KR101494256B1 - System for Recovering Valuable Metal - Google Patents

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Abstract

본 발명은 유가 금속 회수 장치에 관한 것으로, 금속 제련시에 발생하는 금속 부산물을 환원 가스를 이용한 환원 반응에 의해 순수한 제 1 금속 물질 및 제 2 금속 물질로 회수할 수 있도록 함으로써, 연속적으로 고순도 유가 금속을 회수할 수 있고, 금속 부산물에 대한 별도의 펠릿화 공정 등이 불필요하여 보다 단순하고 경제적인 방식으로 유가 금속을 회수할 수 있고, 유가 금속 분리시 발생하는 손실율을 최소화하고 회수 효율을 높일 수 있는 유가 금속 회수 장치를 제공한다.The present invention relates to a valuable metal recovering apparatus, which is capable of recovering metal by-products generated during metal smelting as a pure first metal material and a second metal material by a reduction reaction using a reducing gas, It is possible to recover the valuable metal in a simpler and more economical manner since a separate pelletizing process or the like for the metal byproduct is not required and it is possible to minimize the loss rate in the separation of the valuable metal and improve the recovery efficiency Thereby providing a valuable metal recovery apparatus.

Description

유가 금속 회수 장치{System for Recovering Valuable Metal}{System for Recovering Valuable Metal}

본 발명은 유가 금속 회수 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는 금속 제련시에 발생하는 금속 부산물을 환원 가스를 이용한 환원 반응에 의해 순수한 제 1 금속 물질 및 제 2 금속 물질로 회수할 수 있도록 함으로써, 연속적으로 고순도 유가 금속을 회수할 수 있고, 금속 부산물에 대한 별도의 펠릿화 공정 등이 불필요하여 보다 단순하고 경제적인 방식으로 유가 금속을 회수할 수 있고, 유가 금속 분리시 발생하는 손실율을 최소화하고 회수 효율을 높일 수 있는 유가 금속 회수 장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a valuable metal recovery apparatus. More specifically, metal by-products generated during metal smelting can be recovered as a pure first metal material and a second metal material by a reduction reaction using a reducing gas, whereby the high purity valuable metal can be continuously recovered, The present invention relates to a valuable metal recovering apparatus capable of recovering valuable metals in a simpler and more economical manner by eliminating the need for a separate pelletizing process for byproducts, .

동 및 동 합금은 산업 전반에 다양하게 사용되고 있으며 그 수요는 날로 증가하고 있으나, 국내 광물자원의 빈약함으로 대부분 원료를 수입하는 실정이다. 최근에는 자원 고갈, 가격변동, 자원보유국의 수출제어, 그리고 환경규제 등의 이유로 안정적인 확보가 어려워지고 있으며, 이에 따라 폐기물을 재활용하여 필요한 자원을 확보하는 도시광산의 순환활용을 통해 동 및 동합금을 제조하는 기술이 개발되고 있다. 특히, 동 및 동합금 제련 공정 중에 발생하는 드로스 및 분진의 경우 동광석보다 10배 이상의 동 함유량을 가지며, 재활용 가치가 매우 높은 희유 금속 및 귀금속이 미량으로 함유되어 있다. 현재 동 및 동합금 제련 드로스 발생량은 연간 12만톤 발생하며 4,800억 원의 가치가 있고, 분진으로 발생하는 폐기물은 연간 4만 톤으로 640억 원의 가치가 있어 이러한 드로스와 분진의 재활용 시 연간 총 16만 톤, 5,440억 원의 자원회수가치가 있다. 이러한 유가자원에 대한 경제적인 재 자원화 기술개발은 수입대체 뿐 아니라 자원 확보 및 환경보전에도 기여할 수 있다.Copper and copper alloys are widely used throughout the industry and their demand is increasing day by day, but most of the raw materials are imported due to the weakness of domestic mineral resources. In recent years, it is becoming difficult to secure stable supply due to resource depletion, price fluctuations, export control by resource-rich countries, and environmental regulations. Accordingly, copper and copper alloys are manufactured through recycling of urban mines, Is being developed. In particular, dross and dust generated during the copper and copper alloy smelting process contain trace amounts of rare metals and precious metals, which have a copper content of 10 times or more higher than copper ore and have a very high recycling value. At present, copper and copper alloy smelting debris generates 120,000 tons per year and worth 480 billion won. Waste generated by dust is 40,000 tons per year, worth 64 billion won. In the case of recycling of such dross and dust, 10,000 tons, and resource recovery value of 544 billion won. Development of economical recycling technology for such oil resources can contribute not only to import substitution but also to resource securing and environmental preservation.

동 및 동합금 제련시 발생하는 금속 부산물에서 동 및 아연의 회수 및 자원화를 위한 기술은 건식법과 습식법으로 나뉘어진다. 이러한 금속 부산물로부터 습식법을 통해서 동 및 아연을 회수하기 위해서는 석출법, 치환법, 이온 교환법, 용매 추출법, 전해 정련법 등의 기술이 혼합되어 사용되고 있다.Techniques for recovering and recycling copper and zinc from metal byproducts during copper and copper alloy smelting are divided into dry and wet processes. In order to recover copper and zinc from these metal by-products through a wet process, techniques such as precipitation, substitution, ion exchange, solvent extraction, and electrolytic refining are mixed and used.

금속 부산물의 대량 처리를 위해서는 건식법이 주로 사용되어지는데, 이러한 건식공정은 다시 TSL 공법과 PRIMUS 공법으로 나뉘어진다. TSL 법은 비철제련 공정 부산물들을 처리하는데 적합하며, 용융로와 휘발로로 구성되며 상부에 설치된 랜스를 통해 고압의 연소용 가스의 비율을 달리하여 각각 노내의 용탕속으로 직접 주입하는 방식으로 강력한 난류를 유발시켜 고온휘발, 용융환원된 유가 금속을 회수하며, 잔유물은 불용성 슬래그로 안정화시켜 폐기하는 기술이다.The dry process is mainly used for the mass treatment of metal byproducts. The dry process is divided into the TSL process and the PRIMUS process. The TSL method is suitable for the treatment of non-ferrous smelting by-products. It is composed of a melting furnace and a volatilization furnace, and is directly injected into the molten metal in the furnace by varying the ratio of the high-pressure combustion gas through the upper lance. And recovering volatile, volatile and molten reduced valuable metals at high temperatures. The residue is stabilized with insoluble slag and then discarded.

PRIMUS 법은 철광석 생펠릿 및 폐기물 생펠릿을 이용한 방법으로 이 공법은 다단노상로에 생펠릿을 장입하고 분체 석탄 및 연소용 공기를 취입하여 직접환원 과정을 통해 DRI 또는 HBI를 제조하는 기술이다.The PRIMUS method uses iron oxide raw pellets and waste raw pellets. This method is a technique for manufacturing DRI or HBI through direct reduction process by charging raw pellets into a multi-stage furnace and blowing powdered coal and combustion air.

금속 부산물에 대한 습식 제련 기술의 경우, 제련시 폐수 등의 2차 오염 물질을 배출하는 문제점을 지니고 있다. 건식제련 기술을 통한 제련 기술중 TSL법의 경우 가스 핸들링 설비의 개선이 필요하며, 장입되는 제련 부산물이 미분인 경우 비산 방지 대책이 필요한 단점을 가지고 있다. PRIMUS 법의 경우 내화물의 수명이 짧아 가동율이 65~70%수준에 불과하다는 문제점이 있다.In the case of wet smelting technology for metal byproducts, there is a problem of discharging secondary pollutants such as wastewater during smelting. Among the smelting technologies using dry smelting technology, the TSL method requires improvement of the gas handling facility, and if the smelting by-products to be charged is a differential, it has a disadvantage that measures against scattering are required. The PRIMUS method has a problem that the lifetime of refractories is short and the utilization rate is only 65 ~ 70%.

즉, 종래 기술에 따라 금속 부산물에서 유가 금속을 회수하는 방법은 공정기술의 어려움, 부가 재료의 처리 등과 같은 문제가 있어 더욱 효율적이고 단순한 방식의 공법이 절실히 요구되고 있다.That is, according to the prior art, there are problems such as difficulties in process technology, processing of additional materials, and the like, and therefore a more efficient and simple method is strongly required for a method of recovering valuable metals from metal byproducts.

선행기술로는 국내등록특허 제10-1126549호 등이 있다.
The prior art is disclosed in Korean Patent No. 10-1126549.

본 발명은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 발명한 것으로서, 본 발명의 목적은 금속 제련시에 발생하는 금속 부산물을 환원 가스를 이용한 환원 반응에 의해 순수한 제 1 금속 물질 및 제 2 금속 물질로 회수할 수 있도록 함으로써, 연속적으로 고순도 유가 금속을 회수할 수 있고, 금속 부산물에 대한 별도의 펠릿화 공정 등이 불필요하여 보다 단순하고 경제적인 방식으로 유가 금속을 회수할 수 있는 유가 금속 회수 장치를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a method and apparatus for recovering metal byproducts generated during metal smelting as a pure first metal material and a second metal material by a reduction reaction using a reducing gas The present invention provides a valuable metal recovering apparatus capable of recovering high-purity valuable metals continuously and recovering valuable metals in a simpler and more economical manner by eliminating the need for a separate pelletizing process for metal by-products .

본 발명의 다른 목적은 금속 부산물로부터 유가 금속을 회수하는 과정에서 전기 유도로 및 용해로를 이용한 공정이 불필요하여 유가 금속 분리시 발생하는 손실율을 최소화하고 회수 효율을 높일 수 있는 유가 금속 회수 장치를 제공하는 것이다.
Another object of the present invention is to provide a valuable metal recovering device which can minimize the loss rate and recover the efficiency of recovery of valuable metals due to no need of a process using an electric induction furnace and a melting furnace in the process of recovering valuable metals from metal byproducts will be.

본 발명은, 금속 제련시 발생하는 금속 부산물에서 유가 금속을 회수하는 유가 금속 회수 장치에 있어서, 내부에 반응 챔버가 형성되고, 상기 반응 챔버는 상기 금속 부산물 및 환원 가스가 각각 공급되도록 형성되며, 상기 반응 챔버에서 상기 금속 부산물이 상기 환원 가스에 의해 환원 반응하여 고체 상태의 제 1 금속 물질과 기체 상태의 제 2 금속 물질이 생성되도록 형성되는 반응기; 상기 반응 챔버에서 생성된 고체 상태의 제 1 금속 물질이 상기 반응 챔버로부터 배출 저장되도록 상기 반응 챔버의 하단부에 연통 형성되는 제 1 금속 회수부; 및 상기 반응 챔버에서 생성된 기체 상태의 제 2 금속 물질이 상기 반응 챔버로부터 배출 유입되도록 상기 반응 챔버의 상단부에 연통 형성되고, 배출 유입된 기체 상태의 제 2 금속 물질을 냉각시켜 고체 상태로 회수하는 제 2 금속 회수부를 포함하는 것을 특징으로 하는 유가 금속 회수 장치를 제공한다.The present invention provides a valuable metal recovery apparatus for recovering valuable metals from metal byproducts generated during metal smelting, wherein a reaction chamber is formed therein, the reaction chamber is formed to supply the metal by-product and the reducing gas, A reaction chamber in which the metal byproduct is reduced by the reducing gas to form a first metal material in a solid state and a second metal material in a gaseous state; A first metal recovery unit communicating with a lower end of the reaction chamber to discharge and store the solid first metal material generated in the reaction chamber from the reaction chamber; And a second metal material in a gaseous state generated in the reaction chamber is communicated with an upper end portion of the reaction chamber so that the second metal material is discharged from the reaction chamber and is recovered in a solid state by cooling the gaseous second metal material And a second metal recovery unit.

이때, 상기 반응 챔버로 상기 금속 부산물을 공급하는 부산물 공급부를 더 포함하고, 상기 부산물 공급부는 별도의 캐리어 가스를 통해 상기 금속 부산물을 상기 반응 챔버로 공급하도록 구성될 수 있다.At this time, the apparatus may further include a byproduct supplying unit for supplying the metal byproduct to the reaction chamber, and the byproduct supplying unit may supply the metal byproduct to the reaction chamber through a separate carrier gas.

또한, 상기 반응기에는 상기 반응 챔버의 온도가 환원 반응에 적합한 온도가 되도록 상기 반응 챔버의 온도를 조절하는 온도 조절부가 구비될 수 있다.In addition, the reactor may be provided with a temperature controller for controlling the temperature of the reaction chamber so that the temperature of the reaction chamber is a temperature suitable for the reduction reaction.

또한, 상기 반응기에는 상기 환원 가스가 상기 반응 챔버로 공급되기 전 상기 환원 가스를 환원 반응에 적합한 온도로 가열하는 예열부가 구비될 수 있다.Also, the reactor may be provided with a preheating unit for heating the reducing gas to a temperature suitable for the reduction reaction before the reducing gas is supplied to the reaction chamber.

또한, 상기 예열부에 의해 가열된 환원 가스가 상기 반응 챔버로 유입되는 과정에서 균일하게 분산 유입되도록 상기 반응 챔버와 상기 예열부 사이에는 별도의 분산판이 구비될 수 있다.In addition, a separate dispersion plate may be provided between the reaction chamber and the preheating unit so that the reducing gas heated by the preheating unit is uniformly dispersedly introduced into the reaction chamber.

또한, 상기 반응 챔버의 온도가 미리 설정된 온도에 도달한 이후, 상기 부산물 공급부를 통해 상기 금속 부산물이 상기 반응 챔버로 공급되도록 별도의 제어부를 통해 동작 제어될 수 있다.Further, after the temperature of the reaction chamber reaches a preset temperature, operation of the metal byproduct may be controlled through a separate control unit to supply the metal byproduct to the reaction chamber through the byproduct supplying unit.

또한, 상기 환원 가스는 상기 반응 챔버에 공급되는 금속 부산물을 유동시킬 수 있는 최소 유동화 속도 이상의 유속으로 상기 반응 챔버에 유입되도록 공급될 수 있다.The reducing gas may be supplied to flow into the reaction chamber at a flow rate higher than a minimum fluidization rate capable of flowing metal byproducts supplied to the reaction chamber.

또한, 상기 환원 가스는 일정한 유속 또는 일정 주기의 펄스파 형태의 유속으로 상기 반응 챔버에 유입되도록 공급될 수 있다.In addition, the reducing gas may be supplied to flow into the reaction chamber at a constant flow rate or a pulsed flow rate of a constant period.

또한, 상기 제 1 금속 회수부는 상기 반응 챔버로부터 배출된 상기 제 1 금속 물질이 공기와 접촉 차단되도록 형성될 수 있다.In addition, the first metal recovery unit may be formed such that the first metal material discharged from the reaction chamber is in contact with air.

또한, 상기 제 2 금속 회수부는, 상기 반응 챔버로부터 배출되는 기체 상태의 제 2 금속 물질이 유입되도록 형성되며, 기체 상태의 제 2 금속 물질과 함께 유입된 미세 분진을 기체 상태의 제 2 금속 물질과 분리하여 각각 배출하는 분리기; 및 상기 분리기로부터 분리 배출되는 기체 상태의 제 2 금속 물질이 유입되도록 형성되며, 유입된 기체 상태의 제 2 금속 물질을 어는점 이하로 급냉시켜 고체 상태로 회수하는 공냉식 회수기를 포함하여 구성될 수 있다.In addition, the second metal recovery unit may be configured to introduce a gaseous second metal material, which is discharged from the reaction chamber, into the gaseous second metal material, A separator for separating and discharging each of them; And an air-cooled reclaimer configured to receive the gaseous second metal material separated and discharged from the separator and to recover the gaseous second metal material in a solid state by quenching to a freezing point or less.

또한, 상기 분리기로부터 분리 배출되는 미세 분진은 상기 부산물 공급부에 의해 공급되는 상기 금속 부산물과 함께 상기 반응 챔버로 순환 공급될 수 있다.The fine dust separated and discharged from the separator may be circulated and supplied to the reaction chamber together with the metal byproduct supplied by the byproduct supplying unit.

또한, 상기 제 2 금속 회수부는 상기 분리기의 내부 온도가 상기 제 2 금속 물질의 기화점 이상으로 유지될 수 있도록 상기 분리기를 가열하는 가열기를 더 포함하여 구성될 수 있다.The second metal recovery unit may further include a heater for heating the separator so that the internal temperature of the separator can be maintained above the vaporization point of the second metal material.

또한, 상기 금속 부산물은 동 또는 동합금 제련시 발생하는 금속 부산물로 적용될 수 있다.In addition, the metal by-product may be applied as a metal by-product generated during copper or copper alloy smelting.

이때, 상기 제 1 금속 물질은 구리, 상기 제 2 금속 물질은 아연으로 적용될 수 있다.At this time, the first metal material may be copper and the second metal material may be zinc.

또한, 상기 환원 가스는 C, H2, CO, CH4, C2H4, C2H2, C2H6, CH4OH, C2H5OH, C3H7OH 중 어느 하나로 적용될 수 있다.The reducing gas may be any one of C, H 2 , CO, CH 4 , C 2 H 4 , C 2 H 2 , C 2 H 6 , CH 4 OH, C 2 H 5 OH and C 3 H 7 OH .

또한, 상기 금속 부산물은 동 산화물, 아연 산화물, 망간 산화물, 코발트 산화물, 철 산화물, 알루미늄 산화물 및 실리콘 산화물 중 어느 하나로 적용될 수 있다.
The metal by-product may be any one of copper oxide, zinc oxide, manganese oxide, cobalt oxide, iron oxide, aluminum oxide and silicon oxide.

본 발명에 의하면, 금속 제련시에 발생하는 금속 부산물을 환원 가스를 이용한 환원 반응에 의해 순수한 제 1 금속 물질 및 제 2 금속 물질로 회수할 수 있도록 함으로써, 연속적으로 고순도 유가 금속을 회수할 수 있고, 금속 부산물에 대한 별도의 펠릿화 공정 등이 불필요하여 보다 단순하고 경제적인 방식으로 유가 금속을 회수할 수 있고, 유가 금속 분리시 발생하는 손실율을 최소화하고 회수 효율을 높일 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, metal by-products generated during metal smelting can be recovered as a pure first metal material and a second metal material by a reduction reaction using a reducing gas, whereby a high purity valuable metal can be continuously recovered, There is no need for a separate pelletization process for the metal byproduct, so that the valuable metal can be recovered in a simpler and more economical manner, the loss rate occurring in the separation of the valuable metal can be minimized, and the recovery efficiency can be improved.

또한, 반응 챔버로 유입되는 혼합 가스를 예열하는 예열부 및 균일 분산시키는 분산판을 구비함으로써, 금속 부산물에 대한 환원 반응이 더욱 안정적이고 효율적으로 이루어질 수 있는 효과가 있다.Further, by providing the preheating unit for preheating the mixed gas flowing into the reaction chamber and the dispersing plate for uniformly dispersing, the reduction reaction for the metal byproduct can be performed more stably and efficiently.

또한, 반응 챔버에서 발생하는 미세 분진을 제 2 금속 물질과 분리하여 반응 챔버로 순환 공급하도록 구성함으로써, 금속 부산물에 대한 환원 효율을 더욱 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
In addition, since the fine dust generated in the reaction chamber is separated from the second metal material and circulated to the reaction chamber, it is possible to further improve the reduction efficiency of the metal by-product.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유가 금속 회수 장치의 구성을 개략적으로 도시한 개념도,
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 유가 금속 회수 장치를 통해 회수된 금속 물질의 성분 분포를 나타낸 그래프,
도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 유가 금속 회수 장치를 통해 회수된 금속 물질에 대한 확대 관찰한 사진을 나타내는 도면,
도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 유가 금속 회수 장치에 의한 환원 가스와 금속 물질과의 반응 상태를 실험적으로 나타낸 그래프이다.1 is a conceptual diagram schematically showing a configuration of a valuable metal recovering apparatus according to an embodiment of the present invention;
FIG. 2 and FIG. 3 are graphs showing the distribution of the components of the metal material recovered through the metal-free metal recovery apparatus according to an embodiment of the present invention,
FIG. 4 and FIG. 5 are enlarged photographs of the metal material recovered through the metal-free metal recovery device according to an embodiment of the present invention,
FIG. 6 and FIG. 7 are graphs experimentally showing the reaction state of the reducing gas and the metal material by the metal-free metal recovery apparatus according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings, the same reference numerals are used to designate the same or similar components throughout the drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유가 금속 회수 장치의 구성을 개략적으로 도시한 개념도이고, 도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 유가 금속 회수 장치를 통해 회수된 금속 물질의 성분 분포를 나타낸 그래프이고, 도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 유가 금속 회수 장치를 통해 회수된 금속 물질에 대한 확대 관찰한 사진을 나타내는 도면이고, 도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 유가 금속 회수 장치에 의한 환원 가스와 금속 물질과의 반응 상태를 실험적으로 나타낸 그래프이다.FIG. 1 is a conceptual diagram schematically showing a configuration of a valuable metal recovering apparatus according to an embodiment of the present invention. FIGS. 2 and 3 are views showing a method of recovering a metal material recovered through a valuable metal recovering apparatus according to an embodiment of the present invention. FIGS. 4 and 5 are enlarged photographs of the metal material recovered through the metal-free metal recovery device according to the embodiment of the present invention, and FIGS. FIG. 3 is a graph showing the experimental state of the reaction state between the reducing gas and the metal material by the crude metal recovery apparatus according to one embodiment of the present invention. FIG.

본 발명의 일 실시예에 따른 유가 금속 회수 장치는 금속 제련시 발생하는 금속 부산물(P)을 환원 반응시켜 금속 부산물(P)로부터 유가 금속을 회수하는 장치로서, 금속 부산물(P)이 환원 가스에 의해 환원 반응하도록 내부에 반응 챔버(110)가 형성되는 반응기(100)와, 반응 챔버(110)에 형성된 고체 상태의 제 1 금속 물질(P1)을 회수하는 제 1 금속 회수부(200)와, 반응 챔버(110)에 형성된 기체 상태의 제 2 금속 물질(P2)을 유입시켜 고체 상태로 회수하는 제 2 금속 회수부(300)를 포함하여 구성된다. 이때, 금속 부산물(P)에는 2개 이상의 금속 물질(P1,P2)이 함유되어 있으며, 제 1 금속 회수부(200) 및 제 2 금속 회수부(300)에 의해 2개 이상의 금속 물질(P1,P2)이 각각 회수된다.The apparatus for recovering valuable metals according to an embodiment of the present invention is an apparatus for recovering valuable metals from a metal byproduct P by reducing a metal byproduct P generated during metal smelting, A first metal recovery unit 200 for recovering a solid first metal material P1 formed in the reaction chamber 110, a second metal recovery unit 200 for recovering the first metal material P1 formed in the reaction chamber 110, And a second metal recovery unit 300 for recovering the second metal material P2 in a gaseous state formed in the reaction chamber 110 into a solid state. At least two metal materials P1 and P2 are contained in the metal byproduct P and two or more metal materials P1 and P2 are separated by the first metal recovering unit 200 and the second metal recovering unit 300, P2 are respectively recovered.

반응기(100)는 금속 부산물(P)에 대한 환원 반응을 발생시키는 구성으로, 내부에 반응 챔버(110)가 형성되고, 반응 챔버(110)는 금속 부산물(P) 및 환원 가스가 각각 공급되도록 형성된다. 즉, 반응 챔버(110)에는 하단에 환원 가스가 유입되도록 가스 유입 포트(101)가 형성되고, 하단부의 다른 일측에는 금속 부산물(P)이 공급되도록 부산물 공급 포트(102)가 형성된다. 반응 챔버(110)로 공급된 금속 부산물(P)은 환원 가스에 의해 환원 반응하여 고체 상태의 제 1 금속 물질(P1)과 기체 상태의 제 2 금속 물질(P2)이 생성된다. 한편, 반응 챔버(110)의 하단부 일측에는 반응 챔버(110)에서 생성된 고체 상태의 제 1 금속 물질(P1)이 배출되도록 제 1 금속 배출 포트(103)가 형성되고, 반응 챔버(110)의 상단부에는 반응 챔버(110)에서 생성된 기체 상태의 제 2 금속 물질(P2)이 배출되도록 제 2 금속 배출 포트(104)가 형성되며, 제 1 금속 물질(P1)은 제 1 금속 배출 포트(103)를 통해 배출되어 후술하는 제 1 금속 회수부(200)에 저장되고, 제 2 금속 물질(P2)은 제 2 금속 배출 포트(104)를 통해 기체 상태로 배출되어 후술하는 제 2 금속 회수부(300)에 의해 냉각되어 고체 상태로 회수된다.The reactor 100 is configured to generate a reduction reaction for the metal byproduct P and a reaction chamber 110 is formed inside the reaction chamber 110. The reaction chamber 110 is formed to supply a metal by- do. That is, a gas inlet port 101 is formed in the reaction chamber 110 to introduce a reducing gas into the lower end thereof, and a byproduct supplying port 102 is formed in the other end of the lower end to supply the metal byproduct P to the reaction chamber 110. The metal by-product P supplied to the reaction chamber 110 is reduced by the reducing gas to produce the solid first metal material P1 and the gaseous second metal material P2. A first metal discharge port 103 is formed at one side of the lower end of the reaction chamber 110 to discharge the solid first metal material P1 generated in the reaction chamber 110, A second metal exhaust port 104 is formed at the upper end to discharge the gaseous second metal material P2 generated in the reaction chamber 110 and the first metal material P1 is connected to the first metal exhaust port 103 And the second metal material P2 is discharged through the second metal discharge port 104 in a gaseous state to be discharged through a second metal recovery unit 300) and recovered in a solid state.

제 1 금속 회수부(200)는 반응 챔버(110)에서 생성된 고체 상태의 제 1 금속 물질(P1)이 반응 챔버(110)로부터 배출되어 저장되도록 제 1 금속 배출 포트(103)를 통해 반응 챔버(110)의 하단부에 연통되게 형성된다.The first metal recovery unit 200 is connected to the reaction chamber 110 through the first metal exhaust port 103 so that the solid first metal material P1 generated in the reaction chamber 110 is discharged from the reaction chamber 110, (Not shown).

제 2 금속 회수부(300)는 반응 챔버(110)에서 생성된 기체 상태의 제 2 금속 물질(P2)이 반응 챔버(110)로부터 배출되어 유입되도록 제 2 금속 배출 포트(104)를 통해 반응 챔버(110)의 상단부에 연통되게 형성되며, 배출 유입된 기체 상태의 제 2 금속 물질(P2)을 냉각시켜 고체 상태로 회수하도록 형성된다.The second metal recovery unit 300 is connected to the reaction chamber 110 through the second metal discharge port 104 so that the gaseous second metal material P2 generated in the reaction chamber 110 is discharged from the reaction chamber 110, And is formed so as to communicate with the upper end portion of the second metal material P2.

이러한 구조에 따라 본 발명의 일 실시예에 따른 유가 금속 회수 장치는 금속 제련시 발생하는 금속 부산물(P)을 환원 가스를 이용한 건식 방법으로 환원 반응시켜 금속 부산물(P)에 함유된 제 1 금속 물질(P1) 및 제 2 금속 물질(P2)로 각각 회수할 수 있다.According to this structure, the metal-free metal recovering apparatus according to an embodiment of the present invention reduces the metal byproduct (P) generated in the smelting of metal by a dry method using a reducing gas to form a first metal material (P1) and the second metal material (P2), respectively.

좀 더 자세히 살펴보면, 금속 부산물(P)은 금속 제련 과정에서 별도의 수집 장치를 이용하여 수집되는데, 이와 같이 수집된 금속 부산물(P)은 별도의 부산물 공급부(400)를 통해 반응 챔버(110)로 공급된다. 이때, 부산물 공급부(400)는 별도의 캐리어 가스를 이용하여 금속 부산물(P)을 반응 챔버(110)로 공급하도록 구성된다. 캐리어 가스는 금속 부산물(P)을 이송 공급하는 과정에서 금속 부산물(P)과 화학 반응하지 않는 가스로 적용되는 것이 바람직하며, 예를 들면, 질소 기체 등이 이용될 수 있다.More specifically, the metal byproduct P is collected using a separate collecting device in the metal smelting process. The collected metal byproduct P is collected in the reaction chamber 110 through a separate byproduct supplying part 400 . At this time, the byproduct supplying unit 400 is configured to supply the metal byproduct P to the reaction chamber 110 by using a separate carrier gas. The carrier gas is preferably applied as a gas that does not chemically react with the metal by-product P in the course of feeding and supplying the metal byproduct P, for example, nitrogen gas or the like may be used.

또한, 반응기(100)에는 반응 챔버(110)의 온도가 금속 부산물(P)의 환원 반응에 적합한 온도가 되도록 반응 챔버(110)의 온도를 조절하는 온도 조절부(140)가 구비된다. 온도 조절부(140)는 반응 챔버(110)의 내부 또는 외부에 배치될 수 있으며, 반응 챔버(110)를 가열하거나 일정한 온도 상태로 유지시킬 수 있도록 구성된다. 즉, 온도 조절부(140)는 금속 부산물(P)의 종류에 따라 반응 챔버(110)의 온도를 일정한 온도까지 승온시킬 수 있고, 승온된 상태에서 해당 온도가 유지되도록 적정량의 열을 가하는 방식으로 구성될 수 있다. The reactor 100 is also provided with a temperature controller 140 for controlling the temperature of the reaction chamber 110 so that the temperature of the reaction chamber 110 becomes a temperature suitable for the reduction reaction of the metal byproduct P. [ The temperature control unit 140 may be disposed inside or outside the reaction chamber 110 and may be configured to heat or maintain the reaction chamber 110 at a constant temperature. That is, the temperature controller 140 can raise the temperature of the reaction chamber 110 to a predetermined temperature according to the type of the metal byproduct P, and apply an appropriate amount of heat to maintain the temperature of the reaction chamber 110 Lt; / RTI >

이때, 온도 조절부(140)는 반응 챔버(110)의 온도가 금속 부산물(P)의 환원 반응에 적합한 온도 뿐만 아니라 금속 부산물(P)에 함유된 제 2 금속 물질(P2)의 기화점 이상의 온도를 동시에 만족하도록 작동되며, 이에 따라 금속 부산물(P)의 환원 반응 과정에서 제 1 금속 물질(P1)은 고체 상태로 생성되고, 제 2 금속 물질(P2)은 기체 상태로 생성된다.At this time, the temperature controller 140 controls the temperature of the reaction chamber 110 not only to a temperature suitable for the reduction reaction of the metal byproduct P but also to a temperature higher than the vaporization point of the second metal material P2 contained in the metal by- The first metal material P1 is generated in a solid state and the second metal material P2 is generated in a gaseous state during the reduction reaction of the metal byproduct P,

또한, 반응기(100)에는 환원 가스가 반응 챔버(110)로 공급되기 전 환원 가스를 환원 반응에 적합한 온도로 가열하는 예열부(120)가 구비될 수 있으며, 예열부(120)에 의해 가열된 환원 가스가 반응 챔버(110)로 유입되는 과정에서 균일하게 분산 유입되도록 반응 챔버(110)와 예열부(120) 사이에는 별도의 분산판(130)이 구비될 수 있다. 이러한 구성에 따라 환원 가스는 미리 예열된 상태로 반응 챔버(110)로 유입되므로, 반응 챔버(110)의 온도가 일정 상태로 계속 유지될 수 있으며, 이에 따라 환원 반응 또한 더욱 안정적으로 이루어진다. 또한, 환원 가스가 분산판(130)을 통해 균일한 분포로 반응 챔버(110)로 유입되기 때문에, 반응 챔버(110)의 전체 구간에서 환원 반응이 균일하게 이루어진다.The reactor 100 may further include a preheating unit 120 that heats the reducing gas before the reducing gas is supplied to the reaction chamber 110 to a temperature suitable for the reduction reaction. A separate dispersing plate 130 may be provided between the reaction chamber 110 and the preheating unit 120 so that the reducing gas is uniformly dispersed and introduced into the reaction chamber 110. According to this configuration, since the reducing gas is introduced into the reaction chamber 110 in a preheated state in advance, the temperature of the reaction chamber 110 can be kept constant, and the reduction reaction can be performed more stably. Also, since the reducing gas flows into the reaction chamber 110 with a uniform distribution through the dispersion plate 130, the reduction reaction is uniformly performed in the entire section of the reaction chamber 110.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 유가 금속 회수 장치는 별도의 제어부(미도시)를 통해 각 구성 요소에 대한 동작 제어가 이루어질 수 있는데, 이때, 온도 조절부(140)에 의해 반응 챔버(110)의 온도가 미리 설정된 온도에 도달한 이후, 부산물 공급부(400)를 통해 금속 부산물(P)이 반응 챔버(110)로 공급되도록 동작 제어되는 것이 바람직하다. 이를 통해 금속 부산물(P)의 공급 시점부터 더욱 신속하고 용이하게 환원 반응이 이루어질 수 있다.Meanwhile, operation of each component may be controlled through a separate control unit (not shown) in the apparatus for recovering valuable metals according to an embodiment of the present invention. At this time, The metal byproduct P is supplied to the reaction chamber 110 through the by-product supply unit 400 after the temperature of the by-product supply unit 400 reaches a preset temperature. Accordingly, the reduction reaction can be performed more quickly and easily from the time of supplying the metal byproduct (P).

또한, 환원 가스는 별도의 가스 공급부(미도시)를 통해 반응 챔버(110)로 공급될 수 있는데, 이때, 환원 가스는 반응 챔버(110)에 공급되는 금속 부산물(P)을 유동시킬 수 있는 최소 유동화 속도 이상의 유속으로 반응 챔버(110)에 유입되도록 공급되는 것이 바람직하며, 이는 제어부에 의해 동작 제어될 수 있다. 환원 가스가 금속 부산물(P) 입자에 대한 최소 유동화 속도 이하로 유입되면, 반응 챔버(110)로 공급되는 금속 부산물(P) 입자들이 유동화되지 않아 환원 가스가 채널링 현상이 발생하게 되고, 이로 인해 반응 효율이 저하되게 된다. 따라서, 환원 가스를 금속 부산물(P) 입자에 대한 최소 유동화 속도 이상의 유속으로 유입시키는 것이 바람직하다.The reducing gas may be supplied to the reaction chamber 110 through a separate gas supply unit (not shown). At this time, the reducing gas may be supplied to the reaction chamber 110 at a minimum It is preferable to be supplied to flow into the reaction chamber 110 at a flow rate higher than the fluidization speed, and this can be controlled by the control unit. If the reducing gas flows below the minimum fluidization velocity for the metal byproduct (P) particles, the metal byproduct (P) particles supplied to the reaction chamber 110 are not fluidized and the reducing gas is channeled, The efficiency is lowered. It is therefore desirable to introduce the reducing gas at a flow rate above the minimum fluidization rate for the metal byproduct (P) particles.

아울러, 환원 가스가 일정한 유속으로 반응 챔버(110)에 유입되도록 제어될 수 있으며, 이를 통해 안정적인 반응을 유도할 수 있다. 또는 환원 가스가 일정 주기의 펄스파 형태의 유속으로 반응 챔버(110)에 유입되도록 제어될 수 있으며, 이를 통해 금속 부산물(P) 입자에 대한 더욱 활발한 유동을 유도할 수 있어 반응 효율을 향상시킬 수 있다.
In addition, the reducing gas can be controlled to flow into the reaction chamber 110 at a constant flow rate, and thereby a stable reaction can be induced. Or the reducing gas can be controlled to flow into the reaction chamber 110 at a flow rate of pulsed sparging of a predetermined period, thereby more active flow of the metal byproduct (P) particles can be induced, thereby improving the reaction efficiency have.

다음으로, 제 1 금속 회수부(200) 및 제 2 금속 회수부(300)의 구성에 대해 좀더 자세히 살펴본다.Next, the configuration of the first metal recovery unit 200 and the second metal recovery unit 300 will be described in more detail.

제 1 금속 회수부(200)는 도 1에 도시된 바와 같이 반응 챔버(110)로부터 제 1 금속 물질(P1)이 배출 저장되도록 제 1 금속 배출 포트(103)와 연통되는 단순 용기 형태로 형성될 수 있는데, 이 경우, 반응 챔버(110)로부터 배출된 제 1 금속 물질(P1)이 공기와 접촉 차단되도록 형성되는 것이 바람직하다. 제 1 금속 물질(P1)이 공기와 접촉하게 되면, 다시 재 산화될 수 있으므로, 이를 방지할 수 있도록 제 1 금속 회수부(200)는 공기와의 접촉을 차단하는 형태로 형성되는 것이 바람직하다.The first metal recovery unit 200 is formed in the form of a simple container communicating with the first metal discharge port 103 so as to discharge and store the first metal material P1 from the reaction chamber 110 as shown in FIG. In this case, it is preferable that the first metal material P1 discharged from the reaction chamber 110 is formed to be in contact with air. When the first metal material P1 comes into contact with air, it may be re-oxidized again. Therefore, it is preferable that the first metal recovery unit 200 is formed in a form to block contact with air.

제 2 금속 회수부(300)는 반응 챔버(110)로부터 배출되는 기체 상태의 제 2 금속 물질(P2)이 유입되도록 제 2 금속 배출 포트(104)와 연통되게 형성되어 기체 상태의 제 2 금속 물질과 미세 분진을 분리하여 각각 배출하는 분리기(310)와, 분리기(310)로부터 분리 배출되는 기체 상태의 제 2 금속 물질(P2)이 유입되도록 형성되고 유입된 기체 상태의 제 2 금속 물질(P2)을 어는점 이하로 급냉시켜 고체 상태로 회수하는 공냉식 회수기(320)를 포함하여 구성될 수 있다.The second metal recovery unit 300 is formed to be in communication with the second metal discharge port 104 so that the gaseous second metal material P2 discharged from the reaction chamber 110 is introduced into the second metal recovery unit 300, And a second metallic material P2 in a gaseous state which is formed to flow in a gaseous second metallic material P2 separated and discharged from the separator 310 and flows into the separator 310, And an air-cooled recovery device 320 for recovering the solid state by quenching to a temperature equal to or lower than a freezing point.

분리기(310)는 싸이클론 형태로 형성될 수 있으며, 반응 챔버(110)로부터 제 2 금속 물질(P2)이 배출 유입되도록 구성된다. 이때, 반응 챔버(110)에서는 기체 상태의 제 2 금속 물질(P2) 이외에도 미세 분진이 제 2 금속 물질(P2)과 함께 배출될 수 있는데, 분리기(310)는 이러한 제 2 금속 물질(P2)과 미세 분진을 분리하고, 제 2 금속 물질(P2)을 공냉식 회수기(320)로 배출한다. 공냉식 회수기(320)는 유입된 기체 상태의 제 2 금속 물질(P2)을 공기중에서 어는점 이하로 급냉시킴으로써 고체 상태의 제 2 금속 물질(P2)을 생성시키도록 구성된다. 공냉식 회수기(320)의 하부에는 이러한 고체 상태로 냉각된 제 2 금속 물질(P2)을 수집할 수 있는 수집 용기(321)가 배치될 수 있으며, 마찬가지로 공기와의 접촉이 차단되도록 형성될 수 있다.The separator 310 may be formed in a cyclone form and configured to discharge the second metal material P2 from the reaction chamber 110. [ At this time, in the reaction chamber 110, in addition to the gaseous second metallic material P2, fine dust may be discharged together with the second metallic material P2. The separator 310 separates the second metallic material P2, Fine dust is separated, and the second metallic material P2 is discharged to the air-cooled collector 320. [ The air-cooled reclaimer 320 is configured to generate the second metallic material P2 in a solid state by quenching the introduced gaseous second metallic material P2 in air below freezing point. A collection container 321 capable of collecting the second metal material P2 cooled in the solid state may be disposed under the air-cooled collector 320, and may be formed so as to block contact with air.

이때, 분리기(310)에서는 제 2 금속 물질(P2)이 고체 상태로 상변화하지 않도록 분리기(310)의 내부 온도는 제 2 금속 물질(P2)의 기화점 이상으로 유지되는 것이 바람직한데, 이를 위해 분리기(310)를 가열하는 가열기(311)가 구비되는 것이 바람직하다.At this time, in the separator 310, the internal temperature of the separator 310 is preferably maintained above the vaporization point of the second metallic material P2 so that the second metallic material P2 does not undergo a phase change to a solid state. It is preferable that a heater 311 for heating the separator 310 is provided.

한편, 분리기(310)에서 분리되어 배출되는 미세 분진은 부산물 공급부(400)에 의해 공급되는 금속 부산물(P)과 함께 반응 챔버(110)로 다시 순환 공급되도록 구성된다. 이때, 분리기(310)의 하부에는 미세 분진이 유입되어 유속이 완충될 수 있도록 별도의 완충 챔버(312)가 구비될 수 있으며, 미세 분진은 이러한 완충 챔버(312)를 통과한 후 부산물 공급부(400)의 캐리어 가스에 의해 금속 부산물(P)과 함께 반응 챔버(110)로 유입될 수 있다. 이러한 구조에 따라, 반응 챔버(110)에서 정상적인 반응이 이루어지지 않은 등의 이유로 미세 분진 형태로 반응 챔버(110)로부터 분리기(310)로 배출되는 미세 분진은 금속 부산물(P)과 함께 다시 반응 챔버(110)로 순환 공급됨으로써, 재 환원 반응이 이루어질 수 있으며, 이러한 순환 구조를 통해 더욱 완벽한 유가 금속 회수가 가능하다.
Meanwhile, the fine dust separated and discharged from the separator 310 is configured to be circulated back to the reaction chamber 110 together with the metal byproduct P supplied by the byproduct supplying unit 400. At this time, a separate buffer chamber 312 may be provided in the lower portion of the separator 310 so that the fine dust may flow into the buffer chamber 310 to buffer the flow rate. The fine dust may pass through the buffer chamber 312, The metal byproduct P may be introduced into the reaction chamber 110 by using the carrier gas of the metal carrier P '. According to this structure, the fine dust discharged from the reaction chamber 110 into the separator 310 in the form of fine dust, for example, due to the normal reaction in the reaction chamber 110, (110), a re-reduction reaction can be performed, and more complete metal recovery can be achieved through the circulation structure.

본 발명의 일 실시예에서는 반응 챔버(110)에 공급되는 금속 부산물(P)로서 동 또는 동합금 제련시에 발생하는 금속 부산물, 좀더 구체적으로는 아연재 또는 황동재가 적용될 수 있는데, 아연재 또는 황동재는 산화아연(ZnO)이 주 물질로 동(Cu)과 알루미늄(Al)이 미량 함유되어 있다.In one embodiment of the present invention, as a metal byproduct (P) supplied to the reaction chamber 110, metal byproducts generated during copper or copper alloy smelting, more specifically zinc or brass, may be applied, Zinc oxide (ZnO) is the main material and copper (Cu) and aluminum (Al) are contained in a small amount.

도 2 내지 도 5에는 이러한 아연재 및 황동재를 샘플로 하여 본 발명의 일 실시예에 따른 유가 금속 회수 장치를 작동시키고, 그에 대한 작동 전후의 상태가 도시된다.FIGS. 2 to 5 illustrate operations of the crude metal recovering apparatus according to an embodiment of the present invention, with the zinc and brass materials used as a sample, before and after the operation.

이 경우, 반응 챔버(110)의 온도는 환원 반응의 효율 및 아연의 기화를 위해 950℃ 까지 승온시켰으며, 분당 8℃의 승온 속도를 유지하였다. 승온된 이후에는 동일한 온도로 유지하였으며 온도 유지는 1시간 실시하였다. 캐리어 가스는 질소 가스(N2)를 사용하였으며, 유량은 10 l/min으로 적용하였다. 환원 가스는 메탄 가스(CH4)를 사용하고 유량은 10 l/min으로 적용하였다. 환원 반응이 끝난 샘플의 무게 변화를 측정하여 환원량을 정량적으로 환산하여 환원 정도를 확인하였으며, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 XRD분석을 통해 산화물의 환원 정도를 확인하였다. 그 결과, 아연재의 경우 반응후 완전한 아연 금속으로 환원이 되고, 황동재의 경우 아연 산화물의 강도가 현저히 감소하였으며 동(구리) 강도가 상승하는 것을 확인하였다. 이러한 반응 전후의 물질의 입도 및 형상 비교는 도 4 및 도 5에 SEM 사진으로 나타난다.In this case, the temperature of the reaction chamber 110 was raised to 950 ° C for the reduction reaction efficiency and for the vaporization of zinc, and the rate of temperature increase of 8 ° C per minute was maintained. After the temperature was raised, the temperature was maintained at the same temperature, and the temperature was maintained for 1 hour. Nitrogen gas (N 2 ) was used as the carrier gas, and the flow rate was 10 l / min. The reducing gas was methane gas (CH 4 ) and the flow rate was 10 l / min. The reduction amount was quantitatively measured by measuring the weight change of the sample after the reduction reaction, and the degree of reduction was confirmed. As shown in FIGS. 2 and 3, the degree of reduction of the oxide was confirmed by XRD analysis. As a result, it was confirmed that the zinc alloy was reduced to complete zinc metal after the reaction, and the brass material significantly decreased the zinc oxide strength and the copper (copper) strength was increased. Comparison of particle size and shape of the material before and after this reaction is shown by SEM photographs in FIGS. 4 and 5.

이와 같이 금속 부산물(P)로서 동 또는 동합금 제련시 발생하는 금속 부산물이 적용되는 경우, 반응 챔버(110)로부터 회수되는 고체 상태의 제 1 금속 물질(P1)은 구리를 포함한 형태로 구성되고, 기체 상태의 제 2 금속 물질(P2)은 아연으로 구성되며, 제 1 금속 물질(P1)인 구리는 제 1 금속 회수부(200)를 통해 고체 상태로 회수되고, 제 2 금속 물질(P2)인 아연은 기체 상태에서 급냉되어 고체 상태로 제 2 금속 회수부(300)를 통해 회수된다.When the metal byproduct generated during the copper or copper alloy smelting is applied as the metal byproduct P, the first metal material P1 in the solid state recovered from the reaction chamber 110 is formed in a form including copper, The second metal material P2 in the state of being made of zinc is recovered in a solid state through the first metal recovery unit 200 and the copper as the first metal material P1 is recovered in the solid state through the zinc Is quenched in the gaseous state and recovered in the solid state through the second metal recovery part (300).

한편, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 금속 부산물(P)은 동 산화물, 아연 산화물, 망간 산화물, 코발트 산화물, 철 산화물, 알루미늄 산화물 및 실리콘 산화물 중 어느 하나로 적용될 수 있으며, 환원 가스는 C, H2, CO, CH4, C2H4, C2H2, C2H6, CH4OH, C2H5OH, C3H7OH 중 어느 하나로 적용될 수 있다. 이러한 환원 가스는 저급 탄화 수소계 가스이거나 또는 저급 알콜으로 이를 통해 유가 금속의 회수 비용을 더욱 절감할 수 있다.Meanwhile, the metal by-product P according to another embodiment of the present invention can be applied to any one of copper oxide, zinc oxide, manganese oxide, cobalt oxide, iron oxide, aluminum oxide and silicon oxide, It can be applied to any one of H 2 , CO, CH 4 , C 2 H 4 , C 2 H 2 , C 2 H 6 , CH 4 OH, C 2 H 5 OH and C 3 H 7 OH. The reducing gas may be a low-grade hydrocarbon gas or a lower alcohol, thereby further reducing the cost of recovering the valuable metal.

이와 같이 금속 부산물(P)의 종류를 다양하게 적용할 수 있는데, 금속 부산물(P)의 종류에 따라 환원 가스의 종류 및 반응 챔버(110)의 온도를 적절하게 조절할 수 있다. 도 6에 도시된 바와 같이 산화아연(ZnO)은 C2H4 환원 가스를 사용하여 실험한 결과 400 ~ 800℃ 이하에서 환원 반응이 일어났으며, 도 7에 도시된 바와 같이 산화망간(MnO)은 C2H5OH 환원 가스를 사용하여 실험한 결과 400 ~ 600℃ 이하에서 환원 반응이 일어남을 알 수 있었다. 이러한 결과로써, 산화물의 종류에 따라 환원 가스의 종류 및 온도를 달리하여 다양한 금속 부산물로부터 유가 금속을 회수할 수 있음을 알 수 있다.
The kinds of the metal byproducts P can be variously applied. The kind of the reducing gas and the temperature of the reaction chamber 110 can be appropriately adjusted according to the kind of the metal byproduct P. As shown in FIG. 6, zinc oxide (ZnO) was subjected to a reduction reaction at 400 to 800 ° C or less by using C 2 H 4 reducing gas. As shown in FIG. 7, manganese oxide (MnO) Showed that the reduction reaction occurred at 400 ~ 600 ℃ or less when C 2 H 5 OH reduction gas was used. As a result, it can be seen that the valuable metal can be recovered from various metal by-products by changing the kind and temperature of the reducing gas depending on the type of the oxide.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
The foregoing description is merely illustrative of the technical idea of the present invention and various changes and modifications may be made by those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are intended to illustrate rather than limit the scope of the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas falling within the scope of the same shall be construed as falling within the scope of the present invention.

100: 반응기 110: 반응 챔버
120: 예열부 130: 분산판
140: 온도 조절부 200: 제 1 금속 회수부
300: 제 2 금속 회수부 310: 분리기
311: 가열기 320: 공냉식 회수기
400: 부산물 공급부 P: 금속 부산물
P1: 제 1 금속 물질 P2: 제 2 금속 물질100: Reactor 110: Reaction chamber
120: preheating part 130: dispersing plate
140: Temperature control unit 200: First metal recovery unit
300: second metal recovery unit 310: separator
311: heater 320: air-cooled recovery device
400: byproduct supply P: metal byproduct
P1: first metal material P2: second metal material

Claims (7)

금속 제련시 발생하는 금속 부산물에서 유가 금속을 회수하는 유가 금속 회수 장치에 있어서,
내부에 반응 챔버가 형성되고, 상기 반응 챔버는 상기 금속 부산물 및 환원 가스가 각각 공급되도록 형성되며, 상기 반응 챔버에서 상기 금속 부산물이 상기 환원 가스에 의해 환원 반응하여 고체 상태의 제 1 금속 물질과 기체 상태의 제 2 금속 물질이 생성되도록 형성되는 반응기;
상기 반응 챔버에서 생성된 고체 상태의 제 1 금속 물질이 상기 반응 챔버로부터 배출 저장되도록 상기 반응 챔버의 하단부에 연통 형성되는 제 1 금속 회수부; 및
상기 반응 챔버에서 생성된 기체 상태의 제 2 금속 물질이 상기 반응 챔버로부터 배출 유입되도록 상기 반응 챔버의 상단부에 연통 형성되고, 배출 유입된 기체 상태의 제 2 금속 물질을 냉각시켜 고체 상태로 회수하는 제 2 금속 회수부를 포함하며,
상기 제 2 금속 회수부는
상기 반응 챔버로부터 배출되는 기체 상태의 제 2 금속 물질이 유입되도록 형성되며, 기체 상태의 제 2 금속 물질과 함께 유입된 미세 분진을 기체 상태의 제 2 금속 물질과 분리하여 각각 배출하는 분리기; 및
상기 분리기로부터 분리 배출되는 기체 상태의 제 2 금속 물질이 유입되도록 형성되며, 유입된 기체 상태의 제 2 금속 물질을 어는점 이하로 급냉시켜 고체 상태로 회수하는 공냉식 회수기를 포함하며,
상기 분리기의 내부 온도가 상기 제 2 금속 물질의 기화점 이상으로 유지될 수 있도록 상기 분리기를 가열하는 가열기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유가 금속 회수 장치.
A valuable metal recovering apparatus for recovering valuable metals from metal byproducts generated during metal smelting,
Wherein the reaction chamber is formed to supply the metal by-product and the reducing gas, respectively, and the metal by-product in the reaction chamber is reduced by the reducing gas to form a first metal material in a solid state and a gas A reactor formed to produce a second metallic material in the < RTI ID = 0.0 >
A first metal recovery unit communicating with a lower end of the reaction chamber to discharge and store the solid first metal material generated in the reaction chamber from the reaction chamber; And
A second metal material in a gaseous state generated in the reaction chamber is communicated with an upper end portion of the reaction chamber so that the second metal material is discharged from the reaction chamber, 2 metal recovery unit,
The second metal recovery unit
A separator for separating the second metal material in the gaseous state from the second metal material in the gaseous state and discharging the fine second dust together with the second metal material in the gaseous state, the second metal material being discharged from the reaction chamber; And
And an air-cooled reclaimer configured to receive a gaseous second metal material separated and discharged from the separator and to recover the gaseous second metal material in a solid state by quenching the inflowed gaseous second metal material below a freezing point,
Further comprising a heater for heating the separator such that the internal temperature of the separator is maintained above the vaporization point of the second metallic material.
제 1 항에 있어서,
상기 반응 챔버로 상기 금속 부산물을 공급하는 부산물 공급부를 더 포함하고, 상기 부산물 공급부는 별도의 캐리어 가스를 통해 상기 금속 부산물을 상기 반응 챔버로 공급하는 것을 특징으로 하는 유가 금속 회수 장치.
The method according to claim 1,
And a byproduct supply unit for supplying the metal byproduct to the reaction chamber, wherein the byproduct supply unit supplies the metal byproduct to the reaction chamber through a separate carrier gas.
제 2 항에 있어서,
상기 반응기에는 상기 반응 챔버의 온도가 환원 반응이 가능한 온도가 되도록 상기 반응 챔버의 온도를 조절하는 온도 조절부가 구비되는 것을 특징으로 하는 유가 금속 회수 장치.
3. The method of claim 2,
Wherein the reactor is provided with a temperature controller for controlling the temperature of the reaction chamber so that the temperature of the reaction chamber becomes a temperature at which the reduction reaction can be performed.
제 3 항에 있어서,
상기 반응기에는 상기 환원 가스가 상기 반응 챔버로 공급되기 전 상기 환원 가스를 환원 반응이 가능한 온도로 가열하는 예열부가 구비되는 것을 특징으로 하는 유가 금속 회수 장치.
The method of claim 3,
Wherein the reactor is provided with a preheating unit for heating the reducing gas to a temperature at which the reducing gas can be reacted before the reducing gas is supplied to the reaction chamber.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 1 금속 회수부는 상기 반응 챔버로부터 배출된 상기 제 1 금속 물질이 공기와 접촉 차단되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 유가 금속 회수 장치.
5. The method according to any one of claims 1 to 4,
Wherein the first metal recovery unit is formed such that the first metal material discharged from the reaction chamber is in contact with air.
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