콩고산 코발트 정광으로부터 제조한 매트의 고온고압침출
High Pressure Leaching of Matte Converted from Cobalt Concentrate from Democratic Republic of the Congo
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초록
이차전지 재료 등으로 사용되는 코발트는 콩고 민주공화국 등 일부 국가에 편중되어 있다. 국내 코발트의 안정적인공급을 위한 해외 코발트광과 코발트 제련 기술의 확보는 필수적이다. 이에 본 실험에서는 콩고산 코발트 정광(Co ~ 8 wt%, Cu ~ 19 wt%, Fe ~ 3 wt%)을 용융환원시켜 얻어지는 합금상에 매트 내 황의 비율을 달리해 만든 2가지 조성의 매트를 제조했으며, 주된 원소는 19 ~21wt% Co, 39 ~41wt% Cu, 7~9 wt% Fe이다. 매트 분쇄산물을autoclave를 이용한 고온고압침출법으로 3가지의 영향(산화제 유무, 침출제인 황산 농도, 매트 제조 시 투입되는 황 함량)을 고려해 실험을 진행했다. 먼저 산화제(산소)의 존재는 Co 침출률 향상을 위해 필수적이며 낮은 농도의 황산을사용하더라도 Co를 전량 침출시킬 수 있다. 둘째 산소 분위기에서 높은 황산농도는 Cu와 Fe의 침출률을 증가시켜 선택적인 Co 침출을 방해한다. 마지막으로 매트 내 황 함량은 Co의 침출률에는 영향이 크지 않음을 알 수 있었다.
Abstract
Cobalt is abundant only in some countries including Democratic Republic of the Congo. It would be necessary to secure overseas Co ores and Co extraction technology. Two kinds of matte varying the sulfur content were manufactured by smelting reduction of Co concentrate containing ~8 wt% Co, ~19 wt% Cu, and ~3 wt% Fe. The amount of Co, Cu and Fe was concentrated to 19~21 wt%, 39~41 wt%, and 7~9 wt% respectively in the resulting matte. High-pressure leaching of matte was performed in an autoclave with considering the effect of oxidizing agent, H2SO4 concentration as a lixiviant, and the amount of sulfur added to the matte. An oxidizing agent (oxygen) is necessary to improve Co leaching efficiency enabling usage of a dilute H2SO4 leaching agent. An increase in H2SO4 concentration prevents selective leaching of Co, and the sulfur content in matte has a minor influence on the Co leaching efficiency.
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