KR100764259B1 - Ｖ, Ｍｏ, 및 Ｎｉ함유 폐기물로부터의 유가금속의회수방법 - Google Patents

Ｖ, Ｍｏ, 및 Ｎｉ함유 폐기물로부터의 유가금속의회수방법 Download PDF

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Abstract

V, Mo 및 Ni함유 폐기물로부터 Fe-Mo-Ni계 합금 및 Fe-V계 합금을 안정하게 수율좋게 회수할 수 있는 방법을 제공한다. 본 발명에 의한 V, Mo 및 Ni함유 폐기물로부터의 유가금속의 회수방법은, V, Mo 및 Ni함유 폐기물을 건조하는 공정과, 상기 V, Mo 및 Ni함유 폐기, 환원제로서의 Fe, 및 플럭스를 가열로에 장입하여, 이들을 가열 환원함으로써, V함유 슬래그 및 Fe-Mo-Ni계 합금을 생성시키는 공정과, 상기 V함유 슬래그에 Al환원제를 투입하여, Fe-V계 합금 및 CaO-Al2O3 슬래그를 생성시키는 공정을 구비한다.
유가금속, 폐기물, 환원제, 회수, 슬래그, 단광

Description

Ｖ, Ｍｏ, 및 Ｎｉ함유 폐기물로부터의 유가금속의 회수방법{METHOD FOR RECOVERING VALUABLE METAL FROM WASTE CONTAINING V, Mo AND Ni}
본 발명은, 사용이 끝난 탈(脫)황 촉매, 보일러 재, 보일러 슬러지(Sludge), 니켈계 슬러지, 메타바나듐산 암모늄 등의 폐기물로부터 유가금속(有價金屬)을 회수하는 방법에 관한 것이다.
예컨대, 발전소와 같이 석유계 연료를 연료로 하는 보일러에 있어서는, 보일러의 밑바닥에 침착(沈着)하는 보일러 슬러지, 집진장치에 포착되는 보일러 재 속에, Ni, V의 중금속이 산화물의 형태로 응축되어 있다. 보일러 재를 습식 알칼리 처리하여 얻을 수 있는 메타바나듐산 암모늄에도, V의 중금속이 산화물의 형태로 응축되어 있다.
석유정제, 가스처리 공업 등의 분야에 있어서는, 정제과정에서 탈황촉매가 설치되어 있다. 이 사용이 끝난 탈황촉매에도, Ni, Mo, V의 중금속이 산화물의 형태로 응축되어 있다. 이들 Ni, Mo, V의 산화물을 메탈(Metal)의 형태로 회수하는 것이, 폐기물의 유효활용으로서 요망되고 있다.
이러한 회수기술의 하나로, V함유 폐기물을 450∼950℃로 가열하여 폐기물중의 S분, N분 및 C분을 제거한 후, 이 폐기물을 철원(鐵源) 및 환원제와 함께 혼합, 분쇄하고나서 입상(粒狀)으로 성형하고, 이어서, 1150∼1350℃로 가열하여 원료중의 Fe분, Ni분, Mo분을 고상(固相)환원한 후, 전기로(電氣盧)에 장입(裝入)하여서 가열하여 Fe, Ni, Mo를 주성분으로 하는 메탈과 V가 풍부한 플럭스(Flux)를 생성시키고, 이 Fe, Ni, Mo를 주성분으로 하는 메탈에는 탈(脫)P처리를 하여 저(低) P합금을 얻는 한편, V가 풍부한 플럭스에는 강교반(强攪拌)기능을 갖는 용기에서 환원재를 투입함과 함께, 교반을 하여서 플럭스중의 V를 환원하여 Fe-V계 합금을 얻는 방법이 개시되어 있다(특허문헌1, 청구항1참조).
다른 회수기술로서, V, Mo, Co 및 Ni함유 폐기물을 배소(焙燒)하는 제1 공정과, Mo, Ni 및 Co산화물을 금속으로 까지 환원하는 데에 필요한 화학적 당량의 50∼120％ 상당의 금속 Si 및/또는 금속 A1을 첨가하고, 가열 환원하여 용해함으로써, Mo-Ni계 합금 또는 Mo-Co계 합금 또는 Mo-Ni-Co계 합금과 CaO-A1203계 슬래그(Slag)를 분리하여 각각을 회수하는 제2 공정과, 상기 CaO-A1203계 슬래그에 대하여, 이 슬래그 중에 포함되는 V의 산화물을 금속으로 까지 환원하는 데에 필요한 화학적 당량 이상의 금속 Si 및/또는 금속 A1을 첨가하고, 가열 환원하여 용해함으로써, V-Si계 합금 또는 V-A1계 합금과 CaO-A1203계 슬래그를 분리하여 각각을 회수하는 제3 공정을 구비하는 방법이 개시되어 있다(특허문헌2, 청구항1참조).
[특허문헌1] 일본국 특개2000-204420호 공보
[특허문헌2] 일본국 특개2001-214423호 공보
그러나 특허문헌1에 기재한 회수방법에 있어서는, 원료중의 Fe, Ni, 및 Mo성 분을 고상(固相)환원하는 환원제로서, 미분탄(微粉炭) 또는 코크스(Coks)를 이용하고 있다(특허문헌1, 단락 0022 참조). 이 때문에, 생성되는 Fe, Ni, Mo를 주성분으로 하는 메탈 중에 카본이 잔류하게 된다. 카본은 메탈 중의 Fe-Mo, Fe-Ni 등에 결합하기 쉬우므로, 후속 공정에서 카본을 제거하는 것이 곤란하게 된다. 또한, 고상환원할 때에 Mo성분이 킬른(Kiln)내에서 승화하여 버리고, Mo성분의 회수수율이 악화하여 버린다는 문제도 있다. 더욱이, 공정이 길고 설비비가 증대하여 버린다는 문제도 있다.
특허문헌2에 기재한 회수방법에 있어서는, 제1 공정에 있어서, 폐기물을 펠렛(Pellet)으로 하지 않고 분말인 채로 배소한다(특허문헌2, 단락0010 참조). 이 때문에, 폐기물이 킬른내에서 소결하여 버려 흐르지 않게 된다는 문제가 있다.
또한, 제2 공정에 있어서, 폐기물을 분말인 채로 용해하므로, 로(爐) 상황이 악화하고, 예컨대 용해로내에서 브리징(Bridging)이나 불어올림 현상이 생겨버린다. 로 상황의 악화는 전력원 단위의 악화나 조업의 불안정을 초래한다. 더욱이, 제2 공정에 있어서, 환원제로서 금속 Si 및/또는 금속 A1을 이용하고 있으므로, V성분과 Mo, Ni성분의 분리가 곤란하게 된다는 문제도 생긴다. 즉, 금속 Si 및/또는 금속 A1의 양을 적게 하여 약(弱)환원하였을 때에는, Mo 및 Ni성분의 수율이 나빠지고, V 함유 슬래그에 Mo 및 Ni성분이 들어 가버린다. 한편, 강(强)환원하였을 때에는, 환원된 V성분이 Mo-Ni계 합금에 들어가 버릴 뿐만 아니라, Si 및/또는 A1 환원제가 Mo-Ni계 합금에 들어가 버린다. 특히, 환원제로서 A1을 이용하면, Al이 대기중의 산소와 반응하여 버려, 산화 로스(Loss)도 커진다.
본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적으로 하는 바는, V, Mo 및 Ni함유 폐기물로부터, Fe-Mo-Ni계 합금 및 Fe-V계 합금을 안정하게 수율 좋게 회수할 수 있는 방법을 제공하는 데에 있다.
본 발명자는, 용융환원온도 1400℃∼1800℃에 있어서의 Ni, Mo, V의 산소친화력에 착안하였다. 그리고 도 1(산화물의 표준생성 자유에너지의 그래프)에 도시된 바와 같이, Fe이 Ni 및 Mo보다 산소친화력이 강하고, V보다 약하다는 것에 착안하고, 환원제로서 Fe을 사용하면, V함유 슬래그와 Fe-Mo-Ni계 합금을 수율 좋게 분리할 수 있다는 것을 알았다.
즉, 본 발명은, V, Mo 및 Ni함유 폐기물을 800℃ 이상 950℃ 이하로 배소하는 공정과, V, Mo 및 Ni함유 폐기물을 Fe로 환원하고, V함유 슬래그 및 Fe-Mo-Ni계 합금을 생성시키는 공정과, 상기 V함유 슬래그에 환원제를 투입하여 Fe-V계 합금을 생성시키는 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 유가금속의 회수방법에 의해, 상술한 과제를 해결한다.
또한, 본 발명은, V, Mo 및 Ni함유 폐기물로부터의 유가금속의 회수방법으로서, 이하의 공정을 구비한다: V, Mo 및 Ni함유 폐기물을 800℃ 이상 950℃ 이하로 배소하는 공정; 상기 V, Mo 및 Ni함유 폐기물, 환원제로서의 Fe, 및 플럭스를 가열로에 장입하고, 이들을 가열 환원함으로써 V함유 슬래그 및 Fe-Mo-Ni계 합금을 생성시키는 공정; 상기 V함유 슬래그에 A1환원제를 투입하고, Fe-V계 합금 및 CaO-Al203 슬래그를 생성시키는 공정으로서도 구성할 수가 있다.
상기 V함유 슬래그 및 Fe-Mo-Ni계 합금을 생성시키는 공정에 있어서, 상기 V, Mo 및 Ni함유 폐기물을 상기 Fe로 환원한 후, 상기 Fe로 환원하는 것에 의해 생긴 Fe산화물을, A1, Si, 및 C 중 적어도 하나로 환원하여도 좋다.
본 발명에 의하면, 환원반응에 의해 생긴 Fe산화물을 Fe-Mo-Ni계 합금의 철원(鐵源)으로서 사용할 수가 있다. 또한, V함유 슬래그중의 Fe분을 조정할 수가 있고, 나아가서는 최종적으로 얻을 수 있는 Fe-V계 합금의 규격에 맞추어서 Fe분을 조정할 수가 있다.
상기 V, Mo 및 Ni함유 폐기물을 건조하는 공정에 있어서, 상기 V, Mo 및 Ni함유 폐기물을 건조한 후, 분쇄하고, 단광(團鑛)으로 성형하고, 이를 배소하는 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면, V, Mo 및 Ni함유 폐기물을 분말인 채로 가열로에 장입하는 일이 없으므로, 브리징이나 불어올림 현상이 생기는 일이 없고, 따라서 안정한 조업을 할 수가 있다.
또한, 상기 V, Mo 및 Ni함유 폐기물을 배소하는 공정에 있어서, 상기 V, Mo 및 Ni함유 폐기물을 배소한 후, 단광으로 성형하여도 좋다.
상기 V함유 슬래그 및 Fe-Mo-Ni계 합금을 생성시키는 공정에 있어서, 미리 철욕(鐵浴)을 생성하여 두고, 해당 철욕에 상기 V, Mo 및 Ni함유 폐기물을 장입하여 용융 환원반응을 행하는 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면, 환원반응의 반응효율을 향상시킬 수 있고, 더욱이 열효율도 향상시킬 수가 있다. 또한, 가열로의 연속한 조업도 가능하게 된다.
상기 V함유 슬래그 및 Fe-Mo-Ni계 합금을 생성시키는 공정에 있어서, 상기 Fe-Mo-Ni계 합금을 상기 V함유 슬래그로 분리한 후, 상기 Fe-Mo-Ni계 합금의 탈S, 탈P, 탈C를 하는 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면, Fe-Mo-Ni계 합금의 규격에 맞추어서 S분, P분 및 C분의 불순물을 제거할 수가 있다. 또한, 단광으로 성형한 V, Mo 및 Ni함유 폐기물을 배소할 때에 폐기물 중에 포함되는 S분을 SOX로 하고, C분을 CO2로 하여 배출하지만, Fe-Mo-Ni계 합금을 V함유 슬래그로 분리한 후에 탈S, 탈C를 함으로써, 배소할 때의 부담을 경감할 수가 있다.
상기 Fe-Mo-Ni계 합금의 탈S, 탈P, 탈C를 하는 데에 사용되는 가열용 용기와, 상기 V함유 슬래그에 환원제를 투입하여 Fe-V계 합금을 생성시키는 공정에 있어서 사용되는 가열용 용기가, 공용되는 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면, 최소의 설비로 회수방법을 실시할 수가 있다.
상기 V함유 슬래그 및 Fe-Mo-Ni계 합금을 생성시키는 공정에 있어서, 상기 Fe-Mo-Ni계 합금이 일회 출탕(出湯)되는 사이에, 상기 V함유 슬래그가 복수회 출탕되는 것이 바람직하다.
생성되는 Fe-Mo-Ni계 합금의 양은 V함유 슬래그에 비교하여 매우 적다. 본 발명에 의하면, V함유 슬래그를 빈번하게 출탕함으로써, 열효율이 향상한다. 또한, V함유 슬래그를 출탕하는 배치(Batch) 마다 Fe-Mo-Ni계 합금을 출탕하는 경우에 비교하여, 생산성도 향상한다.
도 1은, 산화물의 표준생성 자유에너지의 그래프.
도 2는, 본 발명의 일 실시형태에 있어서의 유가금속의 회수방법의 흐름을 나타내는 도면.
도 3은, 도 2의 흐름을 도식화한 도면.
도 4는, 전기로에 있어서의 메탈 중의 Fe, Ni, Mo성분의 경시적인 변화와 전기로의 용탕량(溶湯量)의 변화를 나타내는 개념도.
도 5는, 유가금속의 회수방법의 흐름의 다른 예를 나타내는 도면.
삭제
이하, 본 발명의 일 실시형태에 대하여 설명한다. 본 실시형태에서는, V, Mo 및 Ni를 함유하는 폐기물을 원료로 한다. 구체적으로는, 사용이 끝난 탈황촉매(직접 탈황촉매, 간접 탈황촉매), 보일러 재, 보일러 슬러지, 니켈계 슬러지, 메타바나듐산 암모늄 등의 적어도 하나 또는 이들을 혼합한 폐기물을 원료로 한다. 표 1은 원료 마다의 성분의 일례를 나타낸 것이다.
Figure 112005025118477-pct00001
예컨대, 탈황촉매에는, Ni, Mo, 및 V성분이 많고, C, S성분도 많다. 보일러 재에는 C성분이, 예컨대 80％정도 포함되지만, Mo성분이 포함되어 있지 않다. 카본계 슬러지에는, 수분이, 예컨대 50％도 포함된다. 이와같이 다종다양한 성분을 갖는 폐기물을 원료로 하고 있다. 원료는 중유(重油) 또는 수분이 부착된 상태로 되어 있다.
표 2는, 최종적으로 얻어지는 제품규격의 일례를 나타낸다.
Figure 112005025118477-pct00002
Fe-V계 합금에는, 예컨대 JIS2호 규격품 상당의 규격이 요구된다. 이 규격에서는, V성분을 45∼55 질량％로 조정하고, C, Si, P, S성분 등을 낮게 억제할 필요가 있고, Ni, Mo 및 A1성분도 낮게 억제할 필요가 있다. 또한, Fe-Ni-Mo계 합금에는, 예컨대 철강관계에서 사용될 때의 규격이 있고, 이 규격에 의하면 P, S성분을 낮게 억제할 필요가 있다.
도 2는 유가금속의 회수방법의 흐름을 나타내고, 도 3은 이 흐름을 도식화한 것이다. 먼저, 탈황촉매(직접 탈황촉매, 간접 탈황촉매), 보일러 재, 카본계 슬러지, 니켈계 슬러지, 중질유(重質油) 가스화 슬러지 등의 원료를 건조한다(S1). 이 건조공정에서는, 로타리 드라이어(Rotary Dryer)로 원료를, 예컨대 120℃정도의 온도로 가열하여 건조한다. 원료 중에는, 수분이, 예컨대 30∼40％정도 휘발분으로서 존재한다. 수분이 있는 상태에서 이대로 다음공정으로 진행하면, 수분이 지나치게 많아서 단광할 수가 없다. 더욱이, 탈황촉매 및 코크스 보일러 재는 원래 수분이 적으므로, 건조공정의 후에 투입하는 일도 있다.
다음에, 건조한 V, Mo 및 Ni함유 폐기물을 분쇄한다(S2). 예컨대, 윤식(潤式) 밀(Mill)에 의해 V, Mo 및 Ni함유 폐기물을 분쇄한다. 분쇄하면 다종다양한 원료가 혼합되어, 균일하게 된다.
다음에, 분쇄한 폐기물을 조분(造粉)하여 단광으로 성형한다(S3). 예컨대, 펠렛타이저(Pelletizer) 또는 브리켓(Briquet)에 의해 분쇄물을 펠렛 형상 또는 브리켓 형상의 단광으로 성형한다. 원료를 단광으로 성형하는 일이 없이 분말인 채로 다음 공정으로 진행하면, 배소하는 킬른에서 원료가 소결하거나, 용융 환원하는 가열로에서 브리징이나 불어올림 현상이 생겨서 로 상황이 나빠질 우려가 있다.
다음에, 단광한 원료를 배소한다(S4). 이 공정에서는, 단광한 원료를 킬른에서, 예컨대 800∼900℃로 가열한다. 이 배소에 의해 폐기물중의 S분, C분이 가열 분해되어, SOX, CO2 등으로서 제거된다. 800℃ 이상으로 하는 것은, 원료에 부착된 중유라든가 C분을 산화물로 하여 제거하는 데에 알맞은 온도이며, 950℃이하로 하는 것은 Mo가 승화하여 회수율이 떨어져 버리는 것을 방지하기 위해서이다.
삭제
다음에 배소한 원료, 환원제로서의 Fe, 및 플럭스로서의 석회를 가열로로서의 전기로에 장입한다. 그리고, 이들을 약 1700℃로 가열 환원함으로써 V함유 슬래그 및 Fe-Mo-Ni계 합금을 생성시킨다(S5).
이 공정(S5)에서는, 배소한 원료, Fe, 및 플럭스를 동시에 전기로에 장입하여도 좋고, 또한 미리 철욕을 생성하여 두고, 해당 철욕에 원료 및 석회를 장입함으로써 용융 환원 반응을 하여도 좋다. 미리 철욕을 생성하면, 환원반응의 반응 효율을 향상시킬 수가 있고, 더욱이 열효율도 향상시킬 수가 있다.
원료 중의 Mo산화물 및 Ni산화물의 환원은, Fe로 행하여진다. 환원제로서의 Fe의 양은, V, Mo 및 Ni함유 폐기물 중의 Mo산화물 및 Ni산화물을 금속으로 까지 환원하는 데에 필요한 화학적 당량에 대략 동등하게 설정된다.
원료를 Fe로 환원한 후, 용탕에 A1환원제를 첨가하고, Fe환원에 의해 생긴 Fe산화물 및 원료 중의 Fe산화물을 A1환원제로 환원한다. A1환원제로 환원하는 것은, 환원반응에 의해 생긴 Fe산화물을 Fe-Mo-Ni계 합금의 철원으로서 메탈 중으로 되돌리기 위해서이며, 또한 V함유 슬래그 중의 Fe분을 조정하기 위해서이기도 하다. A1환원제는 어디까지나 Fe분의 성분조정용으로 보조적으로 이용할 수가 있다. Fe산화물의 환원제로서는, 금속 A1, 금속 Si, 페로 실리콘, 카본 등의 어느 하나,또는 이들의 조합을 이용할 수가 있다.
A1환원제를 첨가하는 일이 없이, 모두 Fe환원제로 환원하는 것도, 환원제로서의 Fe의 양에 Fe-Mo-Ni계 합금의 철원으로서의 분을 가하는 것으로 가능하다. 그러나, 그리하면 다음공정에서 V함유 슬래그 중의 Fe분이 지나치게 많아져서, V성분을 환원하는 것이 곤란하게 된다. V함유 슬래그 중의 Fe분이 많을 경우, V함유 슬래그에 V 성분조정용으로 V205 또는 메타바나듐산 암모늄을 장입할 필요가 있다.
다음에 Fe-Mo-Ni계 합금을 V함유 슬래그로 분리한 후, Fe-Mo-Ni계 합금의 탈S, 탈P, 탈C를 한다(S6, S7). 원료 중의 P성분은 Fe-Mo-Ni계 합금중에 잔류한다다. S성분은 규격이 엄하므로 탈S 할 필요가 있고, C성분은 전극으로부터의 가탄(加炭)도 있으므로 탈C 할 필요가 있다.
이 공정에서는, 먼저 Fe-Mo-Ni계 합금을 가열용 용기로서의 레이들·퍼니스로 출탕한다(S6). 다음에, 석회, CaO-A1203계 플럭스, 및 CaO-A1203-FeO계 플럭스 등을 장입하고, 탈S, P, C를 한다(S7). CaO-A1203계 플럭스에는, 후술하는 V함유 슬래그를 Al환원함으로써 발생하는 슬래그를 이용하여도 좋다. Ar가스나 02가스 불기(버블링(Bubbling)이용)는 효과가 있다. 최후로 탈S, 탈P, 탈C를 한 Fe-Mo-Ni계 합금을 주형에 주입한다.
한편, V함유 슬래그도, 가열용 용기로서의 레이들·퍼니스에 출탕된다(S8).이 레이들·퍼니스에는, A1환원제, 석회 및 V 성분조정용의 V205도 투입되고, 이에 의해 V함유 슬래그로부터 Fe-V계 합금 및 CaO-Al203 슬래그가 생성한다. 여기서 최소의 설비로 하기 위하여, Fe-Mo-Ni계 합금을 탈S, 탈P, 탈C 하는 데에 사용되는 레이들·퍼니스와, V함유 슬래그를 A1환원하는 데에 사용되는 레이들·퍼니스가 공용된다.
도 4는 전기로에 있어서의 용탕량과, 메탈 Fe, Ni, Mo성분의 경시적인 변화를 나타내는 개념도이다. Fe 환원함으로써, 시간의 경과에 따라 메탈 중의 Fe성분이 적어지고, Ni 및 Mo성분이 많아지고, 그 후 안정시킬 수가 있다. 또한, V함유 슬래그가 소정의 양이 되면, 메탈을 그대로 로내에 남기고, V함유 슬래그만 레이들·퍼니스에 출탕한다. 그리고 레이들·퍼니스에서 V함유 슬래그의 환원이 행하여진다. 한편, V함유 슬래그가 레이들·퍼니스에 출탕되는 복수 배치에 일회, Fe-Mo-Ni계 합금이 동일한 레이들·퍼니스에 출탕된다. 그리고, 동일한 레이들·퍼니스에서 탈S, 탈P, 탈C의 정련이 행하여진다.
생성되는 Fe-Mo-Ni계 합금의 양은 V함유 슬래그에 비교하여 매우 적다. V함유 슬래그를 빈번하게 출탕함으로써, 전기로의 열효율이 향상된다. 또한, V함유 슬래그를 출탕하는 배치 마다 Fe-Mo-Ni계 합금을 출탕할 경우에 비교하여, 생산성도 향상한다.
도 5는 유가금속의 회수방법의 흐름의 다른 예를 나타낸다. 이 흐름에서는, 예비처리 공정의 건조공정과 배소공정을 함께 하고, 프로세스를 단순하게 하고 있다.
먼저, 탈황촉매(직접 탈황촉매, 간접 탈황촉매), 보일러 재, 카본계 슬러지, 니켈계 슬러지, 중질유 가스화 슬러지 등의 원료를 배소한다(S1'). 이 공정에서는, 예컨대 로타리 킬른에서, 예컨대 800∼900℃로 가열한다. 이 배소에 의해, 폐기물중의 수분이 증발하고, 또한, S분, C분이 제거된다.
다음에, 분말로 되어 있는 원료를 단광한다(S3'). 예컨대, 펠렛타이저 또는 브리켓에 의해 원료를 펠렛 형상 또는 브리켓 형상의 단광으로 성형한다. 원료에 따라서는, 브리켓 형상에 의해 단광하기 쉽기 때문에, 단광하기 전에 분쇄공정을 하여도 좋다(S2). 분말이 아닌 것은 단광하지 않고 그대로 장입하여도 좋다. 원료, 환원제로서의 Fe, 및 플럭스로서의 석회를, 가열로로서의 전기로에 장입한다(S5). 이후의 프로세스는, 상기 도 2에 나타내는 회수방법의 흐름과 동일하므로, 동일한 부호를 붙여서 그 설명을 생략한다.
삭제
(실시예1)
탈황촉매, 보일러 재, 니켈계 슬러지의 혼합원료를 드라이어로 배소하여 표 3의 성분조성을 얻을 수 있었다.
DRY(%) Ni MO V Co Al2O3 SiO2
배소원료 3.0 2.3 3.4 0.08 16.2 1.0
다음에 500KVA 전기로에, 건조원료 100kg, 생석회 14kg, Fe 7kg을 장입하고, 이들을 약 1700℃로 가열하고, 용융 환원반응을 하였다. 표 4에 나타나는 성분조성의 Fe-Mo-Ni계 합금 10kg과 V가 풍분한 슬래그를 생성하였다.
MO Ni Co V (%)
Fe-Mo-Ni 20.0 29.0 0.8 0.2
분리 회수한 V가 풍분한 슬래그 57kg을 고주파로에서 1600℃로 유지하고, 환원제로서 금속 A1을 5kg과 석회 5kg, V205 7kg을 첨가하여 표 5에 나타나는 Fe-V계 합금 10kg을 회수하였다.
V Al Mo Ni (%)
Fe-V 46.0 1.0 0.9 0.5
(실시예2)
탈황촉매, 보일러 슬러지, 니켈계 슬러지, 보일러 재등의 원료를 건조한 후, 바인더(Binder)로서 벤토나이트를 2％ 첨가하고 나서 윤식 볼밀로써 200mesh 이하로 에 조습(調濕)·분쇄하고, 이어서 단광기를 이용하여 지름 10mm 정도의 펠렛으로 성형하였다. 그 후, 수형(竪型) 킬른에서, 800℃、3시간 배소하고, 표 6에 나타나는 배소물을 얻었다.
(%) C S Mo Ni Co V SiO2 Al2O3
배소물 0.1 0.4 5.5 7.5 0.2 8.4 2.4 40.0
마그네시아 라이닝(Magnesia Lining)된 500KVA 전기로에, 미리 Fe 17kg을 용융하여 두고, 거기에 상기 배소물 100kg과 생석회 32, A1 4kg을 첨가하고, 더욱이 Ar 가스를 불어넣는 교반을 행함으로써, 표 7에 나타나는 Fe-Mo-Ni계 합금 24kg을 얻었다.
Mo Ni Co V Si P S C (%)
Fe-Mo-Ni 20.0 29.0 0.8 0.2 0.1 0.5 0.3 0.1
더욱이, Fe-Mo-Ni계 합금을 고주파로에서 가열 유지하고, 탈S, P, C을 하였다. 표 8에 결과를 나타낸다.
P S C
Fe-Mo-Ni 0.04 0.03 0.05
분리 회수한 V가 풍부한 슬래그 138kg을 약 1600℃로 유지하고, Ar 가스로 교반하였다. 환원제로서 금속 A1 25kg과, V205를 21kg과, 석회 25kg을 첨가함으로써 표 9에 나타나는 Fe-V계 합금 39kg을 회수하였다.
Ni Al Mo Ni Si P (%)
Fe-V 46.8 0.1 0.9 0.5 0.4 0.05
또한, 슬래그 성분은, CaO 31％、A1203 52％、SiO2 2％、MgO 8％、FeO O.8％이었다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 환원제로서 Fe을 이용하므로, V, Mo 및 Ni함유 폐기물로부터, Fe-Mo-Ni계 합금 및 Fe-V계 합금을 안정하게 수율 좋게 회수할 수가 있다.

Claims (9)

  1. V, Mo 및 Ni함유 폐기물을 800℃ 이상 950℃ 이하로 배소(焙燒)하는 공정과,
    V, Mo 및 Ni함유 폐기물을 Fe로 환원하여, V함유 슬래그(Slag) 및 Fe-Mo-Ni계 합금을 생성시키는 공정과,
    상기 V함유 슬래그에 환원제를 투입하여 Fe-V계 합금을 생성시키는 공정을 구비하고,
    상기 V함유 슬래그 및 Fe-Mo-Ni계 합금을 생성시키는 공정에 있어서, 상기 V, Mo 및 Ni함유 폐기물을 상기 Fe로 환원한 후, 상기 Fe로 환원함으로써 생긴 Fe산화물을 Al, Si, 및 C 중 적어도 하나로 환원하는 것을 특징으로 하는 V, Mo 및 Ni함유 폐기물로부터의 유가금속의 회수방법.
  2. V, Mo 및 Ni함유 폐기물로부터의 유가금속의 회수방법으로서,
    V, Mo 및 Ni함유 폐기물을 800℃ 이상 950℃ 이하로 배소하는 공정;
    상기 V, Mo 및 Ni함유 폐기물, 환원제로서의 Fe, 및 플럭스(Flux)를 가열로에 장입(裝入)하여, 이들을 가열 환원함으로써, V함유 슬래그 및 Fe-Mo-Ni계 합금을 생성시키는 공정; 및
    상기 V함유 슬래그에 A1환원제를 투입하여, Fe-V계 합금 및 CaO-Al203 슬래그를 생성시키는 공정을 구비하고,
    상기 V함유 슬래그 및 Fe-Mo-Ni계 합금을 생성시키는 공정에 있어서, 상기 V, Mo 및 Ni함유 폐기물을 상기 Fe로 환원한 후, 상기 Fe로 환원함으로써 생긴 Fe산화물을 Al, Si, 및 C 중 적어도 하나로 환원하는 것을 특징으로 하는 V, Mo 및 Ni함유 폐기물로부터의 유가금속의 회수방법..
  3. 삭제
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 V, Mo 및 Ni함유 폐기물을 배소하는 공정에 있어서, 상기 V, Mo 및 Ni함유 폐기물을 건조한 후, 분쇄하고, 단광(團鑛)으로 성형하여, 이를 배소하는 것을 특징으로 하는 V, Mo 및 Ni함유 폐기물로부터의 유가금속의 회수방법.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 V, Mo 및 Ni함유 폐기물을 배소하는 공정에 있어서, 상기 V, Mo 및 Ni함유 폐기물을 배소한 후, 단광으로 성형하는 것을 특징으로 하는 V, Mo 및 Ni함유 폐기물로부터의 유가금속의 회수방법.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 V함유 슬래그 및 Fe-Mo-Ni계 합금을 생성시키는 공정에 있어서, 미리 철욕(鐵浴)을 생성하여 두고, 그 철욕에 상기 V, Mo 및 Ni함유 폐기물을 장입하여 용융 환원반응을 하는 것을 특징으로 하는 V, Mo 및 Ni함유 폐기물로부터의 유가금속의 회수방법.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 V함유 슬래그 및 Fe-Mo-Ni계 합금을 생성시키는 공정에 있어서, 상기 Fe-Mo-Ni계 합금을 상기 V함유 슬래그로 분리한 후, 상기 Fe-Mo-Ni계 합금의 탈(脫)S, 탈P, 탈C를 하는 것을 특징으로 하는 V, Mo 및 Ni함유 폐기물로부터의 유가금속의 회수방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 Fe-Mo-Ni계 합금의 탈S, 탈P, 탈C를 하는 데에 사용되는 가열용 용기와, 상기 V함유 슬래그에 환원제를 투입하여 Fe-V계 합금을 생성시키는 공정에 있어서 사용되는 가열용 용기가, 공용되는 것을 특징으로 하는 V, Mo 및 Ni함유 폐기물로부터의 유가금속의 회수방법.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 V함유 슬래그 및 Fe-Mo-Ni계 합금을 생성시키는 공정에 있어서, 상기 Fe-Mo-Ni계 합금이 일회 출탕(出湯)되는 사이에, 상기 V함유 슬래그가 복수회 출탕 되는 것을 특징으로 하는 V, Mo 및 Ni함유 폐기물로부터의 유가금속의 회수방법.
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