KR101183579B1 - High efficient neodymium leaching method using ultrasonic wave - Google Patents
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Abstract
NbFeB계 영구자석을 파쇄 및 분쇄하여 수득한 폐 스크랩 분말을 황산 용액에 침출 반응시키면서 초음파를 인가함으로써, 타켓 물질인 네오디뮴을 선택적으로 침출 반응시킬 수 있는 초음파를 이용한 고효율 네오디뮴 침출 방법에 대하여 개시한다.
본 발명의 실시예에 따른 초음파를 이용한 고효율 네오디뮴 침출 방법은 (a) 폐 영구자석을 파쇄 및 분쇄하여 폐 스크랩 분말을 수득하는 단계; (b) 상기 수득한 폐 스크랩 분말을 산화배소 처리하는 단계; 및 (c) 상기 산화배소 처리된 폐 스크랩 분말 및 침출 용액을 침출조에 투입하면서, 초음파를 인가하여 타겟 물질인 네오디뮴을 침출 반응시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.Disclosed is a high-efficiency neodymium leaching method using ultrasonic waves capable of selectively leaching neodymium, which is a target material, by applying ultrasonic waves while leaching a waste scrap powder obtained by crushing and grinding NbFeB-based permanent magnets into a sulfuric acid solution.
High efficiency neodymium leaching method using ultrasonic waves according to an embodiment of the present invention comprises the steps of (a) crushing and grinding the waste permanent magnet to obtain waste scrap powder; (b) roasting the waste scrap powder thus obtained; And (c) leaching reaction of neodymium, which is a target material, by applying ultrasonic waves while the waste oxide powder and the leaching solution treated with oxidizing oxide are added to a leaching tank.
Description
본 발명은 네오디뮴 침출 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 NdFeB계 영구자석을 파쇄 및 분쇄하여 수득한 폐 스크랩 분말을 황산 용액에 침출 반응시킴과 동시에 고밀도 초음파를 인가함으로써, 타켓 물질인 네오디뮴(Nd)을 선택적으로 침출 반응시킬 수 있는 초음파를 이용한 고효율 네오디뮴 침출 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a neodymium leaching method, and more particularly, by subjecting waste scrap powder obtained by crushing and grinding NdFeB-based permanent magnet to leaching reaction with sulfuric acid solution and applying high-density ultrasonic wave, the target material neodymium (Nd) It relates to a high-efficiency neodymium leaching method using ultrasonic waves that can be selectively leached.
NdFeB계 영구자석은 자동차의 크랭킹 모터(cranking motor), 컴퓨터, A/V 컴포넌트(audio-visual components), 자력분리기, 항공우주시스템, 기타 장비 등 고자력 자석을 요구하는 부품에 광범위하게 사용되고 있다.NdFeB-based permanent magnets are widely used in parts requiring high magnetic magnets such as cranking motors, computers, audio-visual components, magnetic separators, aerospace systems, and other equipment. .
이러한 NdFeB계 영구자석의 수요는 급증하여 지난 10년 간 세계 NdFeB계 영구자석 시장의 연평균 성장률이 자석 종류에 따라 30 ~ 70%로서 영구자석 시장을 석권하고 있다. 따라서, NdFeB계 영구자석 수요증가로 폐 스크랩의 발생량이 급증할 것으로 판단된다.The demand for NdFeB permanent magnets has soared, and the average annual growth rate of the global NdFeB permanent magnets market has been dominating the permanent magnets market for 30 ~ 70% depending on the type of magnet. Therefore, the generation of waste scrap is expected to increase rapidly due to the increased demand for NdFeB-based permanent magnets.
일반적으로, NdFeB계 영구자석을 파쇄 및 분쇄하여 수득된 폐 스크랩 분말에는 대략 20 ~ 30%의 네오디뮴(Nd)이 함유되어 있으며, 이러한 NdFeB계 영구자석으로부터 Nd를 회수하는 것은 Nd 금속의 3대 원료공급원 중 하나일 정도이다.
Generally, about 20-30% of neodymium (Nd) is contained in waste scrap powder obtained by crushing and crushing NdFeB-based permanent magnets, and recovering Nd from these NdFeB-based permanent magnets is the three major raw materials of Nd metal. It is one of the sources.
따라서, 최근에는 사용되고 버려지는 폐 영구자석을 재활용하고자 하는 연구가 활발히 진행되고 있다. 일반적으로, 폐 스크랩 분말로부터 네오디뮴을 분리 회수할 때, 산 침출법이 이용되는 데, 폐 스크랩 분말을 산화배소하지 않고 침출하는 경우 낮은 황산 농도에서 네오디뮴을 효율적으로 추출할 수 있지만, 이 경우 철의 침출율도 상대적으로 높기 때문에 이후의 분리공정이 복잡해지는 문제가 있다.Therefore, in recent years, researches are being actively conducted to recycle waste permanent magnets that are used and discarded. In general, an acid leaching method is used to separate and recover neodymium from waste scrap powder. If the waste scrap powder is leached without oxidizing oxide, neodymium can be efficiently extracted at low sulfuric acid concentration. Since the leaching rate is also relatively high, there is a problem that the subsequent separation process becomes complicated.
따라서, 철의 침출율은 낮추면서 네오디뮴의 침출율을 선택적으로 향상시킬 수 있는 방안을 연구하는 것이 무엇보다 시급한 상황이다.Therefore, it is urgent to study ways to selectively improve the leaching rate of neodymium while lowering the leaching rate of iron.
관련 선행 문헌으로는 대한민국 등록특허 10-1047838호(2011.07.08 공고)가 있으며, 상기 문헌에는 염화물 용융염에서 잔류 악티늄족 원소의 회수방법이 개시되어 있을 뿐, NdFeB계 영구자석으로부터 네오디뮴을 침출시키는 기술에 대하여 개시하는 바가 없다.
Related prior arts are Korean Patent Registration No. 10-1047838 (2011.07.08 publication), which discloses a method for recovering residual actinium elements in a molten chloride salt, and leaches neodymium from NdFeB-based permanent magnets. There is no disclosure of the technology.
본 발명의 목적은 산화배소 처리된 폐 스크랩 분말을 황산 용액에 침출 반응시키면서 초음파를 인가함으로써, Fe 침출율은 감소시키고 Nd 침출율은 선택적으로 향상시킬 수 있는 초음파를 이용한 고효율 네오디뮴 침출 방법을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a high-efficiency neodymium leaching method using ultrasonic waves to reduce the Fe leaching rate and selectively improve the Nd leaching rate by applying ultrasonic wave while leaching the waste oxide powder treated with roasted oxide to sulfuric acid solution will be.
본 발명의 다른 목적은 산화배소 처리된 폐 스크랩 분말을 황산 용액에 침출 반응시키면서 초음파를 간접 인가 방식으로 조사함으로써, 폐 스크랩 분말의 파괴없이 안정적으로 네오디뮴을 침출시킬 수 있는 초음파를 이용한 고효율 네오디뮴 침출 방법을 제공하는 것이다.
Another object of the present invention is a high-efficiency neodymium leaching method using ultrasonic waves that can leach neodymium stably without destroying waste scrap powder by irradiating waste oxide powder treated with roasted oxide to sulfuric acid solution by indirect application of ultrasonic waves. To provide.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파를 이용한 고효율 네오디뮴 침출 방법은 (a) 폐 영구자석을 파쇄 및 분쇄하여 폐 스크랩 분말을 수득하는 단계; (b) 상기 수득한 폐 스크랩 분말을 산화배소 처리하는 단계; 및 (c) 상기 산화배소 처리된 폐 스크랩 분말 및 침출 용액을 침출조에 투입하면서, 초음파를 인가하여 타겟 물질인 네오디뮴을 침출 반응시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
High efficiency neodymium leaching method using ultrasonic waves according to an embodiment of the present invention for achieving the above object comprises the steps of (a) crushing and grinding the waste permanent magnet to obtain waste scrap powder; (b) roasting the waste scrap powder thus obtained; And (c) leaching reaction of neodymium, which is a target material, by applying ultrasonic waves while the waste oxide powder and the leaching solution treated with oxidizing oxide are added to a leaching tank.
상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 초음파를 이용한 고효율 네오디뮴 침출 방법은 (a) NdFeB 폐 영구자석을 파쇄 및 분쇄하여 폐 스크랩 분말을 수득하는 단계; (b) 상기 수득한 NdFeB 폐 스크랩 분말을 500 ~ 900℃에서 산화배소 처리하는 단계; 및 (c) 상기 산화배소 처리된 폐 스크랩 분말 및 침출 용액을 외곽조 내에 위치하는 침출조에 투입하면서, 초음파를 인가하여 타겟 물질인 네오디뮴을 침출 반응시키는 단계;를 포함하며, 상기 (c) 단계시, 상기 초음파 인가는 초음파 팁을 외곽조 내에 장입한 상태에서, 상기 침출조에 대하여 간접 인가하는 것을 특징으로 한다.
High efficiency neodymium leaching method using ultrasonic waves according to another embodiment of the present invention for achieving the above another object is to obtain a waste scrap powder by crushing and grinding the NdFeB waste permanent magnet; (b) roasting the obtained NdFeB waste scrap powder at 500˜900 ° C .; And (c) injecting waste oxide powder and leaching solution subjected to the oxidation treatment into a leaching tank located in an outer tank, and applying ultrasonic waves to leach and react neodymium as a target material. The ultrasonic application may be indirectly applied to the leaching tank in a state where an ultrasonic tip is loaded into the outer tank.
본 발명에 따른 초음파를 이용한 고효율 네오디뮴 침출 방법은 산화배소 처리된 폐 스크랩 분말을 황산 용액에 침출 반응시키면서 초음파를 직접 인가 방식으로 조사함으로써, Fe 침출율은 감소시키고 Nd 침출율은 선택적으로 증가시킬 수 있다.In the high-efficiency neodymium leaching method using ultrasonic waves according to the present invention, by directly irradiating ultrasonic waves while leaching the waste oxide powder treated with oxidized oxide to sulfuric acid solution, Fe leaching rate can be reduced and Nd leaching rate can be selectively increased. have.
또한, 본 발명에 따른 초음파를 이용한 고효율 네오디뮴 침출 방법은 산화배소 처리된 폐 스크랩 분말을 황산 용액에 침출 반응시키면서 초음파를 간접 인가 방식으로 조사함으로써, Fe 침출율은 감소시키면서 폐 스크랩 분말의 오염없이 안정적으로 Nd의 침출율을 증가시킬 수 있는 효과가 있다.
In addition, the high-efficiency neodymium leaching method using ultrasonic waves according to the present invention by irradiating ultrasonic waste by indirect application while leaching the waste oxide powder treated with oxidized sulfuric acid solution, while reducing the leaching rate of Fe, it is stable without contamination of the waste scrap powder This has the effect of increasing the leaching rate of Nd.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파를 이용한 고효율 네오디뮴 침출 방법을 나타낸 공정 순서도이다.
도 2는 NdFeB 폐 영구자석을 파쇄 및 분쇄하여 수득한 폐 스크랩 분말을 나타낸 사진이다.
도 3은 도 1의 산화배소 처리 과정을 나타낸 공정 모식도이다.
도 4는 도 1의 침출 반응 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 침출 반응 과정을 설명하기 위한 도면이다.1 is a process flowchart showing a high efficiency neodymium leaching method using ultrasonic waves according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a photograph showing the waste scrap powder obtained by crushing and grinding the NdFeB waste permanent magnet.
FIG. 3 is a process schematic diagram illustrating the process of roasting oxide of FIG. 1.
4 is a view for explaining the leaching reaction process of FIG.
5 is a view for explaining a leaching reaction process according to another embodiment of the present invention.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.Advantages and features of the present invention and methods for achieving them will be apparent with reference to the embodiments described below in detail with the accompanying drawings. It should be understood, however, that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but is capable of many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, To fully disclose the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 초음파를 이용한 고효율 네오디뮴 침출 방법에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
Hereinafter, a high efficiency neodymium leaching method using ultrasonic waves according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파를 이용한 고효율 네오디뮴 침출 방법을 나타낸 공정 순서도이다.1 is a process flowchart showing a high efficiency neodymium leaching method using ultrasonic waves according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파를 이용한 고효율 네오디뮴 침출 방법은 폐 스크랩 분말 수득 단계(S110), 산화배소 처리 단계(S120) 및 침출 반응 단계(S130)를 포함한다.
Referring to FIG. 1, the high efficiency neodymium leaching method using ultrasonic waves according to an embodiment of the present invention includes a waste scrap powder obtaining step (S110), a roasting oxide treatment step (S120), and a leaching reaction step (S130).
폐 스크랩 분말 수득Waste scrap powder obtained
폐 스크랩 분말 수득 단계(S110)에서는 폐 영구자석을 파쇄 및 분쇄하여 폐 스크랩 분말을 수득한다.In the waste scrap powder obtaining step (S110), the waste permanent magnet is crushed and pulverized to obtain waste scrap powder.
이때, 폐 스크랩 분말은 사용되고 폐기된 가전제품, 자동차 등의 해체시 발생하는 폐 영구자석을 파쇄 및 분쇄하는 것에 의하여 수득할 수 있으며, 구체적으로 NdFeB 영구자석으로부터 수득한 것일 수 있다.
At this time, the waste scrap powder can be obtained by crushing and crushing the waste permanent magnets generated during dismantling of used household appliances, automobiles, etc., specifically, may be obtained from NdFeB permanent magnets.
한편, 도 2는 NdFeB 폐 영구자석을 파쇄 및 분쇄하여 수득한 폐 스크랩 분말을 나타낸 사진이다.On the other hand, Figure 2 is a photograph showing the waste scrap powder obtained by crushing and grinding the NdFeB waste permanent magnet.
도 2를 참조하면, NdFeB 폐 영구자석은 파쇄 및 분쇄 과정에 의하여 100 ~ 350 메쉬(mesh)의 평균 입도를 갖는 NdFeB 폐 스크랩 분말로 제조된다. 이 경우, NdFeB 폐 스크랩 분말의 평균 입도가 100 메쉬를 초과할 경우에는 입도가 너무 커서 침출효율이 저하되고, 반대로, NdFeB 폐 스크랩 분말의 평균 입도가 350 메쉬 미만일 경우에는 분쇄 비용이 과다하게 발생하며, 또한, 침출시 침출슬러리의 점성이 급격하게 증가하여 침출 효율이 저하되는 문제를 유발할 수 있다.
Referring to Figure 2, NdFeB waste permanent magnet is made of NdFeB waste scrap powder having an average particle size of 100 ~ 350 mesh (mesh) by the crushing and grinding process. In this case, when the average particle size of the NdFeB waste scrap powder exceeds 100 mesh, the leaching efficiency decreases because the particle size is too large, on the contrary, when the average particle size of the NdFeB waste scrap powder is less than 350 mesh, excessive grinding cost occurs. In addition, during leaching, the viscosity of the leaching slurry may increase rapidly, which may cause a problem of lowering the leaching efficiency.
산화배소 처리Oxidation treatment
한편, 도 3은 도 1의 산화배소 처리 과정을 나타낸 공정 모식도이다.On the other hand, Figure 3 is a process schematic diagram showing the roasting process of FIG.
도 1 및 도 3을 참조하면, 산화배소 처리 단계(S120)에서는 폐 스크랩 분말 수득 단계(S110)에 의하여 수득한 폐 스크랩 분말을 500 ~ 900℃의 산소 분위기에서 산화배소 처리한다.1 and 3, in the roasting oxide treatment step (S120), the waste scrap powder obtained by the waste scrap powder obtaining step (S110) is subjected to roasting treatment in an oxygen atmosphere of 500˜900 ° C. FIG.
산화배소 처리 단계(S120)시, 열처리 온도가 500℃ 미만일 경우에는 충분한 산화 반응이 일어나지 않을 우려가 있다. 반대로, 열처리 온도가 900℃를 초과할 경우에는 비용 상승 대비 효과가 미미한 관계로 경제적이지 못하다. 이때, 산화배소 처리 시간은 폐 스크랩 분말의 첨가량에 따라 적절히 조절될 수 있는바 특별히 한정될 필요는 없으나, 산화 반응이 일어나기에 충분한 시간 동안 실시하는 것이 바람직하다.
In the oxidation oxidation treatment step (S120), when the heat treatment temperature is less than 500 ° C., there is a fear that a sufficient oxidation reaction does not occur. On the contrary, when the heat treatment temperature exceeds 900 ° C, it is not economical because the effect against the increase in cost is insignificant. At this time, the roasting oxide treatment time can be appropriately adjusted according to the amount of waste scrap powder added, but is not particularly limited, it is preferably carried out for a sufficient time for the oxidation reaction to occur.
이러한 산화배소 처리를 실시하는 이유는 NdFeB 폐 스크랩 분말 상태에서 후술할 침출 용액과 침출 반응을 수행할 경우, 침출이 용이하게 진행되지 않아 침출율이 급격히 저하되는 문제가 있기 때문이다. 따라서, NdFeB 폐 스크랩 분말은 500 ~ 900℃의 고온으로 유지되는 퍼니스(furnace) 내에 산소 가스가 취입되는 산소 분위기에서 산화배소 처리를 실시하여 산화시키는 과정을 수행하는 것이 바람직하다.The reason for carrying out such roasting treatment is that, when the leaching reaction with the leaching solution described later in the state of NdFeB waste scrap powder, the leaching does not proceed easily, so that the leaching rate is rapidly lowered. Therefore, the NdFeB waste scrap powder is preferably subjected to a process of oxidizing by oxidizing and roasting in an oxygen atmosphere in which oxygen gas is blown into a furnace maintained at a high temperature of 500 to 900 ° C.
본 단계에서, NdFeB 폐 스크랩 분말을 산화배소 처리를 수행할 때, 폐 스크랩 분말에 함유된 Nd 및 Fe는 하기 식 (1), 식 (2) 및 식 (3)의 형태로 산화 반응이 일어날 수 있다.
In this step, when the NdFeB waste scrap powder is subjected to roasting treatment, the Nd contained in the waste scrap powder And Fe may be oxidized in the form of the following formulas (1), (2) and (3).
식 (1) : 2Nd + 3/2O2 → Nd2O3 Formula (1): 2Nd + 3 / 2O 2 → Nd 2 O 3
식 (2) : 2Fe + 3/2O2 → Fe2O3 Formula (2): 2Fe + 3 / 2O 2 → Fe 2 O 3
식 (3) : Nd + Fe + 3/2O2 → NdFeO3
Formula (3): Nd + Fe + 3 / 2O 2 → NdFeO 3
침출 반응Leaching reaction
한편, 도 4는 도 1의 침출 반응 과정을 설명하기 위한 도면이다.On the other hand, Figure 4 is a view for explaining the leaching reaction process of FIG.
도 1 및 도 4를 참조하면, 침출 반응 단계(S130)에서는 산화배소 처리된 폐 스크랩 분말 및 침출 용액을 침출조(200)에 투입하면서, 초음파를 인가하여 침출 반응시킨다.Referring to FIGS. 1 and 4, in the leaching reaction step (S130), while leaching the waste scrap powder and the leaching solution, which are subjected to oxidation treatment, are leached by applying ultrasonic waves.
이때, 폐 스크랩 분말 및 침출 용액이 투입된 침출조(200)는 교반자(220)를 이용하여 200 ~ 1000rpm의 속도로 교반하는 것이 바람직하다. 교반 속도가 200rpm 미만일 경우에는 폐 스크랩 분말이 침출 용액에 균일하게 혼합되지 않을 우려가 있다. 반대로, 교반 속도가 1000rpm를 초과할 경우에는 더 이상의 효과 없이 제조 비용만을 상승시킬 우려가 있다.
At this time, the
한편, 침출 반응은 40 ~ 90℃에서 10 ~ 180분 동안 실시하는 것이 바람직하다. 침출 반응 온도가 40℃ 미만일 경우에는 온도가 너무 낮은 관계로 침출 반응이 잘 일어나지 않는 문제가 있다. 반대로, 침출 반응 온도가 90℃를 초과할 경우에는 온도 상승 효과 대비 침출 반응 효과가 미미한 관계로 경제적이지 못하다.On the other hand, the leaching reaction is preferably carried out for 10 to 180 minutes at 40 ~ 90 ℃. If the leaching reaction temperature is less than 40 ℃ there is a problem that the leaching reaction does not occur well because the temperature is too low. On the contrary, when the leaching reaction temperature exceeds 90 ° C., the leaching reaction effect is insignificant compared to the temperature raising effect and thus is not economical.
또한, 침출 반응 시간이 10분 미만일 경우에는 침출 반응 시간이 미미한 관계로 원할한 침출 반응이 이루어지지 않을 우려가 있다. 반대로, 침출 반응 시간이 180분을 초과할 경우에는 침출 반응 시간 대비 상승 효과가 미미한 관계로 경제적이지 못하다.
In addition, when the leaching reaction time is less than 10 minutes, there is a fear that a smooth leaching reaction may not be performed because the leaching reaction time is insignificant. On the contrary, when the leaching reaction time exceeds 180 minutes, the synergistic effect compared to the leaching reaction time is insignificant and therefore it is not economical.
이때, 침출 용액은 0.1 ~ 3M의 황산 용액을 이용하는 것이 바람직하다. 황산 용액의 농도가 0.1M 미만일 경우에는 폐 스크랩 분말이 황산 용액에 잘 녹지 않는 문제가 있다. 반대로, 황산 용액의 농도가 3M을 초과할 경우에는 고 농도의 황산 용액 투입 대비 침출 상승 효과가 미미한 관계로 경제적이지 못할 뿐만 아니라, 환경 오염을 유발할 수 있으므로 바람직하지 못하다.At this time, the leaching solution is preferably used a sulfuric acid solution of 0.1 ~ 3M. When the concentration of sulfuric acid solution is less than 0.1M, there is a problem that the waste scrap powder is difficult to dissolve in sulfuric acid solution. On the contrary, when the concentration of the sulfuric acid solution is more than 3M, the leaching synergistic effect compared to the input of the high concentration of sulfuric acid solution is insignificant, which is not economical and may cause environmental pollution.
또한, 본 단계에서, 폐 스크랩 분말과 황산 용액은 1 : 1 ~ 1 : 100의 중량비로 혼합하는 것이 바람직하다. 폐 스크랩 분말과 황산 용액의 중량비가 1 : 1 미만일 경우에는 황산 용액의 중량 대비 폐 스크랩 분말의 첨가량이 과도하게 첨가되어, 점성이 증가하여 침출효율이 저하되며, 반대로, 폐 스크랩 분말과 황산 용액의 중량비가 1 : 100을 초과할 경우에는 황산 용액 사용량이 증가하여, 경제성 확보가 용이치 못할 우려가 있다.
In addition, in this step, it is preferable that the waste scrap powder and the sulfuric acid solution are mixed in a weight ratio of 1: 1 to 1: 100. When the weight ratio of the waste scrap powder and the sulfuric acid solution is less than 1: 1, the amount of the waste scrap powder added to the weight of the sulfuric acid solution is excessively added, so that the viscosity increases and the leaching efficiency is lowered. When the weight ratio exceeds 1: 100, the amount of sulfuric acid solution used increases, which may make it difficult to secure economic feasibility.
한편, 본 단계에서, 초음파 인가는 초음파 팁(240)을 침출조(200) 내에 장입시켜 초음파를 직접 인가하는 것이 바람직하다. 초음파 인가는 15 ~ 30KHz의 주파수 및 3 ~ 10W의 출력 전력 조건으로 수행하는 것이 바람직하다. 초음파 인가시, 주파수가 15KHz 미만이거나, 출력전압이 3W 미만일 경우에는 초음파의 인가에 따른 캐비테이션(cavitation) 효과가 미미하여 침출 반응이 원활히 이루어지지 않을 수 있다. 반대로, 초음파의 주파수가 30KHz 이상이거나, 또는 출력전압이 10W를 초과할 경우에는 과도한 초음파 인가로 인하여 폐 스크랩 분말이 파괴되는 문제를 야기할 수 있다.On the other hand, in this step, it is preferable that the ultrasonic wave is directly applied to the
이와 같이, 침출조(200) 내에 채워진 폐 스크랩 분말 및 침출 용액에 초음파를 인가한 후, 일정 시간이 경과하게 되면 순간적으로 버블 붕괴(bubble collapse)가 될 때 국소적으로 5000K의 온도와 1000bar 정도의 압력 그리고 1010K/s의 가열비/냉각비 등이 극한의 조건(extreme condition)을 갖게 된다.As such, after applying ultrasonic waves to the waste scrap powder and the leaching solution filled in the
이러한 급격한 압력 변화에 의해 폐 스크랩 분말과 침출 용액 간의 충돌이 발생하게 된다. 이때, 고체 입자인 폐 스크랩 분말의 파괴 및 활성화 면적의 증가가 일어나게 되고, 이 결과 액상에서의 물질 이동 속도가 증가되어 침출 효율을 향상시킬 수 있게 된다.This sudden pressure change causes a collision between the waste scrap powder and the leaching solution. At this time, the destruction of the waste scrap powder, which is a solid particle, and an increase in the activation area occur, and as a result, the mass transfer speed in the liquid phase is increased to improve the leaching efficiency.
즉, 침출 반응 단계(S130)시, 초음파를 지속적으로 인가할 경우, 캐비테이션에 의한 혼합 효과 및 유효충돌빈도의 증가 효과로 침출 속도가 빨라져 네오디뮴의 선택적인 침출 효과를 극대화할 수 있는 바, 이를 통해 침출 반응 시간을 단축시킬 수 있는 이점이 있다. 이러한 침출 반응 단계(S130)시, 초음파 팁(240)을 침출조(200) 내에 장입하여 초음파를 직접 조사하는 것이 바람직하며, 이 경우, 폐 스크랩 분말 및 침출 용액에 가해지는 초음파의 세기가 강한 장점으로 초음파 효과를 극대화시킬 수 있는 이점이 있다.
That is, during the leaching reaction step (S130), if the ultrasonic wave is continuously applied, the leaching speed is increased due to the mixing effect and the effective collision frequency increase by cavitation, thereby maximizing the selective leaching effect of neodymium. There is an advantage that the leaching reaction time can be shortened. In this leaching reaction step (S130), it is preferable to charge the
한편, 본 발명에서와 같이, 침출 반응시 초음파를 인가할 경우, Fe 침출율이 감소하게 되는 데, 이는 초음파 인가시 Fe3+ 이온이 OH 라디칼과 반응하여 산화제2철(Fe2O3) 또는 수산화3가철{FeOOH 또는 Fe(OH)3}을 생성하는 석출반응 발생하게 되고, 이는 결국 Fe3+ 이온의 수를 감소시켜 Fe 침출율을 감소시키는 역할을 하기 때문이다.On the other hand, as in the present invention, when the ultrasonic wave is applied during the leaching reaction, the Fe leaching rate is reduced, which is Fe 3+ ion reacts with the OH radical during the application of ultrasonic ferric oxide (Fe 2 O 3 ) or Precipitation reaction occurs to produce trivalent ferric hydroxide {FeOOH or Fe (OH) 3 }, which eventually serves to reduce the Fe leaching rate by reducing the number of Fe 3+ ions.
이때, Nd3+는 Fe3+ 보다 높은 pH에서 석출반응이 발생하므로 Fe3+가 먼저 선택적으로 석출되어, 침출률이 감소하므로 Nd3+ 이온의 선택적인 침출이 이루어질 수 있다.
At this time, Nd 3+ is a precipitation reaction to take place at a higher pH than the Fe 3+ Fe 3+, so the first is selectively precipitated, the leaching rate is reduced, so may be made selective leaching of the Nd 3+ ions.
전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파를 이용한 네오디뮴 침출 방법은 산화배소 처리된 폐 스크랩 분말을 0.1 ~ 0.3M의 황산 용액에서 침출 반응시키면서 초음파를 인가함으로써, Fe 침출율은 감소시키고 Nd 침출율은 선택적으로 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
In the neodymium leaching method using ultrasonic waves according to an embodiment of the present invention described above, by applying ultrasonic waves while leaching the waste oxide powder treated with oxidized oxide in a sulfuric acid solution of 0.1 to 0.3M, Fe leaching rate is reduced and Nd leaching rate is reduced. Has the effect of selectively improving.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 초음파를 이용한 고효율 네오디뮴 침출 방법은 일 실시예와 실질적으로 동일할 수 있다. 다만, 본 발명의 다른 실시예에 따른 초음파를 이용한 고효율 네오디뮴 침출 방법은 침출 반응 단계에서 초음파를 간접 인가 방식으로 실시하는 데 차이점이 있는 바, 일 실시예와의 중복 설명은 생략하고 차이점에 대해서만 중점적으로 설명하도록 한다.On the other hand, high efficiency neodymium leaching method using ultrasonic waves according to another embodiment of the present invention may be substantially the same as one embodiment. However, the high-efficiency neodymium leaching method using ultrasonic waves according to another embodiment of the present invention has a difference in performing ultrasonic waves in an indirect application method in the leaching reaction step. To explain.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 침출 반응 과정을 설명하기 위한 도면이다.5 is a view for explaining a leaching reaction process according to another embodiment of the present invention.
도 5를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 초음파를 이용한 고효율 네오디뮴 침출 방법은, 침출 반응 단계시 초음파를 간접 인가 방식으로 조사하는 것을 특징으로 한다.
Referring to FIG. 5, the high efficiency neodymium leaching method using ultrasonic waves according to another embodiment of the present invention is characterized in that the ultrasonic irradiation is performed by an indirect application method during the leaching reaction step.
즉, 본 발명의 다른 실시예에 따른 초음파를 이용한 네오디뮴 침출 방법의 경우, 침출 반응 단계시, 산화배소 처리된 스크랩 분말 및 침출 용액을 외곽조 내에 위치하는 침출조에 투입하면서, 초음파를 인가하여 침출 반응시킨다.That is, in the case of the neodymium leaching method using ultrasonic waves according to another embodiment of the present invention, in the leaching reaction step, the leaching reaction by applying ultrasonic waves while putting the roasted oxidized scrap powder and leaching solution into the leaching tank located in the outer tank, Let's do it.
이때, 초음파 인가는 초음파 팁을 외곽조 내에 장입한 상태에서, 상기 침출조에 대하여 간접 인가하는 방식으로 수행될 수 있다. 이와 같이, 간접 인가 방식으로 초음파를 인가할 경우, 직접 인가 방식에 비하여 네오디뮴의 침출율이 약간 낮은 것을 실험을 통해 확인하였으나, 폐 스크랩 분말 및 침출 용액에 직접적으로 초음파가 인가되지 않으므로 초음파 팁의 용해 등에 의한 침출용액의 오염을 막을 수 있는 장점이 있다.
In this case, the ultrasonic application may be performed by indirectly applying the ultrasonic tip to the leaching tank while the ultrasonic tip is charged in the outer tank. As described above, when the ultrasonic wave is applied by the indirect application method, the leaching rate of neodymium is slightly lower than that of the direct application method, but the ultrasonic wave is not directly applied to the waste scrap powder and the leaching solution. There is an advantage that can prevent the contamination of the leaching solution by.
실시예Example
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다.Hereinafter, the configuration and operation of the present invention through the preferred embodiment of the present invention will be described in more detail. It is to be understood, however, that the same is by way of illustration and example only and is not to be construed in a limiting sense.
여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략하기로 한다.
Details that are not described herein will be omitted since those skilled in the art can sufficiently infer technically.
1. 침출 반응 실험1. Leaching Reaction Experiment
실시예 1Example 1
표 1의 조성을 갖는 NdFeB 폐 영구자석을 200 메쉬로 분쇄하여 폐 스크랩 분말을 수득한 후, 수득한 폐 스크랩 분말 100g을 퍼니스 내에 장입후 700℃로 승온시킨 상태에서 2시간 동안 산화배소 처리를 실시하였다. 이후, 산화배소 처리된 폐 스크랩 분말 10g을 1.5M의 황산 용액 200ml에 투입한 후, 600rpm으로 교반하면서 20KHz의 주파수 및 8W의 출력 전력의 고밀도 초음파를 인가하는 방식으로 침출 반응을 수행하였다. 이때, 초음파 인가는 초음파 팁을 침출조 내에 장입시켜 초음파를 직접 인가하는 방식으로 수행하였다. 그리고, 침출 반응은 50℃에서 120분 동안 실시하였으며, 30분마다 샘플을 채취하여 여과한 후, ICP로 분석하여 침출율을 측정하였다.
NdFeB waste permanent magnet having the composition shown in Table 1 was pulverized to 200 mesh to obtain waste scrap powder, and then 100 g of the obtained waste scrap powder was charged into a furnace and subjected to roasting treatment for 2 hours while raising the temperature to 700 ° C. . Thereafter, 10 g of the waste oxide powder treated with roasted oxide was added to 200 ml of a 1.5 M sulfuric acid solution, and then a leaching reaction was performed by applying high-density ultrasonic waves at a frequency of 20 KHz and an output power of 8 W while stirring at 600 rpm. In this case, the ultrasonic application was performed by charging the ultrasonic tip into the leaching tank to directly apply the ultrasonic wave. The leaching reaction was carried out at 50 ° C. for 120 minutes, and samples were taken every 30 minutes, filtered, and analyzed by ICP to measure leaching rates.
실시예 2 ~ 4Examples 2 to 4
1.5M의 황산 용액 대신 2.0, 2.5, 3.0M의 황산 용액을 각각 이용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 침출 반응을 수행하였다.
A leaching reaction was carried out in the same manner as in Example 1, except that 2.0, 2.5, and 3.0 M sulfuric acid solutions were used instead of 1.5 M sulfuric acid solutions.
실시예 5Example 5
초음파 인가시, 초음파 팁을 외곽조 내에 장입한 상태에서, 침출조에 대하여 간접 인가하는 방식으로 실시한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 침출 반응을 수행하였다.
At the time of ultrasonic application, the leaching reaction was carried out in the same manner as in Example 1 except that the ultrasonic tip was loaded in the outer tank, and indirectly applied to the leaching tank.
실시예 6 ~ 8Examples 6-8
1.5M의 황산 용액 대신 2.0, 2.5, 3.0M의 황산 용액을 각각 이용한 것을 제외하고는 실시예 5와 동일한 방법으로 침출 반응을 수행하였다.
A leaching reaction was carried out in the same manner as in Example 5, except that 2.0, 2.5, and 3.0 M sulfuric acid solutions were used instead of 1.5 M sulfuric acid solutions.
비교예 1Comparative Example 1
표 1의 조성을 갖는 NdFeB 폐 영구자석을 200 메쉬로 분쇄하여 폐 스크랩 분말을 수득한 후, 수득한 폐 스크랩 분말 100g을 퍼니스 내에 장입후 700℃로 승온시킨 상태에서 2시간 동안 산화배소 처리를 실시하였다. 이후, 산화배소 처리된 폐 스크랩 분말 10g을 1.5M의 황산 용액 200ml에 투입한 후, 600rpm으로 교반하면서, 침출 반응을 수행하였다. 이때, 초음파는 인가하지 않았으며, 침출 반응은 50℃에서 120분 동안 실시하였고, 30분마다 샘플을 채취하여 여과한 후, ICP로 분석하여 침출율을 측정하였다.
NdFeB waste permanent magnet having the composition shown in Table 1 was pulverized to 200 mesh to obtain waste scrap powder, and then 100 g of the obtained waste scrap powder was charged into a furnace and subjected to roasting treatment for 2 hours while raising the temperature to 700 ° C. . Thereafter, 10 g of the waste oxide powder subjected to roasting treatment was added to 200 ml of a 1.5 M sulfuric acid solution, followed by stirring at 600 rpm, and a leaching reaction was performed. At this time, ultrasonic waves were not applied, and the leaching reaction was performed at 50 ° C. for 120 minutes, and samples were collected and filtered every 30 minutes, and analyzed by ICP to measure leaching rates.
비교예 2 ~ 4Comparative Examples 2 to 4
1.5M의 황산 용액 대신 2.0, 2.5, 3.0M의 황산 용액을 각각 이용한 것을 제외하고는 비교예 1과 동일한 방법으로 침출 반응을 수행하였다.
A leaching reaction was performed in the same manner as in Comparative Example 1 except that 2.0, 2.5, and 3.0 M sulfuric acid solutions were used instead of 1.5 M sulfuric acid solutions, respectively.
2. 성분 분석2. Component Analysis
표 1은 폐 스크랩 분말 시료의 화학 성분을 나타낸 것이다. 이때, 시료는 J사의 NdFeB계 영구자석 폐 스크랩 분말을 사용하였으며, ICP(Jobin-Yvon Model JY-38 Plus)를 이용하여 분석하였다.
Table 1 shows the chemical composition of the waste scrap powder sample. At this time, the sample was used J NdFeB-based permanent magnet waste scrap powder, was analyzed using ICP (Jobin-Yvon Model JY-38 Plus).
[표 1][Table 1]
표 1을 참조하면, 폐 스크랩 분말 시료는 Fe 73.39 중량%, Nd 25.48 중량% 그리고 B가 약 0.86 중량%로 구성되어 있는 것을 확인하였다.
Referring to Table 1, it was confirmed that the waste scrap powder sample was composed of 73.39 wt% Fe, 25.48 wt% Nd and about 0.86 wt% B.
3. 침출율 측정3. Leach rate measurement
표 2는 실시예 1 ~ 8 및 비교예 1 ~ 4에 따른 방법으로 침출 반응을 수행했을 경우의 침출율을 나타낸 것이다.
Table 2 shows the leaching rate when the leaching reaction was performed by the method according to Examples 1 to 8 and Comparative Examples 1 to 4.
[표 2][Table 2]
표 2를 참조하면, 비교예 1 ~ 4의 경우 실시예 1 ~ 8에 비하여 Nd 침출율 대비 Fe 침출율이 상대적으로 높다는 것을 확인할 수 있다.Referring to Table 2, it can be seen that in the case of Comparative Examples 1 to 4, the Fe leaching rate is relatively high compared to the Nd leaching rate compared to Examples 1 to 8.
이때, 직접 인가 방식으로 초음파를 인가한 실시예 1 ~ 4가 간접 인가 방식으로 초음파를 인가한 실시예 5 ~ 8에 비하여 Nd 침출율이 더 높고, Fe 침출율은 더 낮다는 것을 확인할 수 있다.In this case, it can be seen that Examples 1 to 4 to which ultrasonic waves are applied by the direct application method are higher in Nd leaching rate and Fe to Fe is lower than that of Examples 5 to 8 where ultrasonic waves are applied by indirect application method.
특히, 침출 반응시 직접 인가 방식으로 초음파를 인가한 실시예 1 ~ 4의 경우, 니오디뮴의 침출율이 가장 높으면서도 Fe의 침출율이 가장 낮은 값을 갖는 것을 알 수 있다.
In particular, in the case of Examples 1 to 4 to which ultrasonic waves were applied by the direct application method during the leaching reaction, it can be seen that the leaching rate of Fe has the lowest value while the leaching rate of niodymium is the highest.
위의 실험 결과를 토대로, NdFeB 폐 스크랩 분말을 황산 용액에 침출 반응시키는 과정에서 초음파를 인가할 경우 Nd 침출율은 증가하고, Fe 침출율은 감소하는 것을 확인하였다.
Based on the above experimental results, it was confirmed that when NdFeB waste scrap powder was leached into a sulfuric acid solution, ultrasonic waves were applied, the Nd leaching rate increased and the Fe leaching rate decreased.
이상에서는 본 발명의 실시예를 중심으로 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 기술자의 수준에서 다양한 변경이나 변형을 가할 수 있다. 이러한 변경과 변형은 본 발명이 제공하는 기술 사상의 범위를 벗어나지 않는 한 본 발명에 속한다고 할 수 있다. 따라서 본 발명의 권리범위는 이하에 기재되는 청구범위에 의해 판단되어야 할 것이다.
Although the preferred embodiments of the present invention have been disclosed for illustrative purposes, those skilled in the art will appreciate that various modifications, additions and substitutions are possible, without departing from the scope and spirit of the invention as disclosed in the accompanying claims. These changes and modifications may be made without departing from the scope of the present invention. Accordingly, the scope of the present invention should be determined by the following claims.
S110 : 폐 스크랩 분말 수득 단계
S120 : 산화배소 처리 단계
S130 : 침출 반응 단계
200, 300 : 침출조 310 : 외곽조
220, 340 : 교반자 240, 340 : 초음파 팁S110: waste scrap powder obtaining step
S120: roasting oxide treatment step
S130: leaching reaction step
200, 300: leaching tank 310: outer tank
220, 340:
Claims (11)
(b) 상기 수득한 폐 스크랩 분말을 산화배소 처리하는 단계; 및
(c) 상기 산화배소 처리된 폐 스크랩 분말 및 침출 용액을 침출조에 투입하면서, 초음파를 인가하여 타겟 물질인 네오디뮴을 침출 반응시키는 단계;를 포함하며,
상기 (c) 단계시, 상기 침출 용액은 0.1 ~ 3M의 황산 용액을 이용하고, 상기 폐 스크랩 분말과 황산 용액은 1 : 1 ~ 1 : 100의 중량비로 혼합하며, 상기 침출 반응은 40 ~ 90℃에서 10 ~ 180분 동안 실시하여, 철(Fe) 침출율은 감소시키고 네오디뮴(Nd) 침출율은 선택적으로 증가시키는 것을 특징으로 하는 네오디뮴 침출 방법.
(a) crushing and grinding the waste permanent magnet to obtain waste scrap powder;
(b) roasting the waste scrap powder thus obtained; And
and (c) leaching reaction of neodymium, which is a target material, by applying ultrasonic waves while the waste oxide powder and the leaching solution treated with oxidizing oxide are added to a leaching tank.
In the step (c), the leaching solution uses a sulfuric acid solution of 0.1 ~ 3M, the waste scrap powder and sulfuric acid solution is mixed in a weight ratio of 1: 1 to 1: 100, the leaching reaction is 40 ~ 90 ℃ 10 to 180 minutes in the neodymium leaching method, characterized in that the iron (Fe) leaching rate is reduced and the neodymium (Nd) leaching rate is selectively increased.
상기 폐 영구자석은
NdFeB 영구자석인 것을 특징으로 하는 네오디뮴 침출 방법.
The method of claim 1,
The waste permanent magnet
Neodymium leaching method characterized in that the NdFeB permanent magnet.
상기 (b) 단계에서,
상기 산화배소 처리는
500 ~ 900℃의 산소 분위기에서 실시하는 것을 특징으로 하는 네오디뮴 침출 방법.
The method of claim 1,
In the step (b)
The roasting oxide treatment
Neodymium leaching method carried out in an oxygen atmosphere of 500 ~ 900 ℃.
상기 (c) 단계에서,
상기 초음파 인가는 초음파 팁을 침출조 내에 장입시켜 초음파를 직접 인가하는 것을 특징으로 하는 네오디뮴 침출 방법.
The method of claim 1,
In the step (c)
The ultrasonic application is a neodymium leaching method characterized in that the ultrasonic tip is directly applied by charging the ultrasonic tip into the leaching tank.
상기 (c) 단계에서,
상기 산화배소 처리된 폐 스크랩 분말 및 침출 용액을 200 ~ 1000rpm의 속도로 교반하는 것을 특징으로 하는 네오디뮴 침출 방법.
The method of claim 1,
In the step (c)
The neodymium leaching method characterized in that the roasted waste oxide powder and the leaching solution is stirred at a rate of 200 ~ 1000rpm.
상기 (c) 단계시,
상기 초음파 인가는
15 ~ 30KHz의 주파수 및 3 ~ 10W의 출력 전력 조건으로 수행하는 것을 특징으로 하는 네오디뮴 침출 방법.
The method of claim 1,
In the step (c),
The ultrasonic application is
Neodymium leaching method characterized in that performed at a frequency of 15 ~ 30KHz and an output power condition of 3 ~ 10W.
(b) 상기 수득한 NdFeB 폐 스크랩 분말을 500 ~ 900℃에서 산화배소 처리하는 단계; 및
(c) 상기 산화배소 처리된 폐 스크랩 분말 및 침출 용액을 외곽조 내에 위치하는 침출조에 투입하면서, 초음파를 인가하여 타겟 물질인 네오디뮴을 침출 반응시키는 단계;를 포함하며,
상기 (c) 단계시, 상기 초음파 인가는 초음파 팁을 외곽조 내에 장입한 상태에서, 상기 침출조에 대하여 간접 인가하고, 상기 침출 용액은 0.1 ~ 3M의 황산 용액을 이용하고, 상기 폐 스크랩 분말과 황산 용액은 1 : 1 ~ 1 : 100의 중량비로 혼합하며, 상기 침출 반응은 40 ~ 90℃에서 10 ~ 180분 동안 실시하여, 철(Fe) 침출율은 감소시키고 네오디뮴(Nd) 침출율은 선택적으로 증가시키는 것을 특징으로 하는 네오디뮴 침출 방법.
(a) crushing and grinding the NdFeB waste permanent magnet to obtain waste scrap powder;
(b) roasting the obtained NdFeB waste scrap powder at 500˜900 ° C .; And
(c) injecting waste oxide powder and leaching solution subjected to the oxidation treatment into a leaching tank positioned in an outer tank, and applying ultrasonic waves to leach and react neodymium as a target material.
In the step (c), the ultrasonic application is indirectly applied to the leaching tank in a state in which an ultrasonic tip is loaded into the outer tank, and the leaching solution uses 0.1-3 M sulfuric acid solution, and the waste scrap powder and sulfuric acid The solution is mixed at a weight ratio of 1: 1 to 1: 100, and the leaching reaction is carried out at 40 to 90 ° C. for 10 to 180 minutes, so that the iron (Fe) leaching rate is reduced and the neodymium (Nd) leaching rate is selectively Neodymium leaching method characterized by increasing.
상기 (b) 단계 이후,
상기 NdFeB 폐 스크랩 분말은 하기 식 (1), 식 (2) 및 식 (3)의 형태로 산화 반응하는 것을 특징으로 하는 네오디뮴 침출 방법.
식 (1) : 2Nd + 3/2O2 → Nd2O3
식 (2) : 2Fe + 3/2O2 → Fe2O3
식 (3) : Nd + Fe + 3/2O2 → NdFeO3 The method of claim 10,
After step (b),
The NdFeB waste scrap powder is oxidized reaction in the form of the following formula (1), formula (2) and formula (3).
Formula (1): 2Nd + 3 / 2O 2 → Nd 2 O 3
Formula (2): 2Fe + 3 / 2O 2 → Fe 2 O 3
Formula (3): Nd + Fe + 3 / 2O 2 → NdFeO 3
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|---|---|---|---|
| KR1020120016285A KR101183579B1 (en) | 2012-02-17 | 2012-02-17 | High efficient neodymium leaching method using ultrasonic wave |
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|---|---|
| KR (1) | KR101183579B1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9458525B2 (en) | 2013-11-06 | 2016-10-04 | Korea Institute Of Geoscience And Mineral Resources | Method of recovering rare earth elements from oxidized scrap of permanent magnet |
| KR20220077290A (en) * | 2020-12-01 | 2022-06-09 | 한국생산기술연구원 | Method for recovering metal |
| WO2024195955A1 (en) * | 2023-03-17 | 2024-09-26 | 한국지질자원연구원 | Method for recovering rare earth elements from rare earth permanent magnets by using eutectic solvent |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004036000A (en) | 2002-03-26 | 2004-02-05 | Nagoya Industrial Science Research Inst | Ultrasonically enhanced process for extraction of metal species in supercritical fluid |
| KR100578712B1 (en) * | 2004-11-04 | 2006-05-12 | 한국지질자원연구원 | Recovery of Neodymium by Acetic Acid Leaching of NFFA Permanent Magnet Oxide Scrap |
| CN101012503A (en) * | 2007-02-05 | 2007-08-08 | 扬州大学 | Ultrasonic leaching-extracting separation method for sulphating roasting rare earth mine |
-
2012
- 2012-02-17 KR KR1020120016285A patent/KR101183579B1/en active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004036000A (en) | 2002-03-26 | 2004-02-05 | Nagoya Industrial Science Research Inst | Ultrasonically enhanced process for extraction of metal species in supercritical fluid |
| KR100578712B1 (en) * | 2004-11-04 | 2006-05-12 | 한국지질자원연구원 | Recovery of Neodymium by Acetic Acid Leaching of NFFA Permanent Magnet Oxide Scrap |
| CN101012503A (en) * | 2007-02-05 | 2007-08-08 | 扬州大学 | Ultrasonic leaching-extracting separation method for sulphating roasting rare earth mine |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9458525B2 (en) | 2013-11-06 | 2016-10-04 | Korea Institute Of Geoscience And Mineral Resources | Method of recovering rare earth elements from oxidized scrap of permanent magnet |
| KR20220077290A (en) * | 2020-12-01 | 2022-06-09 | 한국생산기술연구원 | Method for recovering metal |
| KR102451803B1 (en) | 2020-12-01 | 2022-10-12 | 한국생산기술연구원 | Method for recovering metal |
| WO2024195955A1 (en) * | 2023-03-17 | 2024-09-26 | 한국지질자원연구원 | Method for recovering rare earth elements from rare earth permanent magnets by using eutectic solvent |
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