KR20220087915A - Ferrous sulfate manufacturing method - Google Patents
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Abstract
본 발명은 철 함유 물질에 황산 수용액을 혼합하여 황산제일철을 수득하는 방법으로서, 상기 황산 수용액의 농도는 40 내지 80 중량%인, 황산제일철 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for obtaining ferrous sulfate by mixing an aqueous solution of sulfuric acid with an iron-containing material, wherein the concentration of the aqueous solution of sulfuric acid is 40 to 80% by weight.
Description
본 발명은 황산제일철 제조방법에 관한 것이다. 구체적으로 본 발명은 별도의 결정화 단계 또는 여과단계를 거칠 필요없는 황산제일철 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for producing ferrous sulfate. Specifically, the present invention relates to a method for producing ferrous sulfate that does not require a separate crystallization step or a filtration step.
수처리 응집제로 널리 쓰이는 황산제일철은 시멘트 중 6가 크롬을 3가 크롬으로 환원시킴으로써 각종 암과 질병 문제가 개선된 안전한 시멘트 제조를 위해 사용되고 있다. 통상 황산제일철은 철강재 산세, 이산화티타늄 제조 등 주로 타제품 제조공정에서 발생하는 황산철 용액으로부터 제조되고 있다. Ferrous sulfate, which is widely used as a coagulant for water treatment, is used for safe cement production with improved cancer and disease problems by reducing hexavalent chromium in cement to trivalent chromium. In general, ferrous sulfate is produced from iron sulfate solution mainly generated in the manufacturing process of other products, such as steel pickling and titanium dioxide production.
한편 황산제일철은 철과 황산의 반응을 통해 제조될 수 있는데, 최근에는 자원 재활용 및 제조비용 저감 측면에서 철과 황산을 함유한 각종 부산물, 폐기물 등을 활용하는 기술에 많은 관심이 집중되고 있다. 철강산업에서는 Mill scale 등 철 성분을 다량 함유한 부산물이 발생되며 반도체산업에서는 높은 농도의 폐황산이 다량 발생되므로, 이러한 부산물을 활용하여 황산제일철을 제조함으로써 폐기물 처리비용 저감, 자원의 효율적 활용 등의 효과를 구현할 수 있다.On the other hand, ferrous sulfate can be produced through the reaction of iron and sulfuric acid. Recently, in terms of recycling resources and reducing manufacturing costs, a lot of attention has been paid to technologies that utilize various by-products and wastes containing iron and sulfuric acid. In the steel industry, by-products containing a large amount of iron components such as mill scale are generated, and in the semiconductor industry, high concentration of waste sulfuric acid is generated. effect can be realized.
상기 언급한 철강재 산세, 이산화티타늄 제조 공정에서 발생하는 황산철 용액으로부터 황산제일철을 제조하기 위해서는 증발 또는 냉각을 통한 결정화 과정이 필요하며, 이를 위해 다량의 에너지 및 복잡한 설비가 필요한 단점이 있다. 또한 철과 황산을 함유한 부산물, 폐기물 등을 활용하는 경우에도, 일반적인 습식공정을 사용하게 되면 황산철 용액이 발생하고 에너지 및 설비 측면에서 불리한 결정화 과정을 거쳐야만 하는 단점이 있다. 더불어 결정화 과정 후 황산제일철을 여액으로부터 분리하기 위해 여과 과정을 거쳐야만 한다.In order to produce ferrous sulfate from the iron sulfate solution generated in the above-mentioned steel material pickling and titanium dioxide manufacturing process, a crystallization process through evaporation or cooling is required, and for this, a large amount of energy and complex equipment are required. In addition, even when using by-products and wastes containing iron and sulfuric acid, when a general wet process is used, an iron sulfate solution is generated and it has to undergo a crystallization process, which is unfavorable in terms of energy and facilities. In addition, after the crystallization process, a filtration process must be performed to separate the ferrous sulfate from the filtrate.
철 함유 부산물로서 제철소 탈황더스트를 사용하여 황산용액과의 반응을 통해 황산철 수용액을 제조하는 방법이 제시되었다. 이와 같은 습식공정은 상기 언급한 바와 같이 결정화 및 여과 과정을 거쳐야만 한다. 이러한 단점을 극복하기 위해 철원과 황산용액을 반응시켜 황산철 수용액을 제조한 후 농황산을 추가하여 황산제일철을 제조하는 방법이 제시되었다. 이를 통해 결정화 공정은 생략 가능하나 황산제일철이 용액과 혼합되어 있는 슬러리 형태로 제조되므로 여전히 여과 과정을 거쳐야 하는 단점이 있다. 또한 90wt% 이상의 농황산이 필요하므로 주로 90wt% 이하의 농도로 발생되는 폐황산만으로 황산제일철을 제조하는 것이 어려운 단점이 있다.A method for preparing an aqueous iron sulfate solution through reaction with a sulfuric acid solution using desulfurization dust from a steel mill as an iron-containing by-product has been proposed. Such a wet process must go through crystallization and filtration as described above. In order to overcome this disadvantage, a method for preparing ferrous sulfate by reacting an iron source with a sulfuric acid solution to prepare an aqueous iron sulfate solution and then adding concentrated sulfuric acid has been proposed. Through this, the crystallization process can be omitted, but since it is prepared in the form of a slurry in which ferrous sulfate is mixed with a solution, there is a disadvantage in that it still needs to go through a filtration process. In addition, since concentrated sulfuric acid of 90 wt% or more is required, there is a disadvantage in that it is difficult to manufacture ferrous sulfate only with spent sulfuric acid mainly generated at a concentration of 90 wt% or less.
본 발명에서는 결정화 및 여과 과정을 거치지 않고 철원과 황산을 반응시켜 곧바로 황산제일철을 제조하는 방법을 제시하고자 한다.The present invention intends to propose a method for directly producing ferrous sulfate by reacting an iron source with sulfuric acid without undergoing crystallization and filtration.
본 발명은 황산농도가 제어된 황산 수용액을 사용하여 별도의 결정화 단계 또는 여과 단계를 거치지 않는 황산제일철 제조방법을 제공하고자 한다. An object of the present invention is to provide a method for producing ferrous sulfate that does not undergo a separate crystallization step or filtration step using an aqueous solution of sulfuric acid with a controlled sulfuric acid concentration.
본 발명 일 구현예에 따른 황산제일철 제조방법은 철 함유 물질에 황산 수용액을 혼합하여 황산제일철을 수득하는 방법으로서, 상기 황산 수용액의 농도는 40 내지 80 중량%일 수 있다. The method for producing ferrous sulfate according to an embodiment of the present invention is a method of obtaining ferrous sulfate by mixing an iron-containing material with an aqueous solution of sulfuric acid, and the concentration of the aqueous solution of sulfuric acid may be 40 to 80 wt%.
상기 철 함유 물질에 대한 황산 수용액의 혼합비는 중량비로 0.5 내지 2일 수 있다.The mixing ratio of the aqueous solution of sulfuric acid to the iron-containing material may be 0.5 to 2 by weight.
상기 철 함유 물질은 철 성분이 50중량% 이상일 수 있다.The iron-containing material may contain an iron component of 50 wt% or more.
상기 철 함유 물질은 철 스크랩, 철광석, 밀스케일(Mill scale), 철 함유 더스트, 철 함유 슬러지를 포함하는 군으로부터 선택된 1 종 이상일 수 있다.The iron-containing material may be at least one selected from the group consisting of iron scrap, iron ore, mill scale, iron-containing dust, and iron-containing sludge.
상기 황산제일철 제조방법은 수득되는 황산제일철이 건조단계를 거치지 않고도 함수율이 15 중량% 이하일 수 있다. In the method for producing ferrous sulfate, the obtained ferrous sulfate may have a moisture content of 15% by weight or less without going through a drying step.
상기 황산 수용액은 반도체 폐황산일 수 있다.The sulfuric acid aqueous solution may be semiconductor waste sulfuric acid.
상기 철 함유 물질은 Fe 분말, FeO 분말 또는 이의 혼합을 포함할 수 있다.The iron-containing material may include Fe powder, FeO powder, or a mixture thereof.
본 발명 일 구현예의 제조방법에 따라 제조된 황산제일철은 함수율이 낮아 별도의 결정화 단계 또는 여과단계를 필요로하지 않는다. The ferrous sulfate prepared according to the manufacturing method of one embodiment of the present invention has a low water content, so a separate crystallization step or a filtration step is not required.
본 발명 일 구현예의 제조방법에 따라 제조된 황산제일철은 별도의 추가 공정 없이 시멘트 첨가제로 사용될 수 있다.The ferrous sulfate prepared according to the manufacturing method of one embodiment of the present invention may be used as a cement additive without a separate additional process.
본 발명 일 구현예에 따른 황산제일철 제조방법은 기존 기술에 비하여 에너지 비용이 감소되고, 제조설비도 단순화할 수 있다. The method for manufacturing ferrous sulfate according to an embodiment of the present invention can reduce energy cost and simplify manufacturing facilities compared to the existing technology.
본 발명 일 구현예에 따른 황산제일철 제조방법은 부산물, 폐기물등을 활용할 수 있어 폐기물 처리 비용 저감 및 자원의 효율적 활용이 가능하다.The method for manufacturing ferrous sulfate according to an embodiment of the present invention can utilize by-products, wastes, etc., thereby reducing the cost of waste treatment and efficiently utilizing resources.
도 1은 본 발명 일 구현예에 따른 Fe 분말을 포함하는 철 함유 물질을 사용한 황산제일철 생성물 XRD 결과를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명 일 구현예에 따른 FeO 분말을 포함하는 철 함유 물질을 사용한 황산제일철 생성물 XRD 결과를 도시한 것이다. 1 shows XRD results of a ferrous sulfate product using an iron-containing material including Fe powder according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 shows XRD results of a ferrous sulfate product using an iron-containing material including FeO powder according to an embodiment of the present invention.
제1, 제2 및 제3 등의 용어들은 다양한 부분, 성분, 영역, 층 및/또는 섹션들을 설명하기 위해 사용되나 이들에 한정되지 않는다. 이들 용어들은 어느 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션을 다른 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션과 구별하기 위해서만 사용된다. 따라서, 이하에서 서술하는 제1 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션은 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 제2 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션으로 언급될 수 있다.The terms first, second and third etc. are used to describe, but are not limited to, various parts, components, regions, layers and/or sections. These terms are used only to distinguish one part, component, region, layer or section from another part, component, region, layer or section. Accordingly, a first part, component, region, layer or section described below may be referred to as a second part, component, region, layer or section without departing from the scope of the present invention.
여기서 사용되는 전문 용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.The terminology used herein is for the purpose of referring to specific embodiments only, and is not intended to limit the present invention. As used herein, the singular forms also include the plural forms unless the phrases clearly indicate the opposite. The meaning of "comprising," as used herein, specifies a particular characteristic, region, integer, step, operation, element and/or component, and includes the presence or absence of another characteristic, region, integer, step, operation, element and/or component. It does not exclude additions.
어느 부분이 다른 부분의 "위에" 또는 "상에" 있다고 언급하는 경우, 이는 바로 다른 부분의 위에 또는 상에 있을 수 있거나 그 사이에 다른 부분이 수반될 수 있다. 대조적으로 어느 부분이 다른 부분의 "바로 위에" 있다고 언급하는 경우, 그 사이에 다른 부분이 개재되지 않는다.When a part is referred to as being “on” or “on” another part, it may be directly on or on the other part, or the other part may be involved in between. In contrast, when a part is referred to as being "directly above" another part, the other part is not interposed therebetween.
또한, 특별히 언급하지 않는 한 %는 중량%를 의미하며, 1ppm은 0.0001중량%이다.In addition, unless otherwise specified, % means weight %, and 1 ppm is 0.0001 weight %.
다르게 정의하지는 않았지만, 여기에 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 보통 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.Although not defined otherwise, all terms including technical terms and scientific terms used herein have the same meaning as those commonly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. Commonly used terms defined in the dictionary are additionally interpreted as having a meaning consistent with the related technical literature and the presently disclosed content, and unless defined, are not interpreted in an ideal or very formal meaning.
이하, 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail so that those of ordinary skill in the art can easily implement them. However, the present invention may be embodied in several different forms and is not limited to the embodiments described herein.
이하, 각 단계에 대하여 구체적으로 살펴본다.Hereinafter, each step will be described in detail.
본 발명은 철 함유 물질과 황산 수용액을 사용하되, 황산철 수용액 제조단계를 거치지 않아 별도의 결정화단계 또는 여과단계를 필요로 하지 않는 황산제일철 제조방법을 제공하고자 한다.An object of the present invention is to provide a method for producing ferrous sulfate that uses an iron-containing material and an aqueous sulfuric acid solution, but does not require a separate crystallization step or filtration step because the iron sulfate aqueous solution production step is not performed.
철과 황산의 반응은 발열반응으로서, 두 물질을 혼합하면 다량의 열이 발생하여 반응에 참여하지 않은 잉여의 물을 증발시키게 된다. 철 함유 물질과 황산 혼합 후 물이 증발되어 잔류하는 물의 양이 황산철 수용액을 생성시키지 않을 정도로 적게 되면, 황산제일철은 고체 형태로 곧바로 생성될 수 있다. 이에 본 발명은 철과 황산의 반응에 의한 생성열과 초기 물의 양, 즉 황산 수용액의 농도를 적절히 조절함으로써 별도의 결정화 또는 여과단계를 거치지 않는 황산제일철 제조방법을 제공하고자 한다.The reaction of iron and sulfuric acid is an exothermic reaction, and when the two substances are mixed, a large amount of heat is generated and excess water not participating in the reaction is evaporated. If, after mixing the iron-containing material and sulfuric acid, water evaporates and the amount of remaining water is so small that an aqueous iron sulfate solution is not formed, ferrous sulfate can be directly produced in a solid form. Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for producing ferrous sulfate that does not undergo a separate crystallization or filtration step by appropriately adjusting the heat of formation by the reaction of iron and sulfuric acid and the initial amount of water, that is, the concentration of an aqueous sulfuric acid solution.
본 발명 일 구현예에 따른 황산제일철 제조방법은 철 함유 물질에 황산 수용액을 혼합하여 황산제일철을 수득하는 방법으로서, 상기 황산 수용액의 농도는 40 내지 80 중량%일 수 있다. 이 때 사용되는 황산은 신산, 폐황산을 포함한 어떤 형태의 황산이라도 무방하나 고체 형태의 황산제일철을 곧바로 제조하기 위해서는 적절한 농도의 황산을 사용해야 한다. 구체적으로 황산은 반도체 제조공정에서 배출되는 반도체 폐황산일 수 있다. 황산 수용액의 농도가 너무 낮으면 철과 황산의 반응에 의해 생성되는 반응열에 비하여 물의 양이 상대적으로 많다. 이에 따라 반응열로 마저 물이 증발되기 어려워 고형분의 황산제일철이 바로 얻어지지 않고 수용액 상태의 황산철이 얻어지는 문제가 있다. 반면 황산 농도가 너무 높으면 황산 점도가 높고 이온화가 용이하지 않은바, 철 함유 물질과의 반응이 원활하지 않아 황산제일철 생성이 효과적이지 못한 문제가 있다. 구체적으로 황산 수용액의 농도 범위는 40 내지 60중량%일 수 있다. The method for producing ferrous sulfate according to an embodiment of the present invention is a method of obtaining ferrous sulfate by mixing an iron-containing material with an aqueous solution of sulfuric acid, and the concentration of the aqueous solution of sulfuric acid may be 40 to 80 wt%. The sulfuric acid used at this time may be any form of sulfuric acid, including nitric acid and spent sulfuric acid, but in order to directly produce ferrous sulfate in solid form, sulfuric acid of an appropriate concentration must be used. Specifically, the sulfuric acid may be semiconductor waste sulfuric acid discharged from a semiconductor manufacturing process. If the concentration of the sulfuric acid aqueous solution is too low, the amount of water is relatively large compared to the heat of reaction generated by the reaction of iron and sulfuric acid. Accordingly, there is a problem in that it is difficult to evaporate water even with the heat of reaction, so that ferrous sulfate in a solid content cannot be obtained immediately, but iron sulfate in an aqueous solution is obtained. On the other hand, if the concentration of sulfuric acid is too high, the sulfuric acid viscosity is high and ionization is not easy, and the reaction with iron-containing materials is not smooth, so there is a problem in that the production of ferrous sulfate is not effective. Specifically, the concentration range of the aqueous solution of sulfuric acid may be 40 to 60% by weight.
상기 철 함유 물질에 대한 황산 수용액의 혼합비는 중량비로 0.5 내지 2일 수 있다. 본 발명은 상기 살펴본 바와 같이 철과 황산의 반응열로 불필요한 수분을 증발시켜 별도의 결정화, 여과가 필요 없는 황산제일철 제조방법인 바, 철 함유 물질과 황산 수용액은 적절한 비율로 혼합되어야 한다. 즉, 철 함유 물질이 황산 수용액의 양에 비하여 상대적으로 많으면 철과 반응할 황산이 부족하여 황산제일철 생성량이 적어지는 문제가 있다. 반면 철 함유 물질의 양에 비하여 황산 수용액의 양이 상대적으로 많으면 잔류 황산이 발생하게 되어 제조된 황산제일철을 폐수처리 또는 시멘트 등에 사용하는 경우에 악영향을 미칠 수 있다. 구체적으로 철 함유 물질에 대한 황산 수용액의 혼합비는 중량비로 0.8 내지 1.2일 수 있다.The mixing ratio of the aqueous solution of sulfuric acid to the iron-containing material may be 0.5 to 2 by weight. As described above, the present invention is a method for producing ferrous sulfate that does not require separate crystallization and filtration by evaporating unnecessary moisture through the heat of reaction between iron and sulfuric acid, and thus an iron-containing material and an aqueous solution of sulfuric acid must be mixed in an appropriate ratio. That is, when the iron-containing material is relatively large compared to the amount of the aqueous solution of sulfuric acid, there is a problem in that the amount of ferrous sulfate produced is decreased due to insufficient sulfuric acid to react with iron. On the other hand, if the amount of the sulfuric acid aqueous solution is relatively large compared to the amount of the iron-containing material, residual sulfuric acid is generated, which may adversely affect the use of the manufactured ferrous sulfate for wastewater treatment or cement. Specifically, the mixing ratio of the aqueous solution of sulfuric acid to the iron-containing material may be 0.8 to 1.2 by weight.
상기 철 함유 물질과 황산의 혼합은 통상의 교반 반응기로 수행될 수 있다.Mixing of the iron-containing material and sulfuric acid may be performed in a conventional stirred reactor.
상기 철 함유 물질은 철 성분이 50중량% 이상일 수 있다. 철 함유 물질 중 철을 제외한 다른 성분이 황산 수용액과 반응하는 것을 최소화하여 황산제일철을 용이하게 제조하고자 하는 것이다. 상기 철 함유 물질은 Fe 분말, FeO 분말 또는 이의 혼합을 포함할 수 있다. 상기 철 함유 물질은 철 스크랩, 철광석, Mill scale, 철 함유 더스트, 철 함유 슬러지를 포함하는 군으로부터 선택된 1 종 이상일 수 있다.The iron-containing material may contain an iron component of 50 wt% or more. This is to facilitate the manufacture of ferrous sulfate by minimizing the reaction of components other than iron among iron-containing materials with the aqueous sulfuric acid solution. The iron-containing material may include Fe powder, FeO powder, or a mixture thereof. The iron-containing material may be at least one selected from the group consisting of iron scrap, iron ore, mill scale, iron-containing dust, and iron-containing sludge.
상기 황산제일철 제조방법은 수득되는 황산제일철이 건조단계를 거치지 않고도 함수율이 15 중량% 이하일 수 있다. 구체적으로 함수율이 10 내지 15 중량%일 수 있다. 또한, 본 발명은 황산의 농도 및 철 함유 물질과 황산 혼합비를 제어하여 황산제일철을 제조하는바, 불순물이 거의 혼합되지 않고, 특히 함수율이 낮다. 즉, 본 발명 일 구현예에 따라 제조된 황산제일철은 별도의 결정화, 여과 단계 없이 바로 폐수처리, 시멘트 제조 등에 사용될 수 있다.In the method for producing ferrous sulfate, the obtained ferrous sulfate may have a moisture content of 15% by weight or less without going through a drying step. Specifically, the moisture content may be 10 to 15% by weight. In addition, in the present invention, ferrous sulfate is produced by controlling the concentration of sulfuric acid and the mixing ratio of the iron-containing material and sulfuric acid, so that impurities are hardly mixed, and the water content is particularly low. That is, the ferrous sulfate prepared according to one embodiment of the present invention can be directly used for wastewater treatment, cement production, etc. without separate crystallization and filtration steps.
이하 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail so that those of ordinary skill in the art can easily implement them. However, the present invention may be embodied in various different forms, and is not limited to the embodiments described herein.
실험예Experimental example
본 발명예에서 사용한 철 함유 물질 및 황산 수용액의 농도를 표 1에 명시하였다. 표 1의 혼합비로 철 함유 물질과 황산 수용액을 5분간 혼합하여 황산제일철 생성물을 수득하여 분쇄하여 함수율을 측정하고 생성물의 XRD 결과를 도 1, 2에 도시하였다. 도 1은 실험예 3, 도 2는 실험예 6의 결과이다.The concentrations of the iron-containing material and the sulfuric acid aqueous solution used in the examples of the present invention are specified in Table 1. A ferrous sulfate product was obtained by mixing an iron-containing material and an aqueous sulfuric acid solution at the mixing ratio shown in Table 1 for 5 minutes, and then pulverized to measure the moisture content. The XRD results of the product are shown in FIGS. 1 and 2 . 1 is a result of Experimental Example 3, and FIG. 2 is a result of Experimental Example 6.
(wt%)sulfuric acid concentration
(wt%)
그 결과 Fe, FeO 등 철을 함유한 물질과 황산의 혼합을 통해 함수율이 낮은 황산제일철의 제조가 가능함을 확인할 수 있다. 10 내지 15wt% 수준의 함수율을 가진 제품은 추가적인 건조 과정 없이 곧바로 시멘트 첨가재로 사용될 수 있다. 그림 1과 2로부터 제조된 황산제일철은 1수염 또는 4수염임을 확인할 수 있다. 또한 철원 대비 황산이 부족하여 각각 Fe 및 FeO가 일부 잔류함을 알 수 있으며, 이러한 잔류 물질은 그 양이 적으므로 폐수처리, 시멘트 등에 사용시 큰 영향을 미치지 않는다.As a result, it can be confirmed that ferrous sulfate having a low water content can be produced by mixing sulfuric acid with a material containing iron such as Fe and FeO. Products having a moisture content of 10 to 15 wt% can be used directly as a cement additive without an additional drying process. From Figures 1 and 2, it can be confirmed that the prepared ferrous sulfate is single or quadruped. In addition, it can be seen that some of Fe and FeO remain, respectively, due to insufficient sulfuric acid compared to the iron source, and since the amount of these residual substances is small, they do not have a significant effect when used in wastewater treatment, cement, etc.
반면 기존 제조방법에 대응하는 실험예 7, 8은 사용 황산의 농도는 낮고 혼합량이 많은 습식방법으로, 함수율이 높아 수용액인 황산철 용액으로 얻어져 이것을 가열하여 물을 증발시켜 황산제일철을 수득할 수 있었다. 실험예 7, 8에 따른 황산제일철은 함수율이 5 중량% 수준으로 낮게 나타나기는 하나, 이는 별도의 가열 건조 단계를 거친 것으로, 반응 후 즉시 황산제일철 결정을 수득할 수 있는 본 발명과 차이가 있다.On the other hand, Experimental Examples 7 and 8 corresponding to the existing manufacturing method were wet methods with a low concentration of sulfuric acid used and a large mixing amount, and were obtained as an aqueous iron sulfate solution with a high moisture content, which was heated to evaporate water to obtain ferrous sulfate. there was. Although the ferrous sulfate according to Experimental Examples 7 and 8 showed a low water content at a level of 5 wt%, it was subjected to a separate heat-drying step, which is different from the present invention in which ferrous sulfate crystals can be obtained immediately after the reaction.
또한 실험예 5는 황산 수용액 농도 90중량%를 사용한 것으로 황산의 농도가 높아 함수율은 낮게 나타나지만, 실제 생성물을 관찰 하였을 때 황산제일철의 수득율이 낮아 본 발명에서 목적하는 바에 부합하지 않았다.Also, Experimental Example 5 used a sulfuric acid aqueous solution concentration of 90% by weight, and the concentration of sulfuric acid was high and the moisture content was low.
또한 실험예 9는 황산 수용액의 양을 적게 사용한 것이다. 이 경우 황산 수용액의 양이 적어 함수율은 낮게 나타나지만, 철 함유 물질과 반응할 황산의 양이 적어, 실제 생성물을 관찰 하였을 때 황산제일철의 수득율이 낮아 본 발명에서 목적하는 바에 부합하지 않았다.Also, Experimental Example 9 used a small amount of the sulfuric acid aqueous solution. In this case, the amount of aqueous solution of sulfuric acid is small, so the water content is low, but the amount of sulfuric acid to react with the iron-containing material is small, and the yield of ferrous sulfate is low when the actual product is observed, so it did not meet the purpose of the present invention.
본 발명은 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.The present invention is not limited to the embodiments, but can be manufactured in various different forms, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can use other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. It will be appreciated that this may be practiced. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive.
Claims (7)
상기 황산 수용액의 농도는 40 내지 80 중량%인, 황산제일철 제조방법.A method for obtaining ferrous sulfate by mixing an aqueous solution of sulfuric acid with an iron-containing material, the method comprising:
The concentration of the aqueous solution of sulfuric acid is 40 to 80% by weight, ferrous sulfate production method.
상기 철 함유 물질에 대한 황산 수용액의 혼합비는 중량비로 0.5 내지 2인, 황산제일철 제조방법.The method of claim 1,
The mixing ratio of the aqueous solution of sulfuric acid to the iron-containing material is 0.5 to 2 by weight.
상기 철 함유 물질은 철 성분이 50중량% 이상인, 황산제일철 제조방법.The method of claim 1,
The method for producing ferrous sulfate, wherein the iron-containing material has an iron component of 50% by weight or more.
상기 철 함유 물질은 철 스크랩, 철광석, 밀스케일(Mill scale), 철 함유 더스트, 철 함유 슬러지를 포함하는 군으로부터 선택된 1 종 이상인, 황산제일철 제조방법.The method of claim 1,
The method of claim 1, wherein the iron-containing material is at least one selected from the group consisting of iron scrap, iron ore, mill scale, iron-containing dust, and iron-containing sludge.
상기 황산제일철 제조방법은
수득되는 황산제일철이 건조단계를 거치지 않고도 함수율이 15 중량% 이하인, 황산제일철 제조방법.The method of claim 1,
The method for producing ferrous sulfate is
A method for producing ferrous sulfate, wherein the obtained ferrous sulfate has a water content of 15% by weight or less without going through a drying step.
상기 황산 수용액은 반도체 폐황산인, 황산제일철 제조방법.The method of claim 1,
The sulfuric acid aqueous solution is semiconductor waste sulfuric acid, ferrous sulfate manufacturing method.
상기 철 함유 물질은 Fe 분말, FeO 분말 또는 이의 혼합을 포함하는, 황산제일철 제조방법.
The method of claim 1,
The iron-containing material is Fe powder, FeO powder, or a method for producing ferrous sulfate comprising a mixture thereof.
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| KR102669586B1 (en) | 2023-12-21 | 2024-05-28 | 소광민 | Method of manufacturing ferrous sulfate by solization treatment of ferrous material |
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| JP2003104728A (en) * | 2001-09-28 | 2003-04-09 | Nittetsu Mining Co Ltd | Method for treating iron-containing sulfuric acid solution |
| KR20130109968A (en) * | 2010-05-17 | 2013-10-08 | 티옥사이드 유럽 리미티드 | Process for the production of ferrous sulphate monohydrate |
| KR101572914B1 (en) * | 2015-04-15 | 2015-12-01 | 넥스테크(주) | Poly ferric sulfate manufacture method using disuse sulfuric acid of semiconductor production process |
-
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