KR101503750B1 - Recovery Method of Zinc(Zn) - Google Patents

Recovery Method of Zinc(Zn) Download PDF

Info

Publication number
KR101503750B1
KR101503750B1 KR1020130117095A KR20130117095A KR101503750B1 KR 101503750 B1 KR101503750 B1 KR 101503750B1 KR 1020130117095 A KR1020130117095 A KR 1020130117095A KR 20130117095 A KR20130117095 A KR 20130117095A KR 101503750 B1 KR101503750 B1 KR 101503750B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
zinc
leaching
sulfuric acid
dust
aeration
Prior art date
Application number
KR1020130117095A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
장세한
장순웅
Original Assignee
주식회사 동산에스엔알
세연에스앤알 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 동산에스엔알, 세연에스앤알 주식회사 filed Critical 주식회사 동산에스엔알
Priority to KR1020130117095A priority Critical patent/KR101503750B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101503750B1 publication Critical patent/KR101503750B1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B19/00Obtaining zinc or zinc oxide
    • C22B19/30Obtaining zinc or zinc oxide from metallic residues or scraps
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B19/00Obtaining zinc or zinc oxide
    • C22B19/32Refining zinc
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B3/00Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes
    • C22B3/04Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes by leaching
    • C22B3/06Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes by leaching in inorganic acid solutions, e.g. with acids generated in situ; in inorganic salt solutions other than ammonium salt solutions
    • C22B3/08Sulfuric acid, other sulfurated acids or salts thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25CPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25C1/00Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of solutions
    • C25C1/16Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of solutions of zinc, cadmium or mercury
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C2100/00Exhaust gas
    • C21C2100/02Treatment of the exhaust gas

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Electrolytic Production Of Metals (AREA)

Abstract

The present invention relates to a recovery method of metal zinc comprising: a leaching process by mixing low concentration sulfuric acid from 2 to 3 mole to steel making dust passing through washing and filtration at a proportion of 1 : 2 (wt%); an aeration process to improve the purity during the leaching process; and an electrolytic process by controlling 30 voltage and 3 current at a distance of 50 mm between the electrodes from pH6 sulfuric acid zinc solution. The present invention can economically reduce the used amount of sulfuric acid and maximize the purity of the zinc to be obtained.

Description

금속아연 회수방법{Recovery Method of Zinc(Zn)}{Recovery Method of Zinc (Zn)}

본 발명은 제강분진으로부터의 금속아연 회수방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 황산의 사용량을 경제적으로 줄이면서 획득되는 아연의 순도를 최대로 높일 수 있는 제강분진으로부터의 금속아연 회수방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for recovering metal zinc from steelmaking dust, and more particularly, to a method for recovering metal zinc from steelmaking dust that can maximize the purity of zinc obtained while economically reducing the amount of sulfuric acid used.

일반적으로 고철 스크랩을 용융하는 전기 제강로 안에서 흑연전극과 강 스크랩사이에서 아크로 인해 발생하는 전기로 제강분진(EAFD: Electric Arc Furnace)은 유해한 비철금속이 많이 포함된 산업폐기물로서, 이 제강분진에는 10-40% 아연, 20-40% 철, 약 5%납, 그리고 크롬, 카드뮴, 구리, 주석, 망간, 규사, 알루미나, 석회석, 황화물과 염화물 등이 포함되어 있다. 이 제강분진은 점차 강력해지는 환경규제 때문에 매립이 어려울 뿐만 아니라 매립시 납, 구리, 카드뮴 등 유해 금속성분들이 포함된 침출수에 의한 강물이나 토양의 오염 때문에 매립하지 않고 제강분진을 처리해야 하는 과제를 안고 있으며, 따라서 유해 중금속이 함유된 제강분진을 안전하고 경제적으로 처리하는 것이 중요하며, 그 결과 제강분진으로부터 아연을 회수하여 자원으로 재 활용함으로써 제강분진 처리비를 절약하고자 하는 방법들이 다양하게 제시되고 있다. Generally, electric arc furnace (EAFD) generated by arc between graphite electrode and steel scrap in electric steelmaking furnace which melts scrap metal scrap is industrial waste containing a lot of harmful nonferrous metal, 40% zinc, 20-40% iron, about 5% lead, and chromium, cadmium, copper, tin, manganese, silica, alumina, limestone, sulfides and chlorides. This steelmaking dust is not only difficult to be landfilled due to the increasingly strong environmental regulations, but also poses the problem of treating steel dusts without landfilling due to pollution of river or soil caused by leachate containing hazardous metallic substances such as lead, copper and cadmium during landfilling Therefore, it is important to safely and economically treat steelmaking dust containing harmful heavy metals. As a result, there are various methods of saving steelmaking dust processing cost by recovering zinc from steelmaking dust and recycling it as a resource.

전기로 제강분진으로부터 아연을 회수하는 방법은 열야금학적인(pyrometall -urgical) 방법과 습식야금학적인(hydrometallurgical) 방법들이 잘 알려져 있다. 열야금학적인 방법은 분진으로부터 아연을 모두 분리해 낼수 있지만 고가인 코크스 등의 환원제 투입 및 고온 분위기를 만들기 위해 많은 에너지를 필요로 하고, 또한 제강분진으로부터 아연을 분리하기 위한 분리시설 비용이 많이 들기 때문에 비경제적일 뿐만 아니라 여기서 분리된 아연은 순도가 낮은 조산화아연을 얻는 것이 단점이다. 습식야금학적인 방법은 일차 아연광인 ZnS으로부터 아연을 얻는 공정으로서 열야금학적인 방법에 비해 고순도의 금속아연이나 산호아연을 얻을 수 있으나 제강분진의 주성분인 아연 페라이트를 침출시키지 못하는 단점이 있다. 근래의 제강분진에서 아연을 회수하는 방법으로는 고온의 산에서 제강분진을 침출하여 아연 페라이트 입자들을 분해하는 방법을 사용하고 있다. 최근에는 ZnS로부터 황산과 아연을 얻는 공정이 상업화되었고 모든 공정들이 이에 준하여 발전되는 추세이다.The pyrometallurgical method and the hydrometallurgical method are well known as the method of recovering zinc from the electric furnace steel dust. The thermal metallurgical method can separate all of the zinc from the dust, but it requires a lot of energy to introduce a reducing agent such as expensive coke and a high-temperature atmosphere, and the separation facility for separating the zinc from the steel dust is expensive Not only is it not economical, but the disadvantage here is to obtain zinc oxide which is low in purity. The wet metallurgical method is a process of obtaining zinc from ZnS, which is a primary galvanizing iron, and can obtain high purity metal zinc or coral zinc as compared with a thermal metallurgical method, but it has a disadvantage that it can not leach zinc ferrite which is a main component of steelmaking dust. In recent years, as a method of recovering zinc from steel making dust, a method of decomposing zinc ferrite particles by leaching steelmaking dust in a high-temperature acid is used. In recent years, the process of obtaining sulfuric acid and zinc from ZnS has been commercialized, and all processes are developing accordingly.

이렇게 제강분진에서 아연을 회수하는 방법 중, 황산을 사용하여 침출과 회수를 하고자 하는 방법들이 제시되고 있으나, 아직도 황산의 사용량이 너무 많음에 따라 경제성이 떨어져 실제로는 상업화를 구현하지 못하고 있는 문제점이 있었다.Among the methods for recovering zinc from steelmaking dust, methods for leaching and recovering using sulfuric acid have been proposed. However, since the amount of sulfuric acid is still too much, economical efficiency is low and commercialization is not realized in practice .

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 황산의 사용량을 경제적으로 줄이면서 획득되는 아연의 순도를 최대로 높일 수 있는 제강분진으로부터 금속아연의 회수방법을 제공함에 그 목적이 있다.It is an object of the present invention to provide a method for recovering metal zinc from steelmaking dust which can maximize the purity of zinc obtained while economically reducing the amount of sulfuric acid used.

이와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 전기로 제강공정에서 발생하는 제강분진(전기로 더스트)으로부터 아연을 회수하는 방법에 있어서, 세척과 여과를 거친 제강분진에 2M 내지 3M (저농도)황산을 1 : 2(중량%) 비율로 혼합하여 침출하는 공정; 상기 침출공정 중 순도향상을 위한 폭기하는 공정; 및 pH6 황산아연용액에서 전극 간의 50mm간격으로 30V 전압 3A 전류의 조절을 통해 전해시키는 공정을 포함하는 특징이 있다.In order to achieve the above object, the present invention provides a method for recovering zinc from steelmaking dust (electric furnace dust) generated in an electric furnace steelmaking process, comprising the steps of: adding 2M to 3M (low concentration) sulfuric acid 1: 2 (% by weight); Aeration step for improving the purity during the leaching step; And a step of electrolyzing in a pH 6 zinc sulfate solution at a distance of 50 mm between the electrodes, under the control of a 30 V voltage 3A current.

또한, 전기로 제강공정에서 발생하는 제강분진(전기로 더스트)으로부터 아연을 회수하는 방법에 있어서, 제강분진을 세척 및 여과하는 세척공정; 상기 세척공정을 거친 제강분진에 2M 내지 3M (저농도)황산을 1 : 2(중량%) 비율로 혼합하여 침출하는 침출공정; 상기 침출공정을 거친 다음 다시 2M 내지 3M (저농도)황산을 1 : 2(중량%) 비율로 혼합하여 침출하면서 동시에 순도향상을 위한 폭기가 이루어지는 침출폭기공정; 및 pH6 황산아연용액에서 전극 간의 50mm간격으로 30V 전압 3A 전류의 조절을 통해 전해시키는 전해공정을 포함하는 특징이 있다.Further, a method for recovering zinc from steelmaking dust (electric furnace dust) generated in an electric furnace steelmaking process, comprising: a washing step of washing and filtering the steelmaking dust; A leaching step in which 2M to 3M (low concentration) sulfuric acid is mixed and leached at a ratio of 1: 2 (weight%) to the steel making dust subjected to the washing step; A leaching-aeration process in which the leaching step is followed by leaching of 2M to 3M (low concentration) sulfuric acid at a ratio of 1: 2 (weight%) and leaching simultaneously for improving purity; And an electrolytic process in which electrolysis is carried out in a pH 6 zinc sulfate solution at a distance of 50 mm between the electrodes through the control of a 30 V voltage 3A current.

상기 침출공정 중 침출시간은 2시간으로 하며 적어도 2회 이상 반복하는 특징이 있다.The leaching time in the leaching process is 2 hours, and is repeated at least twice.

상기 폭기시간은 90분 ~ 180분인 특징이 있다.The aeration time is characterized by 90 to 180 minutes.

상기 전극 중 양극은 백금 또는 납인 특징이 있다.The anode of the electrode is characterized by platinum or lead.

이와 같이, 본 발명은 황산의 사용량을 경제적으로 줄이면서 획득되는 아년의 순도를 최대로 높일 수 있는 효과가 있다.As described above, the present invention has the effect of maximizing the purity of the seed obtained while economically reducing the amount of sulfuric acid used.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the appended claims and their equivalents. Of course, such modifications are within the scope of the claims.

도 1은 본 발명 실시 예인 금속아연 회수방법에서 시간경과에 따른 저농도 황산의 침출 실험결과를 나타낸 그래프,
도 2는 본 발명 실시 예인 금속아연 회수방법에서 연속침출 결과를 나타낸 그래프,
도 3은 본 발명 실시 예인 금속아연 회수방법에서 YC공장의 Lab Scale 모의실험 결과를 나타낸 그래프,
도 4는 본 발명 실시 예인 금속아연 회수방법에서 실제 제강분진처리수에서 전해채취된 아연의 양을 나타낸 그래프,
도 5는 본 발명 실시 예인 금속아연 회수방법에서 인공아연용액에서 전해채취된 아연의 EDX mapping,
도 6은 본 발명 실시 예인 금속아연 회수방법에서 전극별 전해질 내의 아연의 농도를 나타낸 그래프,
도 7은 본 발명 실시 예인 금속아연 회수방법에서 전극 간격에 따른 전해질 내의 아연의 농도를 나타낸 그래프,
도 8은 본 발명 실시 예인 금속아연 회수방법에서 철 제거 결과를 나타낸 그래프,
도 9는 본 발명 실시 예인 금속아연 회수방법을 순차적으로 나타낸 공정도.
FIG. 1 is a graph showing the results of leaching experiments of low-concentration sulfuric acid over time in the metal zinc recovery method of the present invention,
2 is a graph showing the results of continuous leaching in the metal zinc recovery method of the present invention,
3 is a graph showing a result of a Lab Scale simulation of a YC factory in the metal zinc recovery method of the embodiment of the present invention,
FIG. 4 is a graph showing the amount of zinc electrolyzed in actual steel dust-treated water in the metal zinc recovery method of the embodiment of the present invention,
FIG. 5 is a graph showing the EDX mapping of zinc taken from an artificial zinc solution in the metal zinc recovery method of the present invention,
6 is a graph showing the concentration of zinc in the electrolyte of each electrode in the metal zinc recovery method of the embodiment of the present invention,
FIG. 7 is a graph showing the concentration of zinc in the electrolyte according to the electrode interval in the metal zinc recovery method of the present invention,
8 is a graph showing the results of iron removal in the metal zinc recovery method of the embodiment of the present invention,
9 is a process chart sequentially showing a metal zinc recovery method of an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명을 첨부된 도면에 의해 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

참고로 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단될 경우에는 그 상세한 설명을 생략하였다.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.

또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운영자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다.In addition, the terms described below are defined in consideration of the functions of the present invention, which may vary depending on the user, the intention or custom of the operator, and the like.

그러므로, 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것임은 물론이다.Therefore, it goes without saying that the definition should be based on the contents throughout this specification.

본 발명의 금속아연 회수방법은, 세척과 여과를 거친 제강분진에 2M 내지 3M (저농도)황산을 1 : 2(중량%) 비율로 혼합하여 2시간동안 적어도 2회 이상 반복하는 침출공정과, 상기 침출공정 중 순도향상을 위해 90분 ~ 180분 동안 폭기하는 공정과, pH6 황산아연용액에서 전극중 양극은 백금 또는 납 재질이고 전극 간은 50mm간격으로 30V 전압 3A 전류의 조절을 통해 전해시키는 공정으로 이루어진다.The metal zinc recovery method of the present invention comprises: a leaching step of mixing 2M to 3M (low concentration) sulfuric acid in a ratio of 1: 2 (weight%) to steel making dust subjected to washing and filtration and repeating at least twice for 2 hours; A process of aeration for 90 to 180 minutes to improve the purity during the leaching process and a process for electrolysis in a zinc sulfate solution at a pH of 6 in the form of platinum or lead, .

또한, 도 9와 같이, 제강분진을 세척 및 여과하는 세척공정; 상기 세척공정을 거친 제강분진에 2M 내지 3M (저농도)황산을 1 : 2(중량%) 비율로 혼합하여 침출하는 침출공정; 상기 침출공정을 거친 다음 다시 2M 내지 3M (저농도)황산을 1 : 2(중량%) 비율로 혼합하여 침출하면서 동시에 순도향상을 위한 폭기가 이루어지는 침출폭기공정; 및 pH6 황산아연용액에서 전극 간의 50mm간격으로 30V 전압 3A 전류의 조절을 통해 전해시키는 전해공정으로 이루어질 수도 있음은 물론이다.Further, as shown in Fig. 9, a washing process for washing and filtering the steel making dust; A leaching step in which 2M to 3M (low concentration) sulfuric acid is mixed and leached at a ratio of 1: 2 (weight%) to the steel making dust subjected to the washing step; A leaching-aeration process in which the leaching step is followed by leaching of 2M to 3M (low concentration) sulfuric acid at a ratio of 1: 2 (weight%) and leaching simultaneously for improving purity; And an electrolytic process in which the electrolytic solution is electrolyzed in a pH 6 zinc sulfate solution at a distance of 50 mm between the electrodes through the control of a 30V voltage 3A current.

이와 같은 본 발명은, 황산의 사용량을 줄이고 경제성을 확보하기 위해 0.5M, 1M, 2M, 3M의 저농도 황산으로 침출실험을 진행하였다. 고액비는 앞서 진행했었던 예비실험과 검증실험에 나타난 결과에 따라 1 : 2로 진행하였다. 도 1은 시간경과에 따른 저농도 황산의 침출 실험결과를 나타낸 그래프이고, 도 2는 연속침출 결과를 나타낸 그래프이다. In order to reduce the amount of sulfuric acid used and ensure economical efficiency, the present invention has been conducted to leach with 0.5 M, 1 M, 2 M and 3 M low-sulfuric acid. The high liquid ratio proceeded to 1: 2 according to the result of the preliminary experiment and the verification experiment which had been carried out. FIG. 1 is a graph showing the results of leaching of low-concentration sulfuric acid with time, and FIG. 2 is a graph showing the results of continuous leaching.

상기 실험결과 황산의 농도가 높아질수록 침출농도 및 회수율이 증가하는 것으로 나타났다. 또한 2M과 3M조건은 회수율이 크게 차이 나지 않고, 2M과 3M에 들어가는 황산의 차이가 톤당 약 97kg임을 감안하면 황산의 적정농도는 2M로 판단된다. As the concentration of sulfuric acid increased, leaching concentration and recovery rate increased. Considering that the recovery rates of 2M and 3M are not significantly different, and the difference of sulfuric acid between 2M and 3M is about 97kg per ton, the optimum concentration of sulfuric acid is 2M.

또한 상기 연속침출 실험에서는 4회까지 침출을 진행하였으나 대부분의 아연이 2회에 침출되는 결과가 나타났고 3회, 4회 침출에서는 소량의 아연이 침출되어 최적침출횟수는 2회로 판단된다.In the continuous leaching experiment, leaching was carried out up to 4 times, but most of the zinc was leached twice. In the leaching three times and four times, a small amount of zinc was leached and the optimum leaching number was judged to be two.

침출공정 중, 침출되는 금속아연의 순도를 높이기 위하여 침출공정에 포기(Aeration)를 적용하여 실험을 진행하였다. 폭기는 리선(RESUN)사의 Air2000을 사용하였으며, 1.8L/min의 유량으로 진행하였다. 실험결과 폭기를 시켜주지 않은 공정은 2시간에 Fe 약 2300ppm이 침출되었고, 2시간 이후 대체로 비슷하게 나타났다. 폭기를 시켜준 공정은 30분에 약 2.5ppm이었고, 2시간에 0.1ppm으로 대부분 침전되어 제거되는 것으로 나타났다. 위 결과로 볼 때, 폭기의 적정시간은 약 2시간으로 판단된다.During the leaching process, aeration was applied to the leaching process to increase the purity of the leached metal zinc. The aeration was performed using Air2000 of RESUN, and the flow rate was 1.8 L / min. Experimental results show that the process without aeration leached about 2300 ppm of Fe in 2 hours and almost similar after 2 hours. The aeration process was about 2.5 ppm at 30 minutes and 0.1 ppm at 2 hours. From the above results, the appropriate time for aeration is estimated to be about 2 hours.

또한, YC공장의 Lab Scale 모의실험을 진행하였다. 120분까지 중성침출을 진행하였고, 원심분리 후 240분까지 120분간 산성침출을 진행하였다. 중성침출에서는 회수율이 약 10% 미만으로 나타났으며, 대부분의 침출이 산성침출에서 나타났다. 기존의 진행해왔던 실험조건과는 많은 차이가 있었으나, 회수율에서는 큰 차이를 찾아보기 어려웠다. 하지만 Na2CO3 15kg, MnO 15kg, B-나프톨 5kg, ZnO 8kg 등 불필요한 약품의 투입이 많고, 중성침출과 산성침출을 병행하여 시간이 지체되는 것을 감안하면 기존에 진행되어왔던 공정에 비해 경제성이 부족하다고 판단된다. 도 3은 YC공장의 Lab Scale 모의실험 결과를 나타낸 그래프이다.In addition, Lab Scale simulation of the YC plant was conducted. Neutral leaching was carried out for 120 minutes, and acid leaching was carried out for 120 minutes after centrifugation for 240 minutes. In neutral leaching, recovery was less than about 10%, and most leaching occurred in acidic leaching. There were many differences from the existing experimental conditions, but there was no significant difference in the recovery rate. Considering that 15 kg of Na 2 CO 3, 15 kg of MnO, 5 kg of B-naphthol and 8 kg of ZnO are supplied in a large amount, and the time is delayed due to the combination of neutral leaching and acid leaching, It is judged to be insufficient. 3 is a graph showing a result of a Lab Scale simulation of a YC factory.

또한, 흑연전극 사용시 탄소의 지속적인 용출로 인하여 전해질의 색이 혼탁해지고 아연의 석출량이 백금전극에 비해 크게 못미치는 것으로 나타났다. 아연전극 사용시에는 아연이온의 지속적인 용출이 발생하여 농도가 높아져 회수효율이 떨어지는 것으로 나타났다. 백금전극 사용시에는 120분에서 최대 99%까지 회수되는 것으로 나타났고 가장 이상적인 전극으로 판단된다.In addition, when the graphite electrode was used, the color of the electrolyte became turbid due to the continuous elution of carbon, and the amount of zinc precipitation was significantly lower than that of the platinum electrode. When zinc electrodes were used, the zinc ions were continuously eluted, resulting in increased concentration and reduced recovery efficiency. Platinum electrode recovered from 120 minutes up to 99%, which is considered to be the most ideal electrode.

그림에서와 같이 전극의 간격이 좁을수록 전극사이의 발생하는 기전력이 높아지게 되어 회수되는 아연의 양이 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 그러나 회수되는 아연에 비해 전극의 간격이 너무 좁을 경우 회수된 아연으로 인한 전극의 접촉이 일어나게 되어 전해채취가 제대로 이루어지지 않는 것을 알 수 있었다. 따라서 회수되는 아연의 양을 예측한 후에 여기에 적절한 전극의 크기와 간격이 정해져야 할 것으로 사료된다.As shown in the figure, as the gap between the electrodes is narrower, the electromotive force generated between the electrodes becomes higher, and the amount of recovered zinc increases. However, when the distance between the electrodes is too narrow as compared with the recovered zinc, contact of the electrode due to the recovered zinc occurs, . Therefore, after estimating the amount of zinc recovered, the size and spacing of the electrodes should be determined.

도 4는 실제 제강분진처리수에서 전해채취된 아연의 양을 나타낸 그래프이다. 결론적으로 제강분진처리수에서 아연의 회수율은 88 ~ 90%까지 회수가 가능한 것으로 나타났다. 이 후 높은 pH조건과 불순물의 제거율을 높인다면 95% 이상의 아연전해회수가 가능할 것으로 판단된다. 4 is a graph showing the amount of zinc electrolytically collected in actual steelmaking dust-treated water. As a result, the recovery rate of zinc from steelmaking dust treated water can be recovered up to 88 ~ 90%. After that, if the high pH condition and the removal rate of the impurities are increased, it is considered that the electrolytic recovery of zinc of 95% or more is possible.

도 5와 같이, 실제 제강분진처리수의 경우 높은 양의 황과 철이 존재하는 것을 확인할 수 있다. 앞의 결과에 따라 높은 아연전해채취효율을 나타내지만 철 등의 금속이 있을 경우 같이 회수되는 것을 알 수 있으며, 불순물의 농도를 줄일 경우 높은 아연의 순도를 나타낼 것으로 판단된다. As shown in FIG. 5, it can be confirmed that a high amount of sulfur and iron are present in the actual steelmaking dust-treated water. According to the above results, high zinc electrolytic collection efficiency is shown. However, when the metal such as iron is present, it can be recovered. If the concentration of impurities is reduced, high purity of zinc may be exhibited.

하기의 표 1과 같이, Lab Scale 실험공정과 YC공장의 공정의 경제성평가를 실시 및 비교하였다. 운송비, 판매관리비, 인건비, 금융비 및 감가상각비는 동일하게 산정하였으며, 경제성평가 실시 결과 Lab Scale 공정이 93,009,812원/월, 4,606,984원/월의 차액이 발생하였다. 차액의 주된 원인은 약품비로 기존의 공정보다 MnO, B-나프톨, ZnO, NaNO2 등 불필요한 약품소비로 나타났다. YC공장의 공정을 기존의 Lab Scale 공정으로 변환하여 운영할 경우, 연 5,500만원의 비용을 절감할 수 있을 것으로 판단된다. As shown in Table 1 below, the Lab Scale experimental process and the economical evaluation of the process of the YC plant were conducted and compared. The cost of transportation, sales and administrative expenses, labor costs, financial expenses and depreciation were the same, and as a result of the economic evaluation, the Lab Scale process cost difference of 93,009,812 won / month and 4,606,984 won / month. The main cause of the difference is the consumption of unnecessary chemicals such as MnO, B-naphthol, ZnO, and NaNO 2 compared with the conventional process. If the YC factory process is converted into the existing Lab Scale process, it will save KRW5,500,000 a year.

수익revenue 아연 판매 단가Zinc sales unit price 235,629,108원/월235,629,108 won / month 소계sub Total 235,629,108원/월235,629,108 won / month 지출expenditure 매출원가Cost of sales 114,583,296원/월 (Lab Scale 공정)
119,190,280원/월 (YC공장 공정)
114,583,296 yuan / month (Lab Scale process)
119,190,280 yuan / month (YC factory process)
판매관리비SG & A expenses 16,786,000원/월$ 16,786 / month 금융비 및
감가상각비
Financial expenses and
Depreciation cost
11,250,000원/월11,250,000 won / month
소계sub Total 142,619,296원/월 (Lab Scale 공정)
147,226,280원/월 (YC공장 공정)
142,619,296 won / month (Lab Scale process)
147,226,280 yuan / month (YC factory process)
이익금Profit 수익-지출Revenue - Spend 93,009,812원/월 (Lab Scale 공정)
88,402,828원/월 (YC공장 공정)
93,009,812 won / month (Lab Scale process)
88,402,828 won / month (YC factory process)

이러한 본 발명은, 도 6 과 도 7 및 도 8과 같이, 침출공정에서 제강분진 내 아연의 회수를 위한 최적조건을 도출하고자 고액비, 황산의 농도, 침출횟수, 폭기시간에 따른 아연의 농도와 회수율을 비교측정하였다. 6, 7, and 8, in order to determine the optimal conditions for recovery of zinc in the steelmaking dust in the leaching step, the concentration of zinc, the concentration of sulfuric acid, the number of leaching, The recovery rate was compared.

상기 황산의 농도는 농도가 진할수록 회수율이 높아지는 추세를 보였으나, 경제성을 고려해볼 때 2M 황산이 가장 적절하다고 판단된다.  The concentration of sulfuric acid showed a tendency to increase as the concentration increased, but 2M sulfuric acid was considered to be most appropriate considering the economical efficiency.

상기 침출공정에서 침출횟수의 경우 4번까지 진행하였으나 2번째 침출 시, 분진 내 대부분의 아연이 침출되는 결과를 확인할 수 있었다. In the leaching step, the number of times of leaching proceeded up to 4 times, but when the second leaching was carried out, most of the zinc in the dust was leached out.

상기 폭기공정에서 순도향상을 위한 폭기의 경우, 12시간까지 진행하였으나, 대부분의 철이 2시간 이내로 침전되어 제거되었음을 확인할 수 있었다. In the case of aeration for improving the purity in the aeration process, the aeration proceeded up to 12 hours, but it was confirmed that most of the iron was precipitated and removed within 2 hours.

YC공장의 공정을 Lab스케일로 축소시켜 진행한 결과, 회수율은 큰 차이가 없었으나, 향후 공정 운영 시 불필요한 약품의 투입과 시간지체 등 경제성부분에서 많은 손실이 예상된다.The YC plant's process was reduced to Lab scale. As a result, there was no significant difference in the recovery rate, but it is expected to be costly in the future due to unnecessary supply of chemicals and time delay.

또한, 도 4와 같이, 전해공정에서, 실제 제강분진처리수의 아연전해회수를 위한 최적의 조건을 도출하기 위해 pH, 전해질의 농도, 전극간의 간격, 전압전류 조절 등에 따라 전해채취된 아연의 양을 비교하였다. As shown in Fig. 4, in order to derive the optimum condition for recovery of zinc electrolytic solution in actual steel dust-treated water in the electrolytic process, the amount of zinc electrolytically collected in accordance with pH, electrolyte concentration, Were compared.

상기 반응이 진행됨에 따라 낮아지는 pH로 인해 아연의 재용출이 발생하여 효율이 낮아지게 되고 따라서 상대적으로 높은 pH에서 초기 실험을 수행할 경우 아연회수효율이 높아지는 것을 확인할 수 있었다. As the reaction progresses, the lowering of the pH causes the re-elution of the zinc, resulting in a lower efficiency. Thus, it has been confirmed that the zinc recovery efficiency is enhanced when the initial experiment is performed at a relatively high pH.

상기 전극간의 간격과 전압전류의 조절을 통해 30V, 3A에서 가장 많은 아연이 회수가 되었으며, 이는 너무 낮거나 높은 전압전류에서는 불순물에 의한 기전력의 저하, 높은 열발생으로 인한 전극의 손실 등에 의해 효율이 떨어지는 것으로 나타났다. Through the adjustment of the interval between the electrodes and the adjustment of the voltage and current, the largest amount of zinc was recovered at 30 V and 3 A due to the deterioration of the electromotive force due to the impurities and the loss of the electrode due to the high heat at a too low or high voltage Respectively.

상기 전극의 양극으로는 백금(납)을 사용하였을 때가 가장 안정적이었으며, 탄소전극이나 아연전극 등을 사용할 경우 전극의 손상으로 인해 전해채취를 원만히 진행하기 어려웠다. The use of platinum (lead) as the anode of the electrode was the most stable. When the carbon electrode or the zinc electrode was used, it was difficult to proceed the electrolytic collection smoothly due to the damage of the electrode.

상기 전극의 간격은 가까울수록 회수효율은 증가하였으나, 채취된 아연으로 인해 전극간의 접촉으로 인하여 전해채취에 문제가 발생할 수 있으므로 주의해야한다. Although the recovery efficiency is increased as the distance between the electrodes is closer, caution must be exercised because electrolytic collection may occur due to contact between the electrodes due to the collected zinc.

마지막으로 전해질 내의 초기 pH를 높이고, 불순물의 농도를 최소한으로 줄일 경우 좀 더 높은 아연회수효율을 나타낼 것으로 판단된다.Finally, it is considered that the higher zinc recovery efficiency is obtained by increasing the initial pH in the electrolyte and reducing the concentration of impurities to a minimum.

이에 따라, 침출공정과 전해공정시 황산의 사용량을 줄이고 순도가 높은 금속아연을 추출하기 위한 영향인자별 최적조건을 정리하면 다음의 표 2와 같다.Table 2 shows the optimum conditions for extracting metallic zinc with high purity by reducing the amount of sulfuric acid used during the leaching process and the electrolytic process.

ConditionsConditions ValuesValues


spit
Out
ball
tablet
고액비High liquid fee 1:21: 2
황산 농도Sulfuric acid concentration 2M2M 침출 시간Leaching time 2hr2 hr 침출 횟수Number of leaching 2회Episode 2 폭기 시간Aeration time 2hr2 hr


I'm
year
ball
tablet
전해 시 pHPH at electrolysis pH 6pH 6
전압Voltage 30V30V 전류electric current 3A3A 전극의 간격Spacing of electrodes 50mm50mm 양극anode 백금(납)Platinum (lead) 음극cathode 아연zinc

Claims (5)

전기로 제강공정에서 발생하는 제강분진(전기로 더스트)으로부터 아연을 회수하는 방법에 있어서,
세척과 여과를 거친 제강분진에 2M 내지 3M (저농도)황산을 1 : 2(중량%) 비율로 혼합하여 침출시간은 2시간으로 하며 적어도 2회 이상 반복하여 침출하는 침출공정;
상기 침출공정 중 순도향상을 위한 폭기하는 폭기공정; 및
pH6 황산아연용액에서 전극 간의 50mm간격으로 30V 전압 3A 전류의 조절을 통해 전해시키는 공정을 포함하는 금속아연 회수방법.
A method for recovering zinc from steelmaking dust (electric furnace dust) generated in an electric furnace steelmaking process,
A leaching step in which 2M to 3M (low concentration) sulfuric acid is mixed in a ratio of 1: 2 (weight%) to steel making dust subjected to washing and filtration and leaching time is 2 hours and leaching is repeated at least twice;
An aeration process for improving the purity during the leaching process; And
wherein the electrolytic solution is electrolyzed in a pH 6 zinc sulfate solution at a distance of 50 mm between the electrodes through adjustment of a 30V voltage 3A current.
삭제delete 제1항에 있어서,
폭기시간은 90분 ~ 180분인 것을 특징으로 하는 금속아연 회수방법.
The method according to claim 1,
And the aeration time is from 90 minutes to 180 minutes.
제1항에 있어서,
상기 전극 중 양극은 백금 또는 납인 것을 특징으로 하는 금속아연 회수방법.
The method according to claim 1,
Wherein the anode of the electrode is platinum or lead.
전기로 제강공정에서 발생하는 제강분진(전기로 더스트)으로부터 아연을 회수하는 방법에 있어서,
제강분진을 세척 및 여과하는 세척공정;
상기 세척공정을 거친 제강분진에 2M 내지 3M (저농도)황산을 1 : 2(중량%) 비율로 혼합하여 침출하는 침출공정;
상기 침출공정을 거친 다음 다시 2M 내지 3M (저농도)황산을 1 : 2(중량%) 비율로 혼합하여 침출하면서 동시에 순도향상을 위한 폭기가 이루어지는 침출폭기공정; 및
pH6 황산아연용액에서 전극 간의 50mm간격으로 30V 전압 3A 전류의 조절을 통해 전해시키는 전해공정을 포함하는 금속아연 회수방법.
A method for recovering zinc from steelmaking dust (electric furnace dust) generated in an electric furnace steelmaking process,
A washing step of washing and filtering the steel making dust;
A leaching step in which 2M to 3M (low concentration) sulfuric acid is mixed and leached at a ratio of 1: 2 (weight%) to the steel making dust subjected to the washing step;
A leaching-aeration process in which the leaching step is followed by leaching of 2M to 3M (low concentration) sulfuric acid at a ratio of 1: 2 (weight%) and leaching simultaneously for improving purity; And
wherein the electrolytic process is electrolyzed in a pH 6 zinc sulfate solution at a distance of 50 mm between the electrodes under the control of a 30V voltage 3A current.
KR1020130117095A 2013-10-01 2013-10-01 Recovery Method of Zinc(Zn) KR101503750B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130117095A KR101503750B1 (en) 2013-10-01 2013-10-01 Recovery Method of Zinc(Zn)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130117095A KR101503750B1 (en) 2013-10-01 2013-10-01 Recovery Method of Zinc(Zn)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101503750B1 true KR101503750B1 (en) 2015-03-24

Family

ID=53027925

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130117095A KR101503750B1 (en) 2013-10-01 2013-10-01 Recovery Method of Zinc(Zn)

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101503750B1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190087048A (en) 2018-01-16 2019-07-24 부경대학교 산학협력단 Method for Manufacturing Zinc From Sludge Containing Zinc Hydroxide
KR20210007932A (en) 2020-12-28 2021-01-20 부경대학교 산학협력단 Method for Manufacturing Zinc From Sludge Containing Zinc Hydroxide

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0975891A (en) * 1995-09-11 1997-03-25 Nippon Steel Corp Wet disposal method for iron manufacturing dust
JP2011026687A (en) 2009-07-29 2011-02-10 Pan Pacific Copper Co Ltd Method for treating copper converter dust
JP2011117053A (en) 2009-12-07 2011-06-16 Dowa Metals & Mining Co Ltd Zinc electrowinning method
KR20120076781A (en) * 2010-12-30 2012-07-10 재단법인 포항산업과학연구원 Method for manufacturing zinc coating solution using high purity zinc oxide recovered from recyling secondary dust

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0975891A (en) * 1995-09-11 1997-03-25 Nippon Steel Corp Wet disposal method for iron manufacturing dust
JP2011026687A (en) 2009-07-29 2011-02-10 Pan Pacific Copper Co Ltd Method for treating copper converter dust
JP2011117053A (en) 2009-12-07 2011-06-16 Dowa Metals & Mining Co Ltd Zinc electrowinning method
KR20120076781A (en) * 2010-12-30 2012-07-10 재단법인 포항산업과학연구원 Method for manufacturing zinc coating solution using high purity zinc oxide recovered from recyling secondary dust

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190087048A (en) 2018-01-16 2019-07-24 부경대학교 산학협력단 Method for Manufacturing Zinc From Sludge Containing Zinc Hydroxide
KR20210007932A (en) 2020-12-28 2021-01-20 부경대학교 산학협력단 Method for Manufacturing Zinc From Sludge Containing Zinc Hydroxide

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108728867B (en) Harmless separation method for aluminum electrolysis waste cathode carbon blocks
CN102766765B (en) Zinc oxide powder recycling method
CN106048217B (en) The comprehensive reutilization method of oxide powder and zinc
CN106756084A (en) A kind of method for extracting noble metal as trapping agent with iron-based material
JP2005060813A (en) Method for refining copper raw material containing copper sulfide mineral
CN111154980B (en) Neodymium iron boron waste solution electrolytic regeneration method
CN111647754A (en) Comprehensive utilization method of zinc-containing dust and sludge in steel plant
CN111041207A (en) Electrochemical gold leaching agent and method for recovering gold from waste gold-plated circuit board
CN109112301A (en) A method of electrolytic separation iron and zinc in sulfuric acid medium
EP3165616B1 (en) Method for processing zinc oxychloride-containing secondary material
KR101503750B1 (en) Recovery Method of Zinc(Zn)
CN104805301B (en) Method for producing zinc ingots by using hot-dip galvanizing slag for wet smelting and zero discharge of waste residues
CN104087971B (en) Method for treating lead matte
CN107190151B (en) In a kind of zinc hydrometallurgy and the comprehensive recovering process of heavy scum
CN103937975B (en) The method of extracting directly silver from zinc hydrometallurgy flotation of silver concentrate
CN110551900B (en) Combined treatment method for waste tin-plated copper scraps and copper electrolyte
CN101314184A (en) Method for recycling and preparing ultra-fine zinc dust from zinc dust containing material
CN108866337A (en) A method of processing metal sludge
CN108624910A (en) A kind of zinc Whote-wet method smelting process method of energy-saving and emission-reduction
CN104120253A (en) Leaching method of complex zinc calcined ores
CN110965079B (en) Method for efficiently and comprehensively recycling iron-rich metallurgical tailings
CN104805305B (en) Method for harmlessly producing zinc ingots by hot-dip galvanizing slag wet smelting
CN104152701A (en) Method for recycling tin from coarse tin refining slag
JP2017066520A (en) Method for refining bismuth
CN105219970A (en) A kind ofly roast in dirt the method reclaiming many metals and calcium chloride

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180312

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190307

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200310

Year of fee payment: 6