KR100209987B1 - 스테인레스강, 특히 스테인레스강 스트립용 폐산세척액으로부터의 전해질의 재생방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스테인레스강, 특히 스테인레스강 스트립용 폐산세척액으로부터 전해질, 특히 Na₂SO₄의 재생방법에 관한 것으로, 이는, Na_xH_yS_zO_y(식 중 x=0-2, y=0-2, z=1-6, v=2-6임)를 산 용액에 첨가함으로써 Cr⁶⁺를 Cr3⁺로 환원시킴에 의해 달성된다.

Description

스테인레스강, 특히 스테인레스강 스트립용 폐산세척액으로부터의 전해질의 재생방법

첨부 도면은 전해 산세척 시스템 1을 도시한 도면임.

본 발명은 스테인레스강, 특히 스테인레스강 스트립용 폐산세척액으로부터의 전해질, 특히 Na₂SO₄를 재생하는 방법에 관한 것이다.

중성 전해질을 사용한 “네올라이트(neolyte)” 방법은 전세계적으로 전해질 산세척 스테인레스강 스트립, 특히 냉각 스트립용으로 널리 허용된 바 있다. 본 발명은 전류에 의해 황산나트륨 용액에서 스트립이 스케일 제거되게 한다. 본 발명에서는, 금속이 전해질 중에, 즉, 이 경우에 황산나트륨 용액 속에 축적된다(build up). 크롬이 크로메이트(Cr⁶⁺)의 형태로 용해되며, 반면에 철 및 니켈과 같은 다른 금속이 히드록시드의 형태로 존재한다.

산세척 산의 금속 함량은 산세척 조로부터 전해질의 연속 추출 및 새로운 황산나트륨 용액으로써 그의 대체에 의해 일정하게 유지된다. 이로 인해 황산나트륨에 대해, 그리고 소비된 전해질 용액의 처리에 있어서 상당한 조작 비용이 발생된다.

따라서, 본 발명의 과제는 조작 비용 및 동시에 소위 네올라이트 산세척 플랜트의 환경적 충격 모두를 감소시키는 것이다.

본 발명에 따른 방법에서 Cr⁶⁺를 Cr3⁺로 환원시키며, 첨자가 x=0-2, z=1-6, y=0-2, v=2-6인 Na_xH_yS_zO_y를 산 용액에 첨가함으로써 이러한 목적이 성취된다. 이 물질을 첨가함으로써, 어떤 반응에서나 Na₂SO₄를 생성시켜 공정에 쉽게 재순환시킬 수 있다.

본 발명의 바람직한 의도는 외부 원자가 용액에 도입되지 않는다는 것을 특징으로 한다. 이것은 Na₂SO₄와 별도로 다른, 바람직하지 못한 반응 생성물의 형성을 방지한다.

본 발명의 방법은 약 pH 2-3의 범위에서 반응을 수행하는데 그 개선점이 있다. pH는 Na₂SO₄를 이용하여 감소시키는 것이 바람직한데, 이는 용액 내로 외부 원자가 도입되지 않음을 의미하는 것이기도 하다. 산성 범위에서 환원을 일으킴으로써 반응 속도가 가속된다는 장점도 있다.

본 발명의 또 다른 개선점은 생성된 산 용액을 NaOH를 첨가함으로써 중화시킨다는 것이다. NaOH를 이용한 이러한 중화에 의해 본 발명의 방법으로 쉽게 재순환가능하고 이 단계에서 생성될, Na₂SO₄가 발생된다.

본 발명의 개선점은 중화에 의해 생산된 금속 히드록시드를 산세척 산(Na₂SO₄)로부터 분리하고 용액을 산세척 공정으로 재순환시킨다는 데 특징이 있다. 산세척 산을 재순화시킴으로써, 새로운 산세척 산에 드는 높은 비용을 절감할 수 있고, 산세척 산으로부터 금속 히드록시드를 분리함으로써 보다 낮은 잔류 산 함량으로, 상기 금속 히드록시드를 보다 높은 농도로 침전시킬 수 있다.

가능한 반응을 다음에 제시한다 :

상기 공식들은 Cr⁶⁺는 Cr³⁺로 환원되고, Na₂SO₄가 중성 전해질로서 재생성되는 것들의 가능한 예시적인 반응식을 나타낸 것이다.

다음에, 실시예를 이용하여, 본 발명에 따른 방법을 공지의 네올라이트 공정과 비교한다.

강 품질 AISI 304로 만들어진 1250mm × 0.8mm 크기의 냉각 스트립을 85m/분의 스트립 속도로 산세척하였다. 평균 산세척 손실은 3g/m²에 달하였다. Na₂SO₄농도는 150g/L이었고 Cr⁶⁺농도는 5g/L였다.

결과를 다음에 나타내었다.

상기 표는 산세척에 소모된 NaSO의 양이 실제로 감소되었음을 보여준다. 또한, 물의 소비 역시 그에 상응하여 감소되었다. pH는 중성 범위로 되면서 폐슬러지 양은 약 절반으로 되었다. 중화용 석회의 절약은 상기 개괄적인 표사에 감안하지 않았다.

네올라이트 회수와 함께 피클링 시스템을 도시한, 첨부된 도면과 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.

첨부된 도면은 전해 산세척 시스템 1을 도시한 것으로서, 여기서 금속 스트립 3은 전극쌍들 2 사이를 통과하여, 더욱 구체적으로는 산세척 산으로 채워진 섹션 4를 통해 이동된다. 산세척 산으로는, NaSO와 같은 중성 전해질을 사용한다. 산세척 시스템에 이어 세척 시스템 5가 연결되어 있고, 이것은 세척 브러쉬 6을 포함한다.

산세척 플랜트 1의 순환 탱크 7로부터 그리고 바람직하게는 조절가능한 펌프 8, 온도 조절 가능한 열 교환기 9 및 파이프 10을 경유하여 중성 전해질을 산세척 플랜트로 도입시킨다. 필요한 경우, 여러 지점에서 수행하는 것이 바람직하다. 철과 니켈 외에 대부분의 Cr 이온 뿐 아니라, 금속 스트립 3으로부터의 스케일이 풍부한 폐산세척 산을 파이프 11을 통해 순환 탱크 7에 도입한다. 금속 이온이 풍부한 전해질을 순환 탱크 7에 넣고 반응 탱크 12에도 공급한다. 파이프 13을 통해 새로운 황산 (NaSO)을 첨가하여 pH를 저하시키고, Cr 를 환원시키기 위한 NaSO와 같은 환원제를 파이프 14를 통해 첨가한다. 반응 탱크 12 중의 pH는 예컨대 pH=2와 같이 산성 qjqadn1이다. 반응 결과, NaSO가 상기 반응식에 따라 생산된다.

철 및 니켈 히드록시드와 같은 반응 산물을 중화 단계 15에 도입시킨다. 중화를 위해, NaOH를 파이프 16을 통해 첨가한다. 중화 탱크 15 중의 pH는 중성 범위, 즉, pH=8-9이다. 중화 단계 15 중의 슬러지(모액)을 펌프 17을 통해 필터 18로 펌핑시키고, 그곳으로부터, 전해질, 즉 순수한 NaSO용액을 파이프 1를 경유하여 순환 탱크 7에 도입시킴으로써 공정에 재순환시킨다. 금속 산화물이 풍부한 상을 파이프 20을 통해 필터 18로부터 슬러지로서 추출하고 이어서 침전시킬 수 있다.

산세척 플랜트 1에 이어진 세척 단계 5에 세척용수를 펌프 21과 파이프 22에 의해 첨가하고, 예컨대 세척단계 5로 금속 스트립 3의 입구에서 또는 브러쉬 롤 5 가까이에서 스트립 3 위에 살포한다. 슬러지를 파이프 23을 통해 침강 탱크 24로 이동시킨 다음 파이프 25를 통해 추출 및 침전시킨다. 세척 수를 파이프 26을 통해 반응탱크 12에 끌어댄다.

본 발명은 도면에 도시된 디자인에 한정되지 않으며, 세척 시스템 없이 또는 서로 다른 방식으로 고안된 세척 시스템과 함께 잘 설계될 수 있다. 또한, 여러 가지 산세척 시스템들이 번갈아 배치될 수도 있다.

Claims (5)

1. 스테인레스강, 특히 스테인레스강 스트립용 폐산세척액에서 Na₂SO₄를 재생시키는 방법으로서, Na_xH_yS_zO_y(식 중 x=0-2, y=0-2, z=1-6, v=2-6임)를 산 용액에 첨가함으로써 Cr⁶⁺를 Cr³⁺로 환원시키는 것이 특징인 재생방법.
2. 제1항에 있어서, 외부 원자가 용액 내로 도입되지 않는 것이 특징인 재생방법.
3. 제1항에 있어서, pH 2-3의 범위에서 반응을 수행하는 것이 특징인 재생방법.
4. 제1-3항 중 어느 한 항에 있어서, NaOH를 첨가함으로써 생성된 산 용액을 중화하는 것이 특징인 재생방법.
5. 제4항에 있어서, 중화에 의해 생성된 금속 히드록시드를 전해질(Na₂SO₄)로부터 분리시켜 용액을 산세척 공정으로 회송하는 것이 특징인 재생방법.