KR20240041443A - System for recovering rare earth elements of permanent magnet and method therefor - Google Patents

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Abstract

본 발명은 폐 영구자석의 유가금속 회수시스템 및 회수방법에 관한 것이다.
이 중에서 유가금속 회수방법은 폐 영구자석 파우더를 산세폐액에 용해시키고, 폐 영구자석 파우더가 용해된 산세폐액으로부터 유가금속이 포함된 원료 파우더를 제조하는 산회수 단계와, 원료 파우더를 건식 밀도 분급하여 상기 원료 파우더로부터 유가금속을 회수하는 유가금속 회수단계를 포함할 수 있다.
The present invention relates to a system and method for recovering valuable metals from waste permanent magnets.
Among these, the valuable metal recovery method includes an acid recovery step of dissolving waste permanent magnet powder in pickling waste liquid, producing raw material powder containing valuable metals from the pickling waste liquid in which waste permanent magnet powder is dissolved, and dry density classifying the raw material powder. It may include a valuable metal recovery step of recovering valuable metal from the raw material powder.

Description

폐 영구자석의 유가금속 회수시스템 및 회수방법{SYSTEM FOR RECOVERING RARE EARTH ELEMENTS OF PERMANENT MAGNET AND METHOD THEREFOR}System and method for recovering valuable metals from waste permanent magnets {SYSTEM FOR RECOVERING RARE EARTH ELEMENTS OF PERMANENT MAGNET AND METHOD THEREFOR}

본 발명은 폐 영구자석의 유가금속 회수시스템 및 회수방법에 대한 발명이다. The present invention relates to a system and method for recovering valuable metals from waste permanent magnets.

최근, 전기자동차 수요가 급속하게 커지고 있으며 전기자동차에 필수적으로 사용되는 희토류 함유 자석의 수요 역시 증가하고 있다. Recently, the demand for electric vehicles is growing rapidly, and the demand for magnets containing rare earth elements, which are essential for electric vehicles, is also increasing.

희토류 함유 자석은 전량 수입에 의존하고 있으며, 전처리/재활용 설비를 위해 다량의 산(Acid)을 이용한 재활용에 국한되어 있다. 다량의 산 사용을 줄이기 위해서, 철강산업 공정 및 설비를 활용하여 기존 플랜트에 적용 가능한 기술 개발이 필요하다. Magnets containing rare earths are entirely dependent on imports, and recycling is limited to using large amounts of acid for pre-processing/recycling facilities. In order to reduce the use of large amounts of acid, it is necessary to develop technology applicable to existing plants by utilizing steel industry processes and facilities.

한편, 종래 폐 영구자석을 재활용하는 경우, 폐 영구자석을 강산에 전부 침출시키고, 일부 산세 폐액 전처리 과정에서 희토류 함유 원료가 혼입될 가능성이 높으므로, 향후 상업화 과정에서 발생할 수 있는 불순물을 제거하는 고순도화 기술이 필요하다. 이는 공정 비용 상승과 가격 경쟁력 약화시키는 문제점을 초래할 수 있다. Meanwhile, when recycling conventional waste permanent magnets, all of the waste permanent magnets are leached in strong acid, and there is a high possibility that rare earth-containing raw materials may be mixed during the pretreatment process of some of the pickling waste liquid, so high purity is required to remove impurities that may occur in the future commercialization process. Technology is needed. This can lead to problems such as rising process costs and weakening price competitiveness.

본 발명의 실시예들은 산세 공정 및 밀도 분급을 이용하여 폐 영구자석에 포함된 유가금속을 효과적으로 회수할 수 있도록 하는 폐 영구자석의 유가금속 회수시스템 및 회수방법을 제공하고자 한다.Embodiments of the present invention are intended to provide a system and method for recovering valuable metals from waste permanent magnets that can effectively recover valuable metals contained in waste permanent magnets using a pickling process and density classification.

본 발명의 일 측면에 따르면, 폐 영구자석 파우더를 산세폐액에 용해시키고, 폐 영구자석 파우더가 용해된 산세폐액으로부터 유가금속이 포함된 원료 파우더를 제조하는 산회수 단계; 및 상기 원료 파우더를 건식 밀도 분급하여 상기 원료 파우더로부터 유가금속을 회수하는 유가금속 회수단계를 포함하는, 폐 영구자석의 유가금속 회수방법이 제공될 수 있다.According to one aspect of the present invention, an acid recovery step of dissolving waste permanent magnet powder in pickling waste liquid and producing raw material powder containing valuable metals from the pickling waste liquid in which the waste permanent magnet powder is dissolved; And a valuable metal recovery step of recovering the valuable metal from the raw material powder by dry density classifying the raw material powder, a method for recovering valuable metal from a spent permanent magnet can be provided.

또한, 상기 산회수 단계는 철강의 산화층을 염산과 반응시켜 산세폐액을 생산하는 단계; 폐 영구자석 파우더를 산세폐액에 용해시키는 단계; 및 상기 폐 영구자석 파우더가 용해된 산세폐액으로부터 산화물이 포함된 원료 파우더와 재생 염산을 생산하는 단계를 포함하는, 폐 영구자석의 유가금속 회수방법이 제공될 수 있다.Additionally, the acid recovery step includes reacting the oxide layer of steel with hydrochloric acid to produce pickling waste liquid; Dissolving the waste permanent magnet powder in the pickling waste liquid; A method for recovering valuable metals from a spent permanent magnet may be provided, including producing raw material powder containing oxides and regenerated hydrochloric acid from the pickling waste liquid in which the spent permanent magnet powder is dissolved.

또한, 상기 산화물은 산화철(Fe2O3) 및 산화네오디뮴(Nd2O3)을 포함하는, 폐 영구자석의 유가금속 회수방법이 제공될 수 있다.In addition, the oxide includes iron oxide (Fe 2 O 3 ) and neodymium oxide (Nd 2 O 3 ), and a method for recovering valuable metals from a spent permanent magnet may be provided.

또한, 상기 산세폐액을 생산하는 단계는, 상기 폐 영구자석 파우더의 추가 용해가 산세폐액에서 가능하도록, 한계농도까지 프리산에 대한 추가 용해가 가능한 산세폐액을 제공하고, 상기 폐 영구자석 파우더를 산세폐액에 용해시키는 단계는, 상기 프리산을 이용하여 산세폐액에 상기 폐 영구자석 파우더를 상기 한계농도까지 용해시키고, 상기 한계농도는 염산에서 최대 용해 가능한 상기 산화층에 포함된 철의 농도보다 작은 농도인, 폐 영구자석의 유가금속 회수방법 이 제공될 수 있다.In addition, the step of producing the pickling waste liquid includes providing a pickling waste liquid capable of additional dissolution of free acid up to a limit concentration so that additional dissolution of the waste permanent magnet powder is possible in the pickling waste liquid, and pickling the waste permanent magnet powder. In the step of dissolving in the waste liquid, the waste permanent magnet powder is dissolved in the pickling waste liquid using the free acid to the limit concentration, and the limit concentration is a concentration lower than the concentration of iron contained in the oxide layer that can be maximally dissolved in hydrochloric acid. , a method for recovering valuable metals from waste permanent magnets can be provided.

또한, 상기 산세폐액을 생산하는 단계는, 상기 한계농도가 160g/L 일때, 40g/L의 상기 프리산의 추가 용해가 가능하도록 상기 산세폐액의 철 농도를 120g/L로 유지하고, 상기 폐 영구자석 파우더를 산세폐액에 용해시키는 단계는, 상기 프리산 40g/L이 용해된 상기 산세폐액에 상기 폐 영구자석 파우더를 용해시키는, 폐 영구자석의 유가금속 회수방법이 제공될 수 있다.In addition, in the step of producing the pickling waste liquid, when the limit concentration is 160 g/L, the iron concentration of the pickling waste liquid is maintained at 120 g/L to enable additional dissolution of 40 g/L of the free acid, and the waste permanent The step of dissolving the magnet powder in the pickling waste liquid may include dissolving the waste permanent magnet powder in the pickling waste liquid in which 40 g/L of free acid is dissolved, thereby providing a method for recovering valuable metals from a waste permanent magnet.

또한, 상기 유가금속 회수단계는 원료 파우더를 주 반응기에 공급하는 단계; 상기 주 반응기 내 원료 파우더가 유동되도록 상기 주 반응기에 가스를 공급하는 단계; 상기 주 반응기의 상단부에 부유한 원료 파우더를 사이클론 유닛에 공급하는 단계; 및 상기 사이클론 유닛 내 원료 파우더로부터 유가금속을 회수하는 단계를 포함하는, 폐 영구자석의 유가금속 회수방법이 제공될 수 있다.In addition, the valuable metal recovery step includes supplying raw material powder to the main reactor; Supplying gas to the main reactor to allow raw material powder to flow in the main reactor; supplying raw material powder suspended at the upper end of the main reactor to a cyclone unit; And a method for recovering valuable metal from a spent permanent magnet may be provided, including the step of recovering valuable metal from the raw material powder in the cyclone unit.

본 발명의 일 측면에 따르면, 원료 파우더의 공급을 위한 원료 공급기; 상기 원료 파우더가 상하방향으로 유동 가능하도록 상하방향으로 연장 형성되는 장 챔버를 제공하는 주 반응기; 상기 주 반응기 내 상기 원료 파우더가 유동되도록 상기 장 챔버에 가스를 공급하는 가스 공급기; 및 상기 주 반응기의 상단부에 연결되고, 상기 주 반응기의 상단부에 부유한 원료 파우더를 공급받아 상기 원료 파우더로부터 유가금속을 회수하는 사이클론 유닛을 포함하는, 폐 영구자석의 유가금속 회수시스템이 제공될 수 있다.According to one aspect of the present invention, a raw material supplier for supplying raw material powder; a main reactor providing a long chamber extending in the vertical direction so that the raw material powder can flow in the vertical direction; a gas supplier that supplies gas to the intestinal chamber so that the raw material powder flows in the main reactor; and a cyclone unit connected to the upper end of the main reactor, receiving raw material powder suspended at the upper end of the main reactor and recovering valuable metal from the raw material powder. A valuable metal recovery system for a spent permanent magnet may be provided. there is.

또한, 상기 주 반응기는 상단부에 상기 원료 공급기가 연결되고, 하단부에 상기 가스 공급기가 연결되며, 내부에 상기 장 챔버가 마련되는 반응바디; 및 상기 장 챔버의 하부에 배치되고, 상기 가스가 통과되도록 복수 개의 분산홀을 제공하는 분산판을 포함하는, 폐 영구자석의 유가금속 회수시스템이 제공될 수 있다.In addition, the main reactor includes a reaction body in which the raw material supplier is connected to an upper end, the gas supplier is connected to a lower end, and the intestinal chamber is provided therein; A valuable metal recovery system for waste permanent magnets may be provided, including a dispersion plate disposed at a lower portion of the intestinal chamber and providing a plurality of dispersion holes for the gas to pass through.

또한, 상기 사이클론 유닛은 상기 주 반응기의 상단부에 연속적으로 연결되는 제1 사이클론 및 제2 사이클론을 포함하는, 폐 영구자석의 유가금속 회수시스템이 제공될 수 있다.In addition, the cyclone unit may include a first cyclone and a second cyclone continuously connected to the upper end of the main reactor, and a valuable metal recovery system for waste permanent magnets may be provided.

또한, 상기 제1 사이클론은 원심력을 이용하여 유가금속이 기 설정된 양보다 더 많이 포함된 원료 파우더를 1차 선별하는 제1 사이클론부; 1차 선별된 상기 원료 파우더를 포집하도록 상기 제1 사이클론부의 하단에 연결되는 제1 회수부; 상기 주 반응기의 상단부와 상기 제1 사이클론부 사이를 연결하는 제1 유입관부; 및 상기 제1 사이클론부에서 상승 선회하는 원료 파우더를 상기 제1 사이클론부의 외부로 안내하는 제1 배출관부를 포함하고, 상기 제2 사이클론은 원심력을 이용하여 유가금속이 기 설정된 양보다 더 많이 포함된 원료 파우더를 2차 선별하는 제2 사이클론부; 2차 선별된 상기 원료 파우더를 포집하도록 상기 제2 사이클론부의 하단에 연결되는 제2 회수부; 상기 제1 배출관부와 상기 제2 사이클론부 사이를 연결하는 제2 유입관부; 및 상기 제2 사이클론부에서 상승 선회하는 원료 파우더를 상기 제2 사이클론부의 외부로 안내하는 제2 배출관부를 포함하는, 폐 영구자석의 유가금속 회수시스템이 제공될 수 있다.In addition, the first cyclone includes a first cyclone unit that primarily selects raw material powder containing more valuable metals than a preset amount using centrifugal force; a first recovery unit connected to the bottom of the first cyclone unit to collect the initially selected raw material powder; A first inlet pipe section connecting the upper end of the main reactor and the first cyclone section; and a first discharge pipe unit that guides the raw material powder rotating upward in the first cyclone unit to the outside of the first cyclone unit, wherein the second cyclone uses centrifugal force to supply raw material containing more valuable metals than a preset amount. A second cyclone unit for secondary selection of powder; a second recovery unit connected to the bottom of the second cyclone unit to collect the secondary selected raw material powder; a second inlet pipe connecting the first discharge pipe and the second cyclone; And a second discharge pipe unit that guides the raw material powder rotating upward in the second cyclone unit to the outside of the second cyclone unit, a valuable metal recovery system for a spent permanent magnet can be provided.

또한, 상기 반응바디는 1단 바디부; 및 상기 1단 바디부의 직경보다 더 큰 직경을 가지도록 상기 1단 바디부의 상부에 경사지게 연결되는 2단 바디부를 포함하되, 상기 2단 바디부의 직경은 상기 1단 바디부의 직경보다 2배 이상 더 큰, 폐 영구자석의 유가금속 회수시스템이 제공될 수 있다.Additionally, the reaction body includes a first-stage body portion; and a second-stage body part obliquely connected to the upper part of the first-stage body part so as to have a diameter larger than the diameter of the first-stage body part, wherein the diameter of the second-stage body part is at least twice larger than the diameter of the first-stage body part. , a system for recovering valuable metals from waste permanent magnets can be provided.

또한, 본 발명의 실시예들에 따르면, 기존 철강 공정을 이용함으로써, 신규 공정 기술 개발에 소요되는 경제적인 부담을 최소화할 수 있다는 효과가 있다.Additionally, according to embodiments of the present invention, by using an existing steel process, there is an effect of minimizing the economic burden required to develop new process technology.

또한, 본 발명의 실시예들에 따르면, 철강 공정에서 다량의 산을 재활용하기 위한 산 회수 공정 시스템을 이용하여 염산을 회수 및 재사용할 수 있고, 부산물로 산화철 및 산화네오디뮴을 회수하여 경제적 이익과 더불어 환경적인 부담을 크게 완화시킬 수 있다는 효과가 있다.In addition, according to embodiments of the present invention, hydrochloric acid can be recovered and reused by using an acid recovery process system for recycling a large amount of acid in the steel process, and iron oxide and neodymium oxide are recovered as by-products, thereby providing economic benefits. This has the effect of greatly alleviating environmental burden.

또한, 본 발명의 실시예들에 따르면, 부산물인 산화철과 산화네오디뮴의 혼합 분말에서, 산화네오디뮴을 건식 공정으로 선택적으로 분리함으로써, 후 공정의 비용을 크게 감소시킬 수 있다는 효과가 있다.In addition, according to embodiments of the present invention, by selectively separating neodymium oxide from the mixed powder of iron oxide and neodymium oxide, which is a by-product, through a dry process, the cost of the post-process can be significantly reduced.

또한, 본 발명의 실시예들에 따르면, 열에너지 등이 필요하지 않고, 장치 구성이 비교적 간단한 장점이 있어 매우 경제적일 수 있다는 효과가 있다.In addition, according to embodiments of the present invention, there is an advantage that heat energy, etc. is not required and the device configuration is relatively simple, so it can be very economical.

또한, 본 발명의 실시예들에 따르면, 산세폐액인 염산에 침출이 가능한 희토류 포함 유가금속에 대부분 적용이 가능한 기술로, 마그네슘(Mg), 칼슘(Ca) 등 다양한 물질의 친환경 멀티 플랫폼 기술의 확장성과 유연함이 뛰어나고, 이를 통해 자원빈국인 국내의 희토류 재활용 공정의 경제성을 향상시킬 수 있고, 향후 다양한 산업에 전파가 가능하다는 효과가 있다.In addition, according to embodiments of the present invention, it is a technology that can be applied to most valuable metals including rare earth elements that can be leached in hydrochloric acid, which is a pickling waste liquid, and is an expansion of eco-friendly multi-platform technology for various materials such as magnesium (Mg) and calcium (Ca). It has excellent performance and flexibility, which can improve the economic feasibility of the rare earth recycling process in resource-poor countries and can be spread to various industries in the future.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 폐 영구자석의 유가금속 회수방법을 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 폐 영구자석의 유가금속 회수방법 중에서, 유가금속 회수단계를 도시한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 폐 영구자석의 유가금속 회수시스템을 도시한 구성도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 폐 영구자석의 유가금속 회수시스템의 분산판을 도시한 평면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 폐 영구자석의 유가금속 회수시스템을 도시한 구성도이다.
Figure 1 is a block diagram showing a method for recovering valuable metals from waste permanent magnets according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a block diagram showing a valuable metal recovery step in the valuable metal recovery method of a waste permanent magnet according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a configuration diagram showing a system for recovering valuable metals from waste permanent magnets according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a plan view showing a distribution plate of a valuable metal recovery system for waste permanent magnets according to an embodiment of the present invention.
Figure 5 is a configuration diagram showing a valuable metal recovery system for waste permanent magnets according to another embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 구성 및 작용에 대해 상세하게 설명한다. 이하의 설명은 특허 청구 가능한 본 발명의 여러 측면(aspects) 중 하나이며, 하기의 설명은 본 발명에 대한 상세한 기술의 일부를 이룰 수 있다.Hereinafter, the configuration and operation according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings. The following description is one of several aspects of the invention that can be claimed for patent, and the following description may form part of a detailed description of the invention.

다만, 본 발명을 설명함에 있어 공지된 구성 또는 기능에 관한 구체적인 설명은 본 발명을 명료하게 하기 위해 생략할 수 있다.However, when describing the present invention, detailed descriptions of well-known structures or functions may be omitted for clarity of the present invention.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예들을 포함할 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Since the present invention can make various changes and include various embodiments, specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in the detailed description. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and should be understood to include all changes, equivalents, and substitutes included in the spirit and technical scope of the present invention.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 해당 구성요소들은 이와 같은 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 이 용어들은 하나의 구성요소들을 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.Terms containing ordinal numbers, such as first, second, etc., may be used to describe various components, but the components are not limited by these terms. These terms are used only to distinguish one component from another.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. The terms used in this application are only used to describe specific embodiments and are not intended to limit the invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 폐 영구자석의 유가금속 방법에 대하여 설명한다.Hereinafter, a method for metalizing waste permanent magnets according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the attached drawings.

도 1 내지 도 2를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 유가금속 회수방법(10)은, 산회수 단계(S100) 및 유가금속 회수단계(S200)를 포함할 수 있다.Referring to Figures 1 and 2, the valuable metal recovery method 10 according to an embodiment of the present invention may include an acid recovery step (S100) and a valuable metal recovery step (S200).

산회수 단계(S100)에서는, 철강 산세 공정에서 사용되는 산세폐액을 제공받을 수 있다. 여기서, 철강 산세 공정은 금속(철강) 표면의 산화물이나, 금속염이외의 오염물을 제거하기 위한 공정으로, 금속 표면의 산화층, 수산화물을 산으로 세척한다. 금속 표면의 산화층은 Fe2O3/Fe3O4 등의 산화철일 수 있고, 온도에 따라 고온으로 올라갈수록 안정한 Fe2O3의 상이 형성될 수 있다. In the acid recovery step (S100), the pickling waste liquid used in the steel pickling process can be provided. Here, the steel pickling process is a process to remove contaminants other than oxides or metal salts on the surface of metal (steel), and the oxide layer and hydroxide on the metal surface are washed with acid. The oxide layer on the metal surface may be iron oxide such as Fe 2 O 3 /Fe 3 O 4 , and as the temperature rises, a stable Fe 2 O 3 phase may be formed.

이러한 산화층은 철강 산세 공정을 통해 산세 반응(pickling)으로 제거될 수 있는데, 산화층에 대한 산세 반응에 의해 산세폐액으로 발생된다. 철강 산세 공정에서 발생된 산세폐액은 산회수 단계(S100)에서 사용될 수 있다. This oxide layer can be removed by pickling through the steel pickling process, and is generated as pickling waste liquid by the pickling reaction on the oxide layer. The pickling waste liquid generated in the steel pickling process can be used in the acid recovery step (S100).

산회수 단계(S100)에서는, 염산의 회수 및 재사용하는 기술인 에이알피(ARP:Acid Regeneration Plant) 공정이 적용될 수 있다. 그리고 산회수 단계(S100)는 산세폐액을 생산하는 단계(S110)와, 폐 영구자석 파우더를 산세폐액에 용해시키는 단계(S120)와, 원료 파우더와 재생 염산을 생산하는 단계(S130)를 포함할 수 있다.In the acid recovery step (S100), the ARP (Acid Regeneration Plant) process, a technology for recovering and reusing hydrochloric acid, can be applied. And the acid recovery step (S100) will include a step of producing a pickling waste liquid (S110), a step of dissolving the waste permanent magnet powder in the pickling waste liquid (S120), and a step of producing raw material powder and regenerated hydrochloric acid (S130). You can.

산세폐액을 생산하는 단계(S110)에서는, 표면의 산화층인 Fe2O3을 염산(HCl)과 산세 반응시킬 수 있다. Fe2O3의 산세 반응은 아래의 반응식1으로 유도될 수 있다.In the step of producing the pickling waste liquid (S110), Fe 2 O 3 , which is an oxidation layer on the surface, can be subjected to an acid pickling reaction with hydrochloric acid (HCl). The pickling reaction of Fe 2 O 3 can be derived by Scheme 1 below.

[반응식 1][Scheme 1]

반응식1은 자발적인 반응으로, 염산에서 최대 용해 가능한 농도인(한계 농도) 산세폐액의 Fe 농도가 160 g/L 일 수 있다. 에이알피 공정의 안정적인 운용을 위해, Fe 기준 120 g/L 의 농도를 유지시키고, 그 이상인 경우 폐액처리를 위한 에이알피 공정을 실시한다. 이때 40 g/L의 프리산(Free acid) 존재로 Fe를 포함한 용질의 추가 용해가 가능하다.Scheme 1 is a spontaneous reaction, and the Fe concentration of the pickling solution, which is the maximum soluble concentration (limit concentration) in hydrochloric acid, may be 160 g/L. For stable operation of the RNAP process, the Fe concentration is maintained at 120 g/L, and if it is higher than that, the RNAP process for waste liquid treatment is performed. At this time, additional dissolution of solutes including Fe is possible due to the presence of 40 g/L of free acid.

여기서, 프리산은 철이 염산에 녹은 산세폐액 내에 추가 용해가 가능한 산(최대 40 g/L 의 농도)으로 이해될 수 있다. 일반적인 염산 내에 Fe가 포함된 용질이 용해될 수 있는 최대 농도인 160 g/L 인데, 일반적인 산세폐액이 공정의 안정화를 위해 Fe의 농도가 120 g/L 되면, 산세폐액을 에이알피(ARP) 공정을 거치게 되며, 이때 40 g/L 의 프리산이 존재한다. 이는 Fe를 포함한 염산에 녹을 수 있는 용질이 40 g/L 의 추가 용해를 할 수 있어 최대 160 g/L 의 농도를 갖게 됨을 의미한다. Here, free acid can be understood as an acid (concentration of up to 40 g/L) that can further dissolve iron in the pickling waste liquid dissolved in hydrochloric acid. The maximum concentration at which Fe-containing solutes can be dissolved in general hydrochloric acid is 160 g/L, but when the concentration of Fe in general pickling liquid is 120 g/L to stabilize the process, the pickling liquid is used in the ARP process. It goes through this process, and at this time, 40 g/L of free acid exists. This means that an additional 40 g/L of solutes that can dissolve in hydrochloric acid, including Fe, can be dissolved, resulting in a concentration of up to 160 g/L.

폐 영구자석 파우더를 산세폐액에 용해시키는 단계(S120)에서는, 에이알피 공정 전, 40 g/L 의 프리산을 이용해 폐 영구자석 파우더(분말)를 산세폐액에 용해시킬 수 있다.In the step of dissolving the waste permanent magnet powder in the pickling waste liquid (S120), the waste permanent magnet powder (powder) can be dissolved in the pickling waste liquid using 40 g/L of free acid before the ARP process.

원료 파우더와 재생 염산을 생산하는 단계(S130)에서는, 에이알피 공정을 통해 산화철과 함께 희토류 회수를 진행할 수 있다. 원료 파우더와 재생 염산을 생산하는 단계(S130)에서는, FeClx(aqueos) + H2O(liquid) + HCl(aqueous)의 폐산을 400~800℃의 온도로 분무 하소 공정(Spray roaster)을 통해 고온에 의해 기화된 염산을 재 냉각해 회수할 수 있다. 그리고 FeClx 는 과량의 산소와 만나 아래의 반응식 2로 산화철이 제조될 수 있다.In the step of producing raw material powder and recycled hydrochloric acid (S130), rare earth elements can be recovered along with iron oxide through the ARP process. In the step of producing raw material powder and recycled hydrochloric acid (S130), the waste acid of FeClx (aqueos) + H 2 O (liquid) + HCl (aqueous) is high temperature through a spray roaster at a temperature of 400 to 800 ° C. The hydrochloric acid vaporized can be recovered by re-cooling. And when FeClx meets excess oxygen, iron oxide can be produced in Reaction Formula 2 below.

[반응식 2][Scheme 2]

본 실시예에서, 사용된 폐 영구자석은 네오디뮴계 폐 영구자석(NdFeB)일 수 있다. 네오디뮴 영구자석에서, 네오디뮴(Nd)은 29~32 wt.%, 철(Fe)은 64.2~68.5 wt.%, 붕소(B)는 1.0~1.2 wt.% 일 수 있다. 예컨대, 본 실시예의 폐 영구자석 파우더가 40 g/L의 프리산에 용해될 때, 네오디뮴(Nd)은 11.6 ~ 12.8 g/L, 철(Fe)은 25.6 ~ 27.4 g/L, 붕소(B)는 0.4 g/L 일 수 있다. 이러한 조성의 폐 영구자석 파우더가 철(Fe) 120 g/L 인 산세폐액과 혼합되면, 총 160g/L의 기준으로, 네오디뮴(Nd)은 약 12 g/L, 철(Fe)은 약 147 g/L, 붕소(B)는 약 0.4 g/L 일 수 있다. 이를 분율로 환산하면, 네오디뮴(Nd)은 최대 7.5 %, 철(Fe)은 92 %, 붕소(B) 및 기타 조성물은 0.5 %의 비율을 갖게될 수 있다. 이와 같이, 산세폐액에 폐 영구자석을 용해시켜 ㅇ에이알피 공정을 거치게 되면, 철(Fe)과 네오디뮴(Nd)이 각각의 산화물로 약 95:5 wt.%의 비율로 포함된 원료 파우더가 제조될 수 있다.In this embodiment, the waste permanent magnet used may be a neodymium-based waste permanent magnet (NdFeB). In a neodymium permanent magnet, neodymium (Nd) may be 29 to 32 wt.%, iron (Fe) may be 64.2 to 68.5 wt.%, and boron (B) may be 1.0 to 1.2 wt.%. For example, when the waste permanent magnet powder of this example is dissolved in 40 g/L of free acid, neodymium (Nd) is 11.6 to 12.8 g/L, iron (Fe) is 25.6 to 27.4 g/L, and boron (B) is 11.6 to 12.8 g/L. may be 0.4 g/L. When waste permanent magnet powder of this composition is mixed with pickling waste liquid containing 120 g/L of iron (Fe), neodymium (Nd) is about 12 g/L and iron (Fe) is about 147 g, based on a total of 160 g/L. /L, boron (B) may be about 0.4 g/L. Converting this into fractions, neodymium (Nd) can have a ratio of up to 7.5%, iron (Fe) can have a ratio of 92%, and boron (B) and other compositions can have a ratio of 0.5%. In this way, when waste permanent magnets are dissolved in pickling waste liquid and subjected to the ㅇRP process, raw material powder containing iron (Fe) and neodymium (Nd) as respective oxides in a ratio of about 95:5 wt.% is manufactured. It can be.

유가금속 회수단계(S200)는 산회수 단계(S100)에서 제조된 원료 파우더를 건식 밀도 분급하여 원료 파우더에 포함된 유가금속을 회수할 수 있다. 이러한 유가금속 회수단계(S200)는, 원료 파우더를 주 반응기에 공급하는 단계(S100)와, 주 반응기에 가스를 공급하는 단계(S200)와, 원료 파우더를 사이클론 유닛에 공급하는 단계(S300)와, 유가금속을 회수하는 단계(S400)를 포함할 수 있다.The valuable metal recovery step (S200) may recover the valuable metals contained in the raw material powder by dry density classifying the raw material powder prepared in the acid recovery step (S100). This valuable metal recovery step (S200) includes supplying raw material powder to the main reactor (S100), supplying gas to the main reactor (S200), and supplying raw material powder to the cyclone unit (S300). , It may include a step (S400) of recovering valuable metals.

상기 원료 파우더를 주 반응기에 공급하는 단계(S100)에서는, 원료 공급기에 수용된 원료 파우더가 주 반응기에 공급될 수 있다. 주 반응기에 공급되는 원료 파우더는 산화철(Fe2O3) 및 산화네오디뮴(Nd2O3)이 포함된 폐 영구자석 파우더일 수 있다. 주 반응기에는 분산홀이 1mm인 분산판 또는 분산홀이 2mm인 분산판이 설치될 수 있다.In the step of supplying the raw material powder to the main reactor (S100), the raw material powder contained in the raw material supplier may be supplied to the main reactor. The raw material powder supplied to the main reactor may be waste permanent magnet powder containing iron oxide (Fe 2 O 3 ) and neodymium oxide (Nd 2 O 3 ). The main reactor may be installed with a dispersion plate with a 1 mm dispersion hole or a dispersion plate with a 2 mm dispersion hole.

상기 주 반응기에 가스를 공급하는 단계(S200)에서는, 원료 파우더가 주 반응기에 공급된 상태에서, 가스 공급기의 가스가 주 반응기에 공급될 수 있다. 주 반응기 내 가스의 공급에 의해, 주 반응기 내 원료 파우더는 유동층을 형성하면서 유동화될 수 있다. 가스 공급기에서 공급되는 가스의 공급유량은 1 내지 100 LPM(Liter/Min) 범위일 수 있다.In the step of supplying gas to the main reactor (S200), while the raw material powder is supplied to the main reactor, the gas from the gas supplier may be supplied to the main reactor. By supplying gas into the main reactor, the raw material powder within the main reactor can be fluidized while forming a fluidized bed. The supply flow rate of gas supplied from the gas supplier may range from 1 to 100 LPM (Liter/Min).

상기 원료 파우더를 사이클론 유닛에 공급하는 단계(S300)에서는, 주 반응기 내 가스 공급을 통해, 원료 파우더가 주 반응기에서 안정적인 유동층을 형성하면, 주 반응기의 상단부에 부유한 원료 파우더, 다시 말해, 유가금속(일 예로, 산화철(Fe2O3) 및 산화네오디뮴(Nd2O3))이 기 설정된 양보다 더 많이 포함된 원료 파우더가 사이클론 유닛에 공급될 수 있다.In the step of supplying the raw material powder to the cyclone unit (S300), when the raw material powder forms a stable fluidized layer in the main reactor through gas supply in the main reactor, the raw material powder floating at the upper part of the main reactor, that is, the valuable metal (For example, raw material powder containing more iron oxide (Fe 2 O 3 ) and neodymium oxide (Nd 2 O 3 )) than a preset amount may be supplied to the cyclone unit.

상기 유가금속을 회수하는 단계(S400)에서는, 유가금속이 기 설정된 양보다 더 많이 포함된 원료 파우더가 회수될 수 있다. 유가금속이 기 설정된 양보다 더 많이 포함된 원료 파우더는, 원료 공급기에서 공급된 원료 파우더보다 더 많은 양의 유가금속을 포함한 원료 파우더로 이해될 수 있다. In the step of recovering valuable metals (S400), raw powder containing more valuable metals than a preset amount may be recovered. Raw material powder containing more valuable metals than a preset amount can be understood as raw material powder containing a larger amount of valuable metals than the raw material powder supplied from the raw material supplier.

상기 유가금속을 회수하는 단계(S400)에서는, 주 반응기의 상단부에 연결된 제1 사이클론를 통해, 유가금속이 기 설정된 양보다 더 많이 포함된 원료 파우더를 1차 회수할 수 있고, 제1 사이클론과 연속적으로 연결된 제2 사이클론을 통해, 유가금속이 기 설정된 양보다 더 많이 포함된 원료 파우더를 2차 회수할 수 있다. In the step of recovering valuable metals (S400), the raw material powder containing more valuable metals than a preset amount can be first recovered through the first cyclone connected to the upper end of the main reactor, and continuously with the first cyclone. Through the connected second cyclone, raw material powder containing more valuable metals than a preset amount can be recovered secondarily.

한편, 도 3 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 유가금속 회수시스템(20)은, 원료 파우더에 포함된 유가금속을 밀도 분급을 통해 선별적으로 제거함으로써, 유가금속이 제거된 원료 파우더에 대한 재활용 공정의 효율을 향상시킬 수 있다. 이러한 유가금속 회수시스템(20)은 원료 공급기(100), 주 반응기(200), 가스 공급기(300) 및 사이클론 유닛(400)을 포함할 수 있다.Meanwhile, referring to FIGS. 3 and 4, the valuable metal recovery system 20 according to an embodiment of the present invention selectively removes the valuable metals contained in the raw material powder through density classification, thereby removing the valuable metals. The efficiency of the recycling process for raw material powder can be improved. This valuable metal recovery system 20 may include a raw material supplier 100, a main reactor 200, a gas supplier 300, and a cyclone unit 400.

원료 공급기(100)는 주 반응기(200)에 공급하기 위한 원료 파우더가 수용될 수 있다. 본 실시예에서, 원료 파우더는 유가금속(네오디뮴계 등)이 포함된 네오디뮴계 폐 영구자석(NdFeB)의 분말일 수 있다.The raw material supplier 100 can accommodate raw material powder to be supplied to the main reactor 200. In this embodiment, the raw material powder may be a powder of neodymium-based waste permanent magnet (NdFeB) containing valuable metals (neodymium-based, etc.).

원료 공급기(100)는 원료 파우더가 수용 가능한 원료 호퍼(110)와, 원료 호퍼(110)에 수용된 원료 파우더를 주 반응기(200)에 선택적으로 제공하는 원료 밸브(120)를 포함할 수 있다. 원료 밸브(120)는 원료 파우더가 원료 호퍼(110)에서 주 반응기(200)로 이동하는 이동 경로를 개폐함으로써, 원료 호퍼(110) 내 수용된 원료 파우더를 주 반응기(200)에 선택적으로 공급할 수 있다.The raw material supplier 100 may include a raw material hopper 110 that can accommodate raw material powder, and a raw material valve 120 that selectively provides the raw material powder contained in the raw material hopper 110 to the main reactor 200. The raw material valve 120 opens and closes the movement path through which the raw material powder moves from the raw material hopper 110 to the main reactor 200, thereby selectively supplying the raw material powder contained in the raw material hopper 110 to the main reactor 200. .

주 반응기(200)는 가스의 유동에 의해 원료 파우더가 상하방향으로 이동 가능한 공간을 제공할 수 있다. 주 반응기(200)는 반응바디(210) 및 분산판(220)을 포함할 수 있다. 반응바디(210)는 상하방향으로 유동 가능하도록 상하방향으로 연장 형성되는 장 챔버(211)를 제공할 수 있다. The main reactor 200 may provide a space where raw material powder can move in the vertical direction by the flow of gas. The main reactor 200 may include a reaction body 210 and a dispersion plate 220. The reaction body 210 may provide a long chamber 211 extending in the vertical direction so as to be able to flow in the vertical direction.

주 반응기(200)의 내벽에는 불소 수지 코팅(PTFE)이 형성될 수 있다. 주 반응기(200)의 내부 표면에 불소 수지 코팅(PTFE)을 형성함으로써, 원료 파우더 내의 유가금속이 정전기력이 높아 주 반응기(200)의 내부 표면에 융착될 때, 유가금속의 배출이 용이하게 이루어질 수 있고, 유가금속의 회수율이 향상될 수 있다.A fluororesin coating (PTFE) may be formed on the inner wall of the main reactor 200. By forming a fluororesin coating (PTFE) on the inner surface of the main reactor 200, when the valuable metal in the raw material powder has a high electrostatic force and is fused to the inner surface of the main reactor 200, the discharge of the valuable metal can be easily achieved. and the recovery rate of valuable metals can be improved.

반응바디(210)의 길이는 원료 파우더의 원료/밀도 등을 고려하여 유가금속을 선별적으로 부유시킬 수 있을 정도로 설계될 수 있다. 반응바디(210)의 길이는 원료 파우더의 유동거리와 대응될 수 있다. 본 실시예에서, 반응바디(210)의 길이는 1500mm일 수 있다. 반응바디(210)의 상단부에는 원료 공급기(100)가 연결될 수 있다. 하단부에는 가스 공급기(300)가 연결될 수 있다. The length of the reaction body 210 can be designed to selectively suspend valuable metals in consideration of the raw material/density of the raw material powder. The length of the reaction body 210 may correspond to the flow distance of the raw material powder. In this embodiment, the length of the reaction body 210 may be 1500 mm. A raw material supplier 100 may be connected to the upper part of the reaction body 210. A gas supplier 300 may be connected to the lower part.

한편, 유가금속 분리를 위해 아래의 Wen&Yu (1966)의 공식(식1)을 이용하여 최소 유동화 속도를 계산해 유량을 선정할 수 있다. 이 Wen&Yu의 공식(식1)은 통상적으로 공식이므로, 이에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다. Meanwhile, for the separation of valuable metals, the flow rate can be selected by calculating the minimum fluidization speed using the formula (Equation 1) of Wen & Yu (1966) below. Since Wen&Yu's formula (Equation 1) is a conventional formula, detailed explanation thereof will be omitted.

[식 1][Equation 1]

여기서, dp는 물질의 입도, ρg는 기체의 점도, ρp는 입자의 밀도, g는 중력, μg는 기체의 점도를 나타낸다.Here, dp is the particle size of the material, ρ g is the viscosity of the gas, ρ p is the density of the particles, g is the gravity, and μ g is the viscosity of the gas.

다만, 알려진 유동 입자크기 및 입자밀도들을 나타내는 고체 유동 입자 특성으로, 기체 특성(기체 점도 및 기체 밀도) 의 함수인 아르키메데스 수와 관계된다. 그리고 최소유동화 속도보다 높은 유량을 사용하는 이유는, 본 최소 유동화 식에는 분산판을 고려하지 않았으므로, 분산판에 의해 감쇄되는 유량을 고려하여 최소 유동화 속도보다 높은 속도의 유속으로 실시하였다.However, it is a solid fluid particle property representing known fluid particle sizes and particle densities and is related to the Archimedes number, which is a function of gas properties (gas viscosity and gas density). The reason for using a flow rate higher than the minimum fluidization rate is because the dispersion plate was not considered in this minimum fluidization equation, and the flow rate attenuated by the dispersion plate was taken into consideration and a flow rate higher than the minimum fluidization rate was performed.

분산판(220)은 장 챔버(211)의 하부에 배치될 수 있다. 분산판(220)은 원료 파우더 내 유가금속이 반응바디(210)의 상단부로 유동되도록 가스 공급기(300)로부터 공급받은 가스를 장 챔버(211)의 상측으로 전달할 수 있다. 분산판(220)에는 반응바디(210)와의 고정을 위한 클램핑홀(221)과 가스를 통과시키는 복수 개의 분산홀(222)이 형성될 수 있다. 복수 개의 분산홀(222)은 분산판(220)의 중심부에 형성되는 1mm 이상 2mm 이하 범위 직경의 관통홀일 수 있다. The dispersion plate 220 may be placed at the bottom of the intestinal chamber 211. The dispersion plate 220 can deliver the gas supplied from the gas supplier 300 to the upper side of the intestinal chamber 211 so that the valuable metal in the raw material powder flows to the upper part of the reaction body 210. The dispersion plate 220 may be formed with a clamping hole 221 for fixing the reaction body 210 and a plurality of dispersion holes 222 through which gas passes. The plurality of dispersion holes 222 may be through holes formed in the center of the dispersion plate 220 and having a diameter ranging from 1 mm to 2 mm.

분산홀(222)의 형태가 단순 타공 형태로 제작되어 분산홀(222)의 직경이 분말의 직경보다 큰 2mm 초과인 경우, 분산홀(222)의 직경에 의해 분말이 분산판(220)의 아래로 낙하할 수 있다. 분산홀(222)의 직경이 1mm 미만인 경우, 공기 주입이 원활하지 않으므로, 주 반응기(200) 내 공기의 투입시, 공기가 투입되는 주 반응기(200)의 공기투입부와 분산판(220) 사이에 양압이 형성될 수 있고, 분산판(220)의 상부로 가스 전달이 원활하지 않아 유동특성이 떨어질 수 있다. If the shape of the dispersion hole 222 is made in the form of a simple perforation and the diameter of the dispersion hole 222 is greater than 2 mm, which is larger than the diameter of the powder, the powder will be below the dispersion plate 220 due to the diameter of the dispersion hole 222. can fall. If the diameter of the dispersion hole 222 is less than 1 mm, air injection is not smooth, so when air is introduced into the main reactor 200, there is a gap between the air inlet part of the main reactor 200 into which the air is injected and the dispersion plate 220. Positive pressure may be formed, and gas delivery to the upper part of the distribution plate 220 may not be smooth, resulting in poor flow characteristics.

가스 공급기(300)는 주 반응기(200) 내 원료 파우더가 유동되도록 주 반응기(200)의 장 챔버(211)에 가스를 공급할 수 있다. 가스 공급기(300)에서 공급되는 가스의 공급유량은 1 내지 100 LPM(Liter/Min) 범위일 수 있다. 가스의 공급유량이 1 LPM 미만이면, 주 반응기(200) 내에서, 원료 파우더를 유동시켜 유가금속을 주 반응기(200)의 상단부측으로 부유시키기가 어려울 수 있고, 가스의 공급유량이 100 LPM 초과이면, 원료 파우더 내 무거운 물질도 유가금속과 함께, 주 반응기(200)의 상단부측으로 부유되므로, 주 반응기(200) 내에서 유가금속의 선별이 어려워질 수 있다.The gas supplier 300 may supply gas to the intestinal chamber 211 of the main reactor 200 so that the raw material powder within the main reactor 200 flows. The supply flow rate of gas supplied from the gas supplier 300 may range from 1 to 100 LPM (Liter/Min). If the gas supply flow rate is less than 1 LPM, it may be difficult to float the raw material powder to the upper end of the main reactor 200 within the main reactor 200, and if the gas supply flow rate is more than 100 LPM, , heavy substances in the raw material powder, along with the valuable metals, float toward the upper end of the main reactor 200, making it difficult to select the valuable metals within the main reactor 200.

본 실시예에서, 가스 공급기(300)에서 공급되는 가스는, 20 내지 100 LPM의 공기를 사용하였지만, 이에 한정되지는 아니하며, 가스 공급기(300)에서 공급되는 가스는, 공기 이외에도, 원료 파우더 내 유가금속을 원활하게 분급할 수 있는 다양한 종류의 가스가 사용될 수 있다. 일 예로, 가스 공급기(300)에서 공급되는 가스는, 아르곤, 질소 또는 이들을 적어도 포함하는 혼합 가스일 수 있다.In this embodiment, the gas supplied from the gas supplier 300 uses air of 20 to 100 LPM, but the gas supplied from the gas supplier 300 is not limited to this, and the gas supplied from the gas supplier 300 includes oil in the raw material powder in addition to air. Various types of gases that can smoothly classify metals can be used. For example, the gas supplied from the gas supplier 300 may be argon, nitrogen, or a mixed gas containing at least these.

사이클론 유닛(400)은 원료 파우더에 선회 흐름을 유도함으로써, 원료 파우더에 포함된 유가금속을 분리 회수할 수 있다. 사이클론 유닛(400)은 주 반응기(200)의 상단부에 부유한 원료 파우더를 공급받을 수 있고, 공급받은 원료 파우더로부터 유가금속을 회수할 수 있다. The cyclone unit 400 can separate and recover valuable metals contained in the raw material powder by inducing a swirling flow in the raw material powder. The cyclone unit 400 can receive raw material powder suspended at the upper end of the main reactor 200 and recover valuable metals from the supplied raw material powder.

사이클론 유닛(400)의 내벽에는 유가금속과 양극재의 효과적인 분리를 위해 불소 수지 코팅이 형성될 수 있다. 이는 유가금속의 높은 정전기에 의해, 사이클론 유닛(400)에 미립 유가금속이 달라붙어 분급효율을 저하시킬 수 있기 때문이다. 이에 따라, 사이클론 유닛(400)의 내벽에 불소 수지 코팅을 형성함으로써, 정전기를 최소화 하고, 유가금속의 회수를 효과적으로 향상시킬 수 있다. A fluororesin coating may be formed on the inner wall of the cyclone unit 400 to effectively separate the valuable metal and the cathode material. This is because fine valuable metals may stick to the cyclone unit 400 due to the high static electricity of the valuable metals, thereby reducing the classification efficiency. Accordingly, by forming a fluororesin coating on the inner wall of the cyclone unit 400, static electricity can be minimized and recovery of valuable metals can be effectively improved.

사이클론 유닛(400)은 주 반응기(200)의 상단부에 연속적으로 연결되는 복수 개의 사이클론으로 이루어질 수 있다. 일 예로, 사이클론 유닛(400)은 주 반응기(200)의 상단부에 연속적으로 연결되는 제1 사이클론(410) 및 제2 사이클론(420)을 포함할 수 있다.The cyclone unit 400 may be composed of a plurality of cyclones continuously connected to the upper end of the main reactor 200. As an example, the cyclone unit 400 may include a first cyclone 410 and a second cyclone 420 continuously connected to the upper end of the main reactor 200.

제1 사이클론(410)은 제1 사이클론부(411), 제1 회수부(412), 제1 유입관부(413) 및 제1 배출관부(414)를 포함할 수 있다. 제1 사이클론부(411)는 원심력을 이용하여 유가금속이 기 설정된 양보다 더 많이 포함된 원료 파우더를 1차 선별할 수 있다. 여기서, 유가금속이 기 설정된 양을 포함된 원료 파우더는, 원료 공급기(100)를 통해 공급된 원료 파우더로 이해될 수 있고, 유가금속이 기 설정된 양보다 더 많이 포함된 원료 파우더는, 원료 공급기(100)를 통해 공급된 원료 파우더에 포함된 유가금속보다 더 많은 양의 유가금속을 포함한 원료 파우더로 이해될 수 있다. The first cyclone 410 may include a first cyclone unit 411, a first recovery unit 412, a first inlet pipe unit 413, and a first discharge pipe unit 414. The first cyclone unit 411 may use centrifugal force to initially select raw material powder containing more valuable metals than a preset amount. Here, the raw material powder containing a preset amount of valuable metal can be understood as the raw material powder supplied through the raw material supplier 100, and the raw material powder containing more valuable metal than the preset amount can be understood as the raw material powder supplied through the raw material supplier ( It can be understood as a raw material powder containing a larger amount of valuable metals than the valuable metals contained in the raw material powder supplied through 100).

제1 사이클론부(411)의 일측부는 제1 유입관부(413)가 편심되게 연결될 수 있다. 제1 사이클론부(411)의 내부로 유입된 유가금속이 기 설정된 양보다 더 많이 포함된 원료 파우더는, 원심력에 의해 제1 사이클론부(411)의 내벽에 침착되고 중력과 아래쪽을 향하는 기류에 의해 제1 회수부(412)로 하강될 수 있다. 제1 회수부(412)는 제1 사이클론부(411)의 하단에 연결될 수 있다. 제1 회수부(412)는 제1 사이클론부(411)에서 하강되는 유가금속이 기 설정된 양보다 더 많이 포함된 원료 파우더를 포집하여 회수할 수 있다. 제1 사이클론부(411)와 제1 회수부(412) 사이에는 제1 회수밸브(416)가 구비될 수 있다. 제1 회수밸브(416)는 제1 사이클론부(411)에서 제1 회수부(412)로 이동되는 경로를 선택적으로 개폐할 수 있다.One side of the first cyclone unit 411 may be eccentrically connected to the first inlet pipe unit 413. The raw material powder containing more valuable metals than the preset amount introduced into the first cyclone unit 411 is deposited on the inner wall of the first cyclone unit 411 by centrifugal force and by gravity and a downward air flow. It may be lowered to the first recovery unit 412. The first recovery unit 412 may be connected to the lower end of the first cyclone unit 411. The first recovery unit 412 can collect and recover raw material powder containing more valuable metals than a preset amount descending from the first cyclone unit 411. A first recovery valve 416 may be provided between the first cyclone unit 411 and the first recovery unit 412. The first recovery valve 416 can selectively open and close the path from the first cyclone unit 411 to the first recovery unit 412.

제1 유입관부(413)는 주 반응기(200)의 상단부와 제1 사이클론부(411)의 일측부 사이를 연결할 수 있다. 제1 유입관부(413)에는 주 반응기(200)에서 제1 사이클론부(411)로 이동되는 이동 경로를 개폐하는 제1 유입밸브(415)가 구비될 수 있다. 제1 유입밸브(415)가 오픈되도록 조절되면, 주 반응기(200)의 상단부에 부유한 원료 파우더는 사이클론 유닛(400)으로 공급될 수 있다.The first inlet pipe portion 413 may connect the upper end of the main reactor 200 and one side of the first cyclone portion 411. The first inlet pipe part 413 may be provided with a first inlet valve 415 that opens and closes the movement path from the main reactor 200 to the first cyclone part 411. When the first inlet valve 415 is adjusted to open, the raw material powder floating at the upper end of the main reactor 200 can be supplied to the cyclone unit 400.

제1 배출관부(414)는 제1 사이클론부(411)의 상부 중앙에 배치될 수 있다. 제1 배출관부(414)는 제1 사이클론부(411)에서 상승 선회하는 원료 파우더를 제1 사이클론부(411)의 외부로 안내할 수 있다. 제1 배출관부(414)에는 제2 사이클론(420)의 제2 유입관부(423)가 연결될 수 있다. The first discharge pipe portion 414 may be disposed at the upper center of the first cyclone portion 411. The first discharge pipe unit 414 may guide the raw material powder rotating upward in the first cyclone unit 411 to the outside of the first cyclone unit 411. The second inlet pipe portion 423 of the second cyclone 420 may be connected to the first discharge pipe portion 414.

제2 사이클론(420)은 제2 사이클론부(421), 제2 회수부(422), 제2 유입관부(423) 및 제2 배출관부(424)를 포함할 수 있다. 제2 사이클론부(421)는 제1 사이클론(410)으로부터 공급받은 유가금속이 기 설정된 양보다 더 많이 포함된 원료 파우더를 2차 선별할 수 있다. The second cyclone 420 may include a second cyclone unit 421, a second recovery unit 422, a second inlet pipe unit 423, and a second discharge pipe unit 424. The second cyclone unit 421 may secondarily select the raw material powder supplied from the first cyclone 410 containing more valuable metals than a preset amount.

제2 사이클론부(421)의 일측부는 제2 유입관부(423)가 편심되게 연결될 수 있다. 제2 사이클론부(421)의 내부로 유입된 유가금속이 기 설정된 양보다 더 많이 포함된 원료 파우더는, 원심력에 의해 제2 사이클론부(421)의 내벽에 침착되고 중력과 아래쪽을 향하는 기류에 의해 제2 회수부(422)로 하강될 수 있다. 제2 회수부(422)는 제2 사이클론부(421)의 하단에 연결될 수 있다. 제2 회수부(422)는 제2 사이클론부(421)에서 하강되는 유가금속이 기 설정된 양보다 더 많이 포함된 원료 파우더를 포집하여 회수할 수 있다. 제2 사이클론부(421)와 제2 회수부(422) 사이에는 제2 회수밸브(426)가 구비될 수 있다. 제2 회수밸브(426)는 제2 사이클론부(421)에서 제2 회수부(422)로 이동되는 경로를 선택적으로 개폐할 수 있다.One side of the second cyclone unit 421 may be eccentrically connected to the second inlet pipe unit 423. The raw material powder containing more valuable metals than the preset amount introduced into the second cyclone unit 421 is deposited on the inner wall of the second cyclone unit 421 by centrifugal force and by gravity and a downward air flow. It may be lowered to the second recovery unit 422. The second recovery unit 422 may be connected to the lower end of the second cyclone unit 421. The second recovery unit 422 may collect and recover the raw material powder containing more valuable metals than a preset amount descending from the second cyclone unit 421. A second recovery valve 426 may be provided between the second cyclone unit 421 and the second recovery unit 422. The second recovery valve 426 can selectively open and close the path from the second cyclone unit 421 to the second recovery unit 422.

제2 유입관부(423)는 제1 사이클론(410)의 제1 배출관부(414)와 제2 사이클론부(421)의 일측부 사이를 연결할 수 있다. 제2 유입관부(423)에는 제1 사이클론(410)에서 제2 사이클론(420)으로 이동되는 이동 경로를 개폐하는 제2 유입밸브가 구비될 수 있다. 제2 유입밸브가 오픈되도록 조절되면, 제1 사이클론(410)에 배출된 원료 파우더는 제2 사이클론(420)으로 공급될 수 있다.The second inlet pipe portion 423 may connect one side of the first discharge pipe portion 414 of the first cyclone 410 and the second cyclone portion 421. The second inlet pipe portion 423 may be provided with a second inlet valve that opens and closes the movement path from the first cyclone 410 to the second cyclone 420. When the second inlet valve is adjusted to open, the raw material powder discharged to the first cyclone 410 may be supplied to the second cyclone 420.

제2 배출관부(424)는 제2 사이클론부(421)의 상부 중앙에 배치될 수 있다. 제2 배출관부(424)는 제2 사이클론부(421)에서 상승 선회하는 원료 파우더를 제2 사이클론부(421)의 외부로 안내할 수 있다. 제2 배출관부(424)에는 원료 파우더가 외부로 배출되는 경로를 선택적으로 개폐하는 배출밸브(427)가 구비될 수 있다. The second discharge pipe portion 424 may be disposed at the upper center of the second cyclone portion 421. The second discharge pipe unit 424 may guide the raw material powder rotating upward in the second cyclone unit 421 to the outside of the second cyclone unit 421. The second discharge pipe portion 424 may be provided with a discharge valve 427 that selectively opens and closes a path through which raw material powder is discharged to the outside.

배출밸브(427)는 주 반응기(200) 및 사이클론 유닛(400)의 차압 및 내부 압력을 전체적으로 조절할 수 있다. 예를 들어, 배출밸브(427)가 클로우즈되면, 원료 파우더가 제2 사이클론(420)에서 외부로 배출되는 경로가 차단되므로, 주 반응기(200) 및 사이클론 유닛(400)의 내부 압력을 상승할 수 있다.The discharge valve 427 can overall adjust the differential pressure and internal pressure of the main reactor 200 and the cyclone unit 400. For example, when the discharge valve 427 is closed, the path through which the raw material powder is discharged to the outside from the second cyclone 420 is blocked, so the internal pressure of the main reactor 200 and the cyclone unit 400 can be increased. there is.

이들 주 반응기(200), 제1 사이클론(410) 및 제2 사이클론(420)은, 지지 프레임(500)에 의해 지지될 수 있다. 지지 프레임(500)은 주 반응기(200), 제1 사이클론(410) 및 제2 사이클론(420)을 지지하기 위한 하우징/구조물을 포함할 수 있다.These main reactors 200, the first cyclone 410, and the second cyclone 420 may be supported by the support frame 500. The support frame 500 may include a housing/structure for supporting the main reactor 200, the first cyclone 410, and the second cyclone 420.

[실시예][Example]

본 실시예에서는, 산세폐액으로부터 네오디뮴계 폐 영구자석 파우더(분말)를 침출시킨 뒤, 산회수 공정을 통해 회수된 분말을 원료를 가정하여 상용 분말을 산화철(Fe2O3): 산화네오디뮴(Nd2O3) = 95wt.% : 5 wt.%의 비율로 혼합하여 원료로 사용하였다. 이 비율은 산세폐액 내의 철(Fe) 농도인 120g/L와 폐액 내의 프리산(Free acid)에 네오디뮴계 폐 영구자석 파우더를 최대 침출이 가능한 40g/L로 침출시키고, 산회수 공정 후 회수되는 분말 형태의 부산물의 예상 구성 성분을 고려하여 배합하였다.In this example, neodymium-based waste permanent magnet powder (powder) is leached from the pickling waste liquid, and the powder recovered through the acid recovery process is assumed to be the raw material, and commercial powders are used as iron oxide (Fe 2 O 3 ): neodymium oxide (Nd). 2 O 3 ) = 95 wt.% : 5 wt.% was mixed and used as a raw material. This ratio leaches the neodymium-based waste permanent magnet powder to 120g/L, which is the iron (Fe) concentration in the pickling waste liquid, and the free acid in the waste liquid at 40g/L, which allows maximum leaching, and the powder recovered after the acid recovery process. It was mixed considering the expected components of the by-product.

실험에 사용한 유동층 반응기는 직경 50mm로 내부를 시각적으로 관찰할 수 있는 아크릴 재질로 제작하여 실험을 진행하였다. 높이는 분산판을 기준으로 1500 mm 높이를 갖는 장치를 제작하여 분말의 유동 확산 거리를 확보하였다. 유동 후 분말의 안정적인 분리 회수를 위해 사이클론을 1, 2차 설치하여 회수하였다. 물질의 밀도에 따라 상대적으로 가벼운 산화철이 원료로부터 사이클론에 포집되는 것을 XRF 분석을 실시하였다. The fluidized bed reactor used in the experiment had a diameter of 50 mm and was made of acrylic material so that the inside could be visually observed. A device with a height of 1500 mm was manufactured based on the dispersion plate to secure the powder's flow diffusion distance. To ensure stable separation and recovery of powder after flow, first and second cyclones were installed for recovery. XRF analysis was conducted to show that relatively light iron oxide was collected in a cyclone from the raw material depending on the density of the material.

유동화 조건 도출을 위해 최소유동화 속도인 관성력과 점성력 비인 레이놀즈 수와 유동 입자 크기 및 입자 밀도들을 나타내는 고체 유동 입자 특성, 기체 특성 등으로 계산된 식에 미립자(Fine particle)에 대한 수정된 수식을 참고하여 아래의 표 1을 계산하였다.To derive the fluidization conditions, refer to the modified formula for fine particles in the equation calculated using the Reynolds number, which is the ratio of inertial force and viscous force, which is the minimum fluidization speed, and solid fluid particle characteristics and gas characteristics, which represent fluid particle size and particle density. Table 1 below was calculated.

[표 1][Table 1]

여기서, 관성력과 점성력의 비를 레이놀즈 수라고 하고, 유동 입자크기 및 입자밀도들을 나타내는 고체 유동 입자 특성, 기체특성(기체점도 및 기체밀도)의 함수인 아르키메데스의 수(부력과 운동량과의 비)에 관한 수식이 이용된다.Here, the ratio of inertial force and viscous force is called Reynolds number, and the Archimedes number (ratio between buoyancy and momentum), which is a function of solid fluid particle properties and gas properties (gas viscosity and gas density) representing fluid particle size and particle density. The formula for this is used.

그리고 본 발명을 통해 회수되는 입자는 균일할 것으로 예상되기 때문에, 최소유동화 속도를 바탕으로 실제 상용분말의 입도 정보를 이용해 최소 유동화 속도를 아래의 표 2와 같이 다시 계산하였다.And since the particles recovered through the present invention are expected to be uniform, the minimum fluidization speed was recalculated using the particle size information of the actual commercial powder based on the minimum fluidization speed as shown in Table 2 below.

[표 2][Table 2]

표 1의 경우, 통상적인 스프레이(Spray) 방식의 분무 건조&로스터 등은 일정한 입도를 갖게 될 수 있다. 따라서 에이알피(ARP) 공정 후에 회수될 수 있는 입자의 입도 범위를 25 ~ 50 미크론으로 가상하였으며, 표 2의 경우, 실제 분급을 위해 상용 분말을 이용해 분급 실험을 진행하였다. 실제 상용분말을 분석했을 때, Fe산화물은 약 1.9 미크론, Nd산화물은 약 11미크론으로 분석되었다. 물질의 입도를 제외하고, 나머지 최소유동화 속도에 이용되는 변수는 앞서 설명한 내용과 동일하다.In the case of Table 1, a typical spray method such as spray drying & roasting may have a certain particle size. Therefore, the particle size range of particles that can be recovered after the ARP process was assumed to be 25 to 50 microns, and in the case of Table 2, a classification experiment was conducted using commercial powder for actual classification. When analyzing the actual commercial powder, Fe oxide was analyzed to be about 1.9 microns and Nd oxide was analyzed to be about 11 microns. Except for the particle size of the material, the remaining variables used for the minimum fluidization speed are the same as previously described.

표 2를 참조하면, 분급을 위한 분체의 유동시 차압은 16.6 ~ 220 mmH2O으로 측정되었다. 이는 유량과 투입 가스의 압력에 따라 차압이 차등 발생하며, 차압이 큰 겨우 입자의 유동화 거동이 매우 큰 반면 분급 효율은 떨어지고 차압이 작은 경우 분급 시간은 오래 걸리나 분급효율은 일정 부분 향상되는 것을 확인할 수 있었다. Referring to Table 2, the differential pressure during flow of powder for classification was measured to be 16.6 ~ 220 mmH2O. This means that the differential pressure occurs differently depending on the flow rate and the pressure of the input gas. When the differential pressure is large, the fluidization behavior of particles is very large, but the classification efficiency is low. When the differential pressure is small, the classification time takes longer, but the classification efficiency is improved to a certain extent. there was.

그리고 초기 산화철(Fe2O3): 산화네오디뮴(Nd2O3)의 혼합 상용분말의 XRF 분석 결과, Fe2O3는 91.77 wt.%, 산화네오디뮴(Nd2O3)은 7.286 wt.%로 비율로 분석되었으며, 유동층 분급 진행 후 1차 사이클론에 포집된 분말의 XRF 분석 결과 산화철(Fe2O3)은 93.56 wt.%, 산화네오디뮴(Nd2O3)은 5.213 wt.%로 상대적인 밀도가 낮은 산화철(Fe2O3)이 유동화 되어 1차 사이클론으로 이동한 것을 확인할 수 있었다. 산화네오디뮴(Nd2O3)의 농도가 혼합 대비 28% 가량 분급이 진행된 것을 확인할 수 있었다.And as a result of XRF analysis of the mixed commercial powder of initial iron oxide (Fe 2 O 3 ) and neodymium oxide (Nd 2 O 3 ), Fe 2 O 3 was 91.77 wt.% and neodymium oxide (Nd 2 O 3 ) was 7.286 wt.%. It was analyzed as a ratio, and as a result of XRF analysis of the powder collected in the first cyclone after fluidized bed classification, the relative density of iron oxide (Fe 2 O 3 ) was 93.56 wt.% and neodymium oxide (Nd 2 O 3 ) was 5.213 wt.%. It was confirmed that iron oxide (Fe 2 O 3 ) with a low value was fluidized and moved to the first cyclone. It was confirmed that the concentration of neodymium oxide (Nd 2 O 3 ) was classified by about 28% compared to the mixture.

한편, 도 5를 참고하면, 본 발명의 변형예로, 주 반응기(200)는 길이방향으로 서로 다른 직경을 갖는 다단의 반응바디(210)를 포함할 수 있다. 일 예로, 반응바디(210)는 1단 바디부(212)와, 1단 바디부(212)의 직경보다 더 큰 직경을 가지는 2단 바디부(213)를 제공하는 2단 구조일 수 있다. Meanwhile, referring to FIG. 5, in a modified example of the present invention, the main reactor 200 may include a multi-stage reaction body 210 having different diameters in the longitudinal direction. As an example, the reaction body 210 may have a two-stage structure providing a first-stage body part 212 and a second-stage body part 213 having a diameter larger than the diameter of the first-stage body part 212.

주 반응기(200)의 직경 크기가 서로 다른 2단으로 구성되는 경우, 직경이 증대되는 부분에서 유속이 감소하여 분급에 보다 용이해질 수 있다. 왜냐하면, 일정한 직경을 갖는 주 반응기의 경우, 주 반응기(200)의 상단까지 일정한 유속이 유지되기 때문에 유량과 압력을 보다 미세하게 조절해야 하고, 주 반응기(200)의 길이가 상대적으로 높아야 한다. 반면에, 주 반응기(200)가 직경이 서로 다른 2단으로 제작되는 경우, 감소한 유속에 의해 상대적으로 무거운 분말이 재 침강이 일어나게 되므로, 일정한 직경을 갖는 주 반응기에 비하여 주 반응기(200)의 전체 높이가 감소될 수 있다.When the main reactor 200 is composed of two stages with different diameter sizes, the flow rate decreases in the portion where the diameter increases, making classification easier. This is because, in the case of a main reactor having a constant diameter, a constant flow rate is maintained up to the top of the main reactor 200, so the flow rate and pressure must be more finely adjusted, and the length of the main reactor 200 must be relatively high. On the other hand, when the main reactor 200 is manufactured in two stages with different diameters, relatively heavy powders re-sedimentation occurs due to the reduced flow rate, so the overall weight of the main reactor 200 is increased compared to the main reactor with a constant diameter. Height may be reduced.

그리고 상부에 위치한 반응바디(210)는 하부에 위치한 반응바디(210)의 직경보다 최소 2배 이상 증가될 수 있다. 예컨대, 2단 바디부(213)의 직경은 1단 바디부(212)의 직경보다 최소 2배 이상일 수 있다. 이에 따라, 1단 바디부(212)에서 2단 바디부(213)로 상방향 이동하는 분말은, 유속의 감소로 인해 분산판(220)에서 1단 바디부(212)까지는 유동화는 지속적으로 진행되면서, 상대적으로 무거운 분말은 재 침강이 일어나고, 상대적으로 가벼운 유가금속류들은 제1 사이클론(410) 부로 이동될 수 있다. And the reaction body 210 located at the top can be at least twice the diameter of the reaction body 210 located at the bottom. For example, the diameter of the second-stage body portion 213 may be at least twice the diameter of the first-stage body portion 212. Accordingly, the powder moving upward from the first-stage body portion 212 to the second-stage body portion 213 continues to be fluidized from the dispersion plate 220 to the first-stage body portion 212 due to a decrease in flow rate. As this happens, relatively heavy powders re-sedimentation occurs, and relatively light valuable metals can be moved to the first cyclone 410.

2단 바디부(213)의 길이와 1단 바디부(212)의 길이를 비교하면, 2단 바디부(213)의 길이와 1단 바디부(212)의 길이의 비는, 1:1 비율이거나, 2단 바디부(213)의 길이가 1단 바디부(212)의 길이보다 더 짧을 수 있다. 이는 하이드로 사이클론 크기와는 큰 연관성은 없다. 하이드로 사이클론의 경우, 회수 효율을 위해 원통부의 높이, 원추부의 높이, 유입구의 높이, 유입구 폭 등을 고려하여 설계될 수 있고, 회수하고자 하는 물질의 입도, 밀도에 의해 정해질 수 있다. 추가적으로, 하이드로 사이클론의 설계는 가스 유입 속도 등이 고려될 수 있으며, 이러한 하이드로 사이클론의 설계는 반응바디의 설계값 보다 운용하는 조건(유량, 입도, 밀도 등)의 조건에 보다 종속적일 수 있다.When comparing the length of the second-stage body portion 213 and the length of the first-stage body portion 212, the ratio of the length of the second-stage body portion 213 to the length of the first-stage body portion 212 is a 1:1 ratio. Alternatively, the length of the second-stage body portion 213 may be shorter than the length of the first-stage body portion 212. This has little to do with the size of the hydrocyclone. In the case of a hydrocyclone, for recovery efficiency, it can be designed considering the height of the cylindrical part, the height of the conical part, the height of the inlet, the width of the inlet, etc., and can be determined by the particle size and density of the material to be recovered. Additionally, the design of the hydro cyclone may take into account the gas inflow rate, etc., and the design of the hydro cyclone may be more dependent on the operating conditions (flow rate, particle size, density, etc.) than the design value of the reaction body.

본 실시예에서, 주 반응기(200)는 직경이 서로 다른 2단 구조에 대하여 설명하였지만, 이에 한정되지는 아니하며, 주 반응기(200)는 직경이 서로 다른 3단 이상의 구조를 제공할 수 있다. In this embodiment, the main reactor 200 has been described as having a two-stage structure with different diameters, but it is not limited thereto, and the main reactor 200 may have a three-stage or more structure with different diameters.

상술한 바와 같이, 본 발명은 기존 철강 공정을 이용함으로써, 신규 공정 기술 개발에 소요되는 경제적인 부담을 최소화할 수 있고, 철강 공정에서 다량의 산을 재활용하기 위한 산 회수 공정 시스템을 이용하여 염산을 회수 및 재사용할 수 있고, 부산물로 산화철 및 산화네오디뮴을 회수하여 경제적 이익과 더불어 환경적인 부담을 크게 완화시킬 수 있고, 부산물인 산화철과 산화네오디뮴의 혼합 분말에서, 산화네오디뮴을 건식 공정으로 선택적으로 분리함으로써, 후 공정의 비용을 크게 감소시킬 수 있으며, 산세폐액인 염산에 침출이 가능한 희토류 포함 유가금속에 대부분 적용이 가능한 기술로, 마그네슘(Mg), 칼슘(Ca) 등 다양한 물질의 친환경 멀티 플랫폼 기술의 확장성과 유연함이 뛰어나고, 이를 통해 자원빈국인 국내의 희토류 재활용 공정의 경제성을 향상시킬 수 있고, 향후 다양한 산업에 전파가 가능하다는 등의 우수한 장점을 가진다.As described above, the present invention can minimize the economic burden required for developing new process technology by using the existing steel process, and uses an acid recovery process system to recycle a large amount of acid in the steel process to remove hydrochloric acid. It can be recovered and reused, and by recovering iron oxide and neodymium oxide as by-products, it is possible to greatly reduce the environmental burden as well as economic benefits. Neodymium oxide can be selectively separated from the mixed powder of iron oxide and neodymium oxide as by-products through a dry process. By doing so, the cost of post-processing can be significantly reduced, and it is a technology that can be applied to most valuable metals including rare earth elements that can leach into hydrochloric acid, which is a pickling waste liquid. It is an eco-friendly multi-platform technology for various materials such as magnesium (Mg) and calcium (Ca). Its scalability and flexibility are excellent, and through this, it can improve the economic feasibility of the rare earth recycling process in resource-poor countries and has excellent advantages such as being able to spread to various industries in the future.

이상 본 발명의 실시예들을 구체적인 실시 형태로서 설명하였으나, 이는 예시에 불과한 것으로서, 본 발명은 이에 한정되지 않는 것이며, 본 명세서에 개시된 기초 사상에 따르는 최광의 범위를 갖는 것으로 해석되어야 한다. 당업자는 개시된 실시형태들을 조합/치환하여 적시되지 않은 형상의 패턴을 실시할 수 있으나, 이 역시 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 것이다. 이외에도 당업자는 본 명세서에 기초하여 개시된 실시형태를 용이하게 변경 또는 변형할 수 있으며, 이러한 변경 또는 변형도 본 발명의 권리범위에 속함은 명백하다.Although embodiments of the present invention have been described above as specific embodiments, this is merely an example, and the present invention is not limited thereto, and should be construed as having the widest scope following the basic ideas disclosed in this specification. A person skilled in the art may implement a pattern of a shape not specified by combining/substituting the disclosed embodiments, but this also does not depart from the scope of the present invention. In addition, a person skilled in the art can easily change or modify the embodiments disclosed based on the present specification, and it is clear that such changes or modifications also fall within the scope of the present invention.

10 : 유가금속 회수방법
20 : 유가금속 회수시스템
100 : 원료 공급기 200 : 주 반응기
210 : 반응바디 220 : 분산판
221 : 분산홀 300 : 가스 공급기
400 : 사이클론 유닛 410 : 제1 사이클론
411 : 제1 사이클론부 412 : 제1 회수부
413 : 제1 유입관부 414 : 제1 배출관부
415 : 제1 유입밸브 416 : 제1 회수밸브
420 : 제2 사이클론 421 : 제2 사이클론부
422 : 제1 회수부 423 : 제1 유입관부
424 : 제1 배출관부 425 : 제1 유입밸브
426 : 제1 회수밸브 500 : 지지 프레임
10: Valuable metal recovery method
20: Valuable metal recovery system
100: raw material supplier 200: main reactor
210: reaction body 220: dispersion plate
221: Dispersion hole 300: Gas supplier
400: Cyclone unit 410: First cyclone
411: first cyclone unit 412: first recovery unit
413: first inlet pipe 414: first discharge pipe
415: first inlet valve 416: first recovery valve
420: second cyclone 421: second cyclone unit
422: first recovery part 423: first inlet pipe part
424: first discharge pipe 425: first inlet valve
426: first recovery valve 500: support frame

Claims (11)

폐 영구자석 파우더를 산세폐액에 용해시키고, 폐 영구자석 파우더가 용해된 산세폐액으로부터 유가금속이 포함된 원료 파우더를 제조하는 산회수 단계; 및
상기 원료 파우더를 건식 밀도 분급하여 상기 원료 파우더로부터 유가금속을 회수하는 유가금속 회수단계를 포함하는,
폐 영구자석의 유가금속 회수방법.
An acid recovery step of dissolving the waste permanent magnet powder in the pickling waste liquid and producing raw material powder containing valuable metals from the pickling waste liquid in which the waste permanent magnet powder is dissolved; and
Comprising a valuable metal recovery step of recovering valuable metals from the raw material powder by dry density classifying the raw material powder,
Method for recovering valuable metals from waste permanent magnets.
제 1 항에 있어서,
상기 산회수 단계는
철강의 산화층을 염산과 반응시켜 산세폐액을 생산하는 단계;
폐 영구자석 파우더를 산세폐액에 용해시키는 단계; 및
상기 폐 영구자석 파우더가 용해된 산세폐액으로부터 산화물이 포함된 원료 파우더와 재생 염산을 생산하는 단계를 포함하는,
폐 영구자석의 유가금속 회수방법.
According to claim 1,
The acid recovery step is
Reacting the oxide layer of steel with hydrochloric acid to produce pickling waste liquid;
Dissolving the waste permanent magnet powder in the pickling waste liquid; and
Producing raw material powder containing oxide and regenerated hydrochloric acid from the pickling waste liquid in which the spent permanent magnet powder is dissolved,
Method for recovering valuable metals from waste permanent magnets.
제 2 항에 있어서,
상기 산화물은
산화철(Fe2O3) 및 산화네오디뮴(Nd2O3)을 포함하는,
폐 영구자석의 유가금속 회수방법.
According to claim 2,
The oxide is
Containing iron oxide (Fe 2 O 3 ) and neodymium oxide (Nd 2 O 3 ),
Method for recovering valuable metals from waste permanent magnets.
제 2 항에 있어서,
상기 산세폐액을 생산하는 단계는,
상기 폐 영구자석 파우더의 추가 용해가 산세폐액에서 가능하도록, 한계농도까지 프리산에 대한 추가 용해가 가능한 산세폐액을 제공하고,
상기 폐 영구자석 파우더를 산세폐액에 용해시키는 단계는,
상기 프리산을 이용하여 산세폐액에 상기 폐 영구자석 파우더를 상기 한계농도까지 용해시키고,
상기 한계농도는 염산에서 최대 용해 가능한 상기 산화층에 포함된 철의 농도보다 작은 농도인,
폐 영구자석의 유가금속 회수방법.
According to claim 2,
The step of producing the pickling waste liquid is,
To enable additional dissolution of the waste permanent magnet powder in the pickling waste liquid, providing a pickling waste liquid capable of additional dissolution of free acid up to a limit concentration,
The step of dissolving the waste permanent magnet powder in the pickling waste liquid,
Dissolving the waste permanent magnet powder in the pickling waste liquid using the free acid to the above limit concentration,
The limiting concentration is a concentration lower than the concentration of iron contained in the oxidized layer that is maximally soluble in hydrochloric acid,
Method for recovering valuable metals from waste permanent magnets.
제 4 항에 있어서,
상기 산세폐액을 생산하는 단계는,
상기 한계농도가 160g/L 일때, 40g/L의 상기 프리산의 추가 용해가 가능하도록 상기 산세폐액의 철 농도를 120g/L로 유지하고,
상기 폐 영구자석 파우더를 산세폐액에 용해시키는 단계는,
상기 프리산 40g/L이 용해된 상기 산세폐액에 상기 폐 영구자석 파우더를 용해시키는,
폐 영구자석의 유가금속 회수방법.
According to claim 4,
The step of producing the pickling waste liquid is,
When the critical concentration is 160 g/L, the iron concentration of the pickling waste liquid is maintained at 120 g/L to enable additional dissolution of 40 g/L of the free acid,
The step of dissolving the waste permanent magnet powder in the pickling waste liquid,
Dissolving the waste permanent magnet powder in the pickling waste liquid in which 40 g/L of the free acid is dissolved,
Method for recovering valuable metals from waste permanent magnets.
제 1 항에 있어서,
상기 유가금속 회수단계는
원료 파우더를 주 반응기에 공급하는 단계;
상기 주 반응기 내 원료 파우더가 유동되도록 상기 주 반응기에 가스를 공급하는 단계;
상기 주 반응기의 상단부에 부유한 원료 파우더를 사이클론 유닛에 공급하는 단계; 및
상기 사이클론 유닛 내 원료 파우더로부터 유가금속을 회수하는 단계를 포함하는,
폐 영구자석의 유가금속 회수방법.
According to claim 1,
The valuable metal recovery step is
Supplying raw material powder to the main reactor;
Supplying gas to the main reactor to allow raw material powder to flow in the main reactor;
supplying raw material powder suspended at the upper end of the main reactor to a cyclone unit; and
Comprising the step of recovering valuable metals from the raw material powder in the cyclone unit,
Method for recovering valuable metals from waste permanent magnets.
원료 파우더의 공급을 위한 원료 공급기;
상기 원료 파우더가 상하방향으로 유동 가능하도록 상하방향으로 연장 형성되는 장 챔버를 제공하는 주 반응기;
상기 주 반응기 내 상기 원료 파우더가 유동되도록 상기 장 챔버에 가스를 공급하는 가스 공급기; 및
상기 주 반응기의 상단부에 연결되고, 상기 주 반응기의 상단부에 부유한 원료 파우더를 공급받아 상기 원료 파우더로부터 유가금속을 회수하는 사이클론 유닛을 포함하는,
폐 영구자석의 유가금속 회수시스템.
A raw material supply machine for supplying raw material powder;
a main reactor providing a long chamber extending in the vertical direction so that the raw material powder can flow in the vertical direction;
a gas supplier that supplies gas to the intestinal chamber so that the raw material powder flows in the main reactor; and
A cyclone unit connected to the upper end of the main reactor, receiving raw material powder suspended at the upper end of the main reactor and recovering valuable metals from the raw material powder,
Valuable metal recovery system for waste permanent magnets.
제 7 항에 있어서,
상기 주 반응기는
상단부에 상기 원료 공급기가 연결되고, 하단부에 상기 가스 공급기가 연결되며, 내부에 상기 장 챔버가 마련되는 반응바디; 및
상기 장 챔버의 하부에 배치되고, 상기 가스가 통과되도록 복수 개의 분산홀을 제공하는 분산판을 포함하는,
폐 영구자석의 유가금속 회수시스템.
According to claim 7,
The main reactor is
A reaction body in which the raw material supplier is connected to the upper part, the gas supplier is connected to the lower part, and the intestinal chamber is provided therein; and
Disposed at the bottom of the intestinal chamber, comprising a dispersion plate providing a plurality of dispersion holes to allow the gas to pass through,
Valuable metal recovery system for waste permanent magnets.
제 8 항에 있어서,
상기 사이클론 유닛은
상기 주 반응기의 상단부에 연속적으로 연결되는 제1 사이클론 및 제2 사이클론을 포함하는,
폐 영구자석의 유가금속 회수시스템.
According to claim 8,
The cyclone unit is
Comprising a first cyclone and a second cyclone continuously connected to the upper end of the main reactor,
Valuable metal recovery system for waste permanent magnets.
제 9 항에 있어서,
상기 제1 사이클론은
원심력을 이용하여 유가금속이 기 설정된 양보다 더 많이 포함된 원료 파우더를 1차 선별하는 제1 사이클론부;
1차 선별된 상기 원료 파우더를 포집하도록 상기 제1 사이클론부의 하단에 연결되는 제1 회수부;
상기 주 반응기의 상단부와 상기 제1 사이클론부 사이를 연결하는 제1 유입관부; 및
상기 제1 사이클론부에서 상승 선회하는 원료 파우더를 상기 제1 사이클론부의 외부로 안내하는 제1 배출관부를 포함하고,
상기 제2 사이클론은
원심력을 이용하여 유가금속이 기 설정된 양보다 더 많이 포함된 원료 파우더를 2차 선별하는 제2 사이클론부;
2차 선별된 상기 원료 파우더를 포집하도록 상기 제2 사이클론부의 하단에 연결되는 제2 회수부;
상기 제1 배출관부와 상기 제2 사이클론부 사이를 연결하는 제2 유입관부; 및
상기 제2 사이클론부에서 상승 선회하는 원료 파우더를 상기 제2 사이클론부의 외부로 안내하는 제2 배출관부를 포함하는,
폐 영구자석의 유가금속 회수시스템.
According to clause 9,
The first cyclone is
A first cyclone unit that uses centrifugal force to primarily select raw material powder containing more valuable metals than a preset amount;
a first recovery unit connected to the bottom of the first cyclone unit to collect the initially selected raw material powder;
A first inlet pipe section connecting the upper end of the main reactor and the first cyclone section; and
It includes a first discharge pipe section that guides the raw material powder rotating upward in the first cyclone section to the outside of the first cyclone section,
The second cyclone is
a second cyclone unit that uses centrifugal force to secondarily select raw material powder containing more valuable metals than a preset amount;
a second recovery unit connected to the bottom of the second cyclone unit to collect the secondary selected raw material powder;
a second inlet pipe connecting the first discharge pipe and the second cyclone; and
Comprising a second discharge pipe unit that guides the raw material powder rotating upward in the second cyclone unit to the outside of the second cyclone unit,
Valuable metal recovery system for waste permanent magnets.
제 8 항에 있어서,
상기 반응바디는
1단 바디부; 및
상기 1단 바디부의 직경보다 더 큰 직경을 가지도록 상기 1단 바디부의 상부에 경사지게 연결되는 2단 바디부를 포함하되,
상기 2단 바디부의 직경은 상기 1단 바디부의 직경보다 2배 이상 더 큰,
폐 영구자석의 유가금속 회수시스템.
According to claim 8,
The reaction body is
1st stage body part; and
It includes a second-stage body part obliquely connected to the upper part of the first-stage body part so as to have a diameter larger than that of the first-stage body part,
The diameter of the second-stage body portion is more than two times larger than the diameter of the first-stage body portion,
Valuable metal recovery system for waste permanent magnets.
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