LiMn2O4)를 제조하기 위해서는 산화물 형태의 망간 화합물이 필요한데, 망간 화합물로서 MnO2와 Mn3O4 가 주로 채용되고 있다. Recently, a cathode material called LMO (LiMn 2 O 4 ) without cobalt (Co) has been developed as a raw material for cathode materials. In order to manufacture such an LMO (LiMn 2 O 4 ), a manganese compound in the form of an oxide is required, and MnO 2 and Mn 3 O 4 are mainly employed as the manganese compound.

저가의 양극재를 제조하기 위해서는 저가 원료의 사용이 반드시 필요한 바, 페로망간 합금철 제조시 더스트(분진)가 발생이 되는데 주로 망간 산화물로 이루어지고 다양한 불순물이 포함된 망간 산화물 형태이다. In order to manufacture a low-cost cathode material, the use of low-cost raw materials is absolutely necessary, and dust (dust) is generated during the manufacture of ferromanganese ferroalloy. It is mainly composed of manganese oxide and is in the form of manganese oxide containing various impurities.

최종 산물인 망간 산화물은 침전 반응을 통하여 수산화물이나 산화물 형태로 침전시켜 얻게 된다. 대한민국 공개특허 제10-2013-0122244호 개시되어 있는 바와 같이, 망간침출액의 pH가 7 내지 9가 바람직한데, 망간침출액의 pH가 상기 기재의 pH 보다 낮을 경우에는 망간의 회수율이 낮아지고 상기 기재의 pH보다 높을 경우에는 불순물도 같이 침전되어 최종 산물의 순도를 저하시킨다.The final product, manganese oxide, is obtained by precipitation in the form of hydroxide or oxide through a precipitation reaction. As disclosed in Korean Patent Application Laid-Open No. 10-2013-0122244, the pH of the manganese leachate is preferably 7 to 9. When the pH of the manganese leachate is lower than the pH of the substrate, the recovery rate of manganese decreases and If the pH is higher than that, impurities are also precipitated to lower the purity of the final product.

도 1은 종래기술에 따른 망간 산화물 제조를 위한 침전공정에 사용되는 반응기의 개략적인 구성도이다. 1 is a schematic configuration diagram of a reactor used in a precipitation process for manufacturing manganese oxide according to the prior art.

도 1을 참고하면, 반응기(1) 내에 저장된 MnSO4 용액(3)에 침전제 투입관(5)을 통하여 침전제를 소량씩 흘려 보내면서 교반기(7)의 교반을 통하여 침전이 이루어지게 하였기 때문에 침전제와 MnSO4 용액(3)이 만나는 공간이 좁아질 수 밖에 없으며 생선된 침전물들이 바닥에 쌓였다가 상기 교반기(7)에 의하여 미반응 용액들과 혼합이 되면서 pH가 적정치보다 상승하게 되고, 그 만큼 침전공정 시간도 많이 소요되며, 이 때, 다른 불순물들이 같이 침전되는 악순화이 지속되는 경우가 많았다.Referring to FIG 1, because it becomes a precipitate by stirring the precipitating agent injection pipe (5) while the precipitation agent was flown in small portions via a stirrer (7) made in the MnSO 4 solution (3) stored in the reactor (1) a precipitating agent, and The space where the MnSO 4 solution (3) meets is inevitably narrowed, and the fished sediments are accumulated on the bottom and mixed with the unreacted solutions by the stirrer (7) so that the pH rises from the appropriate value, and the amount of precipitation The process takes a lot of time, and at this time, there were many cases where the viciousness in which other impurities were precipitated together continued.

이에 따라, 본 발명에서는 침전 공정을 개선하여 침전 공정시간도 줄이고 불순물 공침도 낮출 수 있는 장치를 제공하고자 한다.
Accordingly, an object of the present invention is to improve the precipitation process to provide an apparatus capable of reducing the precipitation process time and reducing the impurity co-precipitation.

본 발명은 망간 산화물을 얻고자 하는 침전 공정에서 침전 반응기 구조를 개선하여 침전반응을 용이하게 하여 침전 공정시간도 줄이고 불순물 공침도 낮추어 쉽게 고순도의 망간 산화물을 제조하는 고순도 망간 산화물 제조 장치를 제공하고자 한다.The present invention is to improve the structure of the precipitation reactor in the precipitation process to obtain manganese oxide to facilitate the precipitation reaction, thereby reducing the precipitation process time and lowering the impurity co-precipitation to provide a high-purity manganese oxide manufacturing apparatus for easily manufacturing high-purity manganese oxide. .

본 발명의 일 구현예에 따르면, 망간 산화물 제조를 위한 원료 용액이 투입되어 저장되는 반응기,According to an embodiment of the present invention, a reactor in which a raw material solution for manufacturing manganese oxide is input and stored;

상기 반응기에 연결되어 상기 반응기 내의 원료 용액을 소량씩 나누어 흘러 내리게 하기 위한 다수의 배관, 및 A plurality of pipes connected to the reactor to divide and flow the raw material solution in the reactor in small portions, and

다수의 배관에 각각 연결되고, 상기 배관을 통하여 흘러 내리는 원료 용액과 만나 침전 반응이 일어나게 하여 불순물이 적은 고순도 망간 산화물을 제조하기 위한 침전제가 투입되는 침전제 투입관을 포함하는 고순도 망간 산화물 제조 장치가 제공될 수 있다.A high-purity manganese oxide manufacturing apparatus is provided, which includes a precipitant input pipe connected to a plurality of pipes, respectively, and into which a precipitant input pipe for producing high-purity manganese oxide with less impurities by meeting with a raw material solution flowing down through the pipe and causing a precipitation reaction can be

상기 반응기의 하부에 제공되고, 상기 배관 내에서 흘러 내리는 원료 용액과 침전제의 침전 반응에 의하여 생성된 침전물과 미반응 용액을 분리하여 침전물을 여과하기 위한 필터를 포함할 수 있다.It is provided in the lower part of the reactor, and may include a filter for filtering the precipitate by separating the precipitate and unreacted solution generated by the precipitation reaction of the raw material solution flowing down in the pipe and the precipitating agent.

상기 필터의 하부에 제공되고, 상기 배관 내에서 흘러 내리는 원료 용액과 침전제의 침전 반응시 상기 필터를 통하여 흘러 내리는 일부 미반응 용액을 저장하기 위한 저장탱크를 포함할 수 있다.It is provided under the filter, and may include a storage tank for storing some unreacted solutions flowing down through the filter during the precipitation reaction of the raw material solution flowing down in the pipe and the precipitating agent.

상기 저장탱크와 상기 반응기를 연결하고, 상기 저장탱크에 저장된 미반응 용액을 다시 반응기 내로 재투입하기 위한 재투입관을 포함할 수 있다.It may include a reintroduction pipe for connecting the storage tank and the reactor, and for reintroducing the unreacted solution stored in the storage tank back into the reactor.

상기 원료 용액은 망간 산화물 제조를 위한 원료로서 황산망간(MnSO4) 용액으로 이루어질 수 있다.The raw material solution may be a manganese sulfate (MnSO 4 ) solution as a raw material for manufacturing manganese oxide.

상기 배관은 상기 반응기 내의 원료 용액을 소량씩 나누어 용이하게 흘러 내리게 할 수 있도록 상기 반응기의 하단부에 일정한 간격 또는 임의의 간격으로 각각 설치될 수 있다.The pipe may be respectively installed at regular intervals or at arbitrary intervals at the lower end of the reactor so that the raw material solution in the reactor can be easily divided into small portions and flowed down.

상기 배관에는 상기 배관을 통한 원료 용액의 배출을 제어하기 위한 제어밸브가 설치될 수 있다.A control valve for controlling the discharge of the raw material solution through the pipe may be installed in the pipe.

상기 침전제 투입관은 상기 배관에 투입되는 침전제와 상기 배관을 통하여 흘러 내리는 원료 용액과 침전 반응이 용이하게 일어나게 할 수 있도록 다수의 배관의 측면에 각각 연결될 수 있다.The precipitant input pipe may be respectively connected to the side surfaces of a plurality of pipes to facilitate a precipitation reaction with the precipitant input into the pipe and the raw material solution flowing down through the pipe.

상기 재투입관은 상기 저장탱크에 저장된 미반응 용액을 용이하게 다시 반응기로 재투입할 수 있도록 상기 저장탱크의 하단부와 상기 반응기의 상부를 연결할 수 있다.The reintroduction pipe may connect the lower end of the storage tank and the upper portion of the reactor so that the unreacted solution stored in the storage tank can be easily reintroduced into the reactor.

상기 재투입관에는 상기 저장탱크에 저장된 미반응 용액을 상기 반응기 내로 재투입할 수 있도록 펌핑하기 위한 펌프가 설치될 수 있다.
A pump for pumping the unreacted solution stored in the storage tank into the reactor may be installed in the reintroduction pipe.

본 발명의 구현예에 따르면, 망간 산화물 제조시 기존에는 혼합을 통해 소량의 침전제들이 MnSO4와 만나면서 반응기내에서 침전반응이 일어나게 하였으나, 본 발명에서와 같이 MnSO4 용액들이 소량씩 나누어져 침전제와 만나면서 반응 표면적이 커져서 반응속도도 빨라지게 되고, 침전물이 반응기 내부에 쌓이지 않고 배관을 따라 흘러가면서 생성되기 때문에 미반응 용액과 만나지 않아 pH 상승을 막고, 불순물이 같이 침전되는 현상을 억제해줄 수 있다.
According to an embodiment of the present invention, when manufacturing manganese oxide, a small amount of precipitating agents met MnSO 4 and a precipitation reaction occurred in the reactor through mixing, but as in the present invention, MnSO 4 solutions are divided into small portions and meet with the precipitant As the reaction surface area increases, the reaction rate is increased, and since the precipitate is generated as it flows along the pipe without being accumulated inside the reactor, it does not meet the unreacted solution, thereby preventing the pH increase and suppressing the phenomenon of impurities being precipitated together.

도 1은 종래기술에 따른 망간 산화물 제조를 위한 침전공정에 사용되는 반응기의 개략적인 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 구현예에 따른 고순도 망간 산화물 제조 장치의 개략적인 구성도이다.1 is a schematic configuration diagram of a reactor used in a precipitation process for manufacturing manganese oxide according to the prior art.
2 is a schematic configuration diagram of a high-purity manganese oxide manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 구현예를 설명한다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 이해할 수 있는 바와 같이, 후술하는 구현예는 본 발명의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 형태로 변형될 수 있다. 가능한 한 동일하거나 유사한 부분은 도면에서 동일한 도면부호를 사용하여 나타낸다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings so that those of ordinary skill in the art can easily carry out the present invention. As will be readily understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains, the embodiments described below may be modified in various forms without departing from the concept and scope of the present invention. Wherever possible, identical or similar parts are denoted by the same reference numerals in the drawings.

이하에서 사용되는 전문용어는 단지 특정 구현예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 “포함하는” 의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.The terminology used below is for the purpose of referring only to specific embodiments and is not intended to limit the invention. As used herein, the singular forms also include the plural forms unless the phrases clearly indicate the opposite. As used herein, the meaning of “comprising” specifies a particular characteristic, region, integer, step, operation, element and/or component, and other specific characteristic, region, integer, step, operation, element, component, and/or group. It does not exclude the existence or addition of

이하에서 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.All terms including technical terms and scientific terms used below have the same meaning as those commonly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. Terms defined in the dictionary are further interpreted as having a meaning consistent with the related art literature and the presently disclosed content, and unless defined, are not interpreted in an ideal or very formal meaning.

[본 발명의 해결원리][Solution principle of the present invention]

본 발명은 망간 더스트를 산에 녹인 후 이 용액에 각종 불순물 제거제를 투입하여 망간과 산으로 구성된 용액이 만들어 지게 되는데 이 공정을 정제공정이라고 한다. 이러한 정제공정에서 만들어진 용액은 MnSO4 형태가 되고 여기에 침전제를 투입하여 Mn(OH)2나 Mn3O4 형태의 침전물을 얻게 되는데 이 MnSO4 용액과 침전제가 만나는 공간을 확장시키고 침전된 수산화물 또는 산화물이 용이하게 용액과 분리되어 pH가 상승하는 것을 방지하여 불순물 농도를 낮추고자 하는 것이다.In the present invention, after dissolving manganese dust in acid, various impurities removing agents are added to the solution to prepare a solution composed of manganese and acid. This process is called a purification process. Solution made in this purification process is the MnSO 4 form incorporating a precipitating agent here Mn (OH) 2 or Mn 3 O 4 there is obtained in the form of a precipitate MnSO 4 solution and the precipitating agent is expanded to precipitate the meeting space hydroxide or This is to reduce the concentration of impurities by preventing the oxide from easily separating from the solution and raising the pH.

도 2는 본 발명의 일 구현예에 따른 고순도 망간 산화물 제조 장치의 개략적인 구성도이다.2 is a schematic configuration diagram of a high-purity manganese oxide manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참고하면, 본 발명의 일 구현예에 따른 고순도 망간 산화물 제조 장치는, 망간 산화물 제조를 위한 원료 용액(110)이 투입되어 저장되는 반응기(100),2, the high-purity manganese oxide manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention includes a reactor 100 in which a raw material solution 110 for manufacturing manganese oxide is input and stored;

상기 반응기(100)에 연결되어 상기 반응기 내에 상기 원료 용액(110)을 투입하고, 상기 반응기(100) 내의 원료 용액을 소량씩 나누어 흘러 내리게 하기 위한 다수의 배관(200), 및 A plurality of pipes 200 connected to the reactor 100 to put the raw material solution 110 into the reactor, and divide the raw material solution in the reactor 100 in small portions to flow down, and

다수의 배관(200)에 각각 연결되고, 상기 배관(200)을 통하여 흘러 내리는 원료 용액과 만나 침전 반응이 일어나게 하여 불순물이 적은 고순도 망간 산화물을 제조하기 위한 침전제가 투입되는 침전제 투입관(300)을 포함할 수 있다.A precipitant input pipe 300 connected to each of a plurality of pipes 200 and into which a precipitant for producing high-purity manganese oxide with little impurities is introduced by meeting with the raw material solution flowing down through the pipe 200 to cause a precipitation reaction may include

또한, 상기 반응기(100)의 하부에 제공되고, 상기 배관(200) 내에서 흘러 내리는 원료 용액(110)과 침전제의 침전 반응에 의하여 생성된 침전물과 미반응 용액을 분리하여 침전물(120)을 여과하기 위한 필터(400)를 포함할 수 있다.In addition, the precipitate 120 is filtered by separating the precipitate and unreacted solution provided in the lower part of the reactor 100 and generated by the precipitation reaction of the raw material solution 110 and the precipitating agent flowing down in the pipe 200 . It may include a filter 400 for

상기 필터(400)의 하부에 제공되고, 상기 배관(200) 내에서 흘러 내리는 원료 용액(110)과 침전제의 침전 반응시 상기 필터(400)를 통하여 흘러 내리는 일부 미반응 용액을 저장하기 위한 저장탱크(500)를 포함할 수 있다.A storage tank provided under the filter 400 and for storing some unreacted solutions flowing down through the filter 400 during a precipitation reaction between the raw material solution 110 flowing down in the pipe 200 and the precipitating agent (500).

상기 저장탱크(500)와 상기 반응기(100)를 연결하고, 상기 저장탱크(500)에 저장된 미반응 용액을 다시 상기 반응기(100) 내로 재투입하기 위한 재투입관(600)을 포함할 수 있다.The storage tank 500 and the reactor 100 may be connected, and a reintroduction pipe 600 for reintroducing the unreacted solution stored in the storage tank 500 back into the reactor 100 may be included. .

상기 원료 용액(110)은 망간 산화물 제조를 위한 원료로서 황산망간(MnSO4) 용액으로 이루어질 수 있다.The raw material solution 110 may be a manganese sulfate (MnSO 4 ) solution as a raw material for manufacturing manganese oxide.

상기 황산망간 용액은 망간 더스트를 산에 녹인 후 이 용액에 각종 불순물 제거제를 투입하여 망간과 산으로 구성된 용액이 제조되는데 이 공정을 정제공정이라고 하며, 이러한 정제공정에서 만들어진 황산망간(MnSO4) 용액일 수 있다.The manganese sulfate solution is a solution composed of manganese and acid by dissolving manganese dust in acid and then adding various impurity removers to the solution. This process is called a purification process, and the manganese sulfate (MnSO 4 ) solution made in this purification process can be

상기 반응기(100)의 하단부는 상기 반응기(100) 내에 저장된 원료 용액이 상기 배관(200)을 통하여 용이하게 반응기(100)의 하부로 흘러 내릴 수 있도록 상기 반응기(100)의 외측부로부터 중앙부를 중심으로 향할수록 하향 테이퍼지게 형성될 수 있다.The lower end of the reactor 100 is centered from the outer part of the reactor 100 to the center so that the raw material solution stored in the reactor 100 can easily flow down to the lower part of the reactor 100 through the pipe 200 . It may be formed to taper downward as it faces.

상기 배관(200)은 상기 반응기(100) 내의 원료 용액을 소량씩 나누어 용이하게 흘러 내리게 할 수 있도록 상기 반응기(100)의 하단부에 일정한 간격 또는 임의의 간격으로 각각 설치될 수 있다.The pipe 200 may be respectively installed at regular intervals or at arbitrary intervals at the lower end of the reactor 100 so that the raw material solution in the reactor 100 can be easily divided into small portions and flowed down.

상기 다수의 배관(200)은 원료 용액(110)과 상기 침전제 투입관(300)을 통하여 투입되는 침전제가 만나는 면적을 최대로 할 수 있도록 적정 개수로 구비될 수 있다.The plurality of pipes 200 may be provided in an appropriate number so as to maximize the area where the raw material solution 110 and the precipitant input through the precipitant input pipe 300 meet.

상기 배관(200)의 길이(210)는 원료 용액, 예컨대, 황산망간(MnSO4) 용액의 투입량에 따라 변경될 수 있다,The length 210 of the pipe 200 may be changed according to the input amount of the raw material solution, for example, manganese sulfate (MnSO 4 ) solution,

또한, 다수의 배관(200)은 각각 동일한 길이로 형성하거나 각각 다른 길이를 갖도록 형성할 수 있으며, 상기 다수의 배관(200)의 크기(직경) 및 형상도 각각 동일하게 하거나 서로 다르게 형성할 수 있음은 물론이다.In addition, the plurality of pipes 200 may be formed to have the same length or different lengths, respectively, and the size (diameter) and shape of the plurality of pipes 200 may be the same or different from each other. is of course

상기 배관(200)에는 상기 배관(200)을 통한 원료 용액(100)의 투입 및 배출을 제어하기 위한 제어밸브(미도시)가 설치될 수 있다.A control valve (not shown) for controlling the input and discharge of the raw material solution 100 through the pipe 200 may be installed in the pipe 200 .

상기 침전제 투입관(300)은 상기 배관(200)에 투입되는 침전제와 상기 배관(200)을 통하여 흘러 내리는 원료 용액(110)과 만나 침전 반응이 용이하게 일어나게 할 수 있도록 다수의 배관(200)의 측면에 각각 연결될 수 있다.The precipitant input pipe 300 meets the precipitant input to the pipe 200 and the raw material solution 110 flowing down through the pipe 200 to facilitate the precipitation reaction. It can be connected to each side.

또한, 상기 침전제 투입관(300)은 침전제가 상기 원료 용액과 용이한 침전반응을 위하여 만날 수 있도록, 상기 배관(200)과 직각 방향으로 설치될 수 있으며, 상기 배관(200)과 일정한 각도로 경사지게 설치될 수 있다.In addition, the precipitant input pipe 300 may be installed in a direction perpendicular to the pipe 200 so that the precipitant can meet the raw material solution for easy precipitation reaction, and inclined at a predetermined angle with the pipe 200 . can be installed.

상기 재투입관(600)은 상기 저장탱크(500)에 저장된 미반응 용액을 용이하게 다시 상기 반응기(100)로 재투입할 수 있도록 상기 저장탱크(500)의 하단부와 상기 반응기(100)의 상부를 연결할 수 있다.The reintroduction pipe 600 is a lower end of the storage tank 500 and an upper portion of the reactor 100 so that the unreacted solution stored in the storage tank 500 can be easily reintroduced back into the reactor 100 . can be connected

또한, 상기 재투입관(600)에는 상기 저장탱크(500)에 저장된 미반응 용액을 다시 반응기(100) 내로 재투입할 수 있도록 펌핑하기 위한 펌프(미도시)가 설치될 수 있다.
In addition, a pump (not shown) for pumping the unreacted solution stored in the storage tank 500 back into the reactor 100 may be installed in the reintroduction pipe 600 .

이하에서, 도 2를 참조하여, 본 발명의 일 구현예에 따른 고순도 망간 산화물 제조 장치의 작동에 대해서 설명한다.Hereinafter, with reference to FIG. 2, the operation of the high-purity manganese oxide manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention will be described.

본 발명의 일 구현예에 따른 고순도 망간 산화물 제조 장치는 불순물의 공침을 막기 위한 수단을 제공하고자 하는 것이다. An apparatus for manufacturing high-purity manganese oxide according to an embodiment of the present invention is to provide a means for preventing co-precipitation of impurities.

먼저, 망간 더스트를 이용하여 침출-중화-정제 공정을 거쳐 원료 용액(110)으로서 MnSO4 용액을 제조한다. 이와 같이 제조된 원료 용액(110)을 상기 반응기(100) 내에 저장한다. First, a MnSO 4 solution is prepared as a raw material solution 110 through a leaching-neutralization-refining process using manganese dust. The raw material solution 110 prepared in this way is stored in the reactor 100 .

그리고, 상기 다수의 배관(200)에 설치된 제어밸브(미도시)를 오픈(open) 상태에서 상기 다수의 배관(200)을 통하여 원료 용액을 투입한 후, 상기 원료용액이 상기 배관(200)을 따라 흐르게 한다. Then, after inputting the raw material solution through the plurality of pipes 200 in an open state with the control valve (not shown) installed in the plurality of pipes 200 , the raw material solution flows through the pipes 200 . let it flow

이와 동시에, 상기 침전제를 상기 다수의 배관(200) 내에 투입하여 원료용액과 침전제가 만나면서 침전반응이 일어나게 하며, 상기 배관(200)을 통하여 원료 용액(110)이 상기 배관(200)의 아래쪽으로 흘러 내리면서 침전반응은 지속적으로 일어난다. At the same time, the precipitation agent is introduced into the plurality of pipes 200 to cause a precipitation reaction to occur while the raw material solution and the precipitant meet, and the raw material solution 110 flows down the pipe 200 through the pipe 200 . As it descends, the precipitation reaction continues.

따라서, 상기 배관(200의 길이는 원료 용액(MnSO4 용액)의 투입양에 따라 다르게 형성하여야 한다. 이와 같이, 상기 배관(200)을 통하여 배관(200) 아래쪽으로 흘러 내리면서 침전제와 침전반응이 일어나게 되어 불순물이 적은 고순도 망간 산화물의 침전물(120)이 생성된다.Therefore, the length of the pipe 200 should be formed differently depending on the input amount of the raw material solution (MnSO 4 solution). In this way, the precipitation agent and the precipitation reaction occur while flowing down the pipe 200 through the pipe 200. As a result, a precipitate 120 of high-purity manganese oxide with few impurities is generated.

상기 침전반응에 의해 생성된 침전물(120)은 상기 필터(400)에 의하여 미반응 용액과 분리되어 상기 필터(400) 위에 쌓이며, 미반응 용액은 상기 필터(400)에 의하여 상기 침전물(120)과 분리되어 상기 필터(400)를 통과한 후 상기 저장탱크(500) 내에 저장된다.The precipitate 120 generated by the precipitation reaction is separated from the unreacted solution by the filter 400 and accumulated on the filter 400 , and the unreacted solution is the precipitate 120 by the filter 400 . It is separated from and passed through the filter 400 and then stored in the storage tank 500 .

상기 저장탱크(500) 내에 저장된 미반응 용액은 상기 재투입관(600)을 통하여 다시 상기 반응기(100)로 재투입되는 과정을 거치게 된다. The unreacted solution stored in the storage tank 500 undergoes a process of being reintroduced into the reactor 100 again through the reintroduction pipe 600 .

따라서, 침전물(120)과 미반응 용액이 신속하게 분리될 수 있어서 미반응 용액의 pH가 제한치보다 상승하는 것을 억제 할 수 있으며, 또한, 침전 공정시간도 줄일 수 있고 불순물 공침도 낮출 수 있는 것이다.
Therefore, since the precipitate 120 and the unreacted solution can be quickly separated, the pH of the unreacted solution can be suppressed from rising above the limit value, and also the precipitation process time can be reduced and the impurity co-precipitation can be lowered.

[실시예][Example]

본 발명의 효과를 실시예에 따라 설명하고자 한다.The effects of the present invention will be described according to examples.

먼저, 본 발명의 해결원리에서와 같이 망간 더스트를 이용하여 침출-중화-정제 공정을 거쳐 원료 용액(110)으로서 MnSO4 용액을 제조하여 반응기(100) 내에 저장한다, First, as in the solution principle of the present invention, a MnSO 4 solution is prepared as a raw material solution 110 through a leaching-neutralization-refining process using manganese dust and stored in the reactor 100,

그리고, 배관(200)내에 MnSO4 원료용액과 배관(300)내에 침전제를 아래와 같이 달리 투입하여 침전실험을 실시하였다. Then, the MnSO 4 raw material solution in the pipe 200 and the precipitating agent in the pipe 300 were differently introduced as follows to conduct a precipitation experiment.

침전실험 결과Precipitation test result 번호number 투입 비율input rate 불순물 측정 결과 (%)Impurity measurement result (%) 원료용액raw material solution 침전제precipitant MgMg CaCa 1One 1One 0.10.1 0.0920.092 0.1000.100 22 1One 0.50.5 0.2000.200 0.2300.230 33 1One 1.01.0 0.2200.220 0.2400.240

상기 표 1에서 알 수 있듯이 침전제 투입비율이 줄어들수록 불순물의 양이 줄어드는 것을 알 수 있으며, 특히 침전제 투입비율 0.1이하에서는 불순물양이 50%이하로 줄어드는 것을 알 수 있다. 이와 같이 투입 배관을 분리하여 원료 용액과 침전제의 투입 비율을 달리하는 경우 고순도의 침전물을 얻을 수 있고, 여러 개의 배관을 만들면 1개의 배관에서는 부분적으로는 생산성이 낮아지나 전체적으로 보면 접촉면적이 늘어나 생산성도 확보할 수 있는 효과가 있음을 알 수 있다.
As can be seen from Table 1, it can be seen that the amount of impurities decreases as the precipitant input ratio decreases, and in particular, it can be seen that the amount of impurities decreases to 50% or less at the precipitant input ratio of 0.1 or less. In this way, when the input pipe is separated and the input ratio of the raw material solution and the precipitant is different, high-purity precipitate can be obtained. It can be seen that there is an achievable effect.

100: 반응기 110: 원료 용액
200: 배관 300: 침전제 투입관
400: 필터 500: 저장탱크
600: 재투입관100: reactor 110: raw material solution
200: pipe 300: precipitant input pipe
400: filter 500: storage tank
600: reintroduction tube

Claims (11)

망간 산화물 제조를 위한 원료 용액이 투입되어 저장되는 반응기,
상기 반응기에 연결되어 상기 반응기 내의 원료 용액을 소량씩 나누어 흘러 내리게 하기 위한 다수의 배관,
다수의 배관에 각각 연결되고, 상기 배관을 통하여 흘러 내리는 원료 용액과 만나 침전 반응이 일어나게 하여 불순물이 적은 고순도 망간 산화물을 제조하기 위한 침전제가 투입되는 침전제 투입관, 및
상기 반응기의 하부에 제공되고, 상기 배관 내에서 흘러 내리는 원료 용액과 침전제의 침전 반응에 의하여 생성된 침전물과 미반응 용액을 분리하여 침전물을 여과하기 위한 필터
를 포함하는 고순도 망간 산화물 제조 장치.A reactor in which a raw material solution for manufacturing manganese oxide is input and stored;
A plurality of pipes connected to the reactor to divide and flow the raw material solution in the reactor in small portions;
A precipitant input pipe connected to a plurality of pipes, each of which meets a raw material solution flowing down through the pipe and causes a precipitation reaction to occur to produce a high-purity manganese oxide with few impurities; and
A filter provided in the lower part of the reactor and filtering the precipitate by separating the precipitate and the unreacted solution generated by the precipitation reaction of the raw material solution and the precipitating agent flowing down in the pipe
A high-purity manganese oxide manufacturing apparatus comprising a. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 필터의 하부에 제공되고, 상기 배관 내에서 흘러 내리는 원료 용액과 침전제의 침전 반응시 상기 필터를 통하여 흘러 내리는 일부 미반응 용액을 저장하기 위한 저장탱크를 포함하는 고순도 망간 산화물 제조 장치.According to claim 1,
A high-purity manganese oxide manufacturing apparatus provided under the filter and comprising a storage tank for storing some unreacted solutions flowing down through the filter during a precipitation reaction between the raw material solution flowing down in the pipe and the precipitating agent. 제3항에 있어서,
상기 저장탱크와 상기 반응기를 연결하고, 상기 저장탱크에 저장된 미반응 용액을 다시 반응기 내로 재투입하기 위한 재투입관을 포함하는 고순도 망간 산화물 제조 장치.4. The method of claim 3,
A high-purity manganese oxide manufacturing apparatus connecting the storage tank and the reactor, and including a re-introduction tube for re-injecting the unreacted solution stored in the storage tank back into the reactor. 제1항에 있어서,
상기 원료 용액은 망간 산화물 제조를 위한 원료로서 황산망간(MnSO4) 용액으로 이루어지는 고순도 망간 산화물 제조 장치.According to claim 1,
The raw material solution is a high-purity manganese oxide manufacturing apparatus made of a manganese sulfate (MnSO 4 ) solution as a raw material for manufacturing manganese oxide. 망간 산화물 제조를 위한 원료 용액이 투입되어 저장되는 반응기,
상기 반응기에 연결되어 상기 반응기 내의 원료 용액을 소량씩 나누어 흘러 내리게 하기 위한 다수의 배관, 및
다수의 배관에 각각 연결되고, 상기 배관을 통하여 흘러 내리는 원료 용액과 만나 침전 반응이 일어나게 하여 불순물이 적은 고순도 망간 산화물을 제조하기 위한 침전제가 투입되는 침전제 투입관
을 포함하고,
상기 배관은 상기 반응기 내의 원료 용액을 소량씩 나누어 용이하게 흘러 내리게 할 수 있도록 상기 반응기의 하단부에 일정한 간격 또는 임의의 간격으로 각각 설치되는 고순도 망간 산화물 제조 장치.A reactor in which a raw material solution for manufacturing manganese oxide is input and stored;
A plurality of pipes connected to the reactor to divide and flow the raw material solution in the reactor in small portions, and
A precipitant input pipe connected to a plurality of pipes, each of which meets a raw material solution flowing down through the pipes and causes a precipitation reaction to occur, and a precipitant input pipe for producing high-purity manganese oxide with few impurities
including,
The pipe is a high-purity manganese oxide manufacturing apparatus that is respectively installed at regular intervals or at random intervals at the lower end of the reactor so that the raw material solution in the reactor can be easily divided into small portions to flow down. 제1항 또는 제6항에 있어서,
상기 배관에는 상기 배관을 통한 원료 용액의 배출을 제어하기 위한 제어밸브가 설치되는 고순도 망간 산화물 제조 장치.7. The method of claim 1 or 6,
A high-purity manganese oxide manufacturing apparatus in which a control valve for controlling the discharge of the raw material solution through the pipe is installed in the pipe. 제1항 또는 제6항에 있어서,
상기 침전제 투입관은 상기 배관에 투입되는 침전제와 상기 배관을 통하여 흘러 내리는 원료 용액과 침전 반응이 용이하게 일어나게 할 수 있도록 다수의 배관의 측면에 각각 연결되는 고순도 망간 산화물 제조 장치.7. The method of claim 1 or 6,
The precipitant input pipe is each connected to the side of the plurality of pipes to facilitate the precipitation reaction with the precipitating agent fed into the pipe and the raw material solution flowing down through the pipe. 제4항에 있어서,
상기 재투입관은 상기 저장탱크에 저장된 미반응 용액을 용이하게 다시 반응기로 재투입할 수 있도록 상기 저장탱크의 하단부와 상기 반응기의 상부를 연결하는 고순도 망간 산화물 제조 장치.5. The method of claim 4,
The reintroduction pipe is a high purity manganese oxide manufacturing apparatus connecting the lower end of the storage tank and the upper portion of the reactor so that the unreacted solution stored in the storage tank can be easily reintroduced into the reactor. 제9항에 있어서,
상기 재투입관에는 상기 저장탱크에 저장된 미반응 용액을 상기 반응기 내로 재투입할 수 있도록 펌핑하기 위한 펌프가 설치되는 고순도 망간 산화물 제조 장치.10. The method of claim 9,
A high-purity manganese oxide manufacturing apparatus is installed in the re-introduction pipe for pumping the unreacted solution stored in the storage tank to be re-injected into the reactor. 제8항에 있어서,
상기 침전제 투입관은 상기 배관과 직각 방향으로 설치되거나, 상기 배관과 일정한 각도로 경사지게 설치되는 고순도 망간 산화물 제조 장치.
9. The method of claim 8,
The precipitant input pipe is installed in a direction perpendicular to the pipe, or is installed at an angle to the pipe at an angle.
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