KR101714915B1

KR101714915B1 - 니켈 제련 장치

Info

Publication number: KR101714915B1
Application number: KR1020150155621A
Authority: KR
Inventors: 안진수
Original assignee: 주식회사 포스코; 재단법인 포항산업과학연구원
Priority date: 2015-11-06
Filing date: 2015-11-06
Publication date: 2017-03-10
Anticipated expiration: 2035-11-06

Abstract

천연 가스를 스팀과 반응시켜 수소를 생산하는 수소 제조 장치, 상기 수소 제조 장치로부터 수소를 공급받아 니켈 함유 광석을 환원하여 환원광을 제조하고, 미반응 수소 및 스팀을 포함한 제1 배가스를 배출하는 환원로, 상기 환원로로부터 배출되는 제1 배가스로부터 더스트를 제거하는 제1 스크러버, 및 상기 더스트가 제거된 제1 배가스를 수소 제조 장치로 공급하는 제1 수소 재활용 라인을 포함하는 니켈 제련 장치가 개시된다.

Description

니켈 제련 장치{APPARATUS FOR SMELTING NICKEL}

본 발명은 니켈 제련 장치에 관한 것이다.

니켈을 함유하는 광석은 리모나이트(limonite), 사프로라이트(saprolite)와 같은 광석이 있으며, 이들 광석은 부동태적 특성을 지니므로 산에 대한 저항성이 커서 산 용해 반응이 느리다. 따라서 효과적으로 니켈을 침출하기 위한 방법으로, 고온 고압하의 오토클레이브(autoclave)에서 산 용해하여 니켈을 회수하는 방법들이 제시되어 있으며, 이를 'HPAL(High Pressure Acid Leaching)법'이라 부른다.

니켈 침출 반응을 상온에서 행하는 경우에는, 수 개월 이상 침출을 행하여도 니켈 회수율이 85% 정도를 넘지 않으나, HPAL법을 사용하면 2시간 이내에 90% 이상의 니켈 침출이 가능하여 산화광 니켈 습식 제련의 대표적인 방법이라 할 수 있다.

이와 같은 HPAL 법에 의한 니켈 회수에 대한 기술로는, 특허문헌 1 및 2 등을 들 수 있다. 그러나, HPAL법은 오토클레이브의 고온 고압 하에서 수행하여야 하며, 산성이 강하여 타이타늄 재질만 주로 사용이 가능한 것으로 알려져 있으며, 이에 따라 설비비가 매우 높고 유지 보수비가 많이 든다는 단점이 있다. 또한, 니켈 농축에 고가의 침전제인 가성소다를 사용하거나 환경 유해성 침전제(H₂S)를 사용하여야 하므로, 이를 처리하기 위한 설비비 등이 높아진다는 단점이 있다.

이러한 단점을 극복하기 위해, 본 발명자들은 특허문헌 3을 통해 광석을 수소로 환원하여 니켈을 제련하는 방법을 제안한 바 있다.

상기 특허문헌 3의 방법을 적용하여 리모나이트 니켈 광석을 환원하고 침출하는 방법을 제공함에 있어서, 리모나이트 광석이 철 함량이 높아 환원시 많은 양의 수소가 필요하다. 그러나, 이러한 수소는 고가로서, 다량의 수소 사용으로 인한 공정 비용 증대를 초래하는 단점이 있었다.

한국 공개특허공보 제2007-7020915호 일본 공개특허공보 제2010-031341호 한국 공개특허공보 제2009-0031321호

본 발명의 목적 중 하나는, 고효율 및 저비용으로 니켈을 제련할 수 있는 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면은, 천연 가스를 스팀과 반응시켜 수소를 생산하는 수소 제조 장치, 상기 수소 제조 장치로부터 수소를 공급받아 니켈 함유 광석을 환원하여 환원광을 제조하고, 미반응 수소 및 스팀을 포함한 제1 배가스를 배출하는 환원로, 상기 환원로로부터 배출되는 제1 배가스로부터 더스트를 제거하는 제1 스크러버, 및 상기 더스트가 제거된 제1 배가스를 수소 제조 장치로 공급하는 제1 수소 재활용 라인을 포함하는 니켈 제련 장치를 제공한다.

본 발명의 여러 효과 중 하나로서, 낮은 설비 비용 및 낮은 공정 비용으로 고순도 니켈 함유 용액을 얻을 수 있는 장점이 있다.

본 발명의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 본 발명의 구체적인 실시 형태를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 니켈 제련 장치를 개략적으로 나타낸 개략도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 니켈 제련 장치를 개략적으로 나타낸 개략도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예의 변형예에 따른 니켈 제련 장치를 개략적으로 나타낸 개략도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 니켈 제련 장치에 대하여 상세히 설명한다.

본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는, 다른 정의가 없다면, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있다. 명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함할 수 있다.

본 발명은 니켈 함유 광석을 수소로 환원하여 환원광을 제조한 후, 상기 환원광으로부터 일련의 과정을 거쳐 니켈 함유 용액을 수득하는 니켈 제련 장치에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 니켈 제련 장치를 개략적으로 나타낸 개략도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 니켈 제련 장치(100)는, 수소 제조 장치(10), 환원로(20), 제1 스크러버(30) 및 제1 수소 재활용 라인(40)을 포함한다.

수소 제조 장치(10)는 니켈 함유 광석의 환원을 위해 필요한 수소를 제조하는 장치로써, 천연 가스와 스팀을 반응시켜 수소를 생산한다.

일 예에 따르면, 수소 제조 장치(10)는 전처리로(11), 반응로(12) 및 후처리로(13)를 포함할 수 있다.

전처리로(11)는 천연 가스에 함유된 산성 가스를 제거하기 위한 설비이다. 일반적으로 천연 가스에는 황화수소 등의 산성 가스가 포함되어 있는데, 이러한 산성 가스는 설비 부식을 야기할 뿐만 아니라, 촉매의 수명 단축을 야기하는 바, 천연 가스와 스팀의 반응에 앞서, 미리 천연 가스 중 산성 가스를 제거함이 바람직하다. 본 발명에서는 이러한 산성 가스를 제거하는 구체적인 방식에 대해서는 특별히 한정하지 않으나, 예를 들면, 이온교환방식에 의하여 천연 가스 중 산성 가스를 제거할 수 있다.

반응로(12)에서는 천연 가스와 스팀의 반응이 이뤄진다. 천연 가스의 주성분인 메탄(CH₄)을 예로 들어 천연 가스와 스팀이 반응하여 수소가 제조되는 구체적인 메커니즘을 나타내면 다음 식 (1) 및 (2)와 같이 나타낼 수 있다.

CH₄ + H₂O → CO + 3H₂ (1)

CO + H₂O → CO₂ + H₂ (2)

즉, 두 단계의 개질 반응을 거쳐 수소가 제조되게 되며, 전체 반응식은 다음 식 (3)과 같이 나타낼 수 있다.

CH₄ + 2H₂O → CO₂ + 4H₂ (3)

식 (3)을 참조하면, 반응로(12)에서 천연 가스와 스팀의 반응이 이뤄질 경우, 수소(H₂) 뿐 아니라, 부산물로 이산화탄소(CO₂)가 얻어지게 됨을 알 수 있다.

후처리로(13)는 후술할 환원로(20)에 순수한 수소만을 공급하기 위하여 반응로(12)에서 배출되는 가스 중 부산물인 이산화탄소 및 미반응 스팀을 제거하기 위한 설비이다. 본 발명에서는 이러한 이산화탄소 및 미반응 스팀을 제거하는 구체적인 방법에 대해서는 특별히 한정하지 않으나, 예를 들면, 용매추출방법 혹은 압력순환흡착(Pressure Swing Adsorption, PSA) 방법에 의하여 이산화탄소 및 미반응 스팀을 제거할 수 있다. 이 중, 압력순환흡착 방법은 가스의 압력을 증가시켜 다공성 매질에 흡착시킨 후, 가스의 압력을 낮춰 흡착성이 낮은 가스를 우선적으로 배출하여 분리하는 방식으로, 아주 적은 비용으로 유지가 가능하다는 장점이 있다. 또한, 가스를 팽창시킬 때 단열 냉각의 효과를 이용하여 수분이 응축되므로 기액 분리를 통해 고도의 수분 제거가 이뤄질 수 있다.

환원로(20)는 수소 제조 장치(10)로부터 수소를 공급받아 니켈 함유 광석을 환원하여 환원광을 제조하고, 미반응 수소 및 스팀을 포함한 제1 배가스를 배출하는 설비이다.

본 발명에서는 환원로(20)의 구체적인 종류에 대해서는 특별히 한정하지 않으나, 일 예로써, 유동로 혹은 로터리 킬른일 수 있다.

니켈 함유 광석은, 예를 들어, 리모나이트, 사프로라이트 등을 들 수 있으며, 이러한 니켈 함유 광석은 광석의 산지나 종류에 따라 차이가 있지만, 보통 Ni 1~2.5중량%, Fe: 15~55중량%의 함량을 가지며, 이 중 리모나이트 광석은 니켈 농도가 1~1.8중량%로 적고, 철 농도는 30~55중량%로 높다.

이러한 니켈 함유 광석을 수소를 이용하여 환원하는 경우, 다음 식 4와 같은 이론적인 환원 반응에 의해 환원광이 얻어진다.

(Ni₀ _.1Fe₀ _.9)OFe₂O₃(s) + 4H₂(g) → (Ni₀ _.1Fe₀ _.9)(s) + 2Fe(s)+ 4H₂O(g) (4)

즉, 환원 가스로 사용되는 수소는 니켈 함유 광석에서 산화 상태로 존재하는 니켈 및 철의 산소와 반응하여 물을 생성함으로써 상기 니켈 및 철을 환원시키는 것이다. 이때, 이론적으로는 환원제인 수소는 산소와의 반응을 위한 당량비로 사용하면 될 것이나, 실제 환원반응에서는 이론적 당량비보다 많은 양의 수소가 요구된다. 예를 들어, 이론적 당량비의 2배 몰수 이상의 과잉의 수소가 사용되어야 충분한 환원 효과를 얻을 수 있다. 이를 반응식으로 표현하면 다음 식 5와 같이 나타낼 수 있다.

(Ni₀ _.1Fe₀ _.9)OFe₂O₃(s) + 8H₂(g) → (Ni₀ _.1Fe₀ _.9)(s) + 2Fe(s)+ 4H₂O(g) + 4H₂(g) (5)

식 (5)을 참조하면, 환원로(20)에서 배출되는 제1 배가스에는 부산물인 스팀(H₂O)과 미반응 수소(H₂)가 함유됨을 알 수 있다.

제1 스크러버(30)는 환원로(20)로부터 배출되는 제1 배가스로부터 더스트를 제거하기 위한 설비이다.

환원로(20)로부터 배출되는 제1 배가스에는 미반응 수소 외에도 전술한 스팀과 다양한 종류의 산성가스와 더스트(분진)가 함유되어 있다. 그런데, 이러한 미반응 수소를 제1 배가스로부터 분리 회수하여 환원 공정에 재투입하는 경우 공정의 비용 절감을 도모할 수 있으므로, 종래에는 이러한 제1 배가스로부터 산성가스 및 더스트를 분리함과 더불어, 산성가스 및 더스트가 분리된 제1 배가스를 냉각하여 스팀을 물로 응축시켜 기액 분리함으로써, 제1 배가스로부터 미반응 수소를 분리 회수하고 이를 환원로에 재투입하여 왔다.

그런데, 이러한 종래의 방법의 경우, 아래와 같은 단점이 존재했다.

먼저, 설비의 중복으로 인해 초기 설비비가 많이 소요되는 단점이 있었다. 보다 구체적으로, 수소 제조 장치(10)에서 천연가스로부터 산성가스를 제거하는 전처리로(11)와 제1 배가스로부터 산성가스를 제거하는 설비가 서로 중복되며, 또한 수소 제조 장치(10)의 반응로(12)로부터 배출되는 가스 중 미반응 스팀을 제거하는 후처리로(12)와 제1 배가스로부터 스팀을 제거하는 설비가 서로 중복되는 바, 동일한 설비를 이중으로 구성하게 되어 초기 설비비가 많이 소요되는 단점이 있다.

다음으로, 환원로(20)에 니켈 함유 광석을 투입할 때 불가피하게 질소가 유입되게 되는데, 종래와 같이 제1 배가스로부터 미반응 수소를 분리 회수하고 이를 환원로에 직접 재투입할 경우, 환원로(20) 내 질소의 농축을 방지하기 위하여 분리 회수된 미반응 수소의 일부를 배출하여야만 하여, 열원 및 환원제로서의 수소 손실이 야기되는 단점이 있다.

본 발명에서는 이러한 단점을 극복하기 위하여, 환원로(20)로부터 배출되는 제1 배가스로부터 더스트만을 분리한 후, 이를 제1 수소 재활용 라인(40)을 경우하여 수소 제조 장치(10)로 공급한다.

이 경우, 전술한 종래기술의 단점을 극복함과 더불어, 아래와 같은 추가적인 장점을 가질 수 있다. 즉, 더스트가 분리된 제1 배가스에는 다량의 스팀이 포함되어 있는데, 이러한 다량의 스팀을 수소 제조에 이용할 수 있어, 스팀 생산을 위한 비용이 절감되고, 설비도 단순화될 수 있는 장점이 있다. 또한, 더스트가 분리된 제1 배가스의 헌열을 회수하여 이를 수소 제조를 위한 스팀 생산에 이용할 수 있는 장점이 있다.

본 발명에서는 환원로(20)로부터 배출되는 제1 배가스로부터 더스트를 제거하기 위한 구체적인 방법에 대해서는 특별히 한정하지 않으나, 일 예로써, 상기 제1 배가스에 미스트를 분무하여 더스트를 제거할 수 있으며, 이 경우, 상기 제1 배가스에 분무되는 미스트의 온도는 90℃ 이상인 것이 바람직하다. 만약, 미스트의 온도가 90℃ 미만일 경우 지나치게 많은 스팀이 물로 응축되어 스팀 회수율이 현저히 저하될 수 있다.

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 니켈 제련 장치를 개략적으로 나타낸 개략도이다.

즉, 본 발명의 니켈 제련 장치는, 필요에 따라, 침출 반응조(50), 제2 스크러버(60), 제2 수소 재활용 라인(70)을 더 포함할 수 있다.

침출 반응조(50)는 환원광을 산으로 용해하여 침출 용액을 수득하고, 수소를 포함하는 제2 배가스를 배출하는 설비이다.

본 발명에서는 환원광의 용해에 이용하는 산의 종류에 대해서는 특별히 한정하지 않으며, 예를 들어, 염산 또는 황산을 이용할 수 있다. 산 침출 반응은 다음 식 (6) 및 (7)과 같이 나타낼 수 있다.

(Ni₀ _.1Fe₀ _.9) + 2Fe + 6HCl → (Ni₀ _.1Fe₀ _.9)Cl₂ + 2FeCl₂ + 3H₂ (6)

(Ni₀ _.1Fe₀ _.9) + 2Fe + 3H₂SO₄ → (Ni₀ _.1Fe₀ _.9)SO₄ + 2FeSO₄ + 3H₂ (7)

한편, 산 침출 반응은 발열 반응으로서, 침출 반응조 내 용액의 온도 상승을 야기한다. 즉, 상온(약 20℃)에서 상 침출 반응을 수행하더라도, 반응조에서 생성되는 수소의 온도는 약 50℃가 되게 되며, 이에, 비록 적은 양이긴 하지만 염산 흄과 수증기 등이 수소와 함께 배출되게 된다. 따라서, 침출 반응조에서 배출되는 제2 배가스로부터 수소를 분리 회수하기 위해서는 염산 흄과 수증기 등을 제거할 필요가 있다.

제2 스크러버(50)는 침출 반응조(40)로부터 배출되는 제2 배가스로부터 스팀 및 흄을 제거하는 설비이다.

본 발명에서는 침출 반응조(40)로부터 배출되는 제2 배가스로부터 스팀 및 흄을 제거하기 위한 구체적인 방법에 대해서는 특별히 한정하지 않으나, 일 예로써, 상기 제2 배가스에 미스트를 분무하여 스팀 및 흄을 제거할 수 있으며, 이 경우, 상기 제2 배가스에 분무되는 미스트의 온도는 15℃ 이하인 것이 바람직하다. 만약, 미스트의 온도가 15℃를 초과할 경우 스팀 회수율이 충분치 못할 우려가 있다.

제2 스크러버를 통과하여 스팀 및 흄이 제거된 제2 배가스는 제2 수소 재활용 라인(60)을 경유하여 환원로(20)로 공급된다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예의 변형예에 따른 니켈 제련 장치를 개략적으로 나타낸 개략도이다.

여기서, 앞서 설명한 실시예와 동일한 구조는 중복을 피하기 위하여 이에 대한 구체적인 설명을 생략하며, 앞서 설명한 실시예와 상이한 구조에 대해서만 구체적으로 설명한다.

본 실시예에서는, 앞서 설명한 실시예와 달리, 침출 반응조로부터 배출되는 제2 배가스가, 제2 스크러버의 경유 없이, 제2 수소 재활용 라인을 경유하여 수소 제조 장치, 바람직하게는 수소 제조 장치 중 전처리로로 공급된다.

이 경우, 제2 배가스에 포함된 흄은 전처리로에서 제거될 수 있으며, 스팀은 수소 제조에 이용될 수 있다.

한편, 도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 니켈 제련 장치는, 필요에 따라, 원심분리장치(70)을 더 포함할 수 있다.

환원광을 산으로 용해하여 얻어진 침출 용액은, 산에 의해 침출된 니켈 이온을 함유하는 니켈 함유 용액과 상기 니켈이 침출되고 남은 고상의 침출 잔사를 포함한다. 따라서, 니켈 함유 용액을 얻기 위해서는 침출 용액으로부터 고상의 침출 잔사를 분리할 필요가 있다.

이와 같은 분리를 위해서는 고액 분리가 가능한 여러 가지 방법을 사용할 수 있다. 예를 들면, 필터프레스 등에 의해 고액분리를 행할 수도 있다. 이와 같은 필터프레스 처리를 수행하는 경우에는 압력을 가함으로써 침출 용액 중 액상의 침출액이 고형분인 침출 잔사를 통과하여 배출되고, 고상의 침출 잔사는 소정 형상의 덩어리로 되며, 이에 의해 고액 분리를 수행할 수 있다.

그러나, 필터프레스에 의해 고액 분리를 행하는 경우에는 다음 식 (8)과 같은 공침반응이 일어나 니켈의 소실을 야기할 수 있다.

(FeNi)²⁺ + (AlCr)(OH)₃ → (FeNi)O(AlCr)O₃ (8)

상기와 같은 공침반응은 침출액 중에 존재하는 (FeNi)²⁺와 슬러지 중의 (AlCr)(OH)₃가 반응하는 것으로서, 필터프레스에 의해 고액분리하는 경우에는 상기 두 반응물이 접촉하여 반응할 수 있는 환경을 제공하게 되어, 이와 같은 공침반응이 잘 일어나게 된다. 그러므로, 필터프레스에 의한 고액분리는 침출액 중에 존재하는 니켈의 소실을 야기하는 문제가 있다.

이에, 본 발명에서는 원심분리에 의해 고액분리를 실시한다. 원심분리에 의하는 경우에는 상기와 같이 (FeNi)²⁺와 (AlCr)(OH)₃가 접촉하는 환경을 최소화시킬 수 있어, 공침반응이 잘 일어나지 않으며, 따라서, 고액 분리과정에서 니켈의 소실을 최소화시킬 수 있다.

상기 원심분리를 이용한 장치로는, 예를 들어, 디캔터를 들 수 있다. 이와 같은 디캔터 등의 원심 분리수단은 종래의 침강농축장치에 비하여 설비 규모를 다양하게 형성할 수 있음은 물론, 고액 분리 시간을 단축시킬 수 있어, 효율적이다.

본 발명은 상술한 실시 형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며, 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 한다. 따라서, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이며, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다고 할 것이다.

10: 수소 제조 장치
11: 전처리로
12: 반응로
13: 후처리로
20: 환원로
30: 제1 스크러버
40: 제1 수소 재활용 라인
50: 침출 반응로
60: 제2 스크러버
70: 제2 수소 재활용 라인
80: 원심분리장치

Claims

천연 가스를 스팀과 반응시켜 수소를 생산하는 수소 제조 장치;
상기 수소 제조 장치로부터 수소를 공급받아 니켈 함유 광석을 환원하여 환원광을 제조하고, 미반응 수소 및 스팀을 포함한 제1 배가스를 배출하는 환원로;
상기 환원로로부터 배출되는 제1 배가스로부터 더스트를 제거하는 제1 스크러버; 및
상기 더스트가 제거된 제1 배가스를 수소 제조 장치로 공급하는 제1 수소 재활용 라인;
을 포함하는 니켈 제련 장치.
제1항에 있어서,
상기 수소 제조 장치는,
천연 가스로부터 산성 가스를 제거하는 전처리로;
상기 산성 가스가 제거된 천연 가스를 스팀과 반응시켜 수소 및 이산화탄소를 제조하고, 상기 수소, 이산화탄소 및 미반응 수소를 배출하는 반응로;
상기 반응로로부터 배출되는 가스 중 이산화탄소 및 미반응 스팀을 제거하는 후처리로를 포함하는 니켈 제련 장치.
제2항에 있어서,
상기 제1 스크러버를 통과한 제1 배가스는 제1 수소 재활용 라인을 통해 상기 전처리로로 공급되는 니켈 제련 장치.
제1항에 있어서,
제1 배가스에 미스트를 분무하여 더스트를 제거하는 니켈 제련 장치.
제4항에 있어서,
상기 제1 배가스에 분무되는 미스트의 온도는 90~100℃인 니켈 제련 장치.
제1항에 있어서,
상기 환원로는 유동로 또는 로터리 킬른인 니켈 제련 장치.
천연 가스를 스팀과 반응시켜 수소를 생산하는 수소 제조 장치;
상기 수소 제조 장치로부터 수소를 공급받아 니켈 함유 광석을 환원하여 환원광을 제조하고, 미반응 수소 및 스팀을 포함한 제1 배가스를 배출하는 환원로;
상기 환원로로부터 배출되는 제1 배가스로부터 더스트를 제거하는 제1 스크러버;
상기 더스트가 제거된 제1 배가스를 수소 제조 장치로 공급하는 제1 수소 재활용 라인;
상기 환원광을 산으로 용해하여 침출 용액을 수득하고, 수소를 포함하는 제2 배가스를 배출하는 침출 반응조;
상기 침출 반응조로부터 배출되는 제2 배가스로부터 스팀 및 흄을 제거하는 제2 스크러버; 및
상기 스팀 및 흄이 제거된 제2 배가스를 환원로로 공급하는 제2 수소 재활용 라인;
을 포함하는 니켈 제련 장치.
제7항에 있어서,
상기 제2 배가스에 미스트를 분무하여 스팀 및 흄을 제거하는 니켈 제련 장치.
제8항에 있어서,
상기 제2 배가스에 분무되는 미스트의 온도는 0~15℃인 니켈 제련 장치.
천연 가스를 스팀과 반응시켜 수소를 생산하는 수소 제조 장치;
상기 수소 제조 장치로부터 수소를 공급받아 니켈 함유 광석을 환원하여 환원광을 제조하고, 미반응 수소 및 스팀을 포함한 제1 배가스를 배출하는 환원로;
상기 환원로로부터 배출되는 제1 배가스로부터 더스트를 제거하는 제1 스크러버;
상기 더스트가 제거된 제1 배가스를 수소 제조 장치로 공급하는 제1 수소 재활용 라인;
상기 환원광을 산으로 용해하여 침출 용액을 수득하고, 수소를 포함하는 제2 배가스를 배출하는 침출 반응조; 및
상기 침출 반응조로부터 배출되는 제2 배가스를 수소 제조 장치로 공급하는 제2 수소 재활용 라인;
을 포함하는 니켈 제련 장치.
제10항에 있어서,
상기 수소 제조 장치는,
천연 가스로부터 산성 가스를 제거하는 전처리로;
상기 산성 가스가 제거된 천연 가스를 스팀과 반응시켜 수소 및 이산화탄소를 제조하고, 상기 수소, 이산화탄소 및 미반응 수소를 배출하는 반응로;
상기 반응로로부터 배출되는 가스 중 이산화탄소 및 미반응 스팀을 제거하는 후처리로를 포함하는 니켈 제련 장치.
제11항에 있어서,
상기 침출 반응조로부터 배출되는 제2 배가스는 제2 수소 재활용 라인을 통해 상기 전처리로로 공급되는 니켈 제련 장치.
제7항 또는 제10항에 있어서,
상기 침출 반응조로부터 얻어진 침출 용액을 원심분리하여 고상의 침출 잔사와 니켈 함유 용액을 분리 회수하는 원심분리장치를 더 포함하는 니켈 제련 장치.