Inconel713C 모사 용액으로부터 Alamine336을 통한 Mo의 용매추출분리를 위한 기초 연구 Basic Study for Solvent Extraction Separation of Mo from Synthetic Leaching Solution of Inconel713C by Alamine336원문보기
Inconel713C에는 Ni 70 wt.%, Cr 11 ~ 14 wt.%, Al 5 ~ 6 wt.% 및 Mo 4 wt.% 가량 함유되어 있다. 본 연구에서는 Inconel713C 모사용액으로부터 Mo을 회수하고자 용매추출공정을 이용하여 Mo 분리 추출하는 기초연구를 수행하였다. 실험변수로는 추출제의 종류 및 농도, 침출액의 평형 pH, $H_2SO_4$의 농도 및 불순물의 영향 실험을 수행하여 Mo을 회수하는 최적조건을 조사하였다. 음이온 추출제인 Alalmine336은 평형 pH 1 이상에서 99% 추출되고, 양이온 추출제인 Cyanex272는 96%의 추출률을 나타내어 Alamine336의 Mo 추출률이 우수하다. 또한 수상의 평형 pH가 1~4인 조건에서 Mo의 회수율은 Alamine336이 Cynex272 보다 높게 나타났다. 본 연구의 경우 용매추출공정을 이용한 Mo 회수의 최적조건은 평형 pH 1, Alalmine336 1 wt.%, 황산의 활성화 처리 농도는 1 : 0.5이었다.
Inconel713C에는 Ni 70 wt.%, Cr 11 ~ 14 wt.%, Al 5 ~ 6 wt.% 및 Mo 4 wt.% 가량 함유되어 있다. 본 연구에서는 Inconel713C 모사용액으로부터 Mo을 회수하고자 용매추출공정을 이용하여 Mo 분리 추출하는 기초연구를 수행하였다. 실험변수로는 추출제의 종류 및 농도, 침출액의 평형 pH, $H_2SO_4$의 농도 및 불순물의 영향 실험을 수행하여 Mo을 회수하는 최적조건을 조사하였다. 음이온 추출제인 Alalmine336은 평형 pH 1 이상에서 99% 추출되고, 양이온 추출제인 Cyanex272는 96%의 추출률을 나타내어 Alamine336의 Mo 추출률이 우수하다. 또한 수상의 평형 pH가 1~4인 조건에서 Mo의 회수율은 Alamine336이 Cynex272 보다 높게 나타났다. 본 연구의 경우 용매추출공정을 이용한 Mo 회수의 최적조건은 평형 pH 1, Alalmine336 1 wt.%, 황산의 활성화 처리 농도는 1 : 0.5이었다.
Inconel713C which of a commercial Ni super alloy have the compositions of 70 wt.% Ni, 12 wt.% Cr, 6 wt.% Al and 4 wt.% Mo. In this study, solvent extraction has been performed to separate Mo from the synthetic leaching solution, formation of Inconel713C alloy similarly and is found the optimum condi...
Inconel713C which of a commercial Ni super alloy have the compositions of 70 wt.% Ni, 12 wt.% Cr, 6 wt.% Al and 4 wt.% Mo. In this study, solvent extraction has been performed to separate Mo from the synthetic leaching solution, formation of Inconel713C alloy similarly and is found the optimum conditions of recovery of Mo from the leaching solution. The effects of some variables, such as the nature and concentration of the extractants, $H_2SO_4$ concentrations, and the presence of impurities were investigated. The extraction percentage of Mo by Cyanex272 is 96% in the condition of pH 1 and 4% of concentration of Cyanex272 but Alamine336 is 99% in the condition of the range of pH 1 to 4 and 1 wt.% of concentration of Alamine336. In the case of Alamine336, the extraction percentage of Mo is increased by increasing of the concentration of Alamine336. The optimum condition of this experiment is pH 1 in aqueous phase, 1% concentration of Alamine336 and activation ratio of $H_2SO_4$ 1:0.5.
Inconel713C which of a commercial Ni super alloy have the compositions of 70 wt.% Ni, 12 wt.% Cr, 6 wt.% Al and 4 wt.% Mo. In this study, solvent extraction has been performed to separate Mo from the synthetic leaching solution, formation of Inconel713C alloy similarly and is found the optimum conditions of recovery of Mo from the leaching solution. The effects of some variables, such as the nature and concentration of the extractants, $H_2SO_4$ concentrations, and the presence of impurities were investigated. The extraction percentage of Mo by Cyanex272 is 96% in the condition of pH 1 and 4% of concentration of Cyanex272 but Alamine336 is 99% in the condition of the range of pH 1 to 4 and 1 wt.% of concentration of Alamine336. In the case of Alamine336, the extraction percentage of Mo is increased by increasing of the concentration of Alamine336. The optimum condition of this experiment is pH 1 in aqueous phase, 1% concentration of Alamine336 and activation ratio of $H_2SO_4$ 1:0.5.
따라서 본 연구에서는 Mo이 2,000 ppm 함유된 모의용액에서 용매추출공정을 이용하여 Mo을 회수하는 최적조건을 조사하였다. 실험은 수상의 평형 pH, 추출제의 종류 및 농도, 상비, H2SO4의 농도, Ni 불순물의 영향 조사를 통하여 Mo함유 황산용액으로부터 Mo 회수기술을 확립함으로써 Mo을 회수하는 기초연구를 진행하였다.
제안 방법
추출제와 등유(Kerosene)를 혼합하여 희석한 후 용매추출 실험을 진행하였고, 실험에 사용된 시약들은 Table 2에 나타내었다. Sodium molybdate dihydrate(Na2MoO4·2H2O)를 사용하여 Inconel713C 모사용액을 제조하기 위해 Na2MoO4·2H2O 시약을 Mo의 분자량비례식을 통해 (Na2MoO4·2H2O 241.95 g/mol, Mo95.96 g/mol) Na2MoO4·2H2O 10.0812 g 계산하여 1L의 증류수에 용해시켜 Mo 4,000 ppm 모사용액을 제조하였다. 그 후 2,000 ppm으로 희석하여 실험을 시행하였다.
따라서 본 연구에서는 Mo이 2,000 ppm 함유된 모의용액에서 용매추출공정을 이용하여 Mo을 회수하는 최적조건을 조사하였다. 실험은 수상의 평형 pH, 추출제의 종류 및 농도, 상비, H2SO4의 농도, Ni 불순물의 영향 조사를 통하여 Mo함유 황산용액으로부터 Mo 회수기술을 확립함으로써 Mo을 회수하는 기초연구를 진행하였다.
Mo를 추출하는 최적추출제를 알아보기 위해 추출제의 종류에 따른 수상의 평형 pH와 추출제의 농도를 변화하여 Mo의 추출 거동을 조사하였다. 실험은 수상의 평형 pH를 1, 7, 13으로 조절하였으며, 유기상은 추출제 Alamine336과 Cyanex272를 kerosene으로 각각1% 농도로 조절하여 유기상을 제조하였으며, 추출제의 농도는 0.5%에서 4%까지 변화시켜 실험을 진행하였다. 실험 조건은 수상과 유기상의 비율은 1 : 1, 반응시간은 10분간 교반하고, 3시간 이상 상온에서 정치하여 유기상과 수상을 분리하였다.
대상 데이터
Mo 모의용액으로부터 용매추출을 통한 Mo 회수 기초연구를 위해 사용되어진 시약은 몰리브덴산나트륨(Na2MoO4·2H2O)을 사용하였고, 수상에 존재하는 Mo을 유기상으로 추출하기 위해서 음이온추출제인 Alamine336과 양이온추출제인 Cyanex272를 사용하였다. 추출제와 등유(Kerosene)를 혼합하여 희석한 후 용매추출 실험을 진행하였고, 실험에 사용된 시약들은 Table 2에 나타내었다.
성능/효과
1. Mo이 함유된 수상과 1% Alamine336 및 4% Cyanex272 유기상과의 용매추출 결과 각각 99% 및는 96%의 추출률을 나타내어, 음이온 추출제인 Alamine336의 Mo 추출률이 높음을 확인하였다.
2. Alamine336을 이용하여 수상의 평형 pH가 0일때 88%, 평형 pH가 1 이상인 경우 99%의 Mo 추출률을 보여 최적 평형 pH조건은 1 이상인 경우이며, 활성화처리 시 H2SO4의 비율이 증가할수록 추출률은 감소하였다.
4. Mo 2,000 ppm 용액에 불순물 Ni 35,000 ppm을 첨가하여 실험한 결과, 99.4%의 추출률을 보임으로써 Mo의 추출에는 Ni의 영향이 거의 없음을 확인하였다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
Inconel713C이 무엇인가요?
Inconel713C에는 Cr 11 ~ 14 wt.%, Al 5 ~ 6 wt.%,Mo 4 wt.% 가량 함유되어 있으며(Table 1 참조)1), 그중 Mo의 금속가격은 톤당 약 14,991 $로 경제성이 우수한 금속이며 최근 들어 수입가격이 급상승하고 있는 실정으로 회수 가치가 높은 금속으로 알려져 있다2,3).니켈계 내열합금 중 Inconel713C는 자동차나 발전소,항공기 등 일반 산업용 고온 부품소재로 사용되며 최근에는 자동차 및 선박용 터보차저 정밀부품의 원료로 대량 사용되고 있다3).
Inconel713C는 어디에 사용하나요?
% 가량 함유되어 있으며(Table 1 참조)1), 그중 Mo의 금속가격은 톤당 약 14,991 $로 경제성이 우수한 금속이며 최근 들어 수입가격이 급상승하고 있는 실정으로 회수 가치가 높은 금속으로 알려져 있다2,3).니켈계 내열합금 중 Inconel713C는 자동차나 발전소,항공기 등 일반 산업용 고온 부품소재로 사용되며 최근에는 자동차 및 선박용 터보차저 정밀부품의 원료로 대량 사용되고 있다3). 이에 사용되는 모합금 및 제품의 무역수지 적자는 연간 5억 달러 이상으로4) 국내에서 발생되는 스크랩의 재자원화를 통한 합금 제조기술이 개발되면, 수입대체 효과와 소재로 사용되는 자동차, 선박등 관련 산업에 파급되는 경제적 효과가 매우 클 것으로 사료된다.
본 연구에서 Mo를 추출하는 최적추출제를 알아보기 위한 실험 결과는 어떻게 되나요?
Fig. 2에서 보는 바와같이 추출제 Alamine336을 사용하였을 때 평형 pH 1인 조건에서 추출제 농도가 1% 이상일 때 99% 이상 추출되었으며 Cyanex272는 평형 pH 1이면서 추출제의 농도가 4%인 경우에만 95% 이상의 추출률을 보여 Alamine336에 비해 상대적으로 추출 효율이 낮음을 확인할 수 있었다. 이러한 이유는 Zheng 등12,13)의 연구보고에서 나타난 바와 같이 Mo의 이온 종은 평형 pH1~6에서 MoO42− 등과 같은 음이온으로 존재하며, 또한 Nekovar 등14)은 수용액 중에서 MoO42−는 수소이온과 결합하여 다양한 Mo 수산화 음이온 종을 형성한다고 보고하고 있다.
참고문헌 (16)
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