KR102064063B1 - 폐수 속의 재료를 회수하기 위한 장치 및 그 방법 - Google Patents
폐수 속의 재료를 회수하기 위한 장치 및 그 방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR102064063B1 KR102064063B1 KR1020180040266A KR20180040266A KR102064063B1 KR 102064063 B1 KR102064063 B1 KR 102064063B1 KR 1020180040266 A KR1020180040266 A KR 1020180040266A KR 20180040266 A KR20180040266 A KR 20180040266A KR 102064063 B1 KR102064063 B1 KR 102064063B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- tank
- wastewater
- solution
- solids
- solid
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/58—Treatment of water, waste water, or sewage by removing specified dissolved compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/20—Treatment of water, waste water, or sewage by degassing, i.e. liberation of dissolved gases
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/52—Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/58—Treatment of water, waste water, or sewage by removing specified dissolved compounds
- C02F1/586—Treatment of water, waste water, or sewage by removing specified dissolved compounds by removing ammoniacal nitrogen
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/58—Treatment of water, waste water, or sewage by removing specified dissolved compounds
- C02F1/62—Heavy metal compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/66—Treatment of water, waste water, or sewage by neutralisation; pH adjustment
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Removal Of Specific Substances (AREA)
- Physical Water Treatments (AREA)
Abstract
폐수 속의 재료를 회수하기 위한 장치는, 폐수로부터 1차 고형물이 형성되는 제 1 탱크; 상기 제 1 탱크로부터 상기 1차 고형물이 분리된 폐수가 공급되어 저장되는 제 2 탱크; 상기 제 2 탱크의 폐수로부터 암모니아가 추출된 후의 폐수가 저장되는 제 5 탱크; 상기 제 5 탱크로부터 폐수가 공급되고, 알칼리성 용액을 이용하여 2차 고형물이 형성되는 제 6 탱크; 및 상기 제 1 탱크의 1차 고형물 또는 상기 제 6 탱크로부터 2차 고형물이 공급되고, 산성 용액을 이용하여 상기 1차 고형물 또는 상기 2차 고형물이 용해되는 제 8 탱크;를 포함한다.
Description
본 발명은 폐수 속의 재료를 회수하기 위한 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 리튬이온전지 양극재용 전구체 제조 시 발생되는 폐수 속의 암모니아 및 리튬이온전지 양극재용 전구체 제조 원료 성분을 회수하여 재사용하기 위한 장치 및 그 회수하는 방법에 관한 것이다.
리튬이온전지 양극재용 전구체를 공침 반응을 이용하는 제조하는 경우, 제조 원료로 황산니켈, 황산코발트 및 황산망간 수용액을 사용하고, 착화제(complex agent)로 암모니아수 또는 황산암모늄을 사용하기 때문에, 제조 시 발생하는 폐수에는 암모니아를 비롯하여 미 반응된 황산니켈, 황산코발트, 황산망간 및 필터에 걸러지지 않은 전구체 성분이 존재하게 된다. 이러한 폐수는 암모니아 및 중금속 성분들을 제거하고 방류해야 하기 때문에, 폐수 처리에 많은 비용이 요구된다.
공개 특허 제10-2012-0078819호(폐수의 암모니아 스트리핑 장치)에는 음식물, 축산 폐기물 등의 폐수에서 암모니아를 제거하는 스트리핑 장치가 개시되어 있다. 또한, 공개 특허 제10-2008-0059354호(개선된 암모니아 회수방법)에는 산업공정에 사용되는 실질적으로 순수한 암모니아를 회수하기 위한 개선된 암모니아 회수 공정이 개시되어 있다.
하지만, 전구체를 공침 반응으로 제조 시 발생한 폐수를 상기 공개 특허들을 포함한 종래 기술을 적용하여 처리하기에는 비용 절감에 한계가 있다.
본 발명은 전술한 바와 같은 기술적 과제를 해결하는 데 목적이 있는 발명으로서, 리튬이온전지 양극재용 전구체 제조 공정인 공침 반응 시 발생하는 폐수 속의 암모니아를 비롯하여 니켈, 코발트 및 망간을 회수할 수 있는 장치 및 그 방법을 제공하는 것에 그 목적이 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 회수된 암모니아를 황산암모늄으로 변환하여 전구체 제조 시 착화제로 재사용하고, 회수된 니켈, 코발트 및 망간을 황산니켈, 황산코발트 및 황산망간 성분으로 변환하여 전구체 제조 원료로 재사용함으로써 원료비를 절감하는 것에도 그 목적이 있다.
본 발명의 폐수 속의 재료를 회수하기 위한 장치는, 폐수로부터 1차 고형물이 형성되는 제 1 탱크; 상기 제 1 탱크로부터 상기 1차 고형물이 분리된 폐수가 공급되어 저장되는 제 2 탱크; 상기 제 2 탱크의 폐수로부터 암모니아가 추출된 후의 폐수가 저장되는 제 5 탱크; 상기 제 5 탱크로부터 폐수가 공급되고, 알칼리성 용액을 이용하여 2차 고형물이 형성되는 제 6 탱크; 상기 제 1 탱크의 1차 고형물 및 상기 제 6 탱크의 2차 고형물이 공급되고, 산성 용액을 이용하여 상기 1차 고형물 및 상기 2차 고형물이 용해되는 제 8 탱크; 상기 제 8 탱크로부터 용해된 폐수가 공급되고, 알칼리성 용액을 이용하여 침전물이 생성되고, 구비된 드레인에 의해 상기 침전물이 제거될 수 있는 제 9 탱크; 및 상기 제 9 탱크로부터 상기 3차 고형물이 공급되고, 산성 용액을 이용하여 복합 황산염 용액이 제조되는 제 10 탱크;를 포함한다.
아울러, 상기 침전물은, 금속 이온 성분의 침전물인 것이 바람직하다. 또한, 상기 제 9 탱크는, 상기 침전물이 제거된 후, 알칼리성 용액을 공급받아 3차 고형물이 형성된다. 상기 3차 고형물을 형성하지 못한 용액은, 알칼리 금속 이온 성분을 포함하고 있는 것을 특징으로 한다. 아울러, 상기 알칼리 금속 이온 성분을 포함하고 있는 용액은, 상기 제 9 탱크로부터 배출되는 것이 바람직하다.
본 발명의 폐수 속의 재료를 회수하기 위한 방법은, (a) 폐수로부터 1차 고형물을 형성하는 단계; (b) 상기 (a) 단계 이후의 상기 1차 고형물이 분리된 폐수로부터 암모니아를 추출하는 단계; (c) 상기 (b) 단계 이후의 암모니아가 추출된 폐수를 저장하는 단계; (d) 알칼리성 용액을 이용하여, 상기 (c) 단계에서 저장된 폐수로부터 2차 고형물을 형성하는 단계; (e) 산성 용액을 이용하여, 상기 1차 고형물 및 상기 2차 고형물을 용해하는 단계; (f) 알칼리성 용액을 이용하여, 상기 (e) 단계에서 용해된 폐수로부터 침전물을 생성하는 단계; (g) 상기 (f) 단계에서 생성된 침전물을 제거하는 단계; 및 (h) 알칼리성 용액을 이용하여, 상기 (g) 단계의 침전물이 제거된 폐수로부터 3차 고형물을 형성하는 단계;를 포함한다.
아울러, 상기 침전물은, 금속 이온 성분의 침전물인 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 (h) 단계에서, 상기 3차 고형물을 형성하지 못한 용액은, 알칼리 금속 이온 성분을 포함하고 있는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 본 발명의 폐수 속의 재료를 회수하기 위한 방법은, (i) 상기 3차 고형물과 산성 용액을 이용하여, 복합 황산염 용액을 제조하는 단계; 및 (j) 상기 (h) 단계의 상기 3차 고형물을 형성하지 못한 알칼리 금속 이온 성분을 포함하고 있는 용액을, 배출하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 폐수 속의 재료를 회수하기 위한 장치 및 그 방법에 따르면, 리튬이온전지 양극재용 전구체 제조 공정인 공침 반응 시 발생하는 폐수 속의 암모니아를 비롯하여 니켈, 코발트 및 망간을 회수할 수 있다. 아울러, 본 발명에 따르면, 회수된 암모니아를 황산암모늄 변환하여 전구체 제조 시 착화제로 재사용하고, 또한 회수된 니켈, 코발트, 망간을 황산니켈, 황산코발트 및 황산망간 성분으로 변환하여 전구체 제조 원료로 재사용함으로써 원료비를 절감할 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 폐수 속의 재료를 회수하기 위한 장치의 구성도.
도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 폐수 속의 재료를 회수하기 위한 방법의 흐름도.
도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 폐수 속의 재료를 회수하기 위한 방법의 흐름도.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 실시예에 따른 폐수 속의 재료를 회수하기 위한 장치 및 그 방법에 대해 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 하기의 실시예는 본 발명을 구체화하기 위한 것일 뿐 본 발명의 권리 범위를 제한하거나 한정하는 것이 아님은 물론이다. 본 발명의 상세한 설명 및 실시예로부터 본 발명이 속하는 기술 분야의 전문가가 용이하게 유추할 수 있는 것은 본 발명의 권리 범위에 속하는 것으로 해석된다.
하기에서 공정 간 물질의 이동, 이송, 투입, 공급 등은 펌프, 터보 팬 등의 장치를 이용해서 수행되는 것을 의미한다. 아울러, 각 단위 공정에 설치되는 필터 및 공정 중간에 설치되는 먼지 제거기 등과 같은 부수적인 장치가 요구될 수 있으나, 당업자에게는 자명한 사항인지라 이에 대한 자세한 기재는 생략하기로 한다.
먼저, 도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 폐수 속의 재료를 회수하기 위한 장치(1000)의 구성도이다.
도 1로부터 알 수 있는 바와 같이 본 발명의 폐수 속의 재료를 회수하기 위한 장치(1000)는, 제 1 탱크(10), 제 2 탱크(20), 제 1 스트리핑 장치(30), 제 2 스트리핑 장치(40), 제 1 스크러버 장치(50), 제 2 스크러버 장치(60), 제 1 및 제 2 스트리핑 연결 장치(70), 제 1 및 제 2 스크러버 연결 장치(80), 폐수 가열 장치(90), 제 3 탱크(100), 제 4 탱크(110), 제 5 탱크(120), 제 6 탱크(130), 제 7 탱크(140), 제 8 탱크(150), 제 9 탱크(160) 및 제 10 탱크(170)를 포함한다.
하기에 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 폐수 속의 재료를 회수하기 위한 장치(1000)의 각 구성 요소에 대해 더욱 상세하게 설명하기로 한다.
제 1 탱크(10)는 전구체 제조 시 발생된 폐수로부터 1차 고형물(12)을 형성하는 역할을 한다. 즉, 제 1 탱크(10)는 전구체 제조 시 발생된 폐수가 1차적으로 유입되는 장치로, 유입된 폐수 중에는 전구체 제조 공정 중의 하나인 필터 프레스(Filter Press)(또는 원심 분리) 공정 시 걸러지지 않은 미립자(대략 0.1㎛ 이하)가 포함되어 있다. 이러한 미립자는 제 1 탱크(10)에서 수 일 내지 수십 일에 걸쳐 바닥에 가라앉아 1차 고형물(12)을 형성하게 된다. 이러한 1차 고형물(12)을 제 8 탱크(150)로 이송시키고, 1차 고형물(12)이 분리된 상부(11)의 폐수는 제 2 탱크(20)로 보낸다. 제 1 탱크(10)는 폐수량 및 폐수 처리 용량에 따라 1개 이상 구비할 수 있다. 제 1 탱크(10)가 많을수록 1차적으로 유입된 폐수를 일정 시간 보관할 수 있기 때문에 보다 많은 1차 고형물(12)을 형성시킬 수 있으나, 설치 비용이 추가되는 단점이 있다.
제 2 탱크(20)는, 제 1 탱크(10)로부터 1차 고형물(12)이 분리된 폐수를 공급받아 저장하는 역할을 한다. 즉, 제 2 탱크(20)로 보낸 폐수는 암모니아 회수 공정을 거치게 된다. 암모니아 회수율을 높이기 위해서는 폐수의 pH가 10 내지 13으로 유지되는 것이 바람직한데, 통상 전구체 제조 시 발생된 폐수의 pH는 10을 초과하기 때문에 별도의 처리 없이 암모니아를 회수하게 된다. 만일 제 2 탱크(20)의 폐수의 pH가 10 미만인 경우에는 알칼리 성분을 투입하여 폐수의 pH를 10 내지 13으로 조정해야 한다. 제 2 탱크(20)로 보낸 폐수는 제 1 스트리핑 장치(30)로 이송되는데, 폐수 내의 암모니아가 가스화 되어 추출되기 쉽도록 분사 형태로 투입된다.
제 2 탱크(20)에서 제 1 스트리핑 장치(30)로 이송하는 과정에서 폐수는, 폐수 가열 장치(90)를 거치게 된다. 이는 폐수 내의 암모니아 회수율을 높이기 위한 것으로 가열된 폐수의 온도는 40℃ 내지 90℃가 바람직하다. 더욱 바람직하게는 가열된 폐수의 온도는 50℃ 내지 70℃ 인 것을 특징으로 한다.
폐수 가열 장치(90)는 제 2 스트리핑 장치(40)에서 암모니아 추출된 폐수 저장 탱크(120)로 폐수가 이동되면서 발생시키는 열을 이용하는 열 교환 방식의 장치를 이용할 수도 있고, 통상적인 가열 장치를 이용할 수도 있다. 단, 열 교환 방식을 이용할 경우에는 추가적으로 별도의 가열 장치가 필요하게 된다.
제 1 스트리핑 장치(30)로 이송된 폐수가 분사되면서 추출된 암모니아 가스는 제 1 스트리핑 장치(30)에서 연결 배관(32)을 통해 제 1 스크러버 장치(50)로 이송된다.
암모니아가 1차 추출된 제 1 스트리핑 장치(30)의 제 1 스트리핑 액(31)은 제 2 스트리핑 장치(40)로 이송되어 다시 분사되면서 암모니아를 가스로 2차 추출하게 된다. 추출된 암모니아 가스는 제 2 스트리핑 장치(40)에서 연결 배관(42)을 통해 제 1 스트리핑 장치(30)로 이송된 다음, 연결 배관(32)을 통해 제 1 스크러버 장치(50)로 다시 이송된다.
제 2 스트리핑 장치(40)의 제 2 스트리핑 액(41)은, 폐수 중의 암모니아 농도가 환경 규제 수준인 50ppm 이하가 되면 제 5 탱크(120)로 이송된다.
제 1 및 제 2 스트리핑 연결 장치(70)는, 제 1 스트리핑 액(31) 및 제 2 스트리핑 액(41) 중에서 어느 한쪽이 일정 수준 이상으로 양이 많아지면 자동으로 양이 적은 쪽으로 이동시켜주는 역할을 한다.
드레인(Drain)(33)은 일시적으로 가동을 중단하고, 제 1 스트리핑 장치(30)의 제 1 스트리핑 액(31)을 제 2 탱크(20)로 이송시켜야 하는 경우에 사용된다.
연결 배관(32)을 통해 제 1 스크러버 장치(50)에 이송된 암모니아 가스는 분사되는 황산 용액과 반응하여 황산암모늄으로 변환된 다음 제 1 스크러버 장치(50)의 제 1 스크러버 액(51)에 혼합된다. 황산 용액과 미 반응된 암모니아 가스는 연결 배관(52)을 통해 제 2 스크러버 장치(60)로 이동된 다음 분사되는 황산 용액과 반응하여 황산암모늄으로 변환된 다음 제 2 스크러버 장치(60)의 제 2 스크러버 액(61)에 혼합된다.
제 1 및 제 2 스크러버 연결 장치(80)는, 제 1 스크러버 액(51) 및 제 2 스크러버 액(61) 중에서 어느 한쪽이 일정 수준 이상으로 양이 많아지면 오버플로우(Overflow) 시켜주는 역할을 한다.
제 1 스크러버 장치(50) 및 제 2 스크러버 장치(60)에서 분무되는 황산 용액은 1차적으로 제 3 탱크(100)에 있는 산성 용액인 황산 용액(101)이 제 1 스크러버 장치(50) 및 제 2 스크러버 장치(60)에 일정량이 공급되어 제 1 스크러버 액(51) 및 제 2 스크러버 액(61)에 혼합된 다음, 제 1 스크러버 액(51) 및 제 2 스크러버 액(61)이 연속적으로 순환하면서 분사된다. 즉, 암모니아 가스와 황산 용액이 반응하여 생성된 황산암모늄 용액과 황산 용액이 혼합된 상태로 분사되게 된다.
제 1 스크러버 장치(50) 및 제 2 스크러버 장치(60)으로 공급되는 황산 용액(101)의 양은, 제 1 스크러버 액(51)의 pH가 3 내지 5, 제 2 스크러버 액(61)의 pH는 2 내지 4가 되도록 자동으로 공급된다.
pH에 의해 자동으로 공급되는 황산 용액(101)에 의해, 제 1 스크러버 액(51)은 일정량 이상이 되면 오버플로우 방식으로 제 4 탱크(110)로 이송된다. 제 4 탱크(110)로 이송된 황산암모늄 용액(111)은 농도 조정을 한 후 전구체 제조 시 착화제로 재사용하게 된다.
제 3 탱크(100)에 있는 황산 용액(101)의 농도는 5wt% 내지 70wt% 바람직하다. 더욱 바람직하게는 제 3 탱크(100)에 있는 황산 용액(101)의 농도는 10wt% 내지 50wt% 인 것을 특징으로 한다.
제 1 스크러버 장치(50) 및 제 2 스크러버 장치(60)를 거쳐 암모니아가 대부분 제거된 가스는, 환경 기준 이하인 상태로 가스 배출구(64)를 통해 대기 중으로 방출된다. 만약 방출되는 가스의 암모니아 농도가 환경 기준에 근접하면 댐퍼(Damper)(63)를 이용하여 가스 배출을 차단하고, 가스는 연결 배관(62)을 통해 제 2 스트리핑 장치(40)로 되돌아가게 된다.
제 2 탱크(20)의 폐수로부터, 제 1 스트리핑 장치(30), 제 2 스트리핑 장치(40), 제 1 스크러버 장치(50) 및 제 2 스크러버 장치(60)를 이용하여 암모니아가 추출된 후의 폐수를, 제 5 탱크(120)는 저장하는 역할을 한다.
제 5 탱크(120)에 적정량의 암모니아가 추출된 폐수(121)가 모이면, 2차 고형물(132)을 형성시키기 위해서 제 6 탱크(130)로 이송시킨다. 제 6 탱크(130)로 이송이 완료되면 제 7 탱크(140)에 있는 알칼리성 용액인 탄산나트륨 용액을 투입시켜 pH가 7 내지 10이 되도록 한 다음 수 시간 방치하여 바닥에 2차 고형물(132)이 생성되도록 한다.
즉, 제 6 탱크(130)는, 제 5 탱크(120)로부터 폐수를 공급받고, 제 7 탱크(140)에 있는 알칼리성 용액인 탄산나트륨 용액을 공급받아, 2차 고형물(132)을 형성하는 역할을 한다.
2차 고형물(132)은 제 8 탱크(150)로 이송되고, 2차 고형물(132)이 제거된 폐수(131)는 제 6 탱크(130)로부터 배출되어 폐수 처리장으로 이송(133)된다.
제 8 탱크(150)에는, 제 1 탱크(10)의 1차 고형물(12) 또는 제 6 탱크(130)로부터 2차 고형물(132)이 공급되고, 제 3 탱크(100)로부터 산성 용액인 황산 용액(101)이 공급되어 1차 고형물(12) 또는 2차 고형물(132)이 용해된다. 즉, 제 8 탱크(150)에 이송된 1차 고형물(12) 및 2차 고형물(132)의 양이 적정량이 되면 제 3 탱크(100)에 있는 황산 용액(101)을 투입시켜 1차 고형물(12) 및 2차 고형물(132)을 용해시킨다. 제 3 탱크(100)로부터 제 8 탱크(150)로 공급되는 황산은, 1차 고형물(12) 및 2차 고형물(132)이 용해된 용액의 pH가 0 내지 3이 되도록 투입되는 것이 바람직하다.
제 9 탱크(160)는, 제 8 탱크(150)로부터 용해된 폐수를 공급받고, 제 7 탱크(140)로부터 알칼리성 용액을 공급받아, 침전물이 생성되고, 구비된 드레인(164)에 의해 침전물이 제거될 수 있다. 즉, 1차 고형물(12) 및 2차 고형물(132)이 용해되면, 제 9 탱크(160)에 제 8 탱크(150)로부터 공급된 용해된 폐수와 제 7 탱크(140)에 있는 탄산나트륨 용액(141)을 투입시켜, 제 9 탱크(160)의 용액의 pH가 4 내지 5가 되도록 한 다음 수 시간 방치하여 바닥에 고형물이 생성되는지 확인한다. 만일 고형물이 생성되면 이것은 Fe, Al, Cu 등의 금속 이온 성분의 침전물이며, 전구체 제조 원료의 불순물이기 때문에 드레인(164)을 통해 제거시켜 준다.
제 9 탱크(160)의 침전물이 제거된 후, 제 7 탱크(140)로부터 알칼리성 용액, 즉 탄산나트륨 용액(141)을 추가로 투입시켜 용액의 pH가 7 내지 10이 되도록 한 다음 수 시간 방치하여, 제 9 탱크(160)의 바닥에 3차 고형물(162)이 생성되도록 한다. 이렇게 3차 고형물(162)을 형성시키는 이유는 pH가 7 내지 10에서 3차 고형물(162)을 형성하지 못하고 용액 내 존재하는 알칼리 금속 이온 성분을 제거하기 위해서이다.
제 7 탱크(140)에 있는 탄산나트륨 용액(141)의 농도는 3wt% 내지 50wt% 인 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 제 7 탱크(140)에 있는 탄산나트륨 용액(141)의 농도는 5wt% 내지 30wt% 인 것을 특징으로 한다.
3차 고형물(162)은 제 10 탱크(170)로 이송되고, 3차 고형물(162)이 제거된 용액(161)은, 제 9 탱크(160)로부터 배출되어 폐수처리장(163)으로 이송된다.
제 10 탱크(170)는, 제 9 탱크(160)로부터 3차 고형물(162)을 공급받고, 제 3 탱크(100)로부터 산성 용액을 공급받아 복합 황산염 용액이 제조된다. 즉, 제 10 탱크(170)로 이송된 3차 고형물(162)은 황산 용액(101)을 pH가 4 내지 5가 되도록 투입 및 용해시켜 전구체 제조 원료인 복합 금속 황산염 용액(171)을 제조한다.
마지막 단계로 제조된 복합 금속 황산염 용액(171)은 전구체 제조 원료 저장 탱크로 이송(173)된다. 이송된 전구체 제조 원료는 농도 조정을 한 후 전구체 제조 원료로 사용되게 된다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 폐수 속의 재료를 회수하기 위한 방법의 흐름도를 나타낸다. 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 폐수 속의 재료를 회수하기 위한 방법은, 상술한 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 폐수 속의 재료를 회수하기 위한 장치(1000)를 이용하므로, 별도의 설명이 없더라고 상술한 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 폐수 속의 재료를 회수하기 위한 장치(1000)의 모든 특징을 포함하고 있음은 물론이다.
도 2의 흐름도로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 폐수 속의 재료를 회수하기 위한 방법은, 전구체 제조 시 발생된 폐수로부터 1차 고형물(12)을 형성하는 단계(S10); S10 단계 이후의 1차 고형물(12)이 분리된 폐수로부터 암모니아를 추출하는 단계(S20); S20 단계 이후의 암모니아가 추출된 폐수를 저장하는 단계(S30); 알칼리성 용액을 이용하여, S30 단계에서 저장된 폐수로부터 2차 고형물(132)을 형성하는 단계(S40); 및 산성 용액을 이용하여, 1차 고형물(12) 및 2차 고형물(132)을 용해하는 단계(S50);를 포함한다.
아울러, 본 발명의 폐수 속의 재료를 회수하기 위한 방법은, 알칼리성 용액을 이용하여, S50 단계에서 용해된 폐수로부터 침전물을 생성하는 단계(S60); S60 단계에서 생성된 침전물을 제거하는 단계(S70); 알칼리성 용액을 이용하여, S70 단계의 침전물이 제거된 폐수로부터 3차 고형물(162)을 형성하는 단계(S80); S80 단계의 3차 고형물(162)과 산성 용액을 이용하여, 복합 황산염 용액을 제조하는 단계(S90); 및 S80 단계의 3차 고형물(162)을 형성하지 못한 알칼리 금속 이온 성분을 포함하고 있는 용액을, 배출하는 단계(S100);를 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한, S70 단계의 침전물은, 금속 이온 성분의 침전물인 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 폐수 속의 재료를 회수하기 위한 장치(1000) 및 그 방법에 따르면, 암모니아가 추출되기 이전의 폐수로부터 1차 고형물(12)을 생성하고, 암모니아가 추출된 이후의 폐수로부터 2차 고형물(132)을 생성하고, 생성된 1차 고형물(12) 및 2차 고형물(132)의 용해액으로부터 침전되는 불순물을 제거하여 최종적인 3차 고형물(162)을 생성하는 것에 의해, 폐수의 방출 이전에 불순물이 정제된 최대한의 고형물을 획득할 수 있게 된다.
즉, 본 발명의 폐수 속의 재료를 회수하기 위한 장치(1000) 및 그 방법에 따르면, 리튬이온전지 양극재용 전구체 제조 공정인 공침 반응 시 발생하는 폐수 속의 암모니아를 비롯하여 니켈, 코발트 및 망간을 회수할 수 있다. 아울러, 본 발명의 폐수 속의 재료를 회수하기 위한 장치(1000) 및 그 방법에 따르면, 회수된 암모니아를 황산암모늄 변환하여 전구체 제조 시 착화제로 재사용할 수 있고, 회수된 니켈, 코발트, 망간을 황산니켈, 황산코발트 및 황산망간 성분으로 변환하여 전구체 제조 원료로 재사용함으로써 원료비를 절감할 수 있음을 알 수 있다.
1000 : 폐수 속의 재료를 회수하기 위한 장치
10 : 제 1 탱크 20 : 제 2 탱크
30 : 제 1 스트리핑 장치 40 : 제 2 스트리핑 장치
50 : 제 1 스크러버 장치 60 : 제 2 스크러버 장치
70 : 제 1 및 제 2 스트리핑 연결 장치
80 : 제 1 및 제 2 스크러버 연결 장치
90 : 폐수 가열 장치 100 : 제 3 탱크
110 : 제 4 탱크 120 : 제 5 탱크
130 : 제 6 탱크 140 : 제 7 탱크
150 : 제 8 탱크 160 : 제 9 탱크
170 : 제 10 탱크
10 : 제 1 탱크 20 : 제 2 탱크
30 : 제 1 스트리핑 장치 40 : 제 2 스트리핑 장치
50 : 제 1 스크러버 장치 60 : 제 2 스크러버 장치
70 : 제 1 및 제 2 스트리핑 연결 장치
80 : 제 1 및 제 2 스크러버 연결 장치
90 : 폐수 가열 장치 100 : 제 3 탱크
110 : 제 4 탱크 120 : 제 5 탱크
130 : 제 6 탱크 140 : 제 7 탱크
150 : 제 8 탱크 160 : 제 9 탱크
170 : 제 10 탱크
Claims (16)
- 폐수 속의 재료를 회수하기 위한 장치에 있어서,
폐수로부터 1차 고형물이 형성되는 제 1 탱크;
상기 제 1 탱크로부터 상기 1차 고형물이 분리된 폐수가 공급되어 저장되는 제 2 탱크;
상기 제 2 탱크의 폐수로부터 암모니아가 추출된 후의 폐수가 저장되는 제 5 탱크;
상기 제 5 탱크로부터 폐수가 공급되고, 알칼리성 용액을 이용하여 2차 고형물이 형성되는 제 6 탱크;
상기 제 1 탱크의 1차 고형물 및 상기 제 6 탱크의 2차 고형물이 공급되고, 산성 용액을 이용하여 상기 1차 고형물 및 상기 2차 고형물이 용해되는 제 8 탱크; 및
상기 제 8 탱크로부터 용해된 폐수가 공급되고, 알칼리성 용액을 이용하여 침전물이 생성되고, 구비된 드레인에 의해 상기 침전물이 제거될 수 있는 제 9 탱크;를 포함하고,
상기 제 9 탱크는,
상기 침전물이 제거된 후, 알칼리성 용액이 공급되어 3차 고형물이 형성되는 것을 특징으로 하는 장치. - 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 침전물은,
금속 이온 성분의 침전물인 것을 특징으로 하는 장치. - 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 장치는,
상기 제 9 탱크로부터 상기 3차 고형물이 공급되고, 산성 용액을 이용하여 복합 황산염 용액이 제조되는 제 10 탱크;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치. - 제1항에 있어서,
상기 3차 고형물을 형성하지 못한 용액은,
알칼리 금속 이온 성분을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 장치. - 제7항에 있어서,
상기 알칼리 금속 이온 성분을 포함하고 있는 용액은,
상기 제 9 탱크로부터 배출되는 것을 특징으로 하는 장치. - 폐수 속의 재료를 회수하기 위한 방법에 있어서,
(a) 폐수로부터 1차 고형물을 형성하는 단계;
(b) 상기 (a) 단계 이후의 상기 1차 고형물이 분리된 폐수로부터 암모니아를 추출하는 단계;
(c) 상기 (b) 단계 이후의 암모니아가 추출된 폐수를 저장하는 단계;
(d) 알칼리성 용액을 이용하여, 상기 (c) 단계에서 저장된 폐수로부터 2차 고형물을 형성하는 단계;
(e) 산성 용액을 이용하여, 상기 1차 고형물 및 상기 2차 고형물을 용해하는 단계;
(f) 알칼리성 용액을 이용하여, 상기 (e) 단계에서 용해된 폐수로부터 침전물을 생성하는 단계;
(g) 상기 (f) 단계에서 생성된 침전물을 제거하는 단계; 및
(h) 알칼리성 용액을 이용하여, 상기 (g) 단계의 침전물이 제거된 폐수로부터 3차 고형물을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법. - 삭제
- 삭제
- 제9항에 있어서,
상기 침전물은,
금속 이온 성분의 침전물인 것을 특징으로 하는 방법. - 삭제
- 제9항에 있어서,
상기 방법은, 상기 (h) 단계 이후에,
(i) 상기 3차 고형물과 산성 용액을 이용하여, 복합 황산염 용액을 제조하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법. - 제9항에 있어서,
상기 (h) 단계에서, 상기 3차 고형물을 형성하지 못한 용액은,
알칼리 금속 이온 성분을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 방법. - 제15항에 있어서,
상기 방법은, 상기 (h) 단계 이후에,
(j) 상기 (h) 단계의 상기 3차 고형물을 형성하지 못한 알칼리 금속 이온 성분을 포함하고 있는 용액을, 배출하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020180040266A KR102064063B1 (ko) | 2018-04-06 | 2018-04-06 | 폐수 속의 재료를 회수하기 위한 장치 및 그 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020180040266A KR102064063B1 (ko) | 2018-04-06 | 2018-04-06 | 폐수 속의 재료를 회수하기 위한 장치 및 그 방법 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20190117129A KR20190117129A (ko) | 2019-10-16 |
| KR102064063B1 true KR102064063B1 (ko) | 2020-01-09 |
Family
ID=68421590
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020180040266A KR102064063B1 (ko) | 2018-04-06 | 2018-04-06 | 폐수 속의 재료를 회수하기 위한 장치 및 그 방법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102064063B1 (ko) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101137251B1 (ko) * | 2009-12-01 | 2012-04-20 | 주식회사 에코프로 | 이차 전지용 양극활물질 전구체 제조시 발생하는 중금속 및 고농도의 총질소 가 함유된 폐수 처리 방법 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1057947A (ja) | 1996-08-24 | 1998-03-03 | Kyoei Giken Kogyo Kk | アンモニア等の含有液からのアンモニア等の分離方法と回収方法 |
| JP2010089020A (ja) | 2008-10-08 | 2010-04-22 | Toshiba Corp | 廃水処理装置 |
| NO332812B1 (no) | 2009-03-13 | 2013-01-21 | Aker Clean Carbon As | Amin utslippskontroll |
| KR101250636B1 (ko) | 2011-01-03 | 2013-04-03 | 하동희 | 폐수의 암모니아 스트리핑장치 |
-
2018
- 2018-04-06 KR KR1020180040266A patent/KR102064063B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101137251B1 (ko) * | 2009-12-01 | 2012-04-20 | 주식회사 에코프로 | 이차 전지용 양극활물질 전구체 제조시 발생하는 중금속 및 고농도의 총질소 가 함유된 폐수 처리 방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20190117129A (ko) | 2019-10-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104789776A (zh) | 一种从含氧化铅废料中回收氧化铅的方法 | |
| CN103466870A (zh) | 含高浓度氨氮和重金属离子废水的物料回收方法及处理*** | |
| CN101857203A (zh) | 一种重金属污酸综合回收利用工艺 | |
| CN105969993A (zh) | 一种高砷烟灰综合回收处理的方法 | |
| CN104843789A (zh) | 一种提纯五氧化二钒的方法 | |
| CN111018229B (zh) | 一种铜冶炼硫酸污酸废水资源利用和得到含砷产品的方法 | |
| CN104108740A (zh) | 一种从含铜废料中选择性生产高品质硫酸铜的新方法 | |
| KR102064063B1 (ko) | 폐수 속의 재료를 회수하기 위한 장치 및 그 방법 | |
| CN110317962A (zh) | 锰湿法冶炼方法和锰湿法冶炼*** | |
| CN101898838A (zh) | 多级膜渗析分离钢铁酸洗废液的方法 | |
| KR101305056B1 (ko) | 폐수 속의 암모니아를 회수하기 위한 장치 및 그 회수하기 위한 방법 | |
| CN112679025A (zh) | 一种电解铝渣渗滤液减量固化资源回用的处理***及方法 | |
| CN105461140B (zh) | 一种钨冶炼离子交换法废水综合处理回收***及方法 | |
| KR101542287B1 (ko) | 탈륨 및 질산칼륨의 회수방법 및 회수장치 | |
| CN106336036A (zh) | 一种回收草酸母液中的草酸及盐酸的方法 | |
| CN103628092A (zh) | 印刷板蚀刻废液处理***和方法 | |
| US8642002B2 (en) | Hydrogen gas production system utilizing silicon wastewater and method for production of hydrogen energy using the same | |
| CN210711690U (zh) | 锰湿法冶炼*** | |
| CN208562480U (zh) | 一种含铜硅粉的回收*** | |
| CN203319810U (zh) | 高浓度湿法冶金废水循环回收减排*** | |
| CN101713025B (zh) | 一种含镍、锌混合溶液湿法分离方法 | |
| JP4405281B2 (ja) | 無電解ニッケルめっき廃液の再資源化処理方法 | |
| CN210481113U (zh) | 稀土碳沉废水和萃余液资源化处理装置 | |
| CN104402924A (zh) | 一种双甘膦无钠生产新工艺 | |
| CN218404350U (zh) | 一种以锂矿石为原料进行回收提锂的装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |