Resources Recycling (자원리싸이클링)

The Korean Institute of Resources Recycling (한국자원리싸이클링학회)
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Effect of Salt Roasting Factors on Water Leaching of Vanadium Concentrate by Design of Experiment

실험계획법을 이용한 바나듐 정광의 수침출에 대한 염배소 요인 영향 연구

  • Min-seuk Kim (Korea Institute of Geoscience and Mineral Resources, Resources Utilization Division) ;
  • Kyeong-woo Chung (Korea Institute of Geoscience and Mineral Resources, Resources Utilization Division) ;
  • Rina Kim (Korea Institute of Geoscience and Mineral Resources, Resources Utilization Division)
  • 김민석 (한국지질자원연구원 자원활용연구본부) ;
  • 정경우 (한국지질자원연구원 자원활용연구본부) ;
  • 김리나 (한국지질자원연구원 자원활용연구본부)
  • Received : 2023.10.10
  • Accepted : 2023.10.25
  • Published : 2023.10.31
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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 ℃, 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 ℃/sodium sulfate ratio of 30 % and 1200 ℃/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.

실험계획법을 이용하여 바나듐 정광의 염배소가 수침출에 미치는 영향에 대한 연구를 수행하였다. 배소온도 1000, 1200 ℃, 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 ℃/황산나트륨 비율 30 %, 1200 ℃/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.

Keywords

Acknowledgement

본 연구는 한국지질자원연구원 기본사업인 '국내 부존바나듐(V) 광물자원 선광/제련/활용기술 개발(GP2020-010)' 과제의 일환으로 수행되었습니다. 이에 감사드립니다.

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