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라테라이트광 활용을 위한 황산용액에서 Diphonix 수지의 니켈, 코발트, 마그네슘 흡착
Adsorption of Ni(II), Co(II), and Mg(II) from Sulfuric Acid Solution by Diphonix Resin for the Utilization of Laterite Ore 원문보기

韓國鑛物學會誌 = Journal of the Mineralogical Society of Korea, v.23 no.3, 2010년, pp.183 - 189  

이만승 (목포대학교 공과대학 신소재공학과) ,  김상배 (한국지질자원연구원 광물자원연구본부) ,  채종귀 (목포대학교 공과대학 신소재공학과)

초록
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니켈 라테라이트광 황산침출액에 함유된 니켈과 코발트를 마그네슘으로부터 분리하는 것은 유가금속의 회수측면에서 중요하다. 세 금속간의 분리성을 조사하기 위해 니켈과 코발트 및 마그네슘이 단독으로 존재하는 황산용액과 혼합용액에서 Diphonix 수지에 의한 흡착거동을 조사하였다. 금속 농도는 100 ppm으로 고정시키고 황산용액의 pH를 5에서 7사이로 변화시켰다. 상온에서 Diphonix에 의한 세 금속이온의 흡착거동은 Langmuir 등온곡선과 잘 일치하였으며, 각 금속의 최대흡착량을 구했다. 세 금속이 혼합된 합성용액에서 Diphonix 농도에 따른 세 금속이온의 흡착거동은 동일하였으며 Diphonix 수지로 니켈과 코발트를 마그네슘으로부터 분리하는 것은 어렵다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

It is of importance to separate Ni(II) and Co(II) from Mg(II) in solution which was leached from nickel laterite ore. In order to investigate the possibility of separating Ni(II) and Co(II) from Mg(II), adsorption behavior of the three metals from individual and mixed sulfate solutions was investiga...

주제어

#니켈   #코발트   #마그네슘   #황산   #분리  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 따라서 이러한 조건에서는 흡착후 수지를 적당한 산용액으로 세출시켜 세출액에서 마그네슘의 농도를 측정하는 것이 바람직하다. 본 논문에서는 Diphonix에 의한 각 금속의 흡착거동을 조사하기 위해 먼저 각 금속의 농도가 100 ppm인 용액을 대상으로 흡착실험을 수행했다. 각 금속이 함유된 용액의 pH를 5, 6, 7로 변화시켜 여러 Diphonix농도에서 흡착실험한 결과를 그림 4, 5, 6에 나타냈다.
  • , 1993; Lee and Nicol, 2007). 본 논문에서는 니켈 라테라이트광을 황산으로 침출한 용액에서 니켈, 코발트, 마그네슘을 분리하기 위한 공정 개발의 일환으로 Diphonix 수지를 사용하여 세 금속의 흡착 거동을 조사하였다. 또한 상온에서 Diphonix에 의한 세 금속이온의 흡착등온곡선을 구하고 혼합용액에서 세 금속의 분리가능성을 조사하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
라테라이트광이란? 1) 세계에 매장된 니켈의 70%는 라테라이트광(La- terite ore)에 존재한다(이만승 외, 2010). 라테라이트광은 적도지방의 고온과 풍부한 강우량에 의해 암석이 풍화되어 생성된 산화광이다. 현재는 고품위 니켈 황화광으로부터 매트제련을 통해 니켈을 회수하고 있으나, 고품위 니켈 황화광이 고갈됨에 따라 라테라이트광으로부터 니켈과 코발트를 회수하기 위한 연구가 전세계적으로 활발히 진행되고 있다(박경호와 남철우, 2008; 채종귀 외, 2010).
Diphnox를 사용한 니켈, 코발트, 마그네슘의 흡착거동 실험 결과는 어떠했는가? 양이온교환수지의 일종인 Diphnox를 사용하여 황산용액에서 니켈, 코발트, 마그네슘의 흡착거동을 조사하였다. 25℃에서 Diphonix에 의한 세 금속이온의 흡착거동은 Langmuir 등온곡선과 잘 일치 하였다. Langmuir 등온곡선으로부터 Diphonix에 의한 세 금속이온의 최대흡착량으로 니켈 52 mg/g, 코발트 50 mg/g, 마그네슘 20 mg/g을 얻었다. 세금속이 혼합된 합성용액을 대상으로 Diphonix에 의한 분리 실험결과 세 금속이온의 흡착거동은 동일하였다. 합성용액의 pH 5에서 7사이의 조건에서 Diphonix를 이온교환수지로 사용하여 니켈과 코발트만을 흡착시켜 마그네슘과 분리하는 것이 불가능하였다.
이온교환이 가진 장점은? 그러나 이러한 연구에서 사용된 Cyanex301 등의 추출제는 상온에서 불안정하고 시판되지 않으므로 상용화하기에는 어려움이 따른다. 이온교환은 공정의 단순성과 scale up의 용이성 및 불순물이 적은 최종 용액을 얻을 수 있는 장점으로 인해 용매추출과 함께 금속의 분리공정에 널리 이용되고 있다. Diphonix수지는 양이온 교환수지의 일종으로 주로 금속이온의 분리에 사용되고 있으며, 비교적 넓은 범위의 pH에서 특정 금속에 대한 흡착력이 강하다고 알려져 있다(Chiarizia et al.
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참고문헌 (15)

  1. 박경호, 남철우 (2008) 니켈 자원과 제련기술의 현황과 전망. 재료마당, 21, 4-12. 

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  2. 박경호, 정선희, 남철우, 신선명, 김동수 (2004) 니켈과 코발트를 함유한 황산용액으로부터 Cyanex 272에 의한 코발트의 용매추출. 대한금속재료학회지, 42, 947-951. 

  3. 이만승, 김상배, 최영윤, 채종귀 (2010) 마그네슘 함량이 높은 니켈 laterite 광으로부터 습식공정에 의한 니켈과 코발트 회수. 대한금속재료학회지, 48, 62-70. 

    상세보기 crossref

  4. 채종귀, 김상배, 이만승 (2010) 니켈 라테라이트광으로부터 니켈 회수 기술. 재료마당, 23, 40-47. 

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  5. Chiarizia, R., Horwitz, E.P., Gatrone, R.C., Alexandratos, S.D., Trochimczuk, A.Q., and Crick, D.W. (1993) Uptake of metal ions by a new chelating ion-exchange resin Part 2: acid dependencies of transition and post-transition metal ions. Solvent Extraction and Ion Exchange, 11, 967-985. 

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  6. Lee, M.S. and Nicol, M.J. (2007) Removal of iron from cobalt sulfate solutions by ion exchange with Diphonix resin and enhancement of iron elution with titanium(III). Hydrometallurgy, 86, 6-12. 

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  7. Nayl, A.A. (2010) Extraction and separation of Co(II) and Ni(II) from acidic sulfate solutions using Aliquat 336. Journal of Hazardous Materials, 173, 223-230. 

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  8. Papangelakis, V.G. and Blakey, B.C. (1996) A study of solid-aqueous equilibria by the speciation approach in the hydronium alunite-sulfuric acid-water system at high temperatures. Metallurgical and Materials Transactions B, 27B, 555-566. 

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  10. Pourbaix, M. (1966) Atlas of electrochemical equilibria in aqueous solutions. Pergamon Press, Oxford, 140-141, 323-325, 331-333. 

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  13. Tsakiridis, P.E. and Agatzini, L. S. (2005a) Solvent extraction of aluminum in the presence of cobalt, nickel and magnesium from sulphate solutions by Cyanex 272. Hydrometallurgy, 80, 90-97. 

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  14. Tsakiridis, P.E. and Agatzini, L.S. (2005b) Process for the recovery of cobalt and nickel in the presence of magnesium from sulfate solutions by Cyanex 272 and Cyanex 302. Minerals Engineering, 17, 913-923. 

  15. Wanakat, P.C. (1990) Rate-controlled separations. Elsevier Applies Science, NY, 229-233. 

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