실험계획법을 이용한 바나듐 정광의 수침출에 대한 염배소 요인 영향 연구
Effect of Salt Roasting Factors on Water Leaching of Vanadium Concentrate by Design of Experiment
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초록
실험계획법을 이용하여 바나듐 정광의 염배소가 수침출에 미치는 영향에 대한 연구를 수행하였다. 배소온도 1000, 1200 °C, 탄산나트륨 대비 황산나트륨의 비율 30, 70 %를 요인과 수준으로 설정하고 중심점을 포함하는 2 수준 3 회 반복 실험계획을 설계하고 무작위 순서로 실험을 실시하였다. 실험 결과에 대한 유의수준 0.05에서 T 검증과 분산분석을 통해 바나듐의 침출율에는 염배소 요인 변동이 통계적으로 유의미한 영향을 미치지 않는 것을 확인하였고 30분 수침출 시 80∼90 % 침출율을 나타내었다. 알루미늄 침출율은 모든 요인과 요인의 교호작용에 유의미한 영향을 받았으며, 배소온도, 황산나트륨의 비율은 요인의 수준이 높아질수록 침출율을 낮추었으나 이 둘의 교호작용은 반대로 영향을 주었다. 배소온도 1000 °C/황산나트륨 비율 30 %, 1200 °C/황산나트륨 비율 70 %에서 각각 8.96, 0 %의 알루미늄 침출율을 나타내었다. 회귀분석을 통해 알루미늄의 침출 모델식을 제안하였으며, 유의수준 0.05에서 분산분석을 통해 결정계수(R-squared) 0.9960의 모델식을 얻었다.
Abstract
We investigated the effect of salt roasting conditions on vanadium concentrate's water leaching by Design of Experiment (DOE). The experiments were done by a random sequence using the design of 2-level and three repetitions with a central point. The factors and their levels were roasting temperature 1000, 1200 °C, sodium sulfate ratio in sodium salt 30, 70 %. The change in factor level did not give a statistically meaningful effect on the vanadium leaching ratio based on T-test and ANOVA with a significance level of 0.05, and the vanadium leaching ratio was between 80 and 90 % in 30 minutes. In contrast, the factors and interaction had a statistically significant effect on the aluminum leaching ratio. Higher temperature and sodium sulfate ratio produce a higher aluminum leaching ratio, whereas the interaction of factors showed the opposite. Water leaching of roasted vanadium concentrate at 1000 °C/sodium sulfate ratio of 30 % and 1200 °C/70 % resulted in 8.96 % and 0 % of aluminum leaching ratio, respectively. A regression analysis produced an aluminum leaching model equation with an R-squared of 0.9960.
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