KR101621967B1 - 전기로 더스트로부터 황산아연 및 산화아연을 제조하는 방법 - Google Patents

전기로 더스트로부터 황산아연 및 산화아연을 제조하는 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전기로 더스트로부터 황산아연 및 산화아연을 제조하는 방법에 관한 것으로서, 전처리단계(S1단계)와; 1차 여과단계(S2단계)와; 입도조절단계(S3단계)와; 산 침출단계(S4단계)와; 탈철ㆍ중화단계(S5단계)와; 2차 여과단계(S6단계)와; 미량 중금속 석출단계(S7단계)와; 여과기로 잔류하는 불순물을 제거하는 3차 여과단계(S8단계)와; 상기 2차 여과단계(S8단계)를 거쳐 얻어진 고순도 황산아연(ZnSO4) 용액을 결정화 하거나 건조하는 선별결정 또는 건조단계(S9단계) 및; 상기 황산아연(ZnSO4)을 가열 분해하여 산화아연을 얻는 가열 분해단계(S10단계)로 이루어져 전기로 더스트 분진을 10 ∼ 30% 농도의 황산용액에서 반응시켜 과산화수소의 탈철 및 결정과정을 포함하는 산업적으로 이용가치가 높은 황산아연1수염, 황산아연7수염 분말과 고순도 산화아염 분말을 회수하고, 황산에 용해되지 않은 슬러지 케익을 저 염소화 하여 시멘트공업을 위시한 광촉매 기능을 활용하는 건축자재로 활용할 수 있는 기존의 방법에서 상업화되지 못하는 이유를 개선하여 전량 재활용 처리하고, 산업적으로 이용가치가 높은 황산아연 및 산화아연을 제조, 회수할 뿐만 아니라 간단하고 단순한 단계의 실행으로 더스트에 함유된 아연성분의 회수율을 90% 이상 올릴 수 있어 경제성이 탁월한 각별한 장점이 있는 유용한 발명이다.

Description

전기로 더스트로부터 황산아연 및 산화아연을 제조하는 방법{Method for manufacturing Zinc sulfate and zinc oxide from the dust of the electric arc furnace}
본 발명은 제강산업의 전기로의 더스트에서 15 ∼ 30%를 함유하고 있는 아연(Zn)성분을 황산아연 및 산화아연으로 회수하는 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 산업폐기물인 분진 상태의 전기로 내 더스트를 황산용액에 반응시켜 과산화수소의 탈철 및 결정과정을 포함하는 산업적으로 이용가치가 높은 황산아연 분말과 고순도 산화아연 분말을 회수하고, 황산에 용해되지 않은 슬러지 케익을 저 염소화 하여 시멘트공업을 위시한 광촉매 기능을 활용하는 건축자재로 활용할 수 있는 전기로 더스트로부터 황산아연 및 산화아연을 제조하는 방법에 관한 것이다.
전기로 더스트는 폐차등의 고철을 1800℃의 고온 전기로 내에서 아연의 증발오 인하여 발생하거나 또는 폐차에 다량 발생하는 것으로 그의 구성 성분은 고철의 종류, 처리 회사에 따라 다를 수 있으나, 그 조성은 하기 표 1과 같고, X-선회절 분석법(X-ray Diffraction Spectroscopy; XRD)을 통한 전기로 더스트(EAFD) 조성은 도 3에 나타낸 바와 같다.
전기로 더스트(EAFD) 성분 분석표(%)
T-Fe M-Fe FeO ZnO CaO MgO Al2O3 SiO2 MnO
21.05 ＜0.5 0.49 32.55 3.09 1.69 2.27 0.054 1.07
P2O5 TiO2 Cr2O3 Na2O K2O Pb Cd Cu
0.23 0.16 0.31 2.24 3.12 1.81 0.06 0.19
세계 제강산업은 2013년도 기준 16억 톤으로 그 45% 정도를 전기로(Electric Arc Furnace)로 제강하고 있는데 전기로 제강량의 1.5% 정도인 1100만 톤 정도가 더스트(EAFD)로 발생하고 있다. 이 더스트(EAFD)는 15 ∼ 30% 정도의 높은 Zn 함유로 제강품질에 나쁜 영향을 주므로 제강로로 순환 재사용이 불가능하고, Pb, Cd, Cr. 등의 유해 중금속의 함유로 유해 폐기물로 지정되어 종래, 전기로 더스트는 그대로 사용할 수 없어서 이를 특수 산업폐기업자를 통하여 폐기하거나 또는 아스팔트 몰타르에 혼합하여 사용하여 왔으나, 침출수에서 발생하는 각종 중금속 때문에 토양을 황폐화시키고, 또한 이렇게 침출된 중금속이 함유된 용액이 건조되면 미세 분말이 비산하여 인체에 악영향을 미치기 때문에 사회적 문제로 대두하고 있다.
유가금속인 Zn, Pb 등의 경제적인 회수 재활용 방법의 경쟁적 연구가 있었으나 현재까지 성공한 산업적인 방법이 없는 실정이다.
현재까지 산업적으로 많이 이용되는 방법은 국내에서도 영국회사 징콕스로부터 투자 운영되고 있는 징콕스코리아 에서는 건식방법(Pyrometallurgy)으로 2012년부터 총 국내 발생분 연간 60만 톤의 25%인 15만 톤을 처리하고 있으나, 고온으로 소성하여 조ZnO를 회수하나 회수율도 50 ∼ 60%로 매우 낮으며, 고에너지 코스트, 건식의 특징인 집진(Dust collecting) 및 가스 정제시스템(Gas cleaning system) 등의 공해관리설비, 다량의 2차 폐기물 처리 등의 요구되는 고비용으로 매우 큰 어려움을 겪고 있다. 또한 강산, 강알카리 처리의 습식처리에 의한 여러 가지 방안이 상대적으로 적은 규모로 시도되고 있어나, 수율에 대한 량산 입증이 되지 못하며, 불순물 정제 등의 고비용 처리를 요구하는 공정을 동반하면서 상업적으로 수익성이 있는 경제적 방법이 없는 것이 현실이다.
상기한 문제를 해결하기 위하여 전기로 더스트나 아연재로부터 아연을 회수하는 방법에 관하여 많은 특허가 출원된바 있다(특허문헌 1 ∼ 5 참조). 그러나, 이러한 발명은 전기로 더스트를 처리하여 고가의 금속 아연 또는 아연화합물을 제조할 수 있으나, 이러한 아연 화합물의 제조시, 전기로 더스트 중에는 철성분이 아연성분과 비슷한 양으로 함유되어 있으므로, 과량의 황산이나 염산을 사용하여 전기로 더스트와 반응시키면, 더스트 중의 아연뿐만 아니라 철성분도 함께 반응하여 생성되고, 또한, 더스트를 분석하여 더스트 중의 아연함량의 당량비로 황산이나 염산으로 반응시키면, 아연성분이 산과 반응하여 황산아연이나, 염화아연을 얻게 되나, 더스트 중의 아연성분과 철성분이 독립적으로 존재하지 않고, 징크페라이트의 형태(ZnFe3O4)로 존재하기 때문에 강산과의 반응에서도 반응시간이 지나치게 길거나, 장시간 반응하여도 회수율이 60%를 넘기는 것이 불가능하며, 또한 얻어진 아연화합물 중에 철성분이 약 4 ∼ 5% 함유하므로, 이를 아연금속이나 산화아연을 사용하여 탈철처리하지 않으면 순수한 아연화합물을 얻을 수 없고, 또한, 탈철처리하기 위하여는 탈철 비용이 많이 들기 때문에 최종 화합물인 황산아연 또는 염화아연 등의 아연 화합물의 제조방법은 경쟁력을 상실하게 된다.
현재까지 산업적으로 이용되는 염화아연 제조방법은 대부분 건식방법으로 고온으로 소성하여 ZnO를 회수하고 있으나 회수율이 50 ∼ 60%로 매우 낮으며, 다시 50% 정도의 2차 폐기물 처리를 요하는 결점이 있었다. 또한, 강산처리에 의한 여러 가지 방안도 알려져 있으나, 수율에 대한 량산 입증이 되지 못하며, 불순물 정제 등의 고비용처리를 요구하는 공정을 동반하면서 상업적으로 수익성이 있는 경제적 방법이 없는 것이 현실이다. 아직도 50 만톤이나 되는 대부분의 분진은 염소함유량의 과다로 재활용이 불가하여 많은 비용을 들여 매립되고 있는 현실이다.
특허문헌 1 : 특허출원 제1998-12296호 공보, 특허문헌 2 : 특허출원 제1998-15857호 공보, 특허문헌 3 : 특허출원 제1998-39927호 공보, 특허문헌 4 : 특허공개 제2001-0098080호 공개공보, 특허문헌 5 : 특허 제1538746호 등록공보.
본 발명은 상기한 실정을 고려하여 종래 전기로 더스트로부터 건식방법(Pyrometallurgy)으로 조산화아연(저순도ZnO) 회수방법에서 야기되는 여러 가지 결점 및 문제점들을 해결하고, 습식공정(Hydrometallurgy)에서는 비교적 경제적인 산침출공정에서 나타나는 Fe성분의 동반용해를 제어하기 난이한점을 개선하고,미량이 용해될지라도 미량의 Fe성분을 간단한 방법으로 제거하는 방법확립과 또한 SPINEL 구조로 용해하기 불가능하다고 하는 Znferrite성분((ZnFe3O4)의 Zn침출의 과제를 해결하므로서 전기로 더스트(EAFD)에 함유된 Zn의 90%이상을 회수하는 과제를 완벽하게 해결하는 것 이다. 본과제들을 해결하므로서 그동안 높은 Zn 함유로 제강품질에 나쁜 영향을 주므로 더스트에 20~50%까지 함유된 Fe성분을 회수하기위한 제강로로 순환 재사용이 불가능 했던 상황을 EAFD에 함유된 아연(Zn)성분의 90%이상을 제거해 주므로해서 전기로에 순환재사용을 가능케한다. 그리고 산침출(Acid Leaching)공정으로 회수되는 Zn성분의 상품성 개발을 위하여 수용성 불순물인 염화 알카리금속성분(KCl,NaCl,등)을 산침출과정 전처리 수세과정으로 해결하며, 산침출과정의 Pb외 중금속불순물은 Zn Powder 로 치환하는 Cementation 공정으로 해결하여 침전된성분으로 Pb축전지 재료로 공급될 것이다. 이상 기술한 내용이 본 발명으로 해결한 과제의 요약이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명 전기로 더스트로부터 황산아연 및 산화아연을 제조하는 방법은 전기로의 더스트(EAFD) 고형물을 순환수세하는 전처리단계(S1단계)와; 상기 전처리단계(S1단계)를 거친 전기로 더스트(EAFD)를 원심분리 여과기로 여과하는 1차 여과단계(S2단계)와; 전기로 더스트(EAFD)를 순환밀로 분쇄하여 전기로 더스트(EAFD)의 입도를 조정하는 입도조절단계(S3단계)와; 황산 반응조에서 입도조절된 전기로 더스트(EAFD)를 황산용액에서 반응시키는 산 침출단계(S4단계)와; 상기 전기로 더스트(EAFD)에 황산용액을 반응시켜 얻어진 용액속에 미량 녹아있을 수 있는 철성분을 제거하고 중화시키는 탈철ㆍ중화단계(S5단계)와; 여과기로 황산아연 주성분인 액상과 Fe(철)성분이 주성분인 고형물질응 분리하는 2차 여과단계(S6단계)와; 2차 여과 후 얻어진 여액에서 금속을 석출시켜 제거하는 미량 중금속 석출단계(S7단계)와; 여과기로 잔류하는 불순물을 제거하는 3차 여과단계(S8단계)와; 상기 3차 여과단계(S8단계)를 거쳐 얻어진 고순도 황산아연(ZnSO4) 용액을 결정화하거나 건조하는 선별결정 또는 건조단계(S9단계) 및; 상기 황산아연(ZnSO4)을 가열 분해하여 산화아연을 얻는 가열 분해단계(S10단계)로 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명은 2013년기준 세계적으로 전기제강로 저리재료량의 1.5%인, 약1,100만톤정도 거대한량의 처리하기 난이한 유해 폐기물인 전기로 더스트 분진에 함유된 Zn성분의 90%이상을 경제적으로 회수하여 상업적 가치가 있는 아연화합물을 생산하고, 아연을 제거한, 철 주성분인 잔여 더스트를 전기로에 회수 처리를 하거나, 황산에 용해되지 않은 슬러지 케익을 저 염소화 하여 시멘트공업을 위시한 광촉매 기능을 활용하는 건축자재로 활용가능케하므로서 막대한 경제적 부가가치를 창출한다. 부수적으로 지구환경개선에도 크게 기여한다.
도 1은 본 발명 전기로 더스트로부터 황산아연 및 산화아연을 제조하는 방법의 공정을 나타낸 블록 개념도,
도 2는 본 발명 전기로 더스트로부터 황산아연 및 산화아연을 제조하는 방법의 실행 순서도,
도 3은 X-선회절 분석법(X-ray Diffraction Spectroscopy; XRD)을 통한 전기로 더스트(EAFD) 조성을 나타낸 그래프,
도 4는 전기로 더스트(EAFD)의 세정 시간에 띠른 pH의 변화를 나타낸 그래프,
도 5는 세척액의 초기 pH 조건별 알카리금속(K, Na, Ca)의 제거효율 및 유효금속(Zn, Fe)에의 영향평가를 나타낸 그래프,
도 6은 황산(H2SO4)의 농도(M)에 따른 아연(Zn)의 회수율을 나타낸 그래프,
도 7은 용출 반응 5분에서의 황산농도에 따른 Zn, Fe의 용출량 및 pH의 변화를 나타낸 그래프,
도 8은 용출 반응 30분에서의 황산농도에 따른 Zn, Fe의 용출량 및 pH의 변화를 나타낸 그래프,
도 9는 고액비에 따른 아연(Zn)의 회수율을 나타낸 그래프이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명 전기로 더스트로부터 황산아연 및 산화아연을 제조하는 방법의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명 전기로 더스트로부터 황산아연 및 산화아연을 제조하는 방법의 공정을 나타낸 블록 개념도, 도 2는 본 발명 전기로 더스트로부터 황산아연 및 산화아연을 제조하는 방법의 실행 순서도, 도 3은 X-선회절 분석법(X-ray Diffraction Spectroscopy; XRD)을 통한 전기로 더스트(EAFD) 조성을 나타낸 그래프, 도 4는 전기로 더스트(EAFD)의 세정 시간에 띠른 pH의 변화를 나타낸 그래프, 도 5는 세척액의 초기 pH 조건별 알카리금속(K, Na, Ca)의 제거효율 및 유효금속(Zn, Fe)에의 영향평가를 나타낸 그래프, 도 6은 황산(H2SO4)의 농도(M)에 따른 아연(Zn)의 회수율을 나타낸 그래프, 도 7은 용출 반응 5분에서의 황산농도에 따른 Zn, Fe의 용출량 및 pH의 변화를 나타낸 그래프, 도 8은 용출 반응 30분에서의 황산농도에 따른 Zn, Fe의 용출량 및 pH의 변화를 나타낸 그래프, 도 9는 고액비에 따른 아연(Zn)의 회수율을 나타낸 그래프로서, 본 발명 전기로 더스트로부터 황산아연 및 산화아연을 제조하는 방법은 전기로의 더스트(EAFD) 고형물을 순환수세하는 전처리단계(S1단계)와; 상기 전처리단계(S1단계)를 거친 전기로 더스트(EAFD)를 원심분리 여과기로 여과하는 1차 여과단계(S2단계)와; 전기로 더스트(EAFD)를 순환밀로 분쇄하여 전기로 더스트(EAFD)의 입도를 조정하는 입도조절단계(S3단계)와; 황산 반응조에서 입도조절된 전기로 더스트(EAFD)를 황산용액에서 반응시키는 산 침출단계(S4단계)와; 상기 전기로 더스트(EAFD)에 황산용액을 반응시켜 얻어진 용액속에 미량 녹아있을 수 있는 철성분을 제거하고 중화시키는 탈철ㆍ중화단계(S5단계)와; 여과기로 황산아연 성분인 액상과 Fe(철) 성분인 고형물질응 분리하는 2차 여과단계(S6단계)와; 2차 여과 후 얻어진 여액에서 금속을 석출시켜 제거하는 미량 중금속 석출단계(S7단계)와; 여과기로 잔류하는 불순물을 제거하는 3차 여과단계(S8단계)와; 상기 3차 여과단계(S8단계)를 거쳐 얻어진 고순도 황산아연(ZnSO4) 용액을 결정화하거나 건조하는 선별결정 또는 건조단계(S9단계) 및; 상기 황산아연(ZnSO4)을 가열 분해하여 산화아연을 얻는 가열 분해단계(S10단계)로 이루어져 있다.
상기 전처리단계(S1단계)의 순환수세는 교반탱크에서 중량비율로 전기로 더스트(EAFD)의 3 ∼ 5배 수세수를 가하여 직렬식 혼합기(in-line mixer) 또는 어트리션밀(attrition mill; 5.0 ∼ 10mmφ steel ball)로 20 ∼ 30분 수세하여 수용성 불순물의 80 ∼ 90%를 제거하는 것이다.
상기 입도조절단계(S3단계)는 1차 여과단계(S2단계)에서 여과하여 얻어진 고형물에 고형물과 물의 비율이 중량비로 1 : 3 ∼ 4가 되도록 한 후 교반탱크에서 혼합기(in-line mixer)로 물에 분산시키고 비드밀로 습식순환 밀링하는 분쇄로 입경 30㎛ 이하가 90%인 초기상태를 10㎛ 이하가 90% 이상이 되도록 분쇄하는 것이 바람직하다.
상기 산 침출단계(S4단계)는 입도조절된 전기로 더스트(EAFD)에 농황산을 서서히 가하여 pH를 2.5 ∼ 3.5가 되도록 조절하여 pH가 4.0 ∼ 5.0 이 될 때까지 20 ∼ 60분간 반응시키는 것이 바람직하다.
또한, 상기 탈철ㆍ중화단계(S5단계)에서는 5%농도의 과산화수소(H2O2)용액을 투입하며, pH를 관찰하면서, 더 이상 하락하지 않을 때까지 탈철하고, 탈철시 발생되는 황산(H2SO4)으로 인해 낮아진 pH를 소석회(Ca(OH)2)로 석고(CaSO4)를 생성 침전시키며 pH를 4.0 ∼ 5.0으로 올리는 것이 바람직하다.
여기서 상기 2차 여과단계(S6단계)에서 제거되는 산화철이 주성분인 케익(Cake)은 염소잔유량을 1,000ppm 이하로 낮추어서 광촉매 기능의 건축자재 부원료로 재활용이 가능하게 되며, 또한, Zn 성분의 90% 이상 회수로 전기로에 다시 회수되어 고형분 속의 Fe를 재활용할 수 있도 있게 된다.
또한, 상기 미량 중금속 석출단계(S7단계)는 2차 여과단계(S6단계)의 여과 후 얻어진 여액에 아연(Zn) 분말을 pH 3 ∼ 5에서 전기로 더스트(EAFD) 처리량의 0.1 ∼ 0.3%를 투입하여 Pb를 성분으로 하는 Cd등 미량 중금속을 석출시키는 것이 바람직하다.
여기서 상기 3차 여과단계(S8단계) 회수되는 Pb는 70% 정도 순도로 납축전지 원료로 사용될 수 있다.
상기 선별결정 또는 건조단계(S9단계)에서는 상기 3차 여과단계(S8단계)를 거쳐 얻어진 고순도 황산아연(ZnSO4) 용액을 39℃에서 결정화하여 황산아연7수염( ZnSO47H2O)을 얻거나 100 ∼ 120℃에서 건조시켜 황산아연1수염(ZnSO41H2O)을 얻어서 상품화할 수 있다.
그리고, 상기 가열 분해단계(S10단계)에서 상기 황산아연(ZnSO4)을 750 ∼ 800℃로 가열 분해하여 산화아연(ZnO)을 얻어서 상품화할 수 있다.
실시예
본 발명 전기로 더스트로부터 황산아연 및 산화아연을 제조하는 방법으로 전기로 더스트로부터 황산아연 및 산화아연을 제조하고, 황산아연 및 산화아연의 수율을 조사했다.
먼저 전처리단계(S1단계)에서 상기 표 1 및 도 1에 나타낸 조성을 갖는 전기로 더스트(EAFD) 1,000g에 수세수 4,000g을 가하여 교반탱크에서 직렬식 혼합기(in-line mixer) 또는 어트리션밀(attrition mill; 5.0 ∼ 10mmφ steel ball)로 20 ∼ 30분 수세하여 수용성 불순물의 80 ∼ 90%를 제거하고, 1차 여과단계(S2단계)에서 pH 8.5임을 확인한 후 원심분리 여과기로 여과하였다.
이어서 입도조절단계(S3단계)에서 수세한 전기로 더스트(EAFD)를 교반탱크 내의 물 3.0Kg에 투입하여 분산한 후 비드밀로 습식순환 밀링하는 분쇄로 입경 30㎛ 이하가 90%인 초기상태를 10㎛ 이하가 90% 이상이 되도록 분쇄하였다.
그 다음 산 침출단계(S4단계)에서 전기로 더스트(EAFD)에 농황산을 서서히 가하여 pH 2.8에서 황산투입을 중지한 후 20분 후 pH 4.9에 도달하여 반응을 완료하고, 탈철ㆍ중화단계(S5단계)에서 5%농도의 과산화수소(H2O2)를 10ml씩 3차례 투입하였으나 pH의 하락이 없고 변화가 없어, 황산 침출단계에서 Fe성분의 동반 용해가 없었던 것을 확인하고, 소석회(Ca(OH)2)로 중화하는 단계를 생략하였다.
그 다음 2차 여과단계(S6단계)에서 제거되는 산화철이 주성분인 케익(Cake)은 여과시 잔류한 액상에 함유된 Zn를 회수하기 위해 수세과정을 다시실시하여 여과한후 Zn을 함유한 여액은 수세전처리 된 EAFD를 용해하는 S3단계에 사용되고, Zn가제거되고, 재세척된 케익은 전기로 부원료로 회수사용되거나,염소잔유량이 1,000ppm 이하로 낮추어져서 광촉매 기능의 건축자재 부원료로 재활용하고, 금속 석출단계(S7단계)에서 2차 여과단계(S6단계)의 여과 후 얻어진 여액에 아연(Zn) 분말을 pH 4.9에서 전기로 더스트(EAFD) 처리량의 0.3%인 3g을 투입하여 Pb를 주성분으로 하는 Cd등 미량 중금속을 석출, 침전시켰다.
계속하여 3차 여과단계(S8단계)를 실행하여 고형물질로 회수되는 Pb은 납축전지 원료로 사용하고, 선별결정 또는 건조단계(S9단계)에서 상기 3차 여과단계(S8단계)를 거쳐 얻어진 고순도 황산아연(ZnSO4) 용액을 39에서 결정화하여 황산아연7수염(ZnSO4 7H2O)의 분말을 얻었다.
그리고, 가열 분해단계(S10단계)에서 상기 황산아연(ZnSO4)을 800℃로 가열 분해하여 99% 이상 고순도 산화아연(ZnO) 311.6g을 제조하였다. 이로써 아연(Zn) 기준 회수율 95.9%를 확인할 수 있었다.
이와 같은 실시예를 황산(H2SO4)의 농도(M) 변화, 용출 반응 시간의 변화 및 고액비를 변화시키면서 반복해본 결과, 황산(H2SO4)의 농도(M)에 따른 아연(Zn)의 회수율은 도 6에 나타낸 바와 같았다.
또한 용출 반응 5분과 30분에서의 황산농도에 따른 Zn, Fe의 용출량 및 pH의 변화는 각각 도 7 및 도 8에 나타낸 바와 같았다.
그리고, 고액비에 따른 아연(Zn)의 회수율은 도 9에 나타낸 바와 같았다.
지금까지 본 발명을 바람직한 실시예로서 설명하였으나, 본 발명은 이에 한 정되지 않고 발명의 요지를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있음은 물론이다.

Claims (6)

  1. 전기로의 더스트(EAFD) 고형물을 순환수세하는 전처리단계(S1단계)와; 상기 전처리단계(S1단계)를 거친 전기로 더스트(EAFD)를 원심분리 여과기로 여과하는 1차 여과단계(S2단계)와; 전기로 더스트(EAFD)를 순환밀로 분쇄하여 전기로 더스트(EAFD)의 입도를 조정하는 입도조절단계(S3단계)와; 황산 반응조에서 입도조절된 전기로 더스트(EAFD)를 황산용액에서 반응시키는 산 침출단계(S4단계)와; 상기 전기로 더스트(EAFD)에 황산용액을 반응시켜 얻어진 용액속에 미량 녹아있을 수 있는 철성분을 제거하고 중화시키는 탈철ㆍ중화단계(S5단계)와; 여과기로 황산아연 성분인 액상과 Fe(철) 성분인 고형물질응 분리하는 2차 여과단계(S6단계)와; 2차 여과 후 얻어진 여액에서 금속을 석출시켜 제거하는 금속 석출단계(S7단계)와; 여과기로 잔류하는 불순물을 제거하는 3차 여과단계(S8단계)와; 상기 3차 여과단계(S8단계)를 거쳐 얻어진 고순도 황산아연(ZnSO4) 용액을 결정화하거나 건조하는 선별결정 또는 건조단계(S9단계) 및; 상기 황산아연(ZnSO4)을 가열 분해하여 산화아연을 얻는 가열 분해단계(S10단계)로 이루어지고;
    상기 탈철ㆍ중화단계(S5단계)에서는 5%농도의 과산화수소(H2O2)용액을 투입하며, pH를 관찰하면서, 더 이상 하락하지 않을 때까지 탈철하고, 탈철시 발생되는 황산(H2SO4)으로 인해 낮아진 pH를 소석회(Ca(OH)2)로 석고(CaSO4)를 생성 침전시키며 pH를 4.0 ∼ 5.0으로 올리고;
    상기 금속 석출단계(S7단계)는 2차 여과단계(S6단계)의 여과 후 얻어진 여액에 아연(Zn) 분말을 pH 3 ∼ 5에서 전기로 더스트(EAFD) 처리량의 0.1 ∼ 0.3%를 투입하여 Pb를 성분으로 하는 Cd 중금속을 석출시키는 것을 특징으로 하는 전기로 더스트로부터 황산아연 및 산화아연을 제조하는 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 전처리단계(S1단계)의 순환수세는 교반탱크에서 중량비율로 전기로 더스트(EAFD)의 3 ∼ 5배 수세수를 가하여 직렬식 혼합기(in-line mixer) 또는 어트리션밀(attrition mill; 5.0 ∼ 10mmφ steel ball)로 20 ∼ 30분 수세하여 수용성 불순물의 80 ∼ 90%를 제거하는 것을 특징으로 하는 전기로 더스트로부터 황산아연 및 산화아연을 제조하는 방법.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 입도조절단계(S3단계)는 여과단계(S2단계)에서 여과하여 얻어진 고형물에 고형물과 물의 비율이 중량비로 1 : 3 ∼ 4가 되도록 한 후 교반탱크에서 혼합기(in-line mixer)로 물에 분산시키고 비드밀로 습식순환 밀링하는 분쇄로 입경 30㎛ 이하가 90%인 초기상태를 10㎛ 이하가 90% 이상이 되도록 분쇄하는 것을 특징으로 하는 전기로 더스트로부터 황산아연 및 산화아연을 제조하는 방법.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 산 침출단계(S4단계)는 입도조절된 전기로 더스트(EAFD)에 농황산을 서서히 가하여 pH를 2.5 3.5가 되도록 조절하여, pH가 4.0 ∼ 5.0 이 될 때까지 20 ∼ 60분간 반응시키는 것을 특징으로 하는 전기로 더스트로부터 황산아연 및 산화아연을 제조하는 방법.
  5. 삭제
  6. 삭제
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