오리멀젼회로부터 바나듐 침출특성에 관한 연구

Leaching Behaviour of vanadium from Orimulsion ash

  • 박경호 (한국지질자원연구원 자원활용소재연구부) ;
  • 윤승한 (한밭대학교 환경공학과) ;
  • 남철우 (한국지질자원연구원 자원활용소재연구부) ;
  • 최영기 ((주)한국환경사업단) ;
  • 윤오섭 (한밭대학교 환경공학과)
  • 발행 : 2004.08.01

초록

중유의 대체연료로서 관심을 받고있는 오리멀젼회로부터 바나듐을 회수하기 위한 기초연구로서 오리멀젼회의 물성과 침출특성에 관한 연구를 수행하였다. 오리멀젼회는 16%의 바나듐, 4%의 니켈 그리고 9%의 황을 함유하고 있으며 $d_{50}$이 5.9$mu extrm{m}$로 미세한 분말이었다. 오리멀젼회 중의 금속성분이 황산염 형태로 존재하기 때문에 바나듐은 수 침출이 용이하고 침출시간도 10분 이하로 짧았다. 수침출 시 반응온도가 높으면 침출율이 감소하는데 이는 V(V)이 가수분해되어 $V_2$$O_{5}$로 침전되기 때문이다. 한편 황산을 첨가하면 바나듐의 침출율을 높일 수 있었다. 바나듐의 선택적 침출을 위한 알카리 침출의 경우 침출율을 높이기 위하여는 산화제의 사용이 필요하며 과산화수소가 적당하였다.

Recently, Orimulsion (a bitumen-in emulsion) has received increasing attention as an alternative fuel. Orimulsion combusion produces an ash rich in V, Ni and Mg which are processed to recover metals. As a basic study to recover V from Orimulsion ash, physico-chemcial properties and leaching behaviours were investigated. Orimulsion ash was fine size grains ($d_{50}$ 5.9 $\mu\textrm{m}$) with 16% V, 4 % Ni and 9% S. Vanadium was easily leached in water because Orimulsion ash was mainly constituted of metal sulfates. However, the increase of leaching temperature decreased the extraction percentage of vanadium because of hydrolysis of V(V) to vanadium pentoxide. The addition of sulfuric acid could increase the leaching percentage vanadium. In case of alkaline leaching for selective recovery of vanadium, the oxidzing agent such as $H_2$$O_2$ is required to improve the leaching per-centage

키워드

참고문헌

  1. Miller, C. A.. and Srivastava, R. K., 2000: The combustion and its generation of air pollutants, Progress in Energy and Combustion Science, 26, pp. 131-160 https://doi.org/10.1016/S0360-1285(99)00014-3
  2. Platteau, O., and Carrillo, M., 1995: Determination of metallic elements in crude oil-water emulsions by flame AAS, Fuel, 74(5), pp. 761-767 https://doi.org/10.1016/0016-2361(94)00002-9
  3. 김재호 외, 2001: 오리멀졀의 연료 특성 실험연구, 한국폐기물학회지, 18, pp. 172-179
  4. 한국전력연구원 저널지, 2004년 3월호
  5. Patent of Japan, 1994: Recovery of metal values from natural bitumen Ash, Publication No. 06-345434
  6. Rokukawa, N., 1999: Extraction of valuable metals from Orimulsion burning ash, Proc. of Fifth International Symposium on East Asian Recycling Technology, Tsukuba, Japan, pp. 172-179
  7. Dondi, M. et ai., 2002: 'Orimulsion fly ash in clay bricks - part 1: composition and thermal behaviour of ash', J. of the European Ceramic Society, 22(11), pp. 1729-1735 https://doi.org/10.1016/S0955-2219(01)00493-9
  8. 분석화학편람, 昭和36년, p. 310
  9. Jankevicius, K. et ai., 2002: 'Chemcial composition and biological effects of Orimulsion ash', Fuel, 81, pp. 1805-1809 https://doi.org/10.1016/S0016-2361(02)00110-2
  10. 박경호, 1992: 중유회로부터 바나듐과 니켈 침출에 관한 연구, 자원리싸이클링학회지, 2(1), pp. 23-26
  11. Pourbaix, M., 1974: Atlas of electrochemical equilibria in aqueous solutions, p. 241
  12. Rokukawa, N., 1991: Recovery of vanadium from boiler slag of oil fired power plant, 일본자원소재학회지, 107(5), pp. 295-299
  13. Rokukawa, N., 1983: Extraction of molybdenum and vanadium from spent desulfurication catalyst, 일본광업회지, 73, pp. 589-592