KR100322040B1 - Recovering method of valuable metal from eaf dust using limestone sludge - Google Patents
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Abstract
본 발명은 제철공정에서 부산물로 발생하는 석회석 슬러지를 이용하여 전기로 더스트로부터 유용금속성분을 회수하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for recovering a useful metal component from an electric dust by using limestone sludge generated as a by-product in the steelmaking process.
본 발명에 의하면, 전기로 더스트 처리시 염기도를 조정하기 위한 부원료로 석회석을 대체하여 석회석 슬러지를 사용하여 회수율의 감소없이 유용성분을 회수함으로써 제철공정의 부산물인 석회석 슬러지를 재활용할 수 있음과 동시에 고가의 석회석 대신 사용함으로써 저렴하게 전기로 더스트로부터 유용 성분을 회수할 수 있어서 경제적이다.According to the present invention, limestone sludge, which is a by-product of the steelmaking process, can be recycled by using limestone sludge instead of limestone as a subsidiary material for adjusting basicity during electric dust treatment, and at the same time, expensive. By using instead of limestone, it is economical to recover useful components from dust by electric furnace at low cost.
Description
본 발명은 제철공정에서 부산물로 발생하는 석회석 슬러지를 이용하여 전기로 더스트로부터 유용금속성분을 회수하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for recovering a useful metal component from an electric dust by using limestone sludge generated as a by-product in the steelmaking process.
최근 국내외적으로 환경오염에 대한 관심이 심화되고 있는 중에 철강산업 특히 전기로 업체에서 발생하는 전기로 더스트는 표 1 에 나타낸 바와같이 재활용할 수 있는 성분이 다량 함유되어 있을 뿐 아니라 중금속의 함유량 또한 높아 특정 폐기물로 분류되어 재활용 및 매립에 상당한 곤란을 겪고 있다.In recent years, as environmental and environmental concerns are intensifying, electric furnace dust generated by the steel industry, especially electric furnace companies, contains not only a large amount of recyclable components, but also a high content of heavy metals. It is classified as a specific waste and is experiencing significant difficulties in recycling and landfilling.
그러므로 더스트의 재처리를 통하여 유용성분은 재활용하며 처리후 발생하는 슬래그는 무해화시켜 일반 매립하는 방법이 유용하다고 할 수 있다.Therefore, the useful components are recycled through the reprocessing of dust, and the slag generated after the treatment is made harmless so that the general landfill method is useful.
기존의 전기로 더스트를 처리하는 방법에는 한국 특허 공고 제 87-003932호, 제 95-36604호와 같이 여러 가지 원료를 혼합하여 안정화하는 경우가 많으나, 이 경우에는 각 원료의 보관이 힘든 단점이 있을 뿐만 아니라 대부분의 경우는 전기로 더스트만을 단독으로 처리하지 않는다.Conventional methods of treating dust with electricity are often stabilized by mixing various raw materials, such as Korean Patent Publication Nos. 87-003932 and 95-36604, but in this case, storage of each raw material is difficult. In addition, in most cases, the dust is not treated solely with electricity.
또한, 전기로 더스트만을 단독으로 처리하더라도 대부분 매립하거나 또는 전기저항로 등에서 직접 부원료와 함께 직접 용융하는 경우가 일반적이다.In addition, even when only the dust in the electric furnace is treated alone, most of the landfill or melting directly with the secondary raw material directly in the electric resistance furnace.
또한, 전기로 더스트는 그 발생원에 따라 각각 다른 조성을 가지게 되는데, 주로 조업 방법의 차이, 생산강종의 차이, 그리고 여기에 기인하는 각종 부원료의 차이에 따라 회사별로 조성 변화를 가지게 된다.In addition, the electric furnace dust has a different composition depending on the source of the occurrence, mainly have a composition change for each company according to the difference in the operation method, the difference in the production steel species, and the various subsidiary materials resulting from this.
따라서, 전기로 더스트를 처리하는 과정에서 각사의 전기로 더스트에 부원료를 혼합하여 용융하기 쉬운 슬래그 조성을 만든후 용융시킨다.Therefore, in the process of electric dust treatment, the secondary material is mixed with the electric dust of the company to make a slag composition which is easy to melt and then melted.
한편, 일반적으로 전기로 더스트중에서 회수할 수 있는 유용 성분으로는 Fe, Zn을 들 수 있으며, 또한 슬래그의 주요 구성 물질을 형성하는 SiO2, CaO 등도 다량 함유되어 있어 슬래그의 점도를 적절히 조정하여야 출탕 과정에서 용이하게 배출시킬 수 있다.In general, useful components that can be recovered in the dust of the electric furnace include Fe, Zn, and also contains a large amount of SiO 2 , CaO, etc., which forms the main constituents of slag. It can be easily discharged in the process.
도 1 은 SiO2-CaO-FeO 삼원계 상태도를 나타내고 있는데, 이 상태도에서 알수 있는 바와같이 염기도 1.7일 때, 가장 낮은 슬래그 용융 온도를 나타냄을 알 수 있다.FIG. 1 shows a SiO 2 -CaO-FeO ternary state diagram. As can be seen from this state diagram, it can be seen that the lowest slag melting temperature is exhibited when the basicity is 1.7.
그러므로 조업과정에서의 슬래그의 염기도는 1.7로 고정하는 것이 슬래그의 융점이 낮아 조업에 유리함을 알 수 있다.Therefore, it can be seen that fixing the slag basicity to 1.7 in the operation process is advantageous for the low melting point of the slag.
통상적으로, 1종류의 전기로 더스트를 사용하는 경우 슬래그의 염기도를 1.7로 맞추기 위하여 CaO원으로 석회석을 사용하여 염기도를 조정한다.Usually, when using one type of electric dust, the basicity is adjusted by using limestone as the CaO source to adjust the basicity of the slag to 1.7.
그러나, 이 방법은 고가의 석회석을 구입하여 적정한 크기로 분쇄하여야 하는 단점을 가지고 있다.However, this method has the disadvantage of purchasing expensive limestone and crushing it to an appropriate size.
또한, 모든 산업분야에서는 기존 공정의 경제성을 확보하기 위하여 동일한 효과를 나타내면서 고가의 원료를 대체할 수 있는 대체원료를 개발하는 방향으로 기술 개발이 이루어지고 있는 바, 본 발명자들은 전기로 더스트 처리시 일반적으로 부원료로 사용하는 석회석 대신에 제철공정에서 부산물로 발생하는 미분의 석회석 슬러지를 사용하여 슬래그 조성을 조정함으로써 전기로 더스트를 경제적으로 처리할 수 있음에 착안하였다.In addition, in order to secure the economics of the existing process in all industries, the technology development has been made in the direction of developing alternative raw materials that can replace expensive raw materials. Instead of using limestone as an auxiliary raw material, it was conceived that an electric dust can be treated economically by adjusting the slag composition by using fine limestone sludge generated as a by-product from the steelmaking process.
본 발명은 상기 설명한 바와같은 종래기술의 문제점을 해결하고 경제적인 대체원료를 개발하기 위한 과정에서 이루어진 것으로, 전기로 더스트 처리시 부원료로써 석회석 대신에 제철공정에서 부산물로 발생하는 석회석 슬러지를 사용하여 경제성을 개선한 전기로 더스트로부터의 유용성분 회수방법을 제공함에 그 목적이 있다.The present invention was made in the process of solving the problems of the prior art as described above and developing an economical alternative raw material, economical by using limestone sludge generated as a by-product in the iron making process instead of limestone as an auxiliary raw material in the electric furnace dust treatment. It is an object of the present invention to provide a method for recovering useful components from dust by improving the electric furnace.
도 1 은 SiO2-CaO-FeO 삼원계 상태도를 나타내는 도면,1 is a diagram showing a state diagram of SiO 2 -CaO-FeO ternary system,
도 2 는 발명예와 비교예에 의한 전기로더스트중 Fe 성분 회수율을 비교하여 나타낸 도면,2 is a view showing a comparison of the Fe component recovery rate in the electric furnace according to the invention and comparative examples,
도 3 은 발명예와 비교예에 의한 전기로더스트중 Zn 성분 회수율을 비교하여 나타낸 도면이다.3 is a view showing a comparison of the Zn component recovery rate in the electric furnace according to the invention example and comparative example.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는, 전기로에서 발생하는 더스트로부터 유용성분을 회수하기 위하여, 제철공정 부산물인 석회석 슬러지를 사용하는 것을 특징으로 하는 구성이다.In order to achieve the above object, in the present invention, in order to recover the useful components from the dust generated in the electric furnace, the limestone sludge which is a by-product of the steelmaking process is used.
이하에서는 양호한 실시예와 관련하여 본 발명을 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the preferred embodiments.
표 1 은 본 발명에 사용하는 전기로 더스트의 화학조성을 나타낸 것으로, 전체로서 철함량이 약 38중량% 정도이며, ZnO 함량이 약 19중량% 정도이다.Table 1 shows the chemical composition of the electric dust used in the present invention, the iron content is about 38% by weight as a whole, the ZnO content is about 19% by weight.
또한, 전기로 더스트의 염기도는 0.57로, 전기로 더스트의 경우 석회석을 약 6.0 중량% 첨가해야 한다.In addition, the basicity of the electric furnace dust is 0.57, and in the case of electric dust, about 6.0 wt% of limestone should be added.
[표 1] (중량%)TABLE 1 (% by weight)
표 2에는 전기로에서 발생하는 더스트 및 석회석이나 석회석 슬러지를 총량 100㎏으로 혼합하여 재활용처리시 그 주원료 및 부원료의 량을 나타낸 것인데, 혼합 더스트로 처리할 경우 혼합비는 대략 64:36의 비율로 혼합시 염기도가 1.7로 유지되는 것으로 나타났으며, 도 2 및 도 3 에는 주원료로 전기로더스트를 사용하고 부원료로 석회석 슬러지를 사용한 발명예와 부원료로 석회석을 사용한 비교예에서 염기도를 조정하여 실험한 결과 유용성분인 Fe와 Zn의 회수율을 비교하여 나타내고 있다.Table 2 shows the amount of the main raw materials and subsidiary materials when recycling dust and limestone or limestone sludge produced in an electric furnace in a total amount of 100 kg. It was shown that the basicity was maintained at 1.7, and in Fig. 2 and Fig. 3, the result of experiments by adjusting the basicity in the invention example using the electric roaster as the main raw material and the limestone sludge as the subsidiary material and the comparative example using the limestone as the subsidiary raw material was used. The recovery rates of phosphorus Fe and Zn are compared and shown.
[표 2]TABLE 2
도 2 및 도 3 으로부터 알 수 있는 바와같이, 발명예의 경우 Fe가 85.7% 회수되고, 금속 Zn은 86.2% 정도가 회수되는 것으로 나타났으며, 비교예의 경우 Fe가 84.6% 회수되고, 금속 Zn은 85.9% 회수되었다.As can be seen from Figure 2 and 3, in the case of the invention example Fe was recovered 85.7%, the metal Zn was found to recover about 86.2%, in the case of Comparative Example Fe is recovered 84.6%, metal Zn is 85.9 % Recovered.
따라서, 발명예에 의하면 비교예에 비해 Fe 회수율은 1.1%, Zn의 회수율은 0.3% 증가함을 알 수 있다. 실제 회수율 향상이 1% 정도에 머문 것은 더스트 특성상 환원 반응이 진행함에 따라 다량의 가스가 발생하여 이로 인하여 일부 더스트가 미반응으로 반응용기를 빠져나가 백 필터 등에 회수되었기 때문으로 보인다.Therefore, according to the invention example, it can be seen that the Fe recovery rate is 1.1%, Zn recovery is 0.3% increase compared to the comparative example. The actual recovery rate remained at about 1% due to the characteristics of the dust, which resulted in a large amount of gas generated as the reduction reaction proceeded. As a result, some dust was removed from the reaction vessel due to the unreacted reaction and recovered in the bag filter.
또한, 백 필터에서의 혼합 더스트의 회수량(2차 더스트)이 많은 것으로 보아 부원료로 혼합되는 생석회나 규석 등은 미분이 아닌 괴상으로 투입되기 때문에 그만큼의 미분 함량이 줄어들기 때문에 2차 더스트의 발생량이 작아진 것을 알 수 있다.In addition, since the recovery amount (secondary dust) of the mixed dust in the bag filter is large, the quicklime or silica that is mixed with the subsidiary materials is injected into the bulk instead of the fine powder, so the amount of fine powder is reduced so that the amount of secondary dust is generated. It turns out that this becomes small.
따라서, 상기 설명한 바와같은 본 발명에 의하면, 전기로 더스트 처리시 염기도를 조정하기 위한 부원료로 석회석을 대체하여 석회석 슬러지를 사용하여 회수율의 감소없이 유용성분을 회수함으로써 제철공정의 부산물인 석회석 슬러지를 재활용할 수 있음과 동시에 고가의 석회석 대신 사용함으로써 저렴하게 전기로 더스트로부터 유용 성분을 회수할 수 있어서 경제적이다.Therefore, according to the present invention as described above, by using the limestone sludge to replace the limestone as an auxiliary material for adjusting the basicity during the electric dust treatment, by using the limestone sludge to recover the useful components without reducing the recovery rate, the limestone sludge which is a by-product of the steelmaking process is recycled. At the same time, it is economical because it can recover useful components from electric furnace dust at low cost by using instead of expensive limestone.
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