KR101863086B1 - Manufacturing method of crude copper and pig iron from low-grade copper sludge - Google Patents

Manufacturing method of crude copper and pig iron from low-grade copper sludge Download PDF

Info

Publication number
KR101863086B1
KR101863086B1 KR1020170157065A KR20170157065A KR101863086B1 KR 101863086 B1 KR101863086 B1 KR 101863086B1 KR 1020170157065 A KR1020170157065 A KR 1020170157065A KR 20170157065 A KR20170157065 A KR 20170157065A KR 101863086 B1 KR101863086 B1 KR 101863086B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
sludge
weight
parts
low
copper
Prior art date
Application number
KR1020170157065A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
서영명
이기웅
성현진
안효진
Original Assignee
성일하이메탈(주)
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 성일하이메탈(주) filed Critical 성일하이메탈(주)
Priority to KR1020170157065A priority Critical patent/KR101863086B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101863086B1 publication Critical patent/KR101863086B1/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
    • C22B15/00Obtaining copper
    • C22B15/0026Pyrometallurgy
    • C22B15/0054Slag, slime, speiss, or dross treating
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B1/00Preliminary treatment of ores or scrap
    • C22B1/14Agglomerating; Briquetting; Binding; Granulating
    • C22B1/16Sintering; Agglomerating
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B11/00Obtaining noble metals
    • C22B11/10Obtaining noble metals by amalgamating
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B7/00Working up raw materials other than ores, e.g. scrap, to produce non-ferrous metals and compounds thereof; Methods of a general interest or applied to the winning of more than two metals
    • C22B7/001Dry processes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B7/00Working up raw materials other than ores, e.g. scrap, to produce non-ferrous metals and compounds thereof; Methods of a general interest or applied to the winning of more than two metals
    • C22B7/04Working-up slag
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20Recycling
    • Y02P10/216
    • Y02P10/22

Landscapes

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

Abstract

The present invention relates to a method for manufacturing crude copper and pig iron from low-quality copper sludge. One embodiment of the present invention comprises: a step (a) of mixing low-quality copper sludge, coke, silica and quicklime; and a step (b) of subjecting the mixed material to reduction melt treatment in a submerged arc furnace and separating generated slag.

Description

저품위 동 슬러지로부터 조동 및 선철 제조방법{MANUFACTURING METHOD OF CRUDE COPPER AND PIG IRON FROM LOW-GRADE COPPER SLUDGE}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a method for producing coarse and fine iron from low-grade copper sludge,

본 발명은 저품위 동 슬러지로부터 조동 및 선철 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 저품위 동 슬러지에 코크스, 실리카, 생석회를 첨가하고 환원용융 처리하는 방법에 관한 것이다.More particularly, the present invention relates to a method for reducing and melting a low-grade copper sludge by adding coke, silica, and quicklime to the low-grade copper sludge.

인쇄회로기판 가공, 에칭, 도금 등의 공정에서 연간 대략 7만톤의 동 함유 슬러지가 발생하고 있으나, 일부 고품위의 슬러지만이 일부 대형 제련소에서 건식제련 공정을 이용하여 재활용되고 있다. 동 함량이 25 wt% 미만인 저품위 동 슬러지는 대부분 해외 매각 또는 매립으로 인해, 자원 유출 및 환경오염이 심화되고 있다.Copper-containing sludge is produced annually in the process of printing circuit board processing, etching, plating, etc. However, only some high-quality sludge is recycled at some large smelting plants using a dry smelting process. Low grade copper sludge with a copper content of less than 25 wt% is mostly sold or landfilled, and resource leakage and environmental pollution are intensifying.

인쇄회로기판 도금 및 에칭공정 등에서 발생하는 동 슬러지는 대략 20 wt% 정도의 철이 산화철 형태로 함유되어 있다. 다만, 건식제련 공정에서는 대부분 슬래그로 배출되어, 건자재의 첨가물로서만 활용되고 있고, 대부분은 매립되어 폐기처리 되고 있는 실정이다.Copper sludge generated in plating and etching process of printed circuit board contains about 20 wt% of iron in iron oxide form. However, in the dry smelting process, most of it is discharged as slag, which is used only as an additive for building materials, and most of it is landfilled and disposed of.

국내 일부 기업에서 동 함유 슬러지를 습식제련 방법을 이용하여 유가금속을 회수하고 있으나, 제련 공정의 한계로 인한 회수율 문제와, 국내 대형 건식 제련소에 비해 원료 확보가 불리한 문제점도 있다. 더불어, 국내 대형 건식 제련소에서 저품위 동 슬러지를 처리할 경우, 최총 목적인 동 및 기타 유가금속의 회수까지 리드타임의 장시간화 등으로 인해 비용 측면에서 불리한 단점이 있다.Some domestic companies have recovered valuable metals using copper smelting method using copper-containing sludge. However, there is a problem of recovery rate due to limitation of smelting process and disadvantage of securing raw material compared to domestic large-scale dry smelter. In addition, when the low-grade copper sludge is treated in a domestic large-scale dry smelter, there is a disadvantage in terms of cost due to prolonged lead time until the recovery of copper and other valuable metals.

한편, 서브머지드 아크로(SAF ; Submerged Arc Furnace)는 기존 건식제련소의 아크 전기로와는 달리, 탄소 전극봉이 용탕에 직접 침적되어 투입원료의 저향열에 의해 원료를 용융하는 방식으로, 분진발생을 최소화하면서 고온 작업이 가능하고, 기존 대형 건식 제련소 대비 설비 규모 및 에너지 사용량이 적으며, 리드타임을 최소화 할 수 있는 이점이 있다. 하지만, 이를 통해 저품위 동 슬러지로부터 유가금속을 높은 회수율로 회수할 수 있는 기술에 대한 연구는 아직 부족한 실정이다.Submerged Arc Furnace (SAF), unlike an arc furnace of a conventional dry smelter, is a method in which a carbon electrode rod is directly immersed in a molten metal to melt the raw material by the heat of the input raw material, It is capable of high temperature operation, has less facility size and energy consumption compared to existing dry smelter, and has the advantage of minimizing lead time. However, there is still a lack of research on the technology for recovering valuable metals from low grade sludge at a high recovery rate.

연관 특허로, 한국 등록특허공보 제10-1797913호에 개시된 '동슬러지로부터 동을 회수하는 방법 및 그 장치' 및 한국 등록특허공보 제10-1717738호에 개시된 '저품위 동 슬러지로부터 조동 제조방법' 이 있다.As a related patent, a method and a device for recovering copper from copper sludge disclosed in Korean Patent Publication No. 10-1797913 and a method for producing copper from low-grade copper sludge disclosed in Korean Patent Publication No. 10-1717738 have.

한국 등록특허공보 제10-1797913호Korean Patent Registration No. 10-1797913 한국 등록특허공보 제10-1717738호Korean Patent Registration No. 10-1717738

본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 기존 습식 제련 단독으로 동 슬러지를 처리할 때의 한계성을 극복하고자 하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to overcome the limitations in treating copper sludge by conventional wet chemical smelting alone.

본 발명의 다른 목적은 소정의 철 및 동을 함유한 저품위 동 슬러지를 서브머지드 아크로를 통해 처리하여, 조동 및 선철을 유용하게 회수하고자 하는 데 있다.Another object of the present invention is to process low-grade copper sludge containing predetermined iron and copper through a submerged arc furnace, thereby effectively recovering the coarsening and pig iron.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 양태는 (a) 저품위 동 슬러지, 코크스, 실리카 및 생석회를 혼합하는 단계; 및 (b) 상기 혼합된 물질을 서브머지드 아크로에서 환원용융 처리하고, 발생되는 슬래그를 분리하는 단계;를 포함하는, 저품위 동 슬러지로부터 조동 및 선철 제조방법을 제공한다.In order to accomplish the above object, one aspect of the present invention provides a method for producing a sludge, comprising: (a) mixing low grade sludge, coke, silica and quicklime; And (b) subjecting the mixed material to a reduction melt treatment in a submerged arc and separating the generated slag.

일 실시예에 있어서, 상기 (a) 단계의 저품위 동 슬러지는 400-500 ℃의 온도로 소성 처리될 수 있다.In one embodiment, the low grade copper sludge of step (a) may be calcined at a temperature of 400-500 ° C.

일 실시예에 있어서, 상기 (a) 단계의 저품위 동 슬러지는 인쇄회로기판 도금 또는 에칭 공정의 부산물일 수 있다.In one embodiment, the low grade copper sludge in step (a) may be a by-product of the PCB plating or etching process.

일 실시예에 있어서, 상기 (a) 단계의 저품위 동 슬러지는 철 함량이 5-25 wt%, 동 함량이 5-25 wt%일 수 있다.In one embodiment, the low-level copper sludge in step (a) may have an iron content of 5-25 wt% and a copper content of 5-25 wt%.

일 실시예에 있어서, 상기 (a) 단계의 혼합은 상기 저품위 동 슬러지 100 중량부 대비 상기 코크스 9 내지 12 중량부; 상기 실리카 33 내지 41 중량부; 및 상기 생석회 20 내지 28 중량부;를 첨가하여 수행될 수 있다.In one embodiment, the mixing of step (a) may comprise mixing 9 to 12 parts by weight of the coke with respect to 100 parts by weight of the low grade copper sludge; 33 to 41 parts by weight of the silica; And 20 to 28 parts by weight of the quicklime.

일 실시예에 있어서, 상기 (b) 단계의 환원용융 처리는 1470-1600 ℃의 온도에서 수행될 수 있다.In one embodiment, the reducing and melting treatment of step (b) may be performed at a temperature of 1470 to 1600 ° C.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 다른 일 양태는 (0) 인쇄회로기판 처리 공정에서 발생되고, 철 5-25 wt% 및 동 5-25 wt%를 포함하는 부산물을 건조 및 소성 처리하는 단계; (1) 상기 소성된 부산물, 코크스, 실리카 및 생석회를 혼합하는 단계; 및 (2) 상기 혼합된 물질을 서브머지드 아크로에서 환원용융 처리하고, 발생되는 슬래그를 분리하는 단계;를 포함하는, 인쇄회로기판 공정 부산물로부터 조동 및 선철 회수방법을 제공한다.In order to achieve the above object, another aspect of the present invention is a method for manufacturing a printed circuit board, comprising the steps of (0) drying and calcining a by-product, which is generated in a printed circuit board processing step and contains 5-25 wt% ; (1) mixing the calcined by-product, coke, silica and quicklime; And (2) subjecting the mixed material to a reduction melt treatment in a submerged arc and separating the generated slag. The present invention also provides a method for collecting and recovering pig iron from a printed circuit board processing by-product.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 또 다른 일 양태는 저품위 동 슬러지 100 중량부 대비 코크스 8 내지 13 중량부; 실리카 33 내지 41 중량부; 및 생석회 20 내지 28 중량부;를 포함하는, 서브머지드 아크로의 환원용융을 통한 저품위 동 슬러지로부터 조동 및 선철 제조용 조성물을 제공한다.In order to accomplish the above object, another aspect of the present invention is a method for producing sludge, comprising: mixing 8-13 weight parts of cokes relative to 100 weight parts of low grade copper sludge; 33 to 41 parts by weight of silica; And 20 to 28 parts by weight of quicklime from low-grade copper sludge through reduction melting of submerged arc.

본 발명의 일 양태에 따르면, 저품위 동슬러지를 서브머지드 아크로를 이용하여 처리함으로써, 기존 습식 제련 단독으로 동 슬러지를 처리할 때의 한계성, 건식 제련에서 처리할 때 철 회수의 한계성을 극복할 수 있다. According to one aspect of the present invention, by treating the low-grade copper sludge using a submerged arc, it is possible to overcome limitations in treating the copper sludge with conventional wet-smelting alone and to overcome the limitation of iron recovery in dry- have.

또한, 동 및 철과 같은 유용자원과, 기타 유가금속(Au, Ag 등)을 높은 회수율로 회수할 수 있어, 기존 저품위 동슬러지를 매각 또는 매립 처리한 것과 대비하여 자원 유출 및 환경오염을 최소화할 수 있는 효과가 있다. In addition, it is possible to recover useful resources such as copper and iron and other valuable metals (Au, Ag, etc.) at a high recovery rate, thereby minimizing resource leakage and environmental pollution in comparison with the sale or landfill of existing low- There is an effect that can be.

본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.It should be understood that the effects of the present invention are not limited to the above effects and include all effects that can be deduced from the detailed description of the present invention or the configuration of the invention described in the claims.

도 1 내지 도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 저품위 동 슬러지로부터 조동 및 선철 제조방법의 일례들을 나타낸 개략도이다.
도 4는 본 발명의 실시예 1에서 제조된 조동과 선철을 분리하여 냉각한 후 촬영한 사진이다.
FIGS. 1 to 3 are schematic views showing an example of a method of manufacturing roughening and pig iron from low grade copper sludge according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a photograph of the coarse and pig iron produced in Example 1 of the present invention separated and cooled. FIG.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것을 달성하는 방법은 첨부된 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention and the manner of achieving it will become apparent with reference to the embodiments described in detail below with reference to the accompanying drawings.

그러나, 본 발명은 이하에 개시되는 실시예들에 의해 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있고, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 또한, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.It should be understood, however, that the present invention is not limited to the disclosed embodiments, but may be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the exemplary embodiments set forth herein. To fully inform the inventor of the category of invention. Further, the present invention is only defined by the scope of the claims.

나아가, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기술 등이 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있다고 판단되는 경우 그에 관한 자세한 설명은 생략하기로 한다.Further, in the following description of the present invention, if it is determined that related arts or the like may obscure the gist of the present invention, detailed description thereof will be omitted.

본 발명의 일 양태는One aspect of the present invention is

(a) 저품위 동 슬러지, 코크스, 실리카 및 생석회를 혼합하는 단계(S10); 및(a) mixing low grade copper sludge, coke, silica and quicklime (S10); And

(b) 상기 혼합된 물질을 서브머지드 아크로에서 환원용융 처리하고, 발생되는 슬래그를 분리하는 단계(S20);를 포함하는, 저품위 동 슬러지로부터 조동 및 선철 제조방법을 제공한다.(b) subjecting the mixed material to a reduction melt treatment in a submerged arc and separating the generated slag (S20).

이하, 본 발명의 일 양태에 따른 저품위 동 슬러지로부터 조동 및 선철 제조방법에 대하여, 각 단계 별로 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing roughening and pig iron from low grade copper sludge according to an embodiment of the present invention will be described for each step.

본 발명의 일 양태에 따른 저품위 동 슬러지로부터 조동 및 선 철 제조방법에 있어서, 상기 (a) 단계(S10)는 저품위 동 슬러지, 코크스, 실리카 및 생석회를 혼합한다.In the method of manufacturing roving and iron from low grade copper sludge according to an embodiment of the present invention, step (a) (S10) mixes low grade copper sludge, coke, silica and quicklime.

종래 한국 등록특허공보 제10-1717738호에 개시된 저품위 동 슬러지 처리방법에서는 저품위 동 슬러지로부터 조동을 제조하기 위하여, 바인더 또는/및 플럭스를 첨가하고, 성형체를 제조한 다음, 환원용융 처리하는 단계가 필요하였다. 본 발명의 일 양태에서는 코크스, 실리카 및 생석회를 활용하여, 종래 기술 대비 저품위 동 슬러지에 함유된 철 성분을 선철 형태로 회수할 수 있고, 추가적인 부가가치를 창출할 수 있는 효과가 있다.In the low-level copper sludge treatment method disclosed in Korean Patent Publication No. 10-1717738, a step of adding a binder and / or a flux to produce a coarse sludge from low-grade copper sludge, Respectively. According to one embodiment of the present invention, the iron component contained in the low-grade copper sludge can be recovered in the form of pig iron by using coke, silica, and quicklime, and an additional added value can be created.

상기 (a) 단계의 저품위 동 슬러지는 인쇄회로기판 도금 또는 에칭 공정의 부산물일 수 있다.The low grade copper sludge in step (a) may be a by-product of the PCB plating or etching process.

상기 (a) 단계의 저품위 동 슬러지는 400-500 ℃의 온도로 소성 처리가 먼저 수행되는 것이 바람직하다. 상기 소성 온도가 400 ℃ 미만이라면, 상기 슬러지에 포함될 수 있는 유기물, 수분 및 불순물이 효과적으로 제거되지 못할 우려가 있고, 상기 소성 온도가 500 ℃ 초과라면, 상기 슬러지 내 유기물, 수분 및 불순물의 제거에 있어 과도한 에너지의 낭비가 발생할 수 있다.The low-grade copper sludge of step (a) is preferably subjected to a calcination treatment at a temperature of 400-500 ° C. If the firing temperature is less than 400 ° C, there is a possibility that the organic matter, moisture and impurities that may be contained in the sludge may not be effectively removed. If the firing temperature is higher than 500 ° C, the removal of organic matter, moisture and impurities in the sludge Excessive energy waste can occur.

상기 (a) 단계의 소성 처리는 1-4 시간 동안 수행될 수 있고, 바람직하게는 2-3 시간 동안 수행될 수 있다. 상기 소성 처리 시간이 1 시간 미만이라면, 소성 처리된 저품위 동 슬러지에 유기물이 잔존할 우려가 있고, 상기 소성 처리 시간이 4 시간 초과라면, 저품위 동 슬러지의 유기물, 수분 및 불순물 제거에 있어 과도한 에너지 낭비가 발생할 우려가 있다.The calcination treatment in the step (a) may be carried out for 1 to 4 hours, preferably for 2 to 3 hours. If the calcination treatment time is less than 1 hour, organic matter may remain in the calcined low-grade copper sludge, and if the calcination treatment time exceeds 4 hours, excess energy waste in removing organic matter, moisture and impurities of the low- May occur.

상기 (a) 단계의 소성 처리는 회전 소성로에서 수행되면 상기 슬러지 내의 유기물, 수분 및 불순물 처리에 있어 효율적일 수 있으나, 반드시 이에 제한하는 것은 아니다.The firing process in the step (a) may be efficient in treating the organic matter, moisture and impurities in the sludge if performed in the rotary baking furnace, but is not limited thereto.

상기 (a) 단게의 소성 처리를 통해, 슬러지 내 유기물로 인한 로내화물의 손상, 퓸 및 더스트 손실을 최소화할 수 있다.Through the calcination treatment in the step (a), damage of the refractory material, fume and dust loss due to the organic matter in the sludge can be minimized.

상기 (a) 단계의 저품위 동 슬러지는 산화철, 산화동을 포함할 수 있고, 철 함량이 5-25 wt%, 동 함량이 5-25 wt%일 수 있다.The low grade copper sludge in the step (a) may include iron oxide and copper oxide, and the iron content may be 5-25 wt% and the copper content may be 5-25 wt%.

상기 (a) 단계의 혼합은 상기 저품위 동 슬러지 100 중량부 대비The mixing of the step (a) may be performed by mixing the low-grade copper sludge with 100 parts by weight

상기 코크스 9 내지 12 중량부;9 to 12 parts by weight of the coke;

상기 실리카 33 내지 41 중량부; 및33 to 41 parts by weight of the silica; And

상기 생석회 20 내지 28 중량부;를 첨가하여 수행될 수 있고,20 to 28 parts by weight of the quicklime,

상기 저품위 동 슬러지 100 중량부 대비In comparison with 100 parts by weight of the low grade copper sludge

상기 코크스 9 내지 12 중량부;9 to 12 parts by weight of the coke;

상기 실리카 35 내지 39 중량부; 및35 to 39 parts by weight of the silica; And

상기 생석회 22 내지 26 중량부;를 첨가하여 수행될 수 있다.And 22 to 26 parts by weight of the quicklime.

상기 (a) 단계의 혼합에서 상기 코크스가 9 중량부 미만으로 첨가된다면, 저품위 동 슬러지에 함유된 산화동 및 산화철의 환원반응이 충분히 이루어지지 못할 우려가 있고, 상기 코크스가 12 중량부 초과로 첨가된다면, 후속 단계에서 제조되는 철의 탄소 함량이 과도해질 우려, 금속 회수율이 저하될 우려가 있다.If the coke is added in an amount of less than 9 parts by weight in the mixing of the step (a), the reduction reaction of copper oxide and iron oxide contained in the low-grade copper sludge may not be sufficiently performed. If the coke is added in an amount exceeding 12 parts by weight , There is a fear that the carbon content of iron produced in the subsequent step becomes excessive and the metal recovery rate may be lowered.

상기 (a) 단계의 혼합에서 상기 실리카가 33 중량부 미만, 41 중량부 초과로 첨가된다면, 후속 단계의 환원용융 시 발생되는 슬래그의 융점이 상승되어 효과적인 분리가 이루어지지 못할 우려가 있다.If the silica is added in an amount of less than 33 parts by weight and more than 41 parts by weight in the mixing of the step (a), the melting point of the slag generated during the subsequent reduction and melting may increase, thereby failing to effectively separate the silica.

상기 (a) 단계의 혼합에서 상기 생석회가 22 중량부 미만, 26 중량부 초과로 첨가된다면, 후속 단계의 환원용융 시 발생되는 슬래그의 융점이 더욱 상승되어 슬래그의 분리가 어려워지고 회수되는 조금속의 불순물 함량이 상승될 문제가 발생할 수 있다.In the mixing of step (a), if the fresh lime is added in an amount of less than 22 parts by weight and more than 26 parts by weight, the melting point of the slag generated during the subsequent reduction and melting is further increased to make it difficult to separate the slag, The content may be increased.

즉, 상기 (a) 단계에서 상기의 중량비 범위로 혼합이 수행되는 것이 후속 단계의 환원용융 처리 및 슬래그 분리에 있어 바람직하다.That is, it is preferable that the mixing in the weight ratio range in the step (a) is performed in the subsequent reduction melting treatment and slag separation.

본 발명의 일 양태에 따른 저품위 동 슬러지로부터 조동 및 선철 제조방법에 있어서, 상기 (b) 단계(S20)는 상기 혼합된 물질을 서브머지드 아크로에서 환원용융 처리하고, 발생되는 슬래그를 분리한다.In the method of manufacturing roots and pig iron from low grade copper sludge according to an embodiment of the present invention, step (b) (S20) reduces and melts the mixed material in a submerged arc and separates generated slag.

상기 (b) 단계의 서브머지드 아크로는 건식 제련소의 상부 침지형 랜스로(TSL ; Top Submerged Lance) 및 제강 공정에서 사용되는 아크 전기로와는 달리, 탄소 전극봉이 용탕에 직접 침적되어 투입원료의 저항열에 의해 원료를 용융하는 방식이다.Unlike the arc furnace used in the top submerged lance (TSL) and steelmaking processes of the smelter, the submerged arc of the step (b) is immersed in the resistance heat of the input raw material, Thereby melting the raw material.

상기 (b) 단계의 환원용융 처리는 (a) 단계에서 혼합된 물질을 먼저 원료 호퍼에 저장한 다음, 상기 호퍼로부터 혼합된 물질을 서브머지드 아크로에 투입되도록 할 수 있다. 투입된 혼합물 내 저품위 동 슬러지는 서브머지드 아크로의 탄소 전극봉에서 발생되는 아크열에 의해 용융이 시작되고, 용탕이 형성되면 상기 탄소전극봉을 용탕에 침적시켜 저항열에 의해 슬러지를 용융한다. In the reducing and melting process of the step (b), the material mixed in the step (a) may be first stored in the raw hopper, and then the mixed material may be introduced into the submerged arc. The low-grade copper sludge in the mixture is melted by the arc heat generated from the carbon electrode of the submerged arc, and when the molten metal is formed, the carbon electrode rod is immersed in the molten metal to melt the sludge by resistance heat.

상기 (b) 단계의 환원용융에서 코크스와의 환원반응을 하기 반응식으로 나타낼 수 있다.The reduction reaction with coke in the reduction melting at the step (b) can be represented by the following reaction formula.

[반응식 1][Reaction Scheme 1]

2CuO + C → 2Cu + CO2 2CuO + C? 2Cu + CO 2

[반응식 2][Reaction Scheme 2]

2Fe2O3 + 3C → 4Fe + 3CO2 2Fe 2 O 3 + 3C → 4Fe + 3CO 2

상기 반응식 1은 저품위 동 슬러지에 함유된 산화동의 환원반응이고, 상기 반응식 2는 저품위 동 슬러지에 함유된 산화철의 환원반응이다.The reaction equation 1 is the reduction reaction of copper oxide contained in the low-grade copper sludge, and the reaction formula 2 is the reduction reaction of iron oxide contained in the low-grade copper sludge.

상기 (b) 단계의 환원용융 처리는 1470-1600 ℃의 온도에서 수행될 수 있고, 바람직하게는 1470-1550 ℃의 온도에서 수행될 수 있다. 상기 환원용융 처리 온도가 1470 ℃ 미만이라면, 슬래그의 점성이 현저히 저하되어 후속 단계에서 효과적으로 분리하지 못할 문제가 발생할 우려가 있고, 상기 환원용융 처리 온도가 1600 ℃ 초과라면, 환원용융 처리에 있어 과도한 에너지 낭비가 발생할 우려가 있다.The reduction melting treatment in step (b) may be performed at a temperature of 1470 to 1600 ° C, preferably at a temperature of 1470 to 1550 ° C. If the reduction melting temperature is lower than 1470 DEG C, the viscosity of the slag may be considerably lowered, which may result in a problem that it can not be effectively separated in a subsequent stage. If the reduction melting temperature is higher than 1600 DEG C, Waste may occur.

상기 (b) 단계의 환원용융 처리는 2-6 시간 동안 수행될 수 있고, 상기의 시간 범위에서 슬러지 내 금속의 환원, 슬래그의 용융이 효과적으로 수행될 수 있다.The reduction melting treatment in the step (b) can be performed for 2-6 hours, and the reduction of the metal in the sludge and the melting of the slag can be effectively performed within the time range described above.

상기 (b) 단계의 환원용융을 통해 저품위 동 슬러지 원료 중 산화철은 선철로 환원되고, 산화동은 조동으로 환원된다. 기타 유가금속들은 철 용탕 또는 구리 용탕에 고용될 수 있다.Through the reduction and melting in the step (b), the iron oxide is reduced to pig iron and the copper oxide is reduced to coarse iron among low-grade copper sludge raw materials. Other valuable metals may be employed in ferrous or copper melts.

상기 (b) 단계를 통해 얻을 수 있는 선철 또는 조동은 습식 제련에 의해 유가금속과, 철 및 동으로 분리 정제할 수 있다. 구체적으로, (b) 단계를 통해 얻을 수 있는 조금속을 습식 정련하게 되면, 고순도의 동 및 철을 회수할 수 있고, 유가금속을 함유하고 있는 슬라임을 얻을 수 있다. 상기 슬라임은 습식 침출공정을 통해 금, 은, 팔라듐 및 백금 등과 같은 유가금속을 분리 정제할 수 있다.The pig iron or coarse obtained through the step (b) can be separated and refined into a valuable metal, iron and copper by wet smelting. Concretely, if the wet-type refining obtained in the step (b) is slightly refined, high-purity copper and iron can be recovered and a slurry containing a valuable metal can be obtained. The slime can be separated and purified by a wet leaching process, such as gold, silver, palladium and platinum.

본 발명의 일 양태에 따른 저품위 동 슬러지로부터 조동 및 선철 제조방법은 상기 (a) 및 (b) 단계를 통해, 저품위 동 슬러지 내 함유되어 있는 철 및 동을 간소화된 공정으로 조금속 형태로 용이하게 회수할 수 있고, 동 및 철 회수율은 97 % 이상일 수 있다.According to one aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing roots and pig iron from low-grade copper sludge, comprising the steps of (a) and (b) And recovery rate of copper and iron can be 97% or more.

본 발명의 다른 일 양태는In another aspect of the present invention,

(0) 인쇄회로기판 처리 공정에서 발생되고, 철 5-25 wt% 및 동 5-25 wt%를 포함하는 부산물을 건조 및 소성 처리하는 단계(S0);(0) drying and calcining a by-product, which is generated in the printed circuit board processing step and contains 5 to 25 wt% of iron and 5 to 25 wt% of iron (S0);

(1) 상기 소성된 부산물, 코크스, 실리카 및 생석회를 혼합하는 단계(S1);(1) mixing the sintered by-product, coke, silica and quicklime (S1);

(2) 상기 혼합된 물질을 서브머지드 아크로에서 환원용융 처리하고, 발생되는 슬래그를 분리하는 단계(S2);를 포함하는, 인쇄회로기판 공정 부산물로부터 조동 및 선철 회수방법을 제공한다.(2) reducing and melting-treating the mixed material in a submerged arc and separating generated slag (S2) from the printed circuit board processing by-product.

상기 (0) 단계의 부산물은 상기 기술한 저품위 동 슬러지와 동일할 수 있다.The by-product of the step (0) may be the same as the low-level copper sludge described above.

상기 (1) 단계 및 (2) 단계는 상기 (a) 및 (b) 단계에서 설명한 바와 같을 수 있다.The steps (1) and (2) may be as described in steps (a) and (b).

본 발명의 다른 일 양태는In another aspect of the present invention,

저품위 동 슬러지 100 중량부 대비100 parts by weight of low-grade copper sludge

코크스 8 내지 13 중량부;8 to 13 parts by weight of coke;

실리카 33 내지 41 중량부; 및33 to 41 parts by weight of silica; And

생석회 20 내지 28 중량부;를 포함하는, 서브머지드 아크로의 환원용융을 통한 저품위 동 슬러지로부터 조동 및 선철 제조용 조성물을 제공한다.And 20 to 28 parts by weight of quicklime from the low-grade copper sludge through reduction melting of the submerged arc.

상기 조성물은 바람직하게는 The composition preferably comprises

저품위 동 슬러지 100 중량부 대비100 parts by weight of low-grade copper sludge

코크스 9 내지 12 중량부;9 to 12 parts by weight of coke;

실리카 35 내지 39 중량부; 및35 to 39 parts by weight of silica; And

생석회 22 내지 26 중량부;를 포함할 수 있다.22 to 26 parts by weight of quicklime.

상기 각 성분의 중량비 범위를 벗어날 시 발생할 수 있는 문제점은 상기 (a) 단계의 혼합에서 설명한 바와 같을 수 있다.Problems that may occur when the weight ratio of each component is out of the range may be as described in the mixing of step (a).

이하, 실시예 및 실험예에 의하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명하고자 한다. 단, 하기 실시예 및 실험예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐 본 발명의 범위가 이들만으로 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Experimental Examples. However, the following examples and experimental examples are for illustrative purposes only and are not intended to limit the scope of the present invention.

《실시예 1》 저품위 동 슬러지로부터 선철 및 조동 회수&Quot; Example 1 " Pig iron and coarse recovered from low grade sludge

(0) : 인쇄회로기판 도금 및 에칭 공정 부산물인 저품위 동 슬러지 (철 21.89 wt%, 동 20.08 wt% 함유)를 건조하였고, 회전 소성로에서 450 ℃의 온도로 2 시간 소성 처리하였다.(0): Low-grade copper sludge (containing 21.89 wt% of iron and 20.08 wt% of copper) as a by-product of plating and etching process of printed circuit board was dried and calcined in a rotary kiln at 450 ° C for 2 hours.

(1) : 상기 소성 처리된 저품위 동 슬러지 500 g에 코크스 52.7 g, 실리카 180 g, 생석회 120 g을 혼합하였다.(1): 52.7 g of coke, 180 g of silica, and 120 g of burnt lime were mixed with 500 g of the low-grade copper sludge subjected to the calcination treatment.

(2) : 상기 혼합된 물질을 서브머지드 아크로에 투입하였고, 1500 ℃의 온도에서 4 시간 동안 환원용융 처리하였고, 출탕하여 슬래그를 분리하였다.(2) The mixed material was introduced into a submerged arc furnace, subjected to reduction melting treatment at a temperature of 1500 캜 for 4 hours, and slag was separated by tapping.

《실험예 1》 처리 전 슬러지, 처리 후 조금속 및 슬래그 함량 분석&Quot; Experimental Example 1 " Sludge before treatment, little bit after treatment and slag content analysis

상기 실시예 1에서, 환원용융 처리 수행 전 저품위 동 슬러지의 성분과, 환원용융 처리 후 조금속 및 슬래그의 성분과 그 함량을 ICP 및 XRF 분석을 통해 측정하였으며, 그 결과를 표 1 및 도 4에 나타내었다.In Example 1, the components of the low-grade sludge before the reducing and melting treatment, the components after the reducing and melting treatment, and the components and the contents of the slag were measured by ICP and XRF analysis. The results are shown in Tables 1 and 4 Respectively.

Figure 112017116750103-pat00001
Figure 112017116750103-pat00001

표 1을 참조하면, 저품위 동 슬러지 100 중량부 대비 약 10.4 중량부의 코크스, 36 중량부의 실리카, 24 중량부의 생석회를 첨가한 다음 서브머지드 아크로를 통해 소정의 온도로 환원용융 처리함으로써, 조동 및 선철을 용이하게 회수 가능한 것을 확인하였다. 회수된 선철의 철 품위는 95 wt%이었고, 원료로부터 철 회수율은 대략 97.4 %를 나타내었다. 회수된 조동의 동 품위는 98 wt%이었고, 원료로부터 동 회수율은 대략 97.5 %를 나타내었다.Referring to Table 1, about 10.4 parts by weight of cokes, 36 parts by weight of silica and 24 parts by weight of quicklime were added to 100 parts by weight of low-grade copper sludge, and then subjected to reduction melting treatment to a predetermined temperature through a submerged arc, Was easily recovered. The iron content of the recovered pig iron was 95 wt%, and the recovery rate of iron from the raw material was about 97.4%. The recovered coarse grains were 98 wt%, and the recoveries from the raw materials were about 97.5%.

도 4를 참조하면, 실시예 1을 통해 제조된 조동과 선철이 비중차에 의해 구분된 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 4, it can be seen that the coarse and the pig iron produced through Example 1 are classified by the specific gravity difference.

지금까지 본 발명의 일 양태에 따른 저품위 동 슬러지로부터 조동 및 선철 제조방법에 관한 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 실시 변형이 가능함은 자명하다.The present invention is not limited to the above-described embodiments, but various modifications may be made without departing from the scope of the present invention.

그러므로 본 발명의 범위에는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Therefore, the scope of the present invention should not be construed as being limited to the embodiments described, but should be determined by equivalents to the appended claims, as well as the following claims.

즉, 전술된 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술될 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 그 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.It is to be understood that the foregoing embodiments are illustrative and not restrictive in all respects and that the scope of the present invention is indicated by the appended claims rather than the foregoing description, It is intended that all changes and modifications derived from the equivalent concept be included within the scope of the present invention.

Claims (8)

(a) 저품위 동 슬러지, 코크스, 실리카 및 생석회를 혼합하는 단계; 및
(b) 상기 혼합된 물질을 서브머지드 아크로에서 환원용융 처리하고, 발생되는 슬래그를 분리하는 단계;를 포함하고,
상기 (a) 단계의 혼합은 상기 저품위 동 슬러지 100 중량부 대비 상기 코크스 9 내지 12 중량부; 상기 실리카 33 내지 41 중량부; 및 상기 생석회 20 내지 28 중량부;를 첨가하여 수행되는, 저품위 동 슬러지로부터 조동 및 선철 제조방법.
(a) mixing low grade copper sludge, coke, silica and quicklime; And
(b) subjecting the mixed material to a reduction melt treatment in a submerged arc, and separating the generated slag,
The mixing of the step (a) may be performed by mixing 9 to 12 parts by weight of the coke with respect to 100 parts by weight of the low-grade copper sludge; 33 to 41 parts by weight of the silica; And 20 to 28 parts by weight of the quicklime are added to the roasted sludge.
제1항에 있어서,
상기 (a) 단계의 저품위 동 슬러지는,
400-500 ℃의 온도로 소성 처리된 것을 특징으로 하는 저품위 동 슬러지로부터 조동 및 선철 제조방법.
The method according to claim 1,
The low grade copper sludge in the step (a)
Wherein the sludge is calcined at a temperature of 400-500 캜.
제1항에 있어서,
상기 (a) 단계의 저품위 동 슬러지는,
인쇄회로기판 도금 또는 에칭 공정의 부산물인 것을 특징으로 하는 저품위 동 슬러지로부터 조동 및 선철 제조방법.
The method according to claim 1,
The low grade copper sludge in the step (a)
Wherein the sludge is a by-product of plating or etching of printed circuit boards.
제1항에 있어서,
상기 (a) 단계의 저품위 동 슬러지는,
철 함량이 5-25 wt%, 동 함량이 5-25 wt%인 것을 특징으로 하는 저품위 동 슬러지로부터 조동 및 선철 제조방법.
The method according to claim 1,
The low grade copper sludge in the step (a)
Wherein the iron content is 5-25 wt% and the copper content is 5-25 wt%.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 (b) 단계의 환원용융 처리는,
1470-1600 ℃의 온도에서 수행되는 것을 특징으로 하는 저품위 동 슬러지로부터 조동 및 선철 제조방법.
The method according to claim 1,
The reducing and melting treatment in the step (b)
Characterized in that the process is carried out at a temperature of 1470-1600 < 0 > C.
(0) 인쇄회로기판 처리 공정에서 발생되고, 철 5-25 wt% 및 동 5-25 wt%를 포함하는 부산물을 건조 및 소성 처리하는 단계;
(1) 상기 소성된 부산물, 코크스, 실리카 및 생석회를 혼합하는 단계; 및
(2) 상기 혼합된 물질을 서브머지드 아크로에서 환원용융 처리하고, 발생되는 슬래그를 분리하는 단계;를 포함하고,
상기 (1) 단계의 혼합은 상기 부산물 100 중량부 대비 상기 코크스 9 내지 12 중량부; 상기 실리카 33 내지 41 중량부; 및 상기 생석회 20 내지 28 중량부;를 첨가하여 수행되는, 인쇄회로기판 공정 부산물로부터 조동 및 선철 회수방법.
(0) drying and calcining a by-product generated in a printed circuit board processing step and containing 5 to 25 wt% of iron and 5 to 25 wt% of copper;
(1) mixing the calcined by-product, coke, silica and quicklime; And
(2) subjecting the mixed material to a reduction melt treatment in a submerged arc, and separating the generated slag,
The mixing of the step (1) may include mixing 9 to 12 parts by weight of the coke with respect to 100 parts by weight of the by-product; 33 to 41 parts by weight of the silica; And 20 to 28 parts by weight of the quicklime.
저품위 동 슬러지 100 중량부 대비
코크스 8 내지 13 중량부;
실리카 33 내지 41 중량부; 및
생석회 20 내지 28 중량부;를 포함하는, 서브머지드 아크로의 환원용융을 통한 저품위 동 슬러지로부터 조동 및 선철 제조용 조성물.
100 parts by weight of low-grade copper sludge
8 to 13 parts by weight of coke;
33 to 41 parts by weight of silica; And
And 20 to 28 parts by weight of quicklime. ≪ RTI ID = 0.0 > 21. < / RTI >
KR1020170157065A 2017-11-23 2017-11-23 Manufacturing method of crude copper and pig iron from low-grade copper sludge KR101863086B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170157065A KR101863086B1 (en) 2017-11-23 2017-11-23 Manufacturing method of crude copper and pig iron from low-grade copper sludge

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170157065A KR101863086B1 (en) 2017-11-23 2017-11-23 Manufacturing method of crude copper and pig iron from low-grade copper sludge

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101863086B1 true KR101863086B1 (en) 2018-05-31

Family

ID=62454296

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170157065A KR101863086B1 (en) 2017-11-23 2017-11-23 Manufacturing method of crude copper and pig iron from low-grade copper sludge

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101863086B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101990852B1 (en) 2018-12-27 2019-09-30 성일하이메탈(주) Recovering method of valuable metals by using submerged arc furnace

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101717738B1 (en) * 2016-11-25 2017-03-20 성일하이텍(주) Manufacturing method of crude copper from low-grade copper sludge

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101717738B1 (en) * 2016-11-25 2017-03-20 성일하이텍(주) Manufacturing method of crude copper from low-grade copper sludge

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101990852B1 (en) 2018-12-27 2019-09-30 성일하이메탈(주) Recovering method of valuable metals by using submerged arc furnace

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104263965B (en) The method that gold and lead are reclaimed in difficult-treating gold mine collocation lead containing sludge raw material oxygen enriched molten bath melting
US5922261A (en) Process for recovering iron from iron-rich material
KR101717738B1 (en) Manufacturing method of crude copper from low-grade copper sludge
JP5183638B2 (en) Recovery of non-ferrous metals from zinc and lead industry byproducts using electrothermal smelting in submerged plasma
KR20160034927A (en) Method for recovering zinc from electric-furnace steelmaking dust and device for recovering zinc from electric-furnace steelmaking dust
JP2018145479A (en) Recovery method of platinum group metals
KR101863086B1 (en) Manufacturing method of crude copper and pig iron from low-grade copper sludge
JP4486047B2 (en) Industrial waste melting process
KR101892098B1 (en) Method for recovering copper from sludge containing copper
CN104004917B (en) From the useless composition brass earth of positive pole, reclaim the method for terne metal
EP1618219A2 (en) Recovery of metal values from cermet
CN104762490A (en) Gold concentrate slagging smelting gold extraction method
FI94538C (en) Process for the manufacture of nickel fine stone and metallised stone
CN104004918B (en) A kind of copper blast-furnace collocation processes the method for kiln slag
Zhang et al. A new method of red mud recycling in the process of hot metal pretreatment
CN110724821A (en) Method for comprehensively recovering valuable metals from low-grade multi-metal hazardous wastes
JP4355334B2 (en) Operation method of copper smelting
JP2007521393A (en) Mechanical separation of volatile metals at high temperatures.
KR101990852B1 (en) Recovering method of valuable metals by using submerged arc furnace
JP6542560B2 (en) Method of treating non-ferrous smelting slag
KR101768048B1 (en) Manufacturing method of briquette containing low-grade copper, briquette manufactured thereby, apparatus thereof
KR100250060B1 (en) Method for extracting the noble metal of the waste pcb using waste copper slag
JP4271196B2 (en) Method for recovering slag of quality suitable for valuable metals and cement raw materials
KR100250061B1 (en) Method for extracting the noble metal noble metal of the waste pcb using a converter and electric furnace slag
JP5344162B2 (en) Tin smelting method

Legal Events

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