KR20160102776A

KR20160102776A - 혼합 폐산으로부터 산을 회수하는 방법

Info

Publication number: KR20160102776A
Application number: KR1020150025281A
Authority: KR
Inventors: 최준철; 이정주; 정진기
Original assignee: 주식회사 이알메탈
Priority date: 2015-02-23
Filing date: 2015-02-23
Publication date: 2016-08-31
Also published as: KR101733528B1

Abstract

본 발명은 왕수를 사용한 뒤의 폐산으로부터 혼합산을 회수하는 방법에 관한 것으로, 왕수를 사용하여 금속을 침출한 혼합 폐산을 준비하는 단계; 상기 혼합 폐산에 유기용매를 첨가하여 폐산에 포함된 산을 유기상으로 전이하는 단계; 및 상기 유기상으로 확산 이동한 산을 탈거 분리하여 혼합산을 회수하는 단계를 포함한다.
본 발명은, 왕수를 사용한 혼합 폐산에서 혼합산을 분리 회수함으로써, 왕수에 포함되었던 혼합산을 재활용할 수 있는 효과가 있다.
또한, 혼합 폐산에 포함된 혼합산을 회수하여 재활용함으로써, 폐산을 폐기하기 위한 비용과 새로운 산을 제조하는 비용을 줄여서 경제적으로 뛰어난 효과가 있다.

Description

혼합 폐산으로부터 산을 회수하는 방법{ACID PURIFICATION METHOD FROM WASTE ACID}

본 발명은 혼합 폐산으로부터 산을 회수하는 방법에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 염산과 질산이 혼합된 왕수를 사용한 뒤의 폐산으로부터 혼합산을 회수하는 방법에 관한 것이다.

일반적으로 백금족이나 금과 같은 귀금속을 분리하여 회수하는 과정에서 질산과 염산을 혼합하여 제조된 왕수를 사용하고 있다.

예를 들면 백금 스크랩에서 백금을 회수하기 위하여 먼저 왕수를 가하고 가열 및 분해하여 염화백금산 용액을 제조한 뒤에, 염화백금산에서 백금을 회수하고 있다.(대한민국 등록특호 10-0209124, 대한민국 등록특허 10-1226946)

최근 자원의 재활용에 대한 관심이 높아지면서, 고가 백금과 금과 같은 귀금속을 회수하여 재활용하려는 노력이 증가하고 있으며, 그에 따라서 왕수의 사용량과 폐왕수가 증가하고 있는 추세이다. 하지만, 폐왕수를 재사용하려는 노력은 거의 시도되지 않고 있다.

한편, 왕수를 이용하여 귀금속을 침출하는 단계에서는 실제 침출에 필요한 양보다 많은 양의 산을 투입하는 것이 일반적이고, 침출 용액에는 반응하지 않은 산이 잔류한다. 종래에는 귀금속을 회수하고 남은 침출용액에 남은 폐산을 중화처리한 뒤에 폐기하였다.

대한민국 등록특호 10-0209124 대한민국 등록특허 10-1226946

본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서 귀금속을 회수하고 남은 혼합 폐산에서 산을 회수하는 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 혼합 폐산으로부터 산을 회수하는 방법은, 왕수를 사용하여 금속을 침출한 혼합 폐산을 준비하는 단계; 상기 혼합 폐산에 유기용매를 첨가하여 폐산에 포함된 산을 유기상으로 전이하는 단계; 및 상기 유기상으로 확산 이동한 산을 탈거 분리하여 혼합산을 회수하는 단계를 포함한다.

이때, 유기용매로는 트리옥틸 아민, 인산트리옥틸 및 인산트리부틸 중에서 선택된 하나를 사용하는 것이 바람직하다. 그리고 산의 농도가 낮은 경우에는 유기용매와 함께 희석제를 사용할 수 있고, 희석제로는 등유가 가능하며, 유기용매가 희석제는 1:1의 부피비율로 혼합하여 사용하는 것이 좋다.

그리고 유기용매를 첨가하는 과정에서, 유기용매를 첨가하는 양은 유기상(O)과 수용액상(A)의 비율인 상비(O/A)가 0.5~1 범위가 되도록 하는 것이 바람직하다. 유기상의 비율이 0.5미만인 경우에는 폐산에 포함된 혼합산이 유기상으로 확산하여 분리되는 양이 크게 감소하는 문제가 있다.

탈거를 위한 탈거제는 증류수를 사용할 수 있으며, 분리된 유기상에 증류수를 첨가하여 유기상과 수용액상의 비율이 1:1이 되도록 한 뒤에 혼합산을 회수하는 것이 바람직하다.

유기용매를 첨가하기에 앞서, 불용성 고형 불순물을 제거하기 위하여 필터 등을 사용한 여과 공정을 수행할 수도 있다.

그리고 본 발명의 혼합 폐산으로부터 산을 회수하는 방법은 유기용매와 함께 아세톤을 첨가제로서 함께 첨가하는 것이 바람직하다. 아세톤을 첨가하면 혼합산의 회수량이 증가하며, 특히 염산의 회수량이 크게 증가한다.

이때, 유기용매와 아세톤이 19:1~4:1의 부피비로 첨가되는 것이 좋으며, 특히 9:1의 부피비로 첨가되는 것을 바람직하다. 아세톤이 상기한 범위보다 적게 포함되면 혼합산의 회수 증가 효과를 얻을 수 없으며, 상기한 범위보다 많이 포함되면 상기한 상비(O/A) 범위를 맞추기 위하여 상대적으로 더 많은 유기용매와 아세톤을 넣어야하므로 공정비용이 상승하는 단점이 있다.

그리고 유기용매와 함께 첨가되는아세톤은 아세틸아세톤(acetylactone), 벤졸아세톤(benzolacetone) 및 트라이플루오로아세톤(trifluoroacetone) 중에서 선택된 하나인 것이 바람직하다.

상술한 바와 같이 구성된 본 발명은, 왕수를 사용한 혼합 폐산에서 혼합산을 분리 회수함으로써, 왕수에 포함되었던 혼합산을 재활용할 수 있는 효과가 있다.

또한, 혼합 폐산에 포함된 혼합산을 회수하여 재활용함으로써, 폐산을 폐기하기 위한 비용과 새로운 산을 제조하는 비용을 줄여서 경제적으로 뛰어난 효과가 있다.

나아가, 유기용매와 함께 아세톤을 첨가제로서 사용하여, 혼합산 특히 염산의 회수량을 크게 늘릴 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 혼합산 회수 과정을 나타낸 모식도이다.
도 2는 본 발명의 두 번째 실시예에 따른 혼합산 회수 과정을 나타낸 모식도이다.

첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다.

하기한 실시예는 본 발명의 바람직한 일 실시예일 뿐이며, 본 발명이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.

<실시예 1>

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 혼합산 회수 과정을 나타낸 모식도이다.

먼저, 귀금속 처리 공정에서 배출되는 혼합 폐산을 수거하여 준비하였다.

표 1은 혼합 폐산 용액에 포함된 불용성 고형 불순물을 필터로 제거한 뒤에 성분을 분석한 결과이다.

산 농도 (%)		금속이온 함량 (mg/kg)
HNO₃	HCl	Cu	Ni
5.7	10.4	45	130

표에 나타낸 것과 같이, 혼합 폐산 용액에는 금속이온으로 Cu와 Ni가 45mg/kg 및 130mg/kg 포함되어 있고, 질산과 염산도 각각 5.7%와 10.4%가 포함되어 있다.

이와 같은 혼합 폐산 용액에 유기용매인 인산트리부틸(Tri-butyl phosphat; TBP)을 첨가하였다. 혼합 폐산 용액에 포함된 산의 농도가 낮은 경우에는 희석제인 등유를 인상트리부틸과 1:1로 혼합하여 사용할 수 있으나, 본 실시예에서는 인산트리부틸만을 첨가하였다.

인산트리부틸의 첨가량은 인산트리부틸의 첨가로 인해 분리되는 유기상(O)과 수용액상(A)의 상비율(O/A)이 1이 될 때까지 첨가하였다. 두 상이 완전히 분리되도록 정치한 다음, 상이 완전히 분리되어 평형상태가 되면 분별깔때기를 사용하여 수용액상과 유기상을 나누어 수집하였다.

표 2는 수집된 유기상과 수용액상에 포함된 성분을 분석한 결과이다.

	산 농도 (%)		금속이온 함량 (mg/kg)
	HNO₃	HCl	Cu	Ni
유기상	5.4	4.2	0	0
수용액상	0.3	6.2	45	130

표에 나타난 것과 같이, 유기상 내에 질산은 95%이상 분리되고, 염산은 40% 분리되어 유기상으로 확산 이동한 것을 확인할 수 있으며, 금속이온은 수용액상에만 존재하였다.

마지막으로 분별깔때기로 수집된 유기상에 탈거제로서 증류수를 혼합하여 유기상에 포함된 질산과 염산을 회수하였다.

<실시예 2>

도 2는 본 발명의 두 번째 실시예에 따른 혼합산 회수 과정을 나타낸 모식도이다.

먼저, 실시예 1과 동일한 성분의 귀금속 처리 공정에서 배출되는 혼합 폐산을 수거하여 준비하였다.

이와 같은 혼합 폐산 용액에 유기용매인 인산트리부틸(Tri-butyl phosphat; TBP)과 첨가제로서의 아세틸아세톤(acetylactone)을 9:1의 부피비로 첨가하였다. 혼합 폐산 용액에 포함된 산의 농도가 낮은 경우에는 희석제인 등유를 인상트리부틸 및 아세틸아세톤과 10:9:1의 부피비로 혼합하여 사용할 수 있으나, 본 실시예에서는 인산트리부틸과 아세틸아세톤만을 첨가하였다.

인산트리부틸과 아세틸아세톤의 첨가량은 인산트리부틸과 아세틸아세톤의 첨가로 인해 분리되는 유기상(O)과 수용액상(A)의 상비율(O/A)이 1이 될 때까지 첨가하였다. 두 상이 완전히 분리되도록 정치한 다음, 상이 완전히 분리되어 평형상태가 되면 분별깔때기를 사용하여 수용액상과 유기상을 나누어 수집하였다.

표 3은 수집된 유기상과 수용액상에 포함된 성분을 분석한 결과이다.

	산 농도 (%)		금속이온 함량 (mg/kg)
	HNO₃	HCl	Cu	Ni
유기상	5.5	9.5	0	0
수용액상	0.2	0.9	45	130

표에 나타난 것과 같이, 아세틸아세톤의 첨가로 인하여, 유기상 내로 이동한 염산의 양이 크게 증가하여 약 90%의 염산을 회수할 수 있다. 질산의 경우도 아세틸아세톤의 첨가로 유기상으로 이동량이 증가하였다. 이와 같이, 첨가제로서 아세톤을 첨가하면 혼합산의 이동량이 크게 증가하는 것을 확인할 수 있으며, 특히 염산의 이동량이 2배 이상 증가하는 뛰어난 효과를 나타내었다.

이상 본 발명을 바람직한 실시예를 통하여 설명하였는데, 상술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과하며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화가 가능함은 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 보호범위는 특정 실시예가 아니라 특허청구범위에 기재된 사항에 의해 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상도 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims

왕수를 사용하여 금속을 침출한 혼합 폐산을 준비하는 단계;
상기 혼합 폐산에 유기용매를 첨가하여 폐산에 포함된 산을 유기상으로 전이하는 단계; 및
상기 유기상으로 확산 이동한 산을 탈거 분리하여 혼합산을 회수하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 혼합 폐산으로부터 산을 회수하는 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 유기용매와 함께 아세톤을 더 첨가하는 것을 특징으로 하는 혼합 폐산으로부터 산을 회수하는 방법.
청구항 2에 있어서,
상기 유기용매와 상기 아세톤이 19:1~4:1의 부피비로 첨가되는 것을 특징으로 하는 혼합 폐산으로부터 산을 회수하는 방법.
청구항 2에 있어서,
상기 아세톤이 아세틸아세톤(acetylactone), 벤졸아세톤(benzolacetone) 및 트라이플루오로아세톤(trifluoroacetone) 중에서 선택된 하나인 것을 특징으로 하는 혼합 폐산으로부터 산을 회수하는 방법.