초록
주요 성분으로서 철$(Fe^{2+}/Fe^{3+}=1.03)$ 47g/L, 니켈; 23.5g/L, 0.90M $H_2SO_4$의 조성을 갖는 철-니켈 합금 스크랩의 황산 침출액으로부터 시멘테이션법과 용매추출법으로 니켈과 철 이온을 분리하는 연구를 수행하였다 침출액으로부터 니켈 이온의 시멘테이션을 위하여 철 분말이 환원제로 사용되었다. $60{\sim}80^{\circ}C$에서 4.0 당량의 철 분말을 투입하였을 때 니켈 이온의 환원율은 $17{\sim}20%$에 불과하였으며, 이것은 니켈 이온의 환원석출이 $Fe^{3+}$의 환원반응과 황산의 중화반응이 완료된 후에 시작되었기 때문이다. 이로부터 주성분으로 $Fe^{3+}$를 함유하고 있는 침출액으로부터 니켈 이온의 분리회수에 있어서 시멘테이션은 비효율적임이 확인되었다. D2EHPA를 추출제로 사용하는 철 이온의 용매추출을 위하여 $Fe^{2+}$는 $Fe^{3+}$로 전환시켰다. 1.2 당량의 35% $H_2O_2$를 첨가함으로서 침출액에 존재하는 모든 $Fe^{2+}$는 $Fe^{3+}$로 산화되었다. 20 vol.% D2EHPA를 사용하여 cross-current 방식으로 침출액(23.5 g/L $Fe^{3+}$)으로부터 $Fe^{3+}$의 용매추출을 행하였을 때, 4단 추출에서 99.6%의 $Fe^{3+}$를 추출하여 제거할 수 있었으며 순도가 98.5%인 황산니켈 용액이 얻어졌다
Cementation and solvent extraction processes were studied to separate nickel and iron ions from the $H_2SO_4$ leaching solution with 47 g/L $Fe(Fe^{2+}/Fe^{3+}=1.03),$, 23.5 g/L Ni and 0.90M $H_2SO_4$ which leached from Fe-Ni alloy. Iron powder was used as a reducing agent for the cementation of Ni ion from the leaching solution. The reduction percentage of Ni ion was $17{\sim}20%$ by adding 4 times stoichiometric amount of iron powder at $60{\sim}80$. This may result from the fact that the cementation of Ni ion occurred after the reduction of $Fe^{3+}$ to $Fe^{2+}$ and the neutralization of $H_2SO_4$ with iron powder. The cementation process was proved to be unfeasible for the separation/recovery of Ni ion from the leaching solution including $Fe^{3+}$ as a major component. $Fe^{2+}$ present in the leaching solution was converted to $Fe^{3+}$ for solvent extraction of Fe ion using D2EHPA in kerosene as a extractant. The oxidation of $Fe^{2+}$ to $Fe^{3+}$ was completed by the addition of 1.2 times stoichiometric amount of 35% $H_2SO_4$. 99.6% $Fe^{3+}$ was extracted from the leaching solution (23.5 g/L $Fe^{3+}$) by 4 stages cross-current extraction using 20 vol.% D2EHPA in kerosene. $NiSO_4$ solution with 98.5% purity was recovered from the $H_2SO_4$ leaching solution of scrapped Fe-Ni alloy.
