본문 바로가기
KERD
논문KCI 등재

저농도 희토류 용액으로부터 PC88A를 이용한 중희토류의 용매추출 연구

Solvent Extraction of Heavy Rare Earth Elements Using PC88A from Synthesis Solution of Low Concentration Rare Earth Solution

이지은|박경수|박재량|이찬기|안낙균|임병용
한국자원리싸이클링학회|2017.08|자원리싸이클링 (Resources Recycling)|제26권 제4호|pp. 26-33|DOI https://doi.org/10.7844/kirr.2017.26.4.26

0

조회

0

다운로드

7

인용

0

참고문헌

키워드

분리SeparationSolvent extractionConcentrate농축용매추출PC88A중희토류Heavy rare earth
주제분류자원공학

초록

본 연구에서는 저농도(약 1 ppm 이하)의 희토류가 함유되어 있는 산업폐수로부터 중희토류의 회수 가능성을 알아보기 위하여PC88A를 이용한 중희토류 용매추출 거동을 확인하였다. 평형 pH, 추출제 농도, 추출 상비(A/O) 변화를 통해 PC88A에 의한 중희토류의 추출 거동을 확인하였고 HNO 3 , HCl, H 2 SO 4 세 가지 무기산을 이용하여 탈거 거동을 확인하였다. 평형 pH 0에서 중희토류의 추출이 시작되었으며 평형 pH 1.0에서 중희토류의 추출이 95~100% 완료되었다. 모든 추출 조건에서 원자번호가 높은 물질부터(Yb > Tm > Er > Dy > Nd > Pr > La) 우선적으로 추출되는 경향을 보였으며 추출 상비(A/O) 10/1일 때 Yb과 Tm이 최대로농축되어 초기 농도 대비 각각 6배, 3배 증가하였다. 이 후 희토류의 탈거 거동을 확인하고자 희토류 원소가 추출된 유기상과 세가지 무기산을 각각 사용하여 비교하였고 HNO 3 , H 2 SO 4 , HCl 순으로 최대 탈거율이 높게 나타났다.

Abstract

The behavior on the solvent extraction of heavy rare earths (HRE) by using PC88A was confirmed to demonstrate the possibility of recovery on the HRE from industrial wastewater, which consist of low concentration rare earth. We verified the extraction behavior of the HRE through a change of equilibrium pH, extractant concentration and A/O ratio, and also confirmed the stripping behavior depending on the type of mineral acids. At equilibrium pH 1.0, extraction of rare earth (RE) was completed from 95% to 100%. In all extraction conditions, it tend to be extracted in order of high atomic number. When A/O ratio was 10/1, Yb and Tm were concentrated at the maximum and increased 6-fold and 3-fold compared to initial concentration, respectively. To confirm the stripping behavior of the RE, three mineral acids were applied to the organic phase and consequently rate of stripping was increased in order of HNO 3 , H 2 SO 4 and HCl.

참고문헌 (22)

  1. Kim, T. S., "Present situation of rare earth industry", J. Kor. Inst. Met. & Mater., 27, pp.8~16 (2014)
  2. Lee, J. Y., "Introduction of process for high purity rare earths and core materials in ICT industry", Ceramist, 18, pp.41~47 (2015)
  3. Yang Liu, "Solvent Extraction of Pr and Nd from Chloride Solution by Mixtures of Acidic Extractants and LIX 63", 대한금속·재료학회지, 54(8), pp.592~597 (2016), 대한금속·재료학회[DOI]
  4. 반다라쥬, "Separation of Nd from mixed chloride solutions with Pr by extraction with saponified PC 88A and scrubbing", Journal of Industrial and Engineering Chemistry, 21(1), pp.436~442 (2015), 한국공업화학회[DOI]
  5. Liu, Y., "Regeneration of a binary mixture of Cyanex 272 and Alamine 336 for the solvent extraction of rare earths elements by treatment with sodium hydroxide solution", J. Mol. Liq., 219, pp.411~416 (2016)
  6. 조연철, "염산용액에서 Cyanex 572에 의한 희토류 원소(La, Ce, Pr, Nd, Sm)의 용매추출", 자원리싸이클링, 25(6), pp.50~57 (2016), 한국자원리싸이클링학회[DOI]
  7. 박주호, "鹽酸溶液에서 PC88A와 D2EHPA에 의한 Nd와 Pr의 分離抽出", 자원리싸이클링, 22(5), pp.35~42 (2013), 한국자원리싸이클링학회[DOI]
  8. 박주호, "염산용액에서 유기인산계 추출제에 의한 Nd와 Pr의 분리추출", 자원리싸이클링, 23(2), pp.37~45 (2014), 한국자원리싸이클링학회[DOI]
  9. 이만승, "鹽酸溶液에서 PC88A에 의한 Gd 溶媒抽出의 平衡", 자원리싸이클링, 13(2), pp.24~32 (2004), 한국자원리싸이클링학회
  10. Kim, J. S., "Studies on selection of solvent extractant system for the separation of trivalent Sm, Gd, Dy and Y from chloride solutions", Int. J. Miner. Process, 112-113, pp.37~42 (2012)
  11. Yoon, H. S., "Solvent extraction, separation and recovery of dysprosium (Dy) and neodymium (Nd) from aqueous solutions: Waste recycling strategies for permanent magnet processing", Hydrometallurgy, 165, pp.27~43
  12. Lee, M. S., "Solvent extraction of Sm from chloride solution with PC88A and saponified PC88A, J. Jpn. Inst. Met", J. Jpn. Inst. Met., 46(1), pp.64~68 (2005)
  13. 이만승, "양이온 추출제와 아민의 혼합추출제에 의한 경희토류금속의 분리", 자원리싸이클링, 26(2), pp.3~10 (2017), 한국자원리싸이클링학회[DOI]
  14. Jha, M. K., "Review on hydrometallurgical recovery of rare earth metals", Hydrometallurgy, 165, pp.2~26 (2016)
  15. 김성규, "PC-88A의 비누화반응에 따른 Lanthanum과 Cerium의 분리특성에 관한 연구", 한국자원공학회지, 39(3), pp.182~186 (2002), 한국자원공학회
  16. Yoo, H. S., "Separation technology trend of rare earth elements", kisti, ~ (2003)
  17. Li, X., "Selective solvent extraction of vanadium over iron from a stone coal", black shale acid leach solution by D2EHPA, Hydrometallurgy, pp.2011, 105(3-4)[DOI]
  18. Quinn, J. E., "Solvent extraction of rare earth elements using phosphonic", phosphinic acid mixtures, 2015, pp.157, 298~305
  19. 이만승, "稀土類鑛石의 製鍊 및 分離 技術", 자원리싸이클링, 19(6), pp.27~35 (2010), 한국자원리싸이클링학회
  20. Wang, J., "Solvent extraction and separation of heavy rare earths from chloride media using nonsymmetric (2,3-dimethyltutyl)(2,4,4'-trimethylpentyl)phosphinic acid", Hydrometallurgy, 167, pp.39~47 (2017)
  21. Wang, Y., "Process for the separation of thorium and rare earth elements from radioactive waste residues using Cyanex 572 as a new extractant", Hydrometallurgy, 169, pp.158~164 (2017)
  22. Yoon, H. S., "Recovery process development for the rare earths from permanent magnet scraps leach liquors", J. Braz. Chem. Soc., 26 (2015)

관련 논문AI추천

폐 영구자석으로부터 회수한 염화희토류용액에서PC88A를 이용한 경희토류(Pr, Nd)/중희토류(Tb, Dy) 용매추출김연진, 김정모, 김철주, 손인준, 윤호성, 임병철, 전수병, 정경우한국자원리싸이클링학회 · 자원리싸이클링2018 · 제27권 제3호鹽酸溶液에서 PC88A와 비누화 PC88A에 의한 Nd와 Sm의 分離抽出김성돈, 김준수, 이광섭, 이만승, 이진영한국자원리싸이클링학회 · 자원리싸이클링2005 · 제14권 제2호鹽酸溶液에서 PC88A와 D2EHPA에 의한 Nd와 Pr의 分離抽出박주호, 이만승, 전호석한국자원리싸이클링학회 · 자원리싸이클링2013 · 제22권 제5호鹽酸溶液에서 PC88A에 의한 Nd의 溶媒抽出김성돈, 김준수, 이광섭, 이만승, 이진영한국자원리싸이클링학회 · 자원리싸이클링2004 · 제13권 제4호염산용액에서 Cyanex 572에 의한 희토류 원소(La, Ce, Pr, Nd, Sm)의 용매추출강명식, 안재우, 이진영, 조연철한국자원리싸이클링학회 · 자원리싸이클링2016 · 제25권 제6호모나자이트 샌드의 염산침출용액으로부터 용매추출에 의한 Nd와 Pr의 분리박주호, 이만승, 전호석한국자원리싸이클링학회 · 자원리싸이클링2014 · 제23권 제1호

이 간행물의 다른 논문 (12건)

Frost도를 이용한 수용액의 산화-환원반응 평형 해석이만승pp. 3-8국내 인쇄회로기판의 재활용 상용화 기술 및 연구동향 분석안혜란, 이찬기, 강이승pp. 9-18테르밋 반응을 이용하여 금속실리콘을 추출할 때 규석 순도에 따라 금속실리콘 순도 변화에 대한 고찰신현명, 한진호, 김재희pp. 19-25Anodic Reactions at a Pb-Ag Anode in Sulfuric Acid Solutions Containing Manganese(II)이만승, M.J.Nicolpp. 34-41알칼리 용액 중 CaCl2 첨가에 의한 텅스텐과 바나듐의 분리문경혜, 강정신, 강희남, 박경호, 최인혁, 이진영pp. 42-49
원문 보기