KR102495070B1 - Ferrous sulfate manufacturing method - Google Patents

Ferrous sulfate manufacturing method Download PDF

Info

Publication number
KR102495070B1
KR102495070B1 KR1020200178422A KR20200178422A KR102495070B1 KR 102495070 B1 KR102495070 B1 KR 102495070B1 KR 1020200178422 A KR1020200178422 A KR 1020200178422A KR 20200178422 A KR20200178422 A KR 20200178422A KR 102495070 B1 KR102495070 B1 KR 102495070B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
iron
sulfuric acid
ferrous sulfate
containing material
weight
Prior art date
Application number
KR1020200178422A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20220087915A (en
Inventor
조성구
이훈하
최광희
Original Assignee
주식회사 포스코
재단법인 포항산업과학연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 포스코, 재단법인 포항산업과학연구원 filed Critical 주식회사 포스코
Priority to KR1020200178422A priority Critical patent/KR102495070B1/en
Publication of KR20220087915A publication Critical patent/KR20220087915A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102495070B1 publication Critical patent/KR102495070B1/en

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G49/00—Compounds of iron
    • C01G49/14—Sulfates
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20—Recycling
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)

Abstract

본 발명은 철 함유 물질에 황산 수용액을 혼합하여 황산제일철을 수득하는 방법으로서, 상기 황산 수용액의 농도는 40 내지 80 중량%인, 황산제일철 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for preparing ferrous sulfate by mixing an aqueous sulfuric acid solution with an iron-containing material to obtain ferrous sulfate, wherein the concentration of the aqueous sulfuric acid solution is 40 to 80% by weight.

Description

황산제일철 제조방법 {Ferrous sulfate manufacturing method} Ferrous sulfate manufacturing method {Ferrous sulfate manufacturing method}

본 발명은 황산제일철 제조방법에 관한 것이다. 구체적으로 본 발명은 별도의 결정화 단계 또는 여과단계를 거칠 필요없는 황산제일철 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for preparing ferrous sulfate. Specifically, the present invention relates to a method for producing ferrous sulfate that does not require a separate crystallization step or filtration step.

수처리 응집제로 널리 쓰이는 황산제일철은 시멘트 중 6가 크롬을 3가 크롬으로 환원시킴으로써 각종 암과 질병 문제가 개선된 안전한 시멘트 제조를 위해 사용되고 있다. 통상 황산제일철은 철강재 산세, 이산화티타늄 제조 등 주로 타제품 제조공정에서 발생하는 황산철 용액으로부터 제조되고 있다. Ferrous sulfate, which is widely used as a coagulant for water treatment, reduces hexavalent chromium in cement to trivalent chromium, and is used to manufacture safe cement with improved various cancer and disease problems. In general, ferrous sulfate is produced from ferrous sulfate solution mainly generated in other product manufacturing processes, such as steel pickling and titanium dioxide manufacturing.

한편 황산제일철은 철과 황산의 반응을 통해 제조될 수 있는데, 최근에는 자원 재활용 및 제조비용 저감 측면에서 철과 황산을 함유한 각종 부산물, 폐기물 등을 활용하는 기술에 많은 관심이 집중되고 있다. 철강산업에서는 Mill scale 등 철 성분을 다량 함유한 부산물이 발생되며 반도체산업에서는 높은 농도의 폐황산이 다량 발생되므로, 이러한 부산물을 활용하여 황산제일철을 제조함으로써 폐기물 처리비용 저감, 자원의 효율적 활용 등의 효과를 구현할 수 있다.On the other hand, ferrous sulfate can be produced through the reaction of iron and sulfuric acid. In recent years, much attention has been focused on technologies that utilize various by-products and wastes containing iron and sulfuric acid in terms of recycling resources and reducing manufacturing costs. The steel industry generates byproducts containing a large amount of iron, such as mill scale, and the semiconductor industry generates a large amount of waste sulfuric acid at a high concentration. effect can be realized.

상기 언급한 철강재 산세, 이산화티타늄 제조 공정에서 발생하는 황산철 용액으로부터 황산제일철을 제조하기 위해서는 증발 또는 냉각을 통한 결정화 과정이 필요하며, 이를 위해 다량의 에너지 및 복잡한 설비가 필요한 단점이 있다. 또한 철과 황산을 함유한 부산물, 폐기물 등을 활용하는 경우에도, 일반적인 습식공정을 사용하게 되면 황산철 용액이 발생하고 에너지 및 설비 측면에서 불리한 결정화 과정을 거쳐야만 하는 단점이 있다. 더불어 결정화 과정 후 황산제일철을 여액으로부터 분리하기 위해 여과 과정을 거쳐야만 한다.In order to produce ferrous sulfate from iron sulfate solution generated in the above-mentioned steel material pickling and titanium dioxide manufacturing processes, a crystallization process through evaporation or cooling is required, which requires a large amount of energy and complicated equipment. In addition, even in the case of utilizing by-products and wastes containing iron and sulfuric acid, when a general wet process is used, iron sulfate solution is generated and there is a disadvantage in that a crystallization process is unfavorable in terms of energy and equipment. In addition, after the crystallization process, a filtration process must be performed to separate the ferrous sulfate from the filtrate.

철 함유 부산물로서 제철소 탈황더스트를 사용하여 황산용액과의 반응을 통해 황산철 수용액을 제조하는 방법이 제시되었다. 이와 같은 습식공정은 상기 언급한 바와 같이 결정화 및 여과 과정을 거쳐야만 한다. 이러한 단점을 극복하기 위해 철원과 황산용액을 반응시켜 황산철 수용액을 제조한 후 농황산을 추가하여 황산제일철을 제조하는 방법이 제시되었다. 이를 통해 결정화 공정은 생략 가능하나 황산제일철이 용액과 혼합되어 있는 슬러리 형태로 제조되므로 여전히 여과 과정을 거쳐야 하는 단점이 있다. 또한 90wt% 이상의 농황산이 필요하므로 주로 90wt% 이하의 농도로 발생되는 폐황산만으로 황산제일철을 제조하는 것이 어려운 단점이 있다.A method for preparing an aqueous solution of iron sulfate through the reaction with a sulfuric acid solution using desulfurized dust from a steel mill as an iron-containing by-product has been proposed. Such a wet process must go through the crystallization and filtration processes as mentioned above. In order to overcome these disadvantages, a method of producing ferrous sulfate by reacting an iron source with a sulfuric acid solution to prepare an aqueous solution of iron sulfate and then adding concentrated sulfuric acid has been proposed. Through this, the crystallization process can be omitted, but since it is prepared in the form of a slurry in which ferrous sulfate is mixed with the solution, there is a disadvantage in that it still needs to be filtered. In addition, since concentrated sulfuric acid of 90 wt% or more is required, it is difficult to produce ferrous sulfate only with waste sulfuric acid generated at a concentration of 90 wt% or less.

본 발명에서는 결정화 및 여과 과정을 거치지 않고 철원과 황산을 반응시켜 곧바로 황산제일철을 제조하는 방법을 제시하고자 한다.In the present invention, it is intended to propose a method for producing ferrous sulfate directly by reacting an iron source with sulfuric acid without going through crystallization and filtration.

본 발명은 황산농도가 제어된 황산 수용액을 사용하여 별도의 결정화 단계 또는 여과 단계를 거치지 않는 황산제일철 제조방법을 제공하고자 한다. An object of the present invention is to provide a method for preparing ferrous sulfate using an aqueous sulfuric acid solution having a controlled sulfuric acid concentration without undergoing a separate crystallization step or filtration step.

본 발명 일 구현예에 따른 황산제일철 제조방법은 철 함유 물질에 황산 수용액을 혼합하여 황산제일철을 수득하는 방법으로서, 상기 황산 수용액의 농도는 40 내지 80 중량%일 수 있다. A method for preparing ferrous sulfate according to an embodiment of the present invention is a method for obtaining ferrous sulfate by mixing an aqueous solution of sulfuric acid with an iron-containing material, and the concentration of the aqueous solution of sulfuric acid may be 40 to 80% by weight.

상기 철 함유 물질에 대한 황산 수용액의 혼합비는 중량비로 0.5 내지 2일 수 있다.The mixing ratio of the aqueous sulfuric acid solution to the iron-containing material may be 0.5 to 2 by weight.

상기 철 함유 물질은 철 성분이 50중량% 이상일 수 있다.The iron-containing material may have an iron component of 50% by weight or more.

상기 철 함유 물질은 철 스크랩, 철광석, 밀스케일(Mill scale), 철 함유 더스트, 철 함유 슬러지를 포함하는 군으로부터 선택된 1 종 이상일 수 있다.The iron-containing material may be at least one selected from the group consisting of iron scrap, iron ore, mill scale, iron-containing dust, and iron-containing sludge.

상기 황산제일철 제조방법은 수득되는 황산제일철이 건조단계를 거치지 않고도 함수율이 15 중량% 이하일 수 있다. In the method for producing ferrous sulfate, the obtained ferrous sulfate may have a moisture content of 15% by weight or less without going through a drying step.

상기 황산 수용액은 반도체 폐황산일 수 있다.The aqueous sulfuric acid solution may be semiconductor waste sulfuric acid.

상기 철 함유 물질은 Fe 분말, FeO 분말 또는 이의 혼합을 포함할 수 있다.The iron-containing material may include Fe powder, FeO powder, or a mixture thereof.

본 발명 일 구현예의 제조방법에 따라 제조된 황산제일철은 함수율이 낮아 별도의 결정화 단계 또는 여과단계를 필요로하지 않는다. Ferrous sulfate prepared according to the manufacturing method of one embodiment of the present invention has a low water content and does not require a separate crystallization step or filtration step.

본 발명 일 구현예의 제조방법에 따라 제조된 황산제일철은 별도의 추가 공정 없이 시멘트 첨가제로 사용될 수 있다.The ferrous sulfate prepared according to the manufacturing method of one embodiment of the present invention can be used as a cement additive without a separate additional process.

본 발명 일 구현예에 따른 황산제일철 제조방법은 기존 기술에 비하여 에너지 비용이 감소되고, 제조설비도 단순화할 수 있다. The ferrous sulfate manufacturing method according to an embodiment of the present invention can reduce energy costs and simplify manufacturing facilities compared to conventional technologies.

본 발명 일 구현예에 따른 황산제일철 제조방법은 부산물, 폐기물등을 활용할 수 있어 폐기물 처리 비용 저감 및 자원의 효율적 활용이 가능하다.The ferrous sulfate manufacturing method according to an embodiment of the present invention can utilize by-products, waste, etc., thereby reducing waste disposal costs and efficiently utilizing resources.

도 1은 본 발명 일 구현예에 따른 Fe 분말을 포함하는 철 함유 물질을 사용한 황산제일철 생성물 XRD 결과를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명 일 구현예에 따른 FeO 분말을 포함하는 철 함유 물질을 사용한 황산제일철 생성물 XRD 결과를 도시한 것이다. 1 shows XRD results of a ferrous sulfate product using an iron-containing material including Fe powder according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 shows XRD results of a ferrous sulfate product using an iron-containing material including FeO powder according to an embodiment of the present invention.

제1, 제2 및 제3 등의 용어들은 다양한 부분, 성분, 영역, 층 및/또는 섹션들을 설명하기 위해 사용되나 이들에 한정되지 않는다. 이들 용어들은 어느 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션을 다른 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션과 구별하기 위해서만 사용된다. 따라서, 이하에서 서술하는 제1 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션은 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 제2 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션으로 언급될 수 있다.Terms such as first, second and third are used to describe, but are not limited to, various parts, components, regions, layers and/or sections. These terms are only used to distinguish one part, component, region, layer or section from another part, component, region, layer or section. Accordingly, a first part, component, region, layer or section described below may be referred to as a second part, component, region, layer or section without departing from the scope of the present invention.

여기서 사용되는 전문 용어는 단지 특정 실시예를 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 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.The terminology used herein is only for referring to specific embodiments and is not intended to limit the present invention. As used herein, the singular forms also include the plural forms unless the phrases clearly indicate the opposite. The meaning of "comprising" as used herein specifies particular characteristics, regions, integers, steps, operations, elements and/or components, and the presence or absence of other characteristics, regions, integers, steps, operations, elements and/or components. Additions are not excluded.

어느 부분이 다른 부분의 "위에" 또는 "상에" 있다고 언급하는 경우, 이는 바로 다른 부분의 위에 또는 상에 있을 수 있거나 그 사이에 다른 부분이 수반될 수 있다. 대조적으로 어느 부분이 다른 부분의 "바로 위에" 있다고 언급하는 경우, 그 사이에 다른 부분이 개재되지 않는다.When a part is referred to as being “on” or “on” another part, it may be directly on or on the other part or may be followed by another part therebetween. In contrast, when a part is said to be “directly on” another part, there is no intervening part between them.

또한, 특별히 언급하지 않는 한 %는 중량%를 의미하며, 1ppm은 0.0001중량%이다.In addition, unless otherwise noted, % means weight%, and 1ppm is 0.0001% by weight.

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

이하, 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily implement the present invention. However, the present invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments described herein.

이하, 각 단계에 대하여 구체적으로 살펴본다.Hereinafter, each step will be described in detail.

본 발명은 철 함유 물질과 황산 수용액을 사용하되, 황산철 수용액 제조단계를 거치지 않아 별도의 결정화단계 또는 여과단계를 필요로 하지 않는 황산제일철 제조방법을 제공하고자 한다.An object of the present invention is to provide a method for preparing ferrous sulfate, which uses an iron-containing material and an aqueous sulfuric acid solution, but does not require a separate crystallization step or filtration step because the step of preparing an aqueous solution of iron sulfate is not required.

철과 황산의 반응은 발열반응으로서, 두 물질을 혼합하면 다량의 열이 발생하여 반응에 참여하지 않은 잉여의 물을 증발시키게 된다. 철 함유 물질과 황산 혼합 후 물이 증발되어 잔류하는 물의 양이 황산철 수용액을 생성시키지 않을 정도로 적게 되면, 황산제일철은 고체 형태로 곧바로 생성될 수 있다. 이에 본 발명은 철과 황산의 반응에 의한 생성열과 초기 물의 양, 즉 황산 수용액의 농도를 적절히 조절함으로써 별도의 결정화 또는 여과단계를 거치지 않는 황산제일철 제조방법을 제공하고자 한다.The reaction between iron and sulfuric acid is an exothermic reaction, and when the two materials are mixed, a large amount of heat is generated, evaporating excess water that did not participate in the reaction. Ferrous sulphate can be produced directly in solid form if the water evaporates after mixing the ferrous material with sulfuric acid so that the amount of remaining water is low enough not to produce an aqueous solution of ferrous sulphate. Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for producing ferrous sulfate that does not undergo a separate crystallization or filtration step by appropriately adjusting the heat of production by the reaction between iron and sulfuric acid and the amount of initial water, that is, the concentration of aqueous sulfuric acid solution.

본 발명 일 구현예에 따른 황산제일철 제조방법은 철 함유 물질에 황산 수용액을 혼합하여 황산제일철을 수득하는 방법으로서, 상기 황산 수용액의 농도는 40 내지 80 중량%일 수 있다. 이 때 사용되는 황산은 신산, 폐황산을 포함한 어떤 형태의 황산이라도 무방하나 고체 형태의 황산제일철을 곧바로 제조하기 위해서는 적절한 농도의 황산을 사용해야 한다. 구체적으로 황산은 반도체 제조공정에서 배출되는 반도체 폐황산일 수 있다. 황산 수용액의 농도가 너무 낮으면 철과 황산의 반응에 의해 생성되는 반응열에 비하여 물의 양이 상대적으로 많다. 이에 따라 반응열로 마저 물이 증발되기 어려워 고형분의 황산제일철이 바로 얻어지지 않고 수용액 상태의 황산철이 얻어지는 문제가 있다. 반면 황산 농도가 너무 높으면 황산 점도가 높고 이온화가 용이하지 않은바, 철 함유 물질과의 반응이 원활하지 않아 황산제일철 생성이 효과적이지 못한 문제가 있다. 구체적으로 황산 수용액의 농도 범위는 40 내지 60중량%일 수 있다. A method for preparing ferrous sulfate according to an embodiment of the present invention is a method for obtaining ferrous sulfate by mixing an aqueous solution of sulfuric acid with an iron-containing material, and the concentration of the aqueous solution of sulfuric acid may be 40 to 80% by weight. The sulfuric acid used at this time may be any form of sulfuric acid, including new acid and waste sulfuric acid, but sulfuric acid of an appropriate concentration should be used to directly produce ferrous sulfate in solid form. Specifically, sulfuric acid may be semiconductor waste sulfuric acid discharged from a semiconductor manufacturing process. If the concentration of the aqueous sulfuric acid solution is too low, the amount of water is relatively large compared to the heat of reaction generated by the reaction between iron and sulfuric acid. Accordingly, there is a problem in that water is difficult to evaporate even with the heat of reaction, so that ferrous sulfate in a solid content is not immediately obtained, but iron sulfate in an aqueous solution is obtained. On the other hand, if the concentration of sulfuric acid is too high, the viscosity of sulfuric acid is high and ionization is not easy, so the reaction with iron-containing materials is not smooth, resulting in ineffective production of ferrous sulfate. Specifically, the concentration range of the sulfuric acid aqueous solution may be 40 to 60% by weight.

상기 철 함유 물질에 대한 황산 수용액의 혼합비는 중량비로 0.5 내지 2일 수 있다. 본 발명은 상기 살펴본 바와 같이 철과 황산의 반응열로 불필요한 수분을 증발시켜 별도의 결정화, 여과가 필요 없는 황산제일철 제조방법인 바, 철 함유 물질과 황산 수용액은 적절한 비율로 혼합되어야 한다. 즉, 철 함유 물질이 황산 수용액의 양에 비하여 상대적으로 많으면 철과 반응할 황산이 부족하여 황산제일철 생성량이 적어지는 문제가 있다. 반면 철 함유 물질의 양에 비하여 황산 수용액의 양이 상대적으로 많으면 잔류 황산이 발생하게 되어 제조된 황산제일철을 폐수처리 또는 시멘트 등에 사용하는 경우에 악영향을 미칠 수 있다. 구체적으로 철 함유 물질에 대한 황산 수용액의 혼합비는 중량비로 0.8 내지 1.2일 수 있다.The mixing ratio of the aqueous sulfuric acid solution to the iron-containing material may be 0.5 to 2 by weight. As described above, the present invention is a method for preparing ferrous sulfate, which does not require separate crystallization and filtration by evaporating unnecessary moisture with the reaction heat of iron and sulfuric acid, and the iron-containing material and sulfuric acid aqueous solution must be mixed in an appropriate ratio. That is, when the iron-containing material is relatively large compared to the amount of the aqueous sulfuric acid solution, there is a problem in that the amount of ferrous sulfate produced is reduced due to insufficient sulfuric acid to react with the iron. On the other hand, if the amount of sulfuric acid aqueous solution is relatively large compared to the amount of iron-containing material, residual sulfuric acid is generated, which may adversely affect the use of ferrous sulfate in wastewater treatment or cement. Specifically, the mixing ratio of the aqueous solution of sulfuric acid to the iron-containing material may be 0.8 to 1.2 by weight.

상기 철 함유 물질과 황산의 혼합은 통상의 교반 반응기로 수행될 수 있다.Mixing of the iron-containing material and sulfuric acid may be performed in a conventional stirred reactor.

상기 철 함유 물질은 철 성분이 50중량% 이상일 수 있다. 철 함유 물질 중 철을 제외한 다른 성분이 황산 수용액과 반응하는 것을 최소화하여 황산제일철을 용이하게 제조하고자 하는 것이다. 상기 철 함유 물질은 Fe 분말, FeO 분말 또는 이의 혼합을 포함할 수 있다. 상기 철 함유 물질은 철 스크랩, 철광석, Mill scale, 철 함유 더스트, 철 함유 슬러지를 포함하는 군으로부터 선택된 1 종 이상일 수 있다.The iron-containing material may have an iron component of 50% by weight or more. It is intended to easily prepare ferrous sulfate by minimizing the reaction of other components other than iron among iron-containing materials with an aqueous solution of sulfuric acid. The iron-containing material may include Fe powder, FeO powder, or a mixture thereof. The iron-containing material may be at least one selected from the group consisting of iron scrap, iron ore, mill scale, iron-containing dust, and iron-containing sludge.

상기 황산제일철 제조방법은 수득되는 황산제일철이 건조단계를 거치지 않고도 함수율이 15 중량% 이하일 수 있다. 구체적으로 함수율이 10 내지 15 중량%일 수 있다. 또한, 본 발명은 황산의 농도 및 철 함유 물질과 황산 혼합비를 제어하여 황산제일철을 제조하는바, 불순물이 거의 혼합되지 않고, 특히 함수율이 낮다. 즉, 본 발명 일 구현예에 따라 제조된 황산제일철은 별도의 결정화, 여과 단계 없이 바로 폐수처리, 시멘트 제조 등에 사용될 수 있다.In the method for producing ferrous sulfate, the obtained ferrous sulfate may have a moisture content of 15% by weight or less without going through a drying step. Specifically, the moisture content may be 10 to 15% by weight. In addition, according to the present invention, ferrous sulfate is produced by controlling the concentration of sulfuric acid and the mixing ratio of the iron-containing material and sulfuric acid, so that almost no impurities are mixed and the water content is particularly low. That is, ferrous sulfate prepared according to one embodiment of the present invention can be directly used for wastewater treatment, cement production, etc. without separate crystallization and filtration steps.

이하 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily implement the present invention. However, the present invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments described herein.

실험예Experimental example

본 발명예에서 사용한 철 함유 물질 및 황산 수용액의 농도를 표 1에 명시하였다. 표 1의 혼합비로 철 함유 물질과 황산 수용액을 5분간 혼합하여 황산제일철 생성물을 수득하여 분쇄하여 함수율을 측정하고 생성물의 XRD 결과를 도 1, 2에 도시하였다. 도 1은 실험예 3, 도 2는 실험예 6의 결과이다.Table 1 shows the concentrations of the iron-containing material and the sulfuric acid aqueous solution used in the examples of the present invention. The ferrous sulfate product was obtained by mixing the iron-containing material and the aqueous sulfuric acid solution at the mixing ratio shown in Table 1 for 5 minutes, and the ferrous sulfate product was pulverized to measure the moisture content. The XRD results of the product are shown in FIGS. 1 and 2 . 1 is Experimental Example 3, and FIG. 2 is the result of Experimental Example 6.

구분division 철 함유 물질iron-containing substances 황산 수용액aqueous solution of sulfuric acid 함수율(wt%)Moisture content (wt%) 종류type Fe 농도(wt%)Fe concentration (wt%) 혼합량(g)Mixing amount (g) 종류type 황산 농도
(wt%)sulfuric acid concentration
(wt%) 혼합량(g)Mixing amount (g) 실험예 1Experimental Example 1 Fe 분말 포함Contains Fe powder 9898 1010 반도체 폐황산semiconductor waste sulfuric acid 3030 1010 2626 실험예 2Experimental Example 2 Fe 분말 포함Contains Fe powder 9898 1010 반도체 폐황산semiconductor waste sulfuric acid 4040 1010 1515 실험예 3Experimental Example 3 Fe 분말 포함Contains Fe powder 9898 1010 반도체 폐황산semiconductor waste sulfuric acid 6060 1010 1111 실험예 4Experimental Example 4 Fe 분말 포함Contains Fe powder 9898 1010 반도체 폐황산semiconductor waste sulfuric acid 8080 1010 99 실험예 5Experimental Example 5 Fe 분말 포함Contains Fe powder 9898 1010 반도체 폐황산semiconductor waste sulfuric acid 9090 1010 88 실험예 6Experimental Example 6 FeO 분말 포함Contains FeO powder 7676 1010 반도체 폐황산semiconductor waste sulfuric acid 6060 1010 1515 실험예 7Experimental Example 7 Fe 분말 포함Contains Fe powder 9898 1010 황산용액sulfuric acid solution 1010 200200 (가열 건조)5(heat drying)5 실험예 8Experimental Example 8 FeO 분말 포함Contains FeO powder 7676 1010 황산용액sulfuric acid solution 1010 200200 (가열 건조)5(heat drying)5 실험예 9Experimental Example 9 Fe 분말 포함Contains Fe powder 9898 1010 반도체 폐황산semiconductor waste sulfuric acid 6060 44 88

그 결과 Fe, FeO 등 철을 함유한 물질과 황산의 혼합을 통해 함수율이 낮은 황산제일철의 제조가 가능함을 확인할 수 있다. 10 내지 15wt% 수준의 함수율을 가진 제품은 추가적인 건조 과정 없이 곧바로 시멘트 첨가재로 사용될 수 있다. 그림 1과 2로부터 제조된 황산제일철은 1수염 또는 4수염임을 확인할 수 있다. 또한 철원 대비 황산이 부족하여 각각 Fe 및 FeO가 일부 잔류함을 알 수 있으며, 이러한 잔류 물질은 그 양이 적으므로 폐수처리, 시멘트 등에 사용시 큰 영향을 미치지 않는다.As a result, it can be confirmed that ferrous sulfate having a low water content can be produced by mixing iron-containing materials such as Fe and FeO with sulfuric acid. A product with a water content of 10 to 15 wt% can be used as a cement additive without additional drying process. From Figures 1 and 2, it can be confirmed that the prepared ferrous sulfate is monohydrate or tetrahydrate. In addition, it can be seen that some Fe and FeO remain due to the lack of sulfuric acid compared to the iron source, and since these residual materials are small in amount, they do not have a significant effect when used in wastewater treatment, cement, etc.

반면 기존 제조방법에 대응하는 실험예 7, 8은 사용 황산의 농도는 낮고 혼합량이 많은 습식방법으로, 함수율이 높아 수용액인 황산철 용액으로 얻어져 이것을 가열하여 물을 증발시켜 황산제일철을 수득할 수 있었다. 실험예 7, 8에 따른 황산제일철은 함수율이 5 중량% 수준으로 낮게 나타나기는 하나, 이는 별도의 가열 건조 단계를 거친 것으로, 반응 후 즉시 황산제일철 결정을 수득할 수 있는 본 발명과 차이가 있다.On the other hand, Experimental Examples 7 and 8 corresponding to the existing manufacturing method are wet methods in which the concentration of sulfuric acid used is low and the amount of mixing is large, and the water content is high, so that an aqueous solution of iron sulfate is obtained, which is heated to evaporate water to obtain ferrous sulfate. there was. Although the ferrous sulfate according to Experimental Examples 7 and 8 has a water content as low as 5% by weight, it is different from the present invention in that ferrous sulfate crystals can be obtained immediately after the reaction because it has undergone a separate heating and drying step.

또한 실험예 5는 황산 수용액 농도 90중량%를 사용한 것으로 황산의 농도가 높아 함수율은 낮게 나타나지만, 실제 생성물을 관찰 하였을 때 황산제일철의 수득율이 낮아 본 발명에서 목적하는 바에 부합하지 않았다.In Experimental Example 5, a sulfuric acid aqueous solution concentration of 90% by weight was used, and the water content was low due to the high concentration of sulfuric acid.

또한 실험예 9는 황산 수용액의 양을 적게 사용한 것이다. 이 경우 황산 수용액의 양이 적어 함수율은 낮게 나타나지만, 철 함유 물질과 반응할 황산의 양이 적어, 실제 생성물을 관찰 하였을 때 황산제일철의 수득율이 낮아 본 발명에서 목적하는 바에 부합하지 않았다.In addition, Experimental Example 9 uses a small amount of sulfuric acid aqueous solution. In this case, the water content was low due to the small amount of sulfuric acid aqueous solution, but the amount of sulfuric acid to react with the iron-containing material was small, so the yield of ferrous sulfate was low when the actual product was observed, which did not meet the purpose of the present invention.

본 발명은 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.The present invention is not limited to the examples and can be manufactured in various different forms, and those skilled in the art to which the present invention pertains may change other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. It will be appreciated that this can be implemented. Therefore, the embodiments described above should be understood as illustrative in all respects and not limiting.

Claims (7)

철 함유 물질에 황산 수용액을 혼합하여 황산제일철을 수득하는 방법으로서,
상기 황산 수용액의 농도는 40 내지 80 중량%이고,
상기 철 함유 물질에 대한 황산 수용액의 혼합비는 중량비로 0.5 내지 2인, 황산제일철 제조방법.
A method for obtaining ferrous sulfate by mixing an aqueous solution of sulfuric acid with an iron-containing material,
The concentration of the sulfuric acid aqueous solution is 40 to 80% by weight,
The mixing ratio of the aqueous sulfuric acid solution to the iron-containing material is 0.5 to 2 by weight, ferrous sulfate production method.
 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 철 함유 물질은 철 성분이 50중량% 이상인, 황산제일철 제조방법.According to claim 1,
The iron-containing material has an iron component of 50% by weight or more, ferrous sulfate manufacturing method. 제1항에 있어서,
상기 철 함유 물질은 철 스크랩, 철광석, 밀스케일(Mill scale), 철 함유 더스트, 철 함유 슬러지를 포함하는 군으로부터 선택된 1 종 이상인, 황산제일철 제조방법.According to claim 1,
The iron-containing material is at least one selected from the group consisting of iron scrap, iron ore, mill scale, iron-containing dust, and iron-containing sludge, ferrous sulfate manufacturing method. 제1항에 있어서,
상기 황산제일철 제조방법은
수득되는 황산제일철이 건조단계를 거치지 않고도 함수율이 15 중량% 이하인, 황산제일철 제조방법.According to claim 1,
The ferrous sulfate manufacturing method
A method for producing ferrous sulfate, wherein the obtained ferrous sulfate has a moisture content of 15% by weight or less without going through a drying step. 제1항에 있어서,
상기 황산 수용액은 반도체 폐황산인, 황산제일철 제조방법.According to claim 1,
The sulfuric acid aqueous solution is semiconductor waste sulfuric acid, ferrous sulfate manufacturing method. 제1항에 있어서,
상기 철 함유 물질은 Fe 분말, FeO 분말 또는 이의 혼합을 포함하는, 황산제일철 제조방법.




According to claim 1,
The iron-containing material comprises Fe powder, FeO powder or a mixture thereof, ferrous sulfate manufacturing method.
KR1020200178422A 2020-12-18 2020-12-18 Ferrous sulfate manufacturing method KR102495070B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200178422A KR102495070B1 (en) 2020-12-18 2020-12-18 Ferrous sulfate manufacturing method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200178422A KR102495070B1 (en) 2020-12-18 2020-12-18 Ferrous sulfate manufacturing method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20220087915A KR20220087915A (en) 2022-06-27
KR102495070B1 true KR102495070B1 (en) 2023-02-06

Family

ID=82247300

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200178422A KR102495070B1 (en) 2020-12-18 2020-12-18 Ferrous sulfate manufacturing method

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102495070B1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102669586B1 (en) 2023-12-21 2024-05-28 소광민 Method of manufacturing ferrous sulfate by solization treatment of ferrous material

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003104728A (en) 2001-09-28 2003-04-09 Nittetsu Mining Co Ltd Method for treating iron-containing sulfuric acid solution
KR101572914B1 (en) * 2015-04-15 2015-12-01 넥스테크(주) Poly ferric sulfate manufacture method using disuse sulfuric acid of semiconductor production process

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2480439A (en) * 2010-05-17 2011-11-23 Tioxide Europe Ltd A process for forming ferrous sulphate monohydrate

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003104728A (en) 2001-09-28 2003-04-09 Nittetsu Mining Co Ltd Method for treating iron-containing sulfuric acid solution
KR101572914B1 (en) * 2015-04-15 2015-12-01 넥스테크(주) Poly ferric sulfate manufacture method using disuse sulfuric acid of semiconductor production process

Also Published As

Publication number Publication date
KR20220087915A (en) 2022-06-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102358679B (en) Sludge conditioner, and deep dehydration method by using the same
KR102495070B1 (en) Ferrous sulfate manufacturing method
CN108584901B (en) Method for recovering ceramic-grade iron phosphate from polymetallic hazardous wastes
CN105967541B (en) A kind of sulphate aluminium cement coagulant and preparation method thereof
CN108675344A (en) A kind of sulfate process titanium dioxide acidolysis production technology
CN102220499B (en) Roasting-leaching method of fine vanadium slags
CN108557792B (en) A kind of preparation method of cladded type iron manganese phosphate
KR100808359B1 (en) Method for solidifying sewage sludge
KR20240097421A (en) Method of production of ferrous sulfate
CN108529581A (en) The preparation method of feed-grade calcium phosphate salt
KR101299095B1 (en) Reducing method of hecavalent chromium using slag from steel making process
CN110102559B (en) Method for synergistically stabilizing and curing phosphogypsum and phosphorite flotation tailings
CN105236496A (en) Production method for preparing black iron oxide with ammonia circulation method
CN112028209A (en) Chromium removing agent for low-concentration tanning chromium-containing wastewater and application method thereof
KR101044921B1 (en) The manufacturing process of landfill cover soil from wastewater sludge utilizing carbonized rice husks
CN111320403A (en) Method for preparing multi-morphology α hemihydrate gypsum by using titanium white waste acid and gypsum obtained by method
KR100757360B1 (en) Retreat method of organic or inorganic waste resources
KR100704735B1 (en) Method for removing malodor of organic waste resources
KR101760599B1 (en) Manufacturing method of compound fertilizer by using steel plant slag
CN115784529B (en) Recycling treatment method of iron phosphate production wastewater
KR101125399B1 (en) Method for preparing calcium based material
KR102560657B1 (en) Waste sulfuric acid multistage neutralization with stainless steel annealing acid and its sludge recycling method
KR102325755B1 (en) Method of manufacturing lithium compound
KR20190030205A (en) Method for preparing the lime sulfur with steel industry by-product and lime sulfur prepared therefrom
CN104773710B (en) The raw material of roasting extracting sulfuric acid

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant