KR20150030817A - 니켈 습식제련공정 중에 획득된 염화철 용액으로부터 철의 회수 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 니켈 습식제련공정 중에 획득된 염화철로부터 철의 회수 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 환원 니켈 광석을 1차 산침출하여 획득되는 산침출액에 환원 니켈 광석을 혼합하고 세멘테이션 반응을 수행하여 Ni이 농축된 Ni-Fe 고상물을 획득하는 고액분리 과정에서 여액으로 발생되는 염화제일철 수용액을 획득하는 단계; 상기 Ni이 농축된 Ni-Fe 고상물을 2차 산침출하여 획득되는 산침출액 내의 2가 철을 3가 철로 산화시킨 후 3가 철 성분을 유기상으로 추출하는 단계; 유기상으로 추출된 상기 3가 철 성분을 염산계 탈거제에 의해 탈거하는 과정에서 발생되는 염화제이철 수용액을 획득하는 단계; 및 상기 염화제일철 수용액과 상기 염화제이철 수용액을 혼합하고 알칼리 용액을 첨가하여 철수산화물을 획득하는 단계를 포함하는 철의 회수방법이 제공된다.
본 발명에 의하면 니켈의 습식 제련 공정 중에 여액으로 발생하는 염화제일철 수용액과 염화제이철 수용액을 이용하여 철 함량이 높은 철수산화물을 단시간 내에 손쉽게 제조할 수 있으며, 따라서 유용한 철의 대체 자원으로 사용할 수 있다.

Description

니켈 습식제련공정 중에 획득된 염화철 용액으로부터 철의 회수 방법{The method for recovering Fe from Iron chloride solution acquired during hydrometallurgical process}
본 발명은 니켈 습식제련공정 중에 발생하는 여액으로부터 유가 자원을 회수하는 방법에 관한 것으로, 특히 니켈 습식제련공정 중에 발생하는 염화제이철 및 염화제일철 수용액으로부터 철을 회수하는 방법에 관한 것이다.
니켈, 코발트 등 부가가치가 높은 금속, 즉 유가금속들은 보통 니켈을 함유하는 광석인 리모나이트(limonite), 라테라이트(laterite) 또는 이들의 혼합물로부터 건식 또는 습식 제련기술에 의해 회수되고 있다.
니켈을 함유하는 광석에는 회수하고자 하는 유가금속 외에 다양한 불순물들이 함유되어 있어, 이러한 불순물들을 사전에 제거 및 정제하는 공정을 거쳐야만 품위 높은 최종 제품을 얻을 수 있다.
일본의 최대 니켈 생산업체인 SMM사(Sumitomo Metal Mining Co.)에서는 암모니아 용출(leaching)법에 의해 라테라이트 광석으로부터 니켈 산화물 브리켓을 생산하는 코발트 제거 단계에서 부산물로 생성되는 혼합 황화물을 오토클레이브(autoclave)로 1차 침출한 후, 정제단계에서 Mn, Fe, Cu 또는 Zn 등을 제거한 후, 용매추출 방법으로 유가금속을 회수하고 있다.
일본의 신일광사(Nippon Mining Co.)에서는 호주의 타운즈빌(Townsville)로부터 니켈과 코발트가 혼합되어 있는 혼합 황화물을 수입하여 오토클레이브에서 침출한 후, 불순물 정제 및 용매추출 공정을 통하여 유가금속인 니켈과 코발트를 회수하고 있다.
이들 회사가 사용하고 있는, 혼합 황화물의 조성은 일반적으로 니켈 25~35% 및 코발트 12~15%로, 니켈과 코발트가 주성분이며 기타 불순물은 작은 조성으로 이루어져 있다. 이러한 마이너한 성분들의 정제 및 제거 방법으로는, 철의 경우 알카리, 예를 들어, 수산화 나트륨(NaOH)이나 수산화 암모늄(NH4OH)을 첨가하여 용액의 pH를 각각 2.0 또는 5.0으로 조정함으로써, 침전물로 제거할 수 있다. 그 외에 Cu나 Zn의 경우 황화 수소(HsS)와 반응시켜 황화물 형태로 침전, 제거할 수 있고, Mn의 경우는 Co 화합물을 이용하여 침전형태로 정제 및 제거하는 방법을 적용할 수 있다.
한편, 리모나이트 및 라테라이트 광석은 원래 니켈 약 1.0~1.5%을 포함하고, 나머지는 대부분 철 성분으로 구성되어 있으며, 이로부터 건식 또는 습식 제련기술을 통해 니켈 약 ~18%, 및 Fe 약 82% 정도로 구성된 Ni-Fe를 제조할 수 있다. 그러나, 이러한 과정에서 다량의 제일철 함유 용액이 발생하며, 상기에서 획득한 Fe-Ni으로부터 고순도의 Ni을 제조하는 과정에서 다량의 제이철 함유 용액이 발생하게 된다.
따라서, 이렇게 니켈의 제련 공정에 발생되는 여액을 유가 철 자원으로 회수하는 기술이 제공되는 경우 유용한 철 자원을 획득할 수 있으므로 관련 분야에서 유용하게 사용될 수 있을 것으로 기대된다.
이에 본 발명의 한 측면은 니켈 습식제련공정 중에 발생하는 염화제이철 및 염화제일철 수용액을 이용하여 철을 회수하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 견지에 의하면, 환원 니켈 광석을 1차 산침출하여 획득되는 산침출액에 환원 니켈 광석을 혼합하고 세멘테이션 반응을 수행하여 Ni이 농축된 Ni-Fe 고상물을 획득하는 고액분리 과정에서 여액으로 발생되는 염화제일철 수용액을 획득하는 단계; 상기 Ni이 농축된 Ni-Fe 고상물을 2차 산침출하여 획득되는 산침출액 내의 2가 철을 3가 철로 산화시킨 후 3가 철 성분을 유기상으로 추출하는 단계; 유기상으로 추출된 상기 3가 철 성분을 염산계 탈거제에 의해 탈거하는 과정에서 발생되는 염화제이철 수용액을 획득하는 단계; 및 상기 염화제일철 수용액과 상기 염화제이철 수용액을 혼합하고 알칼리 용액을 첨가하여 철수산화물을 획득하는 단계를 포함하는 철의 회수방법이 제공된다.
상기 염화제일철 수용액과 상기 염화제이철 수용액은 염화제일철과 염화제이철의 몰비가 1:1.5 내지 1: 2.5로 혼합되는 것이 바람직하다.
상기 환원 니켈 광석은 니켈 광석을 수소 분위기에서 가열하여 획득되는 것이 바람직하다.
상기 니켈 광석은 리모나이트, 라테라이트, 또는 이의 혼합물인 것이 바람직하다.
상기 1차 산침출 및 2차 산침출 시 사용되는 산은 염산인 것이 바람직하다.
상기 2가 철을 3가 철로 산화시키는 과정에 이용되는 산은 차아염소산나트륨, 염소산나트륨, 과산화수소, 및 염소 가스로 이루어지는 그룹으로부터 독립적으로 선택되는 적어도 1종인 것이 바람직하다.
상기 3 가 철 성분을 유기상으로 추출하는 단계에 사용되는 추출제는 디-(2-에틸헥실)인산(D2EHPA) 및 트리-뷰틸 인산(TBP)의 혼합 용매인 것이 바람직하다.
상기 염산계 탈거제는 염산인 것이 바람직하다.
상기 알칼리 용액은 가성소다인 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면 니켈의 습식제련 공정 중에 여액으로 발생하는 염화제일철 수용액과 염화제이철 수용액을 이용하여 철 함량이 높은 철수산화물을 단시간 내에 손쉽게 제조할 수 있으며, 따라서 유용한 철의 대체 자원으로 사용할 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 형태를 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시 형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다.
일반적으로 니켈을 함유하는 광석은 니켈을 약 1.0~1.5% 정도 함유하고 있으며, 나머지는 대부분 철 성분으로 구성되어 있다. 이러한 조성의 광석으로부터 적정한 건식 또는 습식 제련 기술에 의해 니켈 성분을 농축시켜 니켈 약 ~18% 및 Fe 약 82%로 구성된 니켈-철 고상물(화합물)을 제조할 수 있으며, 이는 스테인레스 원료로도 사용할 수 있는 조성이다.
본 발명은 이와 같은 니켈-철(Ni-Fe) 고상물을 제조하는 과정에서 발생되는 여액인 제일철 함유 용액과, 후속적으로 니켈-철 고상물로부터 고순도의 니켈 또는 코발트 등의 유가금속을 회수하는 과정에서 발생되는 용매 추출 탈거액인 제이철 함유 용액으로부터 유가 철 자원을 효과적으로 회수하는 방법을 제공하기 위한 것이다.
보다 상세하게, 본 발명은 환원 니켈 광석을 1차 산침출하여 획득되는 산침출액에 환원 니켈 광석을 혼합하고 세멘테이션 반응을 수행하여 Ni이 농축된 Ni-Fe 고상물을 획득하는 고액분리 과정에서 여액으로 발생되는 염화제일철 수용액을 획득하는 단계; 상기 Ni이 농축된 Ni-Fe 고상물을 2차 산침출하여 획득되는 산침출액 내의 2가 철을 3가 철로 산화시킨 후 3가 철 성분을 유기상으로 추출하는 단계; 유기상으로 추출된 상기 3가 철 성분을 염산계 탈거제에 의해 탈거하는 과정에서 발생되는 염화제이철 수용액을 획득하는 단계; 및 상기 염화제일철 수용액과 상기 염화제이철 수용액을 혼합하고 알칼리 용액을 첨가하여 철수산화물을 획득하는 단계를 포함한다.
니켈 광석으로부터 Ni-Fe 고상물을 획득하는 과정은 먼저 니켈 광석을 수소 분위기에서 가열하여 환원 니켈 광석을 획득하여 진행되며, 상기 산 침출액에 혼합되는 상기 환원 니켈 광석은 니켈 광석을 수소로 환원한 것으로, 성분 및 함량은 이와 동일하나 산소가 없어진 상태를 의미한다.
상기 환원하는 단계는 700℃ 이상의 온도로 가열되어 수행되는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 700 내지 800℃의 온도에서 수행된다. 상기 환원 단계의 온도가 700℃ 미만인 경우에는 니켈 및 철 산화물이 충분히 환원되지 못하여 후속 단계인 침출 단계에서 침출 효율이 낮아질 수 있는 문제가 있으며, 800 ℃를 초과하는 온도에서 수행되는 경우에는 에너지 비용이 과다하게 소요되므로 바람직하지 않다.
본 발명에 이용될 수 있는 상기 니켈을 포함하는 광석은 약 1.2 내지 1.5 중량%의 니켈과 나머지 성분이 대부분 철 성분으로 구성된 것이 바람직하며, 예를 들어 리모나이트, 라테라이트 또는 이의 혼합물인 것이다.
상기 환원 니켈 광석은 총 세멘테이션(석출) 반응에 필요한 총 중량을 기준으로, 환원 니켈 광석 10 내지 20 중량% 및 산 침출액 80~90중량%가 되도록 혼합하는 것이 바람직하다.
상기 산 침출액에 환원 니켈 광석을 혼합하는 단계는 침출 용액 내 니켈이 환원 니켈 광석의 표면에서 석출 반응하도록 하여 니켈 농도를 농축하기 위한 것으로, 즉 석출 반응이란 이온화 경향차를 이용하는 것으로서 침출 용액 내에 존재하는 니켈은 환원 니켈 광석 표면에 석출하고 그 대신 이온화 경향이 큰 환원 니켈 광석 내 철(Fe)은 용액 속으로 치환됨으로써 결국 환원 니켈 광석 내의 니켈 농도가 높아지게 된다. 이때 상기 환원 니켈 광석의 농도가 너무 낮으면 얻고자 하는 니켈 농도로 농축이 이루어지지 않으며, 농도가 너무 높으면 용액 내에 존재하는 니켈을 농축시키는 자체가 비경제적인 공정이 될 수 있으므로, 상술한 바와 같이 적정 범위의 환원 니켈 광석을 사용하는 것이 바람직하다.
상기와 같이 니켈을 포함하는 광석을 수소 분위기에서 가열하여 환원하고, 1차 산 침출하여 산 침출액을 획득한 후 환원 니켈 광석을 혼합하여 세멘테이션 반응을 수행하는 경우 침출액 내의 니켈이 환원광 표면에 석출되어 니켈 농도가 높은 Ni-Fe 고상물을 획득할 수 있다.
이때 고액분리 과정에서는 필터프레스와 같은 고액 분리 장치를 이용할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니며, 고액 분리 과정을 거치게 되면 니켈 농도가 높은 Ni-Fe 고상물과 함께 여액으로 발생되는 염화제일철 수용액을 획득할 수 있다.
나아가, 상기와 같은 Ni-Fe 고상물로부터 니켈, 코발트 등과 같은 유가금속을 회수하기 위해서는 2차 산침출 후 용매 추출 공정에 의해 품위가 높은 니켈 또는 코발트 단일 성분을 회수할 수 있게 된다.
즉, 상기에서 제조된 니켈-철 고상물은 다량의 철 성분을 비롯한 다양한 불순물들이 미량 함유되어 있고, 이 중 특히 철 성분이 많이 포함되어 있어서 이를 제거해야 하며, 상기 니켈-철 고상물에는 철 성분이 2가 상태로 존재하고 있으므로, 이를 제거하기 위해 우선 제거가 용이한 3가 철로 철을 산화시킨 후 이에 대한 선택적인 추출을 수행한 후 pH 조정을 통해 추가로 미량의 잔류 철 성분을 제거하는 것이 바람직하다.
보다 상세하게, 본 발명에 의하면 Ni이 농축된 Ni-Fe 고상물을 2차 산침출하여 획득되는 산침출액 내의 2가 철을 3가 철로 산화시킨 후 3가 철 성분을 유기상으로 추출하는 단계가 수행되며, 이러한 단계에 후속적으로 유기상으로 추출된 상기 3가 철 성분을 염산계 탈거제에 의해 탈거하는 과정에서 발생되는 염화제이철 수용액을 획득할 수 있다.
상기 1차 산침출 및 2차 산침출 시 사용되는 산은 염산인 것이 바람직하며, 상기 2가 철을 3가 철로 산화시키는 과정에 이용되는 산은 차아염소산나트륨, 염소산나트륨, 과산화수소, 및 염소 가스로 이루어지는 그룹으로부터 각각 독립적으로 선택되는 적어도 1종인 것이 바람직하다.
이때 상기 산의 사용량은 침출 용액 내 존재하는 제일철 성분을 충분히 산화시킬 수 있도록 철 성분의 1~1.3 당량으로 사용하는 것이 바람직하다.
그 후 추출제를 사용하여 3가 철 성분을 유기상으로 추출하며, 이때 상기 추출제는 디-(2-에틸헥실)인산(D2EHPA) 및 트리-뷰틸 인산(TBP)의 혼합 용액인 것이 바람직하며, 특히 디-(2-에틸헥실)인산(D2EHPA) 및 트리-뷰틸 인산(TBP)가 1:1의 몰 비로 혼합된 용액인 것이 바람직하다.
상기 3가 철 성분을 염산계 탈거제에 의해 탈거하는 과정에 사용되는 염산계 탈거제는 염산인 것이 바람직하나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기와 같은 탈거 과정에서 염화제이철 수용액을 획득할 수 있다.
이와 같이 획득되는 염화제이철 수용액은 건식법 또는 습식법에 의해서 철 자원으로 회수할 수 없고 중화 처리 후 페기되어야 하므로 그 비용이 막대할 뿐만 아니라 유용한 철 자원이 회수되지 않고 버려진다는 문제가 있다.
그러나, 본 발명에 의하면 후속적으로 상기와 같은 과정에 의해 획득한 상기 염화제일철 수용액과 상기 염화제이철 수용액을 혼합하고 알칼리 용액을 첨가하여 가수분해반응을 통해 최종적으로 철수산화물을 획득할 수 있다.
상기 알칼리 용액은 가성소다인 것이 바람직하다.
상기 알칼리 용액을 첨가하는 단계는 pH를 4.5 내지 5.5로 조절하여 수행되는 것이 바람직하며, 가장 바람직하게는 약 pH 5.0에서 수행되는 것이 바람직하다. 이때 pH가 4.5 미만인 경우에는 용액 내 잔류 철(Fe)이 충분히 수산화물로 침전되지 못하여 철(Fe)을 완전하게 제거할 수 없게 되는 문제가 있으며, pH가 5.5를 초과하는 경우에는 회수하고자 하는 유가 금속인 니켈(Ni)이 공침되어 결국 니켈(Ni)의 손실이 발생하는 문제가 있다.
상기 염화제일철 수용액과 상기 염화제이철 수용액은 염화제일철과 염화제이철의 몰비가 1:1.5 내지 1: 2.5로 혼합되는 것이 바람직하다. 상기 범위에서 제조된 철수산화물은 마그네타이트 철수산화물 단일 상으로 Fe 함량이 다른 철수산화물 대비 상대적으로 높아 철 자원으로 사용시 보다 유리하게 된다. 그러나 혼합비가 상기 범위보다 낮거나 높은 경우에는 철 함량이 상대적으로 낮은 옥시수산화철이 혼합 생성되므로 철의 함량이 낮아지게 되어 철 자원으로서의 사용에는 보다 불리하게 작용한다.
이와 같이 본 발명에 의하면, 니켈 습식제련 공정에서 발생되는 제일철 및 제이철 염화 수용액을 적절히 혼합함으로써 버려지는 철 자원을 효과적으로 회수할 수 있게 된다.
이하, 구체적인 실시예를 통해 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 예시에 불과하며, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
< 실시예 >
실시예 1
뉴칼레도니아산 니켈 광석을 수소 분위기 하에서 가열하여 건조, 소성 및 환원하여 환원 니켈 광석을 획득한 후 염산을 이용하여 산침출하여 획득되는 산침출액에 환원 니켈 광석을 혼합하고 세멘테이션 반응을 수행하였다. 그 후 고액분리로 석출 케익으로서 Ni-Fe 고상물과 석출 여액으로써 (a)염화제일철 수용액을 각각 회수하였으며, 이렇게 획득된 염화제일철 수용액 내의 주요 성분을 표 1에 나타내었다.
또한 회수된 석출 케익을 산으로 재침출하여 획득되는 (b)재침출액에 산화제로 차아염소산나트륨 용액을 침출액 내 철 함량을 충분히 산화시키는데 필요한 양(1.3 당량)으로 첨가하여 산화시킨 후, 1M 디-(2-에틸헥실)인산(D2EHPA) 및 1M 트리-뷰틸 인산(TBP)의 혼합 용매를 사용하여 3 가 철 성분을 유기상으로 추출하였다.
나아가, 유기상으로 추출된 상기 3가 철 성분을 20% 염산을 탈거제로 이용하여 탈거하는 과정에서 (c)염화제이철 수용액을 회수하였다.
상기 회수된 석출 케익을 산으로 재침출하여 획득되는 (b)재침출액 및 유기상으로 추출된 상기 3가 철 성분을 탈거한 (c)염화제이철 수용액 내의 주요 성분을 각각 하기 표 1에 나타내었다.
Mg Mn Fe Ni Co Cr Si Ca Al
(a)염화제일철 수용액 3100 2800 93300 208 240 <10 20 4900 <10
(b)재침출액 2500 1400 90300 12700 509 537 50 559 1200
(c)염화제이철 수용액 - - 74850 - - - - 18 130
(a)염화제일철 수용액과 (c)염화제이철 수용액을 1:1.5의 몰 비로 혼합한 후, 알카리(가성소다)를 첨가하고 상온에서 가수분해 반응시켜 흑색의 철수산화물을 제조하였다.
실시예 2
(a)염화제일철 수용액과 (c)염화제이철 수용액을 1:2.0의 몰 비로 혼합한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 공정을 통해 철수산화물을 제조하였다.
실시예 3
(a)염화제일철 수용액과 (c)염화제이철 수용액을 1:2.5의 몰 비로 혼합한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 공정을 통해 철수산화물을 제조하였다.
비교예 1
(a)염화제일철 수용액과 c)염화제이철 수용액을 1:1의 몰 비로 혼합한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 공정을 통해 철수산화물을 제조하였다.
비교예 2
(a)염화제일철 수용액과 (c)염화제이철 수용액을 1:3의 몰 비로 혼합한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 공정을 통해 철수산화물을 제조하였다.
비교예 3
실시예 1과 동일한 공정을 통해 획득한 (a)염화제일철 수용액에, 알카리(가성소다)를 당량으로 첨가하고 공기를 불어넣으면서 상온에서 반응시켜 철수산화물을 제조하였다.
비교예 4
실시예 1과 동일한 공정을 통해 획득한 (a)염화제일철 수용액에, 알카리(가성소다)를 당량으로 첨가하고 공기를 불어넣으면서 50℃에서 반응시켜 철수산화물을 제조하였다.
비교예 5
실시예 1과 동일한 공정을 통해 획득한 (a)염화제일철 수용액에, 알카리(가성소다)를 당량으로 첨가하고 공기를 불어넣으면서 60℃에서 반응시켜 철수산화물을 제조하였다.
실험예 1: 철수산화물의 XRD 분석
상기 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 5에서 획득한 철수산화물에 대하여 XRD 분석을 수행하였으며, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
반응 조건 철수산화물 특성
Fe+2/Fe+3 반응온도(℃) 반응시간(min) Fe함량(%) XRD
실시예 1 1/1.5 30 10 69 Fe3O4
실시예 2 1/2.0 30 10 70 Fe3O4
실시예 3 1/2.5 30 10 68 Fe3O4
비교예 1 1/1 30 30 62 Fe3O4+FeOOH
비교예 2 1/3 30 30 60 Fe3O4+FeOOH
비교예 3 - 30 60 58 Fe3O4+FeOOH
비교예 4 - 50 60 60 Fe3O4+FeOOH
비교예 5 - 60 60 63 Fe3O4
실시예 1 내지 3에서 획득되는 철수산화물의 경우 그 형태가 마그네타이트 철수산화물 단일의 상임을 확인할 수 있었으며, 철(Fe)의 함량 분석결과 철이 약 70% 정도까지 차지하는 것을 확인할 수 있었다.
실시예 1 내지 3과 같이 본 발명에 따라 철수산화물을 제조하는 경우에는 상온 반응에서도 반응이 10 분 이내에 완료되며, 최종 산물로써 상대적으로 철 함량이 높은 마그네타이트 철수산화물이 단일의 상으로 획득되는 것을 확인할 수 있다. 이러한 결과는 제철소에서 사용하는 철광석 품위기준이 64%인 점을 감안하면 철 자원으로서 충분히 사용될 수 있음을 확인할 수 있다.
그러나, 비교예 1 및 2의 경우에는 마그네타이트 철수산화물뿐만 아니라 옥시수산화철도 동시에 생성되는 결과 철의 함량이 낮아지고 있음을 확인할 수 있다. 한편, 염화제일철 수용액을 산화반응시켜 철수산화물을 제조하는 종래예에 해당하는 비교예 3 내지 5의 경우에는 반응 온도가 높은 구역에서만 마그네타이트 철수산화물의 단일의 상으로 얻어지는 것을 확인할 수 있으며, 이 경우에도 실시예 1 내지 3에 비하여 철 함량이 낮은 것을 확인할 수 있었다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.

Claims (9)

  1. 환원 니켈 광석을 1차 산침출하여 획득되는 산침출액에 환원 니켈 광석을 혼합하고 세멘테이션 반응을 수행하여 Ni이 농축된 Ni-Fe 고상물을 획득하는 고액분리 과정에서 여액으로 발생되는 염화제일철 수용액을 획득하는 단계;
    상기 Ni이 농축된 Ni-Fe 고상물을 2차 산침출하여 획득되는 산침출액 내의 2가 철을 3가 철로 산화시킨 후 3가 철 성분을 유기상으로 추출하는 단계;
    유기상으로 추출된 상기 3가 철 성분을 염산계 탈거제에 의해 탈거하는 과정에서 발생되는 염화제이철 수용액을 획득하는 단계; 및
    상기 염화제일철 수용액과 상기 염화제이철 수용액을 혼합하고 알칼리 용액을 첨가하여 철수산화물을 획득하는 단계
    를 포함하는 철의 회수방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 염화제일철 수용액과 상기 염화제이철 수용액은 염화제일철과 염화제이철의 몰비가 1:1.5 내지 1: 2.5로 혼합되는 철의 회수방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 환원 니켈 광석은 니켈 광석을 수소 분위기에서 가열하여 획득되는 철의 회수방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 니켈 광석은 리모나이트, 라테라이트, 또는 이의 혼합물인 철의 회수방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 1차 산침출 및 2차 산침출 시 사용되는 산은 염산인 철의 회수방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 2가 철을 3가 철로 산화시키는 과정에 이용되는 산은 차아염소산나트륨, 염소산나트륨, 과산화수소, 및 염소 가스로 이루어지는 그룹으로부터 독립적으로 선택되는 적어도 1종인 철의 회수방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 3 가 철 성분을 유기상으로 추출하는 단계에 사용되는 추출제는 디-(2-에틸헥실)인산(D2EHPA) 및 트리-뷰틸 인산(TBP)의 혼합 용매인 철의 회수방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 염산계 탈거제는 염산인 철의 회수방법.
  9. 제1항에 있어서, 상기 알칼리 용액은 가성소다인 철의 회수방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110844963A (zh) * 2019-11-21 2020-02-28 神华准能资源综合开发有限公司 一种含铝高铁盐酸废水的分离回收方法
KR20210100909A (ko) * 2020-02-07 2021-08-18 연세대학교 산학협력단 탄산염과 탄재를 이용한 철의 회수방법
EP3978442A1 (de) * 2020-09-30 2022-04-06 ThyssenKrupp Steel Europe AG Verfahren zur herstellung von hochreinem eisenoxid

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100220976B1 (ko) 1997-04-10 1999-09-15 김병남 다이아몬드 공구스크랩으로부터 코발트, 니켈, 동성분의 분리 회수방법
KR100355155B1 (ko) * 1999-12-17 2002-10-11 동부한농화학 주식회사 철 및 니켈의 분리, 회수 방법
JP4606951B2 (ja) 2005-06-16 2011-01-05 株式会社アステック入江 多成分含有ニッケルめっき廃液スラッジの再資源化処理方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110844963A (zh) * 2019-11-21 2020-02-28 神华准能资源综合开发有限公司 一种含铝高铁盐酸废水的分离回收方法
KR20210100909A (ko) * 2020-02-07 2021-08-18 연세대학교 산학협력단 탄산염과 탄재를 이용한 철의 회수방법
EP3978442A1 (de) * 2020-09-30 2022-04-06 ThyssenKrupp Steel Europe AG Verfahren zur herstellung von hochreinem eisenoxid

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