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보고서 상세정보

저품위 동광의 제련공정 연구
Recovery of valuable metals(Cu, Ni, Co) from low-grade copper ore

  • 과제명

    저품위 동광의 제련공정 연구(기업수요사업)

  • 주관연구기관

    한국지질자원연구원
    Korea Institute of Geoscience and Mineral Resources

  • 연구책임자

    이진영

  • 참여연구자

    신선명   강정신   김철주   윤호성   정경우   신동주   이후인   라제쉬쿠마   최영윤   박진태  

  • 보고서유형

    연차보고서

  • 발행국가

    대한민국

  • 언어

    한국어

  • 발행년월

    2015-12

  • 과제시작년도

    2015

  • 주관부처

    미래창조과학부
    KA

  • 사업 관리 기관

    한국지질자원연구원
    Korea Institute of Geoscience and Mineral Resources

  • 등록번호

    TRKO201600000641

  • 과제고유번호

    1711027232

  • 키워드

    황동광.동광.제련.침출.회수.동.chalcopyrite.copper ore.smelting.leaching.recovery.copper.

  • DB 구축일자

    2016-04-23

  • 초록 


    Ⅳ. Results
    1. Leaching of low-grade copper ore at ambient pressure
    ○ Hydrochloric acid leaching
    - Hydrochloric acid leac...

    Ⅳ. Results
    1. Leaching of low-grade copper ore at ambient pressure
    ○ Hydrochloric acid leaching
    - Hydrochloric acid leaching of chalcopyrite using FeCl3showed 83% of leaching efficiency of copper at the condition of 0.1M hydrochloric acid, 0.25M FeCl3, leachng temperature of 90℃, pulp density of 1%(w/v) and leaching time of 6hrs, where leaching reaction is controlled by ash layer diffusion.
    - Upon the ultrasonic irradiation, increased leaching efficiency of 87% was obtained, where leaching reaction is controlled by chemical reaction.
    ○ Sulfuric acid leaching
    - Sulfuric acid leaching of chalcopyrite using H2O2 is much dependent on the stability of H2O2.
    - Decomposition of H2O2 in sulfuric acid is markedly suppressed by the addition of ethylene glycol.
    - At the condition of 1M H2O2, 2M sulfuric acid, 10mL/L ethylene glycol, leaching temperature of 60℃and leaching time of 240min, 95% of leaching efficiency of copper was obtained.
    2. Pressure leaching of low-grade copper ore
    - Leaching condition : HO2SO2 conc. 5 g/L, oxygen pressure 7 bar, solution 1 liter, pulp density 10%, temperature 230℃, time 1 hour, agitation speed 500rpm
    - Cu leaching efficiency 100%, iron conc. in leaching solution 0.18g/L, pH of leaching solution 0.70
    - Behaviour of residue
    ․ main minerals : hematite와 SiO2 / particle size : - 30㎛ hematite, + 30㎛ SiO2
    ․ filtration of residue : very good
    3. Separation and extraction of copper from chalcopyrite leachant
    ○ Cu, Fe Separately cementation from copper ore simulated leachant
    - Fe2+ and Cu2+는 co-cementation in pH 2.5∼4.0 and Fe3+ previously cementation in pH 2.0∼2.5
    - When 2O4 is put into the leachant, Cu is precipitated as CuC2O4 (Efficiency of precipitation: Cu 99%, Fe 5%)
    - When NaBH4 is put into the leachant, Cu is precipitated as Cu and Cu2O.
    ○ Solvent Extraction of Cu from copper ore simulated leachant
    - By using 20v/v% LIX 984N as extractant, initial feed pH 1.5, O/A ratio 2, 2 stage counter current extraction: Cu 99.8%, Fe 0.6% as extraction efficiency 3 stage counter current extraction: Cu 99.3%, Fe 0.6% as extraction efficiency
    ○ Separation of Cu, Fe from high temperature –pressure chalcopyrite ore leachant
    - When NaBH4 and C2H2O4 are put into the leachant, Cu is precipitated above 99%.
    - By using 30v/v% LIX 984N as extractant, Cu is extracted above 99.3% and other metals are extracted below 0.2%.
    4. Selective chlorination process for low-grade copper ore
    ○ Selective chlorination process for chalcopyrite (CuFeS2) or Cu concentrates using metal chlorides as a chlorinating agent was designed and analyzed by utilizing chemical potential diagrams of Cu-S-Cl and Fe-S-Cl systems at the elevated temperatures
    ○ Mechanism of the selective chlorination of chalcopyrite (CuFeS2) or Cu concentrates
    was verified on a basis of experimental results and results of thermodynamic analysis for the selective chlorination process: the iron in the chalcopyrite or Cu concentrates
    was selectively removed as FeCl2, and high-grade Cu2S was obtained in a single step.
    ○ Iron removal ratio by the selective chlorination process using CuCl for chalcopyrite (CuFeS2) was 99.8 % and for Cu concentrates was 98.0 - 99.5 %


    연차 목표
    ○ 황동광 염산 침출/가압침출 특성 및 반응 기구 규명
    ○ 황동광 침출용액으로부터 동 및 유가금속 회수 (동/유가금속 회수율 ≥ 90/70 %)
    ○ 선택염화법을 이용한 황동광의 고품위화 공정의 기초 연구 ...

    연차 목표
    ○ 황동광 염산 침출/가압침출 특성 및 반응 기구 규명
    ○ 황동광 침출용액으로부터 동 및 유가금속 회수 (동/유가금속 회수율 ≥ 90/70 %)
    ○ 선택염화법을 이용한 황동광의 고품위화 공정의 기초 연구 (황동광 내 철 제거율 ≥ 70 %)
    개발내용 및 결과
    ▪ 염산/황산 침출 거동 연구 수행
    : 염산+FeCl3(침출률 82% 이상)/황산+H2O2(침출률 91%이상)
    ▪ 가압 침출 거동 연구 수행 : 침출률 92% 이상(220℃)
    ▪LIX984N을 이용하여 Cu 추출율 99% 달성(15v/v%, 향류 3단:모의침출용액, 30v/v%, 향류 3단: 고온가압침출용액)
    ▪황동광 및 저품위 동광의 선택염화반응 메커니즘 규명
    ▪황동광(CuFeS2)의 탈철률: 99.8 %, 저품위 동광의 탈철률: 98.0 - 99.5 %
    기대효과
    - 국내외 복합광물 제련기술 확보를 통한 전량 수입에 의존 하는 유가금속 자원 확보.
    - 저품위 황동광의 습식 제련 기술 확립은 고품위 광석의 고갈에 따른 구리 함유 광석의 저품위화 가속화에 현상에 대한 선제적 대응할 수 방안 확립 및 국내 구리 제련 산업의 지속 가능 성장 기반을 마련하는데 기여할 수 있을 것으로 판단됨
    적용분야
    - 저품위 복합광 개발시 기반기술 적용 가능
    - 황동광의 습식공정 기반기술 확보 및 습득된 단위 기술을 활용한 전략금속 제련기술 개발에 활용 가능


  • 목차(Contents) 

    1. 표지 ... 1
    2. 제출문 ... 2
    3. 연차보고서 (1차년도) 요약서 ... 3
    4. 요약문 ... 4
    5. SUMMARY ... 8
    6. 목차 ... 12
    7. 제1장 연구개발 과제의 개요 ... 14
    8. 제1절 연구개발의 목적 및 필요성 ... 14
    9. 1. ...
    1. 표지 ... 1
    2. 제출문 ... 2
    3. 연차보고서 (1차년도) 요약서 ... 3
    4. 요약문 ... 4
    5. SUMMARY ... 8
    6. 목차 ... 12
    7. 제1장 연구개발 과제의 개요 ... 14
    8. 제1절 연구개발의 목적 및 필요성 ... 14
    9. 1. 연구개발의 필요성 ... 14
    10. 2. 연구개발의 목적 ... 15
    11. 제2절 연구개발 범위 ... 17
    12. 제2장 국내외 기술개발 현황 ... 18
    13. 제1절 황동광의 습식침출 ... 18
    14. 1. 상압침출 ... 18
    15. 2. 가압침출 ... 23
    16. 제2절 황동광 침출액의 분리정제 ... 27
    17. 1. 황동광 분리정제 ... 27
    18. 제3절 염화법에 의한 저품위 동광의 고품위화 공정개발 ... 32
    19. 1. 건식 동광 제련법의 개요 및 현황 ... 32
    20. 2. 건식 동광 제련법의 연구개발 현황 ... 34
    21. 제3장 연구개발 수행내용 및 결과 ... 39
    22. 제1절 황동광의 습식침출 ... 39
    23. 1. 상압침출 ... 39
    24. 2. 가압침출 ... 54
    25. 3. 실험결과와 검토 ... 57
    26. 제2절 황동광 침출액의 분리정제 ... 63
    27. 1 동광 모의 침출용액으로부터 동 및 유가금속 회수 ... 63
    28. 2 황동광 고온가압 침출용액으로부터 동 및 유가금속 회수 ... 90
    29. 제3절 염화법에 의한 저품위 동광의 고품위화 공정개발 ... 108
    30. 1. 동정광의 신 건식제련법 개발 개요 ... 108
    31. 2. 동정광으로부터 선택적으로 철을 제거하기 위한 열역학적 분석 ... 109
    32. 3. 실험 방법 ... 111
    33. 4. 실험 결과 및 고찰 ... 113
    34. 5. 결론 ... 127
    35. 제4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 129
    36. 제1절 연구개발 목표 달성도 ... 129
    37. 제2절 대외(기술발전) 기여도 ... 130
    38. 제5장 연구개발 결과의 활용계획 ... 131
    39. 제6장 참고문헌 ... 133
    40. 끝페이지 ... 138
  • 참고문헌

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