KR102553225B1 - Method for recovering valuable metals from platinum group-containing resources through induction heating method - Google Patents
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Abstract
본 발명은 구리 폐스크랩을 백금족 함유 자원인 폐촉매와 혼합하여 유도가열 방식인 고온 용융방식을 적용하여 백금족 함유 자원으로부터 유가금속을 회수하는 유도가열 방식을 통한 백금족 함유 자원으로부터 유가금속 회수방법 및 이로부터 회수된 백금족 금속을 제공한다. The present invention relates to a method for recovering valuable metals from platinum group-containing resources through an induction heating method in which copper waste scrap is mixed with a waste catalyst, which is a platinum group-containing resource, and a high-temperature melting method, which is an induction heating method, is applied to recover valuable metals from platinum group-containing resources. It provides a platinum group metal recovered from
Description
본 발명은 구리 폐스크랩을 백금족 함유 자원인 폐촉매와 혼합하여 유도가열 방식인 고온 용융방식을 적용하여 백금족 함유 자원으로부터 유가금속을 회수하는 유도가열 방식을 통한 백금족 함유 자원으로부터 유가금속 회수방법 및 이로부터 회수된 백금족 금속에 관한 것이다.The present invention relates to a method for recovering valuable metals from platinum group-containing resources through an induction heating method in which copper waste scrap is mixed with a waste catalyst, which is a platinum group-containing resource, and a high-temperature melting method, which is an induction heating method, is applied to recover valuable metals from platinum group-containing resources. It relates to platinum group metals recovered from
자동차 폐촉매 및 석유화학 폐촉매로부터 백금족 (Pt, Pd) 원소의 회수 방법은 건식처리법 또는 금속별 분리정제 방법이 있다. A method for recovering platinum group (Pt, Pd) elements from spent automobile catalysts and petrochemical waste catalysts includes a dry treatment method or a metal-specific separation and purification method.
건식처리법은 철을 포집금속으로 사용하는 Multimetco사의 플라즈마 아크 용용법과 구리를 포집금속으로 활용하는 일본 PGM 사의 ROSE법 등이 있다. Dry treatment methods include Multimetco's plasma arc melting method using iron as a trapping metal and Japan's PGM's ROSE method using copper as a trapping metal.
그 중, 철을 포집금속으로 사용하는 Multimetco사의 플라즈마 아크 용용법은 파분쇄된 시료를 석회석, 탄소 및 철계 포집금속과 함께 플라즈마 아크 용융로에 장입하여 백금족 금속을 철에 포집시켜 회수하는 방법으로, 고온 플라즈마를 사용하여 약 1500 ~ 1600 ℃ 이상의 고온조업으로 알루미나를 주성분으로 하는 세라믹 담체를 용융하여 처리한다. 이때, 세라믹 담체는 융점이 매우 높고 용융상태에서의 점성이 매우 높아 고전력이 요구되는 플라즈마 아크로를 활용한다. Among them, Multimetco's plasma arc melting method, which uses iron as a collected metal, is a method of collecting and recovering platinum group metals in iron by charging the crushed samples together with limestone, carbon, and iron-based collected metals into a plasma arc melting furnace. Using plasma, high-temperature operation of about 1500 to 1600 ° C. or more melts and processes a ceramic carrier containing alumina as a main component. At this time, the ceramic carrier has a very high melting point and a very high viscosity in a molten state, so a plasma arc furnace that requires high power is used.
그러나, 플라즈마 아크방식은 범용 전기로에 비해 대규모 조업이 어렵고 높은 온도의 조업으로 에너지 효율이 낮고, 비용이 많이 소요되는 문제점이 있다. 또한, 철을 포집금속으로 활용할 경우 백금족의 분리정제 과정에서 다량의 철함유 폐기물이 발생하여 이를 처리하기 위한 방안마련이 시급하다.However, compared to general-purpose electric furnaces, the plasma arc method has problems in that large-scale operation is difficult, energy efficiency is low due to high-temperature operation, and high costs are required. In addition, when iron is used as a captured metal, a large amount of iron-containing waste is generated in the process of separating and refining the platinum group, so it is urgent to prepare a plan to treat it.
그리고, 구리를 포집금속으로 활용하는 일본 PGM 사의 ROSE법은 구리합금을 포집금속으로 활용하고 산화동도 활용하므로, 저융점 조업이 가능하며 단기간에 귀금속을 회수할 수 있는 특징이 있으나, 구리합금과 산화동을 별개로 사용하여야 하므로 비용이 소요되는 문제점이 남아있다.In addition, the ROSE method of Japanese PGM Co., Ltd., which uses copper as a trapping metal, uses copper alloy as a trapping metal and copper oxide, so it is possible to operate at a low melting point and recover precious metals in a short period of time. Since must be used separately, the problem of cost remains.
따라서, 본 출원인은 각고의 노력에 의한 여러 연구를 통하여, 구리 폐스크랩을 백금족 함유 자원인 폐촉매와 혼합하여 유도가열 방식인 고온 용융방식을 적용하여 백금족 함유 자원으로부터 유가금속을 회수하는 유도가열 방식을 통한 백금족 함유 자원으로부터 유가금속 회수방법 및 이로부터 회수된 백금족 금속을 획득하여 본 발명을 완성하게 되었다.Therefore, the present applicant, through various studies with diligent efforts, mixes waste copper scrap with a waste catalyst, which is a platinum group-containing resource, and applies an induction heating method, a high-temperature melting method, to recover valuable metals from platinum group-containing resources. The present invention was completed by obtaining a method for recovering valuable metals from platinum group-containing resources through the method and platinum group metals recovered therefrom.
따라서, 본 발명의 목적은 구리 폐스크랩을 백금족 함유 자원인 폐촉매와 혼합하여 유도가열 방식인 고온 용융방식을 적용하여 백금족 함유 자원으로부터 유가금속을 회수하는 유도가열 방식을 통한 백금족 함유 자원으로부터 유가금속 회수방법을 제공하는 데 있다.Therefore, an object of the present invention is to mix valuable metals from platinum group-containing resources by mixing waste copper scrap with a waste catalyst, which is a platinum group-containing resource, and applying a high-temperature melting method, which is an induction heating method, to recover valuable metals from platinum group-containing resources. It is to provide a recovery method.
또한, 본 발명의 목적은 구리 폐스크랩을 백금족 함유 자원인 폐촉매와 혼합하여 유도가열 방식인 고온 용융방식을 적용하여 백금족 함유 자원으로부터 유가금속을 회수하는 유도가열 방식을 통한 백금족 함유 자원으로부터 유가금속 회수방법으로 회수된 백금족 금속을 제공하는 데 있다.In addition, an object of the present invention is to mix valuable metals from platinum group-containing resources by mixing waste copper scrap with waste catalyst, which is a platinum group-containing resource, and recovering valuable metals from platinum group-containing resources by applying a high-temperature melting method, which is an induction heating method. It is to provide a platinum group metal recovered by a recovery method.
또한, 본 발명의 목적은 구리 폐스크랩을 백금족 함유 자원인 폐촉매와 혼합하여 유도가열 방식인 고온 용융방식을 적용하여 백금족 함유 자원으로부터 유가금속을 회수하는 유도가열 방식을 통한 백금족 함유 자원으로부터 유가금속 회수방법으로 회수된 구리 금속을 제공하는 데 있다.In addition, an object of the present invention is to mix valuable metals from platinum group-containing resources by mixing waste copper scrap with waste catalyst, which is a platinum group-containing resource, and recovering valuable metals from platinum group-containing resources by applying a high-temperature melting method, which is an induction heating method. It is to provide copper metal recovered by the recovery method.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 이하의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problem to be solved by the present invention is not limited to the problems mentioned above, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일 측면에 따르면, In order to solve the above problems, according to one aspect of the present invention,
본 발명은 유도가열 방식을 통한 백금족 함유 자원으로부터 유가금속 회수방법으로서,The present invention is a method for recovering valuable metals from platinum group-containing resources through an induction heating method,
(a-1) 폐촉매, 칼슘화합물 및 구리 폐스크랩을 혼합하여 폐촉매 혼합물을 형성하는 단계;(a-1) forming a waste catalyst mixture by mixing a waste catalyst, a calcium compound, and waste copper scrap;
(a-2) 상기 폐촉매 혼합물을 흑연 도가니에 장입한 후, 고주파 유도가열로에 인입한 다음, 고주파 유도가열하여 구리에 백금족 원소를 농축시킨 유도가열물을 형성하는 단계;(a-2) charging the spent catalyst mixture into a graphite crucible, introducing it into a high-frequency induction heating furnace, and then induction-heating it to form an induction-heated product in which platinum group elements are concentrated in copper;
(a-3) 상기 유도가열물을 하부의 조금속과 상부의 슬래그층으로 분리하는 단계;(a-3) separating the induction-heated material into a lower slag layer and an upper slag layer;
(a-4) 상기 하부의 조금속을 회수하고 전해정련하여 구리를 회수하고 전해정련 잔사를 수득하는 단계; 및(a-4) recovering the lower bitumen and performing electrolytic refining to recover copper and obtain an electrorefining residue; and
(a-5) 상기 전해정련 잔사로부터 팔라듐 또는 백금을 포함하는 백금족 유가금속을 회수하는 단계를 포함하는(a-5) recovering a platinum group valuable metal including palladium or platinum from the electrorefining residue;
유도가열 방식을 통한 백금족 함유 자원으로부터 유가금속 회수방법을 제공한다.A method for recovering valuable metals from platinum group-containing resources through induction heating is provided.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 (a-1) 폐촉매, 칼슘화합물 및 구리 폐스크랩을 혼합하여 폐촉매 혼합물을 형성하는 단계에서,According to an embodiment of the present invention, in the (a-1) step of mixing the spent catalyst, calcium compound and waste copper scrap to form a spent catalyst mixture,
상기 폐촉매를 파분쇄하는 것을 포함하고,Including crushing the spent catalyst,
상기 파분쇄는 조크러셔(jaw crusher), 콘크러셔(cone crusher), 또는 핀밀로 1차 파쇄하고,The crushing is primarily crushed by a jaw crusher, cone crusher, or pin mill,
로드밀, 볼밀, 튜브밀, 포트밀, 롤러밀, 터보밀, 또는 타워밀로 2차 분쇄하는 것을 포함하며,Including secondary grinding with a rod mill, ball mill, tube mill, port mill, roller mill, turbo mill, or tower mill,
상기 파분쇄한 폐촉매를 80 ~ 250 ℃에서 6 ~ 36 시간 동안 건조하는 것을 포함하고,Including drying the crushed spent catalyst at 80 to 250 ° C. for 6 to 36 hours,
상기 구리 폐스크랩을 0.01 ~ 30 mm 크기로 절단하여 사용할 수 있다.The copper waste scrap may be cut into a size of 0.01 to 30 mm and used.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 (a-1) 폐촉매, 칼슘화합물 및 구리 폐스크랩을 혼합하여 폐촉매 혼합물을 형성하는 단계에서,According to an embodiment of the present invention, in the (a-1) step of mixing the spent catalyst, calcium compound and waste copper scrap to form a spent catalyst mixture,
상기 폐촉매는 석유화학 폐촉매, 정유산업 폐촉매, 화학 공정 폐촉매, 및 자동차 배기가스 정화용 폐촉매 중에서 선택된 적어도 어느 하나일 수 있다.The waste catalyst may be at least one selected from waste petrochemical catalysts, oil refinery waste catalysts, chemical process waste catalysts, and vehicle exhaust gas purification waste catalysts.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 (a-1) 폐촉매, 칼슘화합물 및 구리 폐스크랩을 혼합하여 폐촉매 혼합물을 형성하는 단계에서,According to an embodiment of the present invention, in the (a-1) step of mixing the spent catalyst, calcium compound and waste copper scrap to form a spent catalyst mixture,
상기 칼슘화합물은 산화칼슘(CaO), 수산화칼슘((CaOH)2), 탄화칼슘(CaC2), 시안화칼슘(Ca(CN)2), 염화칼슘(CaCl2), 황화칼슘(CaS), 불화칼슘(CaF2), 황산칼슘(CaSO4), 몬모릴로나이트, 및 플라스터 중에서 선택된 적어도 어느 하나일 수 있다.The calcium compound is calcium oxide (CaO), calcium hydroxide ((CaOH) 2 ), calcium carbide (CaC 2 ), calcium cyanide (Ca(CN) 2 ), calcium chloride (CaCl 2 ), calcium sulfide (CaS), calcium fluoride ( CaF 2 ), calcium sulfate (CaSO 4 ), montmorillonite, and at least one selected from plaster.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 (a-1) 폐촉매, 칼슘화합물 및 구리 폐스크랩을 혼합하여 폐촉매 혼합물을 형성하는 단계에서,According to an embodiment of the present invention, in the (a-1) step of mixing the spent catalyst, calcium compound and waste copper scrap to form a spent catalyst mixture,
상기 폐촉매, 칼슘화합물 및 구리 폐스크랩의 혼합비율은 순차적으로 중량비로 1 : 0.05 ~ 10 : 0.05 ~ 10 일 수 있다.The mixing ratio of the waste catalyst, calcium compound, and copper waste scrap may be 1:0.05 to 10:0.05 to 10 in weight ratio sequentially.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 (a-2) 폐촉매 혼합물을 흑연 도가니에 장입한 후, 고주파 유도가열로에 인입한 다음, 고주파 유도가열하여 구리에 백금족 원소를 농축시킨 유도가열물을 형성하는 단계에서,According to one embodiment of the present invention, after charging the (a-2) spent catalyst mixture into a graphite crucible, introducing it into a high-frequency induction heating furnace, and then high-frequency induction heating to obtain an induction-heated material in which platinum group elements are concentrated in copper. At the stage of formation,
상기 고주파 유도가열은 대기 조건 또는 비활성 기체하에서 수행되고,The high-frequency induction heating is performed under atmospheric conditions or inert gas,
상기 비활성 기체는 질소 또는 아르곤을 포함하며,The inert gas includes nitrogen or argon,
상기 고주파 유도가열 공정은 흑연 및 구리금속의 유도가열을 통해 온도 상승이 이루어져 1000 ~ 2500 ℃의 온도에서 10 분 내지 12 시간 동안 고주파 유도가열될 수 있다. In the high-frequency induction heating process, the temperature is raised through induction heating of graphite and copper metal, and high-frequency induction heating may be performed at a temperature of 1000 to 2500 ° C. for 10 minutes to 12 hours.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 (a-2) 폐촉매 혼합물을 흑연 도가니에 장입한 후, 고주파 유도가열로에 인입한 다음, 고주파 유도가열하여 구리에 백금족 원소를 농축시킨 유도가열물을 형성하는 단계에서,According to one embodiment of the present invention, after charging the (a-2) spent catalyst mixture into a graphite crucible, introducing it into a high-frequency induction heating furnace, and then high-frequency induction heating to obtain an induction-heated material in which platinum group elements are concentrated in copper. At the stage of formation,
고주파는 주파수로 200 Hz 내지 3000 Hz 이고,High frequency is a frequency of 200 Hz to 3000 Hz,
상기 고주파 유도가열은 상기 폐촉매 혼합물이 들어 있는 흑연 도가니의 반경이 전류침투깊이의 2.25 배가 되는 임계주파수 이상으로 상기 폐촉매 혼합물이 들어 있는 흑연 도가니를 유도가열할 수 있다.The high-frequency induction heating may induction-heat the graphite crucible containing the spent catalyst mixture at a critical frequency or higher at which the radius of the graphite crucible containing the spent catalyst mixture is 2.25 times the current penetration depth.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 (a-3) 유도가열물을 하부의 조금속과 상부의 슬래그층으로 분리하는 단계에서,According to one embodiment of the present invention, in the step of (a-3) separating the induction heating material into a lower slag layer and an upper slag layer,
상기 슬래그층은 CaO-Al2O3계 슬래그를 포함할 수 있다.The slag layer may include CaO—Al 2 O 3 based slag.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 (a-4) 하부의 조금속을 회수하고 전해정련하여 구리를 회수하고 전해정련 잔사를 수득하는 단계에서,According to one embodiment of the present invention, in the step (a-4) of recovering the lower bitumen and electrolytically refining to recover copper and obtaining an electrolytic refining residue,
상기 구리의 회수율은 90 wt% 내지 99.9999 wt% 일 수 있다.The copper recovery rate may be 90 wt% to 99.9999 wt%.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 (a-4) 하부의 조금속을 회수하고 전해정련하여 구리를 회수하고 전해정련 잔사를 수득하는 단계에서,According to one embodiment of the present invention, in the step (a-4) of recovering the lower bitumen and electrolytically refining to recover copper and obtaining an electrolytic refining residue,
상기 구리 전해정련의 전해질은 황산 및 황산구리 수용액, 질산 및 질산구리 수용액, 인산 및 인산구리 수용액, 초산 및 초산구리 수용액, 또는 염산 및 염산구리 수용액을 포함하고,The electrolyte of the copper electrolytic refining includes sulfuric acid and aqueous copper sulfate, nitric acid and aqueous copper nitrate, phosphoric acid and aqueous copper phosphate, acetic acid and aqueous copper acetate, or hydrochloric acid and aqueous copper hydrochloride,
상기 구리 전해정련 전해질의 pH는 0.1 내지 6.5 이며,The pH of the copper electrorefining electrolyte is 0.1 to 6.5,
음극 전압 0.0 mV 내지 -5000 mV 와,a cathode voltage of 0.0 mV to -5000 mV;
전류 밀도 0.01 mA/cm2 내지 1000 mA/cm2 에서 구리 금속을 음극에서 회수할 수 있다.At current densities from 0.01 mA/cm 2 to 1000 mA/cm 2 copper metal can be recovered from the cathode.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 (a-5) 전해정련 잔사로부터 팔라듐 또는 백금을 포함하는 백금족 유가금속을 회수하는 단계에서,According to one embodiment of the present invention, in the step (a-5) recovering a platinum group valuable metal including palladium or platinum from the electrorefining residue,
상기 백금족 유가금속의 회수율은 90 wt% 내지 99.999 wt% 일 수 있다.The recovery rate of the platinum group valuable metal may be 90 wt% to 99.999 wt%.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 (a-5) 전해정련 잔사로부터 팔라듐 또는 백금을 포함하는 백금족 유가금속을 회수하는 단계에서,According to one embodiment of the present invention, in the step (a-5) recovering a platinum group valuable metal including palladium or platinum from the electrorefining residue,
상기 백금족 전해정련의 전해질은 황산 및 황산백금족 수용액, 질산 및 질산백금족 수용액, 인산 및 인산백금족 수용액, 초산 및 초산백금족 수용액, 또는 염산 및 염산백금족 수용액을 포함하고,The electrolyte for the platinum group electrolytic refining includes sulfuric acid and an aqueous solution of the platinum group sulfate, nitric acid and an aqueous solution of the platinum group nitrate, phosphoric acid and an aqueous solution of the platinum group phosphate, acetic acid and an aqueous solution of the platinum group acetate, or hydrochloric acid and an aqueous solution of the platinum group hydrochloride,
상기 백금족 전해정련 전해질의 pH는 0.1 내지 6.5 이며,The pH of the platinum group electrorefining electrolyte is 0.1 to 6.5,
음극 전압 0.0 mV 내지 -5000 mV 와,a cathode voltage of 0.0 mV to -5000 mV;
전류 밀도 0.01 mA/cm2 내지 1000 mA/cm2 에서 백금족 유가금속을 음극에서 회수할 수 있다.A platinum group valuable metal can be recovered from the cathode at a current density of 0.01 mA/cm 2 to 1000 mA/cm 2 .
또한, 본 발명의 다른 일 측면에 따르면,In addition, according to another aspect of the present invention,
본 발명은 상기 유도가열 방식을 통한 백금족 함유 자원으로부터 유가금속 회수방법에 의해 회수된 백금족 금속을 제공할 수 있다.The present invention can provide a platinum group metal recovered by a method for recovering a valuable metal from platinum group-containing resources through the induction heating method.
또한, 본 발명의 다른 일 측면에 따르면,In addition, according to another aspect of the present invention,
본 발명은 상기 유도가열 방식을 통한 백금족 함유 자원으로부터 유가금속 회수방법에 의해 회수된 구리 금속을 제공할 수 있다.The present invention can provide copper metal recovered by the valuable metal recovery method from platinum group-containing resources through the induction heating method.
본 발명에 따르면, 구리 폐스크랩을 백금족 함유 자원인 폐촉매와 혼합하여 유도가열 방식인 고온 용융방식을 적용하여 백금족 함유 자원으로부터 유가금속을 회수하는 유도가열 방식을 통한 백금족 함유 자원으로부터 유가금속 회수방법을 제공하므로, 친환경적이고, 폐기물 발생이 적고, 공정 안정성이 우수하고, 제조비용이 저렴하여 경제적이다.According to the present invention, a method for recovering valuable metals from platinum group-containing resources by mixing waste copper scrap with waste catalyst, which is a platinum group-containing resource, and recovering valuable metals from platinum group-containing resources by applying a high-temperature melting method, which is an induction heating method. Since it provides, it is eco-friendly, generates less waste, has excellent process stability, and is economical due to low manufacturing cost.
또한, 본 발명은 구리 폐스크랩을 백금족 함유 자원인 폐촉매와 혼합하여 유도가열 방식인 고온 용융방식을 적용하여 백금족 함유 자원으로부터 유가금속을 회수하는 유도가열 방식을 통한 백금족 함유 자원으로부터 유가금속 회수방법으로 회수된 백금족 금속을 제공하므로, 물성이 우수하고, 회수율이 높아 경제적이다.In addition, the present invention is a method for recovering valuable metals from platinum group-containing resources through an induction heating method in which copper waste scrap is mixed with a waste catalyst, which is a platinum group-containing resource, and a high-temperature melting method, which is an induction heating method, is applied to recover valuable metals from platinum group-containing resources. Since it provides the recovered platinum group metal, it is economical with excellent physical properties and high recovery rate.
또한, 본 발명은 구리 폐스크랩을 백금족 함유 자원인 폐촉매와 혼합하여 유도가열 방식인 고온 용융방식을 적용하여 백금족 함유 자원으로부터 유가금속을 회수하는 유도가열 방식을 통한 백금족 함유 자원으로부터 유가금속 회수방법으로 회수된 구리 금속을 제공하므로, 물성이 우수하고, 회수율이 높아 경제적이다.In addition, the present invention is a method for recovering valuable metals from platinum group-containing resources through an induction heating method in which copper waste scrap is mixed with a waste catalyst, which is a platinum group-containing resource, and a high-temperature melting method, which is an induction heating method, is applied to recover valuable metals from platinum group-containing resources. Since it provides recovered copper metal, it is economical with excellent physical properties and high recovery rate.
본 발명의 효과는 상기 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The effects of the present invention are not limited to the above effects, and should be understood to include all effects that can be inferred from the detailed description of the present invention or the configuration of the invention described in the claims.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유도가열 방식을 통한 백금족 함유 자원으로부터 유가금속 회수방법의 공정도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유도가열 방식을 통한 백금족 함유 자원으로부터 유가금속 회수방법의 고주파 유도가열 공정 모식도이다.1 is a process chart of a method for recovering valuable metals from platinum group-containing resources through an induction heating method according to an embodiment of the present invention.
2 is a schematic diagram of a high-frequency induction heating process of a method for recovering valuable metals from platinum group-containing resources through an induction heating method according to an embodiment of the present invention.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것을 달성하는 방법은 첨부된 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.The advantages and features of the present invention, and how to achieve them, will become clear with reference to the detailed description of the following embodiments in conjunction with the accompanying drawings.
그러나 본 발명은 이하에 개시되는 실시예들에 의해 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.However, the present invention is not limited by the embodiments disclosed below, but will be implemented in a variety of different forms, only the present embodiments make the disclosure of the present invention complete, and common knowledge in the art to which the present invention pertains. It is provided to completely inform the person who has the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims.
또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기술 등이 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있다고 판단되는 경우 그에 관한 자세한 설명은 생략하기로 한다.In addition, in the description of the present invention, if it is determined that related known technologies may obscure the gist of the present invention, a detailed description thereof will be omitted.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.
유도가열 방식을 통한 백금족 함유 자원으로부터 유가금속 회수방법 Method for recovering valuable metals from platinum group-containing resources through induction heating
본 발명은 구리 폐스크랩을 백금족 함유 자원인 폐촉매와 혼합하여 유도가열 방식인 고온 용융방식을 적용하여 백금족 함유 자원으로부터 유가금속을 회수하는 유도가열 방식을 통한 백금족 함유 자원으로부터 유가금속 회수방법을 제공한다.The present invention provides a method for recovering valuable metals from platinum group-containing resources by mixing waste copper scrap with a waste catalyst, which is a platinum group-containing resource, and recovering valuable metals from platinum group-containing resources by applying a high-temperature melting method, which is an induction heating method. do.
본 발명은 유도가열 방식을 통한 백금족 함유 자원으로부터 유가금속 회수방법으로서,The present invention is a method for recovering valuable metals from platinum group-containing resources through an induction heating method,
(a-1) 폐촉매, 칼슘화합물 및 구리 폐스크랩을 혼합하여 폐촉매 혼합물을 형성하는 단계;(a-1) forming a waste catalyst mixture by mixing a waste catalyst, a calcium compound, and waste copper scrap;
(a-2) 상기 폐촉매 혼합물을 흑연 도가니에 장입한 후, 고주파 유도가열로에 인입한 다음, 고주파 유도가열하여 구리에 백금족 원소를 농축시킨 유도가열물을 형성하는 단계;(a-2) charging the spent catalyst mixture into a graphite crucible, introducing it into a high-frequency induction heating furnace, and then induction-heating it to form an induction-heated product in which platinum group elements are concentrated in copper;
(a-3) 상기 유도가열물을 하부의 조금속과 상부의 슬래그층으로 분리하는 단계;(a-3) separating the induction-heated material into a lower slag layer and an upper slag layer;
(a-4) 상기 하부의 조금속을 회수하고 전해정련하여 구리를 회수하고 전해정련 잔사를 수득하는 단계; 및(a-4) recovering the lower bitumen and performing electrolytic refining to recover copper and obtain an electrorefining residue; and
(a-5) 상기 전해정련 잔사로부터 팔라듐 또는 백금을 포함하는 백금족 유가금속을 회수하는 단계를 포함할 수 있다.(a-5) recovering a platinum group valuable metal including palladium or platinum from the electrorefining residue.
본 발명은 구리 폐스크랩을 백금족 함유 자원인 폐촉매와 혼합하여 유도가열 방식인 고온 용융방식을 적용하여 백금족 함유 자원으로부터 유가금속을 회수하는 유도가열 방식을 통한 백금족 함유 자원으로부터 유가금속 회수방법을 제공하므로, 친환경적이고, 폐기물 발생이 적고, 공정 안정성이 우수하고, 제조비용이 저렴하여 경제적이다.The present invention provides a method for recovering valuable metals from platinum group-containing resources by mixing waste copper scrap with a waste catalyst, which is a platinum group-containing resource, and recovering valuable metals from platinum group-containing resources by applying a high-temperature melting method, which is an induction heating method. Therefore, it is eco-friendly, generates less waste, has excellent process stability, and is economical due to low manufacturing cost.
자동차 폐촉매 및 석유화학 폐촉매로부터 백금족 (Pt, Pd) 원소의 회수 방법은 건식처리법 또는 금속별 분리정제 방법이 있다. A method for recovering platinum group (Pt, Pd) elements from spent automobile catalysts and petrochemical waste catalysts includes a dry treatment method or a metal-specific separation and purification method.
건식처리법은 철을 포집금속으로 사용하는 Multimetco사의 플라즈마 아크 용용법과 구리를 포집금속으로 활용하는 일본 PGM 사의 ROSE법 등이 있다. Dry treatment methods include Multimetco's plasma arc melting method using iron as a trapping metal and Japan's PGM's ROSE method using copper as a trapping metal.
그 중, 철을 포집금속으로 사용하는 Multimetco사의 플라즈마 아크 용용법은 파분쇄된 시료를 석회석, 탄소 및 철계 포집금속과 함께 플라즈마 아크 용융로에 장입하여 백금족 금속을 철에 포집시켜 회수하는 방법으로, 고온 플라즈마를 사용하여 약 1500 ~ 1600 ℃ 이상의 고온조업으로 알루미나를 주성분으로 하는 세라믹 담체를 용융하여 처리한다. 이때, 세라믹 담체는 융점이 매우 높고 용융상태에서의 점성이 매우 높아 고전력이 요구되는 플라즈마 아크로를 활용한다. Among them, Multimetco's plasma arc melting method, which uses iron as a collected metal, is a method of collecting and recovering platinum group metals in iron by charging the crushed samples together with limestone, carbon, and iron-based collected metals into a plasma arc melting furnace. Using plasma, high-temperature operation of about 1500 to 1600 ° C. or more melts and processes a ceramic carrier containing alumina as a main component. At this time, the ceramic carrier has a very high melting point and a very high viscosity in a molten state, so a plasma arc furnace that requires high power is used.
그러나, 플라즈마 아크방식은 범용 전기로에 비해 대규모 조업이 어렵고 높은 온도의 조업으로 에너지 효율이 낮고, 비용이 많이 소요되는 문제점이 있다. 또한, 철을 포집금속으로 활용할 경우 백금족의 분리정제 과정에서 다량의 철함유 폐기물이 발생하여 이를 처리하기 위한 방안마련이 시급하다.However, compared to general-purpose electric furnaces, the plasma arc method has problems in that large-scale operation is difficult, energy efficiency is low due to high-temperature operation, and high costs are required. In addition, when iron is used as a captured metal, a large amount of iron-containing waste is generated in the process of separating and refining the platinum group, so it is urgent to prepare a plan to treat it.
그리고, 구리를 포집금속으로 활용하는 일본 PGM 사의 ROSE법은 구리합금을 포집금속으로 활용하고 산화동도 활용하므로, 저융점 조업이 가능하며 단기간에 귀금속을 회수할 수 있는 특징이 있으나, 구리합금과 산화동을 별개로 사용하여야 하므로 비용이 소요되는 문제점이 남아있다.In addition, the ROSE method of Japanese PGM Co., Ltd., which uses copper as a trapping metal, uses copper alloy as a trapping metal and copper oxide, so it is possible to operate at a low melting point and recover precious metals in a short period of time. Since must be used separately, the problem of cost remains.
따라서, 본 출원인은 각고의 노력에 의한 여러 연구를 통하여, 구리 폐스크랩을 백금족 함유 자원인 폐촉매와 혼합하여 유도가열 방식인 고온 용융방식을 적용하여 백금족 함유 자원으로부터 유가금속을 회수하는 유도가열 방식을 통한 백금족 함유 자원으로부터 유가금속 회수방법 및 이로부터 회수된 백금족 금속을 획득하여 본 발명을 완성하게 되었다.Therefore, the present applicant, through various studies with diligent efforts, mixes waste copper scrap with a waste catalyst, which is a platinum group-containing resource, and applies an induction heating method, a high-temperature melting method, to recover valuable metals from platinum group-containing resources. The present invention was completed by obtaining a method for recovering valuable metals from platinum group-containing resources through the method and platinum group metals recovered therefrom.
고주파 유도가열은 전자유도작용을 이용하여 영구자석 대신 코일에 교류전류를 흘려 교번자속이 발생하게 함으로써 피가열물에 유도전류(와전류)가 흐르도록 한다. 상기 유도전류는 와전류손에 의해 주울열을 발생시키며, 이렇게 발생된 열로서 가열하는 것을 유도가열이라 한다.In high-frequency induction heating, alternating magnetic flux is generated by flowing an alternating current through a coil instead of a permanent magnet using electromagnetic induction, so that induced current (eddy current) flows in the object to be heated. The “induction current” generates Joule heat by eddy current loss, and “heating” with the generated heat is called “induction heating”.
즉, 고주파 유도가열은 금속과 같은 도체 및 반도체의 가열 코일에 둘러싸인 피가열물에 고주파 전류를 흘리면 전류가 유도되고, 이에 따라 발생되는 열에 의해 직접 가열되는 방식이다.That is, high-frequency induction heating is a method in which a current is induced when a high-frequency current is passed through a heating object surrounded by a conductor such as a metal or a semiconductor heating coil, and the heat generated accordingly is directly heated.
또한, 전해정련은 전해질 수용액 또는 용융염 등의 이온 전도체에 전류를 인가하여 물질을 분리하거나 제조하는 공정으로써 주로 고순도의 금속을 회수하는데 사용될 수 있다.In addition, electrolytic refining is a process of separating or manufacturing a material by applying an electric current to an ion conductor such as an aqueous electrolyte solution or molten salt, and can be mainly used to recover high-purity metal.
일례로, 구리 전해정련은 불순한 구리를 양극으로부터 전기화학적으로 용해시킨 후에, 이와 같이 용해된 구리를 실제적으로 순수한 형태로 음극상에 선택적으로 도금시키는 방법이다. 이후, 일정한 시간이 경과되어 소정 두께의 구리 가 음극상에 침착되면 이를 음극을 꺼내며, 그후 구리를 용해시켜서 각종의 상업적 제품으로 주조하게 된다.In one example, copper electrorefining is a method in which impure copper is electrochemically dissolved from an anode, and then the dissolved copper is selectively plated on a cathode in a substantially pure form. Thereafter, when copper of a predetermined thickness is deposited on the cathode after a certain period of time, the cathode is taken out, and then the copper is dissolved and cast into various commercial products.
그리고, 상기 (a-1) 폐촉매, 칼슘화합물 및 구리 폐스크랩을 혼합하여 폐촉매 혼합물을 형성하는 단계에서,And, in the step (a-1) of forming a waste catalyst mixture by mixing the waste catalyst, calcium compound, and waste copper scrap,
상기 폐촉매를 파분쇄하는 것을 포함하고,Including crushing the spent catalyst,
상기 파분쇄는 조크러셔(jaw crusher), 콘크러셔(cone crusher), 또는 핀밀로 1차 파쇄하고,The crushing is primarily crushed by a jaw crusher, cone crusher, or pin mill,
로드밀, 볼밀, 튜브밀, 포트밀, 롤러밀, 터보밀, 또는 타워밀로 2차 분쇄하는 것을 포함하며,Including secondary grinding with a rod mill, ball mill, tube mill, port mill, roller mill, turbo mill, or tower mill,
상기 파분쇄한 폐촉매를 80 ~ 250 ℃에서 6 ~ 36 시간 동안 건조하는 것을 포함하고,Including drying the crushed spent catalyst at 80 to 250 ° C. for 6 to 36 hours,
상기 구리 폐스크랩을 0.01 ~ 30 mm 크기로 절단하여 사용할 수 있다.The copper waste scrap may be cut into a size of 0.01 to 30 mm and used.
여기서, 상기 파분쇄한 폐촉매의 건조 조건이 상기 범위를 벗어나는 경우, 백금족 금속의 회수율 또는 구리 금속의 회수율이 감소될 수 있다.Here, when the drying conditions of the crushed spent catalyst are out of the above range, the recovery rate of platinum group metal or copper metal may decrease.
이때, 상기 파분쇄한 폐촉매의 건조 조건으로 온도는 바람직하게는 83 ~ 248 ℃ 일 수 있고, 보다 바람직하게는 85 ~ 245 ℃ 일 수 있다.At this time, as a drying condition for the pulverized spent catalyst, the temperature may be preferably 83 to 248 ° C, more preferably 85 to 245 ° C.
그리고, 상기 파분쇄한 폐촉매의 건조 조건으로 시간은 바람직하게는 6.5 ~ 35.5 시간 일 수 있고, 보다 바람직하게는 7 ~ 35 시간 일 수 있다.And, the drying time of the finely pulverized spent catalyst may be preferably 6.5 to 35.5 hours, more preferably 7 to 35 hours.
또한, 상기 구리 폐스크랩의 절단 크기가 상기 범위를 벗어나는 경우, 제조시간이 오래 걸리고, 백금족 금속의 회수율 또는 구리 금속의 회수율이 감소될 수 있다.In addition, when the cut size of the copper waste scrap is out of the above range, the manufacturing time is long, and the recovery rate of platinum group metal or copper metal may be reduced.
이때, 상기 구리 폐스크랩의 절단 크기는 바람직하게는 0.02 ~ 28 mm 일 수 있고, 보다 바람직하게는 0.03~ 25 mm 일 수 있다.At this time, the cutting size of the copper waste scrap may be preferably 0.02 to 28 mm, more preferably 0.03 to 25 mm.
그리고, 상기 (a-1) 폐촉매, 칼슘화합물 및 구리 폐스크랩을 혼합하여 폐촉매 혼합물을 형성하는 단계에서,And, in the step (a-1) of forming a waste catalyst mixture by mixing the waste catalyst, calcium compound, and waste copper scrap,
상기 폐촉매는 석유화학 폐촉매, 정유산업 폐촉매, 화학 공정 폐촉매, 및 자동차 배기가스 정화용 폐촉매 중에서 선택된 적어도 어느 하나일 수 있다.The waste catalyst may be at least one selected from waste petrochemical catalysts, oil refinery waste catalysts, chemical process waste catalysts, and vehicle exhaust gas purification waste catalysts.
여기서, 상기 폐촉매는 백금족 금속이 포함된 폐촉매이면 어느 것이라도 무방하다.Here, the waste catalyst may be any waste catalyst containing a platinum group metal.
또한, 상기 (a-1) 폐촉매, 칼슘화합물 및 구리 폐스크랩을 혼합하여 폐촉매 혼합물을 형성하는 단계에서,In addition, in the step (a-1) of forming a waste catalyst mixture by mixing the waste catalyst, calcium compound, and waste copper scrap,
상기 칼슘화합물은 산화칼슘(CaO), 수산화칼슘((CaOH)2), 탄화칼슘(CaC2), 시안화칼슘(Ca(CN)2), 염화칼슘(CaCl2), 황화칼슘(CaS), 불화칼슘(CaF2), 황산칼슘(CaSO4), 몬모릴로나이트, 및 플라스터 중에서 선택된 적어도 어느 하나일 수 있다.The calcium compound is calcium oxide (CaO), calcium hydroxide ((CaOH) 2 ), calcium carbide (CaC 2 ), calcium cyanide (Ca(CN) 2 ), calcium chloride (CaCl 2 ), calcium sulfide (CaS), calcium fluoride ( CaF 2 ), calcium sulfate (CaSO 4 ), montmorillonite, and at least one selected from plaster.
이때, 상기 칼슘화합물은 80 ~ 250 ℃에서 2 ~ 36 시간 동안 건조하는 것을 더 포함할 수 있다.At this time, the calcium compound may further include drying at 80 ~ 250 ℃ for 2 ~ 36 hours.
여기서, 상기 칼슘화합물의 건조 조건이 상기 범위를 벗어나는 경우, 백금족 금속의 회수율 또는 구리 금속의 회수율이 감소될 수 있다.Here, when the drying condition of the calcium compound is out of the above range, the recovery rate of platinum group metal or copper metal may decrease.
이때, 상기 칼슘화합물의 건조 조건으로 온도는 바람직하게는 83 ~ 248 ℃ 일 수 있고, 보다 바람직하게는 85 ~ 245 ℃ 일 수 있다.At this time, as the drying condition for the calcium compound, the temperature may be preferably 83 to 248 °C, more preferably 85 to 245 °C.
그리고, 상기 칼슘화합물의 건조 조건으로 시간은 바람직하게는 2.5 ~ 35.5 시간 일 수 있고, 보다 바람직하게는 3 ~ 35 시간 일 수 있다.And, the drying time of the calcium compound may be preferably 2.5 to 35.5 hours, more preferably 3 to 35 hours.
또한, 상기 (a-1) 폐촉매, 칼슘화합물 및 구리 폐스크랩을 혼합하여 폐촉매 혼합물을 형성하는 단계에서,In addition, in the step (a-1) of forming a waste catalyst mixture by mixing the waste catalyst, calcium compound, and waste copper scrap,
상기 폐촉매, 칼슘화합물 및 구리 폐스크랩의 혼합비율은 순차적으로 중량비로 1 : 0.05 ~ 10 : 0.05 ~ 10 일 수 있다.The mixing ratio of the waste catalyst, calcium compound, and copper waste scrap may be 1:0.05 to 10:0.05 to 10 in weight ratio sequentially.
여기서, 상기 폐촉매, 칼슘화합물 및 구리 폐스크랩의 혼합비율이 상기 범위를 벗어나는 경우, 백금족 금속의 회수율 또는 구리 금속의 회수율이 감소될 수 있다.Here, when the mixing ratio of the waste catalyst, the calcium compound, and the waste copper scrap is out of the above range, the recovery rate of platinum group metal or copper metal may decrease.
이때, 상기 폐촉매, 칼슘화합물 및 구리 폐스크랩의 혼합비율은 바람직하게는 1 : 0.1 ~ 9.5 : 0.1 ~ 9.5 일 수 있고, 보다 바람직하게는 1 : 0.2 ~ 9 : 0.2 ~ 9 일 수 있다.At this time, the mixing ratio of the waste catalyst, calcium compound, and copper waste scrap may be preferably 1:0.1 to 9.5:0.1 to 9.5, more preferably 1:0.2 to 9:0.2 to 9.
그리고, 상기 (a-2) 폐촉매 혼합물을 흑연 도가니에 장입한 후, 고주파 유도가열로에 인입한 다음, 고주파 유도가열하여 구리에 백금족 원소를 농축시킨 유도가열물을 형성하는 단계에서,And, in the step of (a-2) charging the spent catalyst mixture into a graphite crucible, introducing it into a high-frequency induction heating furnace, and then heating it in a high-frequency induction furnace to form an induction-heated product in which copper is enriched with platinum group elements,
상기 고주파 유도가열은 대기 조건 또는 비활성 기체하에서 수행되고,The high-frequency induction heating is performed under atmospheric conditions or inert gas,
상기 비활성 기체는 질소 또는 아르곤을 포함하며,The inert gas includes nitrogen or argon,
상기 고주파 유도가열 공정은 흑연 및 구리금속의 유도가열을 통해 온도 상승이 이루어져 1000 ~ 2500 ℃의 온도에서 10 분 내지 12 시간 동안 고주파 유도가열될 수 있다. In the high-frequency induction heating process, the temperature is raised through induction heating of graphite and copper metal, and high-frequency induction heating may be performed at a temperature of 1000 to 2500 ° C. for 10 minutes to 12 hours.
여기서, 상기 고주파 유도가열의 공정 온도가 상기 범위를 벗어나는 경우, 백금족 금속의 회수율 또는 구리 금속의 회수율이 감소될 수 있다.Here, when the process temperature of the high-frequency induction heating is out of the above range, the recovery rate of platinum group metal or copper metal may decrease.
이때, 상기 고주파 유도가열의 공정 온도는 바람직하게는 1050 ~ 2450 ℃ 일 수 있고, 보다 바람직하게는 1100 ~ 2400 ℃ 일 수 있다.At this time, the process temperature of the high-frequency induction heating may be preferably 1050 ~ 2450 ℃, more preferably 1100 ~ 2400 ℃.
또한, 상기 고주파 유도가열의 공정 시간이 상기 범위를 벗어나는 경우, 백금족 금속의 회수율 또는 구리 금속의 회수율이 감소될 수 있다.In addition, when the process time of the high-frequency induction heating is out of the above range, the recovery rate of platinum group metal or copper metal may decrease.
이때, 상기 고주파 유도가열의 공정 시간은 바람직하게는 10 분 내지 11.5 시간 일 수 있고, 보다 바람직하게는 10 분 내지 11 시간 일 수 있다.At this time, the process time of the high-frequency induction heating may be preferably 10 minutes to 11.5 hours, more preferably 10 minutes to 11 hours.
그리고, 상기 (a-2) 폐촉매 혼합물을 흑연 도가니에 장입한 후, 고주파 유도가열로에 인입한 다음, 고주파 유도가열하여 구리에 백금족 원소를 농축시킨 유도가열물을 형성하는 단계에서,And, in the step of (a-2) charging the spent catalyst mixture into a graphite crucible, introducing it into a high-frequency induction heating furnace, and then heating it in a high-frequency induction furnace to form an induction-heated product in which copper is enriched with platinum group elements,
고주파는 주파수로 200 Hz 내지 3000 Hz 이고,High frequency is a frequency of 200 Hz to 3000 Hz,
상기 고주파 유도가열은 상기 폐촉매 혼합물이 들어 있는 흑연 도가니의 반경이 전류침투깊이의 2.25 배가 되는 임계주파수 이상으로 상기 폐촉매 혼합물이 들어 있는 흑연 도가니를 유도가열할 수 있다.The high-frequency induction heating may induction-heat the graphite crucible containing the spent catalyst mixture at a critical frequency or higher at which the radius of the graphite crucible containing the spent catalyst mixture is 2.25 times the current penetration depth.
여기서, 상기 고주파 유도가열의 고주파 주파수가 상기 범위를 벗어나는 경우, 백금족 금속의 회수율 또는 구리 금속의 회수율이 감소될 수 있다.Here, when the high frequency of the high frequency induction heating is out of the above range, the recovery rate of platinum group metal or copper metal may decrease.
이때, 상기 고주파 유도가열의 고주파 주파수는 바람직하게는 250 Hz 내지 2950 Hz 일 수 있고, 보다 바람직하게는 300 Hz 내지 2900 Hz 일 수 있다.At this time, the high frequency of the high frequency induction heating may be preferably 250 Hz to 2950 Hz, more preferably 300 Hz to 2900 Hz.
또한, 상기 (a-3) 유도가열물을 하부의 조금속과 상부의 슬래그층으로 분리하는 단계에서,In addition, in the step of (a-3) separating the induction heating material into a lower slag layer and an upper slag layer,
상기 슬래그층은 CaO-Al2O3계 슬래그를 포함할 수 있다.The slag layer may include CaO—Al 2 O 3 based slag.
그리고, 상기 (a-4) 하부의 조금속을 회수하고 전해정련하여 구리를 회수하고 전해정련 잔사를 수득하는 단계에서,And, in the step (a-4) of recovering the lower bitumen and electrolytically refining to recover copper and obtaining an electrolytic refining residue,
상기 구리의 회수율은 90 wt% 내지 99.9999 wt% 일 수 있다.The copper recovery rate may be 90 wt% to 99.9999 wt%.
또한, 상기 (a-4) 하부의 조금속을 회수하고 전해정련하여 구리를 회수하고 전해정련 잔사를 수득하는 단계에서,In addition, in the step (a-4) of recovering the lower bitumen and electrolytically refining to recover copper and obtaining an electrolytic refining residue,
상기 구리 전해정련의 전해질은 황산 및 황산구리 수용액, 질산 및 질산구리 수용액, 인산 및 인산구리 수용액, 초산 및 초산구리 수용액, 또는 염산 및 염산구리 수용액을 포함하고,The electrolyte of the copper electrolytic refining includes sulfuric acid and aqueous copper sulfate, nitric acid and aqueous copper nitrate, phosphoric acid and aqueous copper phosphate, acetic acid and aqueous copper acetate, or hydrochloric acid and aqueous copper hydrochloride,
상기 구리 전해정련 전해질의 pH는 0.1 내지 6.5 이며,The pH of the copper electrorefining electrolyte is 0.1 to 6.5,
음극 전압 0.0 mV 내지 -5000 mV 와,a cathode voltage of 0.0 mV to -5000 mV;
전류 밀도 0.01 mA/cm2 내지 1000 mA/cm2 에서 구리 금속을 음극에서 회수할 수 있다.At current densities from 0.01 mA/cm 2 to 1000 mA/cm 2 copper metal can be recovered from the cathode.
여기서, 상기 구리 전해정련 전해질의 pH가 상기 범위를 벗어나는 경우, 구리 금속의 회수율이 감소될 수 있다.Here, when the pH of the copper electrorefining electrolyte is out of the above range, the recovery rate of copper metal may be reduced.
이때, 상기 구리 전해정련 전해질의 pH는 바람직하게는 0.15 내지 6.3 일 수 있고, 보다 바람직하게는 0.2 내지 6.0 일 수 있다.At this time, the pH of the copper electrorefining electrolyte may be preferably 0.15 to 6.3, more preferably 0.2 to 6.0.
그리고, 상기 구리 전해정련의 음극 전압이 상기 범위를 벗어나는 경우, 구리 금속의 회수율이 감소될 수 있다.And, when the cathode voltage of the copper electrorefining is out of the above range, the recovery rate of copper metal may be reduced.
이때, 상기 구리 전해정련의 음극 전압은 바람직하게는 0.0 mV 내지 -4900 mV 일 수 있고, 보다 바람직하게는 0.0 mV 내지 -4800 mV 일 수 있다.At this time, the cathode voltage of the copper electrorefining may be preferably 0.0 mV to -4900 mV, more preferably 0.0 mV to -4800 mV.
또한, 그리고, 상기 구리 전해정련의 전류 밀도가 상기 범위를 벗어나는 경우, 구리 금속의 회수율이 감소될 수 있다.In addition, and, when the current density of the copper electrorefining is out of the above range, the recovery rate of copper metal may be reduced.
이때, 상기 구리 전해정련의 전류 밀도는 바람직하게는 0.01 mA/cm2 내지 995 mA/cm2 일 수 있고, 보다 바람직하게는 0.01 mA/cm2 내지 990 mA/cm2 일 수 있다.At this time, the current density of the copper electrorefining may be preferably 0.01 mA/cm 2 to 995 mA/cm 2 , more preferably 0.01 mA/cm 2 to 990 mA/cm 2 .
그리고, 상기 (a-5) 전해정련 잔사로부터 팔라듐 또는 백금을 포함하는 백금족 유가금속을 회수하는 단계에서,And, in the (a-5) step of recovering a platinum group valuable metal including palladium or platinum from the electrorefining residue,
상기 백금족 유가금속의 회수율은 90 wt% 내지 99.999 wt% 일 수 있다.The recovery rate of the platinum group valuable metal may be 90 wt% to 99.999 wt%.
또한, 상기 (a-5) 전해정련 잔사로부터 팔라듐 또는 백금을 포함하는 백금족 유가금속을 회수하는 단계에서,In addition, in the (a-5) step of recovering a platinum group valuable metal including palladium or platinum from the electrorefining residue,
상기 백금족 전해정련의 전해질은 황산 및 황산백금족 수용액, 질산 및 질산백금족 수용액, 인산 및 인산백금족 수용액, 초산 및 초산백금족 수용액, 또는 염산 및 염산백금족 수용액을 포함하고,The electrolyte for the platinum group electrolytic refining includes sulfuric acid and an aqueous solution of the platinum group sulfate, nitric acid and an aqueous solution of the platinum group nitrate, phosphoric acid and an aqueous solution of the platinum group phosphate, acetic acid and an aqueous solution of the platinum group acetate, or hydrochloric acid and an aqueous solution of the platinum group hydrochloride,
상기 백금족 전해정련 전해질의 pH는 0.1 내지 6.5 이며,The pH of the platinum group electrorefining electrolyte is 0.1 to 6.5,
음극 전압 0.0 mV 내지 -5000 mV 와,a cathode voltage of 0.0 mV to -5000 mV;
전류 밀도 0.01 mA/cm2 내지 1000 mA/cm2 에서 백금족 유가금속을 음극에서 회수할 수 있다.A platinum group valuable metal can be recovered from the cathode at a current density of 0.01 mA/cm 2 to 1000 mA/cm 2 .
여기서, 상기 백금족 전해정련 전해질의 pH가 상기 범위를 벗어나는 경우, 백금족 금속의 회수율이 감소될 수 있다.Here, when the pH of the platinum group electrorefining electrolyte is out of the above range, the recovery rate of the platinum group metal may decrease.
이때, 상기 백금족 전해정련 전해질의 pH는 바람직하게는 0.15 내지 6.3 일 수 있고, 보다 바람직하게는 0.2 내지 6.0 일 수 있다.At this time, the pH of the platinum group electrorefining electrolyte may be preferably 0.15 to 6.3, more preferably 0.2 to 6.0.
그리고, 상기 백금족 전해정련의 음극 전압이 상기 범위를 벗어나는 경우, 백금족 금속의 회수율이 감소될 수 있다.In addition, when the cathode voltage of the platinum group electrorefining is out of the above range, the recovery rate of the platinum group metal may decrease.
이때, 상기 백금족 전해정련의 음극 전압은 바람직하게는 0.0 mV 내지 -4900 mV 일 수 있고, 보다 바람직하게는 0.0 mV 내지 -4800 mV 일 수 있다.At this time, the cathode voltage of the platinum group electrorefining may be preferably 0.0 mV to -4900 mV, more preferably 0.0 mV to -4800 mV.
또한, 그리고, 상기 백금족 전해정련의 전류 밀도가 상기 범위를 벗어나는 경우, 백금족 금속의 회수율이 감소될 수 있다.In addition, when the current density of the platinum group electrolytic refining is out of the above range, the recovery rate of the platinum group metal may decrease.
이때, 상기 백금족 전해정련의 전류 밀도는 바람직하게는 0.01 mA/cm2 내지 995 mA/cm2 일 수 있고, 보다 바람직하게는 0.01 mA/cm2 내지 990 mA/cm2 일 수 있다.In this case, the current density of the platinum group electrorefining may be preferably 0.01 mA/cm 2 to 995 mA/cm 2 , more preferably 0.01 mA/cm 2 to 990 mA/cm 2 .
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유도가열 방식을 통한 백금족 함유 자원으로부터 유가금속 회수방법의 공정도이다.1 is a process chart of a method for recovering valuable metals from platinum group-containing resources through an induction heating method according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 먼저, 폐촉매, 칼슘화합물 및 구리 폐스크랩을 혼합하여 폐촉매 혼합물을 형성한다(S110).Referring to FIG. 1, first, a waste catalyst mixture is formed by mixing a waste catalyst, a calcium compound, and waste copper scrap (S110).
그 후, 상기 폐촉매 혼합물을 흑연 도가니에 장입한 후, 고주파 유도가열로에 인입한 다음, 고주파 유도가열하여 구리에 백금족 원소를 농축시킨 유도가열물을 형성한다(S120).Thereafter, the spent catalyst mixture is charged into a graphite crucible, introduced into a high-frequency induction heating furnace, and then subjected to high-frequency induction heating to form an induction-heated material in which copper is enriched with platinum group elements (S120).
그런 다음, 상기 유도가열물을 하부의 조금속과 상부의 슬래그층으로 분리한다(S130).Then, the induction heating material is separated into a lower slag layer and an upper slag layer (S130).
그 후, 상기 하부의 조금속을 회수하고 전해정련하여 구리를 회수하고 전해정련 잔사를 수득한다(S140).Thereafter, the lower bitumen is recovered and electrolytically refined to recover copper and obtain an electrolytically refined residue (S140).
그런 다음, 상기 전해정련 잔사로부터 팔라듐 또는 백금을 포함하는 백금족 유가금속을 회수한다(S150).Then, a platinum group valuable metal including palladium or platinum is recovered from the electrorefining residue (S150).
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유도가열 방식을 통한 백금족 함유 자원으로부터 유가금속 회수방법의 고주파 유도가열 공정 모식도이다.2 is a schematic diagram of a high-frequency induction heating process of a method for recovering valuable metals from platinum group-containing resources through an induction heating method according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 백금이 들어있는 폐촉매 또는 팔라듐이 들어있는 폐촉매를 구리 폐스크랩 및 칼슘화합물과 혼합하여 폐촉매 혼합물을 형성한 후, 상기 폐촉매 혼합물을 흑연 도가니에 넣어 고주파 유도가열 장치에 인입하고, 고주파 전류를 흑연 도가니에 인가하여 발생한 열에 의해 상기 폐촉매 혼합물이 용해되어 구리에 백금족 원소를 농축시킨 유도가열물을 형성한다.Referring to FIG. 2, a waste catalyst mixture is formed by mixing a waste catalyst containing platinum or a waste catalyst containing palladium with waste copper scraps and a calcium compound, and then putting the spent catalyst mixture into a graphite crucible for a high-frequency induction heating device. and the waste catalyst mixture is melted by the heat generated by applying a high-frequency current to the graphite crucible to form an induction heating material in which platinum group elements are concentrated in copper.
그런 다음, 상기 유도가열물을 하부의 조금속과 상부의 슬래그층으로 분리한다.Then, the induction heating material is separated into a lower slag layer and an upper slag layer.
폐촉매로부터 고주파 유도가열방법으로 회수된 백금족 금속Platinum Group Metals Recovered from Waste Catalysts by High Frequency Induction Heating Method
본 발명은 구리 폐스크랩을 백금족 함유 자원인 폐촉매와 혼합하여 유도가열 방식인 고온 용융방식을 적용하여 백금족 함유 자원으로부터 유가금속을 회수하는 유도가열 방식을 통한 백금족 함유 자원으로부터 유가금속 회수방법으로 회수된 백금족 금속을 제공한다.The present invention recovers valuable metals from platinum group-containing resources through induction heating by mixing waste copper scrap with waste catalyst, which is a platinum group-containing resource, and applying a high-temperature melting method, which is an induction heating method, to recover valuable metals from platinum group-containing resources. It provides a platinum group metal.
본 발명은 상기 유도가열 방식을 통한 백금족 함유 자원으로부터 유가금속 회수방법에 의해 회수된 백금족 금속을 제공할 수 있다.The present invention can provide a platinum group metal recovered by a method for recovering a valuable metal from platinum group-containing resources through the induction heating method.
본 발명은 구리 폐스크랩을 백금족 함유 자원인 폐촉매와 혼합하여 유도가열 방식인 고온 용융방식을 적용하여 백금족 함유 자원으로부터 유가금속을 회수하는 유도가열 방식을 통한 백금족 함유 자원으로부터 유가금속 회수방법으로 회수된 백금족 금속을 제공하므로, 물성이 우수하고, 회수율이 높아 경제적이다.The present invention recovers valuable metals from platinum group-containing resources through induction heating by mixing waste copper scrap with waste catalyst, which is a platinum group-containing resource, and applying a high-temperature melting method, which is an induction heating method, to recover valuable metals from platinum group-containing resources. Since the platinum group metal is provided, the physical properties are excellent and the recovery rate is high, so it is economical.
폐촉매로부터 고주파 유도가열방법으로 회수된 구리 금속Copper metal recovered from spent catalyst by high-frequency induction heating method
본 발명은 구리 폐스크랩을 백금족 함유 자원인 폐촉매와 혼합하여 유도가열 방식인 고온 용융방식을 적용하여 백금족 함유 자원으로부터 유가금속을 회수하는 유도가열 방식을 통한 백금족 함유 자원으로부터 유가금속 회수방법으로 회수된 구리 금속을 제공한다.The present invention recovers valuable metals from platinum group-containing resources through induction heating by mixing waste copper scrap with waste catalyst, which is a platinum group-containing resource, and applying a high-temperature melting method, which is an induction heating method, to recover valuable metals from platinum group-containing resources. Provided copper metal.
본 발명은 상기 유도가열 방식을 통한 백금족 함유 자원으로부터 유가금속 회수방법에 의해 회수된 구리 금속을 제공할 수 있다.The present invention can provide copper metal recovered by the valuable metal recovery method from platinum group-containing resources through the induction heating method.
본 발명은 구리 폐스크랩을 백금족 함유 자원인 폐촉매와 혼합하여 유도가열 방식인 고온 용융방식을 적용하여 백금족 함유 자원으로부터 유가금속을 회수하는 유도가열 방식을 통한 백금족 함유 자원으로부터 유가금속 회수방법으로 회수된 구리 금속을 제공하므로, 물성이 우수하고, 회수율이 높아 경제적이다.The present invention recovers valuable metals from platinum group-containing resources through induction heating by mixing waste copper scrap with waste catalyst, which is a platinum group-containing resource, and applying a high-temperature melting method, which is an induction heating method, to recover valuable metals from platinum group-containing resources. Since it provides copper metal with excellent physical properties and high recovery rate, it is economical.
이하에서, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 그러나, 하기의 실시예는 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 하기의 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다. 하기의 실시예는 본 발명의 범위 내에서 당업자에 의해 적절히 수정, 변경될 수 있다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through examples. However, the following examples are intended to explain the present invention in more detail, and the scope of the present invention is not limited by the following examples. The following examples may be appropriately modified or changed by those skilled in the art within the scope of the present invention.
<실시예> <Example>
<실시예 1> 폐촉매로부터 고주파 유도가열방법으로 회수된 백금족 금속 및 구리 금속<Example 1> Platinum group metal and copper metal recovered from spent catalyst by high-frequency induction heating method
먼저, 자동차 배기가스 정화용 폐촉매를 콘크러셔(cone crusher)로 1차 파쇄하고, 로드밀로 2차 분쇄하였다.First, the waste catalyst for purifying automobile exhaust gas was firstly crushed with a cone crusher and then secondarily crushed with a rod mill.
그 후, 상기 파분쇄한 폐촉매를 150 ℃에서 12 시간 동안 건조하였다.Thereafter, the crushed waste catalyst was dried at 150 °C for 12 hours.
그리고, 구리 폐스크랩을 5 mm 이하 크기로 절단하였다.Then, the copper waste scraps were cut into 5 mm or less in size.
그런 다음, 상기 폐촉매 45 wt%, 산화칼슘(CaO) 20 wt%, 및 상기 구리 폐스크랩 35 wt%를 혼합하여 폐촉매 혼합물을 형성하였다. Then, 45 wt% of the spent catalyst, 20 wt% of calcium oxide (CaO), and 35 wt% of the waste copper scrap were mixed to form a spent catalyst mixture.
그 후, 상기 폐촉매 혼합물을 흑연 도가니에 장입한 후, 고주파 유도가열로에 인입한 다음, 1300 Hz고주파로 유도가열하여 온도 1500 ℃에서 1 시간 동안 상기 폐촉매 혼합물을 용해시킨 후 구리에 백금족 원소를 농축시킨 유도가열물을 형성하였다.Thereafter, the spent catalyst mixture was charged into a graphite crucible, introduced into a high-frequency induction heating furnace, and then induction-heated at a high frequency of 1300 Hz to dissolve the spent catalyst mixture at a temperature of 1500 ° C. for 1 hour, and then a platinum group element in copper. to form an induction heating product condensed.
그런 다음, 상기 유도가열물을 하부의 구리 조금속과 상부의 슬래그층으로 분리하였다.Then, the induction heating material was separated into copper bits on the lower part and slag layer on the upper part.
여기서, 상기 구리 조금속의 팔라듐의 함량은 301 ppm 이였고,Here, the content of palladium in the copper bit was 301 ppm,
상기 슬래그층의 팔라듐의 함량은 110 ppm 이였다.The content of palladium in the slag layer was 110 ppm.
그 후, 상기 하부의 조금속을 회수하고 음극 전압 -100 mV와, 전류 밀도 20 mA/cm2 에서 구리 금속을 음극에서 전해정련하여 구리를 회수하였고, 전해정련 잔사를 수득하였다.Thereafter, the lower bitumen was recovered and copper metal was electrolytically refined at the cathode at a cathode voltage of -100 mV and a current density of 20 mA/cm 2 to recover copper, and an electrorefining residue was obtained.
이때, 구리 금속의 회수율은 99.99 wt% 이였다.At this time, the recovery rate of copper metal was 99.99 wt%.
그런 다음, 상기 전해정련 잔사로부터 음극 전압 -100 mV와, 전류 밀도 30 mA/cm2 에서 백금족 금속을 음극에서 전해정련하여 팔라듐을 회수하였다.Then, from the electrorefining residue, palladium was recovered by electrorefining a platinum group metal at the cathode at a cathode voltage of -100 mV and a current density of 30 mA/cm 2 .
이때, 팔라듐 금속의 회수율은 99.9 wt% 이였다.At this time, the recovery rate of palladium metal was 99.9 wt%.
<실시예 2 ~ 실시예 10> 폐촉매로부터 고주파 유도가열방법으로 회수된 백금족 금속 및 구리 금속<Examples 2 to 10> Platinum group metal and copper metal recovered from spent catalyst by high-frequency induction heating method
하기 표 1에 나타낸 폐촉매 혼합물의 구성 함량, 고주파 유도가열 조건, 및 전해정련 조건을 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 폐촉매로부터 고주파 유도가열방법으로 표 2와 백금족 금속인 팔라듐 및 구리 금속을 회수하였다.Table 2 and platinum group metal, palladium, by high-frequency induction heating from waste catalyst in the same manner as in Example 1, except for using the composition content of the spent catalyst mixture, high-frequency induction heating conditions, and electrolytic refining conditions shown in Table 1 below. and copper metal was recovered.
(A)Spent Catalyst Type
(A)
(B)Calcium Compound Type
(B)
(C)copper
(C)
(A:B:C)
(wt%)Mixing ratio of spent catalyst mixture
(A:B:C)
(wt%)
(Hz)high frequency
(Hz)
(℃)high frequency induction heating temperature
(℃)
(mA/cm2)Copper electrorefining current density
(mA/cm 2 )
(mA/cm2)Palladium electrorefining current density
(mA/cm 2 )
(A)Spent Catalyst Type
(A)
(B)Calcium Compound Type
(B)
(wt%)Mixing ratio of spent catalyst mixture (A:B:C)
(wt%)
(wt%)copper recovery rate
(wt%)
(wt%)Palladium recovery rate
(wt%)
지금까지 본 발명에 따른 유도가열 방식을 통한 백금족 함유 자원으로부터 유가금속 회수방법 및 이로부터 회수된 백금족 금속에 관한 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 실시 변형이 가능함은 자명하다.So far, the method for recovering valuable metals from platinum group-containing resources through the induction heating method according to the present invention and specific examples of the recovered platinum group metals have been described, but various modifications and variations within the scope of the present invention have been described. This possibility is self-evident.
그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments and should not be defined, and should be defined by not only the claims to be described later, but also those equivalent to these claims.
즉, 전술된 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술될 특허청구범위에 의하여 나타내어지고, 그 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.That is, it should be understood that the above-described embodiments are illustrative in all respects and not restrictive, and the scope of the present invention is indicated by the claims to be described later rather than the detailed description, and the meaning and scope of the claims and All changes or modified forms derived from the equivalent concept should be construed as being included in the scope of the present invention.
Claims (14)
(a-1) 폐촉매, 칼슘화합물 및 구리 폐스크랩을 혼합하여 폐촉매 혼합물을 형성하는 단계;
(a-2) 상기 폐촉매 혼합물을 흑연 도가니에 장입한 후, 고주파 유도가열로에 인입한 다음, 고주파 유도가열하여 구리에 백금족 원소를 농축시킨 유도가열물을 형성하는 단계;
(a-3) 상기 유도가열물을 하부의 조금속과 상부의 슬래그층으로 분리하는 단계;
(a-4) 상기 하부의 조금속을 회수하고 전해정련하여 구리를 회수하고 전해정련 잔사를 수득하는 단계; 및
(a-5) 상기 전해정련 잔사로부터 팔라듐 또는 백금을 포함하는 백금족 유가금속을 회수하는 단계를 포함하고,
상기 (a-1) 폐촉매, 칼슘화합물 및 구리 폐스크랩을 혼합하여 폐촉매 혼합물을 형성하는 단계에서,
상기 폐촉매를 파분쇄하는 것을 포함하고,
상기 파분쇄는 조크러셔(jaw crusher), 콘크러셔(cone crusher), 또는 핀밀로 1차 파쇄하고,
로드밀, 튜브밀, 포트밀, 롤러밀, 터보밀, 또는 타워밀로 2차 분쇄하는 것을 포함하며,
상기 파분쇄한 폐촉매를 80 ~ 250 ℃에서 6 ~ 36 시간 동안 건조하는 것을 포함하고,
상기 구리 폐스크랩을 0.01 ~ 30 mm 크기로 절단하여 사용하며,
상기 (a-5) 전해정련 잔사로부터 팔라듐 또는 백금을 포함하는 백금족 유가금속을 회수하는 단계에서,
상기 백금족 전해정련의 전해질은 황산 및 황산백금족 수용액, 인산 및 인산백금족 수용액, 초산 및 초산백금족 수용액, 또는 염산 및 염산백금족 수용액을 포함하고,
상기 백금족 전해정련 전해질의 pH는 0.1 내지 6.5 이며,
음극 전압 0.0 mV 내지 -5000 mV 와,
전류 밀도 0.01 mA/cm2 내지 1000 mA/cm2에서 백금족 유가금속을 음극에서 회수하고,
상기 백금족 유가금속의 회수율이 90 wt% 내지 99.999 wt%인 것을 특징으로 하는
유도가열 방식을 통한 백금족 함유 자원으로부터 유가금속 회수방법.
As a method for recovering valuable metals from platinum group-containing resources through induction heating,
(a-1) forming a waste catalyst mixture by mixing a waste catalyst, a calcium compound, and waste copper scrap;
(a-2) charging the spent catalyst mixture into a graphite crucible, introducing it into a high-frequency induction heating furnace, and then induction-heating the spent catalyst mixture to form an induction-heated material in which platinum group elements are concentrated in copper;
(a-3) separating the induction-heated material into a lower slag layer and an upper slag layer;
(a-4) recovering the lower bitumen and performing electrolytic refining to recover copper and obtain an electrorefining residue; and
(a-5) recovering a platinum group valuable metal including palladium or platinum from the electrorefining residue;
In the step (a-1) of forming a waste catalyst mixture by mixing the waste catalyst, calcium compound, and waste copper scrap,
Including crushing the spent catalyst,
The crushing is primarily crushed by a jaw crusher, cone crusher, or pin mill,
Including secondary grinding with a rod mill, tube mill, port mill, roller mill, turbo mill, or tower mill,
Including drying the crushed spent catalyst at 80 to 250 ° C. for 6 to 36 hours,
The copper waste scrap is cut to a size of 0.01 to 30 mm and used,
In the step (a-5) recovering a platinum group valuable metal including palladium or platinum from the electrorefining residue,
The electrolyte for the platinum group electrolytic refining includes sulfuric acid and an aqueous platinum group sulfate solution, phosphoric acid and an aqueous platinum group phosphate solution, acetic acid and an aqueous platinum group acetate solution, or hydrochloric acid and an aqueous platinum group hydrochloride solution;
The pH of the platinum group electrorefining electrolyte is 0.1 to 6.5,
a cathode voltage of 0.0 mV to -5000 mV;
recovering a platinum group valuable metal from the cathode at a current density of 0.01 mA/cm 2 to 1000 mA/cm 2 ;
Characterized in that the recovery rate of the platinum group valuable metal is 90 wt% to 99.999 wt%
A method for recovering valuable metals from platinum group-containing resources through induction heating.
상기 (a-1) 폐촉매, 칼슘화합물 및 구리 폐스크랩을 혼합하여 폐촉매 혼합물을 형성하는 단계에서,
상기 폐촉매는 석유화학 폐촉매, 정유산업 폐촉매, 화학 공정 폐촉매, 및 자동차 배기가스 정화용 폐촉매 중에서 선택된 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는
유도가열 방식을 통한 백금족 함유 자원으로부터 유가금속 회수방법.
According to claim 1,
In the step (a-1) of forming a waste catalyst mixture by mixing the waste catalyst, calcium compound, and waste copper scrap,
The waste catalyst is characterized in that at least one selected from petrochemical waste catalysts, oil refining industry waste catalysts, chemical process waste catalysts, and automobile exhaust gas purification waste catalysts
A method for recovering valuable metals from platinum group-containing resources through induction heating.
상기 (a-1) 폐촉매, 칼슘화합물 및 구리 폐스크랩을 혼합하여 폐촉매 혼합물을 형성하는 단계에서,
상기 칼슘화합물은 산화칼슘(CaO), 수산화칼슘((CaOH)2), 탄화칼슘(CaC2), 시안화칼슘(Ca(CN)2), 염화칼슘(CaCl2), 황화칼슘(CaS), 불화칼슘(CaF2), 황산칼슘(CaSO4), 몬모릴로나이트, 및 플라스터 중에서 선택된 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는
유도가열 방식을 통한 백금족 함유 자원으로부터 유가금속 회수방법.
According to claim 1,
In the step (a-1) of forming a waste catalyst mixture by mixing the waste catalyst, calcium compound, and waste copper scrap,
The calcium compound is calcium oxide (CaO), calcium hydroxide ((CaOH) 2 ), calcium carbide (CaC 2 ), calcium cyanide (Ca(CN) 2 ), calcium chloride (CaCl 2 ), calcium sulfide (CaS), calcium fluoride ( CaF 2 ), calcium sulfate (CaSO 4 ), montmorillonite, and at least one selected from plaster, characterized in that
A method for recovering valuable metals from platinum group-containing resources through induction heating.
상기 (a-1) 폐촉매, 칼슘화합물 및 구리 폐스크랩을 혼합하여 폐촉매 혼합물을 형성하는 단계에서,
상기 폐촉매, 칼슘화합물 및 구리 폐스크랩의 혼합비율은 순차적으로 중량비로 1 : 0.05 ~ 10 : 0.05 ~ 10 인 것을 특징으로 하는
유도가열 방식을 통한 백금족 함유 자원으로부터 유가금속 회수방법.
According to claim 1,
In the step (a-1) of forming a waste catalyst mixture by mixing the waste catalyst, calcium compound, and waste copper scrap,
The mixing ratio of the waste catalyst, calcium compound and copper waste scrap is sequentially 1: 0.05 to 10: 0.05 to 10 in weight ratio, characterized in that
A method for recovering valuable metals from platinum group-containing resources through induction heating.
상기 (a-2) 폐촉매 혼합물을 흑연 도가니에 장입한 후, 고주파 유도가열로에 인입한 다음, 고주파 유도가열하여 구리에 백금족 원소를 농축시킨 유도가열물을 형성하는 단계에서,
상기 고주파 유도가열은 대기 조건 또는 비활성 기체하에서 수행되고,
상기 비활성 기체는 질소 또는 아르곤을 포함하며,
상기 고주파 유도가열 공정은 흑연 및 구리금속의 유도가열을 통해 온도 상승이 이루어져 1000 ~ 2500 ℃의 온도에서 10 분 내지 12 시간 동안 고주파 유도가열되는 것을 특징으로 하는
유도가열 방식을 통한 백금족 함유 자원으로부터 유가금속 회수방법.
According to claim 1,
In the step of (a-2) charging the spent catalyst mixture into a graphite crucible, introducing it into a high-frequency induction heating furnace, and then heating it in a high-frequency induction furnace to form an induction-heated product in which platinum group elements are concentrated in copper,
The high-frequency induction heating is performed under atmospheric conditions or inert gas,
The inert gas includes nitrogen or argon,
The high-frequency induction heating process is characterized in that the temperature is raised through induction heating of graphite and copper metal, and high-frequency induction heating is performed at a temperature of 1000 to 2500 ° C for 10 minutes to 12 hours
A method for recovering valuable metals from platinum group-containing resources through induction heating.
상기 (a-2) 폐촉매 혼합물을 흑연 도가니에 장입한 후, 고주파 유도가열로에 인입한 다음, 고주파 유도가열하여 구리에 백금족 원소를 농축시킨 유도가열물을 형성하는 단계에서,
고주파는 주파수로 200 Hz 내지 3000 Hz 이고,
상기 고주파 유도가열은 상기 폐촉매 혼합물이 들어 있는 흑연 도가니의 반경이 전류침투깊이의 2.25 배가 되는 임계주파수 이상으로 상기 폐촉매 혼합물이 들어 있는 흑연 도가니를 유도가열하는 것을 특징으로 하는
유도가열 방식을 통한 백금족 함유 자원으로부터 유가금속 회수방법.
According to claim 1,
In the step of (a-2) charging the spent catalyst mixture into a graphite crucible, introducing it into a high-frequency induction heating furnace, and then heating it in a high-frequency induction furnace to form an induction-heated product in which platinum group elements are concentrated in copper,
High frequency is a frequency of 200 Hz to 3000 Hz,
The high-frequency induction heating is characterized by induction heating the graphite crucible containing the waste catalyst mixture above a critical frequency at which the radius of the graphite crucible containing the waste catalyst mixture is 2.25 times the current penetration depth.
A method for recovering valuable metals from platinum group-containing resources through induction heating.
상기 (a-3) 유도가열물을 하부의 조금속과 상부의 슬래그층으로 분리하는 단계에서,
상기 슬래그층은 CaO-Al2O3계 슬래그를 포함하는 것을 특징으로 하는
유도가열 방식을 통한 백금족 함유 자원으로부터 유가금속 회수방법.
According to claim 1,
In the step of (a-3) separating the induction heating material into a lower slag layer and an upper slag layer,
The slag layer is characterized in that it comprises a CaO-Al 2 O 3 based slag
A method for recovering valuable metals from platinum group-containing resources through induction heating.
상기 (a-4) 하부의 조금속을 회수하고 전해정련하여 구리를 회수하고 전해정련 잔사를 수득하는 단계에서,
상기 구리의 회수율은 90 wt% 내지 99.9999 wt% 인 것을 특징으로 하는
유도가열 방식을 통한 백금족 함유 자원으로부터 유가금속 회수방법.
According to claim 1,
In the step (a-4) of recovering the lower bitumen and electrolytically refining to recover copper and obtaining an electrolytic refining residue,
Characterized in that the recovery rate of copper is 90 wt% to 99.9999 wt%
A method for recovering valuable metals from platinum group-containing resources through induction heating.
상기 (a-4) 하부의 조금속을 회수하고 전해정련하여 구리를 회수하고 전해정련 잔사를 수득하는 단계에서,
상기 구리 전해정련의 전해질은 황산 및 황산구리 수용액, 질산 및 질산구리 수용액, 인산 및 인산구리 수용액, 초산 및 초산구리 수용액, 또는 염산 및 염산구리 수용액을 포함하고,
상기 구리 전해정련 전해질의 pH는 0.1 내지 6.5 이며,
음극 전압 0.0 mV 내지 -5000 mV 와,
전류 밀도 0.01 mA/cm2 내지 1000 mA/cm2 에서 구리 금속을 음극에서 회수하는 것을 특징으로 하는
유도가열 방식을 통한 백금족 함유 자원으로부터 유가금속 회수방법.
According to claim 1,
In the step (a-4) of recovering the lower bitumen and electrolytically refining to recover copper and obtaining an electrolytic refining residue,
The electrolyte of the copper electrolytic refining includes sulfuric acid and aqueous copper sulfate, nitric acid and aqueous copper nitrate, phosphoric acid and aqueous copper phosphate, acetic acid and aqueous copper acetate, or hydrochloric acid and aqueous copper hydrochloride,
The pH of the copper electrorefining electrolyte is 0.1 to 6.5,
a cathode voltage of 0.0 mV to -5000 mV;
Characterized in that copper metal is recovered from the cathode at a current density of 0.01 mA/cm 2 to 1000 mA/cm 2
A method for recovering valuable metals from platinum group-containing resources through induction heating.
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| KR20030060524A (en) | 2002-01-09 | 2003-07-16 | 이덕호 | Fine Crush Mixture Process of Collected Metal and Platinum Metals Recycling Method of Waste Automotive Catalyst for Ventilation Gas Purification by Smelting |
| KR101932729B1 (en) * | 2017-08-22 | 2019-03-20 | 주식회사 세일메탈 | Induction heating apparatus and method for ingot homogenization using the same |
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