KR20120133662A

KR20120133662A - 니켈 스크랩을 이용한 황산니켈의 제조 방법

Info

Publication number: KR20120133662A
Application number: KR20110052410A
Authority: KR
Inventors: 박중철; 권우정; 신용조; 김익성; 최각회; 노영배
Original assignee: 주식회사 엘앤에프신소재; 신라대학교 산학협력단
Priority date: 2011-05-31
Filing date: 2011-05-31
Publication date: 2012-12-11

Abstract

(A) 니켈 스크랩(nickel scrap) 분말을 5시간 내지 10시간 동안 열처리하여 니켈 산화물(NiO)을 형성하는 단계; (B) 상기 니켈 산화물을 80℃ 내지 90℃의 산성 용액 중에 5시간 내지 10시간 동안 용해하는 단계; (C) 상기 니켈 산화물이 용해된 산성 용액을 여과하여 불용성의 불순물을 제거하여 니켈 이온 산성 용액을 제조하는 단계; (D) 상기 니켈 이온 산성 용액에 아연(Zn) 또는 알루미늄(Al)을 투입하여 세멘테이션(cementation)하고 여과하여 불용성의 불순물을 제거하는 단계; (E) 상기 세멘테이션된 니켈 이온 산성 용액에 암모니아 또는 아민 화합물을 첨가하여 니켈-아민 착이온(Ni(NH₃)₆ ²⁺)을 형성하고 여과하여 불용성의 불순물을 제거하는 단계; (F) 상기 니켈-아민 착이온이 형성된 반응 용액에 가성소다(NaOH)를 첨가하여 니켈 수산화물(Ni(OH)₂)을 형성하는 단계; 및 (G) 상기 니켈 수산화물이 형성된 반응 용액에 묽은 황산을 첨가하여 황산니켈 수화물을 형성하는 단계를 포함하는 니켈 스크랩을 이용한 황산니켈의 제조 방법을 제공한다.

Description

니켈 스크랩을 이용한 황산니켈의 제조 방법{MANUFACTURING METHOD OF NICKEL SULFATE FROM NICKEL SCRAP}

본 기재는 니켈 스크랩을 이용한 황산니켈의 제조 방법에 관한 것이다.

니켈(Ni)은 주기율표상 8족 4주기에 속하는 원소로서 은백색의 광택을 지닌 금속이다. 니켈은 강도나 세기에 있어서 철과 유사하고, 철과 같이 단조 및 용접이 가능하며, 전성과 연성이 좋아 연마 가공도 가능하다. 니켈은 또한 강한 자성을 지니고 있어, 전기전도도가 구리의 14%에 달한다. 공기 및 습기에 대해서는 철보다 안정적이어서 쉽게 산화되지 않고, 알칼리에도 잘 녹지 않는다. 니켈은 이러한 강점 때문에 산업에서 널리 이용되고 있다. 니켈은 광석에서 그 사용 목적에 따라 순도가 높은 금속과 니켈 품위가 18% 내지 28% 정도의 페로니켈(ferro-nickel)의 형태로 제련된다.

니켈은 화학 공업용 장치, 진공관 재료, 도금의 양극 판 등에 순수한 형태로 사용하는 경우와 다른 금속과의 합금으로 사용하는 경우가 있다. 니켈은 스크랩(scrap)뿐만 아니라 도금액 등에서도 폐자원으로 발생하고 있으나, 지금까지는 이들 폐자원 중에서 폐 스크랩에 함유된 니켈의 함량만을 측정하여 스테인레스 강 이나 다른 합금 강을 생산하는데 재사용하는 방식이 대부분이다.

(주)코바에서는 건식법을 이용해 연 1,000ton의 처리 능력을 가진 니켈-카드뮴 전지의 재활용 공정을 운영 중에 있다. (주)코바는 폐전지 내부를 노출시킨 뒤 900℃의 감압 증류로에서 증류하여 카드뮴은 냉각시켜 괴로 회수하고 증류 잔사인 니켈, 철 성분은 페로니켈의 원료로 판매하고 있다.

한국지질자원연구원에서는 증류 잔사의 자원화를 위하여 니켈수소전지를 물리적 파쇄, 선별 공정을 거쳐 황산과 질산의 혼합산으로 유가 금속을 침출한 뒤 괴타이트법과 수산화법으로 철을 제거한 후 용액으로부터 결정화 공정으로 황산니켈을 회수하는 공정을 개발하였다. 이때 니켈수소전지로부터 혼입된 희토류 성분은 황산나트륨 형태로 제거하였으며 용액 중에 남아 있는 아연 코발트, 망간은 PC99A를 이용, 용매추출법으로 분리, 회수하는 기술을 개발하였다.

(주)대성케미칼은 폐 니켈 전극을 이용해 황산니켈 및 탄산니켈 도금약품 원료를 개발하였다. 황산니켈 및 탄산니켈은 철강회사의 니켈 플래시(Ni flash)용 도금 원료로 주로 이용되고 있다. 황산니켈은 도금 원료의 니켈 공급원으로 이용되며, 탄산니켈은 니켈 플래시용 도금 시 pH조절제로 활용되고 있다. 또한 일반 니켈 도금, 무전해 니켈 도금 등에 있어서 도금 약품으로 사용될 뿐만 아니라 촉매용 고순도 니켈 분말을 합성하는데 있어서 출발 원료로도 이용되고 있다.

한편 니켈을 함유한 폐기물에서 니켈을 석출하여 자원 소재로 활용하는 방법도 제시되었다(한국특허 제0686985호). 니켈을 함유하는 니켈 폐액 및 수산니켈 슬러지에 염산을 투여하여 혼합 및 교반하고, 여기에 아민계 용매를 투여시켜 불순물을 제거시킨 다음 전기분해하여 니켈을 회수하는 방법이다.

(주)세원소재에서는 폐니켈 화합물로부터 철분을 제거하고 니켈 성분을 산에 침출한 다음 착염화, 가수분해 및 탄산반응의 공정을 거쳐서 염기성 탄산 니켈을 중간 물질로 제조하고, 이를 산에 용해하고 증발, 농축 및 결정화 단계를 거쳐서 염화 니켈, 질산 니켈, 황산 니켈 등의 시약급 니켈 화합물들을 제조하는 방법을 제시하였다.

그러나, 상술한 문헌 등에 개시된 기술에 있어서, 황산니켈을 회수함에 있어 중요한 사항은 제반 산업 공정에서 사용된 니켈이 손실되지 않고 경제성에 기반하여 정량적으로 회수하는 것이라 할 수 있다. 이에 산성 용액과 염기성 용액을 사용하여 니켈 스크랩에서 황산니켈을 회수하는 다단계의 복잡한 회수 공정을 더욱 간소화하고, 더욱 고순도의 황산니켈을 회수 방법이 요구되고 있는 실정이다.

본 발명의 일 구현예는 니켈 스크랩을 이용하여 고순도의 황산니켈을 회수할 수 있는 니켈 스크랩을 이용한 황산니켈의 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 일 구현예는 (A) 니켈 스크랩(nickel scrap) 분말을 5시간 내지 10시간 동안 열처리하여 니켈 산화물(NiO)을 형성하는 단계; (B) 상기 니켈 산화물을 80℃ 내지 90℃의 산성 용액 중에 5시간 내지 10시간 동안 용해하는 단계; (C) 상기 니켈 산화물이 용해된 산성 용액을 여과하여 불용성의 불순물을 제거하여 니켈 이온 산성 용액을 제조하는 단계; (D) 상기 니켈 이온 산성 용액에 아연(Zn) 또는 알루미늄(Al)을 투입하여 세멘테이션(cementation)하고 여과하여 불용성의 불순물을 제거하는 단계; (E) 상기 세멘테이션된 니켈 이온 산성 용액에 암모니아 또는 아민 화합물을 첨가하여 니켈-아민 착이온(Ni(NH₃)₆ ²⁺)을 형성하고 여과하여 불용성의 불순물을 제거하는 단계; (F) 상기 니켈-아민 착이온이 형성된 반응 용액에 가성소다(NaOH)를 첨가하여 니켈 수산화물(Ni(OH)₂)을 형성하는 단계; 및 (G) 상기 니켈 수산화물이 형성된 반응 용액에 묽은 황산을 첨가하여 황산니켈 수화물(NiSO₄?xH₂O)을 형성하는 단계를 포함하는 니켈 스크랩을 이용한 황산니켈의 제조 방법을 제공한다.

상기 (A) 단계의 열처리는 700℃ 내지 900℃의 공기 중에서 실시할 수 있다.

상기 (B)단계의 산성 용액은 질산, 황산 및 염산으로 이루어진 군에서 선택되는 산을 포함할 수 있다.

상기 (D)단계의 세멘테이션은, pH가 2 내지 3이 되도록 가성 소다를 투입하여 조절한 후 아연 또는 알루미늄을 투입하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 니켈-아민 착이온은 니켈 이온 산성 용액을 50 내지 70℃로 가열하여 상기 (E)단계에서 완전히 용해되도록 한 후 여과하는 공정으로 얻어질 수 있다.

상기 (F)단계의 가성소다는 보라색 용액인 니켈-아민 착이온이 형성된 반응 용액이 무색이 될 때까지 첨가될 수 있다.

상기 (F)단계에서 형성된 니켈 수산화물은 증류수로 세척한 후, (G)단계의 묽은 황산을 첨가하여 얻어질 수 있다.

기타 본 발명의 구현예들의 구체적인 사항은 이하의 상세한 설명에 포함되어 있다.

니켈 스크랩을 이용하여 고순도의 황산니켈을 회수할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 황산니켈의 제조 방법을 개략적으로 나타낸 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 제조예 1에 따라 제조된 니켈 스크랩 원료와 이를 750℃에서 열처리한 후의 X선 회절(XRD) 결과를 나타낸 그래프이다.
도 3은 본 발명의 실시예 1에 따라 제조된 Ni(OH₂)?xH₂O(x=6 또는 7)와 이를 750℃에서 열처리한 후의 X선 회절(XRD) 결과를 나타낸 그래프이다.

이하, 본 발명의 구현예를 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며 본 발명은 후술할 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

본 발명의 일 구현예에 따른 니켈 스크랩을 이용한 황산니켈의 제조방법은, (A) 니켈 스크랩(nickel scrap) 분말을 5시간 내지 10시간 동안 열처리하여 니켈 산화물(NiO)을 형성하는 단계; (B) 상기 니켈 산화물을 80℃ 내지 90℃의 산성 용액 중에 5시간 내지 10시간 동안 용해하는 단계; (C) 상기 니켈 산화물이 용해된 산성 용액을 여과하여 불용성의 불순물을 제거하여 니켈 이온 산성 용액을 제조하는 단계; (D) 상기 니켈 이온 산성 용액에 아연(Zn) 또는 알루미늄(Al)을 투입하여 세멘테이션(cementation)하고 여과하여 불용성의 불순물을 제거하는 단계; (E) 상기 세멘테이션된 니켈 이온 산성 용액에 암모니아 또는 아민 화합물을 첨가하여 니켈-아민 착이온(Ni(NH₃)₆ ²⁺)을 형성하고 여과하여 불용성의 불순물을 제거하는 단계; (F) 상기 니켈-아민 착이온이 형성된 반응 용액에 가성소다(NaOH)를 첨가하여 니켈 수산화물(Ni(OH)₂)을 형성하는 단계; 및 (G) 상기 니켈 수산화물이 형성된 반응 용액에 묽은 황산을 첨가하여 황산니켈 수화물(NiSO₄?xH₂O)을 형성하는 단계를 포함한다.

상기 (A) 단계에서, 니켈 스크랩(nickel scrap) 분말을 700℃ 내지 900℃ 에서 또는 보다 구체적으로 750℃의 공기 중에서 5시간 내지 10시간 동안 열처리하여 니켈 산화물(NiO)을 형성할 수 있다.

상기 니켈 스크랩을 이용한 황산니켈의 제조방법은 산업체의 공정 중에 발생하는 폐 니켈 스크랩으로부터 니켈을 추출하여 종래에 채택되지 않은 새로운 방법으로 고순도의 황산니켈을 회수하는 방법에 관한 것이다. 즉, 니켈 스크랩 분말을 고온에서 처리하여 NiO로 산화시킨 다음 산성 용액에서 용해하여 불용성 성분을 1차로 제거하고, 산성 용액에 아연 또는 알루미늄을 소량 첨가하여 니켈과 아연의 이온화 경향성 차이를 이용하여 2차로 불용성 성분을 제거하며, 암모니아 또는 아민 화합물 첨가 단계에서는 Ni(NH₃)₆ ²⁺의 금속 착이온 형태로 변환시켜 여과 공정으로 3차로 불용성 성분을 제거하는 방법으로 불순물을 최소화하고, 최종적으로 가성소다를 첨가하여 Ni(OH)₂수산화물을 얻은 후 묽은 황산으로 처리하여 99.5% 이상의 고순도를 갖는 NiSO₄?6H₂O를 회수하는 것이다. 상기 아연 또는 알루미늄은 분말, 스트랩, 플레이크 형태로 투입될 수 있으며, 특별히 한정되는 것은 아니다.

이하 상기 니켈 스크랩을 이용한 황산니켈의 제조방법의 각 단계를 도 1을 참조하여 더욱 상세히 설명하기로 한다. 도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 황산니켈의 제조 방법을 개략적으로 나타낸 흐름도이다.

먼저, (A) 니켈 스크랩(nickel scrap) 분말을 5시간 내지 10시간 동안 열처리하여 니켈 산화물(NiO)을 형성한다. 상기 범위에서 열처리하면 니켈 산화물 형성이 용이하다.

예를 들어 니켈 스크랩 분말은 칭량하여 알루미나 도가니에 넣어 공기 중에서 700℃ 내지 900℃로 조절한 전기로에서 5시간 내지 10시간 동안 열처리한다. 이 과정에서 열처리된 니켈 스크랩은 니켈 산화물 형태로 변한다.

다음, (B) 상기 니켈 산화물을 80℃ 내지 90℃의 산성 용액 중에 5시간 내지 10시간 동안 용해한다. 상기 온도와 시간 범위에서 용해시키는 경우 니켈 산화물의 용해가 용이하게 이루어질 수 있다.

상기 산성 용액은 질산, 황산 및 염산으로 이루어진 군에서 선택되는 산을 포함하는 용액일 수 있고, 4 N 내지 8 N의 농도로 사용할 수 있다. 상기 범위의 농도에서 니켈 산화물의 용해가 용이하게 이루어질 수 있다.

그런 다음, (C) 상기 니켈 산화물이 용해된 산성 용액을 여과하여 불용성의 불순물을 제거하여 니켈 이온 산성 용액을 제조한다.

그런 다음, (D) 상기 니켈 이온 산성 용액에 아연(Zn) 또는 알루미늄(Al)을 투입하여 세멘테이션(cementation)한 후 여과하여 불용성의 불순물을 제거한다.

상기 세멘테이션은, pH가 2 내지 3이 되도록 가성 소다를 투입하여 pH를 조절한 후 아연 또는 알루미늄을 투입할 수 있고, 이때 용액의 온도는 60℃로 조절하여 세멘테이션을 촉진시킬 수 있다.

다음, (E) 상기 세멘테이션된 니켈 이온 산성 용액에 암모니아 또는 아민 화합물을 첨가하여 니켈-아민 착이온(Ni(NH₃)₆ ²⁺)을 형성하고 여과하여 불용성의 불순물을 제거한다.

일반적으로 전이 금속들은 NH₃ 또는 아민(NH₂-(CH₂)n-CH₃)(여기서 n은 1 내지 15의 정수임) 화합물과 배위성 공유결합을 하여 금속-유기 착물을 형성한다. 이러한 특성을 이용하여 니켈과 다른 금속들을 분리 및 제거할 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 금속과 유기 분자와의 결합 특성을 이용하여 니켈 금속을 정제하는 방법을 이용하여 니켈의 순도를 높일 수 있다.

상기 니켈-아민 착이온은 니켈 이온 산성 용액을 50 내지 70℃, 바람직하게는 60℃로 가열하여 상기 (E)단계에서 완전히 용해되도록 한 후 여과하여 불용성의 침전물을 제거하여 얻어질 수 있다. 이때 얻어진 니켈-아민 착이온이 형성된 반응 용액은 투명한 보라색의 용액이다.

그런 다음, (F) 상기 니켈-아민 착이온이 형성된 반응 용액에 가성소다(NaOH)를 첨가하여 니켈 수산화물(Ni(OH)₂)을 형성한다.

가성소다를 첨가하면 아민과 니켈간의 결합이 끊어지며, Ni² ⁺와 2OH^-간에 화학 결합이 형성되어 Ni(OH)₂ 침전물이 형성된다.

상기 가성소다는 보라색 용액인 니켈-아민 착이온이 형성된 반응 용액이 무색이 될 때까지 첨가하여 침전물인 니켈 수산화물을 형성시킨다. 침전물이 형성된 용액은 80℃로 가열 및 교반한 후에 증류수로 세척한다.

그리고 나서, (G) 상기 니켈 수산화물이 형성된 반응 용액에 묽은 황산을 첨가하여 황산니켈(NiSO₄?xH₂O)(예를 들어 x는 6)을 형성한다.

상기 묽은 황산은 농도가 약 2N 내지 3N인 것을 사용할 수 있다.

이하 본 발명의 실시예를 기재한다. 그러나 하기한 실시예는 본 발명의 일 실시예일뿐 본 발명이 하기한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 또한, 여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략한다.

( 제조예 1: 니켈 산화물 A의 제조)

니켈 스크랩 분말 200g을 칭량하여 알루미나 도가니에 투입한 후, 750℃로 조절한 전기로에서 10시간 동안 공기 중에 열처리하여 니켈 산화물(NiO) A를 제조하였다.

(니켈 산화물 A의 결정화도)

상기 제조예 1에서 얻어진 분말상태의 니켈 산화물 A의 결정성과 니켈 스크랩 원료의 분해 정도를 확인하기 위하여 X선 회절(X-ray diffraction; XRD) 분석을 실행하여, 그 결과를 도 2에 나타내었다.

도 2는 본 발명의 제조예 1에 따라 제조된 니켈 스크랩 원료와 이를 750℃에서 열처리한 후의 X선 회절(XRD) 결과를 나타낸 그래프이다. X선 회절 분석은 XRD 6000 (shimadzu사, 스캔속도 분당 2도,　 광원 CuKα)로 측정하였다.

도 2에 도시된 바와 같이, a) 니켈 스크랩 원료의 XRD 패턴은 니켈 스크랩 분말의 XRD 분석도로 불순물이 함유된 니켈 금속에 해당되는 것임을 알 수 있으며, b) 750℃ 열처리 후의 XRD 패턴은 상기 니켈 스크랩 분말을 10시간 동안 750℃의 공기 중에 열처리한 물질의 XRD 분석 결과로, 주로 니켈 산화물(NiO)로 구성되어 있음을 알 수 있다.

(니켈 산화물 A의 원소분석)

상기 제조예 1에서 얻어진 니켈 산화물 A과 니켈 스크랩 분말의 성분 원소를 확인하기 위하여 유도결합 플라즈마 원자방출분광분석(Inductively Coupled Plasma Atomic Emission Spectroscopy; ICP-OES)을 실행하여, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.

이때 니켈 산화물 A은 질산에 용해하였고, 니켈 스크랩 분말은 왕수에 용해하였다.

	니켈 스크랩 분말	니켈 산화물 A
Ni(중량%)	77.04	98.51
Al(중량%)	3.108	1.083
Cu(ppm)	6	22.4
Na(ppm)	361.8	832.8
Cr(ppm)	43.3	5
Co(ppm)	469.8	311.6
Zn(ppm)	87.1	1937.5
Mo(ppm)	8177.4	269.8
Ag(ppm)	67.2	0.0
Sn(ppm)	10272.2	0.0
Fe(ppm)	1871.4	754.7
Sb(ppm)	1375.7	0.0
Ti(ppm)	34.8	3.5

상기 표 1에 기재된 바와 같이, 니켈 스크랩 분말의 니켈 함량은 77.04 중량%이고, 이를 750℃에서 열처리한 니켈 산화물 A의 니켈 함량은 98.51중량%로 니켈 원소의 순도가 크게 향상된 것을 알 수 있다. 이는 고온에서 열처리함으로써 니켈 이외의 원소 중 상당량의 금속 산화물 성분들이 질산에 불용성인 용해 특성을 나타내는 것으로 생각되며, 용해 과정에서 상당한 양의 고분자 물질(불순물)이 니켈 스크랩에 혼합상태로 존재함을 알 수 있었다.

( 실시예 1: 니켈 수산화물의 제조)

니켈 스크랩 분말 200g을 칭량하여 알루미나 도가니에 투입한 후, 750℃로 조절한 전기로에서 10시간 동안 공기 중에 열처리하여 니켈 산화물(NiO)을 제조하였다.

상기 니켈 산화물 120g을 6N의 질산용액 700ml에 80℃에서 10시간 동안 용해하고, 이를 여과하여 불용성 물질을 제거하였다. 상기 용액은 가성소다를 투입하여 pH가 2가 되도록 한 후, 아연 분말 6g을 투입하고 2시간 동안 교반하였다. 용액의 온도는 60℃로 유지하였다. 용액의 교반이 끝난 후 여과하여 불순물 금속을 제거하였다. 이후 용액에 가성소다를 투입하여 용액의 pH를 4정도로 조정한 후 암모니아수로 pH를 12까지 조정하였다. 부분적으로 형성되는 침전물은 용액을 60℃로 가열하면서 증류수를 첨가하여 니켈-아민 착물을 제조하였다. 과량의 증류수를 이용하여 니켈-아민 착물을 이온화하여 불용성의 불순물을 여과하여 제거하였다. 이후 가성소다를 첨가하여 니켈 수산화물 침전을 형성하였다. 니켈 수산화물이 침전된 용액을 교반하며 80℃로 가열한 후, 과량의 증류수로 세척하였다. 세척된 상기 니켈 수산화물에 3N의 황산을 가하여 용해시켜 황산니켈 용액을 제조하였다.

( 황산니켈의 순도)

상기 니켈 수산화물을 회수하여 750℃에서 10시간 동안 열처리한 후 안정한 형태의 니켈 산화물(NiO) B를 제조하여, 이후 니켈 수산화물로 유도될 황산니켈(NiSO₄?6H₂O)의 순도를 예측하였다.

상기 실시예 1에서 얻어진 니켈 수산화물과 상기 750℃로 열처리한 니켈 산화물 B의 X선 회절(X-ray diffraction, XRD) 분석을 실행하여, 그 결과를 도 3에 나타내었다. X선 회절 분석은 XRD 6000 (shimadzu사, 스캔속도 분당 2도,　 광원 CuKα)로 측정하였다.

도 3은 본 발명의 실시예 1에 따라 제조된 Ni(OH₂)?xH₂O(x=6 또는 7)와 이를 750℃에서 열처리한 후의 X선 회절(XRD) 결과를 나타낸 그래프이다.

도 3에 도시된 바와 같이, b) 니켈 수산화물의 XRD 패턴은 니켈 수산화물의 기준인 a) 니켈 수산화물 JCPDS(Joint Committee on Powder Diffraction Standards) 패턴과 유사하고, d) 750℃로 열처리한 니켈 산화물 B의 XRD 패턴은 니켈 산화물의 기준인 c) 니켈 산화물 JCPDS 패턴과 유사한 것을 확인할 수 있다.

(평가 4; 니켈 산화물 B 원소분석)

상기 평가 3에서 제조된 니켈 산화물 B와 니켈 스크랩 분말의 성분 원소를 확인하기 위하여 유도결합 플라즈마 원자방출분광분석(Inductively Coupled Plasma-Atomic Emission Spectroscopy, ICP-OES)을 실행하여, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.

이때 니켈 산화물 B는 질산에 용해하였고, 니켈 스크랩 분말은 왕수에 용해하였다.

	니켈 스크랩 분말	니켈 산화물 B
Ni(중량%)	77.04	99.6
Al(중량%)	3.108	0.104
Cu(ppm)	6	13.9
Na(ppm)	361.8	358.7
Cr(ppm)	43.3	0.0
Co(ppm)	469.8	247.1
Zn(ppm)	87.1	1504.3
Mo(ppm)	8177.4	1246.3
Ag(ppm)	67.2	0.0
Sn(ppm)	10272.2	20.3
Fe(ppm)	1871.4	37.7
Sb(ppm)	1375.7	0.0
Ti(ppm)	34.8	3.5

상기 표 2에 기재된 바와 같이, 실시예 1로부터 제조된 니켈 산화물 B는 니켈 함량이 99.6 중량%로 고순도를 갖는다. 이는 상기 제조예 1의 77.04 중량% 보다 월등히 우수한 순도를 갖는 것으로, 일반적인 니켈 금속 응용 분야뿐만 아니라 이차전지 등의 특수 분야에도 사용이 가능한 순도라 생각되며, 본 발명의 사용 시약이 공업용의 저렴한 시약을 사용한다는 점과 정제 및 회수 공정이 간단한 것이 니켈 금속의 재활용 측면에서 매우 중요한 발명의 성과라고 할 수 있다.

이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

Claims

(A) 니켈 스크랩(nickel scrap) 분말을 5시간 내지 10시간 동안 열처리하여 니켈 산화물(NiO)을 형성하는 단계;
(B) 상기 니켈 산화물을 80℃ 내지 90℃의 산성 용액 중에 5시간 내지 10시간 동안 용해하는 단계;
(C) 상기 니켈 산화물이 용해된 산성 용액을 여과하여 불용성의 불순물을 제거하여 니켈 이온 산성 용액을 제조하는 단계;
(D) 상기 니켈 이온 산성 용액에 아연(Zn) 또는 알루미늄(Al)을 투입하여 세멘테이션(cementation)하고 여과하여 불용성의 불순물을 제거하는 단계;
(E) 상기 세멘테이션된 니켈 이온 산성 용액에 암모니아 또는 아민 화합물을 첨가하여 니켈-아민 착이온(Ni(NH₃)₆ ²⁺)을 형성하고 여과하여 불용성의 불순물을 제거하는 단계;
(F) 상기 니켈-아민 착이온이 형성된 반응 용액에 가성소다(NaOH)를 첨가하여 니켈 수산화물(Ni(OH)₂)을 형성하는 단계; 및
(G) 상기 니켈 수산화물이 형성된 반응 용액에 묽은 황산을 첨가하여 황산니켈 수화물을 형성하는 단계를 포함하는
니켈 스크랩을 이용한 황산니켈의 제조 방법.
제1항에 있어서,
상기 (B)단계의 산성 용액은 질산, 황산 및 염산으로 이루어진 군에서 선택되는 산을 포함하는 용액인 것인 니켈 스크랩을 이용한 황산니켈의 제조 방법.
제1항에 있어서,
상기 (D)단계의 세멘테이션은,
pH가 2 내지 3이 되도록 가성 소다를 투입하여 조절한 후 아연 또는 알루미늄을 투입하는 단계를 포함하는 것인 니켈 스크랩을 이용한 황산니켈의 제조 방법.
제1항에 있어서,
상기 니켈-아민 착이온은 용액을 60℃로 가열하여 상기 (E)단계에서 완전히 용해되도록 한 후 여과하는 것인 니켈 스크랩을 이용한 황산니켈의 제조 방법.
제1항에 있어서,
상기 (F)단계의 가성소다는 보라색 용액인 니켈-아민 착이온이 형성된 반응 용액이 무색이 될 때까지 첨가하는 것인 니켈 스크랩을 이용한 황산니켈의 제조 방법.
제1항에 있어서,
상기 (F)단계에서 형성된 니켈 수화물은 증류수로 세척한 후, (G)단계의 묽은 황산을 첨가하는 것인 니켈 스크랩을 이용한 황산니켈의 제조 방법.