코발트용매추출 - 코발트의 선택적 추출을 위한 용매추출제

코발트의 용매추출에는 포스피닉산(Phosphinic Acid)계 등 인이 포함된 용매추출제가 주로 사용되고 있습니다. 대표적으로 Solvay사에서 제공하는 Cyanex® 종류가 있습니다.

 

코발트의 추출과 역추출

 

아래의 모식도와 같이, 주로 Phosphinic Ligand와 코발트가 4:1로 결합하는 형태로 추출됩니다.

 

Schematic Diagram of Co Extraction Reaction

LH: 코발트와 결합하지 않은 추출제(Barren Organic)

CoL₂: 코발트와 결합한 추출제(Loaded Organic)

 

위의 모식도와 같이 코발트를 추출하는 추출제에는 대표적으로 Cyanex® 272(Solvey社), D2EHPA® (Shell Chemical, Hexion社 등) 및 PC88A(China)이 있습니다.

 

[참고] Extractant R, R' group

Cyanex® 272

·R: 2,4,4-trimethylpentyl

·R': 2,4,4-trimethylpentyl

 

PC88A

·R: oxy-2-ethylhexyl

·R': 2-ethylhexy

 

D2EHPA®

·R: oxy-2-ethylhexyl

·R': oxy-2-ethylhexyl

 

기본적인 내용은 구리용매추출에서의 글과 일부 겹치므로, 아래에서는 코발트용매추출 시 보고되는 문제점들을 살펴보도록 하겠습니다.

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(1) Cobalt-Extractant oligomerization

 

코발트 용매추출 시, 코발트와 결합한 추출제가 적을 때(Low Co-Loading)는 앞서 나온 그림과 같이 4:1로 결합한 형태가 대부분입니다. 하지만, 코발트가 많이 추출 될수록(High Co-Loading), 유기상의 점도(Viscosity)가 증가하는 현상이 발생합니다*.

**필자는 Cyanex 272 사용 시 발견되는 현상만 보았으나, 다른 추출제 또한 동일한 현상이 발생할 수 있음

 

아래의 그림과 같이 올리고머화(Oligomerization)된 것을 확인할 수 있습니다.

Oligomerization - Cobalt-Extractant

따라서, 실제 코발트 용매추출 공정을 운전할 시 유기상과 수상의 비율(O/A Ratio)를 다른 용매추출 공정보다 높게 운전하는 경우도 있습니다.

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(2) Cobalt-catalyzed diluent oxidation

 

코발트(Cobalt)는 단독으로 존재하는 광상보다는 니켈-코발트 라테라이트(Ni-Co laterite) 혹은 층상으로 퇴적된 구리-코발트 광상(Stratiform sediment-hosted deposits) 등 다금속 광상에서 생산이 되고 있습니다. 특히, 니켈과 코발트 광상에서 코발트를 용매추출하는 경우, 코발트에 의한 희석제의 산화로 발생할 수 있는 카르복실기(carboxyl group)와 같은 퇴화산물은 니켈과 코발트에 대한 추출제의 선택성(Selectivity)을 저하시킬 수 있습니다.