KR20160050163A - Apparatus for recovering byproducts from nickel extraction process and method for recovering byproducts from nickel extraction process using the same - Google Patents

Apparatus for recovering byproducts from nickel extraction process and method for recovering byproducts from nickel extraction process using the same Download PDF

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KR20160050163A
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Abstract

The present invention relates to an apparatus to recover a byproduct in a nickel wet-smelting process, and a method to recover a byproduct in the nickel wet-smelting process using the same. More specifically, the apparatus to recover the byproduct in the nickel wet-smelting process uses an acidic solution to recover nickel from nickel ore containing nickel and iron, and comprises: an evaporative concentration device to evaporate and concentrate an iron ion-containing solution discharged after recovering nickel; a crystallization device to crystallize a concentrated solution discharged from the evaporative concentration device; a solid-liquid separator to separate iron salt crystallized by the crystallization device, and a remaining slurry solution into solid and liquid; a pyrolysis device to pyrolyze the crystallized iron salt into acidic gas and iron oxide at a roasting temperature; and a gas and solid separator connected to a gas discharge unit disposed on an upper portion of the pyrolysis device, separating iron oxide powder contained in the acidic gas, and discharging the acidic gas.

Description

니켈 습식 제련 공정의 부산물 회수 장치 및 이를 이용한 부산물 회수 방법{Apparatus for recovering byproducts from nickel extraction process and method for recovering byproducts from nickel extraction process using the same}TECHNICAL FIELD The present invention relates to a nickel-based smelting process for recovering by-products and a method for recovering by-products using the nickel smelting process.

본 발명은 니켈 광석으로부터 니켈을 농축 회수하는 니켈 습식 제련 공정에서 발생하는 폐기물로부터 철광석, 즉 철 화합물과 산을 경제적이고 고품위로 분리 및 회수할 수 있는 니켈 습식 제련 공정의 부산물 회수 장치에 관한 것이다.
The present invention relates to an apparatus for recovering and recovering iron ore, that is, an iron compound and an acid from wastes generated in a nickel wet smelting process for recovering and recovering nickel from nickel ore, in an economical and high-quality manner.

종래 니켈 광석으로부터 니켈을 농축 회수하는 습식 니켈 제련 공정에 대해서는 니켈 광석을 환원하고 산으로 용해하여 니켈을 침출함으로써 침출액을 얻고, 상기 침출액으로부터 고액 분리하여 잔사 슬러지를 여과 제거한 후 철을 제거함으로써 페로니켈을 얻는 방법이 개시되어 있다. 이와 같은 기술은 대한민국 특허공개 제2012-0065874호에 기재되어 있다.
For a wet nickel smelting process in which nickel is concentrated and recovered from nickel ore in the past, nickel ore is reduced and dissolved with an acid to obtain nickel, and the leached liquid is separated from the leach solution by solid-liquid separation to remove the residual sludge, Is obtained. Such a technique is disclosed in Korean Patent Publication No. 2012-0065874.

그러나, 상기와 같은 니켈 습식 제련 공정 중에는 철 이온을 다량 함유하는 용액이 배출되는데, 상기 석출단계 후에 페로니켈 금속을 제거한 후 남는 철 이온 함유 용액을 후속적으로 처리하여 마그네타이트의 철광석을 생성할 수 있으며, 또한 그 여액을 사용하여 니켈 습식 공정 중에 사용되는 원료 또는 기타 산업 부산물을 생성할 수 있다.
However, during the nickel wet smelting process described above, a solution containing a large amount of iron ions is discharged. After the ferronickel metal is removed after the precipitation step, the iron ion-containing solution remaining after the removal of the ferronickel metal may be subsequently treated to produce magnetite iron ores , And the filtrate can also be used to produce raw materials or other industrial by-products used during the nickel wet process.

다만, 특히 니켈 습식 제련 공정 중에 철 이온을 다량 함유하는 용액이 발생하므로,이로부터 산과 철광석을 효율적으로 분리 및 회수할 수 있는 장치가 제공되는 경우 관련 분야에서 널리 적용될 수 있을 것으로 기대된다.
However, when a solution containing a large amount of iron ions is generated during the nickel wet smelting process, if the apparatus capable of efficiently separating and recovering the acid and the iron ores is provided, it is expected to be widely applicable in related fields.

이에 본 발명의 한 측면은 니켈을 회수한 후에 배출되는 철 이온을 포함하는 수용액을 증발 농축하여 염화철을 결정화하고, 결정화된 염화철을 배소하여 산화철을 획득하고, 이때 발생하는 기상의 산 가스로부터 산을 획득할 수 있는 니켈 습식 제련 공정의 부산물 회수 장치를 제공하는 것이다.
Accordingly, an aspect of the present invention is to provide a process for producing iron oxide by evaporating and concentrating an aqueous solution containing iron ions discharged after recovering nickel, crystallizing the iron chloride, roasting the crystallized iron chloride to obtain iron oxide, And to provide a by-product recovery apparatus for a nickel smelting process that can be obtained.

본 발명의 다른 측면은, 상기와 같은 니켈 습식 제련 공정의 부산물 회수 장치를 이용하여 고품질의 염화철을 얻고, 나아가 산을 높은 수율로 획득할 수 있는 방법을 제공하는 것이다.
Another aspect of the present invention is to provide a method for obtaining high-quality iron chloride by using the above-described by-product recovery apparatus of a nickel wet smelting process and further obtaining an acid at a high yield.

본 발명의 일 견지에 의하면, 니켈 및 철을 함유하는 니켈 광석으로부터 산 용액을 사용하여 니켈을 회수하는 니켈 습식 제련 공정의 부산물 회수 장치에 있어서,니켈을 회수한 후에 배출되는 철 이온 함유 용액을 증발 농축하는 증발 농축 장치; 상기 증발 농축 장치로부터 배출된 농축 용액을 결정화 하는 결정화 장치; 상기 결정화 장치에 의해 결정화된 철염과 나머지 슬러리 용액을 고액분리 하는 고액 분리장치; 상기 결정화된 철염을 배소 온도에서 산 가스와 산화철로 열분해 하는 열분해 장치; 및 상기 열분해 장치 상부에 구비된 가스 배출부와 연결되며, 상기 산 가스에 포함된 산화철 분말을 분리하고, 상기 산 가스를 배출하는 기체 및 고체 분리 장치를 포함하는 니켈 습식 제련 공정의 부산물 회수 장치가 제공된다.
According to one aspect of the present invention, there is provided a by-product recovery apparatus for a nickel hydrometallurgical process for recovering nickel using an acid solution from nickel ore containing nickel and iron, comprising: Enriched Evaporation concentrator; A crystallization apparatus for crystallizing the concentrated solution discharged from the evaporation concentrator; A solid-liquid separator for solid-liquid separating the iron salt crystallized by the crystallization apparatus and the remaining slurry solution; A pyrolysis apparatus for pyrolyzing the crystallized iron salt with an acid gas and iron oxide at a roasting temperature; And a gas and solid separator connected to the gas discharge unit provided in the upper part of the pyrolysis unit and separating the iron oxide powder contained in the acid gas and discharging the acid gas, / RTI >

상기 열분해 장치 하부에 구비된 고체 배출부와 연결되며, 생성된 상기 산화철을 회수하는 회수 철광석 저장조를 포함하는 것이 바람직하다.
And a recovered iron ore storage tank connected to the solid discharge unit provided in the lower part of the pyrolysis unit and recovering the generated iron oxide.

상기 기체 및 고체 분리 장치에서 분리된 산화철 분말은 회수 철광석 저장조에 투입되거나, 또는 상기 열분해 장치로 재투입되는 것이 바람직하다.
It is preferable that the iron oxide powder separated from the gas and solid separation apparatus is introduced into the recovered iron ore storage tank or re-introduced into the pyrolysis apparatus.

상기 증발 농축 장치에 스팀을 공급하는 스팀 공급 장치를 포함하는 것이 바람직하다.
And a steam supply device for supplying steam to the evaporation / concentration device.

상기 증발 농축 장치에 의해 사용되어 배출된 스팀으로부터 액체를 분리하는 기액 분리 장치 및 기액 분리 장치로부터 회수된 스팀을 스팀 공급 장치에 재공급하는 스팀 재이용 장치를 포함하는 것이 바람직하다.
A gas-liquid separator for separating the liquid from the steam used by the evaporation concentrator, and a steam recycling device for re-supplying the steam recovered from the gas-liquid separator to the steam supply device.

상기 기체 및 고체 분리 장치는 싸이클론 또는 전기집진기인 것이 바람직하다.
The gas and solid separation device is preferably a cyclone or electrostatic precipitator.

상기 고액 분리장치와 연결되며, 열분해 장치에 투입되기 전 상기 결정화된 철염을 저장하는 결정화된 철염 저장조를 포함하는 것이 바람직하다.
And a crystallized iron salt reservoir connected to the solid-liquid separator and storing the crystallized iron salt before being input to the pyrolysis apparatus.

상기 기체 및 고체 분리장치로부터 배출되는 산 가스가 공급되되, 상부로부터 상기 산 가스의 흡수액이 공급되며, 상기 흡수액에 의해 산 가스가 산으로 회수되어 하부로 배출되고, 상부로 배가스가 배출되는 흡수탑을 포함하는 것이 바람직하다.
An absorption tower for supplying the acid gas discharged from the gas and solid separation apparatus to the absorption tower for supplying the absorption liquid of the acid gas from the upper part, .

상기 흡수탑의 상부로 배출되는 배가스를 알칼리 세정액으로 세정하여 제거하는 스크러버를 더 포함하는 것이 바람직하다.
And a scrubber for cleaning and removing the flue gas discharged to the upper portion of the absorption tower with an alkaline cleaning liquid.

본 발명의 다른 견지에 의하면, 니켈 및 철을 함유하는 니켈 광석으로부터 산 용액을 사용하여 니켈을 회수하는 니켈 습식 제련 공정의 부산물 회수 방법에 있어서, 니켈을 회수한 후에 배출되는 철 이온 함유 용액을 증발 농축하는 증발 농축 단계; 상기 증발 농축 단계로부터 배출된 농축 용액을 결정화 하는 결정화 단계; 상기 결정화 단계에 의해 결정화된 철염과 나머지 슬러리 용액을 고액분리 하는 고액 분리단계; 상기 결정화된 철염을 배소 온도에서 산 가스와 산화철로 열분해 하는 열분해 단계; 및 상기 열분해 장치로부터 배출되는 상기 산 가스에 포함된 산화철 분말을 분리하고, 상기 산 가스를 배출하는 기체 및 고체 분리 단계를 포함하는 니켈 습식 제련 공정의 부산물 회수 방법이 제공된다.
According to another aspect of the present invention, there is provided a by-product recovery method of a nickel wet smelting process for recovering nickel using an acid solution from nickel ore containing nickel and iron, comprising the steps of: evaporating Enriched Evaporation concentration step; A crystallization step of crystallizing the concentrated solution discharged from the evaporation concentration step; A solid-liquid separation step of subjecting the iron salt crystallized by the crystallization step and the remaining slurry solution to solid-liquid separation; A pyrolysis step of pyrolyzing the crystallized iron salt with an acid gas and iron oxide at a roasting temperature; And a gas and solid separation step of separating the iron oxide powder contained in the acid gas discharged from the pyrolysis device and discharging the acid gas, is provided.

상기 열분해 단계는 400 내지 1000℃의 온도에서 수행되는 것이 바람직하다.
The pyrolysis step is preferably carried out at a temperature of 400 to 1000 ° C.

상기 기체 및 고체 분리 단계로부터 배출되는 산 가스를 흡수액에 의해 산으로 회수하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.
And recovering the acid gas discharged from the gas and solid separation step into an acid by an absorption liquid.

상기 흡수액은 5 내지 45 중량%의 염화철 및 0.1 중량% 미만Na, K 및 Ca를 함유하는 용액 또는 물인 것이 바람직하다.The absorbent solution comprises 5 to 45% by weight of Iron chloride, and a solution or water containing less than 0.1% by weight of Na, K and Ca.

상기 증발 농축 단계 및 결정화 단계는 0.1 내지 1 기압, 및 50 내지 110℃의 온도에서 수행되는 것이 바람직하다.
It is preferable that the evaporation concentration step and the crystallization step are carried out at a temperature of 0.1 to 1 atm, and a temperature of 50 to 110 ° C.

본 발명의 니켈 습식 제련 공정의 부산물 회수 장치 및 이를 이용한 방법은 니켈 습식 제련 공정에서 발생되는 철 이온 함유 용액으로부터 철광석과 산을 효율적으로 분리 및 회수하는 데 적용될 수 있으므로, 고품위 철광석과 산의 회수가 가능하게 되어 산업용 원료인 철광석 및 공정 사용 원료인 산의 재활용이 가능하다.
The by-product recovery apparatus and method of the present invention can be applied to the efficient separation and recovery of iron ores and acids from the iron-ion-containing solution generated in the nickel wet smelting process. Therefore, the recovery of high- Making it possible to recycle iron ore, an industrial raw material, and acid used as a raw material for process use.

도 1은 본 발명의 니켈 습식 제련 공정의 부산물 회수 장치의 일 예를 도식적으로 나타낸 것이다. Fig. 1 schematically shows an example of a by-product collecting apparatus of the nickel wet smelting process of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 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.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the embodiments of the present invention can be modified into various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below.

본 발명에 의하면, 니켈 습식 제련 공정의 부산물 회수 장치가 제공되며, 보다 상세하게 본 발명은 니켈 및 철을 함유하는 니켈 광석으로부터 산 용액을 사용하여 니켈을 회수하는 니켈 습식 제련 공정의 부산물 회수 장치에 있어서, 니켈을 회수한 후에 배출되는 철 이온 함유 용액을 증발 농축하는 증발 농축 장치; 상기 증발 농축 장치로부터 배출된 농축 용액을 결정화 하는 결정화 장치; 상기 결정화 장치에 의해 결정화된 철염과 나머지 슬러리 용액을 고액분리 하는 고액 분리장치; 상기 결정화된 철염을 배소 온도에서 산 가스와 산화철로 열분해 하는 열분해 장치; 및 상기 열분해 장치 상부에 구비된 가스 배출부와 연결되며, 상기 산 가스에 포함된 산화철 분말을 분리하고, 상기 산 가스를 배출하는 기체 및 고체 분리 장치를 포함하는 니켈 습식 제련 공정의 부산물 회수 장치를 제공하다.
According to the present invention there is provided a by-product recovery apparatus for a nickel wet smelting process, and more particularly to a by-product recovery apparatus for a nickel wet smelting process for recovering nickel using an acid solution from nickel ore- Thus, the iron ion-containing solution discharged after nickel recovery is concentrated by evaporation Evaporation concentrator; A crystallization apparatus for crystallizing the concentrated solution discharged from the evaporation concentrator; A solid-liquid separator for solid-liquid separating the iron salt crystallized by the crystallization apparatus and the remaining slurry solution; A pyrolysis apparatus for pyrolyzing the crystallized iron salt with an acid gas and iron oxide at a roasting temperature; And a gas and solid separator connected to the gas discharge unit provided in the upper part of the pyrolysis unit and separating the iron oxide powder contained in the acid gas and discharging the acid gas. Offer.

일반적으로 니켈 및 철을 함유하는 원료인 니켈 광석으로부터 페로니켈을 회수하는 방법으로는, 수소 함유 가스를 환원 가스로 니켈 광석을 환원하여 환원 원료를 얻고, 상기 환원 원료를 불활성 분위기에서 슬러리화 하여 침출용 환원 원료의 슬러리를 제조하고, 상기 침출용 환원 원료의 슬리리에 염산을 투입하여 니켈 및 철을 이온으로 용해 침출하는 반응인 침출반응을 수행한 후, 잔사를 제거하여 니켈 철 이온을 함유하는 침출액을 얻고, 상기 침출액에 상기 니켈 광석을 환원하여 얻어진 석출용 환원 원료를 슬러리 상으로 상기 침출액에 투입하면, 상기 석출용 환원 원료의 철이 침출액 내의 니켈 이온으로 치환되는 석출 반응에 의해 페로니켈이 석출된다.
Generally, as a method for recovering ferronickel from nickel ore as a raw material containing nickel and iron, nickel ore is reduced with a reducing gas to obtain a reducing raw material, the reducing raw material is slurried in an inert atmosphere, A slurry of the reducing raw material is prepared and hydrochloric acid is added to the slurry of the reducing raw material for leaching to perform a leaching reaction which is a reaction of dissolving and leaching nickel and iron with ions and then removing the residue to remove the leached solution containing nickel iron ion And the nickel ore is reduced in the leach solution, the ferro-nickel is precipitated by the precipitation reaction in which the iron of the precipitation reducing raw material is replaced with the nickel ion when the precipitation reducing raw material obtained by reducing the nickel ore is put into the leaching solution as a slurry .

그 후, 상기 석출 반응에 의해 얻어진 페로니켈 형태의 니켈 농축물과 FeCl2로 용해된 철 이온을 포함하는 석출 여액을 고액 분리기를 통해 분리하여 선택적으로 철 이온을 포함하는 석출 여액을 제거하고, 고형분의 페로니켈을 얻을 수 있다.
Thereafter, the precipitation filtrate containing the ferronickel type nickel concentrate obtained by the precipitation reaction and the iron ion dissolved with FeCl 2 is separated through a solid-liquid separator to selectively remove the precipitate filtrate containing iron ions, Of ferronickel can be obtained.

이때, 상기 제거되는 석출 여액은 주로 철과 염소 성분을 포함하는 것으로서, 이로부터 열처리에 의해 열분해하여 산화철(철광석) 및 염산 등의 산을 회수할 수 있다.
At this time, the precipitate filtrate to be removed contains mainly iron and chlorine components. From this, pyrolysis can be performed by heat treatment to recover an iron oxide (iron ore) and an acid such as hydrochloric acid.

한편, 상기 침출 반응 중에 니켈 광석에 함유된 Al, Si, Cr 등의 금속이 일부 용해되어 침출액 중에 존재하게 된다. 이와 같은 금속 성분들은 이후의 석출 반응 단계에서 석출 효율을 저하시키는바, 침출액으로부터 제거되는 것이 바람직하다.
On the other hand, during the leaching reaction, metals such as Al, Si, and Cr contained in the nickel ore are partially dissolved and exist in the leached solution. It is preferable that such metal components are removed from the leach solution in order to lower the precipitation efficiency in the subsequent precipitation reaction step.

금속 불순물이 제거된 후에 잔류하는 석출 여액은 철 이온을 포함하는 수용액으로서, 염소이온, 알칼리금속 이온 등도 포함할 수 있다. 본 발명은 이와 같은 수용액을 증발 농축하여 염화철을 결정화하는 결정화 장치를 포함한다. 상기 알칼리 이온은 Na, K 및 Ca로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나인 것이다.
The precipitation filtrate remaining after the metal impurities are removed is an aqueous solution containing iron ions, and may also contain chloride ions, alkali metal ions, and the like. The present invention includes a crystallization apparatus for concentrating such an aqueous solution by evaporation to crystallize the iron chloride. The alkali ion is at least one selected from the group consisting of Na, K and Ca.

하기에서는 도면을 참고하여 본 발명의 니켈 습식 제련 공정의 부산물 회수 장치를 보다 상세하게 설명한다.
Hereinafter, the by-product recovery apparatus of the nickel wet smelting process of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 1은 본 발명의 니켈 습식 제련 공정의 부산물 회수 장치의 일 예를 도식적으로 나타낸 것으로, 니켈을 회수한 후에 배출되는 염소이온, 알칼리금속 이온 및 철 이온을 포함하는 수용액을 증발 농축하는 증발 농축 장치(1)를 구비하고, 상기 증발 농축 장치(1)로부터 배출된 농축 용액을 결정화하는 결정화 장치(7)를 포함한다. 상기 증발 농축 장치(1)와 결정화 장치(7) 사이에는 필요에 따라 열교환기(6)가 구비될 수 있다. 상기 철 이온을 포함하는 수용액은 철 이온을 포함하는 수용액 공급장치(3)에 의해 증발 농축 장치(1)로 투입될 수 있다.
FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of a by-product recovery apparatus for a nickel-based wet smelting process according to the present invention. In FIG. 1, an evaporation concentrating apparatus for concentrating an aqueous solution containing chlorine ions, alkali metal ions and iron ions, (1), and a crystallization device (7) for crystallizing the concentrated solution discharged from the evaporation concentrating device (1). A heat exchanger 6 may be provided between the evaporation concentrating apparatus 1 and the crystallization apparatus 7 as necessary. The aqueous solution containing the iron ions can be introduced into the evaporation and concentration apparatus 1 by the aqueous solution supply device 3 containing iron ions.

이때, NaCl, KCl, CaCl2 등의 염화물은 철광석 및 산을 회수하기 위해 수행되는 배소과정에서 열처리에 의해서도 열분해가 일어나지 않아 산이 회수되지 않을 뿐 아니라, 배소 시 결정화된 상태로 산화철에 혼입되어 산화철 제품의 Cl 농도를 크게 높이므로, 산화철의 품질을 현저히 저하시켜 철광석으로 재활용할 수 없게 한다.
At this time, chlorides such as NaCl, KCl, and CaCl 2 are not decomposed by heat treatment even during the roasting process to recover iron ores and acids, so that acid is not recovered. When the roasted product is roasted in a roasted state, , The quality of the iron oxide is remarkably lowered so that it can not be recycled as iron ore.

따라서, Na, K 및 Ca의 염화물은 산화철의 품질을 향상시키기 위해서 산화철에 혼입되는 것을 방지할 필요가 있다. 알칼리 염화물의 혼입이 없는 고품질의 산화철을 얻기 위해 석출 여액으로부터 염화철을 결정으로 얻고, 이를 여과 등의 방법에 의해 고액 분리함으로써 상기 Na, K 및 Ca의 염화물이 제거된 염화철을 얻을 수 있으며, 얻어진 염화철을 배소함으로써 고순도의 산화철을 얻을 수 있다.
Therefore, it is necessary to prevent the chlorides of Na, K and Ca from being mixed into the iron oxide to improve the quality of the iron oxide. In order to obtain a high-quality iron oxide free from the incorporation of an alkali chloride, iron chloride is obtained from the precipitation filtrate as a crystal and subjected to solid-liquid separation by filtration or the like to obtain chloride chloride from which the chlorides of Na, K and Ca have been removed. The high-purity iron oxide can be obtained.

보다 상세하게, 상기 철염의 결정화는 니켈을 회수한 후에 배출되는 철 이온 함유 용액인 석출 여액을 고온으로 가열하여 수분을 증발시켜 석출 여액을 농축시킴으로써 결정화를 유도할 수 있다. 이때, 상압에서 가열하는 경우와 같이 결정화 온도가 높으면 2수염(2H2O) 결정수를 가진 상태로 결정화되며, 진공 상태에서 가열하여 증발시키는 경우와 같이 결정화 온도가 낮으면 4수염(4H2O) 형태로 결정화된 염화철 결정을 얻을 수 있다.
More specifically, the crystallization of the iron salt can be induced by heating the precipitation filtrate, which is an iron ion-containing solution discharged after recovering nickel, to a high temperature to evaporate water to concentrate the precipitation filtrate. At this time, the crystallization temperature, such as by heating at atmospheric pressure is high, and the crystallization of 2 beard (2H 2 O) state with the number of decision, if the crystallization temperature is low as in the case of evaporation by heating in vacuo to 4 beard (4H 2 O ) Can be obtained.

한편, 본 발명의 상기 증발 농축 장치 및 결정화 장치의 내부 압력은 0.1 내지 1 기압으로, 그리고 내부 온도는 50 내지 110℃로 유지되는 것이 바람직하며, 이를 위해 상기 증발 농축 장치 및 결정화 장치는 각각 압력 조절 장치 및 온도 조절 장치를 추가로 구비할 수 있다.
Meanwhile, it is preferable that the internal pressure of the evaporation concentrator and the crystallizer of the present invention is maintained at 0.1 to 1 atm and the internal temperature is maintained at 50 to 110 ° C. To this end, A device and a temperature control device may be additionally provided.

상기 증발 농축 장치 및 결정화 장치의 내부 압력이 0.1 기압 미만인 경우에는 고진공도 유지와 관련하여 에너지 비용이 증가하는 문제가 있으며, 1 기압을 초과하는 경우에는 고압 유지와 관련하여 에너지비용이 증가하는 문제가 있다. 한편, 상기 증발 농축 장치 및 결정화 장치의 내부 온도가 50℃ 미만인 경우에는 상압에서 증발이 이루어지지 않고, 감압의 경우 고진공도 유지와 에너지 비용이 증가하는 문제가 있으며, 110℃를 초과하는 경우에는 에너지 비용이 증가하는 문제가 있다.
When the internal pressure of the evaporation concentrator and the crystallizer is less than 0.1 atmospheric pressure, there is a problem that the energy cost increases with respect to the maintenance of high vacuum degree. When the pressure exceeds 1 atm, energy cost increases with respect to high pressure maintenance have. On the other hand, when the internal temperature of the evaporation concentrator and the crystallizer is less than 50 ° C, evaporation is not performed at normal pressure, and in the case of reduced pressure, high vacuum is maintained and energy cost is increased. There is a problem that the cost increases.

상기 열분해 장치(10)는 400 내지 1000℃의 온도를 갖는 것이 바람직하다. 한편, 상기 열분해 장치의 온도가 400℃ 미만인 경우에는 염화철 결정의 열분해가 잘 일어나지 않는 문제가 있으며, 1000℃를 초과하는 경우에는 에너지비용이 증가하는 문제가 있다. 다만, 배소에 요구되는 에너지 소비량 등의 경제적인 관점에서 600 내지 800℃로 설정하는 것이 바람직하다.
The pyrolysis apparatus 10 preferably has a temperature of 400 to 1000 ° C. On the other hand, when the temperature of the pyrolysis apparatus is less than 400 ° C, there is a problem that the pyrolysis of the iron chloride crystals does not occur well, and when it exceeds 1000 ° C, the energy cost increases. However, it is preferable to set the temperature to 600 to 800 DEG C from the viewpoint of economical efficiency such as energy consumption required for roasting.

상기와 같이 철염을 결정화함에 있어서 바람직하게는 상기 증발 농축 장치에 스팀을 공급하는 스팀 공급 장치(2)를 포함하여, 증발 농축 중에 증발된 스팀을 재이용함으로써 결정화 에너지로 사용할 수 있어 에너지 절감을 도모할 수 있으며, 증발 농축에 소요되는 에너지를 줄일 수 있다.
As described above, the iron salt is preferably crystallized by supplying steam to the evaporation concentrator. The steam may be used as the crystallization energy by reusing the steam evaporated during the evaporation, thereby saving energy And the energy required for evaporation and concentration can be reduced.

나아가, 상기 증발 농축 장치에 의해 사용되어 배출된 스팀으로부터 액체를 분리하는 기액 분리 장치(4) 및 기액 분리 장치로부터 회수된 스팀을 스팀 공급 장치에 재공급하는 스팀 재이용 장치(5)를 추가로 포함하는 경우 잉여 스팀을 가온 또는 가압함으로써 스팀을 재활용할 수 있어 보다 효율적으로 공정이 수행될 수 있다.
Further, the apparatus further includes a gas-liquid separator (4) for separating the liquid from the steam used and discharged by the evaporation concentrator, and a steam recycling device (5) for re-supplying the steam recovered from the gas- The steam can be recycled by heating or pressurizing the surplus steam, so that the process can be performed more efficiently.

이와 같은 증발 농축에 의한 철염의 결정화에 의해 철염은 고체화되나 용액 내에 존재하는 대부분의 알카리 이온은 이온 상태로 존재한다. 따라서 그 후 상기 결정화된 철염과 나머지 슬러리 용액을 고액분리 하는 단계를 수행하며, 여과와 같은 고액분리 수단에 의해 분리할 수 있다. 이에 의해 비교적 순도가 높은 염화철 결정을 얻을 수 있다.
The iron salt is solidified by the crystallization of the iron salt by such evaporation concentration, but most of the alkali ion existing in the solution exists in the ion state. Therefore, the solid solution separation of the crystallized iron salt and the remaining slurry solution is carried out, and separation can be performed by a solid-liquid separation means such as filtration. As a result, a highly pure iron chloride crystal can be obtained.

이와 같은 방법에 의해 얻어진 철염 결정에는 알칼리 이온, 특히 Na, K 및 Ca 성분이 제거될 수 있으나, 알칼리 이온이 용액 중에 농축됨으로 인해 염화철 결정 표면에 알칼리 이온이 묻게 된다. 따라서, 상기 결정 표면에 부착된 알칼리 이온을 제거함으로써 보다 고품질의 산화철을 얻는데 보다 바람직하다. 상기와 같은 방법에 의해 얻어진 고상의 고순도 철염 결정을 배소하여 열분해시킴으로써 산화철과 산 가스를 얻을 수 있다
Alkali ions, particularly Na, K and Ca components, can be removed from the iron salt crystals obtained by this method, but alkali ions are added to the surface of the iron chloride crystals because the alkali ions are concentrated in the solution. Therefore, it is more preferable to obtain higher quality iron oxide by removing the alkali ions adhering to the crystal surface. The iron oxide and the acid gas can be obtained by roasting and crystallizing the solid phase highly pure iron salt crystals obtained by the above method

상기 결정화 장치(7)에 의해 결정화된 철염과 나머지 슬러리 용액은 고액분리를 수행하는 고액 분리장치(8)에 의해 분리되어, 상기 결정화된 철염을 배소 온도에서 산 가스와 산화철로 열분해 하는 열분해 장치(10)로 공급된다.
The iron salt crystallized by the crystallization device 7 and the remaining slurry solution are separated by a solid-liquid separator 8 for performing solid-liquid separation and pyrolyzed by pyrolysis of the crystallized iron salt with an acid gas and iron oxide at a roasting temperature 10).

나아가, 상기 고액 분리 장치(8)와 연결되며, 상기 열분해 장치(10)에 투입되기 전 상기 결정화된 철염을 저장하는 결정화된 철염 저장조(9)를 포함할 수 있다.
And a crystallized iron salt storage tank 9 connected to the solid-liquid separator 8 and storing the crystallized iron salt before being input to the pyrolyzer 10.

즉, 본 발명의 니켈 습식 제련 공정의 부산물 회수 장치에 의하면, 니켈 습식 제련 공정에서 발생되는 철 이온 함유 용액으로부터 철염을 증발 농축하고, 나아가 결정화하여 결정화된 철염을 고액분리로 획득한 후 열분해 하여 철광석과 염산, 황산 등의 산을 분리 회수함으로써 경제적이고 효과적인 부산물 회수가 가능하다.
That is, according to the by-product recovery apparatus of the nickel wet-smelting process of the present invention, the iron salt is evaporated and concentrated from the iron-ion containing solution generated in the nickel wet smelting process and further crystallized to obtain the crystallized iron salt by solid- And an acid such as hydrochloric acid or sulfuric acid can be separated and recovered, thereby making it possible to recover economical and effective by-products.

상기 본 발명의 열분해 장치(10)는 상기 결정화된 철염을 배소 온도에서 배소하여 기상의 산 가스와 산화철로 열분해 되며, 상기와 같은 배소 온도로 가열 및 유지하도록 하기 위해 버너가 구비될 수 있고, 연료 및 공기가 공급될 수 있다. 이때 상기 산 가스는 예를 들어 HCl, SOx 등을 포함한다.
The pyrolysis apparatus 10 of the present invention may be equipped with a burner to pyrolyze the crystallized iron salt at a roasting temperature and pyrolyzed with a gaseous acid gas and iron oxide and to heat and maintain the pyrolysis at the roasting temperature as described above, And air can be supplied. The acid gas includes, for example, HCl, SOx, and the like.

본 발명의 니켈 습식 제련 공정의 부산물 회수 장치에 의해 수행되는 결정화 배소에 의해 얻어진 산화철은 고상 분말 상태로서 입상화가 가능한 열분해 장치, 예를 들어 배소로를 도입할 경우 추가적인 펠렛화 단계를 요구하지 않는 점에서도 보다 바람직하다고 할 수 있으며, 에너지 비용 절감의 관점에서 보다 바람직하다
The iron oxide obtained by the crystallization roasting performed by the by-product recovery apparatus of the nickel wet smelting process of the present invention does not require an additional pelletization step when introducing a pyrolysis apparatus capable of being granulated as a solid state powder, for example, a roasting furnace , And it is more preferable from the viewpoint of energy cost reduction

상기 배소에 의해 얻어진 산화철은 열분해 장치(10)에서 고상 분말 상태로 장치 하부의 고체 배출부에서 발생되는데, 일부 비산 산화철은 집진기 등을 이용하여 회수할 수 있다. 한편, 배소에 의해 기상의 산 가스가 획득되는데, 상기 기상의 산 가스는 흡수액을 이용하여 산으로 획득될 수 있다.
The iron oxide obtained by the roasting is generated in the solid discharge portion in the lower part of the apparatus in a solid state powder state in the pyrolysis apparatus 10, and some of the iron oxide free iron can be recovered by using a dust collector or the like. On the other hand, the gaseous acid gas is obtained by roasting, and the gaseous acid gas can be obtained as an acid using the absorption liquid.

이와 같은 산화철의 회수를 위해 본 발명의 니켈 습식 제련 공정의 부산물 회수 장치는 상기 열분해 장치(10) 하부에 구비된 고체 배출부와 연결되며, 생성된 상기 산화철을 회수하는 회수 철광석 저장조(12)를 구비할 수 있다.
In order to recover such iron oxide, the by-product recovery apparatus of the nickel hydrometallurgical process of the present invention comprises a recovered iron ore storage tank 12 connected to a solid discharge unit provided in the lower part of the pyrolysis apparatus 10, .

이와 같이 회수된 산화철(철광석)은 산업 공정 원료로서 적합하게 활용할 수 있다. 특히, 니켈 광석에 포함된 알칼리 금속 염화물이 pH 조절 단계를 통해 제거됨으로써 보다 고품위의 철광석을 얻을 수 있다.
The iron oxide (iron ore) thus recovered can be suitably utilized as an industrial process raw material. Particularly, the alkali metal chloride contained in the nickel ore is removed through the pH control step, so that a higher quality iron ore can be obtained.

한편, 상기 열분해에 의해 생성된 기상의 염화 수소와 같은 산 가스는 상부 기류에 의해 열분해 장치(10) 상부를 통해 배가스로 배출된다. 이때, 상기 상부 기류에는 상기 열분해 장치(10)에서 회수되지 않은 미립의 산화철을 포함할 수 있는 바, 상기 미립의 산화철을 추가 회수하는 것이 철광석 회수 증대에 바람직하다. 이와 같은 미립의 산화철 회수는 싸이클론(Cyclone), 전기집진기(Electrostatic Precipitator) 등과 같은 기체 및 고체 분리 장치(11)에 의해 수행할 수 있다.
On the other hand, the acid gas such as gaseous hydrogen chloride produced by the pyrolysis is discharged to the flue gas through the upper part of the pyrolysis apparatus 10 by the upper air stream. At this time, the upper air stream may contain fine iron oxide not recovered in the pyrolyzer 10, and it is preferable to further recover the fine iron oxide to increase the recovery of iron ore. The particulate iron oxide recovery can be performed by a gas and solid separation device 11 such as a cyclone, an electrostatic precipitator and the like.

상기 기체 및 고체 분리 장치(11)에 의해 배가스로부터 분리된 미립의 산화철은 상기 열분해 장치(10) 내로 재투입하여 열분해 장치(10)에서 응집하거나, 또는 열분해에 의해 생성된 미립의 산화철과 함께 서로 응집하여 입상화됨으로써 산화철을 회수할 수 있으며, 이때는 상기 회수 철광석 저장조(12)에 투입될 수 있다.
The fine iron oxide separated from the flue gas by the gas and solid separation device 11 is re-introduced into the pyrolysis unit 10 and coagulated in the pyrolysis unit 10 or mixed with fine iron oxide produced by pyrolysis The iron oxide can be recovered by being agglomerated and granulated, and at this time, it can be put into the recovered iron ore storage tank 12.

한편, 상기 기체 및 고체 분리 장치(11)에서 고상의 산화철이 제거된 배가스에 포함되어 있는 산 가스는 흡수탑(13)으로 이송되고, 상기 흡수탑(13)에서 흡수액으로 상기 산 가스를 흡수함으로써 염산 등의 산으로 회수할 수 있다.
On the other hand, the acid gas contained in the flue gas from which solid iron oxide is removed in the gas and solid separation apparatus 11 is transferred to the absorption tower 13, and the acid gas is absorbed into the absorption liquid in the absorption tower 13 Hydrochloric acid and the like.

특히, 본 발명의 니켈 습식 제련 공정의 부산물 회수 장치는 상기 기체 및 고체 분리장치(11)로부터 배출되는 산 가스가 공급되되, 상부로부터 상기 산 가스의 흡수액이 공급되며, 상기 흡수액에 의해 산 가스가 산으로 회수되어 하부로 배출되고, 상부로 배가스가 배출되는 흡수탑(13)을 포함한다.
Particularly, in the by-product recovery apparatus of the nickel-metal hydrometallurgical process of the present invention, the acid gas discharged from the gas and solid separation device 11 is supplied, and the absorption liquid of the acid gas is supplied from above. And an absorption tower (13) which is recovered by the acid and discharged to the lower part and the exhaust gas is discharged to the upper part.

즉, 특별히 한정하는 것은 아니지만, 상기 흡수탑(13)으로 공급되는 산 가스를 흡수탑(13) 하부에서 공급하여 상부로 이송하는 기류를 형성하고, 흡수탑(13) 상부에서 흡수액을 공급하여 배가스 중의 산 가스를 흡수하도록 하는 것이 바람직하다. 상기와 같이 산 가스 및 흡수액을 공급함으로써 산 가스를 흡수할 수 있는 흡수 영역 증대에 따라 흡수 효율을 높일 수 있다.
That is, though not particularly limited, an acid gas supplied to the absorption tower 13 is supplied from the lower part of the absorption tower 13 to the upper part, and an absorption liquid is supplied from the upper part of the absorption tower 13, It is preferable to absorb the acid gas in the exhaust gas. By supplying the acid gas and the absorption liquid as described above, it is possible to increase the absorption efficiency according to the increase of the absorption region capable of absorbing the acid gas.

특히 염화철 함유 용액을 흡수액으로 하여 흡수된 산 가스는 예를 들어 염산으로 전환되어 흡수탑(13) 하부로 이송되며, 산 가스가 제거된 배가스는 흡수탑(13)으로부터 배출된다. 상기 흡수탑(13) 하부로 이송된 염산은 펌프(16)에 의해 회수 산 저장조(17)로 이송됨으로써 염산 등의 산을 회수할 수 있다.
Particularly, the acid gas absorbed by the iron chloride-containing solution is converted into hydrochloric acid, for example, to be transported to the lower portion of the absorption tower 13, and the acid gas-removed flue gas is discharged from the absorption tower 13. The hydrochloric acid transferred to the lower part of the absorption tower 13 is transferred to the recovered acid storage tank 17 by the pump 16 to recover the acid such as hydrochloric acid.

특히 본 발명에 의하면, 상기 흡수액으로써 5 내지 45중량% 의 염화철 및 0.1 중량% 미만Na, K 및 Ca를 함유하는 용액 또는 물을 이용하여 기상의 산 가스를 흡수하여 획득하며, 이 때 염산에 염화철 형태로 염소 성분이 추가되어 공정의 염소를 보충할 수 있게 되어, 결과적으로 회수되는 염산의 양이 증가하게 된다.
Particularly, according to the present invention, a solution or water containing 5 to 45% by weight of iron chloride and less than 0.1% by weight of Na, K and Ca is absorbed and obtained as the absorbing liquid, Chlorine components can be added in the form of chlorine to the process, resulting in an increase in the amount of recovered hydrochloric acid.

상기 염화철 함유 용액은 상온에서 염화철을 5 내지 45중량% 포함하는 것이 바람직하며, 5 내지 40중량% 포함하는 것이 더욱 바람직하다. 상기 염화철의 양이 5 중량% 미만인 경우에는 염소 보충 효과가 크지 않은 문제가 있으며, 45 중량%를 초과하는 경우에는 흡수액 분사 시 노즐 막힘 등의 문제가 발생할 수 있다. 한편, 상기 흡수액 내 염화철 함량의 상한은 용액의 온도에서 염화철 결정이 석출되지 않는 한도에서 결정되며, 일반적인 온도 조건인 상온에서는 45 중량% 이하가 되어야 염화철 결정이 발생하여 배관 등에 부착 및 성장하는 것을 방지할 수 있으며, 그 외의 온도, 예를 들어 20℃에서는 40 중량% 이하, 바람직하게는 약 38.5 중량% 이하, 그리고 60℃에서는 44 중량% 이하, 바람직하게는 약 43.9 중량% 이하인 것이 바람직하다.
The iron chloride-containing solution preferably contains 5 to 45 wt% of iron chloride at room temperature, more preferably 5 to 40 wt%. When the amount of the iron chloride is less than 5% by weight, the effect of replenishing chlorine is not large. When the amount of iron chloride is more than 45% by weight, problems such as clogging of nozzles may occur. On the other hand, the upper limit of the iron chloride content in the absorption liquid is determined so far as the iron chloride crystals are not precipitated at the temperature of the solution, and it should be 45% by weight or less at ordinary temperature, which is a normal temperature condition, For example, 40% by weight or less, preferably about 38.5% by weight or less at 20 ° C, and 44% by weight or less, preferably about 43.9% by weight or less at 60 ° C.

한편, 상기 염화철 함유 용액은 Na, K 및 Ca의 함량이 0.1 중량% 미만인 것이 바람직하며, 상기 Na, K 및 Ca의 함량이 0.1 중량% 이상인 경우에는 회수 철광석 내 염소 함량 증가로 철광석 품위 저하 문제가 있다. 특히 Ca는 용액 내에서 CaCl2를 형성하여 고온에서도 염산으로 배소가 되지 않고 산화철에 염화칼슘 함량을 증가시키므로 특히 바람직하지 않다.
The content of Na, K and Ca in the iron chloride-containing solution is preferably less than 0.1 wt%, and when the content of Na, K and Ca is 0.1 wt% or more, the problem of deterioration of iron ore quality due to an increase in chlorine content in recovered iron ore have. Particularly, Ca is particularly undesirable because it forms CaCl 2 in a solution and does not roast at a high temperature with hydrochloric acid and increases the calcium chloride content in iron oxide.

상기 염화철 함유 용액 내에 염산이 추가로 포함되는 경우, 예를 들어 니켈 제련 공정을 고려할 때 사용 염산의 농도는 약 20 중량% 전후이므로 흡수탑에 유입될 때 염산 농도는 15 중량% 미만, 보다 바람직하게는 10 중량% 이하가 되는 것이 바람직하며, 이러한 농도 범위 내인 경우 타공정의 폐산을 공정수 대신 사용할 수 있다. 염산 농도가 15 중량% 이상인 폐염산은 니켈 제련의 침출 공정에 직접 사용도 가능하므로 염산 재생에 사용하는 의의가 크지 않으며, 농축 에너지 비용이 증가하는 문제가 있다.
When hydrochloric acid is additionally contained in the iron chloride-containing solution, for example, considering the nickel smelting process, the concentration of hydrochloric acid used is about 20 wt%, so that the concentration of hydrochloric acid when introduced into the absorption tower is less than 15 wt% Is preferably 10% by weight or less, and when the concentration is within this range, the wasted acid in other steps can be used instead of the process water. Since the waste hydrochloric acid having a hydrochloric acid concentration of 15 wt% or more can be directly used in the leaching step of nickel smelting, there is little significance to use for the regeneration of hydrochloric acid, and there is a problem that the cost of concentrated energy is increased.

다만, 상기와 같이 본 발명에 사용되는 염화철 함유 용액으로는 타 공정에서 배출된 폐산을 이용할 수 있으며, 이 경우 타공정의 폐산을 공정수 대신 사용할 수 있으므로 폐산의 처리 비용 감소와 함께 공정수 대체에 의한 물 사용량 감소와 같은 부가적인 사업 이익도 기대할 수 있다.
However, as described above, the iron chloride-containing solution used in the present invention can utilize the waste acid discharged from another process. In this case, since the waste acid of the other process can be used instead of the process water, Additional business benefits, such as reduced water usage, can also be expected.

한편, 상기 흡수탑(13)을 통해 배출되는 배가스에는 상기 물에 의해 미처 흡수되지 않고 배출되는 산 가스를 포함할 수 있으며, 이러한 산 가스를 대기 중으로 배출하는 경우에는 환경에 부담을 줄 수 있는바, 제거되는 것이 바람직하다. 따라서, 스크러버(14)로 이송하여 배가스 내에 함유된 산 가스를 알칼리 등의 세정액으로 세정하여 제거하는 단계를 거친 후에 배가스를 배출하는 것이 바람직하다.
On the other hand, the exhaust gas discharged through the absorption tower 13 may contain acid gas discharged without being absorbed by the water. If the acid gas is discharged to the atmosphere, , It is preferable to remove it. Therefore, it is preferable to discharge the exhaust gas after the step of transferring the exhaust gas to the scrubber 14, washing the acid gas contained in the exhaust gas with a cleaning liquid such as alkali, and removing the acid gas.

이때, 상기 산 가스의 제거를 위해 사용되는 상기 알칼리 세정액은 특별히 한정하지 않으나, 물을 사용할 수 있다. 상기 스크러버(14)에 의해 산 가스가 추가로 제거된 배가스는 스택(stack, 15)을 거쳐 대기 중으로 방출될 수 있다. 최종적으로 하부로 배출되는 폐수는 폐수처리조(18)에 의해 저장 및 배출될 수 있다.
At this time, the alkali washing liquid used for removing the acid gas is not particularly limited, but water can be used . The exhaust gas from which the acid gas is further removed by the scrubber 14 may be discharged to the atmosphere through a stack 15. The wastewater discharged finally to the bottom can be stored and discharged by the wastewater treatment tank 18.

한편, 본 발명에 의하면 니켈 습식 제련 공정의 부산물 회수 방법이 제공되며, 이와 같은 공정은 특히 상술한 바와 같은 본 발명의 니켈 습식 제련 공정의 부산물 회수 장치를 이용하여, 니켈 및 철을 함유하는 니켈 광석으로부터 산 용액을 사용하여 니켈을 회수하는 니켈 습식 제련 공정의 부산물을 회수한다.
According to the present invention, there is provided a method for recovering a by-product of a nickel wet smelting process. In particular, such a process can be carried out by using a by-product recovering apparatus of the nickel wet smelting process of the present invention, By-product of the nickel wet smelting process for recovering nickel using an acid solution.

보다 상세하게, 본 발명의 니켈 습식 제련 공정의 부산물 회수 방법은 니켈 및 철을 함유하는 니켈 광석으로부터 산 용액을 사용하여 니켈을 회수하는 니켈 습식 제련 공정의 부산물 회수 방법에 있어서, 니켈을 회수한 후에 배출되는 철 이온 함유 용액을 증발 농축하는 증발 농축 단계; 상기 증발 농축 단계로부터 배출된 농축 용액을 결정화 하는 결정화 단계; 상기 결정화 단계에 의해 결정화된 철염과 나머지 슬러리 용액을 고액분리 하는 고액 분리단계; 상기 결정화된 철염을 배소 온도에서 산 가스와 산화철로 열분해 하는 열분해 단계; 및 상기 열분해 장치로부터 배출되는 상기 산 가스에 포함된 산화철 분말을 분리하고, 상기 산 가스를 배출하는 기체 및 고체 분리 단계를 포함한다.
In more detail, the by-product recovery method of the nickel wet smelting process of the present invention is a by-product recovery method of a nickel wet smelting process for recovering nickel using an acid solution from nickel ore containing nickel ore, The iron ion-containing solution to be discharged is concentrated by evaporation Evaporation concentration step; A crystallization step of crystallizing the concentrated solution discharged from the evaporation concentration step; A solid-liquid separation step of subjecting the iron salt crystallized by the crystallization step and the remaining slurry solution to solid-liquid separation; A pyrolysis step of pyrolyzing the crystallized iron salt with an acid gas and iron oxide at a roasting temperature; And a gas and solid separation step of separating iron oxide powder contained in the acid gas discharged from the pyrolysis apparatus and discharging the acid gas.

상기 열분해 단계는 400 내지 1000℃의 온도에서 수행되는 것이 바람직하다. 온도가 400℃ 미만인 경우에는 염화철 결정의 열분해가 잘 일어나지 않는 문제가 있으며, 1000℃를 초과하는 경우에는 에너지비용이 증가하는 문제가 있다. 다만, 배소에 요구되는 에너지 소비량 등의 경제적인 관점에서 600 내지 800℃로 설정하는 것이 바람직하다.
The pyrolysis step is preferably carried out at a temperature of 400 to 1000 ° C. When the temperature is less than 400 ° C, there is a problem that the pyrolysis of the iron chloride crystals does not occur well, and when it exceeds 1000 ° C, the energy cost increases. However, it is preferable to set the temperature to 600 to 800 DEG C from the viewpoint of economical efficiency such as energy consumption required for roasting.

상기 기체 및 고체 분리 단계로부터 배출되는 산 가스를 흡수액에 의해 산으로 회수하는 단계를 포함하는 것이 바람직하며, 상기 흡수액은 5 내지 45 중량%의 염화철 및 0.1 중량% 미만의 Na, K 및 Ca를 함유하는 용액 또는 물인 것이 바람직하다.
And recovering the acid gas discharged from the gas and solid separation step to an acid by an absorption liquid, wherein the absorption liquid contains 5 to 45 wt% It is preferably a solution or water containing iron chloride and less than 0.1% by weight of Na, K and Ca.

이 때 염산에 염화철 형태로 염소 성분이 추가되어 공정의 염소를 보충할 수 있게 되어, 결과적으로 회수되는 염산의 양이 증가하게 된다.
At this time, a chlorine component is added to the hydrochloric acid in the form of iron chloride, so that the chlorine in the process can be replenished, resulting in an increase in the amount of recovered hydrochloric acid.

상기 염화철 함유 용액은 상온에서 염화철을 5 내지 45중량% 포함하는 것이 바람직하며, 5 내지 40중량% 포함하는 것이 더욱 바람직하다. 상기 염화철의 양이 5 중량% 미만인 경우에는 염소 보충 효과가 크지 않은 문제가 있으며, 45 중량%를 초과하는 경우에는 흡수액 분사 시 노즐 막힘 등의 문제가 발생할 수 있다. 한편, 상기 흡수액 내 염화철 함량의 상한은 용액의 온도에서 염화철 결정이 석출되지 않는 한도에서 결정되며, 일반적인 온도 조건인 상온에서는 45 중량% 이하가 되어야 염화철 결정이 발생하여 배관 등에 부착 및 성장하는 것을 방지할 수 있으며, 그 외의 온도, 예를 들어 20℃에서는 40 중량% 이하, 바람직하게는 약 38.5 중량% 이하, 그리고 60℃에서는 44 중량% 이하, 바람직하게는 약 43.9 중량% 이하인 것이 바람직하다.
The iron chloride-containing solution preferably contains 5 to 45 wt% of iron chloride at room temperature, more preferably 5 to 40 wt%. When the amount of the iron chloride is less than 5% by weight, the effect of replenishing chlorine is not large. When the amount of iron chloride is more than 45% by weight, problems such as clogging of nozzles may occur. On the other hand, the upper limit of the iron chloride content in the absorption liquid is determined so far as the iron chloride crystals are not precipitated at the temperature of the solution, and it should be 45% by weight or less at ordinary temperature, which is a normal temperature condition, For example, 40% by weight or less, preferably about 38.5% by weight or less at 20 ° C, and 44% by weight or less, preferably about 43.9% by weight or less at 60 ° C.

한편, 상기 염화철 함유 용액은 Na, K 및 Ca의 함량이 0.1 중량% 미만인 것이 바람직하며, 상기 Na, K 및 Ca의 함량이 0.1 중량% 이상인 경우에는 회수 철광석 내 염소 함량 증가로 철광석 품위 저하 문제가 있다. 특히 Ca는 용액 내에서 CaCl2를 형성하여 고온에서도 염산으로 배소가 되지 않고 산화철에 염화칼슘 함량을 증가시키므로 특히 바람직하지 않다.
The content of Na, K and Ca in the iron chloride-containing solution is preferably less than 0.1 wt%, and when the content of Na, K and Ca is 0.1 wt% or more, the problem of deterioration of iron ore quality due to an increase in chlorine content in recovered iron ore have. Particularly, Ca is particularly undesirable because it forms CaCl 2 in a solution and does not roast at a high temperature with hydrochloric acid and increases the calcium chloride content in iron oxide.

상기 염화철 함유 용액 내에 염산이 추가로 포함되는 경우, 예를 들어 니켈 제련 공정을 고려할 때 사용 염산의 농도는 약 20 중량% 전후이므로 흡수탑에 유입될 때 염산 농도는 15 중량% 미만, 보다 바람직하게는 10 중량% 이하가 되는 것이 바람직하며, 이러한 농도 범위 내인 경우 타공정의 폐산을 공정수 대신 사용할 수 있다. 염산 농도가 15 중량% 이상인 폐염산은 니켈 제련의 침출 공정에 직접 사용도 가능하므로 염산 재생에 사용하는 의의가 크지 않으며, 농축 에너지 비용이 증가하는 문제가 있다.
When hydrochloric acid is additionally contained in the iron chloride-containing solution, for example, considering the nickel smelting process, the concentration of hydrochloric acid used is about 20 wt%, so that the concentration of hydrochloric acid when introduced into the absorption tower is less than 15 wt% Is preferably 10% by weight or less, and when the concentration is within this range, the wasted acid in other steps can be used instead of the process water. Since the waste hydrochloric acid having a hydrochloric acid concentration of 15 wt% or more can be directly used in the leaching step of nickel smelting, there is little significance to use for the regeneration of hydrochloric acid, and there is a problem that the cost of concentrated energy is increased.

상기 증발 농축 단계 및 결정화 단계는 0.1 내지 1 기압, 및 50 내지 110℃의 온도에서 수행되는 것이 바람직하다.
It is preferable that the evaporation concentration step and the crystallization step are carried out at a temperature of 0.1 to 1 atm, and a temperature of 50 to 110 ° C.

상기 증발 농축 장치 및 결정화 단계의 압력이 0.1 기압 미만인 경우에는 고진공도 유지와 관련하여 에너지 비용이 증가하는 문제가 있으며, 1 기압을 초과하는 경우에는 고압 유지와 관련하여 에너지비용이 증가하는 문제가 있다. 한편, 상기 증발 농축 장치 및 결정화 단계의 내부 온도가 50℃ 미만인 경우에는 상압에서 증발이 이루어지지 않고, 감압의 경우 고진공도 유지와 에너지 비용이 증가하는 문제가 있으며, 110℃를 초과하는 경우에는 에너지 비용이 증가하는 문제가 있다.
When the pressure in the evaporation concentrator and the crystallization step is less than 0.1 atmospheric pressure, there is a problem that the energy cost increases with respect to the maintenance of the high vacuum degree. When the pressure exceeds 1 atm, energy cost increases with respect to high pressure maintenance . On the other hand, when the internal temperature of the evaporation concentrator and the crystallization step is less than 50 ° C, evaporation is not performed at normal pressure, and in the case of reduced pressure, high vacuum degree is maintained and energy cost is increased. There is a problem that the cost increases.

본 발명에 있어서 상기 니켈 습식제련 공정은 Ni 및 Fe를 함유하는 니켈 광석을 염산으로 용해하여 Ni 및 Fe 이온이 침출된 침출액을 얻는 침출 단계; 상기 얻어진 침출액에 알칼리제를 가하여 pH를 조절하고, 침출액 중의 고상의 불순물을 고액분리하여 제거하는 pH 조절 단계; 상기 침출액에 Ni 및 Fe를 함유하는 니켈 광석을 첨가한 후 니켈을 페로니켈로 석출하여 페로니켈을 회수하는 석출 단계; 및 상기 석출액으로부터 고액분리하여 고상의 석출물을 여과 회수하는 석출물 회수단계를 포함할 수 있다.
In the present invention, the nickel wet smelting process includes: a leaching step of dissolving nickel ore containing Ni and Fe in hydrochloric acid to obtain an leached solution containing Ni and Fe ions; Adjusting the pH by adding an alkaline agent to the obtained leach solution, and removing the solid impurities from the leach solution by solid-liquid separation; A step of adding nickel ore containing Ni and Fe to the leach solution and then precipitating nickel into ferronickel to recover ferronickel; And a precipitate recovering step of recovering and recovering the solid precipitate by solid-liquid separation from the precipitation liquid.

상기 침출액에 첨가되는 알칼리제의 함량은 특별히 한정하지 않으나, 상기 알칼리제는 상기 침출액의 pH를 1.5 내지 3.5가 되도록 첨가하는 것이 바람직하다. 침출반응 중에 첨가된 산에 의해 얻어진 침출 여액의 pH는 통상 1 이하로 매우 높은 산도를 갖는 것으로서, 상기 범위로 pH를 조절함으로써 용액 중에 존재하는 Al, Si, Cr 성분을 효과적으로 제거할 수 있다. 다만, 석출 여액의 pH가 3.5를 넘는 경우에는 용액 중의 철 이온도 함께 수산화물로 전환되어, 철 회수율 저하를 초래할 수 있는바 pH가 3.5를 초과하지 않는 것이 보다 바람직하다.
The content of the alkaline agent added to the leach solution is not particularly limited, but it is preferable that the alkaline agent is added so that the pH of the leach solution is 1.5 to 3.5. The pH of the leached filtrate obtained by the addition of the acid during the leaching reaction has a very high acidity, usually 1 or less. By adjusting the pH to the above range, the Al, Si and Cr components present in the solution can be effectively removed. However, when the pH of the precipitation filtrate exceeds 3.5, the iron ions in the solution are also converted into hydroxides, which may result in lowered iron recovery. It is more preferable that the pH does not exceed 3.5.

이때, 상기 침출액의 pH 조절을 위해 첨가되는 알칼리제로는 특별히 한정하지 않으며, 침출액의 pH를 상승시킬 수 있는 것이라면 제한없이 사용할 수 있다. 예를 들어, 상기 알칼리제는 Mg, Fe, Ni, Mn, Na, K 및 Ca로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 금속 수산화물 또는 상기 금속 수산화물의 혼합물일 수 있다.
At this time, the alkaline agent to be added for controlling the pH of the above-mentioned leaching solution is not particularly limited and can be used without limitation as long as it can raise the pH of the leaching solution. For example, the alkali agent may be a metal hydroxide selected from the group consisting of Mg, Fe, Ni, Mn, Na, K, and Ca, or a mixture of the metal hydroxide.

한편, 상기 침출 단계의 침출액은 상기 침출용 환원광을 염산으로 용해하여 침출한 후 잔류하는 고상의 잔사가 제거된 것일 수 있다.
On the other hand, the leaching solution in the leaching step may be one in which the residue of the solid phase remaining after leaching the reduced leaching light by hydrochloric acid is removed.

이상에서 본 발명에 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.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the scope of the present invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but various changes and modifications may be made without departing from the scope of the invention. It will be obvious to those who have knowledge of

1: 증발 농축 장치
2: 스팀 공급 장치
3: 철 이온을 포함하는 수용액 공급장치
4: 기액 분리 장치
5: 스팀 재이용장치
6: 열 교환기
7: 결정화 장치
8: 고액분리장치
9: 결정화된 철염 저장조
10: 열분해 장치
11: 기체 및 고체 분리 장치(Cyclone)
12: 회수 철광석 저장조
13: 흡수탑
14: 스크러버
15: 스택(Stack )
16: 펌프
17: 산 저장조
18: 폐수 처리조1: Evaporation concentrator
2: Steam supply
3: An aqueous solution supply device containing iron ions
4: Gas-liquid separator
5: Steam reuse device
6: Heat exchanger
7: Crystallization apparatus
8: Solid-liquid separator
9: Crystallized iron salt storage tank
10: Pyrolysis device
11: Gas and Solid Separation Device (Cyclone)
12: Recovered iron ore storage tank
13: Absorption tower
14: Scrubber
15: Stack
16: Pump
17: acid storage tank
18: Wastewater treatment tank

Claims (14)

니켈 및 철을 함유하는 니켈 광석으로부터 산 용액을 사용하여 니켈을 회수하는 니켈 습식 제련 공정의 부산물 회수 장치에 있어서,
니켈을 회수한 후에 배출되는 철 이온 함유 용액을 증발 농축하는 증발 농축 장치;
상기 증발 농축 장치로부터 배출된 농축 용액을 결정화 하는 결정화 장치;
상기 결정화 장치에 의해 결정화된 철염과 나머지 슬러리 용액을 고액분리 하는 고액 분리장치;
상기 결정화된 철염을 배소 온도에서 산 가스와 산화철로 열분해 하는 열분해 장치; 및
상기 열분해 장치 상부에 구비된 가스 배출부와 연결되며, 상기 산 가스에 포함된 산화철 분말을 분리하고, 상기 산 가스를 배출하는 기체 및 고체 분리 장치
를 포함하는 니켈 습식 제련 공정의 부산물 회수 장치.
1. A byproduct recovery apparatus for a nickel hydrometallurgical process for recovering nickel using an acid solution from nickel ore containing nickel and iron,
The iron-containing solution discharged after nickel recovery is evaporated and concentrated Evaporation concentrator;
A crystallization apparatus for crystallizing the concentrated solution discharged from the evaporation concentrator;
A solid-liquid separator for solid-liquid separating the iron salt crystallized by the crystallization apparatus and the remaining slurry solution;
A pyrolysis apparatus for pyrolyzing the crystallized iron salt with an acid gas and iron oxide at a roasting temperature; And
A pyrolysis device for pyrolyzing the pyrolysis product, a pyrolysis device for pyrolyzing the pyrolysis product,
And a by-product recovery device for a nickel wet smelting process.
제1 항에 있어서, 상기 열분해 장치 하부에 구비된 고체 배출부와 연결되며, 생성된 상기 산화철을 회수하는 회수 철광석 저장조를 포함하는 니켈 습식 제련 공정의 부산물 회수 장치.
The apparatus according to claim 1, further comprising a recovered iron ore storage tank connected to a solid discharge unit provided in a lower portion of the pyrolysis unit and recovering the generated iron oxide.
제1 항에 있어서, 상기 기체 및 고체 분리 장치에서 분리된 산화철 분말은 회수 철광석 저장조에 투입되거나, 또는 상기 열분해 장치로 재투입되는 니켈 습식 제련 공정의 부산물 회수 장치.
The apparatus according to claim 1, wherein the iron oxide powder separated from the gas and solid separation apparatus is introduced into a recovered iron ore storage tank or re-introduced into the pyrolysis apparatus.
제1 항에 있어서, 상기 증발 농축 장치에 스팀을 공급하는 스팀 공급 장치를 포함하는 니켈 습식 제련 공정의 부산물 회수 장치.
The apparatus of claim 1, further comprising a steam supply device for supplying steam to the evaporation concentrator.
제4항에 있어서, 상기 증발 농축 장치에 의해 사용되어 배출된 스팀으로부터 액체를 분리하는 기액 분리 장치 및 기액 분리 장치로부터 회수된 스팀을 스팀 공급 장치에 재공급하는 스팀 재이용 장치를 포함하는 니켈 습식 제련 공정의 부산물 회수 장치.
The apparatus of claim 4, further comprising: a gas-liquid separator for separating the liquid from the steam used and discharged by the evaporation concentrator; and a steam recycling device for re-supplying the steam recovered from the gas-liquid separator to the steam supply device. By - product recovery device of the process.
제1항에 있어서, 상기 기체 및 고체 분리 장치는 싸이클론 또는 전기집진기인 니켈 습식 제련 공정의 부산물 회수 장치.
The apparatus of claim 1, wherein the gas and solid separation apparatus is a cyclone or an electrostatic precipitator.
제1항에 있어서, 상기 고액 분리장치와 연결되며, 열분해 장치에 투입되기 전 상기 결정화된 철염을 저장하는 결정화된 철염 저장조를 포함하는 니켈 습식 제련 공정의 부산물 회수 장치.
The apparatus of claim 1, further comprising a crystallized iron salt reservoir connected to the solid-liquid separator and storing the crystallized iron salt before being input to the pyrolyzer.
제1항에 있어서, 상기 기체 및 고체 분리장치로부터 배출되는 산 가스가 공급되되, 상부로부터 상기 산 가스의 흡수액이 공급되며, 상기 흡수액에 의해 산 가스가 산으로 회수되어 하부로 배출되고, 상부로 배가스가 배출되는 흡수탑을 포함하는 니켈 습식 제련 공정의 부산물 회수 장치.
2. The method according to claim 1, wherein the acid gas discharged from the gas and solid separation device is supplied, and the absorption liquid of the acid gas is supplied from above, and the acid gas is recovered as an acid and discharged to the lower part by the absorption liquid, And an absorber for discharging the exhaust gas.
제8항에 있어서, 상기 흡수탑의 상부로 배출되는 배가스를 알칼리 세정액으로 세정하여 제거하는 스크러버를 더 포함하는 니켈 습식 제련 공정의 부산물 회수 장치.
The apparatus according to claim 8, further comprising a scrubber for cleaning and removing an exhaust gas discharged to an upper portion of the absorption tower with an alkali cleaning liquid.
니켈 및 철을 함유하는 니켈 광석으로부터 산 용액을 사용하여 니켈을 회수하는 니켈 습식 제련 공정의 부산물 회수 방법에 있어서,
니켈을 회수한 후에 배출되는 철 이온 함유 용액을 증발 농축하는 증발 농축 단계;
상기 증발 농축 단계로부터 배출된 농축 용액을 결정화 하는 결정화 단계;
상기 결정화 단계에 의해 결정화된 철염과 나머지 슬러리 용액을 고액분리 하는 고액 분리단계;
상기 결정화된 철염을 배소 온도에서 산 가스와 산화철로 열분해 하는 열분해 단계; 및
상기 열분해 장치로부터 배출되는 상기 산 가스에 포함된 산화철 분말을 분리하고, 상기 산 가스를 배출하는 기체 및 고체 분리 단계
를 포함하는 니켈 습식 제련 공정의 부산물 회수 방법.
A method for recovering by-product of a nickel wet smelting process for recovering nickel using an acid solution from nickel ore containing nickel and iron,
The iron-containing solution discharged after nickel recovery is evaporated and concentrated Evaporation concentration step;
A crystallization step of crystallizing the concentrated solution discharged from the evaporation concentration step;
A solid-liquid separation step of subjecting the iron salt crystallized by the crystallization step and the remaining slurry solution to solid-liquid separation;
A pyrolysis step of pyrolyzing the crystallized iron salt with an acid gas and iron oxide at a roasting temperature; And
Separating the iron oxide powder contained in the acid gas discharged from the pyrolysis apparatus and separating the acid gas,
By weight of the nickel-based smelting process.
제10 항에 있어서, 상기 열분해 단계는 400 내지 1000℃의 온도에서 수행되는 니켈 습식 제련 공정의 부산물 회수 방법.
11. The method of claim 10, wherein the pyrolysis step is performed at a temperature of 400-1000 < 0 > C.
제1항에 있어서, 상기 기체 및 고체 분리 단계로부터 배출되는 산 가스를 흡수액에 의해 산으로 회수하는 단계를 포함하는 니켈 습식 제련 공정의 부산물 회수 방법.
The method according to claim 1, comprising recovering the acid gas discharged from the gas and solid separation step by an absorption liquid into an acid.
제12항에 있어서, 상기 흡수액은 5 내지 45 중량%의 염화철 및 0.1 중량% 미만Na, K 및 Ca를 함유하는 용액 또는 물인 니켈 습식 제련 공정의 부산물 회수 방법.
13. The absorbent article of claim 12, wherein the absorbent comprises 5 to 45% By weight of iron chloride and less than 0.1% by weight of Na, K and Ca.
제1항에 있어서, 상기 증발 농축 단계 및 결정화 단계는 0.1 내지 1 기압, 및 50 내지 110℃의 온도에서 수행되는 니켈 습식 제련 공정의 부산물 회수 방법.The method of claim 1, wherein the evaporation concentration and crystallization steps are performed at a temperature of from 0.1 to 1 atm, and a temperature of from 50 to 110 < 0 > C.
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