KR100324707B1 - 드로스재용융비중차분리법에의한재생아연회수방법 - Google Patents

Abstract

(목적) 작은 처리 비용과 짧은 처리 시간, 그리고 높은 회수율로 용융아연도금 중에 발생하는 드로스 내에 포함되어 있는 순수아연, 화합물 및 산화물로부터 용융아연도금 공정에 재사용할 수 있는 대용량, 고품질의 재생아연을 효율적으로 분리하여 회수하는 것을 목적으로 한다.

(구성) 용융아연도금 중에 발생하는 드로스를 대용량의 반사로에 넣고 가스 버너로 550 ~ 700℃ 가열하여 융융시키고, 그와 동시에 교반기를 이용한 기계적 교반을 행함으로써, 드로스 내에 포함되는 각 성분의 융점 및 분해 온도 차이와 비중차에 의해 Al + Fe 화합물 등의 불순물을 많이 함유한 층과 고순도의 아연을 함유한 층을 분리한 후, 상부의 불순물층을 우선 제거하고, Al을 첨가하여 성분 조절을 행하며, 50∼70분간 유지하여 액상중에 존재하는 유리된 Fe 및 Pb 성분 등을 침전시키고, 노 중하부에 있는 재생아연 출탕구를 통해 재생아연을 출탕시킴을 특징으로 하는 드로스 재용융 비중차 분리법에 의한 재생아연 회수 방법.

Description

드로스 재용융 비중차 분리법에 의한 재생아연 회수 방법

본 발명은 용융아연도금 중에 발생하는 드로스 내에 포함되어있는 순수아연, 화합물 및 산화물로부터 용융아연도금 공정에 재사용할 수 있도록 재생아연을 분리하여 회수하는 방법에 관한 것이다.

종래 용융아연도금 중에 발생하는 드로스를 재용융해서 아연을 회수하는 방법에는,

(1) 플럭스 처리에 의해 산화아연과 순수아연으로 분리하는 방법

(2) 온도차에 의해 생기는 융액의 비중차에 의해 불순물을 분리하는 방법,

(3) 융액중에 공기 등을 불어 넣어 불순물을 산화시켜서 분리하는 방법 등이 있다.

그러나, (1)의 방법에 있어서는 사용한 플럭스가 다량의 유해한 먼지 및 가스를 발생시켜 환경문제를 유발하며, 그 처리속도가 늦고 회수율이 떨어지는 단점이 있다. (2)의 방법의 경우, 그 처리 장치 등에 따라 여러 가지 방식이 사용되고 있으나 보통 불순물층과 회수되는 아연층과의 층 분리가 어려워 양질의 아연을 회수하기 어렵고, 소형 유도로 등을 사용하는 경우에는 그 비용과 시간이 많이 드는 등의 단점이 있다. 또한 (3)의 방법의 경우에는 가압공기 설비를 필요로 하고, 불어 넣은 공기에 의해 아연의 산화가 유발되며, 생성된 기포가 용액 표면에서 산화하는 것에 의해 고온물의 비산이 일어나는 안전상의 문제점이 있다. 이와 같이, 종래의 방법들은 각각 많은 문제점들을 가지고 있다.

본 발명은 이와 같은 종래의 방법들의 문제점을 해결하기 위하여, 위의 용융아연도금 공정 중에 발생하는 대용량의 재생아연을 짧은 시간 내에 얻을 수 있고, 처리비용이 작게 들고, 불순물층과 재생아연층과의 분리가 잘되어 고품질의 재생아연을 높은 회수율로 얻을 수 있는 기술을 제공함을 목적으로 한다.

도 1은 드로스 재용융 비중차 분리법에 의한 재생아연 회수 방법을 나타내는 개략도이다.

(부호의 설명)

1 … 드로스 투입구 2 … 내화물

3 … 노체 4 … 가스 버너

5 … 열전대 6 … 재생아연 출탕구

7 … 침전물 배출구

a … 불순물층 b … 재생아연층

c … 침전물층

위와 같은 발명이 이루고자 하는 기술적 과제를 해결하기 위해서 용융아연도금 중에 발생하는 드로스를 대용량의 반사로에 넣고 가스버너로 550 ~ 700℃ 가열하여 융융시키고, 그와 동시에 기계적 교반을 행함으로써, 드로스 내에 포함되는 각 성분의 융점 및 분해 온도 차이와 비중차에 의해 Al + Fe 화합물 등의 불순물을 많이 함유한 층(a)과 고순도의 아연을 함유한 층(b)을 분리한 후, 상부의 불순물층을 우선 제거하고, Al을 첨가하여 성분 조절을 행하며, 50∼70분간 유지하여 액상중에 존재하는 유리된 Fe 및 Pb 성분 등을 침전물층(c)을 침전시키고, 노 중하부에 있는 재생아연 출탕구(b)를 통해 재생아연을 출탕시킴을 특징으로 하는 드로스 재용융 비중차 분리법에 의한 재생아연 회수 방법이다.

즉, 드로스를 700℃이하의 영역에서 일정온도까지 가열하면(410℃이상 가열) Al + Fe 화합물을 둘러싸고 있는 순수아연은 자체의 융점을 넘어 액상으로 분리하게 되고 용융되지 않는 Al + Fe 성분은 상부로 응집되어 불순물층을 형성하게 된다. 형성된 상부의 불순물층을 걷어내고 일정온도에서 일정시간 유지시키게 되면 액상중에 존재하는 유리된 Fe 및 Pb는 아연과의 비중차로 인하여 용탕의 하부로 쌓이게 된다. 이와 같은 과정을 거친 후 침전된 하부의 침전물층을 잔탕으로 남기고 중간부의 아연성분이 높은 층을 회수함으로써 목표로 하는 일정성분의 재생아연을 얻을 수 있다.

이하 도면을 써서 본 발명을 자세히 설명한다.

드로스를 드로스 투입구 1을 통해 대용량의 반사로에 장입한다. 이 반사로는 노체의 안쪽에 내화물 2로 된 층을 가지고 있으며 통상 개수의 가스 버너 4를 가진다. 노내에 투입된 드로스를 가스 버너 4를 이용하여 550 ~ 700℃까지 가열하면서 교반기를 이용한 기계적 교반을 실시한다. 이 과정에서 순수아연은 액상으로 융융되어 분리되고 용융되지 않는 Al + Fe 성분은 비중차에 의해 상부로 응집되어 불순물층 a를 형성하게 된다. 이 때 교반기에 의한 기계적 교반은 용융시간을 단축시킬 뿐만 아니라 분리력을 증대시켜 층 분리를 용이하게 하는 효과가 있다. 상부의 불순물층 a를 우선 제거한 후 Al 등을 첨가하여 용융아연도금 공정에 재사용할 수 있도록 성분 조절을 행하면서 일정온도에서 1시간 가량 유지시킨다. 그러면 액상중에 존재하는 유리된 Fe 및 Pb 성분은 아연과의 비중차로 인해 용탕의 하부로 침강하며 용탕은 재생아연층 b와 침전물층 c로 분리되게 된다. 재생아연층 b는 노의 중하부에 있는 재생아연 출탕구 6를 통해 출탕되어 INGOT로 주조되는데 이 때의 출탕온도는 480 ~ 550℃이다. 침전물층 c는 침전물 배출구 7을 통해 배출되게 된다.

실시예

Al 2 ~ 2.5%, Fe 1 ~ 1.8%, Pb 0 ~ 0.15%의 초기 성분을 갖는 드로스를 17 ton 용량의 가스 버너형 반사로에 투입하고 가스 버너로 550 ~ 700℃ 가열하여 융융시키고, 그와 동시에 교반기를 이용한 기계적 교반을 행함으로써, 드로스 내에 포함되는 각 성분의 융점 및 분해 온도 차이와 비중차에 의해 Al + Fe 화합물 등의 불순물을 많이 함유한 층과 고순도의 아연을 함유한 층을 분리한 후, 상부의 불순물층을 우선 제거하고, Al을 첨가하여 성분 조절을 행하며, 50∼70분간 유지하여 액상중에 존재하는 유리된 Fe 및 Pb 성분 등을 침전시키고, 노 중하부에 있는 재생아연 출탕구를 통해 재생아연을 출탕시켜서 드로스 재용융 비중차 분리법에 의한재생아연을 회수했다. Al 0.4 ~ 0.5%, Fe 0.05% 미만, Pb 0.1% 미만, Cd 0.002% 미만, Sn 0.001의 조건을 충족시키는 재생아연을 80% 이상의 회수율로 효과적으로 회수할 수 있었다. 각 CHARGE당 1.5 ton의 재생아연 INGOT를 11개 정도 회수할 수 있었는데, 다음의 표에 2번 실시하여 얻은 재생아연 INGOT들의 성분 분석 결과를 그 실시예로 나타내었다.

표 1.

본 발명에 의하면 용융아연도금 중에 발생하는 드로스를 재용융 비중차 분리법을 이용하여 작은 처리비용으로 효과적으로 분리하여, 용융아연도금 공정에 재사용할 수 있는 대용량, 고품질의 재생아연을 높은 회수율로 짧은 처리 시간 안에 회수하는 것이 가능하다.

Claims (1)

1. 용융아연도금 중에 발생하는 드로스를 반사로에서 가스 버너로 통해 550 ~ 700℃까지 가열, 융융시키고, 그와 동시에 기계적 교반을 하여 Al + Fe 화합물 등의 불순물을 많이 함유한 층과 고순도의 아연을 함유한 층으로 분리한 후, 상부의 불순물 층을 제거한 후 이에 Al을 첨가하여 0.4∼0.5wt%로 조절하고, 액상중에 존재하는 유리된 Fe 및 Pb 성분 등을 침전시키고, 노 중하부에 있는 480°∼ 550℃의 재생아연 출탕구를 통해 재생아연을 출탕시켜서 됨을 특징으로 하는 드로스 재용융 비중차 분리법에 의한 재생아연 회수 방법.