KR100529601B1 - 소결광의 환원분화 방지제 조성물, 이의 제조방법 및 이를이용한 소결광의 수처리 방법 - Google Patents

소결광의 환원분화 방지제 조성물, 이의 제조방법 및 이를이용한 소결광의 수처리 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 소결광의 환원분화 방지제 조성물, 이의 제조방법 및 이를 이용한 소결광의 환원분화성 개선에 의한 소결광의 수처리 방법에 관한 것으로, 상기 소결광의 환원분화 방지제 조성물은 염화칼슘 및 리튬 함유 화합물을 포함한다.
본 발명의 소결광의 환원분화 방지제 조성물은 고로내에서의 소결광의 환원분화성을 개선시킬 수 있으며, 부식성 염소이온가스 발생에 의한 가스 세정 설비 부식장해 및 환경오염을 방지하며 폐수 발생량을 감소시킬 수 있다.

Description

소결광의 환원분화 방지제 조성물, 이의 제조방법 및 이를 이용한 소결광의 수처리 방법{RDI IMPROVEMENT COMPOSOTION OF SINTER ORE, PREPARING METHOD FOR THE SAME, AND METHOD OF SURFACE TREATMENT OF SINTER ORE USING THE SAME}
[산업상 이용분야]
본 발명은 소결광의 환원분화 방지제 조성물, 이의 제조방법 및 이를 이용한 소결광의 환원분화성 개선에 의한 소결광의 수처리 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 소결광 내에 존재하는 공극의 폐쇄 및 표면석출상의 코팅을 유도하여 고로내에서의 소결광의 환원분화성을 개선시키고, 부식성 염소이온가스 발생에 의한 가스 세정 설비 부식장해 및 환경오염을 방지할 뿐만 아니라 폐수 발생량을 감소시킬 수 있는 소결광의 환원분화 방지제 조성물, 이의 제조방법 및 이를 이용한 소결광의 환원분화성 개선에 의한 소결광의 수처리 방법에 관한 것이다.
[종래기술]
고로 조업에 철광석를 투입하기 전 품질을 고르게 하고 일정한 크기로 만들어 내는 공정이 필요하다. 이를 소결공정이라 하며, 이렇게 만들어진 것을 소결광(Sinter ore)이라 한다.
일반적으로 소결광은 주원료인 철광석과 부원료인 석회석, 사문암, 규사 등과 열원인 코크스를 혼합기에서 혼합한 후 약간의 수분을 첨가, 조립화하고 소결기에 장입한 후 점화로에서 배합원료 표층에 착화시킨다. 이어 소결기 하부의 흡입 닥트(suction duct)에서 공기를 흡입하게 되면, 연료인 코크스의 연소에 의해 1,300 내지 1,400℃까지 온도가 상승되면서 배합원료는 견고한 결합을 이루는 소결체(sinter cake)가 되며, 이 소결체를 파쇄 정립하여 고로에 사용하기 알맞는 5 내지 50mm의 소결광을 제조하고 있다.
고로 상부에 장입된 소결광은 고로 하부로 강하하면서 고로내의 500 내지 600℃의 온도 영역에서 환원 가스에 의해 분화하는 소위, 환원분화를 하게 되고, 이로 인해서 고로내의 통기성이 악화되어 고로 연료비 상승 등의 문제점이 발생하게 된다.
따라서, 소결광의 환원분화를 적정수준으로 억제할 필요가 있다. 소결광 제조시 환원분화율과 낙하강도가 소결광 품질 평가의 척도가 된다. 환원분화정도를 나타내는 환원분화지수(Reduction Degradation Index: RDI)는 중요한 조업 지표로서 관리되고 있으며, RDI의 1% 개선은 통계적으로 소결광 1톤 생산에 대해 분코우크스(COCK)원단위 0.4 내지 0.5㎏, 선철 1톤 생산에 대해 고로 연료비 0.2 내지 0.3㎏의 절감효과를 기대할 수 있어 소결광의 환원분화율(RDI)개선에 관한 연구에 많은 노력을 하고 있다.
환원분화성의 증대는 고로 조업에 막대한 악영향을 미치는 요인으로, 환원분화성을 개선하기 위해 마그네타이트(Magnetite)의 생성 억제, 함유량 억제 등 여러 방법이 개발되었으나, 대량 생산이 불가능하거나 고품질의 원료를 사용하므로 생산원가 상승 등의 문제점이 있었다.
일반적으로, 소결공정에서 생산된 소결광은 고로에서 5 내지 50mm의 입도로 정립하여 사용하고 있는데, 고로에 장입된 소결광은 고로 상부의 약 550℃부근인 저온환원 영역에서 헤마타이트가 마그네타이트로 환원되면서 체적 팽창이 일어나 소결광의 분화가 일어난다.
이러한 분화로 인해, 미분의 소결광이 발생하며 미분의 소결광은 고로의 내부에 적층 구조의 공극을 막기 때문에 고로내의 통기성을 악화시켜 환원가스의 흐름을 방해하고 노정의 상태를 불안정하게 하여 출선비를 저하시키는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위한 종래의 방법으로, 각종 염화물(CaCl2, MgCl2, NH4Cl, NaCl 등)을 소결배합 원료에 첨가하여 소결과정에서 배합원료인 맥석 성분의 슬래그(Slag)화를 촉진시킴으로써, 소결광 내부의 공극을 폐쇄하여 환원가스의 침투를 억제시켜 저온환원분화성을 개선하는 '성품 소결광의 CaCl2 수용액중의 침지처리(일본학술진흥회 1987.11)' 방법이 공지되어 있으며, '염화칼슘을 첨가한 소결광의 저온환원분화(철과 강 1980 S676)'에서와 같이 해수 등의 할로겐 화합물(NaCl, CaCl2, KCl, KBr 등)의 수용액을 소결광에 살수하여 소결광의 표면에 염화물의 코팅을 형성하고 코팅효과에 의해 저온환원 분화성을 개선하는 방법이 있다.
그러나, 성품소결광의 CaCl2 수용액중의 침지처리 경우에는 소결과정과 폐가스 중에 Cl의 농도가 증가되어 'Cl+H2O→HCl↑'의 반응식과 같이 염산이 발생하여 소결 설비의 부식과 집진효율을 저하시키며, 염화칼슘을 첨가한 소결광의 저온환원분화의 경우에는 염화물에 의해 비스초오프 스크러버(Bischoff scrubber) 및 노정압 발전기를 부식시켜 설비의 수명을 단축 시키는 문제점이 발생한다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 제조된 소결광에 수처리를 하여 소결광 내에 존재하는 공극의 폐쇄 및 표면석출상의 코팅함으로써 고로내에서의 환원분화성을 향상시킬 수 있는 소결광의 환원분화 방지제 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 소결광의 환원분화 방지제 조성물의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 환원분화 방지제 조성물을 이용한 소결광의 환원분화성 개선에 의한 소결광의 수처리 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 염화칼슘 및 리튬 함유 화합물을 포함하는 소결광의 환원분화 방지제 조성물을 제공한다.
본 발명은 또한 염화칼슘을 물에 용해한 후 리튬 함유 화합물을 첨가하고 반응시켜 반응 혼합물을 얻는 단계, 및 상기 반응 혼합물의 pH를 조절하는 단계를 포함하는 소결광의 환원분화 방지제 조성물의 제조방법을 제공한다.
본 발명은 또한 상기 소결광의 환원분화 방지제 조성물을 물에 용해하여 수용액을 제조하는 단계, 소결광이 고로에 장입되기 전 상기 수용액을 소결광에 살수하여 소결광 표면 및 기공내에 상기 환원분화 방지제 조성물이 코팅된 소결광을 제조하는 단계, 상기 환원분화 방지제 조성물이 코팅된 소결광을 건조시켜 소결광 입자내의 수분을 제거하는 단계, 및 상기 건조된 소결광을 고로에 장입시키는 단계를 포함하는 소결광의 환원분화성 개선에 의한 소결광의 수처리 방법을 제공한다.
이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
종래 염화칼슘의 제조방법은 암모니아-소다법(솔베이법)을 이용한 공업적 제조방법이었다. 이 방법은 암모니아 증류탑의 폐액을 농축하거나, 석회법으로 염소산나트륨을 제조하는 중 얻어지는 부산물로 염화칼슘을 제조하는 화학적 합성방법이다. 그러나 방법에 의해 제조된 염화칼슘(CaCl2)은 나트륨(Na), 칼륨(K) 등의 불순물을 포함하고 있어 그대로 소결광의 환원분화 방지제로 사용할 수 없었다. 상기와 같이 염화칼슘이 나트륨(Na), 칼륨(K)을 포함할 경우 고로 내부를 보호하는 내화물을 부식시켜 고로설비 수명을 단축시킨다는 문제점이 있었다.
이에 대해, 본 발명은 염화칼슘 및 리튬 함유 화합물을 포함하는 소결광의 환원분화 방지제 조성물을 사용함으로써 고로내에서의 소결광의 환원분화성을 개선시키고, 부식성 염소이온가스 발생에 의한 가스 세정 설비 부식장해 및 환경오염을 방지할 뿐만 아니라 폐수 발생량을 감소시킬 수 있었다.
즉, 본 발명의 소결광의 환원분화 방지제 조성물은 조성물 100중량부에 대하여 염화칼슘 10 내지 35중량부 및 리튬 함유 화합물 0.05 내지 3중량부를 포함하는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 염화칼슘 15 내지 25중량부 및 리튬 함유 화합물 0.1 내지 2.5중량부를 포함한다. 상기 염화칼슘과 리튬 함유 화합물의 함량이 상기 함량 범위내에서 포함될 경우 우수한 환원분화율(RDI) 개선 효과를 얻을 수 있으며, 상기 함량 범위를 벗어날 경우 환원분화율이 높아지고 원재료비가 상승하게 되어 경제적인 효과면에서 바람직하지 않다.
상기 염화칼슘으로는 통상적인 제조방법에 따라 제조된 것을 사용할 수 있으나, 본 발명에서는 산화칼슘과 염산을 5 내지 15:7 내지 20.5의 중량비, 보다 바람직하게는 7.5 내지 12.5:10 내지 18중량비로 반응시켜 얻어진 것을 사용한다. 상기 혼합 중량비 범위내로 사용하여 반응시킬 경우 얻어지는 염화칼슘내의 불순물 함량을 최소로 할 수 있어 바람직하며, 상기 혼합 중량비 범위를 벗어날 경우 불순물 함량 감소 효과가 떨어지고, 환원분화율이 높아지며, 또한 설비부식이 발생할 우려가 있어 바람직하지 않다.
상기 리튬 함유 화합물로는 염화리튬, 수산화리튬 및 탄산리튬으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 화합물을 사용할 수 있다.
본 발명의 환원분화 방지제 조성물은 조성물 100중량부에 대하여 붕소 함유 화합물 0.05 내지 0.7중량부, 보다 바람직하게는 0.1 내지 0.5중량부를 더 포함할 수 있다. 상기 붕소 함유 화합물의 함유량이 0.05 중량부 미만이면 환원분화율이 높아져 바람직하지 않고, 0.7중량부를 초과하면 원재료비가 상승하게 되어 경제적인 효과면에서 바람직하지 않다. 상기 붕소 함유 화합물로는 붕산, 오르토붕산, 메타붕산 및 사붕산으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 화합물을 사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 환원분화 방지제 조성물은 마그네슘(Mg), 실리콘(Si), 티탄(Ti) 및 철(Fe)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 성분을 포함하는 화합물을 더 포함할 수도 있다.
상기 환원분화 방지제 조성물은 무색의 투명한 액체로, 1.1 내지 1.32의 비중 및 5 내지 8.5의 pH를 갖는다. 보다 바람직하게는 1.1 내지 1.25의 비중 및 5.5 내지 7.5의 pH를 갖는다. 상기 pH가 5 미만이면 설비 부식이 발생하게 되어 바람직하지 않고, 8.5를 초과하면 환원분화 방지제의 슬러지가 발생하게 되어 바람직하지 않다.
본 발명의 환원분화 방지제 조성물은 염화칼슘을 물에 용해한 후 리튬 함유 화합물을 첨가하여 반응시켜 반응 혼합물을 얻는 단계; 및 상기 반응 혼합물의 pH를 조절하는 단계를 포함하는 제조방법에 의해 제조될 수 있다.
상기 염화칼슘과 리튬 함유 화합물의 종류 및 함량은 앞서 설명한 바와 같다.
상기 pH 조절단계는 산화칼슘 또는 염산을 더 첨가하여 pH를 조절한다. pH 조절시 수용액의 pH를 5 내지 8.5, 더 바람직하게는 5.5 내지 7.5가 되도록 조절한다. pH가 5 미만이면 설비 부식이 발생하게 되어 바람직하지 않고, 8.5를 초과하면 환원분화 방지제의 슬러지가 발생하게 되어 바람직하지 않다.
pH 조절 후 통상적인 방법으로 냉각 및 여과시켜 본 발명의 소결광의 환원분화 방지제 조성물을 제조한다.
보다 바람직하게는 본 발명의 제조방법은 산화칼슘과 염산을 반응시켜 염화칼슘을 제조하는 단계를 더 포함할 수 있다.
먼저 반응조 내에 염산과 물을 넣은 후 산화칼슘을 용해시켜 염화칼슘을 제조한다. 염산 수용액에 산화칼슘의 첨가시 염산 수용액을 교반하는 가운데 산화칼슘을 소정량씩 천천히 투입하는 것이 바람직하다. 한꺼번에 산화칼슘을 첨가하게 되면 발열반응에 의해 거품이 발생하게 되어 바람직하지 않다. 이때 상기 산화칼슘과 염산은 앞서 설명된 바와 같이 5 내지 15:7 내지 20.5의 중량비로 혼합되는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 7.5 내지 12.5: 10 내지 18 중량비로 반응시켜 얻어진 것이 바람직하다. 상기 혼합 범위내로 반응시킬 경우 얻어지는 염화칼슘내의 불순물 함량을 최소로 할 수 있어 바람직하며, 상기 혼합 범위를 벗어날 경우 불순물 함량 감소 효과가 떨어지고, 환원분화율이 높아지며, 또한 설비부식이 발생할 우려가 있어 바람직하지 않다.
본 발명은 또한 상기 소결광의 환원분화 방지제 조성물을 이용한 소결광의 환원분화성 개선에 의한 소결광의 수처리 방법을 제공한다.
본 발명의 소결광의 환원분화성 개선에 의한 소결광의 수처리 방법은, 상기 소결광의 환원분화 방지제 조성물을 물에 용해하여 수용액을 제조하는 단계; 소결광이 고로에 장입되기 전 상기 수용액을 소결광에 살수하여 소결광 표면 및 기공내에 상기 환원분화 방지제 조성물이 코팅된 소결광을 제조하는 단계; 상기 환원분화 방지제조성물이 코팅된 소결광을 건조시켜 소결광 입자내의 수분을 제거하는 단계; 및 상기 건조된 소결광을 고로에 장입시키는 단계를 포함한다.
상기 소결광의 환원분화 방지제 조성물은 앞서 설명한 것과 동일하다.
상기 환원분화 방지제 조성물은 소결광의 조성에 따라서 적절한 농도로 물로 희석하여 사용할 수 있으며, 바람직하게는 상기 환원분화 방지제 조성물의 농도가 0.2 내지 1.5중량%, 보다 바람직하게는 0.3 내지 1중량%가 되도록 물을 첨가하여 희석하는 것이 바람직하다. 조성물의 농도가 0.2중량%미만이면 환원분화율 감소 효과가 미미하고, 1.5중량%를 초과하면 설비 부식이 발생하게 되어 바람직하지 않다.
상기 조성물의 수용액은 소결광 기공 및 표면으로의 환원 가스침투를 방지하기 위해 소결광에 살수 코팅된다. 이때 상기 조성물의 코팅량은 소결광의 조성에 따라 적절히 조절되며, 바람직하게는 소결광 100중량부에 대하여 1.33 내지 10중량부, 보다 바람직하게는 2 내지 6.7중량부의 양으로 소결광 표면에 살수, 건조하여 소결광 표면을 코팅시킨다. 수용액 양이 1.33중량부 미만이면 환원분화율이 높아져 바람직하지 않고, 10중량부를 초과하면 원가가 상승하게 되어 경제적인 효과면에서 바람직하지 않다.
본 발명의 소결광의 환원분화 방지제 조성물은 수용액 상태로 소결광에 살수되어 소결광의 내부 기공이나 표면에 도포됨으로써 외부로부터의 환원가스와의 접촉을 억제하는 역할을 한다. 따라서 500 내지 600℃의 저온 영역에서 상기 조성물 수용액중의 수분은 증발되고 조성물 구성물질은 그대로 소결광 표면에 코팅된 상태로 남아 환원가스의 침투를 방해하기 때문에 본 발명의 조성물로 코팅된 소결광을 고로에 장입할 경우, 고로 상부의 저온 영역, 즉 저온환원분화가 극심한 온도영역에서의 환원분화가 억제되고 고로 상부에서의 통기성을 유지하게 된다.
본 발명의 소결광의 환원분화 방지제 조성물은 고로내의 500 내지 600℃의 영역에서 열적 안정성을 유지할 뿐만 아니라 소결광 표면에 코팅막을 형성하여 강도를 향상시켜 환원분화율을 저하시킬 수 있다. 또한 용선 품질에 영향을 미치는 성분을 포함하고 있지 않으며 700℃에서는 열분해하여 조업에 영향을 미치지 않을 뿐더러, 고로내 내화물 부식을 일으키는 불순물(K, Na 등)성분이 없어 고로 수명연장 효과가 있다.
뿐만 아니라, 소결광 저온환원분화시 염화물에 의한 비스초오프 스크러버(Bischoff scrubber) 및 노정압 발전기 등의 설비에서의 부식현상을 방지하며, 용수 공급량 및 폐수 배출량 자체를 줄일 수 있어 경제성이 확보된 친환경적 조성물이다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예 및 비교예를 기재한다. 그러나 하기한 실시예는 본 발명의 바람직한 일 실시예일뿐 본 발명이 하기한 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
물 0.59L에 염산 HCl 300g을 용해시킨 후 교반하면서 산화칼슘 90g을 소정량씩 나누어 첨가하여 반응시켜 염화칼슘 수용액을 제조하였다. 상기 염화칼슘 수용액에 수산화리튬 20g을 더 첨가하여 15중량%의 혼합 수용액을 제조하였다. 산화칼슘 또는 염산을 더 첨가하여 수용액의 pH를 조절하여 소결광의 환원분화 방지제 조성물을 제조하였다.
실시예 2
염화칼슘 214g을 물 0.766L에 용해하고 이후 수산화리튬 20g을 더 첨가하여 15중량%의 수용액을 제조하였다. 산화칼슘 또는 염산을 첨가하여 수용액의 pH를 조절하여 소결광의 환원분화 방지제 조성물을 제조하였다.
실시예 3
물 0.565L에 염산 HCl 400g을 용해시키고 이후 교반하면서 산화칼슘 120g을 소정량씩 나누어 첨가하여 반응시켜 염화칼슘 수용액을 제조하였다. 상기 염화칼슘 수용액에 수산화리튬 10g 및 붕산 5g을 더 첨가하여 20중량%의 수용액을 제조하였다. 산화칼슘 또는 염산을 첨가하여 수용액의 pH를 조절하여 소결광의 환원분화 방지제 조성물을 제조하였다.
실시예 4
염화칼슘 286g을 물0.699L 에 용해하고 수산화리튬 10g 및 붕산 5g 을 더 첨가하여 농도 20중량%의 수용액을 제조하였다. 산화칼슘 또는 염산을 첨가하여 수용액의 pH를 조절하여 소결광의 환원분화 방지제 조성물을 제조하였다.
실시예 5
상기 실시예 1에서 얻어진 환원분화 방지제 조성물 10ml에 물 500ml를 첨가하여 1중량%의 수용액으로 제조한 후 실제 고로 조업에서 사용되는 소결광 표면 및 기공내의 표면에 살수, 코팅하였다. 이후 건조하여 소결광 입자내의 수분을 제거하여 환원분화성 개선제 조성물이 코팅된 소결광을 얻었다.
사용된 소결광의 성분 조성은 하기 표 1과 같다.
화학성분(중량부) T.Fe CaO SiO2 MgO Al2O3
소결광 56.5 9.6 5.5 1.6 1.8
비교예 1
DS-시리즈 신터 어시스턴트(DS-series Sinter Assistant, 제조사명: 중국삼생실업유한공사)를 소결광의 환원분화 방지제로서 사용하였다.
비교예 2
염화칼슘의 30중량% 수용액을 소결광의 환원분화 방지제로서 사용하였다.
상기 실시예 1 내지 4의 소결광의 환원분화 방지제 조성물과 비교예 2의 염화칼슘의 물리적·화학적 특성을 비교하고 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
항목 실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 비교예 2
외관 무색 투명 액체 무색 투명 액체 무색 투명 액체 무색 투명 액체 무색 투명 액체
비중 1.122 1.122 1.21 1.21 1.32
pH(원액) 5.67 5.67 5.36 5.36 4.38
염화칼슘 - 214g - 286g 300g
수산화리튬 20g 20g 10g 10g -
붕산 - - 5g 5g -
산화칼슘 90g - 120g - -
염 산 300g - 400g - -
상기 실시예 1, 3 및 비교예 1, 2에서 얻어진 소결광의 환원분화 방지제 조성물의 환원분화 개선효과를 하기 표 3의 조건에 따라 측정하였다.
실제 고로 조업에서 사용되는 소결광 표면 및 기공내의 표면에 상기 실시예 1, 3 및 비교예 1, 2의 조성물을 소결광에 대하여 다양한 농도로 하여 살수, 코팅하였다. 이후 건조하여 소결광 입자내의 수분을 제거하여 환원분화 방지제 조성물이 코팅된 소결광을 얻었다. 이때 소결광은 실시예 5에서 사용된 것과 동일한 조성을 갖는 것을 사용하였다.
환원분화율(RDI) 측정은, 실시예 1, 3 및 비교예 1, 2에서의 조성물을 코팅하여 얻은 16~19mm의 소결광 500g에 CO: 30%, N2: 70%의 혼합가스를 15ℓ/min로 불어 넣으면서 550℃에서 30분동안 회전시켜 -2.83mm의 입자 발생량을 하기 수학식 1과 같이 계산하여 백분율로 표시하였다. 이때 회전수는 30rpm×30분이고, 회전통은 130mmΦ×200㎖이며, 약품 처리를 하지 않은 소결광을 대조예라 하였다.
실험결과는 하기 표 3에 나타내었다.
구   분 살포회수 RDI
살수비율 약품 대조예 실시예 1 실시예 3 비교예 1 비교예 2
0.3중량% 1회 39.6 24.1 25.4 22.4 21.9
2회 37.8 16.6 17.5 25.2 18.3
평균 38.7 20.4 21.5 23.8 20.1
0.4중량% 1회 39.5 14.3 23.5 15.5 11.1
2회 39.7 12.8 14.9 18.1 6.4
3회 42.6 15.9 19.4 14.6 11.0
평균 40.6 14.3 19.3 16.1 9.5
0.7중량% 1회 40.1 14.0 14.7 9.6 3.7
2회 43.5 8.6 9.4 7.9 4.4
3회 37 6.5 7.5 11.6 5.3
평균 40.2 9.7 10.5 9.7 4.5
1.0중량% 1회 31.9 9.8 10.3 6.8 3.2
2회 36.4 2.0 4.8 6.5 6.4
3회 39.1 7.0 3.4 6.4 2.4
평균 35.8 6.3 6.2 6.6 4.0
상기 표 3 에 나타난 바와 같이, 조성물의 농도에 따른 환원분화율은 1.0중량%일 때 가장 양호하였으며, 농도가 낮을수록 감소되었다. 또한 조성물에 따른 환원분화율 개선 효과는 비교예 2의 염화칼슘이 가장 우수하였으며, 본 발명의 환원분화 방지제 조성물을 포함하는 실시예 1 및 3은 비교예 1과 동등한 수준의 개선 효과를 나타내었다.
또한, 상기 소결광의 환원분화 방지제 조성물의 수질 및 제조 설비에 대한 영향을 평가하였다.
상기 실시예 1, 3및 비교예 2에서의 소결광의 환원분화 방지제 조성물을 사용하여 실시예 5에서와 동일한 방법으로 소결광을 제조하고, 하기 표 4에서와 같이 비스초오프 스크러버 틴크너(Bischoff scrubber thickner) 순환수중의 염소이온 농도, 폐수 배출량, 설비 부식 억제 효과 등을 측정하였다.
측정 결과는 하기 표 4에 나타내었다.
항목구분 pH 전경도(ppm) 염소 이온(ppm) 아 연(ppm) SS(solid suspension: ppm) 폐수 배출량(㎥) 부식속도(MDD)
실시예 1 7.0~8.5 1,500이하 1,200~1,800 3.0이하 50이하 500~750 75~125
실시예 3 7.0~8.5 1,500이하 1,800~2,000 3.0이하 50이하 500~750 75~125
비교예 2 7.0~8.5 2,000이하 1,800~3,000 3.0이하 50이하 1,000~ 1,500 150~250
상기 표 4에 나타난 바와 같이, 비교예 2(CaCl2)의 경우 비스초오프 스크러버 틴크너 순환수중의 염소 농도가 1,800 내지 3,000 ppm 수준인 반면, 실시예 1의 경우 1,200 내지 1,800ppm으로 감소하고 실시예 3의 경우 1,800 내지 2,000ppm으로 감소하였다. 또한 염소에 의한 순환수계의 설비 부식장해를 억제하기 위한 폐수 배출량의 경우 비교예 2는 1,000 내지 1,500㎥ 수준인 반면, 실시예 1 및 3은 각각 500 내지 750㎥로 감소하였다.
또한 비스초오프 스크러버 설비 부식 억제의 경우 비교예 2가 150 내지250 MDD 수준인 반면, 실시예 1 및 3의 경우 75 내지 125MDD 수준으로 감소하여 설비 수명연장의 효과를 가짐을 알 수 있다.
본 발명의 소결광의 환원분화 방지제 조성물 및 이를 이용한 수처리 방법에 의해, 고로내에서의 소결광의 환원분화성을 개선시킬 수 있으며, 부식성 염소이온가스 발생에 의한 가스 세정 설비 부식장해 및 환경오염을 방지하며 폐수 발생량을 감소시킬 수 있다. 또한, 소결광 제조시 고품질의 원료사용 없이도 대량생산이 가능하다.

Claims (15)

  1. 염화칼슘 및 리튬 함유 화합물을 포함하며,
    상기 염화칼슘은 산화칼슘과 염산을 반응시켜 얻어진 것인 소결광의 환원분화 방지제 조성물.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 환원분화 방지제 조성물은 염화칼슘:리튬 함유 화합물을 10 내지 35:0.05 내지 3의 중량비로 포함하는 소결광의 환원분화 방지제 조성물.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 염화칼슘은 산화칼슘과 염산을 5 내지 15:7 내지 20.5의 중량비로 반응시켜 얻어지는 것인 소결광의 환원분화 방지제 조성물.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 리튬 함유 화합물은 염화리튬, 수산화리튬 및 탄산리튬으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 화합물인 소결광의 환원분화 방지제 조성물.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 환원분화 방지제 조성물은 조성물 100중량부에 대하여 붕소 함유 화합물 0.05 내지 0.7중량부를 더 포함하는 소결광의 환원분화 방지제 조성물.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 붕소 함유 화합물은 붕산, 오르토붕산, 메타붕산 및 사붕산으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 화합물인 소결광의 환원분화 방지제 조성물.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 소결광의 환원분화 방지제 조성물은 마그네슘, 실리콘, 티탄 및 철로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 성분을 포함하는 화합물을 더 포함하는 소결광의 환원분화 방지제 조성물.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 조성물의 비중은 1.1 내지 1.32인 소결광의 환원분화 방지제 조성물.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 조성물의 pH는 5 내지 8.5인 소결광의 환원분화 방지제 조성물.
  10. 염화칼슘을 물에 용해한 후 리튬 함유 화합물을 첨가하고 반응시켜 반응 혼합물을 얻는 단계; 및
    상기 반응 혼합물의 pH를 조절하는 단계를 포함하며,
    상기 염화칼슘은 산화칼슘과 염산을 반응시켜 얻어진 것인 소결광의 환원분화 방지제 조성물의 제조방법.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 염화칼슘과 리튬 함유 화합물은 10 내지 35:0.05 내지 3의 중량비로 포함되는 소결광의 환원분화 방지제 조성물의 제조방법.
  12. 제 10 항에 있어서, 상기 리튬 함유 화합물은 염화리튬, 수산화리튬 및 탄산리튬으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 화합물인 것인 소결광의 환원분화 방지제 조성물의 제조방법.
  13. 제 10 항에 있어서, 상기 pH 조절단계는 산화칼슘 또는 염산을 첨가하여 pH를 조절하는 소결광의 환원분화 방지제 조성물의 제조방법.
  14. 제 10 항에 있어서, 산화칼슘과 염산을 5 내지 15:7 내지 20.5의 중량비로 반응시켜 염화칼슘을 제조하는 단계를 더 포함하는 소결광의 환원분화 방지제 조성물의 제조방법.
  15. 제 1 항 내지 제 9 항중 어느 한 항에 따른 소결광의 환원분화 방지제 조성물을 물에 용해하여 수용액을 제조하는 단계;
    소결광이 고로에 장입되기 전 상기 수용액을 소결광에 살수하여 소결광 표면 및 기공내에 상기 환원분화 방지제 조성물이 코팅된 소결광을 제조하는 단계;
    상기 환원분화 방지제 조성물이 코팅된 소결광을 건조시켜 소결광 입자내의 수분을 제거하는 단계; 및
    상기 건조된 소결광을 고로에 장입시키는 단계
    를 포함하는 소결광의 환원분화성 개선에 의한 소결광의 수처리 방법.
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