• 자원리싸이클링
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• 제29권5호
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• pp.28-37
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• 2020

본 연구에서는 알칼리 영역의 소듐바나데이트(NaVO₃) 수용액을 출발물질로 사용하여 침전온도, 염화암모늄 첨가량 및 첨가방법, 수용액의 바나듐 및 수산화나트륨 함량 등이 암모늄메타바나데이트 침전거동에 미치는 영향을 알아보았다. 수용액 pH가 감소할수록, 염화암모늄 첨가량 그리고 수용액의 바나듐 함량이 증가할수록 암모늄메타바나데이트 침전률이 증가하였다. 본 연구조건에서 90% 이상의 암모늄메타바나데이트 침전률을 얻기 위한 기본 조건은 수용액 바나듐 함량 10,000mg/L, 고체 염화암모늄 첨가량 2당량, 침전온도 상온, 침전시간 2시간 이었다. 암모늄메타바나데이트는 침전속도 증가에 따라 침전물 크기가 감소하였으며, 특히 염화암모늄을 액체로 투입할 때, 침전속도는 가장 느리며 침전물 크기는 가장 크게 나타났다. 염화암모늄을 고체로 첨가하여 1차 침전반응 후, 새로운 반응물을 첨가하여 2차 침전반응을 시킬 때, 고체 염화암모늄을 첨가한 침전반응은 수용액에 존재하는 침전물에 영향을 받지 않았다. 그러나 염화암모늄 수용액을 첨가하였을 때는 수용액에 존재하는 침전물 표면에 침적되어 그 크기를 증가시켰다. 수용액 온도에 따른 암모늄메타바나데이트 용해도 차이에 의하여, 바나듐 함량 10,000mg/L 수용액에서는 침전온도가 암모늄메타바나데이트 침전에 영향을 미치며, 바나듐 함량 30,000mg/L 이상의 고농도 수용액에서는 침전온도가 침전반응에 영향을 미치지는 못하였다.

• 자원리싸이클링
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• 제30권6호
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• pp.3-11
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• 2021

본 연구에서는 소듐바나데이트 수용액에 염화암모늄을 첨가하여 암모늄메타바나데이트를 침전시킬 때, 암모늄메타바나데이트의 용해도와 암모늄이온의 분해율이 침전반응에 미치는 영향을 알아보았다. 침전온도와 수용액 pH가 증가함에 따라 암모늄 이온의 분해율이 증가하였으며 45 ℃에서 수용액 pH 9.3일 때 분해율은 81% 이상으로 pH 8일 때와 비교하였을 때 약 4배 정도 증가하였다. 그러므로 침전 반응에 큰 영향을 미치는 침전온도와 수용액 pH 두 인자를 고려하여 침전반응을 수행한 결과, 침전온도가 증가함에 따라 침전속도가 증가하였으나 35 ℃ 이상에서는 침전온도의 영향이 크지 않았다. 침전반응 속도론적 고찰을 통하여 얻은 침전반응의 활성화 에너지는 42.3 kJ/mol이었다. 이와 같은 연구를 통하여 암모늄메타바나데이트의 용해도를 고려하였을 때 침전온도는 낮을수록 바나듐 회수율에 유리하였다. 또한 암모늄 이온의 분해를 고려하였을 때 수용액의 pH는 낮을수록 유리하나 pH 8 이하에서는 소듐폴리바나데이트가 침전되며 바나듐 산화물의 순도 저하가 야기될 수 있었다.

• 자원리싸이클링
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• 제32권3호
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• pp.26-37
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• 2023

바나듐광 염배소 산물의 수침출 용액으로부터 바나듐을 회수하기 위해서는 수용액의 pH 와 온도 조절 과정이 필요한데, 이 과정에서 알루미늄-바나듐, 소듐-바나듐 공침이 일어나면서 바나듐 회수율에 큰 영향을 미친다. 그러므로 본 연구에서는 바나듐을 회수하기 위한 암모늄메타바나데이트[NH₄VO₃], 암모늄폴리바나데이트[(NH₄)₂V₆O₁₆·H₂O] 침전 과정에서 바나듐 함유 수용액 특성이 이들의 침전에 미치는 영향을 검토하여 바나듐 회수율을 높일 수 있는 회수공정에 대하여 알아보았다. 바나듐 함유 수침출 용액으로부터 암모늄메타바나데이트를 침전시키기 위하여 수용액 pH 9로 조절하는 과정에서 수용액의 알루미늄 함량은 바나듐의 손실에 많은 영향을 미치며, 따라서 수침출 과정에서 알루미늄 침출을 최소화 하는 과정이 필요하다. 수용액 pH 9, 상온에서 바나듐 함량 대비 3당량의 염화암모늄 첨가에 의하여 수용액에 존재하는 바나듐의 약 99% 이상을 암모늄메타바나데이트를 침전회수하였다. 또한 수용액 pH 9로 조절하는 과정에서 발생하는 알루미늄-바나듐 공침전물로부터 암모늄폴리바나데이트 침전를 위해서는 pH 2.5 수용액에 용해시키고, 수용액의 소듐 함량은 2,000 mg/L이하로 조절되어야 한다. 바나듐 함량 2,200 mg/L, 소듐 함량 1,875 mg/L인 수용액 pH 2.5, 온도 95℃ 이상에서 바나듐 함량 대비 약 3당량의 염화암모늄 첨가에 의하여 98% 이상의 암모늄폴리바네데이트를 침전회수하였다. 이와 같은 일괄공정 조건에서 수침출용액의 바나듐 함량 대비 약 91.2% 이상의 바나듐을 암모늄(메타, 폴리)바나데이트로 침전회수하였다.

• 자원리싸이클링
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• 제28권5호
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• pp.42-50
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• 2019

본 연구에서는 바나듐을 회수하기 위하여 수용액의 바나듐과 염화암모늄 침전반응에 관하여 고찰하였다. 바나듐 함유 수용액 pH 9.2 ~9.4에서는 결정구조가 [$NH_4VO_3$]인 암모늄메타바나데이트가 침전되었고, 바나듐 함유 수용액의 pH를 황산으로 조절하면 결정구조가 [$(NH_4)_2V_6O_{16}$]인 암모늄폴리바나데이트가 침전되었다. 암모늄폴리바나데이트[$(NH_4)_2V_6O_{16}$]는 바나듐 함유 수용액 pH 2에서는 침전온도 $80{\sim}90^{\circ}C$에서, 그리고 수용액 pH 6 ~ 8에서는 침전온도 $40^{\circ}C$에서 침전되었다. 또한 수용액 pH 2인 산성 영역에서 99% 이상의 침전률을 얻기 위해서는 수용액의 바나듐 함량이 3,000 mg/L 이상은 되어야 하며, 침전온도는 $80^{\circ}C$ 이상으로 유지해야 한다. 알칼리 영역에서 암모늄메타바나데이트를 침전시킬 때, 바나듐 함량은 10,000 mg/L 이상 그리고 침전온도는 $40^{\circ}C$로 유지해야 침전률을 높일 수 있었다. 알루미늄은 수용액의 바나듐 함량 및 pH에 상관없이 거의 침전이 일어나지 않았으나, 철 성분은 염화암모늄과 반응하여 암모늄 자로사이트 형태로 침전되며, 따라서 바나듐의 회수율을 높이기 위해서는 Fe 성분을 우선적으로 제거해야만 한다.

• 자원리싸이클링
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• 제31권2호
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• pp.40-48
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• 2022

본 연구에서는 바나듐광 염배소-수침출 과정을 거쳐 얻어지는 바나듐 함유 수용액으로부터 바나듐을 암모늄메타바나데이트로 침전시켜 회수할 때, 수용액에 존재하는 다른 성분의 이온들이 바나듐 회수에 미치는 영향을 알아보았다. 바나듐 함유 수용액은 pH가 13 정도인 강알칼리 용액으로서, 암모늄메타바나데이트 침전효율을 높이기 위해서는 수용액 pH를 9 이하로 낮춰야 한다. 그러나 황산으로 수용액 pH를 조절하는 과정에서 알루미늄 이온은 바나듐과 같이 공침되기 때문에 알루미늄 이온을 먼저 제거시켜야 한다. 본 연구에서는 소듐실리케이트를 사용하여 알루미늄-실리케이트 화합물 형태로 침전시킴으로서 알루미늄을 제거하였으며, 이 과정에서 바나듐 손실을 최소화하는 조건에 대하여 알아보았다. 알루미늄 제거 후, 황산을 이용하여 수용액 pH를 9 이하로 조절하는 과정에서 수용액의 실리케이트 성분을 침전시켜 제거하였다. 이 때 황산의 농도와 첨가속도가 바나듐 손실에 큰 영향을 미치며, 가급적 25% 묽은 황산을 사용하여 천천히 첨가함으로서 바나듐 손실을 최소화 하였다. 알루미늄 제거 그리고 수용액 pH 조절 과정을 통하여 얻은 바나듐 수용액에 3 당량의 염화암모늄을 첨가하여 상온에서 침전시킨 결과, 전체적으로 81% 이상의 바나듐을 암모늄메타바나데이트로 회수할 수 있었다. 회수된 암모늄메타바나데이트를 세척한 후 550℃에서 2시간 열처리하여 98.6% 순도의 오산화바나듐을 얻을 수 있었다