KR20040099476A - 귀금속을 함유하는 정광을 정련하기 위한 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 귀금속 정광을 정련하기 위한 방법에 관한 것으로, 상기 방법은 처리될 1 이상의 귀금속 정광 (9), 반응 가스 (10), 플럭스 (11) 및 연진 (12) 이 서스펜션 용련로 (1) 의 반응 샤프트 (3) 내로 함께 공급되며, 서스펜션 용련로에서, 매트 (8) 및 슬래그 (7) 로 상 분리가 일어나고, 서스펜션 용련로에서 생성된 슬래그가 전기로 (2) 내로 보내져 금속화된 매트 (14) 및 폐 슬래그 (13) 가 생성된다. 그후, 매트 (8) 는 서스펜션 용련로부터 습식제련 장치 (15) 로 보내지고, 전기로로 보내진 슬래그는 환원제 및, 가능하면 용융점을 낮추거나 유동성을 개선시키는 재료와 함께 처리되고, 발생된 금속화된 매트는 습식제련 장치로 보내지거나, 또는 서스펜션 용련로 내로 회수된다.
Description
일반적인 귀금속 Au,Ag, Pt, Pd, Rh 및 Ir 은 전세계에서 다양한 다른 제조 방법을 이용하여 제조된다. 금은 특별한 금의 특성을 이용하여 직접 제조되거나, 전통적인 구리 제조 공정에서 부산물로서 제조된다. 세계의 백금의 대부분과 대부분의 팔라듐은 일차 전기로를 이용하여 제조된다. 세계의 팔라듐 생산의 대부분은, 서스펜션 기술에 의한 광석으로부터의 니켈 생산에 주로 기초하고 있으며, 얻어지는 중간 생성물은 니켈 정광이다. 두 공정에서 중요한 단계는 공정의 일부로서 전로를 사용하는 것이다. 그러나, 공정에서의 전로의 사용은, 용융물의 전달에 의해 야기된 이산화황이 배출되과 중간 생성물이 증가하기 때문에유해하다. 상기된 방식으로 얻어진 매트는 습식제련 플랜트에서 더 처리된다. 귀금속이 부산물으로서 회수되어야 하는 경우, 용련으로부터 얻어진 매트의 추가 정련을 위한 다른 습식제련 공정이 몇 가지 존재한다.
핀란드 특허 출원 890 395 는 고급 (hing-grade) 니켈 매트를 제조하기 위한 제조 방법과 장치를 개시하고 있다. 상기 방법에 따르면, 고급 니켈 매트는 서스펜션 용련로로부터 직접 제조된다. 적어도 서스펜션 용련로로부터의 슬래그는 전기로에서 환원되고, 이 전기로에서 전기로 슬래그 및 금속화된 매트가 형성되어, 금속화된 매트의 일부분은 서스펜션 용련로에 공급물로서 되돌아간다.
핀란드 특허 94,538 에는, 플래시 용련로에서 고급 니켈 매트와 플래시 용련로 고산화 슬래그를 제조하고, 플래시 용련로로부터의 슬래그를 환원시키며, 전기로에서 생성된 매트를 황산화하기 위한 방법을 개시하고 있다. 플래시 용련로와 전기로에서 생성된 매트는 모두 습식제련 장치로 직접 보내진다. 상기 발명의 특별한 목적은 정확하게는, 고급 니켈 매트의 제조 공정을 간단하게 하고 공정에서 전로의 사용을 회피하는 것이다.
본 발명은 청구항 1 의 전제부에서 규정된 귀금속 정광을 정련하는 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 방법에서, 서스펜션 용련로 (suspension smelting furnace) 가 사용되며, 상기 용련로에서 생성된 매트 (matte) 는 습식제련 장치 내로 보내지고, 슬래그는 전기로에서 환원된다. 전기로에서 생성된 금속화된 매트는 서스펜션 용련로 내로 되돌려보내지거나, 또는 서스펜션 용련로로부터의 매트와 함께 또는 개별적으로 습식제련 장치로 공급된다.
도 1 은 본 발명에 따른 공정을 나타내는 도면.
본 발명의 목적은 귀금속 정광을 정련하기 위한 새로운 방법을 제공하여, 서스펜션 용련 공정에 의해 바람직하게 귀금속을 회수하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은정광을 위한 정련 공정을 실현하는 것이며, 상기 정광의 가치는 그에 함유된 귀금속에 따라 결정되며, 니켈 및/또는 구리는 단지 부차적인 가치를 줄 뿐이다.
본 발명은 청구항 1 항의 특징부에 기재되어 있는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 다른 실시예는 나머지 종속항에 기재되어 있는 것을 특징으로 한다.
귀금속 정광을 정련하기 위한 본 발명에 따른 방법은 몇가지 장점을 갖는다. 본 발명은 귀금속 정광을 정련하기 위한 방법에 관한 것으로, 상기 방법에 따라서 적어도 처리된 귀금속 정광, 반응 가스, 슬래그 형성제 (즉, 플럭스) 및 연진 (flue dust) 이 서스펜션 용련로의 반응 샤프트 내로 함께 공급되어, 서스펜션 용련로에는 매트 및 슬래그로 된 별개의 상들이 생성된다. 서스펜션 용련로에서 생성된 슬래그는 전기로 내로 보내져 이 전기로에서 금속화된 매트와 폐슬래그가 형성되고, 그후 서스펜션 용련로로부터의 매트는 습식제련 장치로 보내지며, 전기로에 보내진 슬래그는 환원제 및, 가능하면 용융점을 낮추거나 유동성을 개선시키는 재료와 함께 처리되고, 생성된 금속화된 매트는 습식제련 장치로 보내지거나, 또는 서스펜션 용련로 내로 되돌려보내진다. 본 발명에 따르면, 귀금속, 특히 백금 및 팔라듐을 함유하는 귀금속 정광의 정련 공정에서, 플래시 용련로와 같은 서스펜션 용련로가 사용된다.
귀금속 정광을 정련하기 위한 본 발명에 따른 방법은 또한 공급된 귀금속 정광의 일부가 황화물 정광에 의해 대체될 수 있도록 이용될 수 있다. 그러나, 본 발명에 따른 공정은 상기 특허공보 (핀란드 특허 890,395 및 핀란드 특허 94538) 와는 본질적으로 다른데, 이는 공정에 사용되는 원료가 니켈 정광이 아니라 귀금속 정광으로, 그에 따른 고급 니켈 매트가 생성되지 않기 때문이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 서스펜션 용련로로부터 얻어진 매트와전기로로부터 얻어진 금속화된 매트는 습식제련 장치에서 처리되기 전에 입상화 (granulate) 된다. 본 발명의 다양한 다른 출원에 따르면, 서스펜션 용련로로부터의 매트와 전기로로부터의 금속화된 매트는 동일한 습식제련 장치에서 처리되거나 또는 다른 장치에서 처리된다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따라서, 습식제련 장치에서, 또한 서스펜션 용련로로부터의 매트는 1 이상의 단계로 침출된다. 따라서, 정광의 요구되는 성분이 회수된다. 본 발명의 실시예에 따르면, 또한 전기로로부터의 금속화된 매트는 습식제련 장치에서 1 이상의 단계로 침출된다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 매트의 침출은 황산염 분위기에서 발생한다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 침출은 염화물 분위기에서 실시된다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 귀금속은 침출 잔류물로부터 회수된다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 매트와 금속화된 매트의 습식제련 장치에서 생성되는 철침전물은 서스펜션 용련로로 보내진다.
본 발명에 따른 공정에서, 철 및 황에 의해 얻어진 산화 열과 같은 원료 내의 에너지는, 정광이 일차 전기로에서 처리되는 경우 보다 더 효율적으로 사용된다. 공정에서 매트 상이 2 단계에서 슬래그로부터 분리되기 때문에, 서스펜션 용련로와 전기로 모두에서, 귀금속의 회수는 일차 전기로에서의 공정과 비교하여 현저하게 증가된다. 본 발명에 따른 공정에서, 생성된 배출 가스의 양은 정광의 처리에서 단지 일차 전기로를 사용한 경우 보다 현저하게 적다. 본 발명의 방법에 따르면, 또한 연진 손실이 감소된다. 비교적 적은 양의 가스는 이산화황을 순수 이산화황 또는 황산으로 회수 또는 제조시키는 것을 촉진한다. 그때, 가스 및 이산화황에 관하여 필요한 투자는 생태학적 요구사항을 만족하는 대응하는 일차 전기로를 기초로 한 공정 보다 더 작다. 전로가 사용되지 않기 때문에, 일차 전기로가 더 이상 사용되지 않는 것과 동일한 상기 이점이 얻어진다.
본 발명은 첨부된 도면을 참고하여 아래에 상세하게 설명된다.
도 1 은, 본 발명에 따른 방법에서 사용될, 플래시 용련로와 같은 서스펜션 용련로 (1) 를 나타내고 있다. 노 반응 샤프트 (3) 의 상부에는 귀금속 정광 (9), 산화 반응 가스 (10), 슬래그 형성제 (즉, 플럭스 (11)) 및 폐열 보일러 (6) 로부터 나온 배출 가스를 냉각시켜 얻어지는 연진 (12) 이 공급된다.
매트의 처리시, 습식제련 장치 (15 및 16) 에서 생성된 철침전물이 또한 서스펜션 용련로 (1) 에 공급될 수 있다. 반응 샤프트 (3) 에 공급된 성분은 서로 반응하여 침전기 (4) 의 바닥부에는 매트 층 (8) 이 형성되고, 침전기의 상부에는 슬래그 층 (7) 이 형성된다. 서스펜션 용련로에서 생성된 가스는 연도 (uptake) 샤프트 (5) 를 통해 폐열 보일러 (6) 내로 제거되며, 이 폐열 보일러에서 생성된 연진 (12) 은 서스펜션 용련로 내로 재순환되고, 배출 가스 (18) 는 다른 공정으로 보내진다. 대부분의 정광 (9) 은 침전기에 서로 주로 매트 상 (8) 에 축적되는 귀금속이다. 매트 (8) 는 입상화 장치 (17) 에서 처리되어, 매트가 침출되는 다른 습식제련 장치 (15) 로 보내지며, 이 경우 귀금속이 마지막으로 침출된다.
서스펜션 용련로에서 생성된 슬래그 (7) 는 전기로 (2) 내로 보내지며, 산화된 슬래그와 환원제 외에도, 용융점을 낮추기 위해 또는 생성될 매트의 용융점을조절하도록 유동성을 개선하기 위해 필요하면 황화물 또는 다른 재료가 상기 전기로에 공급된다. 전기로에서, 환원 공정의 결과로서, 금속화된 매트 (14) 및 슬래그 (13) 가 생성된다. 황의 첨가가 없으면, 금속화된 매트의 황 함유량은 아주 낮게 유지될 수 있고, 용융점 및 점성은 각각 높게 유지될 수 있다. 전기로에서, 귀금속은 주로 매트 상 (14) 으로 들어가고, 더욱이 본 발명에 따라서 상기 매트 상은 서스펜션 용련로로부터의 매트와 함께 또는 별개의 습식제련 장치 (16) 로 보내진다. 또는, 금속화된 매트 (14) 또는, 그 일부는 다시 서스펜션 용련로 (1) 내로 재순환된다. 금속화된 매트 (14) 의 습식제련 장치 (16) 에서 처리되기 전에, 매트는 입상화 장치 (19) 에서 처리된다. 전기로 (2) 에서 생성된 슬래그 (13) 는 폐슬래그로서, 폐기된다. 귀금속은 습식제련 장치에서 회수된다.
서스펜션 용련로와 전기로 모두에서, 귀금속은 주로 매트 상으로 들어가며, 이 매트상으로부터 귀금속이 습식제련 장치에서 회수된다. 서스펜션 용련로로부터의 매트 (8) 와 전기로로부터의 금속화된 매트 (14) 는 동일한 침출 라인에서 또는 개별적으로 침출 라인에서 침출된다. 침출 과정은 처리될 귀금속 정광의 함유량에 따라 결정된다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 침출은 황산염 분위기에서 실시되는데, 즉 일부 단계에서 용액은 황산염을 함유한다. 그 때, 정광에 함유될 수 있는 코발트 및 니켈은 황산염으로서 제 1 선택 압력 침출 단계에서 침출된다. 동일한 단계에서 동시에 수산화철로서 침전될 수 있는 철이 침출된다. 니켈은 염으로서 회수되거나, 전기분해에서 금속으로 전환된다.제 2 침출 단계에서, 구리는 구리 황산염으로서 침출되고, 이 구리 황산염은 그 상태에서 분리되거나 또는 전기분해에서 금속 구리로 전환될 수 있다. 침출 공정에서 산화도와 건식제련 공정에서의 산화도를 조절하여, 용액의 황산염 평형을 조절할 수 있다. 귀금속은 침출 잔류물 중에 남겨진다. 침출 잔류물의 귀금속 함유량은 예컨대, 강황산 및 이산화황 처리에 의해 증가된다. 생성된 정광 침전물은 다양한 귀금속 정련 장치를 위한 좋은 원료가 된다. 본 발명의 실시예에 따라서, 침출은 염화물 분위기에서 이루어지고, 이 경우 침출시에 염화물 가스가 사용되며 용액에는 코발트, 니켈, 구리 및 철염화물이 생성된다.
본 발명은 이하의 실시예를 참고하여 설명된다.
본 발명에 따른 방법은 상기된 귀금속 정광을 위해 사용되며, 상기 정광의 일부는 니켈 정광으로 대체된다. 습식제련 장치에서 생성된 철침전물은 다시 서스펜션 용련로 내로 재순환된다. 약자 PGM 은 귀금속을 의미한다.
서스펜션 용련로 내로 유동하는 재료 및 성분:
| 귀금속 정광 | 니켈 정광 | Fe 침전물 | |
| 비율 % | 75 | 22 | 3 |
| 성분 | |||
| Ni % | 2 | 9 | |
| Cu % | 10 | 3 | |
| Fe % | 23 | 39 | 58 |
| S % | 20 | 27 | |
| SiO2% | 28 | 14 | |
| Al2O3% | 4 | 1 | |
| MgO % | 8 | 6 | |
| PGM ppm | 75 | 3 |
공급 가스에 산소를 많이 함유시키고 산화도를 적절하게 하며, 또한 배출 공기, 열 균형을 위해 요구되는 오일, 재순환된 연진량, 전기로에 대해 필요한 플럭스, 필요한 코크스 및 매트를 황화시키기 위한 소량의 정광을 고려하는 경우, 서스펜션 용련로와 전기로로부터 다음과 같은 생성물이 얻어진다.
공급 혼합물 유동 재료의 양과 성분:
| 서스펜션 용련로 | 전기로 | |||
| 매트 | 슬래그 | 매트 | 슬래그 | |
| 공급 유동 재료 % | 12 | 71 | 4 | 67 |
| 성분 | ||||
| Ni % | 20 | 1.3 | 24 | 0.1 |
| Cu % | 54 | 2.4 | 31 | 0.7 |
| S % | 21 | 0.2 | 8.0 | 0.3 |
| Fe% | 3.0 | 36 | 34 | 37 |
| SiO % | 0.0 | 32 | 0.0 | 35 |
| MgO % | 0.0 | 9.7 | 10 | 3.5 |
| PGM ppm | 440 | 2.2 | 32 | 0.4 |
서스펜션 용련로에서 생성된 가스는 이산화황을 10 % 이상 함유하며, 따라서 황산 제조를 위해 적합하다. 전기로로부터의 배출 가스는 이산화황을 거의 함유하지 않으며, 따라서 환경을 오염시키지 않는다. 상기된 방법은 또한 니켈이 없이도 가능하며, 원료에 충분한 양의 구리가 함유되지 않은 경우, 대부분의 구리는 철로 대체될 수 있다.
당업자는, 본 발명의 다른 실시예는 상기된 실시예에 한정되지 않고, 첨부된 청구항의 범위 내에서 변할 수 있다는 것을 명백하게 이해할 것이다.
Claims (11)
- a) 처리될 귀금속 정광 (9), 반응 가스 (10), 플럭스 (11) 및 연진 (12) 이 서스펜션 용련로 (1) 의 반응 샤프트 (3) 내로 함께 공급되며;b) 서스펜션 용련로에서, 매트 (8) 및 슬래그 (7) 로 된 별개의 상들이 생기고;c) 서스펜션 용련로에서 생성된 슬래그는 전기로 (2) 내로 보내져 금속화된 매트 (14) 및 폐슬래그 (13) 가 생성되는, 귀금속 정광을 정련하기 위한 방법에 있어서,d) 서스펜션 용련로부터 나온 매트 (8) 는 습식제련 장치 (15) 로 보내지고,e) 전기로에 보내진 슬래그는 환원제 및, 가능하면 용융점을 낮추거나 유동성을 개선시키는 재료와 함께 처리되고, 생성된 금속화된 매트 (14) 는 습식제련 장치 (16) 로 보내지거나, 또는 서스펜션 용련로 (1) 내로 되돌려 보내지는 것을 특징으로 하는 귀금속 정광을 정련하기 위한 방법.
- 제 1 항에 있어서, 서스펜션 용련로 내로 공급될 귀금속 정광 (9) 의 일부는 황화물 정광으로 대체될 수 있는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 서스펜션 용련로로부터의 매트 (8) 와 전기로로부터의 금속화된 매트 (14) 는 습식제련 장치에서 처리되기 전에 입상화되는것을 특징으로 하는 방법.
- 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 서스펜션 용련로로부터의 매트와 전기로로부터의 금속화된 매트는 동일한 습식제련 장치에서 처리되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 서스펜션 용련로로부터의 매트와 전기로로부터의 금속화된 매트는 별개의 습식제련 장치에서 처리되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 습식제련 장치 (15) 에서, 서스펜션 용련로로부터의 매트 (8) 는 1 이상의 단계로 침출되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 습식제련 장치 (16) 에서, 전기로로부터의 매트 (14) 는 1 이상의 단계로 침출되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서, 침출은 황산염 분위기에서 실행되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서, 침출은 염화물 분위기에서 실행되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 6 항, 제 7 항, 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서, 귀금속은 침출 잔여물로부터 회수되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서, 매트 및 금속화된 매트의 습식제련 장치에서 생성된 철침전물은 서스펜션 용련로 내로 보내지는 것을 특징으로 하는 방법.
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