KR20220034672A - Method for recovery of platinum group metal - Google Patents

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KR20220034672A
KR20220034672A KR1020210118344A KR20210118344A KR20220034672A KR 20220034672 A KR20220034672 A KR 20220034672A KR 1020210118344 A KR1020210118344 A KR 1020210118344A KR 20210118344 A KR20210118344 A KR 20210118344A KR 20220034672 A KR20220034672 A KR 20220034672A
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디에스엠 주식회사
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Abstract

The present invention relates to a method for recovering platinum group metals. The method for recovering platinum group metals comprises: a rolling step of rolling platinum melting furnace lining scrap containing platinum group metals; a leachate preparation step of preparing a leachate containing the platinum group metals by inputting and dissolving the platinum melting furnace lining scrap containing the platinum group metals rolled in the rolling step into a reaction tank filled with aqua regia; a leachate concentration step of concentrating the leachate prepared in the leachate preparation step; and a platinum group metal recovery step of, after putting the concentrate prepared in the leachate concentration step into a mixing tank and injecting an oxidizing gas to heat the concentrate to a temperature of 80 to 90 ℃, preparing a mixed solution having an acidity of pH 7 to 8 by injecting an oxidizing gas into the concentrate and mixing the same with a separating solution, cooling the mixed solution by injecting an oxidizing gas into the mixed tank, and the obtaining the platinum group metals by filtering the cooled mixed solution. The method for recovering platinum group metals through the above exhibits an effect of recovering the platinum group metals such as platinum, rhodium, and palladium contained in the platinum melting furnace lining scrap with excellent yield.

Description

백금족 금속의 회수방법 {METHOD FOR RECOVERY OF PLATINUM GROUP METAL}Method for recovering platinum group metals {METHOD FOR RECOVERY OF PLATINUM GROUP METAL}

본 발명음 백금족 금속의 회수방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 산업폐기물에 함유되어 있는 백금, 로듐 및 팔라듐과 같은 백금족 금속을 우수한 수율로 회수하는 백금족 금속의 회수 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for recovering platinum group metals, and more particularly, to a method for recovering platinum group metals, such as platinum, rhodium and palladium, contained in industrial wastes with excellent yield.

통상적적으로, 백금족 금속은 귀금속 및 전자산업에 고급 유용소재로 널리 사용되고, 고온에서도 물리화학적으로 안정하여 항공재료, 석유화학 및 자동차 촉매 분야 등과 같은 분야에서 광범위하게 사용되고 있으며, 최근에는 IT산업발전에 따른 고순도 백금에 대한 수요가 급증하면서 백금족 시장은 지속적으로 늘어나고 있는 상황이다.In general, platinum group metals are widely used as high-quality useful materials in precious metals and electronic industries, and are widely used in fields such as aviation materials, petrochemicals and automobile catalysts because they are physically and chemically stable even at high temperatures, and recently, in the development of the IT industry. As the demand for high-purity platinum is rapidly increasing, the platinum group market is continuously increasing.

그러나, 폐전자기기 스크랩, 석유화학 폐촉매, 자동차 폐촉매 및 유리공업용 용광로 라이닝 스크랩 등과 같이 백금을 사용한 후 배출되는 산업폐기물의 배출량도 시장 성장에 비례하여 증가하고 있어 백금족 금속을 재활용할 수 있는 기술이 절실히 요구되고 있는 상황이다.However, the amount of industrial wastes discharged after using platinum such as scraps for electronic devices, waste catalysts for petrochemicals, scraps for automobiles and blast furnace linings for glass industry is also increasing in proportion to the market growth, so the technology that can recycle platinum group metals This is a situation that is desperately needed.

특히, 현재 국내에서 배출되는 백금족 금속 폐기물은 선진화된 재활용 기술의 한계성으로 인해 많은 물량이 해외로 보내져 재활용 처리되어 재수입되고 있는 상황으로 국내 백금 재활용 산업 활성화를 통한 자원 유출 방지 및 자원 자급률을 향상시킬 필요가 있으며, 백금에 관련한 시장이 급성장하고 있는 추세에 발맞춰 관련 신규 산업 활성화를 통한 부가가치 창출은 물론 선진화된 백금족 재활용 기술개발이 시급하게 이루어져야 한다.In particular, due to the limitations of advanced recycling technologies, a large amount of platinum group metal waste currently discharged in Korea is being recycled and re-imported. In line with the rapid growth of the platinum-related market, it is urgent to develop advanced platinum group recycling technology as well as create added value through revitalization of related new industries.

상기 백금족 금속은 산화 포텐셜이 낮아 침출이 매우 어렵고 침출속도가 느려 침출시키는데 필요한 시간이 전체 공정소요 시간의 70% 이상을 차지하는 것으로 알려져 있으며, 기존에 상기와 같은 백금족을 분리 및 정제하기 위한 방법으로 화학침전 및 결정화 방법, 용매추출 방법, 산화증류 방법 및 전해정련 방법 등이 알려진 바 있고, 전통적인 백금족 금속의 분리 및 정제 공정은 용해, 조건부여, 침전공정을 수회 반복 수행해야 하는 공정으로 분리도, 생산성, 조업의 복잡성 및 노동 집약성 등 비효율적인 측면이 높아 현재는 대부분 용매추출법을 사용하고 있다.It is known that the platinum group metal has a low oxidation potential, so leaching is very difficult, and the leaching rate is slow and the time required for leaching occupies more than 70% of the total process time. Precipitation and crystallization methods, solvent extraction methods, oxidative distillation methods, and electrolytic refining methods are known, and the traditional separation and purification process of platinum group metals is a process that requires repeated dissolution, conditioning, and precipitation processes several times. However, the solvent extraction method is currently mostly used due to its high inefficiency, such as the complexity of operation and labor intensiveness.

기존에 백금족 금속을 분리·정제하기 위한 용매추출 방법은 용해된 이온착물의 종, 산화환원 전위, 리간드 교환 속도, 추출제 반응, 추출속도 등에 기반을 두고 있으며, 공정시간을 단축할 수 있고, 높은 분리효율을 나타내며, 분리되는 백금의 고순도화가 가능하고, 고생산성, 공정의 유연성 및 다양성, 조업과 공정제어의 연속성 등의 장점을 가지고 있다.Existing solvent extraction methods for separating and purifying platinum group metals are based on the species of dissolved ion complexes, redox potential, ligand exchange rate, extractant reaction, extraction rate, etc. It shows separation efficiency, and it is possible to achieve high purity of separated platinum, and it has advantages such as high productivity, flexibility and diversity of the process, and continuity of operation and process control.

특히, 왕수를 이용한 왕수 침출 공정은 침출액에 포함된 백금족 금속을 왕수를 사용하여 침출시킴으로써, 백금과 팔라듐을 침출하는 방법이 활용되고 있으나, 왕수 침출 공정은 침출 공정을 수행한 후, 분별 결정 등의 방법에 의해 침출액에서 백금족 금속을 분리하여 장시간의 처리시간이 요구되고, 로듐을 함유하는 산업폐기물의 경우, 로듐의 포함 함량에 비례하여 백금 회수율이 감소하여 유리공업 등에서 배출되는 스크랩 등의 처리에는 부적합하다는 단점이 있었다.In particular, in the aqua regia leaching process using aqua regia, a method of leaching platinum and palladium by leaching platinum group metals contained in the leaching solution using aqua regia is used. In the case of industrial waste containing rhodium, the recovery rate of platinum decreases in proportion to the content of rhodium, so it is not suitable for the treatment of scrap, etc. discharged from the glass industry. There was a downside to that.

이에, 로듐과 백금의 회수율이 모두 우수하여 유리공업 등에서 배출되는 스크랩 등의 처리도 적합한 백금족 금속의 회수방법이 요구되고 있다.Accordingly, there is a need for a method for recovering a platinum group metal that is suitable for the treatment of scraps discharged from the glass industry, etc. because the recovery rates of both rhodium and platinum are excellent.

한국특허등록 제10-1114491호(2012.02.02)Korean Patent Registration No. 10-1114491 (02.02.2012) 한국특허등록 제10-1712763호(2017.02.27)Korean Patent Registration No. 10-1712763 (2017.02.27)

본 발명의 목적은 백금 용광로 라이닝 스크랩에 함유되어 있는 백금, 로듐 및 팔라듐과 같은 백금족 금속을 우수한 수율로 회수하는 백금족 금속의 회수 방법을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a method for recovering platinum group metals in which platinum group metals such as platinum, rhodium and palladium contained in platinum blast furnace lining scrap are recovered in excellent yield.

본 발명의 목적은 백금족 금속을 포함하는 백금 용광로 라이닝 스크랩을 압연하는 압연단계, 상기 압연단계를 통해 압연된 백금족 금속을 포함하는 백금 용광로 라이닝 스크랩을 왕수가 채워진 반응조에 투입하고 용해시켜 백금족 금속을 포함하는 침출액을 제조하는 침출액제조단계, 상기 침출액제조단계를 통해 제조된 침출액을 농축시키는 침출액농축단계 및 상기 침출액농축단계를 통해 제조된 농축액을 혼합조에 투입하고 산화성 가스를 주입하여 농축액을 80 내지 90 ℃의 온도로 가열한 후, 상기 농축액에 산화성 가스를 주입하고 분리액을 혼합하여 산성도가 pH 7 내지 8인 혼합 용액을 제조하고, 상기 혼합조에 산화성 가스를 주입하여 상기 혼합 용액을 냉각하며, 냉각한 혼합 용액을 여과하여 백금족 금속 용액을 수득하는 백금족회수단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 백금족 금속의 회수방법을 제공함에 의해 달성된다.An object of the present invention is a rolling step of rolling the platinum blast furnace lining scrap containing the platinum group metal, the platinum blast furnace lining scrap including the platinum group metal rolled through the rolling step is put into a reactor filled with aqua regia and dissolved to contain the platinum group metal a leachate preparation step of preparing a leachate for After heating to a temperature of It is achieved by providing a method for recovering a platinum group metal, characterized in that it comprises a platinum group recovery step of filtering the mixed solution to obtain a platinum group metal solution.

본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 압연단계는 상기 백금 용광로 라이닝 스크랩을 0.15 내지 0.3 밀리미터의 두께로 압연하여 이루어지는 것으로 한다.According to a preferred feature of the present invention, the rolling step is to be made by rolling the platinum furnace lining scrap to a thickness of 0.15 to 0.3 millimeters.

본 발명의 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 왕수는 10 내지 20M로 이루어지는 것으로 한다.According to a more preferred feature of the present invention, the aqua regia shall consist of 10 to 20M.

본 발명의 더욱 바람직한 특징에 따르면, 상기 왕수는 염산 100 중량부 및 질산 30 내지 35 중량부로 이루어지는 것으로 한다.According to a more preferred feature of the present invention, the aqua regia shall consist of 100 parts by weight of hydrochloric acid and 30 to 35 parts by weight of nitric acid.

본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 분리액은 수산화나트륨, 아질산나트륨, 질산나트륨, 황산나트륨, 황화나트륨, 수산화암모늄, 염화암모늄, 옥살산, 옥살산암모늄, 수산화칼슘, 수산화칼륨, 디에틸아민 및 α-벤조인옥심으로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상으로 이루어지는 것으로 한다.According to an even more preferred feature of the present invention, the separation solution is sodium hydroxide, sodium nitrite, sodium nitrate, sodium sulfate, sodium sulfide, ammonium hydroxide, ammonium chloride, oxalic acid, ammonium oxalate, calcium hydroxide, potassium hydroxide, diethylamine and α- It shall consist of at least one selected from the group consisting of benzoinoxime.

본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 분리액은 수산화나트륨이며, 질량농도가 25 내지 35%인 것으로 한다.According to an even more preferred feature of the present invention, the separation liquid is sodium hydroxide, and the mass concentration is assumed to be 25 to 35%.

본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 산화성 가스는 염소가스로 이루어지며, 0.05 내지 0.15 L/min의 양으로 주입되는 것으로 한다.According to an even more preferred feature of the present invention, the oxidizing gas is made of chlorine gas, and is injected in an amount of 0.05 to 0.15 L/min.

본 발명에 따른 백금족 금속의 회수 방법은 백금 용광로 라이닝 스크랩에 함유되어 있는 백금, 로듐 및 팔라듐과 같은 백금족 금속을 우수한 수율로 회수하는 탁월한 효과를 나타낸다.The method for recovering a platinum group metal according to the present invention exhibits an excellent effect of recovering platinum group metals such as platinum, rhodium and palladium contained in the lining scrap of a platinum furnace with an excellent yield.

도 1은 본 발명에 따른 백금족 금속의 회수 방법을 나타낸 순서도이다.1 is a flowchart illustrating a method for recovering a platinum group metal according to the present invention.

이하에는, 본 발명의 바람직한 실시예와 각 성분의 물성을 상세하게 설명하되, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는다.Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention and the physical properties of each component will be described in detail, which is intended to describe in detail enough that a person of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can easily carry out the invention, This does not mean that the technical spirit and scope of the present invention is limited.

본 발명에 따른 백금족 금속의 회수방법은 백금족 금속을 포함하는 백금 용광로 라이닝 스크랩을 압연하는 압연단계(S101), 상기 압연단계(S101)를 통해 압연된 백금족 금속을 포함하는 백금 용광로 라이닝 스크랩을 왕수가 채워진 반응조에 투입하고 용해시켜 백금족 금속을 포함하는 침출액을 제조하는 침출액제조단계(S103), 상기 침출액제조단계(S103)를 통해 제조된 침출액을 농축시키는 침출액농축단계(S105) 및 상기 침출액농축단계(S105)를 통해 제조된 농축액을 혼합조에 투입하고 산화성 가스를 주입하여 농축액을 80 내지 90 ℃의 온도로 가열한 후, 상기 농축액에 산화성 가스를 주입하고 분리액을 혼합하여 산성도가 pH 7 내지 8인 혼합 용액을 제조하고, 상기 혼합조에 산화성 가스를 주입하여 상기 혼합 용액을 냉각하며, 냉각한 혼합 용액을 여과하여 백금족 금속 용액을 수득하는 백금족회수단계(S107)로 이루어진다.A method for recovering a platinum group metal according to the present invention is a rolling step (S101) of rolling a platinum blast furnace lining scrap containing a platinum group metal, and a regia of the platinum blast furnace lining scrap including the rolled platinum group metal through the rolling step (S101). A leachate preparation step (S103) of preparing a leachate containing a platinum group metal by introducing and dissolving it in a reactor filled with it; S105) is put into the mixing tank, and an oxidizing gas is injected to heat the concentrate to a temperature of 80 to 90 ° C. Then, an oxidizing gas is injected into the concentrate and the separated solution is mixed to have an acidity of pH 7 to 8 It consists of a platinum group recovery step (S107) of preparing a mixed solution, injecting an oxidizing gas into the mixing tank to cool the mixed solution, and filtering the cooled mixed solution to obtain a platinum group metal solution.

상기 압연단계(S101)는 백금족 금속을 포함하는 백금 용광로 라이닝 스크랩을 압연하는 단계로, 상기 백금 용광로 라이닝 스크랩을 0.15 내지 0.3 밀리미터의 두께로 압연하여 이루어지는데, 백금의 경우는 0.3mm의 두께로 압연되는 것이 바람직하며, 백금과 로듐의 혼합물(질량농도 10%)의 경우 0.2mm의 두께로 압연되는 것이 바람직하고, 백금과 로듐의 혼합물(질량농도 20%)의 경우 0.15mm의 두께로 압연되는 것이 바람직하다.The rolling step (S101) is a step of rolling a platinum furnace lining scrap containing a platinum group metal, and is made by rolling the platinum furnace lining scrap to a thickness of 0.15 to 0.3 millimeters, in the case of platinum, rolling to a thickness of 0.3 mm In the case of a mixture of platinum and rhodium (mass concentration of 10%), it is preferably rolled to a thickness of 0.2 mm, and in the case of a mixture of platinum and rhodium (mass concentration of 20%), it is rolled to a thickness of 0.15 mm desirable.

상기와 같은 두께로 압연되는 산업폐기물의 경우 압연과정에서 백금족 금속의 일부 분리가 이루어질 뿐만 아니라 비표면적이 증가되어 백금족 금속의 침출률이 향상된다.In the case of industrial waste rolled to the same thickness as described above, not only part of the platinum group metal is separated during the rolling process, but also the specific surface area is increased, so that the leaching rate of the platinum group metal is improved.

상기 침출액제조단계(S103)는, 상기 압연단계(S101)를 통해 압연된 백금족 금속을 포함하는 백금 용광로 라이닝 스크랩을 왕수가 채워진 반응조에 투입하고 용해시켜 백금족 금속을 포함하는 침출액을 제조하는 단계다.In the step of preparing the leachate (S103), the platinum blast furnace lining scrap including the platinum group metal rolled through the rolling step (S101) is put into a reactor filled with aqua regia and dissolved to prepare a leachate containing the platinum group metal.

상기 왕수는 상기 왕수는 10 내지 20M의 농도로 이루어지며, 염산 100 중량부 및 질산이 30 내지 35 중량부로 이루어지는 것을 사용하는 것이 바람직하다.The aqua regia is preferably used in a concentration of 10 to 20M, and 100 parts by weight of hydrochloric acid and 30 to 35 parts by weight of nitric acid.

또한, 상기 백금족 금속을 포함하는 백금 용광로 라이닝 스크랩은 폐전자기기 스크랩, 석유화학 폐촉매, 자동차 폐촉매, 유리공장에서 배출되는 폐스크랩 등과 같은 통상적인 다양한 스크랩을 백금족 금속 회수를 위한 원재료로 활용할 수 있으며, 바람직하게는, 유리공장에서 배출되어 백금 및 로듐을 포함하는 폐스크랩를 원재료로 사용할 수 있다.In addition, the platinum blast furnace lining scrap containing the platinum group metal can be used as a raw material for recovering the platinum group metal, such as waste electronic device scrap, petrochemical waste catalyst, car waste catalyst, waste scrap discharged from glass factories, etc. and, preferably, waste scrap including platinum and rhodium discharged from a glass factory can be used as a raw material.

상기 침출액농축단계(S105)는 상기 침출액제조단계(S103)를 통해 제조된 침출액을 농축시키는 단계로, 상기 침출액제조단계(S103)를 통해 제조된 침출액을 농축시켜 농도가 향상된 침출액을 제조하는 과정으로 이루어지는데, 다양한 농축 방법을 이용해 농도가 향상된 침출액을 제조할 수 있지만, 바람직하게는, 침출액을 가열하여 농축하는 가열 농축 방법을 이용해 농축 침출액을 제조할 수 있고, 백금족 금속을 500,000 내지 800,000 mg/L의 농도로 포함하는 농축 침출액을 제조하는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는, 650,000 mg/L의 농도로 백금족 금속을 포함하는 농축 침출액을 제조하는 것이 바람직하다.The step of concentrating the leachate (S105) is a step of concentrating the leachate prepared in the step of preparing the leachate (S103), and the process of preparing the leachate with an improved concentration by concentrating the leachate prepared in the step of preparing the leach (S103). Although various concentration methods can be used to prepare a leachate having an improved concentration, preferably, a concentrated leachate can be prepared using a heat concentration method in which the leachate is heated and concentrated, and the platinum group metal is contained in the range of 500,000 to 800,000 mg/L It is preferable to prepare a concentrated leachate containing a concentration of

상기 백금족회수단계(S107)는 상기 침출액농축단계(S105)를 통해 제조된 농축액을 혼합조에 투입하고 산화성 가스를 주입하여 농축액을 80 내지 90 ℃의 온도로 가열한 후, 상기 농축액에 산화성 가스를 주입하고 분리액을 혼합하여 산성도가 pH 7 내지 8인 혼합 용액을 제조하고, 상기 혼합조에 산화성 가스를 주입하여 상기 혼합 용액을 냉각하며, 냉각한 혼합 용액을 여과하여 백금족 금속 용액을 수득하는 단계다.In the platinum group recovery step (S107), the concentrated solution prepared in the leachate concentration step (S105) is put into a mixing tank and an oxidizing gas is injected to heat the concentrated solution to a temperature of 80 to 90° C., and then an oxidizing gas is injected into the concentrated solution and mixing the separated solution to prepare a mixed solution having an acidity of 7 to 8, injecting an oxidizing gas into the mixing tank to cool the mixed solution, and filtering the cooled mixed solution to obtain a platinum group metal solution.

더욱 바람직하게는 상기 백금족회수단계(S107)는 상기 침출액농축단계(S105)를 통해 제조된 농축액 및 염기성 용액을 혼합조에서 혼합하여 혼합 용액을 제조하고, 제조한 혼합 용액을 여과하여 백금족 금속 용액을 수득하는 과정으로 이루어지는데, 상기 백금족 금속을 포함하는 농축액에서 백금, 로듐, 팔라듐 등과 같은 백금족 금속을 정제 및 회수할 수 있도록 분리액을 혼합할 수 있다.More preferably, in the platinum group recovery step (S107), the concentrated solution and the basic solution prepared in the leachate concentration step (S105) are mixed in a mixing tank to prepare a mixed solution, and the prepared mixed solution is filtered to obtain a platinum group metal solution It consists of a process for obtaining, and the separated solution may be mixed so that platinum group metals such as platinum, rhodium, palladium, etc. can be purified and recovered from the concentrate containing the platinum group metal.

상기 분리액은 상기 분리액은 수산화나트륨, 아질산나트륨, 질산나트륨, 황산나트륨, 황화나트륨, 수산화암모늄, 염화암모늄, 옥살산, 옥살산암모늄, 수산화칼슘, 수산화칼륨, 디에틸아민 및 α-벤조인옥심으로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상으로 이루어지는 것이 바람직하며, 질량농도가 25 내지 35%인 수산화나트륨으로 이루어지는 것이 가장 바람직하다.The separation solution is a group consisting of sodium hydroxide, sodium nitrite, sodium nitrate, sodium sulfate, sodium sulfide, ammonium hydroxide, ammonium chloride, oxalic acid, ammonium oxalate, calcium hydroxide, potassium hydroxide, diethylamine and α-benzoinoxime It is preferable that it consists of one or more selected from, and it is most preferable that it consists of sodium hydroxide having a mass concentration of 25 to 35%.

또한, 상기 분리액은 농축액의 산성도가 pH 7 내지 8이 될 때 까지 혼합하여 백금족 금속 중에서도 백금(Pt)을 우수한 분리 효율을 달성할 수 있으며, pH 7 미만의 조건으로 혼합하면 농축 침출액 내에 로듐 등의 백금족 금속의 함량이 증가하는 문제가 있고, pH 8을 초과하는 조건으로 혼합하면 농축 침출액 내에 백금의 함량이 감소하는 문제가 있다.In addition, the separation solution can be mixed until the acidity of the concentrate is pH 7 to 8 to achieve excellent separation efficiency for platinum (Pt) among platinum group metals. There is a problem in that the content of platinum group metals increases, and when mixed at a pH exceeding 8, there is a problem in that the content of platinum in the concentrated leachate decreases.

특히, 농축액에 포함된 백금족 금속 중에서도 백금 만을 고순도로 분리할 수 있도록, 반응조건을 조절하도록 구성할 수도 있는데, 혼합조에 아르곤, 헬륨 등과 같은 산화성 가스를 주입하여 상기 농축 침출액을 80 내지 90 ℃의 온도로 가열한 후, 상기 혼합조 내에 혼합 용액에 염소 가스 등의 산화성 가스를 직접적으로 주입한 상태에서 상기 염기성 용액을 혼합해 산성도가 pH 7 내지 8인 혼합 용액을 제조한 후, 혼합조에 산화성 가스를 주입하여 상기 혼합 용액을 냉각하고, 냉각한 혼합 용액을 여과하여 고순도로 백금을 포함하는 백금 용액을 수득할 수 있다.In particular, the reaction conditions may be adjusted so that only platinum among the platinum group metals contained in the concentrate can be separated with high purity. An oxidizing gas such as argon or helium is injected into the mixing tank to heat the concentrated leachate at a temperature of 80 to 90 ℃ After heating with a furnace, the basic solution is mixed in a state in which an oxidizing gas such as chlorine gas is directly injected into the mixed solution in the mixing tank to prepare a mixed solution having an acidity of 7 to 8, and then the oxidizing gas is added to the mixing tank The mixed solution is cooled by injection, and the cooled mixed solution is filtered to obtain a platinum solution containing platinum with high purity.

이때, 상기 산화성 가스로 염소 가스를 사용할 수 있으며, 상기 염소 가스는 상기 침출액제조단계에서 염산이 포함된 전해액을 산업폐기물과 반응시킨 후 기화되어 배출되는 가스를 수집하여 재사용할 수 있기 때문에 보다 친환경적인 공정을 수행할 수 있다.In this case, chlorine gas can be used as the oxidizing gas, and the chlorine gas is more environmentally friendly because the gas discharged after reacting the electrolyte containing hydrochloric acid with industrial waste in the leachate manufacturing step can be collected and reused. process can be performed.

상기와 같이 염소 가스를 혼합조에 주입하면 가열을 통해 염소 가스의 반응활성이 크게 증가한 상태가 유지되어 백금족 금속 염화물이 형성되어 농축 침출액 내에 포함된 백금족 금속의 용해도가 더욱 향상되어 분리 효율을 더욱 증가시킬 수 있으며, 로듐 또는 팔라듐에 비해 용해도가 높은 백금의 순도가 더욱 향상되는 효과를 달성할 수 있다.When chlorine gas is injected into the mixing tank as described above, the reaction activity of chlorine gas is greatly increased through heating, and platinum group metal chlorides are formed, which further improves the solubility of platinum group metals contained in the concentrated leachate, thereby further increasing separation efficiency. It is possible to achieve the effect of further improving the purity of platinum, which has high solubility compared to rhodium or palladium.

또한, 여과를 통해 로듐 등의 백금족 금속의 함량을 효과적으로 저감시키면서도, 고순도의 백금을 수득할 수 있도록, 제조한 혼합 용액에 응집제를 투입하는 단계를 추가로 진행될수도 있으며, 상기 응집제에 로듐이 응집되도록 하고, 상기 응집제를 투입한 혼합 용액을 여과하여 고순도의 백금만을 포함하는 백금용액을 수득하도록 구성할 수 있으며, 이와 같은 응집제로는 로듐을 응집시킬 수 있는 통상적인 다양한 고분자 응집제를 활용할 수 있고, 2-에틸헥사노에이트(2-ethylhexanoate) 등과 같은 고분자를 대표적인 예로 들 수 있다.In addition, to effectively reduce the content of platinum group metals such as rhodium through filtration, and to obtain high-purity platinum, the step of adding a coagulant to the prepared mixed solution may be additionally performed, so that rhodium is coagulated in the coagulant And, it can be configured to obtain a platinum solution containing only high-purity platinum by filtering the mixed solution to which the coagulant is added, and as such a coagulant, various conventional polymeric flocculants capable of coagulating rhodium can be used, 2 Polymers such as -ethylhexanoate (2-ethylhexanoate) can be cited as representative examples.

이하에서는 본 발명에 따른 백금족 금속의 회수방법 및 그 회수방법을 통해 회수되는 백금족 금속의 회수율을 실시예를 들어 설명하기로 한다.Hereinafter, the method for recovering the platinum group metal according to the present invention and the recovery rate of the platinum group metal recovered through the recovery method will be described with reference to examples.

<실시예 1><Example 1>

백금이 함유된 스크랩을 0.3mm의 두께로 압연하고 왕수(염산 100 중량부 및 질산 33 중량부) 10M을 1L를 준비하였으며, 백금이 함유된 스크랩 시편은 침출률을 확인하기 위해 투입된 원료량의 무게를 측정하였고, 티타늄 봉을 제작하여 백금이 함유된 스크랩과 결합시켰으며, 상온에서 86g의 백금함유 스크랩 시편(2×5cm, 두께:0.3T)을 왕수에 공급하고 교반하는 과정으로 백금이 함유된 스크랩에서 백금을 침출하였다.The scrap containing platinum was rolled to a thickness of 0.3 mm, and 1 L of aqua regia (100 parts by weight of hydrochloric acid and 33 parts by weight of nitric acid) was prepared. was measured, and a titanium rod was manufactured and combined with the platinum-containing scrap. At room temperature, 86 g of a platinum-containing scrap specimen (2×5 cm, thickness: 0.3T) was supplied to aqua regia and stirred. Platinum was leached from the scrap.

<실시예 2><Example 2>

상기 실시예 1과 동일하게 진행하되, 백금 대신 팔라듐이 함유된 스크랩을 0.2mm의 두께로 압연하여 팔라듐이 함유된 스크랩에서 팔라듐을 침출하였다.The same procedure as in Example 1, except that the palladium-containing scrap was rolled to a thickness of 0.2 mm instead of platinum, and palladium was leached from the palladium-containing scrap.

<실시예 3><Example 3>

상기 실시예 1과 동일하게 진행하되, 백금 대신 로듐이 함유된 스크랩을 0.15mm의 두께로 압연하여 로듐이 함유된 스크랩에서 로듐을 침출하였다.The same procedure as in Example 1 was performed, except that rhodium-containing scrap was rolled to a thickness of 0.15 mm instead of platinum, and rhodium was leached from the rhodium-containing scrap.

상기 실시예 1 내지 3을 통해 이루어진 백금족 금속의 침출률을 측정하여 아래 표 1에 나타내었다.The leaching rates of the platinum group metals made in Examples 1 to 3 were measured and shown in Table 1 below.

{단, 침출률은 각각 1, 3, 6 및 12시간에 침출액을 분취하여 농도분석을 통해 산출하였다.}{However, the leaching rate was calculated through concentration analysis by aliquoting the leachate at 1, 3, 6, and 12 hours, respectively.}

<표 1><Table 1>

Figure pat00001
Figure pat00001

상기 표 1에 나타낸 것처럼, 본 발명의 실시예 1 내지 3을 통해 제조된 침출액은 백금족 금속의 침출률이 우수한 것을 알 수 있다.As shown in Table 1, it can be seen that the leaching solutions prepared in Examples 1 to 3 of the present invention have excellent leaching rates of platinum group metals.

<실시예 4><Example 4>

상기 실시예 1을 통해 제조된 침출액을 가열하여 650,000 mg/L의 농도로 농축한 후에 농축액을 혼합조에 투입하고 산화성 가스를 주입하여 농축액을 85℃의 온도로 가열한 후, 상기 농축액에 산화성 가스를 주입하고 분리액(질량농도 30%인 수산화트륨)을 혼합하여 산성도가 pH 7 내지 8인 혼합 용액을 제조하고, 상기 혼합조에 산화성 가스(염소 가스)를 주입하여 상기 혼합 용액을 냉각하며, 냉각한 혼합 용액을 여과하여 백금을 회수하였다.After heating the leachate prepared in Example 1 and concentrating to a concentration of 650,000 mg/L, the concentrate was put into a mixing tank, and an oxidizing gas was injected to heat the concentrate to a temperature of 85° C., and then an oxidizing gas was added to the concentrate. A mixed solution having an acidity of pH 7 to 8 is prepared by injecting and mixing the separation solution (trium hydroxide having a mass concentration of 30%), and an oxidizing gas (chlorine gas) is injected into the mixing tank to cool the mixed solution, and cooled The mixed solution was filtered to recover platinum.

<실시예 5><Example 5>

상기 실시예 2를 통해 제조된 침출액을 가열하여 650,000 mg/L의 농도로 농축한 후에 농축액을 혼합조에 투입하고 산화성 가스를 주입하여 농축액을 85℃의 온도로 가열한 후, 상기 농축액에 산화성 가스를 주입하고 분리액(질량농도 30%인 수산화트륨)을 혼합하여 산성도가 pH 7 내지 8인 혼합 용액을 제조하고, 상기 혼합조에 산화성 가스(염소 가스)를 주입하여 상기 혼합 용액을 냉각하며, 냉각한 혼합 용액을 여과하여 팔라듐을 회수하였다.After heating the leachate prepared in Example 2 and concentrating to a concentration of 650,000 mg/L, the concentrate was added to a mixing tank, and an oxidizing gas was injected to heat the concentrate to a temperature of 85° C., and then an oxidizing gas was added to the concentrate. A mixed solution having an acidity of pH 7 to 8 is prepared by injecting and mixing the separation solution (trium hydroxide having a mass concentration of 30%), and an oxidizing gas (chlorine gas) is injected into the mixing tank to cool the mixed solution, and cooled The mixed solution was filtered to recover palladium.

<실시예 6><Example 6>

상기 실시예 3를 통해 제조된 침출액을 가열하여 650,000 mg/L의 농도로 농축한 후에 농축액을 혼합조에 투입하고 산화성 가스를 주입하여 농축액을 85℃의 온도로 가열한 후, 상기 농축액에 산화성 가스를 주입하고 분리액(질량농도 30%인 수산화트륨)을 혼합하여 산성도가 pH 7 내지 8인 혼합 용액을 제조하고, 상기 혼합조에 산화성 가스(염소 가스)를 주입하여 상기 혼합 용액을 냉각하며, 냉각한 혼합 용액을 여과하여 로듐을 회수하였다.After heating the leachate prepared in Example 3 and concentrating to a concentration of 650,000 mg/L, the concentrate was added to a mixing tank, and oxidizing gas was injected to heat the concentrate to a temperature of 85° C., and then an oxidizing gas was added to the concentrate. A mixed solution having an acidity of pH 7 to 8 is prepared by injecting and mixing the separation solution (trium hydroxide having a mass concentration of 30%), and an oxidizing gas (chlorine gas) is injected into the mixing tank to cool the mixed solution, and cooled The mixed solution was filtered to recover rhodium.

상기 실시예 4 내지 6을 통해 회수된 백금족 금속의 회수율을 측정하여 아래 표 2에 나타내었다. 측정장비로는 오창본원(한국기초과학지원연구원) 연구장치운영부에서 보유중인 글로우방전 질량분석기(GD-MS; 기기코드 AI74)와, 유도결합플라즈마분광기(제조사(모델);써모피셔사이언티픽코리아(iCAP 6000 SERIES))를 사용하여 회수율을 측정하였다.The recovery rates of the platinum group metals recovered through Examples 4 to 6 were measured and shown in Table 2 below. As measuring equipment, the Glow Discharge Mass Spectrometer (GD-MS; device code AI74) owned by the Research Equipment Operation Department of Ohchang Headquarters (Korea Institute of Basic Science) and the inductively coupled plasma spectrometer (manufacturer (model); Thermo Fisher Scientific Korea ( The recovery rate was measured using iCAP 6000 SERIES)).

<표 2><Table 2>

Figure pat00002
Figure pat00002

상기 표 2에 나타낸 것처럼, 본 발명의 실시예 4 내지 6을 통해 이루어지는 회수방법은 백금족 금속의 회수율이 99%를 초과하여 매우 우수한 것을 알 수 있다.As shown in Table 2, it can be seen that the recovery method of Examples 4 to 6 of the present invention has a very excellent recovery rate of platinum group metal exceeding 99%.

따라서, 본 발명에 따른 백금족 금속의 회수 방법은 백금 용광로 라이닝 스크랩에 함유되어 있는 백금, 로듐 및 팔라듐과 같은 백금족 금속을 우수한 수율로 회수한다.Accordingly, the method for recovering platinum group metals according to the present invention recovers platinum group metals such as platinum, rhodium and palladium contained in the platinum furnace lining scrap with excellent yield.

S101 ; 압연단계
S103 ; 침출액제조단계
S105 ; 침출액농축단계
S107 ; 백금족회수단계
S101; rolling stage
S103; Leachate preparation step
S105 ; Leachate Concentration Step
S107; Platinum family recovery stage

Claims (7)

백금족 금속을 포함하는 백금 용광로 라이닝 스크랩을 압연하는 압연단계;
상기 압연단계를 통해 압연된 백금족 금속을 포함하는 백금 용광로 라이닝 스크랩을 왕수가 채워진 반응조에 투입하고 용해시켜 백금족 금속을 포함하는 침출액을 제조하는 침출액제조단계;
상기 침출액제조단계를 통해 제조된 침출액을 농축시키는 침출액농축단계; 및
상기 침출액농축단계를 통해 제조된 농축액을 혼합조에 투입하고 산화성 가스를 주입하여 농축액을 80 내지 90 ℃의 온도로 가열한 후, 상기 농축액에 산화성 가스를 주입하고 분리액을 혼합하여 산성도가 pH 7 내지 8인 혼합 용액을 제조하고, 상기 혼합조에 산화성 가스를 주입하여 상기 혼합 용액을 냉각하며, 냉각한 혼합 용액을 여과하여 백금족 금속 용액을 수득하는 백금족회수단계;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 백금족 금속의 회수방법.
A rolling step of rolling a platinum furnace lining scrap containing a platinum group metal;
a leachate manufacturing step of preparing a leachate containing the platinum group metal by putting the platinum blast furnace lining scrap including the platinum group metal rolled through the rolling step into a reactor filled with aqua regia and dissolving it;
a leachate concentration step of concentrating the leachate prepared through the leachate preparation step; and
The concentrate prepared through the leachate concentration step is put into a mixing tank, and an oxidizing gas is injected to heat the concentrate to a temperature of 80 to 90 ° C. Then, an oxidizing gas is injected into the concentrate, and the separated solution is mixed so that the acidity is pH 7 to 7 A platinum group recovery step of preparing a mixed solution of 8, injecting an oxidizing gas into the mixing tank to cool the mixed solution, and filtering the cooled mixed solution to obtain a platinum group metal solution; method.
청구항 1에 있어서,
상기 압연단계는 상기 백금 용광로 라이닝 스크랩을 0.15 내지 0.3 밀리미터의 두께로 압연하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 백금족 금속의 회수방법.
The method according to claim 1,
The rolling step is a method for recovering a platinum group metal, characterized in that made by rolling the lining scrap of the platinum furnace to a thickness of 0.15 to 0.3 millimeters.
청구항 1에 있어서,
상기 왕수는 10 내지 20M로 이루어지는 것을 특징으로 하는 백금족 금속의 회수방법.
The method according to claim 1,
The aqua regia is a method for recovering a platinum group metal, characterized in that it consists of 10 to 20M.
청구항 3에 있어서,
상기 왕수는 염산 100 중량부 및 질산이 30 내지 35 중량부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 백금족 금속의 회수방법.
4. The method according to claim 3,
The aqua regia comprises 100 parts by weight of hydrochloric acid and 30 to 35 parts by weight of nitric acid.
제1항에 있어서,
상기 분리액은 수산화나트륨, 아질산나트륨, 질산나트륨, 황산나트륨, 황화나트륨, 수산화암모늄, 염화암모늄, 옥살산, 옥살산암모늄, 수산화칼슘, 수산화칼륨, 디에틸아민 및 α-벤조인옥심으로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 백금족 금속의 회수방법.
According to claim 1,
The separation solution is at least one selected from the group consisting of sodium hydroxide, sodium nitrite, sodium nitrate, sodium sulfate, sodium sulfide, ammonium hydroxide, ammonium chloride, oxalic acid, ammonium oxalate, calcium hydroxide, potassium hydroxide, diethylamine and α-benzoinoxime A method for recovering platinum group metals, comprising:
청구항 5에 있어서,
상기 분리액은 수산화나트륨이며, 질량농도가 25 내지 35%인 것을 특징으로 하는 백금족 금속의 회수방법.
6. The method of claim 5,
The separation solution is sodium hydroxide, and a method for recovering a platinum group metal, characterized in that the mass concentration is 25 to 35%.
청구항 1에 있어서,
상기 산화성 가스는 염소가스로 이루어지며, 0.05 내지 0.15 L/min의 양으로 주입되는 것을 특징으로 하는 백금족 금속의 회수방법.
The method according to claim 1,
The oxidizing gas is made of chlorine gas, the platinum group metal recovery method, characterized in that injected in an amount of 0.05 to 0.15 L / min.
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