KR20210098577A - Method for recovering platinum from spent catalyst and manufacturing method of platinum chloride using the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 폐촉매로부터 백금을 회수하는 방법 및 이를 사용한 염화백금산의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for recovering platinum from a spent catalyst and a method for producing chloroplatinic acid using the same.
촉매(Catalyst)는 각종 공정 중에서 반응 속도(Reaction Rate Control)를 조절하기 위해 사용하는데, 반응속도를 빠르게 하는 것을 정촉매, 반응 속도를 느리게 하는 것을 부촉매라고 부른다. 촉매는 주로 화학회사, 석유정제회사, 에너지 관련회사, 식품회사, 제약회사 등에서 제품 생산 시 많이 사용되고 있으며, 사용이 끝난 후 그 기능이 떨어져 폐기되는 것을 폐촉매(Spent Catalysts)라고 한다.Catalyst is used to control the reaction rate in various processes. A catalyst that speeds up the reaction rate is called a positive catalyst, and a catalyst that slows the reaction rate is called a co-catalyst. Catalysts are mainly used in the production of products in chemical companies, petroleum refining companies, energy-related companies, food companies, and pharmaceutical companies.
일반적으로 백금족 금속(Platinum Group Matals, PGM)들은 우수한 물리·화학적 성질로 인해 촉매의 소재원료로 사용되고 있으며, 산업이 발달함에 따라 그 수요가 급증하고 있다. 특히, 연료의 산화에 의해서 생기는 화학에너지를 직접 전기에너지로 변환시키는 연료전지가 차세대 에너지원으로 각광받으면서 자동차 산업에서 연구가 활발히 진행됨에 따라 연료전지 전극촉매용 백금족의 수요가 크게 증가할 것으로 예상되고 있다. 하지만, 백금족 금속은 고가일 뿐만 아니라 매장량이 제한되어 있으므로, 백금족 금속의 재활용에 대한 관심이 높아지고 있다.In general, platinum group metals (Platinum Group Matals, PGM) are used as raw materials for catalysts due to their excellent physical and chemical properties, and their demand is rapidly increasing as the industry develops. In particular, as fuel cells that directly convert chemical energy generated by fuel oxidation into electrical energy are in the spotlight as a next-generation energy source, and research is actively conducted in the automobile industry, the demand for platinum group for fuel cell electrode catalysts is expected to increase significantly. there is. However, since platinum group metals are expensive and have limited reserves, interest in recycling of platinum group metals is increasing.
선진국에서는 이미 기술을 개발하여 상업적으로 폐촉매로부터 Pt, Pd, Rh 등의 귀금속을 추출, 회수하고 있지만 우리나라의 경우 이러한 백금족 금속을 추출, 회수하는 기술을 보유하고 있지 못하여, 고가의 귀금속을 함유하고 있는 폐촉매를 저가로 수출하고 다시 고가의 고순도 백금족을 수입하는 악순환을 거듭하고 있다.Developed countries have already developed technology and are commercially extracting and recovering precious metals such as Pt, Pd, and Rh from spent catalysts, but in Korea, we do not have the technology to extract and recover these platinum group metals. The vicious cycle of exporting old catalysts at low prices and importing expensive, high-purity platinum groups is repeating.
폐촉매로부터 백금족 금속들을 회수하는 기술은 크게 건식법과 습식법으로 대별되는데, 건식법은 100톤/월 이상의 대용량의 처리에 적합하고 습식법은 30톤/월 정도의 폐촉매를 처리하는데 적합하다고 알려져 있다. 일본과 영국 등 에서는 100톤/월 이상의 대용량의 처리에 적합한 용광로(smelter)를 이용하는 건식법으로 폐촉매를 대량으로 처리하고 있다. 그러나 건식법의 경우 대형 용광로 건설 등 초기 투자비가 과다하며, 부피가 큰 슬래그(slag)의 발생 및 귀금속의 손실이 있으며, 대기오염을 무시할 수 없다는 단점이 있다. 반면에 습식법은 공정 설치비가 적고, 슬래그 발생이 없으며, 담체의 주성분인 탄소, 알루미나, 실리카 등을 회수할 수 있다는 장점이 있다. Techniques for recovering platinum group metals from spent catalysts are largely divided into dry methods and wet methods. It is known that the dry method is suitable for large-capacity treatment of 100 tons/month or more, and the wet method is suitable for processing about 30 tons/month of the spent catalyst. In Japan and the United Kingdom, waste catalysts are treated in large quantities by a dry method using a smelter suitable for large-capacity treatment of 100 tons/month or more. However, in the case of the dry method, the initial investment cost such as construction of a large furnace is excessive, there is the generation of bulky slag and loss of precious metals, and there are disadvantages in that air pollution cannot be ignored. On the other hand, the wet method has advantages in that the process installation cost is low, there is no slag generation, and carbon, alumina, silica, etc., which are the main components of the carrier, can be recovered.
습식법의 하나로 백금 스크랩에 왕수를 가하고 가열, 분해하여 염화백금산 용액을 제조하고, 이로부터 백금을 회수하는 방법을 많이 이용하고 있다. 그러나 기존의 방법의 경우 소성온도가 700 ~ 800 ℃ 이상으로 높고, 인체에 유독하고 부식성이 높아 장비에 영향을 끼치는 염소가스(Cl2)가 발생한다는 문제가 있다. 또한, 백금을 왕수에 용해 후, 증발건조 시킴에 따라 낮은 순도의 염화백금산이 제조되는 한계점이 있다.As one of the wet methods, aqua regia is added to platinum scrap, heated and decomposed to prepare a chloroplatinic acid solution, and a method of recovering platinum therefrom is widely used. However, in the case of the conventional method, there is a problem that the sintering temperature is high as 700 ~ 800 ℃ or more, and chlorine gas (Cl 2 ) that affects the equipment is generated because it is toxic and corrosive to the human body. In addition, there is a limitation in that chloroplatinic acid of low purity is produced by dissolving platinum in aqua regia and then evaporating to dryness.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은, 백금계 폐촉매로부터 염소가스와 같은 유독가스를 발생시키지 않으면서 비교적 낮은 온도에서 고순도의 백금을 회수할 수 있는 백금의 회수방법을 제공하는 것이다.The present invention is to solve the above problems, and an object of the present invention is a method for recovering platinum capable of recovering high-purity platinum at a relatively low temperature without generating toxic gas such as chlorine gas from a platinum-based spent catalyst. is to provide
또한, 회수된 백금으로부터 고순도의 염화백금산을 제조하는 방법을 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide a method for producing high-purity chloroplatinic acid from recovered platinum.
그러나, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the problems to be solved by the present invention are not limited to the problems mentioned above, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
본 발명의 일 측면은, 백금계 폐촉매에 왕수를 첨가하여 금속 화합물 용액을 제조하는 단계; 상기 금속 화합물 용액을 여과하여 불용성 고체를 분리하는 단계; 상기 불용성 고체가 분리된 금속 화합물 용액에 염화암모늄을 첨가하여 침전물을 형성시키는 단계; 상기 침전물이 여과된 금속 화합물 용액 잔여액에, 등유 및 트리옥틸아민(Trioctylamine)의 혼합물을 첨가 및 교반하여, 수용액층 및 유기층을 형성시키는 단계; 및 상기 수용액층 및 상기 유기층을 분리하고, 분리된 수용액층으로부터 백금을 회수하는 단계;를 포함하는, 백금계 폐촉매로부터 백금을 회수하는 방법을 제공한다.One aspect of the present invention is to prepare a metal compound solution by adding aqua regia to a platinum-based spent catalyst; filtering the metal compound solution to separate insoluble solids; forming a precipitate by adding ammonium chloride to the metal compound solution from which the insoluble solid is separated; forming an aqueous layer and an organic layer by adding and stirring a mixture of kerosene and trioctylamine to the residue of the metal compound solution from which the precipitate is filtered; and separating the aqueous solution layer and the organic layer, and recovering platinum from the separated aqueous solution layer.
일 실시형태에 따르면, 상기 백금계 폐촉매는, PtCo/C, PtNi/C, Pt/Al2O3, Pt/SiO2, PtRu/C, PtRu black, Pt/C, PtSn, PtPd, PtNi, PtMo, PtOs 및 PtCo 중에서 선택된 하나 이상을 포함하는 것일 수 있다.According to an embodiment, the platinum-based spent catalyst is, PtCo/C, PtNi/C, Pt/Al 2 O 3 , Pt/SiO 2 , PtRu/C, PtRu black, Pt/C, PtSn, PtPd, PtNi, It may include one or more selected from PtMo, PtOs, and PtCo.
일 실시형태에 따르면, 상기 왕수의 온도는, 75 ℃내지 90 ℃인 것일 수 있다.According to one embodiment, the temperature of the aqua regia may be in the range of 75 ℃ to 90 ℃.
일 실시형태에 따르면, 상기 금속 화합물 용액을 제조하는 단계는, 상기 백금계 폐촉매에 왕수를 첨가한 후, 50 ℃ 내지 100 ℃의 온도에서 30 분 내지 2시간 동안 유지시키는 것일 수 있다.According to an embodiment, the preparing of the metal compound solution may include adding aqua regia to the platinum-based spent catalyst and then maintaining the solution at a temperature of 50° C. to 100° C. for 30 minutes to 2 hours.
일 실시형태에 따르면, 상기 금속 화합물 용액을 제조하는 단계는, 상기 백금계 폐촉매 100 mg에 대하여, 상기 왕수를 1 ml 내지 10 ml로 첨가하는 것일 수 있다.According to an embodiment, the preparing of the metal compound solution may include adding 1 ml to 10 ml of the aqua regia with respect to 100 mg of the platinum-based spent catalyst.
일 실시형태에 따르면, 상기 불용성 고체가 분리된 금속 화합물 용액에 염화암모늄을 첨가하여 침전물을 형성시키는 단계; 이후에, 상기 형성된 침전물을 여과 및 소성하여 백금을 회수하는 단계;를 더 포함하는 것일 수 있다.According to one embodiment, adding ammonium chloride to the metal compound solution from which the insoluble solid is separated to form a precipitate; Thereafter, filtering and calcining the formed precipitate to recover platinum; may be further included.
일 실시형태에 따르면, 상기 소성은, 300 ℃내지 500 ℃에서 수행하는 것일 수 있다.According to one embodiment, the sintering may be performed at 300 °C to 500 °C.
일 실시형태에 따르면, 상기 트리옥틸아민(Trioctylamine)의 함량은, 상기 등유 및 상기 트리옥틸아민(Trioctylamine)의 혼합물 중, 1 중량% 내지 10 중량%인 것일 수 있다.According to an embodiment, the content of the trioctylamine may be 1 wt% to 10 wt% of the mixture of the kerosene and the trioctylamine.
일 실시형태에 따르면, 상기 침전물이 분리된 금속 화합물 용액 잔여액 및 등유 및 트리옥틸아민(Trioctylamine)의 혼합물의 부피비는, 1 : 0.1 내지 1 : 10 인 것일 수 있다.According to an embodiment, the volume ratio of the metal compound solution residue from which the precipitate is separated and the mixture of kerosene and trioctylamine may be 1:0.1 to 1:10.
일 실시형태에 따르면, 상기 분리된 유기층으로부터 희유금속을 회수하는 단계;를 더 포함하고, 상기 희유금속은, Ni, Co 및 Ru로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것일 수 있다.According to one embodiment, the method further comprises; recovering the rare metal from the separated organic layer, wherein the rare metal may include at least one selected from the group consisting of Ni, Co, and Ru.
일 실시형태에 따르면, 백금의 회수율이 95 % 이상이고, 회수된 백금의 순도가 99.9 % 이상인 것일 수 있다.According to one embodiment, the recovery rate of platinum may be 95% or more, and the purity of the recovered platinum may be 99.9% or more.
본 발명의 다른 측면은, 상기 백금을 회수하는 방법에 의해 회수된 백금을 왕수에 용해하여 백금 화합물을 형성시키는 단계; 및 상기 백금 화합물을 감압증류하여 질산기를 제거하는 단계;를 포함하는, 백금계 폐촉매로부터 염화백금산을 제조하는 방법을 제공한다.Another aspect of the present invention comprises the steps of dissolving the platinum recovered by the method for recovering platinum in aqua regia to form a platinum compound; and removing the nitric acid group by distilling the platinum compound under reduced pressure. It provides a method for producing chloroplatinic acid from a platinum-based spent catalyst.
본 발명에 따른 폐촉매로부터 백금을 회수하는 방법은, 백금계 폐촉매에 왕수를 가하여 염화백금산 용액을 제조한 후, 용매 추출법을 이용하여 백금을 회수함으로써, 염소 가스와 같은 유독 가스를 발생시키지 않으면서 낮은 온도에서 백금을 회수할 수 있는 효과가 있으며, 이를 통해, 백금 회수 시 설비 부식의 문제를 예방하고 에너지 소비를 줄일 수 있는 효과가 있다.The method for recovering platinum from a spent catalyst according to the present invention is to prepare a chloroplatinic acid solution by adding aqua regia to a platinum-based spent catalyst, and then recovering platinum using a solvent extraction method. There is an effect of recovering platinum at a low temperature, and through this, there is an effect of preventing the problem of equipment corrosion during platinum recovery and reducing energy consumption.
또한, 회수된 백금을 사용하여 감압 증류법으로 염화백금산을 제조함으로써, 고순도의 염화백금산을 수득할 수 있는 효과가 있다.In addition, there is an effect that chloroplatinic acid of high purity can be obtained by preparing chloroplatinic acid by vacuum distillation using the recovered platinum.
도 1은, 본 발명 일 실시형태에 따른 백금계 폐촉매로부터 백금 회수 및 회수된 백금을 사용한 염화백금산 제조공정을 도식화한 것이다.1 is a schematic diagram of a process for producing chloroplatinic acid using platinum recovered and recovered from a platinum-based spent catalyst according to an embodiment of the present invention.
이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 상세하게 설명한다. 그러나, 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있어서 특허출원의 권리 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 실시예들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물이 권리 범위에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, since various changes may be made to the embodiments, the scope of the patent application is not limited or limited by these embodiments. It should be understood that all modifications, equivalents and substitutes for the embodiments are included in the scope of the rights.
실시예에서 사용한 용어는 단지 설명을 목적으로 사용된 것으로, 한정하려는 의도로 해석되어서는 안된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in the examples are used for description purposes only, and should not be construed as limiting. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In the present specification, terms such as “comprise” or “have” are intended to designate that a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification exists, but one or more other features It should be understood that this does not preclude the existence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the embodiment belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related art, and should not be interpreted in an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in the present application. does not
또한, 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.In addition, in the description of the embodiment, if it is determined that a detailed description of a related known technology may unnecessarily obscure the gist of the embodiment, the detailed description thereof will be omitted.
이하, 본 발명의 백금계 폐촉매로부터 백금을 회수하는 방법 및 백금계 폐촉매로부터 염화백금산을 제조하는 방법에 대하여 실시예 및 도면을 참조하여 구체적으로 설명하도록 한다. 그러나, 본 발명이 이러한 실시예 및 도면에 제한되는 것은 아니다.Hereinafter, a method for recovering platinum from a platinum-based spent catalyst of the present invention and a method for producing chloroplatinic acid from a platinum-based spent catalyst will be described in detail with reference to Examples and drawings. However, the present invention is not limited to these examples and drawings.
본 발명의 일 측면은, 백금계 폐촉매에 왕수를 첨가하여 금속 화합물 용액을 제조하는 단계; 상기 금속 화합물 용액을 여과하여 불용성 고체를 분리하는 단계; 상기 불용성 고체가 분리된 금속 화합물 용액에 염화암모늄을 첨가하여 침전물을 형성시키는 단계; 상기 침전물이 여과된 금속 화합물 용액 잔여액에, 등유 및 트리옥틸아민(Trioctylamine)의 혼합물을 첨가 및 교반하여, 수용액층 및 유기층을 형성시키는 단계; 및 상기 수용액층 및 상기 유기층을 분리하고, 분리된 수용액층으로부터 백금을 회수하는 단계;를 포함하는, 백금계 폐촉매로부터 백금을 회수하는 방법을 제공한다.One aspect of the present invention is to prepare a metal compound solution by adding aqua regia to a platinum-based spent catalyst; filtering the metal compound solution to separate insoluble solids; forming a precipitate by adding ammonium chloride to the metal compound solution from which the insoluble solid is separated; forming an aqueous layer and an organic layer by adding and stirring a mixture of kerosene and trioctylamine to the residue of the metal compound solution from which the precipitate is filtered; and separating the aqueous solution layer and the organic layer, and recovering platinum from the separated aqueous solution layer.
본 발명에 따른 백금계 폐촉매로부터 백금을 회수하는 방법은, 용매 추출법을 이용하여 백금을 회수함으로써, 염소가스와 같은 유독가스를 발생시키지 않으면서 낮은 온도 조건에서 고순도의 백금 및 희유금속을 높은 회수율로 수득할 수 있는 효과가 있다.The method for recovering platinum from a platinum-based spent catalyst according to the present invention is to recover platinum using a solvent extraction method, thereby providing high recovery rate of high-purity platinum and rare metals under low temperature conditions without generating toxic gases such as chlorine gas. There is an effect that can be obtained with
본 발명에 따른 백금계 폐촉매로부터 백금을 회수하는 방법에 있어서, 첫번재 단계는, 백금계 폐촉매에 왕수를 첨가하여 금속 화합물 용액을 제조하는 단계이다.In the method for recovering platinum from the platinum-based spent catalyst according to the present invention, the first step is a step of preparing a metal compound solution by adding aqua regia to the platinum-based spent catalyst.
상기 왕수는 질산(HNO3) 및 염산(HCl)이 1 : 3의 부피비로 혼합된 혼합액으로, 왕수를 가함으로써 폐촉매 중의 백금이 염화백금산을 형성할 수 있다. The aqua regia is a mixed solution in which nitric acid (HNO 3 ) and hydrochloric acid (HCl) are mixed in a volume ratio of 1:3, and platinum in the spent catalyst can form chloroplatinic acid by adding aqua regia.
이에 따라, 상기 금속 화합물 용액은, 염화백금산, 백금계 폐촉매 내 포함된 백금 이외의 금속, 탄소, 알루미나, 실리카 등과 같은 담체 등을 포함할 수 있다.Accordingly, the metal compound solution may include chloroplatinic acid, a metal other than platinum contained in the platinum-based spent catalyst, and a carrier such as carbon, alumina, silica, or the like.
상기 염화백금산은, 수소와 염화백금의 화합으로 이루어진 물질로, H2PtCl4, H2PtCl6와 같이 표시되는 화합물을 포함할 수 있다.The chloroplatinic acid is a material made of a combination of hydrogen and platinum chloride, and may include a compound represented by H 2 PtCl 4 , H 2 PtCl 6 .
상기 백금계 폐촉매는, 백금을 포함하고 있는 모든 종류의 촉매일 수 있고, 탄소, 알루미나, 실리카 등과 같은 담체에 백금이 담지된 형태의 촉매일 수 있다.The platinum-based spent catalyst may be any type of catalyst containing platinum, and may be a catalyst in which platinum is supported on a carrier such as carbon, alumina, or silica.
일 실시형태에 따르면, 상기 백금계 폐촉매는, PtCo/C, PtNi/C, Pt/Al2O3, Pt/SiO2, PtRu/C, PtRu black, Pt/C, PtSn, PtPd, PtNi, PtMo, PtOs 및 PtCo 중에서 선택된 하나 이상을 포함하는 것일 수 있다.According to an embodiment, the platinum-based spent catalyst is, PtCo/C, PtNi/C, Pt/Al 2 O 3 , Pt/SiO 2 , PtRu/C, PtRu black, Pt/C, PtSn, PtPd, PtNi, It may include one or more selected from PtMo, PtOs, and PtCo.
일 실시형태에 따르면, 상기 왕수의 온도는, 75 ℃내지 90 ℃인 것일 수 있다.According to one embodiment, the temperature of the aqua regia may be in the range of 75 ℃ to 90 ℃.
상기 왕수의 온도가 75 ℃미만일 경우, 촉매 중에 함유된 백금이 염화백금산으로 완전히 녹아나오지 않고 잔존하여 백금 회수율이 떨어지는 문제점이 있을 수 있고, 상기 왕수의 온도가 90 ℃를 초과할 경우, 백금의 용해도 면에서 효과상의 실익이 미미하므로, 상기 범의의 온도가 바람직하다.When the temperature of the aqua regia is less than 75 ℃, there may be a problem that the platinum contained in the catalyst does not completely dissolve into chloroplatinic acid and remains, so that the platinum recovery rate decreases, and when the temperature of the aqua regia exceeds 90 ℃, the solubility of platinum Since the actual benefit in terms of the effect is insignificant, the temperature in the above range is preferable.
일 실시형태에 따르면, 상기 금속 화합물 용액을 제조하는 단계는, 상기 백금계 폐촉매에 왕수를 첨가한 후, 50 ℃ 내지 100 ℃의 온도에서 30 분 내지 120 분 동안 유지시키는 것일 수 있다. According to an embodiment, the preparing of the metal compound solution may include adding aqua regia to the platinum-based spent catalyst and then maintaining the solution at a temperature of 50° C. to 100° C. for 30 minutes to 120 minutes.
바람직하게는, 상기 백금계 폐촉매에 왕수를 첨가한 후, 60 ℃ 내지 90 ℃의 온도에서 40 분 내지 100 분 동안 유지시키는 것일 수 있으며, 더욱 바람직하게는, 70 ℃ 내지 90 ℃의 온도에서 40 분 내지 80 분 동안 유지시키는 것일 수 있다.Preferably, after adding aqua regia to the platinum-based spent catalyst, it may be maintained at a temperature of 60 ° C. to 90 ° C. for 40 minutes to 100 minutes, and more preferably, 40 at a temperature of 70 ° C. to 90 ° C. It may be maintained for minutes to 80 minutes.
상기 온도 및 시간 범위는, 백금계 촉매에 왕수를 첨가한 후, 백금계 촉매 내 포함된 백금, 코발트나 니켈 등과 같은 희유금속, 탄소 등과 같은 담체를 왕수에 완전히 용해하기 위해 요구될 수 있다.The above temperature and time range may be required to completely dissolve a carrier such as platinum, a rare metal such as cobalt or nickel, or carbon contained in the platinum-based catalyst in aqua regia after adding aqua regia to the platinum-based catalyst.
일 실시형태에 따르면, 상기 금속 화합물 용액을 제조하는 단계는, 상기 백금계 폐촉매 100 mg에 대하여, 상기 왕수를 1 ml 내지 10 ml로 첨가하는 것일 수 있다.According to an embodiment, the preparing of the metal compound solution may include adding 1 ml to 10 ml of the aqua regia with respect to 100 mg of the platinum-based spent catalyst.
바람직하게는, 상기 백금계 폐촉매 100 mg에 대하여, 상기 왕수를 1 ml 내지 5 ml로 첨가하는 것일 수 있고, 더욱 바람직하게는, 상기 백금계 폐촉매 100 mg에 대하여, 상기 왕수를 2 ml 내지 5 ml로 첨가하는 것일 수 있으며, 더욱 더 바람직하게는, 상기 백금계 폐촉매 100 mg에 대하여, 상기 왕수를 2 ml 내지 3 ml로 첨가하는 것일 수 있다.Preferably, with respect to 100 mg of the platinum-based spent catalyst, 1 ml to 5 ml of the aqua regia may be added, and more preferably, with respect to 100 mg of the platinum-based spent catalyst, 2 ml to 2 ml of the aqua regia It may be added in an amount of 5 ml, and more preferably, the aqua regia may be added in an amount of 2 ml to 3 ml with respect to 100 mg of the platinum-based spent catalyst.
만일, 상기 백금계 폐촉매 중량을 기준으로, 상기 왕수의 부피가 상기 범위 미만으로 첨가될 경우, 백금계 폐촉매 내 성분들을 충분히 용해하지 못할 수 있고, 상기 백금계 폐촉매 중량을 기준으로, 상기 왕수의 부피가 상기 범위를 초과하여 첨가될 경우, 침전물 형성 시 속도가 느려질 수 있다.If, based on the weight of the spent platinum-based catalyst, the volume of the aqua regia is added below the above range, the components in the platinum-based spent catalyst may not be sufficiently dissolved, and based on the weight of the platinum-based spent catalyst, the When the volume of aqua regia is added in excess of the above range, the rate may be slowed during the formation of the precipitate.
본 발명에 따른 백금계 폐촉매로부터 백금을 회수하는 방법에 있어서, 이어지는 단계는, 상기 금속 화합물 용액을 여과하여 불용성 고체를 분리하는 단계이다.In the method for recovering platinum from a platinum-based spent catalyst according to the present invention, the following step is a step of separating the insoluble solid by filtering the metal compound solution.
상기 금속 화합물 용액을 여과하여 불용성 고체를 분리하는 단계는, 상기 금속 화합물 용액 내 왕수에 용해되지 않는 탄소, 알루미나, 실리카 등의 담체와 기타 불순물 등을 여과하여 분리하는 단계이다.The step of separating the insoluble solid by filtration of the metal compound solution is a step of separating the metal compound solution by filtering carriers such as carbon, alumina, silica, and the like, which are not soluble in aqua regia, and other impurities.
여기서, 상기 여과는, 멤브레인 필터(membrane filter)를 사용할 수 있고, 담체 및 불순물에 흡수되어 있는 염화백금산 용액을 회수하기 위해 담체 및 불순물을 아세톤, 에틸알코올 등의 유기용매로 충분히 세정하면서 여과를 실시하는 것이 바람직하다.Here, for the filtration, a membrane filter can be used, and in order to recover the chloroplatinic acid solution absorbed in the carrier and impurities, the carrier and impurities are thoroughly washed with an organic solvent such as acetone and ethyl alcohol. It is preferable to do
상기 여과를 통해 불용성 고체가 분리된 금속 화합물 용액은, 세정 과정에서 유입된 유기 용매를 증발시키는 과정을 거치는 것이 바람직하며, 상기 불용성 고체가 분리된 금속 화합물 용액을 상온에서 방치함으로써, 유입된 유기 용매를 증발시킬 수 있다.The metal compound solution from which the insoluble solid is separated through the filtration is preferably subjected to a process of evaporating the organic solvent introduced during the washing process. can be evaporated.
본 발명에 따른 백금계 폐촉매로부터 백금을 회수하는 방법에 있어서, 이어지는 단계는, 상기 불용성 고체가 분리된 금속 화합물 용액에 염화암모늄을 첨가하여 침전물을 형성시키는 단계이다.In the method for recovering platinum from the platinum-based spent catalyst according to the present invention, the subsequent step is a step of forming a precipitate by adding ammonium chloride to the metal compound solution from which the insoluble solid is separated.
상기 불용성 고체가 분리된 금속 화합물 용액에 염화암모늄을 첨가하여 침전물을 형성시키는 단계에 있어서, 상기 침전물은 염화백금산암모늄을 포함할 수 있다.In the step of adding ammonium chloride to the metal compound solution from which the insoluble solid is separated to form a precipitate, the precipitate may include ammonium chloroplatinate.
여기서, 상기 침전물은 금속 화합물 용액으로부터 여과되고, 상기 여과는 멤브레인 필터를 사용하여 수행될 수 있다.Here, the precipitate is filtered from the metal compound solution, and the filtration may be performed using a membrane filter.
일 실시형태에 따르면, 상기 불용성 고체가 분리된 금속 화합물 용액에 염화암모늄을 첨가하여 침전물을 형성시키는 단계; 이후에, 상기 형성된 침전물을 여과 및 소성하여 백금을 회수하는 단계;를 더 포함하는 것일 수 있다.According to one embodiment, adding ammonium chloride to the metal compound solution from which the insoluble solid is separated to form a precipitate; Thereafter, filtering and calcining the formed precipitate to recover platinum; may be further included.
즉, 상기 여과된 침전물을 소성하는 단계를 통해 추가적으로 백금을 회수할 수 있다.That is, it is possible to additionally recover platinum through the step of calcining the filtered precipitate.
일 실시형태에 따르면, 상기 소성은, 300 ℃내지 500 ℃에서 수행하는 것일 수 있다.According to one embodiment, the sintering may be performed at 300 °C to 500 °C.
일 실시형태에 따르면, 상기 여과된 침전물은, 소성 전 유기 용매로 세정되는 것일 수 있고, 상기 유기 용매는, 알코올류일 수 있다.According to an embodiment, the filtered precipitate may be washed with an organic solvent before firing, and the organic solvent may be alcohol.
구체적인 일례로, 메일알코올, 에틸알코올 또는 이들의 혼합물을 사용하여 세정될 수 있다.As a specific example, it may be washed using mail alcohol, ethyl alcohol, or a mixture thereof.
본 발명에 따른 백금계 폐촉매로부터 백금을 회수하는 방법은, 상기 여과된 침전물을 소성 전 알코올류의 유기 용매로 세정한 뒤, 300 ℃내지 500 ℃의 온도에서 소성함으로써, 비교적 낮은 소성 온도에서 백금을 회수할 수 있을 뿐만 아니라, 추가적인 백금의 회수를 통해 백금의 회수율이 향상될 수 있는 특징이 있다.In the method for recovering platinum from a platinum-based spent catalyst according to the present invention, the filtered precipitate is washed with an alcohol-based organic solvent before calcination, and then calcined at a temperature of 300 ° C. to 500 ° C., thereby providing platinum at a relatively low calcination temperature. Not only can it be recovered, but there is a feature that the recovery rate of platinum can be improved through additional recovery of platinum.
일 실시형태에 따르면, 상기 소성은, 1 시간 내지 5 시간 동안 수행될 수 있다.According to an embodiment, the firing may be performed for 1 hour to 5 hours.
본 발명에 따른 백금계 폐촉매로부터 백금을 회수하는 방법에 있어서, 이어지는 단계는, 상기 침전물이 여과된 금속 화합물 용액 잔여액에, 등유 및 트리옥틸아민(Trioctylamine)의 혼합물을 첨가 및 교반하여, 수용액층 및 유기층을 형성시키는 단계이다.In the method for recovering platinum from the platinum-based spent catalyst according to the present invention, the following step is an aqueous solution by adding and stirring a mixture of kerosene and trioctylamine to the residue of the metal compound solution from which the precipitate is filtered. It is a step of forming a layer and an organic layer.
상기 수용액층 및 유기층을 형성시키는 단계는, 상기 침전물이 여과된 금속 화합물 용액 잔여액에서 용매 추출법을 통해 백금과 니켈, 코발트 등의 희유금속을 분리하기 위한 단계이다.The step of forming the aqueous layer and the organic layer is a step for separating platinum, rare metals such as nickel and cobalt from the precipitated metal compound solution residue through a solvent extraction method.
이 때, 상기 침전물이 여과된 금속 화합물 용액 잔여액에, 등유 및 트리옥틸아민(Trioctylamine)의 혼합물을 첨가 및 교반하면, 첨가된 등유 및 트리옥틸아민(Trioctylamine) 성분은 유기층을 형성하고, 금속 화합물 용액 잔여액은 수용액층을 형성하면서 상분리가 이루어진다.At this time, when a mixture of kerosene and trioctylamine is added and stirred to the residue of the metal compound solution from which the precipitate is filtered, the added kerosene and trioctylamine components form an organic layer, and the metal compound The remaining solution is phase-separated while forming an aqueous layer.
이 때, 상기 수용액층 내에는 백금이 포함되어 있고, 상기 유기층 내에는 백금 이외의 희유금속들이 포함되어 있으므로, 상기 수용액층과 유기층을 분리한 뒤, 각각으로부터 백금과 희유금속을 회수할 수 있다. At this time, since platinum is included in the aqueous solution layer and rare metals other than platinum are included in the organic layer, the aqueous solution layer and the organic layer are separated, and platinum and rare metals can be recovered from each.
일 실시형태에 따르면, 상기 트리옥틸아민(Trioctylamine)의 함량은, 상기 등유 및 상기 트리옥틸아민(Trioctylamine)의 혼합물 중, 1 중량% 내지 10 중량%인 것일 수 있다.According to an embodiment, the content of the trioctylamine may be 1 wt% to 10 wt% of the mixture of the kerosene and the trioctylamine.
바람직하게는, 상기 등유 및 상기 트리옥틸아민(Trioctylamine)의 혼합물 중, 1 중량% 내지 8 중량%인 것일 수 있고, 더욱 바람직하게는, 상기 등유 및 상기 트리옥틸아민(Trioctylamine)의 혼합물 중, 3 중량% 내지 8 중량%인 것일 수 있다.Preferably, in the mixture of the kerosene and the trioctylamine, 1 wt% to 8 wt%, more preferably, in the mixture of the kerosene and the trioctylamine, 3 It may be in an amount of from weight % to 8 weight %.
상기 트리옥틸아민(Trioctylamine)의 함량이 상기 범위 미만일 경우, 유기층 내로 희유 금속이 충분히 이동하지 않을 수 있고, 상기 범위를 초과할 경우 등유 내 잘 섞이지 않을 수 있다.When the content of trioctylamine is less than the above range, the rare metal may not sufficiently move into the organic layer, and if it exceeds the above range, it may not be well mixed in kerosene.
일 실시형태에 따르면, 상기 침전물이 분리된 금속 화합물 용액 잔여액 및 등유 및 트리옥틸아민(Trioctylamine)의 혼합물의 부피비는, 1 : 0.1 내지 1 : 10인 것일 수 있다.According to one embodiment, the volume ratio of the metal compound solution residue from which the precipitate is separated and the mixture of kerosene and trioctylamine may be 1:0.1 to 1:10.
바람직하게는, 상기 침전물이 분리된 금속 화합물 용액 잔여액 및 등유 및 트리옥틸아민(Trioctylamine)의 혼합물의 부피비는, 1 : 0.5 내지 1 : 5인 것일 수 있고, 더욱 바람직하게는, 상기 침전물이 분리된 금속 화합물 용액 잔여액 및 등유 및 트리옥틸아민(Trioctylamine)의 혼합물의 부피비는, 1 : 0.5 내지 1 : 2인 것일 수 있다.Preferably, the volume ratio of the metal compound solution residue from which the precipitate is separated and the mixture of kerosene and trioctylamine may be 1: 0.5 to 1: 5, more preferably, the precipitate is separated The volume ratio of the residual solution of the metal compound solution and the mixture of kerosene and trioctylamine may be 1:0.5 to 1:2.
상기 부피비 범위에서, 수용액층과 유기층이 바람직한 비율로 형성됨으로써, 수용액층과 유기층 내 포함된 성분들의 분리가 충분히 이루어질 수 있으며, 수용액층과 유기층의 분리가 용이해질 수 있다.In the above volume ratio range, since the aqueous solution layer and the organic layer are formed in a preferable ratio, separation of the components included in the aqueous solution layer and the organic layer may be sufficiently achieved, and the separation of the aqueous solution layer and the organic layer may be facilitated.
일 실시형태에 따르면, 상기 수용액층 및 유기층을 형성시키는 단계는, pH 3 내지 5에서 수행되는 것일 수 있다. 상기 pH 범위는 고순도의 백금 회수에 유리하게 작용할 수 있다.According to an embodiment, the forming of the aqueous solution layer and the organic layer may be performed at a pH of 3 to 5. The above pH range may be advantageous for high purity platinum recovery.
본 발명에 따른 백금계 폐촉매로부터 백금을 회수하는 방법에 있어서, 이어지는 단계는, 상기 수용액층 및 상기 유기층을 분리하고, 분리된 수용액층으로부터 백금을 회수하는 단계이다.In the method for recovering platinum from a platinum-based spent catalyst according to the present invention, the following steps are the steps of separating the aqueous solution layer and the organic layer, and recovering platinum from the separated aqueous solution layer.
일 실시형태에 따르면, 상기 수용액층 및 상기 유기층은 분별깔대기를 사용하여 분리할 수 있고, 교반 후 일정 시간 동안 정치시킨 후 분리할 수 있다.According to an embodiment, the aqueous solution layer and the organic layer may be separated using a separatory funnel, and may be separated after being allowed to stand for a predetermined time after stirring.
일 실시형태에 따르면, 상기 백금은, 상기 분리된 수용액층으로부터 수용매를 증발시킴으로써 회수될 수 있다.According to an embodiment, the platinum may be recovered by evaporating an aqueous solvent from the separated aqueous solution layer.
일 실시형태에 따르면, 상기 분리된 유기층으로부터 희유금속을 회수하는 단계;를 더 포함하고, 상기 희유금속은, Ni, Co 및 Ru로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것일 수 있다.According to one embodiment, the method further comprises; recovering the rare metal from the separated organic layer, wherein the rare metal may include at least one selected from the group consisting of Ni, Co, and Ru.
일 실시형태에 따르면, 상기 희유금속은, 상기 분리된 유기층으로부터 유기용매를 증발시킴으로써 회수될 수 있다.According to an embodiment, the rare metal may be recovered by evaporating an organic solvent from the separated organic layer.
본 발명에 따른 백금을 회수하는 방법은, 백금계 폐촉매로부터 백금 뿐만 아니라 희유금속을 고순도로 회수함으로써, 고가의 귀금속이 재활용될 수 있는 장점이 있다.The method for recovering platinum according to the present invention has the advantage that expensive precious metals can be recycled by recovering not only platinum but also rare metals with high purity from a platinum-based spent catalyst.
일 실시형태에 따르면, 본 발명에 따른 백금을 회수하는 방법은, 백금의 회수율이 95 % 이상이고, 회수된 백금의 순도가 99.9 % 이상인 것일 수 있다.According to one embodiment, in the method for recovering platinum according to the present invention, the recovery rate of platinum may be 95% or more, and the purity of the recovered platinum may be 99.9% or more.
본 발명의 다른 측면은, 상기 백금을 회수하는 방법에 의해 회수된 백금을 왕수에 용해하여 백금 화합물을 형성시키는 단계; 및 상기 백금 화합물을 감압증류하여 질산기를 제거하는 단계;를 포함하는, 백금계 폐촉매로부터 염화백금산을 제조하는 방법을 제공한다.Another aspect of the present invention comprises the steps of dissolving the platinum recovered by the method for recovering platinum in aqua regia to form a platinum compound; and removing the nitric acid group by distilling the platinum compound under reduced pressure. It provides a method for producing chloroplatinic acid from a platinum-based spent catalyst.
일 실시형태에 따르면, 상기 백금 화합물을 감압 증류하여 질산기를 제거하는 단계는, 회전 증발기를 이용하여 수행하는 것일 수 있다.According to one embodiment, the step of removing the nitric acid group by distilling the platinum compound under reduced pressure may be performed using a rotary evaporator.
상기 회전 증발기는, 회전 농축기라고도 하며 성분들의 끓는점 차이를 이용하여 성분을 분리, 증류, 농축하는 기능을 가진다.The rotary evaporator, also referred to as a rotary concentrator, has a function of separating, distilling, and concentrating components using the difference in boiling point of the components.
상기 백금 화합물은, 염산백금산 및 질산기(NO3-) 성분을 포함하며, 상기 백금 화합물에서 질산기를 감압 증류 방식으로 제거함으로써, 고순도의 염산백금산이 제조될 수 있다.The platinum compound includes a hydrochloric acid platinic acid and a nitric acid group (NO 3 ) component, and by removing the nitric acid group from the platinum compound by vacuum distillation, high-purity hydrochloric acid platinic acid can be prepared.
일 실시형태에 따르면, 상기 백금 화합물을 감압 증류하여 질산기를 제거하는 단계; 이 후에, 염산(HCl)을 첨가하여 감압 증류하는 단계;를 더 포함하는 것일 수 있다. According to an embodiment, removing the nitric acid group by distilling the platinum compound under reduced pressure; After this, the step of distilling under reduced pressure by adding hydrochloric acid (HCl); may further include.
즉, 질산기 성분이 제거된 염화백금산에 염산(HCl)을 첨가하고 한번 더 감압 증류하여 미량의 질산기를 완전히 제거함으로써, 고순도의 염화백금산을 수득할 수 있다.That is, by adding hydrochloric acid (HCl) to the chloroplatinic acid from which the nitric acid group component has been removed and distilling under reduced pressure once more to completely remove a trace amount of nitric acid groups, chloroplatinic acid of high purity can be obtained.
본 발명에 따른 방법에 의해 회수된 백금 및 염화백금산은 연료전지 전극 촉매에 사용될 수 있다.The platinum and chloroplatinic acid recovered by the process according to the present invention can be used in fuel cell electrode catalysts.
이하, 실시예 및 비교예에 의하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail by way of Examples and Comparative Examples.
단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.However, the following examples are only for illustrating the present invention, and the content of the present invention is not limited to the following examples.
<실시예><Example>
500 mg의 PtCo/C, PtNi/C 촉매를 50 mL 비커에 넣고 왕수 10 mL를 첨가한 후, 80 ℃ 온도에서 1시간 유지하여 담지된 백금 및 코발트, 니켈을 완전히 녹인 금속화합물 용액을 제조하였다. 500 mg of PtCo/C, PtNi/C catalyst was placed in a 50 mL beaker, 10 mL of aqua regia was added, and then maintained at 80° C. for 1 hour to prepare a metal compound solution in which the supported platinum, cobalt, and nickel were completely dissolved.
상기 금속화합물 용액을 상온까지 식히고 이를 멤브레인 필터를 사용하여 여과한 후, 걸러진 불용성 탄소 담체는 다시 아세톤으로 세정하면서 여과를 실시하여 담체를 분리하였다. After the metal compound solution was cooled to room temperature and filtered using a membrane filter, the filtered insoluble carbon carrier was filtered while washing again with acetone to separate the carrier.
불용성 탄소 담체가 여과된 금속화합물 용액은 상온에 방치하여 세정 시 유입된 아세톤을 모두 증발시켰다. 이후, 금속화합물 용액에 염화암모늄(NH4Cl)을 첨가하였다. 이에따라 형성된 침전물을 멤브레인 필터로 여과하였다. The metal compound solution filtered with the insoluble carbon carrier was left at room temperature to evaporate all of the acetone introduced during washing. Then, ammonium chloride (NH 4 Cl) was added to the metal compound solution. The precipitate thus formed was filtered through a membrane filter.
여과된 침전물을 에탄올로 세정한 뒤, 400 ℃ 온도로 소성하여 백금을 회수하였다.The filtered precipitate was washed with ethanol and calcined at 400° C. to recover platinum.
침전물이 여과된 금속화합물 용액 잔여액에 등유에 섞은 트리옥틸아민(Trioctylamine) 추출제를 사용하여 수용액층과 유기층을 분리한 뒤, 수용액층으로부터 고순도 백금을 회수하고, 유기층으로부터 코발트, 니켈을 회수하였다.After separating the aqueous layer and the organic layer using a trioctylamine extractant mixed with kerosene in the residue of the metal compound solution from which the precipitate was filtered, high-purity platinum was recovered from the aqueous layer, and cobalt and nickel were recovered from the organic layer. .
이후, 회수한 백금을 왕수에 용해시킨 후, 회전 증발기를 이용하여 질산기를 완전히 제거하여 고순도 염화백금산을 제조하였다.Thereafter, the recovered platinum was dissolved in aqua regia, and then the nitric acid group was completely removed using a rotary evaporator to prepare high-purity chloroplatinic acid.
도 1은, 본 발명 일 실시형태에 따른 백금계 폐촉매로부터 백금 회수 및 회수된 백금을 사용한 염화백금산 제조공정을 도식화한 것이다.1 is a schematic diagram of a process for producing chloroplatinic acid using platinum recovered and recovered from a platinum-based spent catalyst according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 백금계 폐촉매인 PtCo/C, PtNi/C 촉매로부터 백금을 회수하고, 회수된 백금으로부터 염화백금산을 제조하는 일련의 공정을 이해할 수 있다.Referring to FIG. 1 , a series of processes for recovering platinum from PtCo/C and PtNi/C catalysts that are platinum-based spent catalysts and for preparing chloroplatinic acid from the recovered platinum can be understood.
구체적으로, 백금계 폐촉매인 PtCo/C, PtNi/C 촉매에 왕수를 첨가하여 제조된 금속화합물 용액을 여과하여 불용성 고체인 탄소를 분리하고, 불용성 고체를 여과한 여과액인 금속화합물 용액에 염화암모늄을 첨가하여 침전물을 형성시킨다.Specifically, the metal compound solution prepared by adding aqua regia to the PtCo/C and PtNi/C catalysts, which are platinum-based spent catalysts, is filtered to separate carbon, which is an insoluble solid, and the insoluble solid is filtered. Ammonium is added to form a precipitate.
침전물을 여과 및 세정한 후, 침전물을 소성하여 백금을 회수하고, 침전물이 여과된 금속화합물 용액 잔여액으로부터 용매 추출을 통해 백금을 회수한다.After filtering and washing the precipitate, platinum is recovered by calcining the precipitate, and platinum is recovered from the residue of the metal compound solution in which the precipitate is filtered through solvent extraction.
회수된 백금으로부터 감압 증류법을 통해 고순도의 염화 백금산을 제조한다.From the recovered platinum, chloroplatinic acid of high purity is prepared by distillation under reduced pressure.
<실험예> 폐촉매로부터 백금과 희유금속의 회수율과 순도<Experimental Example> Recovery rate and purity of platinum and rare metals from spent catalysts
상기 실시예의 회수 방법을 통해 폐촉매(PtCo/C, PtNi/C)로부터 회수된 백금, 코발트, 니켈의 회수율과 순도를 측정하였다.The recovery rate and purity of platinum, cobalt, and nickel recovered from spent catalysts (PtCo/C, PtNi/C) through the recovery method of the above example were measured.
회수된 백금, 코발트, 니켈의 순도는 ICP(Inductively Coupled Plasma Spectrometer)를 사용하여 측정하였다.The purity of the recovered platinum, cobalt, and nickel was measured using an Inductively Coupled Plasma Spectrometer (ICP).
표 1은, PtCo/C 폐촉매로부터 회수된 백금과 코발트의 회수율과 순도를 나타낸 것이고, 표 2는, PtNi/C 폐촉매로부터 회수된 백금과 니켈의 회수율과 순도를 나타낸 것이다. Table 1 shows the recovery rates and purity of platinum and cobalt recovered from the spent PtCo/C catalyst, and Table 2 shows the recovery rates and purity of platinum and nickel recovered from the spent PtNi/C catalyst.
표 1 및 표2의 결과에 따르면, 회수된 백금은 95 % 이상의 회수율과 99.9 % 이상의 순도를 나타냈으며, 회수된 코발트와 니켈 모두 99 % 이상의 회수율과 99.9 % 이상의 순도를 나타내는 것을 확인할 수 있다.According to the results of Tables 1 and 2, the recovered platinum exhibited a recovery rate of 95% or more and a purity of 99.9% or more, and it can be confirmed that both the recovered cobalt and nickel exhibited a recovery rate of 99% or more and a purity of 99.9% or more.
이를 통해, 본 발명에 따른 백금의 회수 방법은, 고온의 소성과정이나 독성가스의 방출없이, 고회수율 및 고순도의 백금을 회수할 수 있을 뿐만 아니라, 코발트, 니켈과 같은 희유금속을 고회수율 및 고순도로 회수할 수 있음을 알 수 있다. Through this, the platinum recovery method according to the present invention can recover platinum of high recovery and high purity without a high-temperature calcination process or release of toxic gas, as well as rare metals such as cobalt and nickel with high recovery and high purity It can be seen that it can be recovered by
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다. 그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 청구범위의 범위에 속한다.As described above, although the embodiments have been described with reference to the limited drawings, those skilled in the art may apply various technical modifications and variations based on the above. For example, even if the described techniques are performed in an order different from the described method, and/or the described components are combined or combined in a different form from the described method, or replaced or substituted by other components or equivalents Appropriate results can be achieved. Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents to the claims are also within the scope of the following claims.
Claims (12)
상기 금속 화합물 용액을 여과하여 불용성 고체를 분리하는 단계;
상기 불용성 고체가 분리된 금속 화합물 용액에 염화암모늄을 첨가하여 침전물을 형성시키는 단계;
상기 침전물이 여과된 금속 화합물 용액 잔여액에, 등유 및 트리옥틸아민(Trioctylamine)의 혼합물을 첨가 및 교반하여, 수용액층 및 유기층을 형성시키는 단계; 및
상기 수용액층 및 상기 유기층을 분리하고, 분리된 수용액층으로부터 백금을 회수하는 단계;를 포함하는,
백금계 폐촉매로부터 백금을 회수하는 방법.
preparing a metal compound solution by adding aqua regia to the platinum-based spent catalyst;
filtering the metal compound solution to separate insoluble solids;
forming a precipitate by adding ammonium chloride to the metal compound solution from which the insoluble solid is separated;
forming an aqueous layer and an organic layer by adding and stirring a mixture of kerosene and trioctylamine to the residue of the metal compound solution from which the precipitate is filtered; and
Separating the aqueous solution layer and the organic layer, and recovering platinum from the separated aqueous solution layer;
A method for recovering platinum from a platinum-based spent catalyst.
상기 백금계 폐촉매는,
PtCo/C, PtNi/C, Pt/Al2O3, Pt/SiO2, PtRu/C, PtRu black, Pt/C, PtSn, PtPd, PtNi, PtMo, PtOs 및 PtCo 중에서 선택된 하나 이상을 포함하는 것인,
백금계 폐촉매로부터 백금을 회수하는 방법.
According to claim 1,
The platinum-based spent catalyst,
PtCo/C, PtNi/C, Pt/Al 2 O 3 , Pt/SiO 2 , PtRu/C, PtRu black, Pt/C, PtSn, PtPd, PtNi, PtMo, PtOs and PtCo containing at least one selected from sign,
A method for recovering platinum from a platinum-based spent catalyst.
상기 왕수의 온도는, 75 ℃내지 90 ℃인 것인,
백금계 폐촉매로부터 백금을 회수하는 방법.
According to claim 1,
The temperature of the aqua regia is, 75 ℃ to 90 ℃,
A method for recovering platinum from a platinum-based spent catalyst.
상기 금속 화합물 용액을 제조하는 단계는,
상기 백금계 폐촉매에 왕수를 첨가한 후, 50 ℃ 내지 100 ℃의 온도에서 30 분 내지 2시간 동안 유지시키는 것인,
백금계 폐촉매로부터 백금을 회수하는 방법.
According to claim 1,
The step of preparing the metal compound solution,
After adding aqua regia to the platinum-based spent catalyst, it is maintained at a temperature of 50 ° C. to 100 ° C. for 30 minutes to 2 hours,
A method for recovering platinum from a platinum-based spent catalyst.
상기 금속 화합물 용액을 제조하는 단계는,
상기 백금계 폐촉매 100 mg에 대하여, 상기 왕수를 1 ml 내지 10 ml로 첨가하는 것인,
백금계 폐촉매로부터 백금을 회수하는 방법.
According to claim 1,
The step of preparing the metal compound solution,
With respect to 100 mg of the platinum-based spent catalyst, the aqua regia is added in an amount of 1 ml to 10 ml,
A method for recovering platinum from a platinum-based spent catalyst.
상기 불용성 고체가 분리된 금속 화합물 용액에 염화암모늄을 첨가하여 침전물을 형성시키는 단계; 이후에,
상기 형성된 침전물을 여과 및 소성하여 백금을 회수하는 단계;를 더 포함하는 것인,
백금계 폐촉매로부터 백금을 회수하는 방법.
According to claim 1,
forming a precipitate by adding ammonium chloride to the metal compound solution from which the insoluble solid is separated; Since the,
Filtering and calcining the formed precipitate to recover platinum;
A method for recovering platinum from a platinum-based spent catalyst.
상기 소성은, 300 ℃내지 500 ℃에서 수행하는 것인,
백금계 폐촉매로부터 백금을 회수하는 방법.
7. The method of claim 6,
The calcination, which is carried out at 300 ℃ to 500 ℃,
A method for recovering platinum from a platinum-based spent catalyst.
상기 트리옥틸아민(Trioctylamine)의 함량은,
상기 등유 및 상기 트리옥틸아민(Trioctylamine)의 혼합물 중, 1 중량% 내지 10 중량%인 것인,
백금계 폐촉매로부터 백금을 회수하는 방법.
According to claim 1,
The content of the trioctylamine (Trioctylamine) is,
Of the mixture of the kerosene and the trioctylamine, 1 wt% to 10 wt%,
A method for recovering platinum from a platinum-based spent catalyst.
상기 침전물이 분리된 금속 화합물 용액 잔여액 및 등유 및 트리옥틸아민(Trioctylamine)의 혼합물의 부피비는, 1 : 0.1 내지 1 : 10 인 것인,
백금계 폐촉매로부터 백금을 회수하는 방법.
According to claim 1,
The volume ratio of the metal compound solution residue from which the precipitate is separated and the mixture of kerosene and trioctylamine is 1: 0.1 to 1: 10,
A method for recovering platinum from a platinum-based spent catalyst.
상기 분리된 유기층으로부터 희유금속을 회수하는 단계;를 더 포함하고,
상기 희유금속은, Ni, Co 및 Ru로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것인,
백금계 폐촉매로부터 백금을 회수하는 방법.
According to claim 1,
It further comprises; recovering the rare metal from the separated organic layer,
The rare metal will include at least one selected from the group consisting of Ni, Co and Ru,
A method for recovering platinum from a platinum-based spent catalyst.
백금의 회수율이 95 % 이상이고,
회수된 백금의 순도가 99.9 % 이상인 것인,
백금계 폐촉매로부터 백금을 회수하는 방법.
According to claim 1,
The recovery rate of platinum is more than 95%,
The purity of the recovered platinum is 99.9% or more,
A method for recovering platinum from a platinum-based spent catalyst.
상기 백금 화합물을 감압증류하여 질산기를 제거하는 단계;를 포함하는,
백금계 폐촉매로부터 염화백금산을 제조하는 방법.The method for recovering platinum according to any one of claims 1 to 11, comprising: dissolving the recovered platinum in aqua regia to form a platinum compound; and
Containing; distilling the platinum compound under reduced pressure to remove the nitric acid group;
A method for producing chloroplatinic acid from a platinum-based spent catalyst.
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| KR1020200012051A KR20210098577A (en) | 2020-01-31 | 2020-01-31 | Method for recovering platinum from spent catalyst and manufacturing method of platinum chloride using the same |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20230097378A (en) | 2021-12-24 | 2023-07-03 | 엘티메탈 주식회사 | Method for recovering high purity platinum from a waste catalyst for fuel cells |
-
2020
- 2020-01-31 KR KR1020200012051A patent/KR20210098577A/en not_active Application Discontinuation
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