KR890002035B1 - 저품위 라레라이트광으로부터 니켈의 침출방법 - Google Patents

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내용 없음.

Description

저품위 라레라이트광으로부터 니켈의 침출방법

본 발명은 세계적으로 다량 부존되어 있는 니켈원광인 저품의 라레라이트로부터 습식 제련에 의하여 니켈을 침출 회수하는 방법에 관한 것으로서 저품위 원광을 효율적으로 처리하고자 함에 그 목적이 있다.

일반적으로 니켈원광으로부터 니켈을 침출시키는 방법은 원광의 종류와 품위에 따라 달리하여야 하나, 점차 고품위광의 고갈로 인하여 니켈 품위가 낮은(니켈 함유량 2%이하) 저품위 라레라이트광의 처리 방법에 대하여 큰 관심이 집중되고 있다.

현재까지 저품위 라레라이트광을 처리하는 몇가지 방법이 개발되어 실험적인 단계에 있거나, 또는 실제 공장에서 응용되고 있다.

그중 대표적인 방법으로는 황산 침출법과 환원배소-암모니아 침출법이 있다.

황산침출법(E.T.carlson and C.S.Simons, Jom. Mar., 1960, P 206-213참조)은 쿠바의 모아베이(Moa Bay)에서 실용화하고 있는 것으로 이방법은 철분 함량이 많은 라테라이트원광을 미분쇄하여 약 240℃에서 황산으로 가압 압출하여 니켈을 용출시키고. 철분은 침철광이나 적철광으로 만든다.

그러나, 이 방법은 원광중에 마그네슘이 다량 함유되어 있을 경우 황산의 소모가 증가하고, 니켈의 선택 침출 효과가 떨어지며, 또한 침출광액의 후 처리가 간단치 않기 때문에 마그네슘의 함량이 적은 광석에 국한 적용된다.

암모니아 침출법은 전기한 황산침출법과는 달리 원광의 종류에 관계없이 적용되는 방법으로, 현재 쿠바의 니카로(Nicaro) (M.M.Caron.Trans.AIME, 188 P 67, 1950 참조), 필리핀의 노녹(Nonoc) (T.Harada etal., JMMI of Japan, 98, P 105, 1981 참조), 호주의 노드퀸스랜드(North Queensland) (J.G.Reid, International Laterite Symp., AIME, P 368, 1979참조)등에서 실용화되어 있다.

이 방법은 미쇄분한 라테라이트등과 같은 비황화 니켈원광을 소량의 탄소입자와 섞어 환원성 기체로 700-800℃에서 환원시켜 얻어진 미립의 금속니켈을 암모니아 용액으로 침출한다.

그 외에 실험적 단계에 있는 기술로 세그리게이션(sogregation)법이 개발되어 있으나, 이 방법은 아직 실용화 단계에는 이르지 못하고 있다.

이 방법은 라레라이트를 5-10% 염화물(Nacl, CaCl₂)등과 4-8%의 탄소입자를 섞어 850-1000℃에서 불활성 내지 환원성 분위기에서 배소하여 탄소입자 표면에 금속니켈을 선택적으로 석출시켜 부선이나 자선등의 물리적 선별방법으로 니켈 정광을 회수한 다음 암모니아 용액으로 금속니켈을 침출시키는 방법이다.

이 방법은 원광중에 철분이나 마그네슘이 함유되어 있어도 니켈을 선택 침출할 수 있는 장점이 있으나 저품위 원광을 전량 고온 배소하는 공정, 농축공정 및 침출공정등 그 처리 단계가 복잡할 뿐만 아니라, 막대한 연료비가 소요되는 단점이 있다.

이상에서 살펴본 바와같이 종래의 라테라이트 처리방법인 고온, 고압하에서의 습식처리 방법이나 고온에서 환원배소-암모니아 침출방법 모두 저품위 라테라이트광 처리에 있어서는 아직가지 경제성이 거의없는 것으로 밝혀져있다.

따라서, 본 발명은 특히 저품위 니켈 라레라이트광 처리에 있어서 종래의 비효율적인 처리방식을 지양라고 저품위 라레라이트 원광을 직접 전기화학적인 방법으로 원광중의 니켈을 용액중에 침출시켜 회수하는 것으로서 종래의 방법과 비교해볼때 저품위 라레라이트를 매우 간단한 공정으로 처리하여 경제적으로 니켈을 침출 회수할 수 있다.

본 발명을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

원광품위 약 1.0-2.0% Ni인 저품위 라레라이트 원광을 -100메쉬(mesh)로 마광한 다음 0.01-10.0M황산용액으로 만들어 분리격막(separator)이 설치되어 있는 전해조의 음극실에 채운후 음극실에 아황산(S0₂) 가스를 포화용액이 되게 주입하면서 10-100분간 전해하여 니켈을 침출시킨다.

이때 양극전해액으로는 0.01-10.0M 황산용액을 사용한다. 전해 침출시의 조건으로서는 상온하에서 아황산 가스를 충분히 주입시키며,. 또한 음극전위(Potential)는 기준전극(Saturated calomel electrode)에 대하여 -0.1~5.0볼트로 유지시킨다.

이와같이 음극실에서 라테라이트를 전해침출하면 광석의 주성분인 니켈함유 수산화철[(Fe, Ni)O(OH), nH₂O]이 산성용액 SO₂에 의해 3가철이 2가철로 용이하게 환원 침출될때 니켈이 산에 의해 이온화되어 침출회수된다.

위에서 설명한 바와같이 본 발명은 저품위 니켈라테라이트의 광액을 직접 전해 침출하는 간단한 방법으로서, 종래의 고온, 고압하에서의 황산침출법이나, 700-800℃에서 배소환원-암모니아 침출법에 비하여 그 처리비가 매우 적어 경제적이다.

실제 소요되는 전기량은 140-200kwh/원광석톤으로써 전기로 재련에서 필요로 하는 전기량(600-800kwh/원광분톤)에 비하면, 월등히 경제적임을 알 수 있다.

[실시예 1 ]

표 1과 같은 화확성분을 가진 인도네시아산 저품위 라레라이트 원광 200gr.을 취하여 약 -100매쉬로 마광한 다음 0.5M 황산용액 1리터에 혼합한 KI 83gr.을 용해시켜 전해조의 음극실에 넣은 후 음극실에 아황산 가스를 약 100ml/min.의 유속으로 30분간 통과시킨다.

이때 양극실에는 0.5M 황산용액 1리터를 채운다.

[표 1 ]

이상과 같이 양극액 및 음극액이 채워진 전해조에 백금전극을 설치하고, 음극실에 아황산 가스를 주입시키면서 음극전위를 -1.0볼트(S.C.E)로 유지시키고, 90분간 침출하였다. 이때 원광중의 니켈 침출율은 약 66.3%이었다.

[실시예 2 ]

표 2와 같은 화학성분을 가진 인도네시아산 저품위 라레라이트 원광 20gr을 취하여 약 -100매쉬로 마광한 다음 0.25M 황산용액 200ml에 혼합하여 건해조의 음극실에 채운후 음극실에 아황산 가스를 약 80ml/min의 유속으로 주입시킨다.

이때 양극실에는 0.25M 황산용액 200ml를 채운다.

[표 2 ]

이상태에서 실시예 1과 같은 방법으로 음극전위 -0.8볼트(S.C.E)에서 60분간 침출하였을때 니켈의 침출율은 약 63.4%이었다.

[실시예 3 ]

표 3과 같은 화학성분을 가진 인도네시아산 저품위 라테라이트 원광 20gr.을 취하여 실시예 2과 같은 방법으로 음극저위 -0.7볼트(S.C.E)에서 50분간 전해 침출하였으며, 이때dml 니켈침율은 52.9%이었다.

[표 3 ]

본 발명에 의한 방법과 종래의 세그리게이션(segregation) 배소-부유선광-암모니아 침출법에 의한 저품위 라레라이트 광의 처리방법에 따라 동일한 시료로 실험하였을때의 니켈의 회수율을 보면 표 4과 같다. 이 표에서 알 수 있는 바와같이 시료에 따라 회수율은 두 방법이 서로 높게 혹은 낮게 나타나고 있으나, 처리공정 단계에 있어서는 종래방법이 3단계 공정임에 비해 본 발명방법은 단일공정으로 처리과정이 간단할뿐만 아니라, 상온에서 조업하므로 처리비가 매우 절감될 수 있어 본 발명으로 저품위 라레라이트를 효과적으로 경제적으로 처리할 수 있다.

[표 4 ]

Claims (2)

1. 격막으로 분리된 전해조의 음극실에는 저품위 라레라이트를 -10메쉬로 마광하여 농도 0.01-10.0M의 황산으로 광액을 만들어 넣고 양극실에는 농도 0.01-10.0M의 황산을 넣은 다음 음극실에 아황산 가스를 불어 넣으면서 음극전위 -0.1~0.5볼트로 전해하는 라테라이트 광으로부터 니켈의 침출방법.
2. 제1항에 있어서, 음극실에 아황산 가스를 포화 용액이 되게 불어 넣음을 특징으로 하는 방법.