KR101493965B1 - Process for recovering iron and zinc from iron and zinc-bearing waste - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 철(Fe) 및 아연(Zn)을 포함하는 함철아연 폐자원으로부터 철 및 아연의 회수방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a process for the recovery of iron and zinc from iron-zinc waste streams comprising iron (Fe) and zinc (Zn).
각종의 철강관련 제품들을 제조하는 과정에서 전기로 제강더스트, 주강더스트, 주물더스트, 합금철더스트 및 이들 더스트들의 슬러지와 응고상태의 고강도 덩어리, 또는 도금 슬러지 등과 같은 함철아연(Fe,Zn) 폐자원들이 다량으로 발생되고 있다. 구체적으로 우리나라에서는 연간 전기로 제강더스트 46만톤, 주물더스트 5만톤, 주강더스트 7만톤, 아연도금 슬러지 5만톤 등이 발생하고 있다.(Fe, Zn) waste resources such as electric furnace steelmaking dust, casting dust, casting dust, alloy iron dust and sludge of these dusts, high-strength lumps in solidified state or plating sludge in the process of manufacturing various kinds of steel- Are generated in large quantities. Specifically, in Korea, annual electric furnace steelmaking dust is 460,000 tons, casting dust is 50,000 tons, casting dust is 70,000 tons, and zinc plating sludge is 50,000 tons.
함철아연 폐자원으로서 함철아연 더스트는 아연(Zn), 납(Pb), 카드뮴(Cd), 나트륨(Na), 칼륨(K), 염소(Cl) 등의 저온 휘발성분과 철(Fe), 칼슘(Ca), 규소(Si) 등의 비휘발성 맥석성분을 주된 성분으로 포함하고 있으며, 또한 소량의 중금속 및 다이옥신을 포함한다. 상기 휘발성 물질 중의 납(Pb), 카드뮴(Cd)은 인체에 유해한 중금속이기 때문에, 전기로 제강 분진폐기물은 특별 관리형 산업폐기물로 지정되어 있으며 대부분은 매립 처리되고 있다.Hamcheol Zinc As a waste resource, Hamcheol Zinc dust has low volatile components such as zinc (Zn), lead (Pb), cadmium (Cd), sodium (Na), potassium (K) and chlorine (Cl) Ca), silicon (Si), and other small amounts of heavy metals and dioxins. Since lead (Pb) and cadmium (Cd) in the volatile substance are heavy metals harmful to human body, electric furnace steel dust wastes are designated as specially managed industrial wastes and most of them are landfilled.
그러나, 함철아연 더스트에 함유된 Fe, Cr, Ni, 또는 Mn 등의 성분은 산업적으로 유용한 금속원소이므로, 자원으로서의 효과적인 활용과 유해물에 의한 환경오염 확대방지대책의 추진을 위해서는, 기술적으로 확립된 방법으로 경제적으로 재활용할 필요가 있다. 이에 따라, 상기 더스트의 효율적인 재활용을 위한 많은 연구가 이루어지고 있으며, 또한 다양한 새로운 재활용기술들이 제안되고 있다.However, since Fe, Cr, Ni, or Mn contained in Hamcheol's zinc dust is an industrially useful metal element, it is necessary to use a technically established method to effectively utilize it as a resource and to prevent environmental pollution by harmful substances It is necessary to economically recycle it. Accordingly, much research has been conducted for efficient recycling of the dust, and various new recycling technologies have been proposed.
그러나 최근 전기로 제강 더스트에 대한 자원화 기술의 개발로, 전기로 제강더스트에 대해서만 자원화가 이루어지기 시작했을 뿐, 이외 함철아연 폐자원으로부터 철(Fe), 아연(Zn), 납(Pb) 등과 같은 유가금속성분의 분리회수를 위한 기술개발과 함유된 각종의 유해성분에 대한 환경오염 방지대책이 불충분한 실정이다.However, with the recent development of the recycling technology for the electric furnace steelmaking dust, the recycling of electric furnace steelmaking dust has only begun to be made, and iron (Fe), zinc (Zn) and lead (Pb) Development of technology for separation and recovery of valuable metal components and countermeasures against environmental pollution against various harmful components contained therein are insufficient.
또, 종래 전기로 더스트의 처리기술로는 구체적으로 전기로 더스트를 아스콘 제조시의 충진재로서 혼합하여 도로포장용으로 이용하거나, 또는 전기로 제강분진을 코크스와 혼합하여 로타리 킬른(Rotary Kiln) 또는 회전로상로(Rotary Hearth Furnace, 이하 'RHF'라고 함)라고 하는 환원로를 이용하여 환원배소하는 방법이 있다.Conventionally, as an electric furnace dust treatment technique, specifically, electric furnace dust is mixed as a filling material at the time of ascon production and used for road pavement, or electric furnace steel dust is mixed with coke to form a rotary kiln or a rotary kiln There is a method of reducing and roasting using a reduction furnace called a Rotary Hearth Furnace (RHF).
상기 방법 모두 전기로 제강분진을 고온의 환원분위기에서 환원배소하여, 분진 중의 아연성분과 저온 휘발성 물질들을 동시에 휘발시켜 환원로와 연결된 집진기에서 배가스와 함께 포집함으로서, 집진 더스트(이하, '조산화아연'이라 함)의 형태로 아연성분만을 주로 분리농축하여 회수하는 것을 특징으로 하고 있으며, 이는 아연성분의 일부를 회수한다는 점에서는 종래의 매립 혹은 아스콘 충진재로 사용하는 방법보다는, 발전된 처리방법이라고 할 수 있다.In both of the above methods, the electric furnace steel dust is reduced and roasted in a reducing atmosphere at a high temperature to collect the zinc component and the low-temperature volatile substances in the dust simultaneously, together with the exhaust gas in the dust collector connected to the reduction furnace, (Hereinafter, referred to as " zinc oxide "), in which zinc is mainly separated and concentrated and recovered. This is an advanced treatment method rather than a conventional method for reclaiming zinc or an ascon filler have.
그러나, 상기 로타리 킬른 공법에서 얻어지는 부산물인 예비환원철은, 문헌 'INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON EAF DUST RECYCLING FOR GREEN GROWTH (THE KOREAN INSTITUTE OF RESOURCES RECYCLING, 2009, 91 페이지)'에도 나타나 있는 바와 같이, 예비환원철의 내부에 함유된 철(Fe)성분의 환원율이 낮고 불순물이 많이 잔류하기 때문에, 이 예비환원철을 선철제조용 원료로 사용하기 위해서는 환원율을 향상시키는 방안을 강구하여야 한다.However, the preliminary reduced iron, which is a by-product obtained by the rotary kiln method, can not be used in the interior of the preliminary reduction iron as shown in the document " INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON EAF DUST RECYCLING FOR GREEN GROWTH (THE KOREAN INSTITUTE OF RESOURCES RECYCLING, Since the reduction ratio of the iron (Fe) contained therein is low and a large amount of impurities remain, a method of improving the reduction ratio should be considered in order to use this reduced iron as a raw material for producing pig iron.
또, 상기 RHF 공정을 이용한 방법으로 일본특허공개 제2009-52141호 및 제2009-079303호에는 전기로 분진으로 직접 단광(briquette)을 제조하여, 예비환원 공정을 거치지 않고, 바로 회전로상로(Rotary Hearth Furnace, 이하 'RHF'라고 함) 내부로 장입하여 예비환원철을 생산하는 방법이 기재되어 있다.Also, in the method using the RHF process, Japanese Patent Laid-Open Nos. 2009-52141 and 2009-079303 disclose a method in which direct briquette is produced with electric furnace dust, and a briquette is directly produced in a rotary furnace Rotary Hearth Furnace (hereinafter referred to as " RHF ") to produce preliminary reduced iron.
그러나 전기로 더스트 중에는, 앞서서 언급한 환원로의 조업온도 범위(약 1000℃ 내지 1350℃) 내에서 휘발하는 나트륨(Na)이나 칼륨(K)과 염소(Cl)성분 등과 같은 저온 휘발성 성분이 포함되어 있기 때문에, 상기 방법에서와 같이 전기로 더스트에서 바로 단광을 제조하여 RHF의 원료로 사용하는 경우 상기 저온 휘발성 성분들이 환원로의 조업안정성과 회수되는 조산화아연의 품질을 저하시키는 문제가 있다.However, electric furnace dust includes low-temperature volatile components such as sodium (Na), potassium (K), and chlorine (Cl) components that volatilize within the operating temperature range (about 1000 ° C. to 1350 ° C.) There is a problem that the low temperature volatile components reduce the stability of the operation of the reducing furnace and the quality of the recovered zinc oxide when the single light is directly produced from the electric furnace dust as in the above method and used as the raw material of the RHF.
즉, 저온 휘발성 성분은 장입원료 중의 1/2 정도가 환원로 내에서 휘발하여 배기가스와 함께 배출되고, 배기가스 성분의 온도저하 과정에서 미세한 고형물이 되어, 앞서서 설명한 조산화아연을 함유하는 더스트로 동시에 혼입되기 때문에, 더스트 중의 아연성분 함유율의 저하, 즉 품질저하를 야기하게 된다.That is, in the low-temperature volatile component, about one-half of the intestinal material is volatilized in the reducing furnace and discharged together with the exhaust gas, and becomes a fine solid material in the process of lowering the temperature of the exhaust gas component. They are mixed at the same time. Therefore, the zinc content in the dust is lowered, that is, the quality is lowered.
또, 저온 휘발성 성분의 1/2정도는 휘발하지 않고 환원로에서 배출되는 예비 환원철 중에 잔존하여, 연화 융착을 일으키는 등 예비환원로의 조업안정성을 크게 저해한다.
In addition, about 1/2 of the low-temperature volatile component remains in the preliminary reduced iron discharged from the reduction furnace without volatilization, resulting in soft melt fusion, which seriously hinders the operation stability of the preliminary reduction furnace.
본 발명은 함철아연 폐기물 단광을 예비환원로에서 환원배소할 때에 발생되는 조산화아연의 품위뿐만 아니라 환원로의 조업안정성을 획기적으로 향상시킴으로써, 경제적인 측면에서 생산성을 크게 개선시킬 수 있는, 함철아연 폐자원으로부터 철 및 아연의 회수방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention relates to a method for producing zinc oxide, which is capable of remarkably improving the stability of the reduction furnace as well as the quality of the zinc oxide generated when the single light of the zinc iron waste is reduced and roasted in the preliminary reducing furnace, And a method for recovering iron and zinc from waste resources.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 구현예에 따르면 철 및 아연을 포함하는 함철아연 더스트를 수세하는 단계; 상기 수세된 함철아연 더스트를 코크스, 무연탄, 흑연, 석탄 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 탄소계 환원제와, 물, 벤토나이트 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 바인더와 혼합하여 10mm 이하의 평균입도, 1.5 내지 3g/cm3의 벌크 밀도, 3 내지 8중량%의 수분함량, 및 5 내지 30kg/㎠의 건조압축강도를 갖는 단광을 제조하는 단계; 상기 단광을 로타리 킬른(Rotary Kiln)을 이용하여 150℃ 내지 200℃의 연소공기의 공급하에 1000℃ 이상의 온도에서 환원배소하여, 아연성분을 기상으로 분리하고 조산화아연으로서 회수하는 단계; 그리고 상기 조산화아연 회수 후 조산화아연이 분리되고 남은 예비환원철에 탄소계 환원제를 투입하고, 환원용융시켜 철 성분을 용융선철 및 용융 슬래그로서 회수하는 단계를 포함하는 함철아연 폐자원으로부터의 철 및 아연의 회수방법이 제공된다.To achieve the above object, according to an embodiment of the present invention, there is provided a method for manufacturing a zinc dust filter, comprising: washing a zinc dust containing iron and zinc; The washed zinc iron dust dust is mixed with a carbon-based reducing agent selected from the group consisting of coke, anthracite, graphite, coal and a mixture thereof, and a binder selected from the group consisting of water, bentonite and a mixture thereof to obtain an average particle size of 10 mm or less, Producing a single light having a bulk density of 1.5 to 3 g / cm 3 , a water content of 3 to 8 wt%, and a dry compressive strength of 5 to 30 kg / cm 2; Reducing and decomposing the single component in a gas phase at a temperature of 1000 ° C or higher under a supply of combustion air at 150 ° C to 200 ° C using a rotary kiln to recover the zinc component in the vapor phase and recovering it as zinc oxide; And recovering the iron component as molten pig iron and molten slag after the recovering of the zinc oxide, adding the carbon-based reducing agent to the remaining preliminary reduced iron after the removal of the crude zinc oxide, A method of recovering zinc is provided.
상기 함철아연 폐자원으로부터의 철 및 아연의 회수방법에 있어서, 상기 단광에 대한 환원배소시 로터리 킬른에 설치된 투탄(投炭)시스템을 통하여 탄소계 환원제를 추가로 투입하여 예비환원철의 환원율 및 아연성분의 회수율을 향상시키는 공정을 더 포함할 수 있다.In the method for recovering iron and zinc from waste iron zinc waste, a carbon-based reducing agent is further added through a coal-fired system installed in a rotary kiln during the reduction roasting for the single light to reduce the reduction ratio of the pre- And a step of increasing the recovery rate of the adsorbent.
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또, 상기 연소공기는 환원배소시에 발생하는 배가스 중의 폐열과의 열교환에 의해 가열된 것일 수 있다.In addition, the combustion air may be heated by heat exchange with waste heat in the exhaust gas generated during reduction and discharge.
또, 상기 예비환원철은 1200℃ 이상의 연화개시온도를 갖는 것일 수 있다.In addition, the preliminary reduced iron may have a softening start temperature of 1200 ° C or higher.
또, 상기 철 성분의 회수는, 탄소계 환원제가 투입된 예비환원철을 단열용기에 담은 후 800 내지 1000℃의 가열상태로 직접 환원전기로에 장입하여 환원용융시킴으로써 실시될 수 있다.The recovery of the iron component may be carried out by charging the preliminarily reduced iron into which the carbon-based reducing agent has been charged in a heat insulating container, charging the heated precursor directly into the reducing furnace under a heating condition at 800 to 1000 ° C,
또, 상기 함철아연 폐자원으로부터의 철 및 아연의 회수방법은, 상기 용융선철은 수쇄하여 쇼트 블라스트용 쇼트볼로, 그리고 용융슬래그는 수쇄하여 시멘트 원료로 자원화하는 단계를 더 포함할 수 있다.In addition, the method for recovering iron and zinc from the iron-zinc waste material may further comprise the step of recycling the molten pig iron to a shot ball for shot blasting and the molten slag to be recycled as a raw material for cement.
기타 본 발명의 구현예들의 구체적인 사항은 이하의 상세한 설명에 포함되어 있다.
Other details of the embodiments of the present invention are included in the following detailed description.
본 발명에 따른 함철아연 폐자원으로부터의 철 및 아연의 회수방법은, 철 및 아연을 포함하는 함철아연 폐기물 단광을 제조하여 예비환원로에서 환원배소할때 발생되는 조산화아연의 품위뿐만 아니라 환원로의 조업안정성을 획기적으로 향상시킴으로써, 경제적인 측면에서 생산성을 크게 개선시킬 수 있다.
The method of recovering iron and zinc from the iron-zinc waste material according to the present invention is characterized in that not only the quality of the zinc oxide generated when the iron oxide and the zinc single waste containing iron and zinc are reduced and roasted in the preliminary reducing furnace, The productivity can be greatly improved from the economic point of view.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 함철아연 폐자원으로부터의 철 및 아연의 회수방법을 실시하기 위한 장치의 개요도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic view of an apparatus for carrying out a method for recovering iron and zinc from a spent iron zinc waste material according to an embodiment of the present invention. FIG.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예를 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The present invention is capable of various modifications and various embodiments and is intended to illustrate and describe the specific embodiments in detail. It is to be understood, however, that the invention is not to be limited to the specific embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 함철아연 폐기물 단광을 예비환원로에서 환원배소할 때에 발생되는 조산화아연의 품위뿐만 아니라 환원로의 조업안정성을 획기적으로 향상시킴으로써, 경제적인 측면에서 생산성을 크게 개선시킬 수 있는, 철 및 아연을 함유하는 함철아연 폐자원으로부터의 철 및 아연의 회수방법이 제공된다.According to one embodiment of the present invention, productivity of zinc oxide is remarkably improved not only in the quality of zinc oxide generated when the single-shot zinc waste is reduced and roasted in the preliminary reducing furnace but also in the reducing furnace, A method of recovering iron and zinc from iron and zinc containing iron and zinc waste resources is provided.
구체적으로, 본 발명의 일 구현예에 따른 함철아연 폐자원으로부터의 철 및 아연의 회수방법은, 철 및 아연을 포함하는 함철아연 더스트를 수세하는 단계(단계 1); 상기 수세의 결과로 수세된 함철아연 더스트를 탄소계 환원제 및 바인더와 혼합하여 단광(Briquette)을 제조하는 단계(단계 2); 상기 단광을 로타리 킬른(Rotary Kiln)을 이용하여 150℃ 내지 200℃의 연소공기의 공급하에 1000℃ 이상의 온도에서 환원배소하여, 아연성분을 기상으로 분리하고 조산화아연으로서 회수하는 단계(단계 3); 그리고 상기 조산화아연 회수 후, 조산화아연이 분리되고 남은 예비환원철에 탄소계 환원제를 투입하고, 환원용융시켜 철 성분을 용융선철 및 용융 슬래그로서 회수하는 단계(단계 4)를 포함한다.Specifically, a method of recovering iron and zinc from a spent iron zinc waste material according to an embodiment of the present invention comprises: (1) washing the iron and zinc dust containing iron and zinc; A step (step 2) of producing a briquette by mixing the iron-zinc dust washed with water as a result of the flushing with the carbon-based reducing agent and the binder; The step of reducing and decomposing the zinc component in a gas phase and recovering the zinc component as zinc oxide (Step 3) by reducing and roasting the single-component light at a temperature of 1000 ° C or higher under a supply of combustion air at 150 ° C to 200 ° C using a rotary kiln, ; After the recovery of the zinc oxide, the step of adding the carbon-based reducing agent to the preliminary reduced iron remaining after the separation of the crude zinc oxide and reducing and melting the iron components is recovered as molten pig iron and molten slag (Step 4).
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 함철아연 폐자원으로부터의 철 및 아연의 회수방법을 실시하기 위한 장치의 개요도이다. 도 1은 본 발명을 설명하기 위한 일례일 뿐 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic view of an apparatus for carrying out a method for recovering iron and zinc from a spent iron zinc waste material according to an embodiment of the present invention. FIG. FIG. 1 is an illustration only for illustrating the present invention, and the present invention is not limited thereto.
이하 도 1을 참조하여 함철아연 폐자원으로부터의 철 및 아연의 회수방법을 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, a method of recovering iron and zinc from iron-zinc waste materials will be described in more detail with reference to FIG.
함철아연 폐자원으로부터 철 및 아연을 회수하기 위한 단계 1은 함철아연 폐자원으로서 함철아연 더스트를 수세하는 단계이다.Step 1 for recovering iron and zinc from the spent iron zinc waste is a step of washing the zinc sulfide dust as a spent iron zinc waste.
상기 함철아연 폐자원은 각종의 철강관련 제품들을 제조하는 과정에서 발생하는 전기로 제강더스트, 주강 및 주물더스트 또는 합금철더스트 등의 함철아연 더스트; 상기 더스트들의 슬러지 또는 아연도금 슬러지 등의 함철아연 슬러지; 또는 응고상태의 고강도 함철아연 덩어리 등일 수 있다. 본 발명은 이들 함철아연 폐자원 중에서도 함철아연 더스트에 대해 세정공정을 실시하는 것을 일 특징으로 한다.The iron-zinc waste material may be iron oxide zinc dust, such as electric furnace steel dust, cast steel and cast iron dust or alloy iron dust, which are generated in the course of manufacturing various steel-related products; A sludge of the dust or a zinc smelting sludge such as a zinc plating sludge; Or a high strength steaming zinc lump in a solidified state. The present invention is characterized in that a cleaning process is carried out on the iron-zinc dust among these iron-zinc waste materials.
구체적으로 각종의 철강관련 제품들을 제조하는 과정에서 발생되는 철 및 아연 함유 더스트(또는 함철아연 더스트)(2)는 전기로 더스트 호퍼(1)에 저장된 후, 회수 공정의 개시에 따라 설정된 함량으로 배출된다.Specifically, the iron and zinc-containing dust (or iron-containing zinc dust) 2 generated in the process of manufacturing various steel-related products is stored in the electric furnace dust hopper 1 and then discharged do.
상기 전기로 더스트 호퍼(1)로부터 배출된 함철아연 더스트(3)는 예비환원로에 장입 전 수세된다.The
상기 함철아연 더스트(3)에 대한 수세공정은, 함철아연 더스트(3)를 물로 세척함으로써 실시될 수 있다. 구체적으로 상기 수세공정은 함철아연 더스트와 물을 혼합, 교반하는 수세장치(4)를 이용하여 실시될 수 있다.The washing process for the
이와 같은 수세 공정에 의해 함철아연 더스트 내 포함된 나트륨(Na)과 칼륨(K) 및 염소(Cl) 등의 수용성 성분이 물에 용해되어 제거되게 된다. 이에 따라 후속의 공정에서 제조되는 단광 중의 불순물 농도가 저하되고, 그 결과, 단광을 원료로 환원배소하는 공정에서 발생하는 가스를 집진하여 얻어지는 조산화아연의 불순물 농도가 감소되어 고순도의 조산화아연이 회수될 수 있다. 또, 함철아연 더스트에 대한 수세 공정은 예비환원철의 연화개시온도를 증가시켜 환원로에서의 조업을 안정화시킬 수 있다.The water (Na), potassium (K), and chlorine (Cl) contained in the iron-containing zinc dust are dissolved and dissolved in the water by the washing process. As a result, the impurity concentration of the zinc oxide obtained by collecting the gas generated in the step of reducing and roasting the single light to the raw material is reduced, and the high purity zinc oxide Can be recovered. In addition, the washing process for the zinc iron dust can increase the softening start temperature of the preliminarily reduced iron to stabilize the operation in the reducing furnace.
이어서 상기와 같은 수세 공정을 거친 함철아연 더스트에 대해 더스트내 수분을 제거하기 위한 탈수 및 건조 공정 중 1 이상의 공정이 선택적으로 더 실시될 수도 있다. 함철아연 더스트내 수분 함량이 높을 경우 예비환원로(32)에서의 열효율이 저하될 우려가 있다.Then, one or more of the dewatering and drying processes for removing moisture in the dust may be selectively performed on the zinc dust after the washing process. If the moisture content in the zinc dust is high, the thermal efficiency in the
상기 탈수 및 건조 공정은 통상의 방법에 따라 실시될 수 있다. 구체적으로, 수용성 성분이 제거된 함철아연 더스트(3)는 탈수기(5), 탈수 케이크(6) 및 건조기(7)를 통해 탈수 및 건조된 후 저장호퍼(22)에 저장된다.The dewatering and drying process may be carried out according to a conventional method. Specifically, the iron
한편, 함철아연 더스트에 대한 세척 후의 수세 폐액(8) 및 탈수 여과액(9)에는 나트륨(Na), 칼륨(K), 염소(Cl) 성분 외에 수용성의 중금속 성분도 포함되어 있기 때문에, 폐수처리장치(10)에서 최종적으로 처리된 후 방류 또는 재사용된다.On the other hand, since the water-
다음으로, 단계 2는 상기 단계 1의 결과로 수세된 함철아연 더스트(11)를 탄소계 환원제 및 바인더와 혼합하여 단광을 제조하는 단계이다.Next, step 2 is a step of mixing monochromic zinc dust 11 washed with water as a result of step 1 above with a carbon-based reducing agent and a binder to produce monochromatic light.
상기 탄소계 환원제(26) 및 바인더(27-2)는 각각의 저장 호퍼(25)에 저장되었다가 수세된 함철아연 더스트(11)의 함량에 따라 적절히 조절된 함량으로 배출되어 혼합된다.The carbonaceous reducing
이때 상기 탄소계 환원제(26)로는 코크스, 무연탄, 흑연, 석탄 등이 사용될 수 있으며, 이들 중 1종 단독으로 또는 2종 이상의 혼합물이 사용될 수 있으며, 단광으로부터 회수할 아연 및 철의 환원율을 고려하여 수세된 함철아연 더스트 100중량부에 대하여 5 내지 20중량부, 바람직하게는 5 내지 15중량부로 사용되는 것이 좋다.As the carbon-based reducing
또, 상기 탄소계 환원제(26)는 그 형상 또는 크기가 특별히 한정되는 것은 아니나, 1mm 이하의 평균입도를 갖는 것이 단광으로부터 회수할 아연 및 철의 환원을 최적화할 수 있어 바람직하다.The shape or size of the carbonaceous reducing
또, 상기 바인더로는 물, 벤토나이트 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 것이 사용될 수 있다. 상기 바인더는 단광으로부터 회수할 아연 및 철의 환원율을 고려할 때 수세된 함철아연 더스트 100중량부에 대하여 5 내지 20중량부, 바람직하게는 5 내지 16중량부로 사용되는 것이 바람직할 수 있다.The binder may be selected from the group consisting of water, bentonite, and mixtures thereof. It is preferable that the binder is used in an amount of 5 to 20 parts by weight, preferably 5 to 16 parts by weight, based on 100 parts by weight of washed zinc iron dust, considering the reduction ratio of zinc and iron to be recovered from single light.
한편, 상기 수세된 함철아연 더스트(11)와 탄소계 환원제(26) 및 바인더(27-2)의 혼합시 선택적으로 석회석, 생석회 등 1종 이상의 슬래그 성분 조정제(24)가 도입될 수도 있다.On the other hand, at least one kind of slag
상기 슬래그 성분 조정제는 1mm 이하의 평균 입도를 갖는 것이 바람직하며, 또 수세된 함철아연 더스트 100중량부에 대하여 5 내지 20중량부, 바람직하게는 10 내지 20중량부로 사용되는 것이 단광으로부터 회수할 아연 및 철의 환원을 최적화할 수 있어 좋다.The slag component adjusting agent preferably has an average particle size of 1 mm or less and is used in an amount of 5 to 20 parts by weight, preferably 10 to 20 parts by weight, based on 100 parts by weight of the washed iron zinc dust, It is good to be able to optimize the reduction of iron.
상기 수세된 함철아연 더스트(11)와 탄소계 환원제(26) 및 바인더(27-2)의 혼합시, 각종의 철강관련 제품들을 제조하는 과정에서 발생하는 함철아연 폐자원으로서 함철아연 슬러지, 아연도금 슬러지 또는 응고상태의 고경도 함철아연 더스트 펠렛 중 1종 이상의 함철아연 폐자원을 도입하는 공정이 선택적으로 더 실시될 수도 있다.Zinc iron sludge, zinc plated steel sheet and the like, which are generated during the process of manufacturing various steel-related products when the washed iron-zinc dust 11 is mixed with the carbon-based reducing
이때 추가 도입되는 함철아연 폐자원은 수세된 함철아연 더스트 100중량부에 대하여 10 내지 100중량부로 도입되는 것이 바람직할 수 있다.In this case, it is preferable that 10 to 100 parts by weight of the spent iron zinc waste material is introduced into 100 parts by weight of washed zinc iron dust.
또, 함철아연 슬러지와 같이 추가 도입되는 함철아연 폐기물 중에 수분이 많을 경우 수세된 함철아연 더스트와 혼합하기 전 예비처리로서 건조공정이 실시되는 것이 환원로의 열효율 저하를 방지하여 경제성을 높일 수 있어 보다 바람직할 수 있다. 또, 추가 도입되는 함철아연 폐기물 중에 폐기물 배출업체에서 운반의 편의성을 위하여 바인더만 첨가하여 고형화한 함철아연 더스트 펠렛의 경우, 그 상태로 수세된 함철아연 더스트와 혼합하여 단광을 제조하면 강도가 저하될 수 있으므로, 수세된 함철아연 더스트와 혼합하기 전에 예비처리로서 분쇄공정이 실시되는 것이 바람직할 수 있다.In addition, when the iron oxide zinc waste is added in the same way as the iron oxide zinc sludge, the drying process is performed as preliminary treatment before mixing with the iron oxide zinc dust, which is washed with water, to prevent reduction in thermal efficiency of the reducing furnace, Lt; / RTI > Further, in the case of the iron oxide zinc dust pellets which are solidified by addition of a binder only for the convenience of transportation in the waste disposal company, the strength is lowered when mixed with the washed iron zinc dust in the state, , It may be preferable to carry out the pulverizing process as a pretreatment before mixing with the washed iron zinc dust.
구체적으로, 수분 함량이 높은 고수분의 함철아연 슬러지(13)는 수세된 함철아연 더스트와의 혼합 전 예비처리로서 건조기(14)에서 수분 제거 공정이 실시되고, 또 단단한 괴상의 함철아연 더스트 펠렛(16)은 혼합전 예비처리로서 분쇄기(17)를 이용한 분쇄 공정이 실시된 후 수세된 함철아연 더스트, 탄소계 환원제 및 바인더와 혼합될 수 있다.Specifically, the high-moisture content
수세한 후에 건조된 함철아연 더스트(11), 건조 슬러지(18), 분쇄 더스트(19), 슬래그 성분 조정제(24), 탄소계 환원제(26), 및 바인더(27-2)는 각각의 저장호퍼(20, 21, 22, 23, 25, 27)에 저장된 후 설정된 양으로 배출되어 계량장치(27)에서 정밀하게 계량혼합된다.The dried iron-zinc dust 11, the dried
또, 상기와 같은 계량혼합 공정 후, 함철아연 더스트 및 분말상의 탄소계 환원제 등을 포함하는 혼합물을 그대로 밀폐형 환원로에 직접 투입할 경우, 분진 입자들이 비산되어 산화아연의 환원을 방해하고, 또한 비산된 분진 입자들이 응축기에 유입되어 금속 아연의 회수율을 저하시킬 수 있다. 이에 따라 상기 계량혼합 공정 후 수득된 혼합물을 믹싱형 펠레타이저(mixing pelletizer)(29)를 이용하여 미니펠렛(mini-pellet) 형태로 성형하는 성형 공정 및 건조기(31)을 이용하여 성형된 미니펠렛이 적절한 수분함량 및 건조압축 강도를 갖도록 하기 위한 건조 공정이 선택적으로 더 실시될 수 있다.When the mixture containing the iron-based zinc dust and the powdery carbon-based reducing agent is directly introduced into the closed reduction furnace after the above-described metering and mixing step, the dust particles are scattered to interfere with the reduction of the zinc oxide, Dust particles entering the condenser may lower the recovery rate of metal zinc. Thus, the mixture obtained after the metering and mixing process is formed into a mini-pellet shape by using a mixing
상기와 같은 공정에 의해 제조된 단광은 구체적으로는 10mm 이하의 평균입도, 바람직하게는 1 내지 10mm의 평균입도를 갖는 것이 좋다. 또, 상기 단광은 1.5 내지 3g/cm3의 벌크 밀도 및 3 내지 8중량% 범위의 수분함량을 갖는 것이 바람직할 수 있다. 또, 상기 단광은 5 내지 30 kg/㎠ 범위의 건조압축강도를 갖는 것이 바람직할 수 있다. 상기와 같은 평균입도, 벌크 밀도, 수분함량 및 건조 압축 강도를 가질 때, 후속 공정에서의 취급성이 우수하고, 또 환원배소 공정에서 요구되는 충분한 강도와 기공도, 그리고 수분 및 건조 소성 변화에 따른 용적 안정성이 우수하다.Specifically, the single light produced by the above process preferably has an average particle size of 10 mm or less, and preferably an average particle size of 1 to 10 mm. In addition, the Briquetting is to be preferred having a water content of from 1.5 to 3g / cm 3 and a bulk density of 3 to 8% by weight of. It is also preferable that the single light has a dry compressive strength in the range of 5 to 30 kg / cm 2. When the average particle size, the bulk density, the moisture content and the dry compressive strength are as described above, the handling property in the subsequent process is excellent, and the sufficient strength and porosity required in the reducing and roasting process, Excellent volume stability.
다음으로, 단계 3은 상기 단계 2에서 수득한 단광을 환원배소하고, 아연을 조산화아연의 형태로 회수하는 단계이다.Next,
상기 환원배소 공정은 상기 단계 2에서 수득한 단광을 직접 로타리 킬른(Rotary Kiln)의 예비환원로(33)에 장입한 후, 150 내지 200℃의 연소공기의 공급하에 1000℃ 이상, 또는 1000 내지 1500℃의 온도로 가열함으로써 실시될 수 있다.In the reducing and roasting step, the single light obtained in the step 2 is charged directly into the rotary kiln's preliminary reducing
이와 같은 환원배소 공정 중에, 단광에서 아연(Zn), 납(Pb), 염소(Cl) 등과 같은 저온 휘발성 성분이 분리되게 된다. 예비환원로(33)에서 발생하는 저온 휘발성 성분들의 배가스는 배가스 배출구(38)를 통과한 후 활성탄(Acitive Carbon)이 내장된 집진기(39)에서 정화되고 굴뚝(42)에서 대기 중으로 방출될 수 있다. 이때, 집진기(39)에서 포집된 더스트(40)는 고농도의 아연 성분을 포함하는 조산화아연이다. 회수된 조산화아연은 저장호퍼(41)에 저장된 후, 이후 통상의 아연 제련 공정을 통해 금속아연으로 회수될 수 있다. 한편 구체적으로는 고순도 산화아연을 만드는 산화킬른에서 포집된 염화물을 백필터로 포집한 후, 철환원 휘발기술을 이용하여 고순도 산화아연을 금속아연으로 제조할 수도 있다.During such a reduction roasting process, low-temperature volatile components such as zinc (Zn), lead (Pb), and chlorine (Cl) are separated from the single light. The exhaust gas of the low-temperature volatile components generated in the
한편, 조산화아연을 분리한 후 남은 잔사, 즉 아연성분이 기상으로 분리되어 제거된 후 남은 잔사(이하, '예비환원철'이라 한다) 중에는 금속 철 및 철 산화물과 함께, 맥석성분 및 잔류 중금속 등을 포함하는 부산물이 포함되어 있다. EH, 상기 예비환원철은 앞서 수세 공정으로 인해 증가된 연화개시온도를 갖는다. 구체적으로 상기 예비환원철은 1200℃ 이상, 혹은 1230℃ 이상의 연화개시온도를 갖는다.On the other hand, among the residues remaining after the separation of the crude zinc oxide, that is, the residues after the zinc component is separated and removed in the vapor phase (hereinafter referred to as the 'preliminary reduced iron'), the gangue component and residual heavy metals By-product, which includes the < RTI ID = 0.0 > EH, the preliminarily reduced iron has an increased softening initiation temperature due to the previous wash process. Specifically, the preliminary reduced iron has a softening initiation temperature of 1200 ° C or higher, or 1230 ° C or higher.
다만, 예비환원로에서의 철산화물의 환원율은 약 30%로 낮기 때문에, 이 상태로 후속 공정을 위한 용융환원전기로(45)에 장입시키면 환원에 소요되는 반응시간과 에너지가 과량으로 소모되고, 후단 공정에서 다양한 조업장애가 발생할 수 있다. 이에 따라 예비환원로인 로터리킬른의 예비환원철 배출구 측에 투탄(投炭) 시스템(34-2)으로서 탄소계 환원제의 투입구를 설치하여 조업 상황에 따라 탄소계 환원제를 추가로 더 투입할 수 있다. 이렇게 함으로써 아연성분의 회수율을 높이고, 산화철 등의 예비환원철의 환원율도 70%까지 향상시킬 수 있으며, 후속 공정인 용융환원전기로에서의 조업안정성도 크게 개선시킬 수 있다.However, since the reduction ratio of the iron oxide in the preliminary reduction furnace is low at about 30%, when it is charged into the
이에 따라 상기 함철아연 폐자원으로부터의 철 및 아연의 회수방법은, 조산화아연 회수 후 조산화아연이 분리되고 남은 예비환원철(43)에 대한 탄소계 환원제의 추가 투입 공정을 더 포함할 수 있다. 상기 탄소계 환원제는 앞서 설명한 것과 동일한 것을 사용할 수 있으며, 추가 투입량은 예비환원철의 환원률에 따라 적절히 조절될 수 있다.Accordingly, the method of recovering iron and zinc from the spent iron zinc waste may further include a step of additionally adding the carbon-based reducing agent to the preliminary reduced iron (s) 43 remaining after the zinc oxide is recovered after the recovery of the zinc oxide. The carbon-based reducing agent may be the same as described above, and the additional amount of the carbon-based reducing agent may be appropriately adjusted according to the reduction ratio of the preliminary reduced iron.
또, 상기 예비환원로의 열원 공급을 목적으로 액화천연가스(LNG)를 연료로 사용하는 LNG 버너(34)가 사용될 수 있다.An
다만, LNG 연소공기로서 저온의 대기공기를 사용할 경우 열효율과 LNG 연소효율이 낮아질 우려가 있으므로, 가열공기를 사용하여 열효율과 LNG 연소효율을 증가시키는 것이 바람직하다. 이를 위해 예비환원로(Rotary Kiln)(33)에서 배출되는 배가스(600℃ 내지 900℃)가 통과하는 더스트 챔버(Dust Chamber) (36) 내부에 폐열회수 및 열교환에 의한 2차 연소공기 예열시스템으로서, 파이프형(C-276소재) 열교환기를 설치하고 LNG 연소용 공기를 통과시킴으로써 LNG 연소용 공기를 150 내지 200℃로 열교환 가열하고, 이를 LNG 버너(34)에 공급하는 것이 바람직할 수 있다. 이와 같이 가열된 연소공기를 공급함으로써 예비환원로(Rotary Kiln)(33)의 열효율과 연소효율을 크게 향상시킬 수 있다. 또, 상기 폐열회수 및 열교환에 의한 2차 연소공기 예열시스템과 함께 선택적으로 산소부화공급 시스템을 설치하여 더욱 효율을 증대시킬 수 있다.However, when low-temperature atmospheric air is used as the LNG combustion air, the thermal efficiency and the LNG combustion efficiency may be lowered. Therefore, it is desirable to increase the thermal efficiency and the LNG combustion efficiency by using the heated air. To this end, a secondary combustion air preheating system by waste heat recovery and heat exchange is provided in a
이어서 단계 4에서는 조산화아연 회수 후 조산화아연이 분리되고 남은 예비환원철(43)로부터의 철 성분 회수를 위한 용융환원 공정이 실시된다. 이때에 예비환원철에 잔류하는 2 내지 4%의 잔류아연성분도 조산화아연의 형태로 추가로 모두 회수될 수 있다.Subsequently, in
구체적으로는 상기 용융환원 공정은 조산화아연 회수 후 조산화아연이 분리되고 남은 예비환원철(43)을 단열용기에 모은 후 800℃ 내지 1000℃의 가열상태로 직접 환원전기로(45)에서 장입시킴으로써 실시될 수 있다.Specifically, in the melting and reducing process, the zinc oxide after the recovery of the zinc oxide is separated and the remaining preliminary reducing iron (43) is collected in the heat insulating container, and then charged in the direct reducing electric furnace (45) in a heating state at 800 to 1000 ° C .
또, 상기 예비환원철(43)과 함께 탄소계 환원제 및 선택적으로 슬래그 성분 조정제가 혼합되어 용융환원전기로(45)에 도입될 수 있다.In addition, the carbon-based reducing agent and optionally the slag component adjusting agent may be mixed with the preliminary reduced iron (43) and introduced into the melting and reducing furnace (45).
상기 탄소계 환원제 및 슬래그 성분 조정제는 앞서 설명한 것과 동일한 것일 수 있다. 또 상기 탄소계 환원제 및 슬래그 성분 조정제는 각각 1mm 이하, 바람직하게는 각각 0.5 내지 1mm의 평균입도를 갖는 것이 좋으며, 혼합 균질성 면에서 탄소계 환원제 및 성분 조정제는 동일한 입자크기를 갖는 것이 보다 바람직할 수 있다. 또 상기 탄소계 환원제 및 슬래그 성분 조정제는 예비환원철 100중량부에 대하여 각각 5 내지 15중량부, 바람직하게는 5 내지 10중량부로 사용되는 것이 철 성분의 환원 최적화를 고려할 때 바람직하다.The carbon-based reducing agent and the slag component adjusting agent may be the same as those described above. It is preferable that the carbon-based reducing agent and the slag component adjusting agent each have an average particle size of 1 mm or less, preferably 0.5 to 1 mm each, and it is more preferable that the carbon-based reducing agent and the component adjusting agent have the same particle size have. It is preferable that the carbon-based reducing agent and the slag component adjusting agent are used in an amount of 5 to 15 parts by weight, preferably 5 to 10 parts by weight, based on 100 parts by weight of the preliminary reduced iron, considering reduction optimization of the iron component.
특히 함철순도가 높은 주강 더스트, 주물더스트 또는 밀스케일 등의 경우에는 탄소계 환원제만을 첨가하여 단광을 제조한 후 예비환원로에서 배출되는 고온의 예비환원철에 첨가하여 예열된 상태로 환원전기로에 장입하여 가열,환원 및 용융시키는 것이 보다 바람직할 수 있다.In particular, in the case of cast steel dust having a high purity of cast iron, casting dust, or mill scale, only a carbon-based reducing agent is added to produce monochromatic light, and then added to preheated reduced iron at high temperature discharged from the preliminary reducing furnace, It may be more preferable to heat, reduce and melt.
또, 상기 환원전기로(45)에는 전기로 내의 고온 배기가스의 연소를 위한 연소공기(46)가 공급되게 된다.In addition, the reducing
또, 상기 환원전기로(45)의 종류는 특별히 한정되지 않으며, 구체적으로는 유도 가열형 전기로 또는 Arc 가열형 환원전기로 타입일 수 있다.The type of the reduction
상기 환원전기로(45)에서는 배기가스가 발생되며, 발생된 배기가스는 집진기(39)에서 정화되어 역시 연돌(42)을 통해 방출된다.An exhaust gas is generated in the reducing
한편, 환원전기로(45)의 내부에서는 용융 환원의 결과로 철이 용융선철(Pig iron)(47)과 용융슬래그(52)로서 회수된다.On the other hand, in the reducing
상기 용융선철(47)은 환원전기로(45)에서 출탕된 후 주선기(Ingot casting)(48)에서 일정한 형상으로 냉각, 성형되어 잉곳트 주철 또는 주괴(Ingot)(49)가 되며, 이후 각종의 철강제품 제조를 위한 원료로 이용되거나, 또는 환원전기로(45)에서 출탕되어 외부에 설치된 급냉수쇄설비(water blowing)(50)에 의해 쇼트볼 형태의 입자형 선철(Pig Iron Ball)로 가공되어 쇼트 블라스트(Shot Blast)용 또는 각종의 철원으로 이용될 수 있다.The
한편, 환원전기로(45) 내부의 용융슬래그(52)는 환원전기로에서 출탕되어 슬래그공냉장치(53)에서 서냉되어 도로포장용 로반재 등으로 이용되거나, 또는 환원전기로의 외부에 설치된 급냉 수쇄설비(water blowing)(55)에서 수쇄슬래그(56)로 제조되어 시멘트 원료로 이용될 수 있다.On the other hand, the
이에 따라 본 발명에 따른 함철아연 폐자원으로부터의 철 및 아연의 회수방법은, 예비환원철로부터 회수된 상기 용융선철은 수쇄하여 쇼트 블라스트용 쇼트볼로, 그리고 용융슬래그는 수쇄하여 시멘트 원료로 자원화하는 단계를 더 포함할 수 있다.Accordingly, the method of recovering iron and zinc from the iron-zinc waste material according to the present invention is characterized in that the molten pig iron recovered from the preliminary reduced iron is recovered and converted into a short ball for shot blasting and the molten slag is recovered to be a cement raw material As shown in FIG.
상기와 같은 방법에 의해 함철원료 폐기물로부터 아연(Zn)성분은 조산화아연의 형태로 분리회수할 수 있고, 또 철(Fe) 성분은 상기 조산화아연의 분리 회수 후 남은 잔사로서 예비환원철을 환원 용융함으로써 용융선철 및 용융슬래그로서 회수할 수 있다. 또 상기 방법은 함철아연의 단광을 제조하기 전에 미리 전기로 더스트를 수세함으로써 수용성의 저온휘발성분을 제거할 수 있어서 환원로의 조업안정성과 회수되는 조산화아연의 품질을 경제적으로 향상시킬 수 있다. 또, 상기 방법은 예비환원철을 완전히 무해화할 수 있을 뿐만 아니라, 경제적인 측면에서 생산성을 크게 개선시킬 수 있다. 또 상기 방법은 환원배소로에서 발생하는 배가스 중의 폐열을, 집진기와 환원배소로 사이에 설치한 더스트 챔버(Dust chamber, 열교환기 내장)에서 회수하여, 환원배소로의 LNG연소용 공기가열에 이용함으로서 열소효율을 향상시킨다.The zinc (Zn) component can be separated and recovered in the form of zinc oxide from the spent steel raw material waste by the above-mentioned method, and the iron (Fe) component is reduced and re- And can be recovered as molten pig iron and molten slag by melting. In addition, this method can remove water-soluble low-temperature volatiles by washing the electric furnace dust beforehand for producing monochromatic zinc chloride, which can economically improve the operation stability of the reducing furnace and the quality of the recovered zinc oxide. In addition, the above method can completely detoxify the preliminary reduced iron, and can greatly improve the productivity in terms of economy. In the method, waste heat in the exhaust gas generated in the reducing furnace is recovered in a dust chamber (a built-in heat exchanger) provided between the dust collector and the reducing furnace, and used for heating the LNG combustion air in the reducing furnace Improves heat efficiency.
이하, 구체적인 실시예에 의하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 하기의 실시예는 본 발명을 구체적으로 예시하는 것일 뿐이며, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to specific examples. However, the following examples are merely illustrative of the present invention, and the contents of the present invention are not limited by the following examples.
실시예Example
도 1에 제시된 함철아연 폐기물로부터의 철 및 아연을 회수하기 위한 장치를 이용하여, 함철아연 더스트를 세정 장치에서 물과 혼합하여 세척한 후, 세척된 함철아연 더스트 100중량부에 대하여, 고수분 슬러지를 건조한 슬러지 건조 더스트 50중량부, 괴상의 응고 더스트를 분쇄한 분쇄 더스트 50중량부, 석회석(평균 입도: 1mm) 15중량부, 탄소계 환원제 분말(평균입도: 1mm) 10중량부 및 바인더로서 물 및 벤토나이트를 각각 6중량부씩 혼합하고, 성형 공정을 통해 미니펠렛(mini-pellet) 형상의 단광을 제조하였다. 이때 제조된 단광은 10mm의 평균입도, 2~3g/cm3의 벌크 밀도, 3~6중량% 범위의 수분함량 및 20kg/㎠의 건조압축 강도를 가졌다.1, iron oxide and zinc were recovered from the spent iron zinc waste by mixing the iron oxide zinc dust with water in a washing device, and then, with respect to 100 parts by weight of washed iron oxide zinc dust, 50 parts by weight of pulverized coal dust, 50 parts by weight of pulverized coal dust, 15 parts by weight of limestone (average particle size: 1 mm), 10 parts by weight of carbonaceous reductant powder (average particle size: 1 mm) And bentonite were mixed in an amount of 6 parts by weight, respectively, and a mini-pellet-shaped single light was produced through a molding process. The produced single light had an average particle size of 10 mm, a bulk density of 2 to 3 g / cm 3 , a water content in the range of 3 to 6 wt% and a dry compressive strength of 20 kg / cm 2.
상기에서 제조한 단광을 예비 환원배소로의 역할을 하는 로터리 킬른 타입의 예비환원로에 장입하고, 160℃로 가열된 연소공기의 공급 하에 1150℃의 온도에서 환원 배소하였다. 이때 환원배소시에 발생하는 배가스 중의 폐열과의 열교환에 의해 LNG 연소용 2차공기를 160℃로 가열하여 공급하였으며, 또 환원배소 중에 발생하는 배가스를 집진기를 통해 포집하여 조산화아연으로서 아연성분을 회수하였다. 상기 조산화아연이 분리 후 남은 잔사로서 예비환원철을 석회석(평균입도:1.0mm) 및 탄소계 환원제로서 코크스 분말(평균입도:1.0mm)와 함께 혼합한 후 단열용기에 담아 800℃ 내지 1000℃의 가열된 상태로 환원전기로에 직접 장입하고, 연소가스의 공급하에 환원용융을 실시하였다. 이때 석회석 및 코크스는 예비환원철 100중량부에 대하여 각각 7중량부로 사용하였다. 그 결과로 용융 선철 및 용융 슬래그로서 철 성분을 회수하였다.The single light thus prepared was charged into a rotary kiln-type preliminary reducing furnace serving as a preliminary reducing furnace, and reduced and roasted at a temperature of 1150 캜 under the supply of combustion air heated to 160 캜. The secondary air for LNG combustion was heated to 160 ° C by heat exchange with the waste heat in the exhaust gas generated in the reducing exhaust gas, and the exhaust gas generated during the reduction roasting was collected through a dust collector to remove zinc components Respectively. The preliminarily reduced iron is mixed with limestone (average particle size: 1.0 mm) and coke powder (average particle size: 1.0 mm) as a carbonaceous reducing agent as a residue remaining after separation of the crude zinc oxide, Directly charged into a reducing electric furnace in a heated state, and subjected to reduction melting under the supply of combustion gas. At this time, limestone and coke were used in an amount of 7 parts by weight based on 100 parts by weight of the preliminary reduced iron. As a result, iron components were recovered as molten pig iron and molten slag.
비교예Comparative Example
상기 실시예에서 함철아연 더스트에 대한 세정 공정을 실시하지 않는 것을 제외하고는 상기와 동일한 방법으로 실시하여 아연 및 철을 회수하였다.In the above example, zinc and iron were recovered in the same manner as described above, except that the cleaning process for the iron-zinc dust was not performed.
시험예Test Example
상기 실시예 및 비교예에서와 같이 함철아연 더스트의 수세유무에 따른 품위변화 및 유가물 회수량의 변화를 평가하였다. 그 결과를 하기 표 1 및 2에 각각 나타내었다.As in the above examples and comparative examples, the change in grade and the change in the recovered yield of cast iron zinc dust were evaluated according to the presence or absence of washing. The results are shown in Tables 1 and 2, respectively.
(유/무)Suesse
(The presence or absence)
더스트Electric furnace
Dust
상기 표 1 및 2에 나타난 바와 같이, 함철아연 더스트에 대한 수세 유무가 환경적 측면에 미치는 영향은 거의 차이가 없었으나, 수세를 실시할 경우 조산화아연의 품위가 더욱 증가하였다.
As shown in Tables 1 and 2, there was almost no difference in the effect of washing on the environmental aspects between the zinc dust and the zinc dust, but the quality of the zinc oxide was further increased by washing with water.
추가적으로, 함철아연 더스트의 수세에 의한 예비환원철의 연화개시온도 변화를 조사하였다. 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.
In addition, changes in the softening initiation temperature of the preliminarily reduced iron by washing with water of zinc iron dust were investigated. The results are shown in Table 3 below.
상기 표 3에 나타난 바와 같이, 수세 실시 여부에 따른 예비환원철의 연화온도 변화를 조사한 결과, 수세를 실시할 경우 연화개시온도가 상승하였으며, 그 결과로 환원로의 조업이 대단히 안정화됨을 확인할 수 있었다.As shown in Table 3, when the softening temperature of the preliminarily reduced iron was varied depending on whether or not the washing was carried out, it was confirmed that the softening start temperature was increased when washing with water, and as a result, the operation of the reducing furnace was remarkably stabilized.
이상, 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.
It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit of the invention as set forth in the appended claims. The present invention can be variously modified and changed by those skilled in the art, and it is also within the scope of the present invention.
1 : 전기로 더스트 호퍼 2, 3 : 함철아연 더스트
4 : 수세장치 5 : 탈수기
6 : 탈수 케이크 7, 14 : 건조기
8 : 수세폐액 9 : 탈수 여과액
10: 폐수처리장치 11: 함철아연 더스트(수세건조)
12: 고수분 함철아연 슬러지 호퍼 13: 고수분 함철아연 슬러지
15: 함철아연 더스트 펠렛 호퍼 16: 함철아연 더스트 펠렛
17: 분쇄기 18: 건조 슬러지
19: 분쇄 더스트 20: 분쇄 더스트 호퍼
21: 건조 슬러지 호퍼 22: 수세건조 함철아연 더스트 호퍼
23: 성분 조정제 호퍼 24: 성분 조정제
25: 탄소계 환원제 호퍼 26: 탄소계 환원제
27: 바인더호퍼 27-2: 바인더
28: 계량혼합장치 29: 단광제조설비
30: 단광 31: 단광건조기
32: 단광이송설비 33: 예비환원로
34: LNG 버너 34-2:투탄(投炭)설비
35: 예비환원철 운반설비 36: 더스트 챔버(열교환기)
37: 열풍 이송관 38: 배가스 덕트
39: 집진기 40: 조산화아연
41: 조산화아연 호퍼 42: 연돌
43: 예비환원철 44: 예비환원철 호퍼
45: 용융환원전기로 46: 연소공기
47: 용융 선철 48: 주선기
49: 주괴 50: 급냉수쇄설비
51: 입자형 선철 52: 용융슬래그
53: 슬래그 공냉장치 54: 서냉 슬래그
55: 급내수쇄설비 56: 수쇄 슬래그1: electric furnace dust hopper 2, 3: iron zinc dust
4: flushing device 5: dehydrator
6: dehydrated cake 7, 14: dryer
8: Washing water waste solution 9: Dehydrated filtrate
10: wastewater treatment apparatus 11: zinc iron dust (washing and drying)
12: High-salt zinc sludge hopper 13: High-water zinc sludge
15: Ham Cheol Zinc Dust Pellet Hopper 16: Ham Iron Zinc Dust Pellet
17: Grinder 18: Dry sludge
19: crushed dust 20: crushed dust hopper
21: Drying sludge hopper 22: Washing and drying dry zinc dust hopper
23: component adjusting agent hopper 24: component adjusting agent
25: Carbon-based reducing agent hopper 26: Carbon-based reducing agent
27: Binder hopper 27-2: Binder
28: Metering and mixing device 29: Single light manufacturing facility
30: Single light 31: Single light dryer
32: single light transport facility 33: preliminary reducing furnace
34: LNG burner 34-2: coal-fired plant
35: Preliminary reduced iron conveying facility 36: Dust chamber (heat exchanger)
37: Hot air transfer pipe 38: Flue gas duct
39: dust collector 40: zinc oxide
41: zinc oxide hopper 42: stack
43: preliminary reducing iron 44: preliminary reducing iron hopper
45: Melting reduction furnace 46: Combustion air
47: molten pig iron 48:
49: ingot 50: rapid quenching plant
51: Particle type pig iron 52: Melted slag
53: slag air cooling device 54: slowly cooled slag
55: Water-proofing equipment 56: Water-cooled slag
Claims (13)
상기 수세된 함철아연 더스트를 코크스, 무연탄, 흑연, 석탄 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 탄소계 환원제와, 물, 벤토나이트 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 바인더와 혼합하여 10mm 이하의 평균입도, 1.5 내지 3g/cm3의 벌크 밀도, 3 내지 8중량%의 수분함량, 및 5 내지 30kg/㎠의 건조압축강도를 갖는 단광을 제조하는 단계;
상기 단광을 로타리 킬른(Rotary Kiln)을 이용하여 150℃ 내지 200℃의 연소공기의 공급하에 1000℃ 이상의 온도에서 환원배소하여, 아연성분을 기상으로 분리하고 조산화아연으로서 회수하는 단계; 그리고
상기 조산화아연 회수 후, 조산화아연이 분리되고 남은 예비환원철에 탄소계 환원제를 투입한 후, 환원용융시켜 철 성분을 용융선철 및 용융 슬래그로서 회수하는 단계를 포함하는 함철아연 폐자원으로부터의 철 및 아연의 회수방법.Washing the iron-zinc dust containing iron and zinc;
The washed zinc iron dust dust is mixed with a carbon-based reducing agent selected from the group consisting of coke, anthracite, graphite, coal and a mixture thereof, and a binder selected from the group consisting of water, bentonite and a mixture thereof to obtain an average particle size of 10 mm or less, Producing a single light having a bulk density of 1.5 to 3 g / cm 3 , a water content of 3 to 8 wt%, and a dry compressive strength of 5 to 30 kg / cm 2;
Reducing and decomposing the single component in a gas phase at a temperature of 1000 ° C or higher under a supply of combustion air at 150 ° C to 200 ° C using a rotary kiln to recover the zinc component in the vapor phase and recovering it as zinc oxide; And
And recovering the iron component as molten pig iron and molten slag after reducing the zinc oxide and adding the carbon-based reducing agent to the remaining preliminary reduced iron after the zinc oxide is separated and recovering the iron component by reduction and melting. And recovering zinc.
상기 단광에 대한 환원배소시 로터리 킬른에 설치된 투탄 시스템을 통하여 탄소계 환원제를 투입하는 공정을 더 포함하는, 함철아연 폐자원으로부터의 철 및 아연의 회수방법.9. The method of claim 8,
Further comprising a step of charging the carbon-based reducing agent through a jacketing system installed in a rotary kiln during the reduction roasting for the single light.
상기 연소공기가 환원배소시에 발생하는 배가스 중의 폐열과의 열교환에 의해 가열된 것인, 함철아연 폐자원으로부터의 철 및 아연의 회수방법.9. The method of claim 8,
Wherein the combustion air is heated by heat exchange with waste heat in an exhaust gas generated at the time of reduction discharge.
상기 예비환원철은 1200℃ 이상의 연화개시온도를 갖는 것인 함철아연 폐자원으로부터의 철 및 아연의 회수방법.9. The method of claim 8,
Wherein the preliminary reduced iron has a softening initiation temperature of 1200 ° C or higher.
상기 철 성분의 회수는, 탄소계 환원제가 투입된 예비환원철을 단열용기에 담은 후 800℃ 내지 1000℃의 가열상태로 직접 환원전기로에 장입하여 환원용융시킴으로써 실시되는 것인, 함철아연 폐자원으로부터의 철 및 아연의 회수방법.9. The method of claim 8,
Wherein the recovery of the iron component is carried out by charging the preliminarily reduced iron into which the carbon-based reducing agent has been charged in a heat insulating vessel and then charging it into a direct reduction electric furnace under a heating condition of 800 ° C to 1000 ° C to reduce and melt the iron. And recovering zinc.
상기 용융선철은 수쇄하여 쇼트 블라스트용 쇼트볼로, 그리고 용융슬래그는 수쇄하여 시멘트 원료로 자원화하는 단계를 더 포함하는, 함철아연 폐자원으로부터의 철 및 아연의 회수방법.9. The method of claim 8,
Further comprising the step of recycling the molten pig iron to a short ball for shot blasting, and the molten slag to be polished to be a cement raw material, and recovering iron and zinc from the spent iron zinc waste material.
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