KR101890311B1 - Manufacturing method of heat increasing and component controlling briquette used in steel manufacturing process - Google Patents

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Abstract

본 발명은 실리콘을 함유하는 폐슬러리를 정제하여 제강공정의 용강 제조과정에서 이용되는 승열 및 성분조절용 브리켓을 제조하는 방법에 관한 것이다.
본 발명은 실리콘(Si), 실리콘 카바이드(SiC), 수용성 오일 및 철(Fe)을 포함하는 초기 폐슬러리에 물을 설정된 제1 혼합 비율로 혼합한 상태에서 교반한 후 프레싱 방식으로 필터링하여 상기 초기 폐슬러리로부터 상기 수용성 오일과 상기 물을 분리하는 1차 분리 단계 및 상기 1차 분리 단계를 통해 상기 초기 폐슬러리로부터 상기 수용성 오일과 상기 물을 분리하여 획득한 Si-SiC 함유 슬러리에 바인더(binder)를 추가하고 교반한 후 브리켓(briquette)으로 성형하는 브리켓 성형 단계를 포함하고, 상기 초기 폐슬러리를 구성하는 입자군의 체적 메디안 지름(volume median diameter, Dv50)은 1㎛ 이상인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 제강공정의 용강 제조과정에서 이용되는 승열 및 성분조절 용도의 브리켓을 환경오염을 최소화하면서 저비용 및 고효율적으로 제조할 수 있는 효과가 있다.
The present invention relates to a method for purifying waste slurries containing silicon to produce briquettes for controlling heat and composition for use in the process of manufacturing molten steel in a steelmaking process.
The present invention relates to an initial waste slurry containing silicon (Si), silicon carbide (SiC), water-soluble oil and iron (Fe) at a first mixing ratio, A first separation step of separating the water-soluble oil and the water from the waste slurry, and a binder in the Si-SiC-containing slurry obtained by separating the water-soluble oil and the water from the initial waste slurry through the primary separation step, And a briquetting step of forming a briquette after stirring. The volume median diameter (Dv 50) of the particles constituting the initial waste slurry is characterized by being 1 μm or more.
According to the present invention, it is possible to manufacture briquettes for heat treatment and component adjustment used in the process of manufacturing molten steel in the steelmaking process with low cost and high efficiency while minimizing environmental pollution.

Description

제강공정에서 이용되는 승열 및 성분조절용 브리켓 제조 방법{MANUFACTURING METHOD OF HEAT INCREASING AND COMPONENT CONTROLLING BRIQUETTE USED IN STEEL MANUFACTURING PROCESS}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a briquetting method for briquette formation,

본 발명은 실리콘(Si)과 실리콘 카바이드(SiC)를 함유한 폐슬러리를 정제하고 브리켓팅(briquetting)하여 제강공정의 용강 제조과정에서 이용되는 승열제 및 성분조절 용도의 브리켓(briquette)을 제조하는 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 반도체 혹은 태양전지 웨이퍼 제조시 발생하는 실리콘 폐슬러리를 정제하여 제강 공정에서 사용되는 승열 및 성분조절용 브리켓을 제조하는 과정에서, 화재의 발생을 방지하고, 실리콘 산화를 효과적으로 억제하고, 덩어리 형상의 브리켓 성형을 용이하게 수행할 수 있게 하는 제강공정에서 이용되는 승열 및 성분조절용 브리켓을 제조하는 방법과 이 브리켓의 원료가 되는 제강용 승열 및 성분조절체를 제조하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a process for purifying and briquetting a waste slurry containing silicon (Si) and silicon carbide (SiC) to produce a briquette for regenerating and regulating components used in the steel making process of a steelmaking process ≪ / RTI > More particularly, the present invention relates to a process for purifying silicon waste slurry produced in the manufacture of semiconductor or solar cell wafers, thereby preventing generation of fire and effectively suppressing silicon oxidation in the process of manufacturing briquettes for controlling heat and components used in the steelmaking process To a briquetting regulating briquette used in a steelmaking process which enables a briquette-shaped briquetting process to be carried out easily, and a process for producing a heat-resisting and tempering regulator for steelmaking which is a raw material for the briquetting .

일반적으로 제강공정에서는 섭씨 1500도 내외의 용강온도에서 선철중의 탄소를 비롯한 불순물을 산화시키고 이 산화물은 슬래그로 제거된다. 제강공정에서는 산소취입 개시후 일정시간 후에 출강하는데, 이때, 성분조절과 탈산을 위하여 망간철, 규소철 등을 첨가하게 된다. 이때 첨가하는 규소철을 제조하기 위하여 많은 양의 실리콘이 필요하지만 대부분 수입에 의존하는 실리콘의 가격이 높기 때문에, 전체적인 제강공정 비용이 높아지는 문제점이 있다.Generally, steelmaking process oxidizes impurities such as carbon in pig iron at a molten steel temperature of around 1500 degrees Celsius, and the oxide is removed by slag. In the steelmaking process, after a certain period of time from the start of oxygen blowing, the steel is exposed. At this time, manganese iron, silicon iron and the like are added for controlling and deoxidizing the components. At this time, a large amount of silicon is required to produce the added silicon iron, but the cost of the entire steelmaking process is increased because the price of silicon that is largely dependent on imports is high.

또한, 일반적으로 제강공정을 포함하는 제철 과정에서 용광로 내의 온도를 높이기 위해 발열량이 우수한 실리콘(Si)이 승열제로 이용되고 있다. 제철 산업의 특성상 막대한 양의 실리콘이 요구되지만, 발열제로 이용되는 실리콘의 가격이 높기 때문에, 전체적인 제철 비용이 높아지게 된다는 문제점이 있다.Generally, in order to increase the temperature in a furnace during a steelmaking process including a steelmaking process, silicon (Si) having excellent heat generation is used as a heat transfer agent. Due to the nature of the iron and steel industry, an enormous amount of silicon is required, but the price of silicon used as an exothermic agent is high.

한편, 주지하는 바와 같이, 실리콘은 반도체 산업의 주재료로 사용되고 있으며, 여러 공정들을 거쳐 반도체 제품이 제조되면, 그 부산물로 다량의 실리콘을 포함하는 폐슬러리가 배출된다. 이러한 실리콘 함유 폐슬러리를 단순히 소각하거나 토양에 매립하게 되면 심각한 대기오염과 토양오염을 가져오게 되므로, 실리콘 함유 폐슬러리의 처리에는 시멘트로 고형화하여 보관하거나 매립하는 방법이 적용되었다.On the other hand, as is well known, silicon is used as a main material of the semiconductor industry. When a semiconductor product is manufactured through various processes, a waste slurry containing a large amount of silicon is discharged as a by-product. When such a silicon-containing waste slurry is simply incinerated or buried in the soil, severe air pollution and soil contamination are caused. Therefore, a method of solidifying the silicon-containing waste slurry by cement and storing or embedding it is applied.

다량의 실리콘을 포함하는 폐슬러리의 배출 과정을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.The discharge process of a waste slurry containing a large amount of silicon will be described in detail as follows.

반도체 집적회로나 태양전지의 제조에 이용되는 실리콘 웨이퍼는 실리콘 잉곳을 절삭(slicing)하는 공정을 거쳐 생산된다. 또한, 절삭된 실리콘 웨이퍼는 표면의 평탄화를 위해 표면 연마과정을 거치기도 한다.Silicon wafers used in the manufacture of semiconductor integrated circuits and solar cells are produced by slicing the silicon ingot. In addition, the cut silicon wafer may be subjected to a surface polishing process to planarize the surface.

와이어 소잉(wire sawing) 공정이라 불리기도 하는 실리콘 잉곳의 절삭공정에는, 절삭재인 실리콘 카바이드(SiC)와 절삭유인 쿨란트(Coolant; 수용성 혹은 지용성의 절삭용 오일)를 혼합한 슬러리가 이용되고 있으며, 슬러리가 공급되는 상태에서 와이어 소우(wire saw)라고 하는 절삭장비를 이용하여 실리콘 잉곳을 절삭함으로써 실리콘 웨이퍼를 생산해 낼 수 있다. 절삭재의 재료로는 실리콘 카바이드(탄화규소) 이외에도 알루미나(산화 알미늄), 다이아몬드, 이산화규소 등이 사용될 수도 있다.A slurry obtained by mixing silicon carbide (SiC), which is a cutting material, with coolant (water-soluble or oil-soluble cutting oil), is used for a cutting process of a silicon ingot, which is also called a wire sawing process. Silicon wafers can be produced by cutting a silicon ingot using a cutting tool called a wire saw in a state where the slurry is supplied. As the material of the cutting material, alumina (aluminum oxide), diamond, silicon dioxide, etc. may be used in addition to silicon carbide (silicon carbide).

실리콘 잉곳의 절삭과정에서 사용되는 와이어 소우는 일정한 두께를 가지기기 때문에, 실리콘 잉곳의 상당량이 절삭과정 중에 절삭분(saw dust)으로 발생되는데, 실리콘 웨이퍼와 와이어 소우의 두께가 얇아질수록 더 많은 절삭분이 발생하게 된다.Since the wire saw used in the cutting process of the silicon ingot has a certain thickness, a considerable amount of the silicon ingot is generated as a saw dust during the cutting process. As the thickness of the silicon wafer and the wire saw becomes thinner, Minute.

예를 들어, 실리콘 웨이퍼의 두께가 0.1 mm 이고 와이어 소우의 두께가 0.1 mm라면, 실리콘 잉곳의 약 50 % 정도가 절삭분으로 발생될 것이다. 따라서, 실리콘 잉곳의 절삭과정이나 실리콘 웨이퍼의 표면 연마과정이 끝난 후의 폐슬러리 내에는 절삭재, 절삭유, 절삭분, 장비 등의 마모 미분 등이 포함된다.For example, if the thickness of the silicon wafer is 0.1 mm and the thickness of the wire saw is 0.1 mm, about 50% of the silicon ingot will be generated in the cut. Therefore, the waste slurry after the cutting process of the silicon ingot or the surface polishing process of the silicon wafer includes the abrasive differentiation such as cutting material, cutting oil, cutting powder, equipment and the like.

이와 같이 실리콘 웨이퍼 제조시 발생하는 실리콘 함유 폐슬러리는 특수산업폐기물로 분류되는데, 실리콘 함유 폐슬러리를 단순히 소각하거나 매립하게 되면 심각한 대기오염과 토양오염을 가져오게 되므로, 실리콘 함유 폐슬러리의 처리에는 시멘트로 고형화하여 보관하거나 매립하는 방법이 적용되었다.The silicon-containing waste slurry generated in the production of silicon wafers is classified as a special industrial waste. When the silicon-containing waste slurry is simply incinerated or buried, serious air pollution and soil contamination are caused. Therefore, And the method of storing or embedding is applied.

그러나, 이와 같이 시멘트로 고형화하는 방법을 사용하더라도, 보관공간이나 매립공간에는 제한이 있고, 자원의 낭비라는 측면이 있으므로 실리콘 함유 폐슬러리를 재활용하여 재생하기 위한 방안이 절실히 요구되는 바이다.However, even if the method of solidifying with cement is used, there is a limitation in the storage space and the reclamation space, and there is a waste of resources. Therefore, a method for recycling and recycling the silicon-containing waste slurry is desperately required.

한편, 실리콘 함유 폐슬러리는 다양한 직경을 갖는 입자군들로 구성되는데, 미분 성분의 함량이 높으면 제강공정용으로 재활용하는 과정에서 다음과 같은 문제점들이 발생할 수 있다.On the other hand, the silicon-containing waste slurry is composed of particles having various diameters. If the content of the fine particles is high, the following problems may occur in the course of recycling for the steelmaking process.

첫째, 실리콘 함유 폐슬러리를 재활용하기 위한 건조 과정에서, 실리콘 미분 성분과 수분의 반응으로 인한 발화의 가능성이 있다는 문제점이 있다.First, in the drying process for recycling the silicon-containing waste slurry, there is a problem in that there is a possibility of ignition due to the reaction between the silicon fine powder component and water.

둘째, 실리콘의 전체적인 표면적이 증가하여 산소와의 접촉면적이 커지기 때문에 실리콘 산화량이 증가하는 문제점이 있다.Secondly, since the total surface area of silicon is increased and the contact area with oxygen is increased, the amount of silicon oxidation increases.

셋째, 덩어리 형태의 성형품인 브리켓(briquette)의 강도가 저하되어, 성형된 브리켓이 쉽게 부스러진다는 문제점이 있다.Thirdly, there is a problem that the strength of the briquette, which is a molded product in the form of a lump, is lowered, and the molded briquettes are easily broken.

대한민국 공개특허공보 제10-2006-0028191호(공개일자: 2006년 03월 29일, 명칭: 반도체 웨이퍼 제조시 발생하는 폐슬러지의 재생 장치 및 방법)Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2006-0028191 (Published Date: Mar. 29, 2006, titled: Recycling Apparatus and Method for Waste Sludge Generated in Semiconductor Wafer Manufacturing) 대한민국 공개특허공보 제10-2006-0059539호공개일자: 2006년 06월 02일, 명칭: 반도체 웨이퍼 제조시 발생하는 폐슬러지의 재생 장치)Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2006-0059539 Disclosure Date: Jun. 02, 2006 Name: Regenerator for waste sludge generated during semiconductor wafer production) 대한민국 등록특허공보 제10-0776966호(등록일자 2007년 11월 09일, 명칭: 명칭: 반도체 웨이퍼 제조시 발생하는 폐슬러리의 재생장치)Korean Registered Patent No. 10-0776966 (registered name: November 09, 2007, titled: regeneration device for waste slurry generated in manufacturing semiconductor wafers)

본 발명은 반도체 혹은 태양전지 웨이퍼 제조시 발생하는 실리콘을 함유하는 폐슬러리를 정제하여 제강공정에서 이용되는 승열 및 성분조절용 브리켓을 제조하는 방법과 이 브리켓의 원료가 되는 제강용 승열 및 성분조절체를 제조하는 방법을 제공하는 것을 과제로 한다.The present invention relates to a method for producing a briquette for controlling the heat and composition used in a steelmaking process by purifying a waste slurry containing silicon generated in the production of semiconductor or solar cell wafers, And a method for manufacturing the same.

또한, 본 발명은 실리콘 함유 폐슬러리를 재처리하는 과정에서 발생할 수 있는 실리콘 미분 성분과 수분의 반응으로 인한 발화의 가능성을 방지할 수 있는 제강공정에서 이용되는 승열 및 성분조절용 브리켓을 제조하는 방법과 이 브리켓의 원료가 되는 제강용 승열 및 성분조절체를 제조하는 방법을 제공하는 것을 과제로 한다.The present invention also relates to a method for manufacturing a briquetting briquetting apparatus for use in a steelmaking process capable of preventing the possibility of ignition due to the reaction of moisture with a silicon fine powder component which may occur during the reprocessing of a silicon- And a method for manufacturing a steelmaking heat and composition regulating material which is a raw material for the briquetting.

또한, 본 발명은 실리콘 함유 폐슬러리를 재처리하는 과정에서 실리콘 산화량을 효과적으로 억제할 수 있는 제강공정에서 이용되는 승열 및 성분조절용 브리켓을 제조하는 방법과 이 브리켓의 원료가 되는 제강용 승열 및 성분조절체를 제조하는 방법을 제공하는 것을 과제로 한다.The present invention also relates to a method for producing briquettes for controlling heat and composition for use in a steelmaking process capable of effectively suppressing the amount of silicon oxidation in the course of reprocessing silicon-containing waste slurry, And to provide a method for manufacturing an adjustable body.

또한, 본 발명은 덩어리 형태의 성형품인 브리켓의 강도 저하로 인하여, 성형된 브리켓이 부스러지는 현상을 방지할 수 있는 제강공정에서 이용되는 승열 및 성분조절용 브리켓을 제조하는 방법과 이 브리켓의 원료가 되는 제강용 승열 및 성분조절체를 제조하는 방법을 제공하는 것을 과제로 한다.The present invention also relates to a method for manufacturing a briquetting heat controlling and regulating component for use in a steelmaking process capable of preventing a molded briquette from being broken due to a decrease in strength of a briquetting molded article, And to provide a method for manufacturing a steelmaking heat and component regulating body.

또한, 본 발명은 환경오염의 요소가 되는 실리콘 함유 폐슬러리를 소각 또는 매립하지 않고, 제강공정에서 이용되는 승열 및 성분조절용 브리켓으로 재생하여 사용함으로써, 폐기물 처리 비용을 감소시키고 원가 절감에 의한 가격 경쟁력을 확보하는 동시에, 제강 과정에서 발생할 수도 있는 환경오염을 최소화하는 것을 과제로 한다.In addition, the present invention can recycle the silicon-containing waste slurry, which is an element of environmental pollution, as a briquetting heat for regenerating and controlling the components used in a steelmaking process without incineration or landfilling, thereby reducing waste disposal cost and cost competitiveness And to minimize the environmental pollution that may occur during the steelmaking process.

또한, 본 발명은 실리콘 폐슬러리에 함유된 수용성 오일을 추출하여 재사용하는 동시에 배출되는 폐수를 재처리가 필요없는 수준으로 정화시킴으로써, 친환경적인 제강공정에서 이용되는 승열 및 성분조절용 브리켓을 제조하는 방법과 이 브리켓의 원료가 되는 제강용 승열 및 성분조절체를 제조하는 방법을 제공하는 것을 과제로 한다.The present invention also relates to a method of manufacturing briquettes for controlling the heat and the components used in environmentally friendly steelmaking processes by extracting and reusing the water-soluble oil contained in the silicon waste slurry and purifying the discharged wastewater to a level that does not require reprocessing And a method for manufacturing a steelmaking heat and composition regulating material which is a raw material for the briquetting.

또한, 본 발명은 실리콘 폐슬러리를 정제하는 과정에서 실리콘 폐슬러리에 혼합되는 물의 양을 최적화시켜, 승열 및 성분조절용 브리켓 제조의 효율성을 향상시키는 동시에 배출되는 폐수에 대한 재처리 비용을 저감할 수 있는 제강공정에서 이용되는 승열 및 성분조절용 브리켓을 제조하는 방법과 이 브리켓의 원료가 되는 제강용 승열 및 성분조절체를 제조하는 방법을 제공하는 것을 과제로 한다.In addition, the present invention can optimize the amount of water to be mixed into the silicon waste slurry in the process of purifying the silicon waste slurry, thereby improving the efficiency of manufacturing the briquetting for regenerating and regulating the composition and reducing the reprocessing cost of the discharged wastewater It is another object of the present invention to provide a method for producing briquettes for controlling the heat and composition used in a steelmaking process and a method for manufacturing the briquetting heat and composition regulating material for steelmaking.

또한, 본 발명은 반도체 또는 태양전지 웨이퍼 제조시 발생하는 실리콘을 함유한 폐슬러리를 정제하여 분말을 만들고, 여기에 바인더를 첨가하여 브리켓팅 함으로써, 제강공정의 용강 제조과정에서 이용되는 승열 및 성분조절 용도의 브리켓과 이 브리켓의 원료가 되는 제강용 승열 및 성분조절체를 저비용 및 고효율적으로 제조할 수 있는 방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.In addition, the present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor wafer or a solar cell wafer, which comprises purifying a waste slurry containing silicon generated during the production of a semiconductor or a solar cell wafer to prepare a powder, adding a binder thereto and briquetting, And to provide a method for manufacturing a briquette for use and a steelmaking heat and composition regulating material which is a raw material of the briquette at low cost and high efficiency.

또한, 본 발명은 환경오염의 요소가 되는 실리콘 폐슬러리를 소각 또는 매립하지 않고, 제철소의 제강공장에서 용강을 제조하는 과정에서 승열제 및 성분조절의 용도로 재생하여 사용함으로써, 폐기물 처리 비용을 감소시키고 원가 절감에 의한 가격 경쟁력을 확보하는 동시에, 제강 과정에서 발생할 수도 있는 환경오염을 최소화하는 것을 기술적 과제로 한다.In addition, the present invention can reduce waste disposal cost by recycling the silicon waste slurry which is an element of environmental pollution, for incineration or landfilling, in the process of manufacturing molten steel in steel mills, And to secure cost competitiveness by cost reduction, while minimizing the environmental pollution that may occur during the steelmaking process.

또한, 본 발명은 실리콘 폐슬러리의 분말화 공정에서 발생하는 수용성 오일과 물이 함유된 폐수를 브리켓 제조시 필요한 첨가제로 재사용하여 배출되는 폐수를 재처리할 필요가 없게 하거나 폐수를 재처리가 필요없을 만한 수준으로 정화시켜 배출함으로써, 제강공정의 용강 제조과정에서 이용되는 승열 및 성분조절 용도의 브리켓과 이 브리켓의 원료가 되는 제강용 승열 및 성분조절체를 친환경적이면서도 경제적으로 제조할 수 있도록 하는 방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.In addition, the present invention reuses the wastewater containing water-soluble oil and water generated in the pulverization process of the silicon waste slurry as an additive necessary for manufacturing briquettes, thereby eliminating the need to reprocess the discharged wastewater, The method of making briquettes for heat treatment and composition control used in the process of manufacturing molten steel in the steelmaking process and the method of making environmentally friendly and economical production of the steelmaking heat and composition control material which is the raw material of the briquetting The technical problem is to provide.

또한, 본 발명은 실리콘 폐슬러리를 분말화하여 이를 브리켓으로 성형하여 제공함으로써, 제강공정의 전로에 투입하기 용이하고, 분말로 인한 화재나 폭발의 위험요소를 제거하는 것을 기술적 과제로 한다.In addition, the present invention provides a method for powdering a silicon waste slurry and molding the slurry into a briquettic material, thereby easily injecting it into the converter during the steelmaking process, and eliminating the risk of fire or explosion due to the powder.

이러한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명은 실리콘을 함유하는 폐슬러리를 정제하여 제강공정의 용강 제조과정에서 이용되는 승열 및 성분조절용 브리켓을 제조하는 방법으로서, 실리콘(Si), 실리콘 카바이드(SiC), 수용성 오일 및 철(Fe)을 포함하는 초기 폐슬러리에 물을 설정된 제1 혼합 비율로 혼합한 상태에서 상기 초기 폐슬러리로부터 상기 수용성 오일과 상기 물을 분리하는 1차 분리 단계 및 상기 1차 분리 단계를 통해 상기 초기 폐슬러리로부터 상기 수용성 오일과 상기 물을 분리하여 획득한 Si-SiC 함유 슬러리에 바인더(binder)를 추가하고 교반한 후 브리켓(briquette)으로 성형하는 브리켓 성형 단계를 포함하고, 상기 초기 폐슬러리를 구성하는 입자군의 체적 메디안 지름(volume median diameter, Dv50)은 1㎛ 이상인 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a method for producing a briquetting composition for regenerating heat and components used in the process of manufacturing molten steel by purifying a waste slurry containing silicon, A primary separation step of separating the water-soluble oil and the water from the initial waste slurry in a state where water is mixed with an initial waste slurry containing water-soluble oil and iron (Fe) at a preset first mixing ratio, And a briquetting step of adding a binder to the obtained Si-SiC-containing slurry obtained by separating the water-soluble oil and the water from the initial waste slurry, stirring the slurry, and molding the slurry into a briquette, The volume median diameter (Dv 50) of the particle group constituting the waste slurry is characterized by being 1 μm or more.

본 발명에 따른 제강공정에서 이용되는 승열 및 성분조절용 브리켓 제조 방법에 있어서, 상기 제1 혼합 비율은 상기 물의 부피가 상기 초기 폐슬러리의 부피의 0.2배 이상 8배 이하가 되도록 설정되는 것을 특징으로 한다.The first mixing ratio is set such that the volume of the water is 0.2 times or more and 8 times or less the volume of the initial waste slurry in the steelmaking process according to the present invention, .

본 발명에 따른 제강공정에서 이용되는 승열 및 성분조절용 브리켓 제조 방법은 상기 1차 분리 단계 이후와 상기 브리켓 성형 단계 이전에, 상기 1차 분리 단계를 통해 획득한 Si-SiC 함유 슬러리에 물을 설정된 제2 혼합 비율로 혼합한 상태에서 교반한 후 필터링하여 상기 Si-SiC 함유 슬러리에 잔류하는 수용성 오일을 세정하는 오일 세정 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The method for manufacturing a briquetting heat and composition for use in a steelmaking process according to the present invention is characterized in that water is added to the Si-SiC-containing slurry obtained through the primary separation step after the primary separation step and before the briquetting step 2 mixed ratio, and then filtering the water-soluble oil remaining in the Si-SiC-containing slurry.

본 발명에 따른 제강공정에서 이용되는 승열 및 성분조절용 브리켓 제조 방법에 있어서, 상기 제2 혼합 비율은 상기 물의 부피가 상기 Si-SiC 함유 슬러리의 부피의 0.2배 이상 8배 이하가 되도록 설정되는 것을 특징으로 한다.The second mixing ratio is set so that the volume of the water is not less than 0.2 times and not more than 8 times the volume of the Si-SiC-containing slurry in the steelmaking process according to the present invention. .

본 발명에 따른 제강공정에서 이용되는 승열 및 성분조절용 브리켓 제조 방법은 상기 1차 분리 단계 이후에, 상기 1차 분리 단계를 통해 상기 초기 폐슬러리로부터 분리된 수용성 오일과 물을 분별 증류하여 상기 수용성 오일과 상기 물을 서로 분리하는 2차 분리 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The method for manufacturing a briquetting heat and composition for use in a steelmaking process according to the present invention is characterized in that after the first separation step, the water-soluble oil and water separated from the initial waste slurry are fractionally distilled through the first separation step, And a second separation step of separating the water and the water from each other.

본 발명에 따른 제강공정에서 이용되는 승열 및 성분조절용 브리켓 제조 방법은 상기 브리켓 성형 단계 이전에, 상기 1차 분리 단계를 통해 획득한 Si-SiC 함유 슬러리를 건조하는 건조 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The method for manufacturing a briquetting heat and composition for use in a steelmaking process according to the present invention further comprises a drying step of drying the Si-SiC-containing slurry obtained through the first separation step before the briquetting step do.

본 발명에 따른 제강공정에서 이용되는 승열 및 성분조절용 브리켓 제조 방법은 상기 브리켓 성형 단계 이전에, 상기 건조 단계를 통해 건조된 Si-SiC 함유 슬러리를 분쇄하여 Si-SiC 함유 분말을 획득하는 분쇄 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The briquetting method for controlling the heat and the composition used in the steelmaking process according to the present invention comprises grinding the Si-SiC-containing slurry dried through the drying step to obtain the Si-SiC-containing powder before the briquetting step And further comprising:

본 발명에 따른 제강공정에서 이용되는 승열 및 성분조절용 브리켓 제조 방법에 있어서, 상기 분쇄 단계를 통해 획득되는 Si-SiC 함유 분말의 직경은 5㎝ 이하인 것을 특징으로 한다.In the method for manufacturing a briquetting heat and composition for use in the steelmaking process according to the present invention, the diameter of the Si-SiC-containing powder obtained through the milling step is 5 cm or less.

본 발명에 따른 제강공정에서 이용되는 승열 및 성분조절용 브리켓 제조 방법에 있어서, 상기 브리켓 성형 단계에서, 철 성분(Fe source)을 상기 Si-SiC 함유 슬러리에 추가로 첨가하고, 상기 브리켓의 중량을 기준으로, 상기 Si-SiC 함유 슬러리가 30wt% 이상이고, 상기 철 성분이 30wt% 이하인 것을 특징으로 한다.In the method for manufacturing briquetting heat and composition for use in the steelmaking process according to the present invention, in the briquetting step, an iron source (Fe source) is further added to the Si-SiC containing slurry, , The Si-SiC-containing slurry is 30 wt% or more, and the iron component is 30 wt% or less.

본 발명에 따른 제강공정에서 이용되는 승열 및 성분조절용 브리켓 제조 방법에 있어서, 상기 1차 분리 단계에서는, 물과 혼합되어 교반된 초기 폐슬러리를 프레싱 방식으로 필터링하여 상기 초기 폐슬러리로부터 상기 수용성 오일과 상기 물을 분리하는 것을 특징으로 한다.In the first separation step, the initial waste slurry mixed and stirred with water is filtered by a pressing method to remove the water-soluble oil and the water-soluble oil from the initial waste slurry, And separating the water.

본 발명에 따른 제강공정에서 이용되는 승열 및 성분조절용 브리켓 제조 방법에 있어서, 상기 1차 분리 단계에서는, 물과 혼합된 초기 폐슬러리에 원심분리법을 적용하여 상기 초기 폐슬러리로부터 상기 수용성 오일과 상기 물을 분리하는 것을 특징으로 한다.In the first separation step, centrifugation is applied to an initial waste slurry mixed with water to remove the water-soluble oil and water from the initial waste slurry, Is separated.

본 발명에 따른 제강용 승열 및 성분조절체 제조방법은 실리콘을 함유하는 폐슬러리를 정제하여 제강용 승열 및 성분조절체를 제조하는 방법으로서, 실리콘(Si), 실리콘 카바이드(SiC), 수용성 오일 및 철(Fe)을 포함하는 초기 폐슬러리에 물을 제1 혼합 비율로 혼합한 상태에서 상기 초기 폐슬러리로부터 상기 수용성 오일과 상기 물을 분리하여 Si-SiC 함유 슬러리를 획득하는 1차 분리 단계 및 상기 Si-SiC 함유 슬러리를 건조하는 건조 단계를 포함하고, 상기 초기 폐슬러리를 구성하는 입자군의 체적 메디안 지름(volume median diameter, Dv50)은 1㎛ 이상인 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a method for preparing a steelmaking heat and component regulating body by purifying a waste slurry containing silicon, comprising the steps of: preparing a mixture of silicon (Si), silicon carbide (SiC), water- A primary separation step of separating the water-soluble oil and the water from the initial waste slurry in a state where water is mixed with an initial waste slurry containing iron (Fe) at a first mixing ratio to obtain a Si-SiC-containing slurry; and And drying the Si-SiC-containing slurry, wherein the volume median diameter (Dv50) of the particles constituting the initial waste slurry is 1 占 퐉 or more.

본 발명에 따른 제강용 승열 및 성분조절체 제조방법에 있어서, 상기 제1 혼합 비율은 상기 물의 부피가 상기 초기 폐슬러리의 부피의 0.2배 이상 8배 이하가 되도록 설정되는 것을 특징으로 한다.The first mixing ratio is set so that the volume of the water is 0.2 to 8 times the volume of the initial waste slurry.

본 발명에 따른 제강용 승열 및 성분조절체 제조방법은 상기 1차 분리 단계를 통해 획득한 Si-SiC 함유 슬러리에 물을 설정된 제2 혼합 비율로 혼합한 상태에서 교반한 후 필터링하여 상기 Si-SiC 함유 슬러리에 잔류하는 수용성 오일을 세정하는 오일 세정 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The method for manufacturing steelmaking steelmaking steel according to the present invention comprises mixing the Si-SiC-containing slurry obtained through the first separation step at a second mixing ratio, mixing the slurry, filtering the Si- Containing slurry is washed with an oil-cleaning step of cleaning the water-soluble oil remaining in the slurry.

본 발명에 따른 제강용 승열 및 성분조절체 제조방법에 있어서, 상기 제2 혼합 비율은 상기 물의 부피가 상기 Si-SiC 함유 슬러리의 부피의 0.2배 이상 8배 이하가 되도록 설정되는 것을 특징으로 한다.The second mixing ratio is set so that the volume of the water is not less than 0.2 times and not more than 8 times the volume of the Si-SiC-containing slurry.

본 발명에 따른 제강용 승열 및 성분조절체 제조방법은 상기 1차 분리 단계 이후에, 상기 1차 분리 단계를 통해 상기 초기 폐슬러리로부터 분리된 수용성 오일과 물을 분별 증류하여 상기 수용성 오일과 상기 물을 서로 분리하는 2차 분리 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The method for producing steelmaking heat and component regulator according to the present invention is characterized in that after the primary separation step, the water-soluble oil and water separated from the initial waste slurry are fractionally distilled through the primary separation step, And a second separating step of separating the first separator and the second separator from each other.

본 발명에 따른 제강용 승열 및 성분조절체 제조방법에 있어서, 상기 1차 분리 단계에서는, 물과 혼합되어 교반된 초기 폐슬러리를 프레싱 방식으로 필터링하여 상기 초기 폐슬러리로부터 상기 수용성 오일과 상기 물을 분리하는 것을 특징으로 한다.In the first separation step, an initial waste slurry mixed and stirred with water is filtered by a pressing method to remove the water-soluble oil and the water from the initial waste slurry, .

본 발명에 따른 제강용 승열 및 성분조절체 제조방법에 있어서, 상기 1차 분리 단계에서는, 물과 혼합된 초기 폐슬러리에 원심분리법을 적용하여 상기 초기 폐슬러리로부터 상기 수용성 오일과 상기 물을 분리하는 것을 특징으로 한다.In the first stage separation step, centrifugation is applied to an initial waste slurry mixed with water to separate the water-soluble oil and the water from the initial waste slurry .

본 발명에 따른 제강용 승열 및 성분조절체 제조방법에 있어서, 상기 초기 폐슬러리를 구성하는 입자군의 체적 메디안 지름(volume median diameter, Dv50)을 1㎛ 이상으로 한정하여 상기 초기 폐슬러리에 포함된 상기 실리콘의 미분 성분 및 상기 실리콘의 전체 표면적을 줄임으로써, 상기 실리콘의 미분 성분과 산소의 반응으로 인한 발화의 가능성을 줄이고 상기 실리콘의 산화량을 줄이는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the volume median diameter (Dv 50) of the particles constituting the initial waste slurry is limited to 1 탆 or more, Characterized in that the possibility of ignition due to the reaction of the fine particles of silicon with the oxygen and the oxidation amount of the silicon is reduced by reducing the fine powder component of the silicon and the total surface area of the silicon.

본 발명에 따르면, 반도체 혹은 태양전지 웨이퍼 제조시 발생하는 실리콘을 함유하는 폐슬러리를 정제하여 제강공정에서 이용되는 승열 및 성분조절용 브리켓을 제조하는 방법과 이 브리켓의 원료가 되는 제강용 승열 및 성분조절체를 제조하는 방법이 제공되는 효과가 있다.According to the present invention, there is provided a method for producing briquettes for controlling the heat and composition used in a steelmaking process by purifying a waste slurry containing silicon generated during the production of semiconductors or solar cell wafers, There is an effect that a method of manufacturing a sieve is provided.

또한, 실리콘 함유 폐슬러리를 재처리하는 과정에서 발생할 수 있는 실리콘 미분 성분과 수분의 반응으로 인한 발화의 가능성을 방지할 수 있는 제강공정에서 이용되는 승열 및 성분조절용 브리켓을 제조하는 방법과 이 브리켓의 원료가 되는 제강용 승열 및 성분조절체를 제조하는 방법이 제공되는 효과가 있다.The present invention also provides a method for manufacturing a briquette for controlling heat and composition for use in a steelmaking process capable of preventing the possibility of ignition due to the reaction of moisture with a silicon fine powder component that may occur during the reprocessing of a silicon- There is provided an effect of providing a method for manufacturing a steelmaking heat and composition regulating material which is a raw material.

또한, 실리콘 함유 폐슬러리를 재처리하는 과정에서 실리콘 산화량을 효과적으로 억제할 수 있는 제강공정에서 이용되는 승열 및 성분조절용 브리켓을 제조하는 방법과 이 브리켓의 원료가 되는 제강용 승열 및 성분조절체를 제조하는 방법이 제공되는 효과가 있다.Also, there is a method of manufacturing briquettes for controlling the heat and composition used in the steelmaking process which can effectively suppress the amount of silicon oxidation during the reprocessing of the silicon-containing waste slurry, and a method for preparing the briquetting heat- There is an effect that a manufacturing method is provided.

또한, 덩어리 형태의 성형품인 브리켓의 강도 저하로 인하여, 성형된 브리켓이 부스러지는 현상을 방지할 수 있는 제강공정에서 이용되는 승열 및 성분조절용 브리켓을 제조하는 방법과 이 브리켓의 원료가 되는 제강용 승열 및 성분조절체를 제조하는 방법이 제공되는 효과가 있다.The present invention also relates to a method for producing a briquetting heat and composition controlling material used in a steelmaking process capable of preventing a molded briquette from being broken due to a decrease in the strength of the briquette which is a lumpy molded product, And a method for producing a component adjuster are provided.

또한, 환경오염의 요소가 되는 실리콘 함유 폐슬러리를 소각 또는 매립하지 않고, 제강공정에서 이용되는 승열 및 성분조절용 브리켓으로 재생하여 사용함으로써, 폐기물 처리 비용을 감소시키고 원가 절감에 의한 가격 경쟁력을 확보하는 동시에, 제강 과정에서 발생할 수도 있는 환경오염을 최소화할 수 있는 효과가 있다.In addition, the silicon-containing waste slurry, which is a factor of environmental pollution, is recycled and used as a briquetting heat for regenerating and controlling the components used in the steelmaking process without incineration or landfilling, thereby reducing waste treatment costs and ensuring cost competitiveness by cost reduction At the same time, there is an effect of minimizing environmental pollution that may occur in the steelmaking process.

또한, 실리콘 폐슬러리에 함유된 수용성 오일을 추출하여 재사용하는 동시에 배출되는 폐수를 재처리가 필요없는 수준으로 정화시킴으로써, 친환경적인 제강공정에서 이용되는 승열 및 성분조절용 브리켓을 제조하는 방법과 이 브리켓의 원료가 되는 제강용 승열 및 성분조절체를 제조하는 방법이 제공되는 효과가 있다.Further, there is a method of manufacturing a briquetting heat and composition controlling breeze for use in an environmentally friendly steelmaking process by extracting and reusing the water-soluble oil contained in the silicon waste slurry and purifying discharged wastewater to a level that does not require reprocessing, There is provided an effect of providing a method for manufacturing a steelmaking heat and composition regulating material which is a raw material.

또한, 실리콘 폐슬러리를 정제하는 과정에서 실리콘 폐슬러리에 혼합되는 물의 양을 최적화시켜, 승열 및 성분조절용 브리켓 제조의 효율성을 향상시키는 동시에 배출되는 폐수에 대한 재처리 비용을 저감할 수 있는 제강공정에서 이용되는 승열 및 성분조절용 브리켓을 제조하는 방법과 이 브리켓의 원료가 되는 제강용 승열 및 성분조절체를 제조하는 방법이 제공되는 효과가 있다.In addition, in the process of refining the silicon waste slurry, the amount of water to be mixed into the silicon waste slurry is optimized to improve the efficiency of briquetting for regenerating and regulating the composition, while reducing the reprocessing cost of discharged wastewater There is provided an effect of providing a method of manufacturing briquettes for regulating the heat and component used and a method of manufacturing a heat exchanger and component regulating body for steelmaking which are the raw materials of the briquetting.

또한, 반도체 또는 태양전지 웨이퍼 제조시 발생하는 실리콘을 함유한 폐슬러리를 정제하여 분말을 만들고, 여기에 바인더를 첨가하여 브리켓팅 함으로써, 제강공정의 용강 제조과정에서 이용되는 승열 및 성분조절 용도의 브리켓과 이 브리켓의 원료가 되는 제강용 승열 및 성분조절체를 저비용 및 고효율적으로 제조할 수 있는 방법이 제공되는 효과가 있다.In addition, a waste slurry containing silicon generated during the production of semiconductor or solar cell wafers is refined to prepare a powder, and a binder is added thereto to briquetize the briquettes for use in the process of manufacturing molten steel in the steelmaking process And a method of manufacturing a steelmaking heat and composition regulating material which is a raw material for the briquetting at low cost and high efficiency.

또한, 환경오염의 요소가 되는 실리콘 폐슬러리를 소각 또는 매립하지 않고, 제철소의 제강공장에서 용강을 제조하는 과정에서 승열제 및 성분조절의 용도로 재생하여 사용함으로써, 폐기물 처리 비용을 감소시키고 원가 절감에 의한 가격 경쟁력을 확보하는 동시에, 제강 과정에서 발생할 수도 있는 환경오염을 최소화할 수 있는 효과가 있다.In addition, the silicon waste slurry which is a factor of environmental pollution is not incinerated or buried, and it is recycled and used for regenerating agent and ingredient control in the process of manufacturing molten steel in a steel making plant, thereby reducing waste disposal cost and cost reduction And at the same time, it is possible to minimize the environmental pollution that may occur in the steelmaking process.

또한, 실리콘 폐슬러리의 분말화 공정에서 발생하는 수용성 오일과 물이 함유된 폐수를 브리켓 제조시 필요한 첨가제로 재사용하여 배출되는 폐수를 재처리할 필요가 없게 하거나 폐수를 재처리가 필요없을 만한 수준으로 정화시켜 배출함으로써, 제강공정의 용강 제조과정에서 이용되는 승열 및 성분조절 용도의 브리켓과 이 브리켓의 원료가 되는 제강용 승열 및 성분조절체를 친환경적이면서도 경제적으로 제조할 수 있도록 하는 방법이 제공되는 효과가 있다.In addition, the wastewater containing water-soluble oil and water generated in the pulverization process of silicon waste slurry is reused as an additive in the production of briquettes, thereby eliminating the need to reprocess the discharged wastewater, The present invention provides a method for manufacturing briquettes for use in heat treatment and component adjustment used in the process of manufacturing molten steel in a steelmaking process and a method for manufacturing environmentally friendly and economical products for steelmaking, .

또한, 실리콘 폐슬러리를 분말화하여 이를 브리켓으로 성형하여 제공함으로써, 제강공정의 전로에 투입하기 용이하고, 분말로 인한 화재나 폭발의 위험요소를 제거할 수 있는 효과가 있다.In addition, since the silicon waste slurry is pulverized and molded into briquettes, it is easy to put into the converter in the steelmaking process, and the risk of fire or explosion due to the powder can be removed.

도 1은 반도체 웨이퍼 또는 태양전지 웨이퍼 제조과정에서 부산물로 배출되는 실리콘을 포함하는 폐슬러리를 정제하는 과정을 개념적으로 설명하기 위한 도면이고,
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 실리콘을 함유하는 폐슬러리를 정제하여 제강공정에서 이용되는 승열 및 성분조절용 브리켓을 제조하는 방법을 설명하기 위한 공정 순서도이고,
도 3은 본 발명의 일 실시 예가 적용되는 장치 구성의 예를 설명하기 위한 도면이고,
도 4는 도 3에 포함된 분별 증류 시스템의 구체적인 구성의 예를 설명하기 위한 도면이고,
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 있어서, 폐슬러리를 구성하는 입자군의 체적 메디안 지름(volume median diameter, Dv50)을 정의하기 위한 예시적인 체적 기준 입도 분포 그래프와 체적 기준 누적 입도 분포 그래프이고,
도 6은 체적 메디안 지름(Dv50)이 0.9774㎛인 폐슬러리를 구성하는 입자군의 체적 기준 입도 분포 그래프와 체적 기준 누적 입도 분포 그래프이고,
도 7은 체적 메디안 지름(Dv50)이 1.5683㎛인 폐슬러리를 구성하는 입자군의 체적 기준 입도 분포 그래프와 체적 기준 누적 입도 분포 그래프이고,
도 8은 체적 메디안 지름(Dv50)이 4.1155㎛인 폐슬러리를 구성하는 입자군의 체적 기준 입도 분포 그래프와 체적 기준 누적 입도 분포 그래프이고,
도 9는 체적 메디안 지름(Dv50)이 7.0562㎛인 폐슬러리를 구성하는 입자군의 체적 기준 입도 분포 그래프와 체적 기준 누적 입도 분포 그래프이고,
도 10은 체적 메디안 지름(Dv50)이 9.6541㎛인 폐슬러리를 구성하는 입자군의 체적 기준 입도 분포 그래프와 체적 기준 누적 입도 분포 그래프이고,
도 11은 체적 메디안 지름(Dv50)이 11.9273㎛인 폐슬러리를 구성하는 입자군의 체적 기준 입도 분포 그래프와 체적 기준 누적 입도 분포 그래프이다.
1 is a view for conceptually explaining a process of purifying waste slurry containing silicon discharged as a by-product in the process of manufacturing a semiconductor wafer or a solar cell wafer,
FIG. 2 is a process flow chart for explaining a method of purifying a waste slurry containing silicon according to an embodiment of the present invention to produce a briquetting heat and a briquetting agent for use in a steelmaking process,
3 is a view for explaining an example of a device configuration to which an embodiment of the present invention is applied,
FIG. 4 is a view for explaining an example of a specific configuration of the fractionation distillation system included in FIG. 3,
5 is a graph of an exemplary volume-based particle size distribution graph and volume-based cumulative particle size distribution for defining a volume median diameter (Dv50) of a particle group constituting a waste slurry in an embodiment of the present invention,
6 is a volume-based particle size distribution graph and a volume-based cumulative particle size distribution graph of particles constituting a waste slurry having a volume median diameter (Dv50) of 0.9774 m,
7 is a volume-based particle size distribution graph and a volume-based cumulative particle size distribution graph of particles constituting a waste slurry having a volume median diameter (Dv50) of 1.5683 m,
8 is a volume-based particle size distribution graph and a volume-based cumulative particle size distribution graph of particles constituting a waste slurry having a volume median diameter (Dv50) of 4.1155 占 퐉,
9 is a volume-based particle size distribution graph and volume-based cumulative particle size distribution graph of a particle group constituting a waste slurry having a volume median diameter (Dv50) of 7.0562 mu m,
10 is a volume-based particle size distribution graph and a volume-based cumulative particle size distribution graph of particles constituting a waste slurry having a volume median diameter (Dv50) of 9.6541 占 퐉,
11 is a volume-based particle size distribution graph and a volume-based cumulative particle size distribution graph of particles constituting a waste slurry having a volume median diameter (Dv50) of 11.9273 占 퐉.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 혹은 구성과 같은 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying 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 반도체 웨이퍼 또는 태양전지 웨이퍼 제조과정에서 부산물로 배출되는 실리콘을 포함하는 폐슬러리를 정제하는 과정을 개념적으로 설명하기 위한 도면이다.FIG. 1 is a view for conceptually explaining a process of purifying a waste slurry containing silicon discharged as a by-product in the process of manufacturing a semiconductor wafer or a solar cell wafer.

도 1을 참조하면, 먼저 실리콘 잉곳의 절삭공정이나, 실리콘 웨이퍼의 표면 연마공정에서 발생된 폐슬러리에는 절삭재, 실리콘의 절삭분, 절삭유, 기타 절삭공정에서 발생하는 절삭재나 와이어 소우 등의 미분이 포함된다.Referring to FIG. 1, a waste slurry generated in a cutting step of a silicon ingot or a surface polishing step of a silicon wafer includes a fine powder such as cutting material, cutting oil, cutting oil, cutting material or wire saw, .

이러한 폐슬러리에서 재생 가능한 실리콘 및 절삭재를 분리하기 위해 도시된 바와 같이 오일 세정 공정을 거친다. 이러한 오일 세정 공정을 통해 절삭유는 제거되며, 이때 발생하는 폐수는 폐수처리 시스템에 보내어져 다시 재활용한다. 한편, 오일 세정 공정을 거친 폐슬러리는 실리콘 분리 공정을 통해 유효한 실리콘을 분리하여 재활용하게 되는데, 이때 실리콘 분리를 위해 원심분리단계를 거칠 수도 있다. 그리고 분리된 실리콘은 다시 건조공정을 통해 재활용된다.In order to separate the recoverable silicon and cutting material from such waste slurry, an oil cleaning process is performed as shown. Through this oil cleaning process, the cutting oil is removed, and the wastewater generated at this time is sent to the wastewater treatment system and recycled again. Meanwhile, the waste slurry that has been subjected to the oil cleaning process is separated and recycled into effective silicon through a silicon separation process. In this case, a centrifugation step may be performed to separate silicon. And the separated silicon is recycled through the drying process.

실리콘 분리 공정에서 분리되는 실리콘은 입자의 크기가 큰 실리콘만이 분리되어 재활용되기 때문에, 입자가 큰 실리콘이 분리된 이후의 폐슬러리에는 여전히 미분 상태의 절삭재와 불순물 및 미분 상태의 실리콘이 다량 존재한다.Since the silicon separated in the silicon separation process is separated and recycled, only the silicon having a large particle size is recycled. Therefore, the pulverized slurry after the separation of the large-particle silicon still contains a large amount of pulverized material, impurities, do.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 실리콘을 함유하는 폐슬러리를 정제하여 제강공정에서 이용되는 승열 및 성분조절용 브리켓을 제조하는 방법을 설명하기 위한 공정 순서도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시 예가 적용되는 장치 구성의 예를 설명하기 위한 도면이다.FIG. 2 is a process flow chart for explaining a method of purifying waste slurries containing silicon according to an embodiment of the present invention to produce briquettes for controlling heat and composition used in a steelmaking process, and FIG. 3 is a flowchart 1 is a diagram for explaining an example of a device configuration to which an example is applied.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예는 1차 분리 단계(S10), 2차 분리 단계(S20), 오일 세정 단계(S30), 건조 단계(S40), 분쇄 단계(S50) 및 브리켓 성형 단계(S60)을 포함하여 구성된다. Referring to FIGS. 2 and 3, an embodiment of the present invention includes a primary separation step S10, a secondary separation step S20, an oil cleaning step S30, a drying step S40, a crushing step S50, And a briquetting molding step (S60).

본 발명의 일 실시 예를 구성하는 각 단계들을 설명하기에 앞서, 정제 처리의 대상이 되는 물질인 초기 폐슬러리에 대하여 설명한다.Before describing each step constituting one embodiment of the present invention, an initial waste slurry, which is a substance to be purified, will be described.

본 발명의 일실시 예에 따른 정제 처리 과정이 수행되기 이전의 초기 폐슬러리는 다양한 직경을 갖는 입자군들로 구성되는데, 미분 성분의 함량이 높으면 제강공정용으로 재활용하는 과정에서 다음과 같은 문제점들이 발생할 수 있다. 즉, 초기 폐슬러리를 재활용하기 위한 건조 과정에서, 실리콘 미분 성분과 수분의 반응으로 인한 발화의 가능성이 있다는 문제점이 있다. 또한, 실리콘 미분 함량의 증가는 실리콘의 전체적인 표면적 증가를 유발하여, 실리콘과 산소와의 접촉면적이 커지기 때문에, 실리콘 산화량이 증가하는 문제점이 있다. 또한, 본 발명의 일 실시 예에 따라 정제 처리된 실리콘 함유 분말은 제강공정에서 사용하기 위해 덩어리 형태의 성형품인 브리켓(briquette)으로 가공되는데, 실리콘 미분 함량이 높을수록, 브리켓의 강도가 저하되기 때문에, 성형된 브리켓이 쉽게 부스러진다는 문제점이 있다.The initial waste slurry before the purifying process according to an embodiment of the present invention is composed of particles having various diameters. When the content of the fine powder component is high, the following problems are encountered in the process of recycling for the steelmaking process Lt; / RTI > That is, in the drying process for recycling the initial waste slurry, there is a possibility of ignition due to the reaction between the silicon fine powder component and water. In addition, the increase in the silicon fine powder content causes an increase in the overall surface area of silicon, thereby increasing the silicon oxide amount because the contact area between silicon and oxygen is increased. Also, according to one embodiment of the present invention, the refined silicon-containing powder is processed into a briquette, which is a lumpy molded product for use in a steelmaking process, since the higher the silicon fine powder content, the lower the strength of the briquettes , There is a problem that the molded briquettes are easily broken.

이러한 문제점들을 해결하기 위한 본 발명의 일 실시 예는, 다양한 입자 분포를 갖는 폐슬러리 시료들에 대한 실험에 기초하여, 구성 입자군의 체적 메디안 지름(volume median diameter, Dv50)이 1㎛ 이상인 폐슬러리를 제시한다. 즉, 본 발명의 일 실시 예에 사용되는 폐슬러리를 구성하는 입자군의 체적 메디안 지름은 1㎛ 이상으로 한정된다.In order to solve these problems, an embodiment of the present invention is to provide a waste slurry having a volume median diameter (Dv50) of 1 mu m or more based on an experiment on waste slurry samples having various particle distributions . That is, the volume median diameter of the particles constituting the waste slurry used in one embodiment of the present invention is limited to 1 탆 or more.

폐슬러리를 구성하는 입자군의 사이즈를 이와 같이 한정하면, 실리콘 미분 성분과 수분의 반응으로 인한 발화의 가능성을 방지할 수 있고, 실리콘 표면적에 비례하는 경향을 갖는 실리콘 산화를 효과적으로 억제할 수 있고, 후속 공정인 브리켓 성형 공정에서 덩어리 형태의 성형품인 브리켓의 강도 저하로 인하여, 성형된 브리켓이 부스러지는 현상을 방지할 수 있다.By limiting the size of the group of particles constituting the waste slurry in this manner, it is possible to prevent the possibility of ignition due to the reaction of the silicon fine powder component with moisture and effectively suppress the silicon oxidation having a tendency proportional to the silicon surface area, It is possible to prevent the briquetting of the molded briquettes due to the decrease in the strength of the briquette which is a lumpy molded product in the subsequent briquette forming process.

이하에서는 도 5를 참조하여 체적 메디안 지름(Dv50)을 정의한다.Hereinafter, the volume median diameter (Dv50) is defined with reference to FIG.

도 5는 본 발명의 일 실시 예에 있어서, 폐슬러리를 구성하는 입자군의 체적 메디안 지름(volume median diameter, Dv50)을 정의하기 위한 예시적인 체적 기준 입도 분포 그래프와 체적 기준 누적 입도 분포 그래프이다. 입도 분석은 레이저 회절 및 산란 방식의 입도분석기를 이용하여 수행될 수 있다.FIG. 5 is a graph of an exemplary volume-based particle size distribution graph and volume-based cumulative particle size distribution for defining a volume median diameter (Dv 50) of a particle group constituting a waste slurry in an embodiment of the present invention. Particle size analysis can be performed using a laser diffraction and scattering type particle size analyzer.

도 5의 도면부호 A는 폐슬러리를 구성하는 입자군의 체적 기준 입도 분포 그래프이다. 체적 기준 입도 분포 그래프의 가로축은 입자군의 입도(Particle Diameter, ㎛)이고, 세로축은 특정 입도를 가진 입자군이 전체 체적에서 차지하는 비율이다. 체적 기준 입도 분포 그래프는 특정 입도를 갖는 입자군이 전체 체적에서 차지하는 비율을 나타낸다.Reference numeral A in FIG. 5 is a volume-based particle size distribution graph of particles constituting the waste slurry. The abscissa of the volumetric particle size distribution graph is the particle size of the particle group (Particle Diameter, 탆), and the ordinate is the ratio of the particle group having a specific particle size to the entire volume. The volumetric particle size distribution graph shows the ratio of particle groups having a specific particle size to the total volume.

도 5의 도면부호 B는 폐슬러리를 구성하는 입자군의 체적 기준 누적 입도 분포 그래프이다. 체적 기준 누적 입도 분포 그래프의 가로축은 입자군의 입도(Particle Diameter, ㎛)이고, 세로축은 큰 입도를 갖는 입자군의 체적 비율부터 누적한 누적 체적 비율이다. 체적 기준 누적 입도 분포 그래프는 특정 누적 체적 비율을 갖는 입자군에 속하는 입자들 중에서 가장 작은 입자의 입도를 나타낸다.Reference numeral B in FIG. 5 is a volume-based cumulative particle size distribution graph of particles constituting the waste slurry. The abscissa of the volume-based cumulative particle size distribution graph is the particle diameter (탆) of the particle group, and the ordinate is the cumulative volume ratio accumulated from the volume ratio of the particle group having a large particle size. The volumetric cumulative particle size distribution graph shows the particle size of the smallest particle among the particles belonging to the particle group having a specific cumulative volume ratio.

누적 체적 비율이 50%인 입자군에 속하는 입자들 중에서 가장 작은 입자의 입도는 7.425㎛이며, 이 값이 체적 메디안 지름(Dv50)이다.The particle size of the smallest particle among the particles belonging to the particle group having the cumulative volume ratio of 50% is 7.425 탆, and this value is the volume median diameter (Dv50).

한편, 누적 체적 비율이 10%인 입자군에 속하는 입자들 중에서 가장 작은 입자의 입도는 9.698㎛이며, 이 값은 Dv10으로 명명된다.On the other hand, the particle size of the smallest particle among the particles belonging to the particle group having a cumulative volume ratio of 10% is 9.698 μm, and this value is named Dv10.

또한, 누적 체적 비율이 90%인 입자군에 속하는 입자들 중에서 가장 작은 입자의 입도는 3.974㎛이며, 이 값은 Dv90으로 명명된다.The particle size of the smallest particle among the particles belonging to the particle group having a cumulative volume ratio of 90% is 3.974 μm, and this value is named Dv 90.

이하에서는, 폐슬러리를 구성하는 입자군의 체적 메디안 지름(Dv50)이 1㎛ 이상이라는 전제 하에, 본 발명의 일 실시 예를 구성하는 각 단계들을 구체적으로 설명한다.Hereinafter, each step constituting one embodiment of the present invention will be described in detail with the assumption that the volume median diameter (Dv50) of the particle group constituting the waste slurry is 1 탆 or more.

본 발명의 일 실시 예의 최종 결과물인 브리켓 즉, 제강공정의 용강 제조과정에서 이용되는 승열 및 성분조절용 브리켓은 1차 분리 단계(S10)와 브리켓 성형 단계(S60)를 통해서도 제조될 수 있으며, 오일 세정 단계(S30), 건조 단계(S40) 및 분쇄 단계(S50)는 선택적 사항이다. 즉, 오일 세정 단계(S30), 건조 단계(S40) 및 분쇄 단계(S50) 중 하나 이상의 단계가 브리켓 제조 과정에서 선택적으로 수행될 수 있는 공정임을 밝혀두며, 이하에서는, 본 발명의 일 실시 예가 1차 분리 단계(S10), 2차 분리 단계(S20), 오일 세정 단계(S30), 건조 단계(S40), 분쇄 단계(S50) 및 브리켓 성형 단계(S60)로 구성된 경우를 기준으로, 브리켓 제조 과정을 상세히 설명한다.The briquettes, which are the final product of the embodiment of the present invention, that is, the briquettes for controlling the heat and the components used in the process of manufacturing molten steel in the steelmaking process, can be manufactured through the primary separation step (S10) and the briquetting step (S60) Step S30, drying step S40 and crushing step S50 are optional. That is, it is found that at least one of the oil cleaning step S30, the drying step S40, and the crushing step S50 is a process that can be selectively performed in the briquetting process. Hereinafter, The brittle manufacturing process is performed on the basis of the case where the brittle forming step (S10), the secondary separating step (S20), the oil cleaning step (S30), the drying step (S40), the crushing step (S50) Will be described in detail.

먼저, 1차 분리 단계(S10)에서는, 실리콘(Si), 실리콘 카바이드(SiC), 수용성 오일. 철(Fe) 및 구리(Cu)를 포함하는 초기 폐슬러리에 물을 설정된 제1 혼합 비율로 혼합한 상태에서 교반한 후, 초기 폐슬러리로부터 수용성 오일과 물을 분리하는 과정이 수행된다. 1차 분리 단계(S10)가 수행되면, 초기 폐슬러리로부터 수용성 오일과 물이 분리됨으로써, Si-SiC 함유 슬러리가 획득된다.First, in the primary separation step S10, silicon (Si), silicon carbide (SiC), water-soluble oil, The initial waste slurry containing iron (Fe) and copper (Cu) is mixed with water at a first mixing ratio, and then the water is separated from the initial waste slurry. When the primary separation step (S10) is carried out, the water-soluble oil and water are separated from the initial waste slurry, whereby a Si-SiC-containing slurry is obtained.

예를 들어, 초기 폐슬러리는 반도체 웨이퍼 또는 태양전지 웨이퍼 제조과정에서 와이어 소잉 공정 등의 부산물로 발생하는 실리콘을 포함하는 물질일 수 있으며, 반도체 웨이퍼 또는 태양전지 웨이퍼 제조과정이 수행되면, 폐슬러리에 포함되는 실리콘 카바이드(SiC)의 사이즈는 그 크기에 있어서 어느 정도의 편차를 갖게 된다. 따라서, 본 실시 예의 1차 분리 단계(S10)를 수행하기 이전에, 원심 분리 공정 등을 통해 상대적으로 사이즈가 큰 실리콘 카바이드(SiC)를 별도로 분리해 내는 공정이 수행될 수도 있다.For example, the initial waste slurry may be a material containing silicon, which is generated as a by-product such as a wire sawing process in the process of manufacturing a semiconductor wafer or a solar cell wafer. When a semiconductor wafer or a process of manufacturing a solar cell wafer is performed, The size of the included silicon carbide (SiC) has some variation in its size. Therefore, before performing the first separating step S10 of the present embodiment, a process of separately separating silicon carbide (SiC) having a relatively large size may be performed through a centrifugal separation process or the like.

와이어 소잉 공정 등의 부산물인 폐슬러리에는 수용성 오일(예를 들어, PEG+DEG)이 작게는 10wt%에서 많게는 30wt%까지 함유되어 있고 이를 제강공정을 포함하는 제철 과정에서 성분조절 및 승열용 실리콘계 원료로 사용하기 위해서는 이 오일을 일정 수준으로 제거하여야 한다.The waste slurry, which is a by-product of the wire-sawing process, contains water-soluble oil (for example, PEG + DEG) in an amount of 10 wt% to 30 wt% in small amounts. In the steel making process including the steelmaking process, This oil should be removed to a certain level in order to be used.

오일을 제거하기 위한 방법으로 고온을 이용한 연소, 물을 이용한 세정 방식이 적용될 수도 있다. 그러나, 고온을 이용하여 오일을 연소시키는 방법에 따르면, 오일 함유량이 높아질수록 대기오염이 심화되고 고온으로 인한 실리콘의 산화 가능성이 있다는 문제점이 있다. 또한, 수용성 오일을 다량 함유하고 있는 폐슬러리를 물로 세정하는 방법에 따르면, 폐수처리 비용이 증가한다는 점에 문제점이 있다.As a method for removing oil, a combustion method using high temperature and a cleaning method using water may be applied. However, according to the method of burning the oil using the high temperature, there is a problem that the higher the oil content, the more the air pollution becomes and the possibility of the oxidation of the silicon due to the high temperature is a problem. Further, according to the method of washing a waste slurry containing a large amount of water-soluble oil with water, there is a problem in that the waste water treatment cost is increased.

본 실시 예는 1차적으로 수용성 오일을 초기 폐슬러리로부터 분리하여 후술하는 공정을 통해 재사용하고, 필요한 경우 수용성 오일이 일정 수준 제거된 Si-SiC 함유 슬러리에 대하여 물을 이용한 세정 공정을 수행하도록 구성되며, 이러한 구성에 따르면, 오일 연소에 따른 대기오염과 실리콘 산화를 방지할 수 있고, 수용성 오일을 재사용할 수 있어 경제성 측면에서도 이점이 있다. 뿐만 아니라, 후술하는 바와 같이 분별 증류를 통해 수용성 오일로부터 물을 분리해내기 때문에, 최종적으로 발생하는 폐수에 대한 처리 비용이 거의 발생하지 않는다는 이점이 있다.This embodiment is configured to primarily separate the water-soluble oil from the initial waste slurry, reuse it through the process described below, and, if necessary, perform a water-based cleaning process on the Si-SiC containing slurry in which the water- According to this configuration, air pollution and silicon oxidation due to oil combustion can be prevented, and water-soluble oil can be reused, which is advantageous in terms of economy. In addition, since water is separated from the water-soluble oil through fractional distillation as described later, there is an advantage that the treatment cost for the finally generated wastewater is hardly generated.

또한, 분리된 물을 브리켓 제조를 위해 첨가되는 바인더에 포함되는 재료로 재사용할 수 있게 된다.In addition, the separated water can be reused as the material contained in the binder added for manufacturing the briquettes.

이를 위하여, 본 실시 예에서는, 물을 초기 폐슬러리에 교반과 펌핑이 가능한 수준으로 혼합한 상태에서, 예를 들어, 필터 프레스 등을 이용한 프레싱 방식을 적용하여 수용성 오일과 물을 초기 폐슬러리로부터 분리한 이후, 물을 증발시켜 수용성 오일을 재활용하며, 수용성 오일이 일정 수준 제거된 슬러리 즉, Si-SiC 함유 슬러리는 건조공정을 거치고 적절한 크기로 분쇄한 후, 브리켓으로 성형하여 제강공정의 용강 제조과정에서 이용되는 승열 및 성분조절 용도로 사용한다.For this purpose, in this embodiment, a water-soluble oil and water are separated from the initial waste slurry by applying a pressing method using, for example, a filter press or the like, in a state in which water is mixed with the initial waste slurry to such an extent that stirring and pumping are possible After that, water is evaporated to recycle the water-soluble oil, and the slurry containing the water-soluble oil at a certain level, that is, the Si-SiC-containing slurry, is dried and pulverized to an appropriate size and then molded into briquettes. It is used for heat control and ingredient control used in

1차 분리 단계(S10)의 구체적인 구성의 예를 설명하면 다음과 같다.An example of a specific configuration of the primary separation step S10 will be described below.

1차 분리 단계(S10)는 단계 S12, S14 및 단계 S16을 포함하여 구성될 수 있다.The primary separation step S10 may be configured to include steps S12, S14, and S16.

먼저 단계 S12에서는, 폐슬러리 저장 탱크에 저장 중인 초기 폐슬러리를 제1 교반기(10)로 공급하고, 제1 혼합 비율에 상응하는 물을 제1 교반기(10)로 공급함으로써, 초기 폐슬러리에 물을 혼합하는 과정이 수행된다. First, in step S12, the initial waste slurry stored in the waste slurry storage tank is supplied to the first agitator 10, and water corresponding to the first mixing ratio is supplied to the first agitator 10, Are mixed with each other.

예를 들어, 저장 중인 초기 폐슬러리의 점도 저하를 방지하기 위하여, 폐슬러리 저장 탱크의 내부는 일정 온도를 유지하도록 구성될 수 있다. 또한 저장 중인 초기 폐슬러리가 저장 시간 경과에 따른 침전 현상에 따라 굳어버리는 것을 방지하기 위하여, 일정 주기로 교반 작업이 수행되도록 구성될 수도 있으며, 이 경우, 폐슬러리 저장 탱크는 교반 기능을 지원하도록 구성된다.For example, the interior of the spent slurry storage tank may be configured to maintain a constant temperature to prevent the viscosity of the initially stored waste slurry from decreasing. Also, in order to prevent the initial waste slurry being stored from hardening due to sedimentation over time, the waste slurry storage tank is configured to support the agitation function .

초기 폐슬러리는 반도체 웨이퍼 또는 태양전지 웨이퍼 제조과정에서 발생하는 부산물들을 포함하게 되는데, 구체적으로는, 실리콘(Si), 실리콘 카바이드(SiC), 수용성 오일, 철(Fe) 및 구리(Cu)를 포함할 수 있다.The initial waste slurry includes semiconductor wafers or by-products generated during the manufacturing process of the solar cell wafers, and specifically includes silicon (Si), silicon carbide (SiC), water soluble oil, iron (Fe), and copper can do.

초기 폐슬러리와 물의 제1 혼합 비율은 부피비 기준으로 1:0.2 내지 1:8의 범위에서 설정될 수 있다. 즉, 물의 부피가 초기 폐슬러리의 부피의 0.2배 이상 8배 이하가 되도록 물을 초기 폐슬러리에 혼합한다. 앞서 설명한 바 있지만, 제1 혼합 비율은 초기 폐슬러리에 대한 교반 및 펌핑을 고려하여 설정된다.The first mixing ratio of the initial waste slurry and water may be set in the range of 1: 0.2 to 1: 8 on a volume basis. That is, the water is mixed with the initial waste slurry so that the volume of water is 0.2 to 8 times the volume of the initial waste slurry. As described above, the first mixing ratio is set considering the agitation and pumping of the initial waste slurry.

단계 S14에서는, 제1 교반기(10)를 동작시켜 물이 혼합되어 있는 폐슬러리를 교반하는 과정이 수행된다.In step S14, the first agitator 10 is operated to stir the waste slurry mixed with water.

단계 S16에서는, 설정된 교반 시간이 경과하면, 교반된 폐슬러리를 제1 필터링 시스템(20)으로 공급하여, 초기 폐슬러리로부터 물과 수용성 오일을 필터링하여 분리해내는 과정이 수행된다. 구체적인 필터링 방식으로는, 예를 들어, 필터 프레스를 이용한 프레싱 방식을 적용하여 물과 수용성 오일을 분리하는 방식이 적용될 수 있으며, 이 방식 이외에도 원심분리 방법 등의 공지되어 있는 다양한 기술들이 적용될 수 있다.In step S16, when the set agitation time has elapsed, a process of supplying the agitated waste slurry to the first filtering system 20 to separate water and the water-soluble oil from the initial waste slurry is performed. As a specific filtering method, for example, a method of separating water and water-soluble oil by applying a pressing method using a filter press may be applied, and various known techniques such as a centrifugal separation method may be applied in addition to this method.

이 필터링 공정을 거치게 되면, 초기 폐슬러리에 포함되어 있는 수용성 오일이 일정 수준으로 제거되어, Si-SiC 함유 슬러리가 획득된다.When this filtering process is performed, the water-soluble oil contained in the initial waste slurry is removed to a certain level, and a Si-SiC-containing slurry is obtained.

이상에서 설명한 바와 같이, 1차 분리 단계(S10)는 물과 혼합되어 교반된 초기 폐슬러리를 프레싱 방식으로 필터링하여 초기 폐슬러리로부터 수용성 오일과 물을 분리하도록 구성될 수 있다. 다른 예로, 1차 분리 단계(S10)는 물과 혼합된 초기 폐슬러리에 원심분리법을 적용하여 초기 폐슬러리로부터 수용성 오일과 물을 분리하도록 구성될 수도 있다.As described above, the primary separation step (S10) can be configured to separate the water-soluble oil and water from the initial waste slurry by filtering the stirred initial slurry mixed with water and pressing it in a pressing manner. As another example, the primary separation step (S10) may be configured to separate water-soluble oil and water from the initial waste slurry by applying centrifugation to the initial waste slurry mixed with water.

한편, 후술하겠지만, 본 실시 예에 따라 제조되는 중간물 중의 하나인 Si-SiC 함유 슬러리를 건조 및 분쇄하면, Si-SiC 함유 분말이 획득되는데, 이 Si-SiC 함유 분말은 발열량이 상당히 높기 때문에, 전로(converter, 轉爐)에 그대로 투입하는 경우, 화재 발생의 위험이 있다. 따라서, 후술하는 브리켓 성형 단계(S60)를 통해 Si-SiC 함유 분말을 압착하여 일정 사이즈와 형상을 갖는 덩어리 형태의 브리켓(briquette)으로 가공하여 사용한다. 여기서, 만약, 승열 및 성분조절 용도의 브리켓을 제조하기 위한 중간재료인 Si-SiC 함유 분말에 포함된 오일의 양이 지나치게 적으면, 압착된 브리켓의 형상이 유지되지 않고 부서질 수 있기 때문에, Si-SiC 함유 분말에 어느 정도의 오일 성분이 포함되면 브리켓 제조에 도움이 될 수 있다. 만약 1차 분리 단계(S10)를 통해 획득되는 Si-SiC 함유 슬러리에 잔류하는 수용성 오일의 함량이 지나치게 많은 경우에는, 이 수용성 오일 성분은 후술하는 오일 세정 단계(S30)를 통해 적정 수준으로 재차 제거된다.On the other hand, as will be described later, when the Si-SiC-containing slurry, which is one of the intermediates produced according to this embodiment, is dried and pulverized, a Si-SiC-containing powder is obtained. Since this Si- There is a risk of fire if you put it directly into a converter. Therefore, the Si-SiC-containing powder is compressed and formed into a briquette in the form of a lump having a predetermined size and shape through the briquetting step (S60) to be described later. Here, if the amount of oil contained in the Si-SiC-containing powder, which is an intermediate material for producing briquetting for the purpose of heat and component conditioning, is too small, the shape of the pressed briquet can be broken without being retained, - The inclusion of a certain amount of oil component in the SiC-containing powder may be helpful in manufacturing briquettes. If the content of the water-soluble oil remaining in the Si-SiC-containing slurry obtained through the first separation step (S10) is excessively large, the water-soluble oil component is removed again to an appropriate level through an oil cleaning step (S30) do.

다음으로, 2차 분리 단계(S20)에서는, 1차 분리 단계(S10)를 통해 초기 폐슬러리로부터 분리된 수용성 오일과 물을 분별 증류하여 수용성 오일과 물을 서로 분리하는 과정이 수행된다. 이 과정을 거쳐 추출되는 수용성 오일은 재활용 가능한 수준으로 정화되며, 물은 추가적인 폐수처리공정이 필요없을 정도로 정화된다.Next, in the secondary separation step (S20), a process of separating the water-soluble oil and the water from each other is performed by fractional distillation of the water-soluble oil and water separated from the initial waste slurry through the primary separation step (S10). The water-soluble oil extracted through this process is purified to a recyclable level, and the water is purified so that no additional wastewater treatment process is required.

이하에서는, 도 4를 추가적으로 참조하여, 2차 분리 단계(S20)가 수행되는 분별 증류 시스템(30)의 구체적인 구성의 예를 설명한다. 분별 증류 시스템(30)은 물/오일 저장탱크(310), 펌프(320), 증류탑(330), 제1 포집수단(340), 제2 포집수단(350), 제1 열교환기(360), 제2 열교환기(370), 물 저장탱크(380) 및 오일 저장탱크(390)를 포함하여 구성될 수 있다.Hereinafter, with reference additionally to FIG. 4, an example of a specific configuration of the fractionation distillation system 30 in which the secondary separation step S20 is performed will be described. The fractionation system 30 includes a water / oil storage tank 310, a pump 320, a distillation column 330, a first collecting means 340, a second collecting means 350, a first heat exchanger 360, A second heat exchanger 370, a water storage tank 380, and an oil storage tank 390.

1차 분리 단계(S10)를 통해 초기 폐슬러리로부터 분리된 수용성 오일과 물은 물/오일 저장탱크(310)로 공급되어 일시 저장된다.The water-soluble oil and water separated from the initial waste slurry through the primary separation step (S10) are supplied to the water / oil storage tank 310 and temporarily stored.

이하에서는, 수용성 오일이 PEG와 DEG로 구성된 경우를 예로 들어 설명한다. 이하의 설명에서 개시하는 온도, 압력, 유량 등에 대한 수치 등은 하나의 예일 뿐이며, 특정 요구 조건에 따라 변경될 수 있는 값들인 것을 밝혀 둔다.Hereinafter, the case where the water-soluble oil is composed of PEG and DEG is described as an example. It should be noted that the numerical values, such as temperature, pressure, flow rate, etc., disclosed in the following description are merely examples, and are values that can be changed according to specific requirements.

도 4에는 시스템을 구성하는 요소들 사이의 공급 유로의 예를 들어, 밸브들이 설치되어 있는 특정 지점들(F, F1, F2, B1, B2, B3, W1, W2, W3)에서의 온도, 압력 및 유량이 표기되어 있으며, 물/오일 저장탱크(310)에 저장되는 수용성 오일과 물은 wt%기준으로 PEG:DEG:물의 혼합 비율이 20:13:67이다.In FIG. 4, for example, the temperature and pressure at specific points F, F1, F2, B1, B2, B3, W1, W2 and W3 at which the valves are installed, And the water-soluble oil and water stored in the water / oil storage tank 310 have a mixing ratio of PEG: DEG: water of 20:13:67 on a wt% basis.

펌프(320)는 온도가 20℃, 압력이 760mmHG, 유량이 300Kg/hr의 조건으로 수용성 오일과 물을 증류탑(330)에 공급한다.The pump 320 supplies the water-soluble oil and water to the distillation tower 330 under the conditions of a temperature of 20 ° C, a pressure of 760 mmHg, and a flow rate of 300 kg / hr.

증류탑(330)은 수용성 오일과 물을 분별 증류하여 서로 분리해내기 위한 수단으로서, 기능적으로 크게 가열부, 냉각부 및 포집부로 구분될 수 있다.The distillation column 330 is a means for separating the water-soluble oil and water from each other by fractional distillation, and can be largely divided into a heating section, a cooling section and a collecting section functionally.

예를 들어, 증류탑(330)은 증류를 다단 즉, 하나의 예로, 10단으로 수행하도록 구성될 수 있으며, 보일러 증기가 150℃ 이상으로 리보일러로 공급되는 상태에서, 수용성 오일과 물을 리보일러(reboiler)로 가열하여 증류하면, 제1 포집수단(340)으로는 온도가 51.5℃이고, 압력이 100mmHg이고, 유량이 200Kg/hr인 물이 포집되고, 제2 포집수단(350)으로는 온도가 137℃이고, 압력이 106mmHg이고, 유량이 99.5Kg/hr인 수용성 오일 즉, PEG/DEG가 포집된다.For example, the distillation column 330 may be configured to perform the distillation in multiple stages, i.e., in one example, 10 stages, and in a state where the boiler steam is fed to the reboiler at 150 ° C or higher, the first collecting means 340 is 51.5 ° C., the pressure is 100 mmHg, the water is 200 kg / hr, and the second collecting means 350 collects the water Is 137 DEG C, the pressure is 106 mmHg, and the flow rate is 99.5 Kg / hr, that is, PEG / DEG.

제1 포집수단(340)이 공급하는 온도가 51.5℃이고, 압력이 100mmHg이고, 유량이 200Kg/hr인 물은 제1 열교환기(360)를 거쳐 온도가 30℃이고, 압력이 2967mmHg이고, 유량이 200Kg/hr인 상태로 물 저장탱크(380)로 공급된다.The water supplied by the first collecting means 340 is 51.5 ° C., the pressure is 100 mmHg and the flow rate is 200 kg / hr. The water is passed through the first heat exchanger 360 at a temperature of 30 ° C., a pressure of 2967 mmHg, Is supplied to the water storage tank 380 at a rate of 200 kg / hr.

제2 포집수단(350)이 공급하는 온도가 137℃이고, 압력이 106mmHg이고, 유량이 99.5Kg/hr인 수용성 오일은 제2 열교환기(370)를 거쳐 온도가 30℃이고, 압력이 2967mmHg이고, 유량이 99.5Kg/hr인 상태로 오일 저장탱크(390)로 공급된다.The water-soluble oil supplied by the second collecting means 350 at a temperature of 137 占 폚, a pressure of 106 mmHg and a flow rate of 99.5 kg / hr was passed through the second heat exchanger 370 at a temperature of 30 占 폚, a pressure of 2967 mmHg And supplied to the oil storage tank 390 at a flow rate of 99.5 Kg / hr.

물 저장탱크(380)는 제1 열교환기(360)를 거쳐 공급되는 물을 저장하는 수단으로서, 저장되는 물의 온도는 30℃이고, 압력은 760mmHg이며, 시뮬레이션 결과 그 COD는 수 ppm에 불과하여 거의 폐수 재처리가 필요없는 수준임을 알 수 있었다.The water storage tank 380 is a means for storing water supplied through the first heat exchanger 360. The temperature of water to be stored is 30 ° C and the pressure is 760 mmHg. As a result of the simulation, the COD is only a few ppm It was found that the waste water treatment was not necessary.

오일 저장탱크(390)는 제2 열교환기(370)를 거쳐 공급되는 오일을 저장하는 수단으로서, 저장되는 오일의 온도는 30℃이고, 압력은 760mmHg이며, 시뮬레이션 결과, 함유된 수분이 약 0.5wt%이고, PEG가 60.3wt%이고, DEG가 39.2wt%인 오일이 회수되는 것을 알 수 있었다.The oil storage tank 390 is a means for storing the oil supplied through the second heat exchanger 370. The temperature of the oil to be stored is 30 DEG C and the pressure is 760 mmHg. As a result of the simulation, %, PEG was 60.3 wt%, and DEG was 39.2 wt%.

다음으로, 오일 세정 단계(S30)에서는, 1차 분리 단계(S10)를 통해 수용성 오일과 물이 분리된 슬러리 즉, Si-SiC 함유 슬러리에 물을 설정된 제2 혼합 비율로 혼합한 상태에서 교반한 후 필터링하여 Si-SiC 함유 슬러리에 잔류하는 수용성 오일을 세정하는 과정이 수행된다.Next, in the oil cleaning step (S30), the slurry in which the water-soluble oil and water are separated through the primary separation step (S10) is mixed with the Si-SiC containing slurry in the second mixing ratio Followed by washing the water-soluble oil remaining in the Si-SiC-containing slurry.

예를 들어, 제2 혼합 비율은 물의 부피가 Si-SiC 함유 슬러리의 부피의 0.2배 이상 8배 이하가 되도록 설정될 수 있으며, 오일 세정 단계(S30)는 50℃ 이하의 저온에서 수행되도록 구성될 수 있다.For example, the second mixing ratio may be set so that the volume of water is no less than 0.2 times and no more than 8 times the volume of the Si-SiC containing slurry, and the oil cleaning step S30 is configured to be performed at a low temperature of 50 DEG C or lower .

앞서 설명한 바 있지만, 1차 분리 단계(S10)를 통해 초기 폐슬러리에 함유된 수용성 오일이 일정 수준 제거되기는 하지만, 공정 조건 등에 따라, 잔류하는 수용성 오일을 추가적으로 제거할 필요가 있을 수 있으며, 이를 위한 공정이 오일 세정 단계(S30)이다.As described above, although the water-soluble oil contained in the initial waste slurry is removed at a certain level through the primary separation step (S10), it may be necessary to further remove the remaining water-soluble oil according to the process conditions and the like. The process is an oil cleaning step (S30).

오일 세정 단계(S30)의 구체적인 구성의 예를 설명하면 다음과 같다.An example of the specific configuration of the oil cleaning step S30 will be described below.

오일 세정 단계(S30)는 단계 S32, S34 및 단계 S36을 포함하여 구성될 수 있다.The oil cleaning step S30 may be configured to include steps S32, S34, and step S36.

먼저 단계 S32에서는, 1차 분리 단계(S10)를 통해 수용성 오일이 일정 수준으로 분리되어 제거된 슬러리 즉, Si-SiC 함유 슬러리를 제2 교반기(40)로 공급하고, 설정된 제2 혼합 비율에 상응하는 물을 제2 교반기(40)로 공급함으로써, Si-SiC 함유 슬러리에 물을 혼합하는 과정이 수행된다.First, in step S32, the slurry in which the water-soluble oil is separated and removed to a certain level through the first separation step (S10) is supplied to the second agitator 40, and the slurry containing the Si- Water is supplied to the second agitator 40, whereby a process of mixing water into the Si-SiC-containing slurry is performed.

Si-SiC 함유 슬러리와 물의 제2 혼합 비율은 부피비 기준으로 1:0.2 내지 1:8의 범위에서 설정될 수 있다. 즉, 물의 부피가 Si-SiC 함유 슬러리의 부피의 0.2배 이상 8배 이하가 되도록 물을 Si-SiC 함유 슬러리에 혼합한다.The second mixing ratio of the Si-SiC-containing slurry and water may be set in the range of 1: 0.2 to 1: 8 on a volume basis. That is, water is mixed with the Si-SiC-containing slurry so that the volume of water is 0.2 times or more and 8 times or less the volume of the slurry containing Si-SiC.

Si-SiC 함유 슬러리와 물의 혼합 비율을 상기와 같이 설정하는 이유는 다음과 같다.The reason why the mixing ratio of the Si-SiC-containing slurry and water is set as described above is as follows.

혼합비율 0.2배 미만에서는 Si-SiC 함유 슬러리의 점도를 고려할 때 이후의 교반공정 및 펌핑공정을 수행하기 어려우며, 또한 8배를 초과하는 경우 수용성 오일의 제거비율이 급격히 높아지고 완벽한 오일의 제거는 오히려 후속 공정인 브리켓 성형 단계(S60)에 어려움을 초래할 수 있다When the mixing ratio is less than 0.2, it is difficult to carry out the subsequent stirring process and pumping process in consideration of the viscosity of the Si-SiC-containing slurry. When the mixing ratio is more than 8 times, the removal rate of the water-soluble oil is drastically increased, Which may cause difficulties in the process of briquetting (S60)

즉, Si-SiC 함유 슬러리에 혼합된 물은 후술하는 교반 및 필터링 과정을 거쳐, 수용성 오일과 결합되어 폐수의 형태로 외부로 배출된다. 이 폐수는 환경오염의 요인이 될 수도 있으므로 추가적인 폐수 처리 과정을 거치게 되는데, 이를 고려하면, 폐수 처리 작업이 용이해지도록 물의 양을 늘리는 것이 좋다. 또한 물의 양을 늘릴수록, 오일 세정도가 높아지기 때문에, Si-SiC 함유 슬러리로부터 제거되는 오일의 양도 늘어난다.That is, the water mixed in the Si-SiC-containing slurry is combined with the water-soluble oil through the stirring and filtering processes to be described later and discharged to the outside in the form of wastewater. This wastewater may be an environmental pollutant, so it is subjected to additional wastewater treatment. Considering this, it is recommended to increase the amount of water to facilitate wastewater treatment. Also, as the amount of water is increased, the amount of oil removed from the Si-SiC-containing slurry is increased because the oil level is increased.

한편, 앞서 설명한 바 있지만, 본 실시 예에 따라 제조되는 중간물 중의 하나인 Si-SiC 함유 슬러리를 건조 및 분쇄하면, Si-SiC 함유 분말이 획득되는데, 이 Si-SiC 함유 분말은 발열량이 상당히 높기 때문에, 전로(converter, 轉爐)에 그대로 투입하는 경우, 화재 발생의 위험이 있다. 따라서, 후술하는 브리켓 성형 단계(S60)를 통해 Si-SiC 함유 분말을 압착하여 일정 사이즈와 형상을 갖는 덩어리 형태의 브리켓(briquette)으로 가공하여 사용한다. 여기서, 만약, 승열 및 성분조절 용도의 브리켓을 제조하기 위한 원재료인 Si-SiC 함유 분말에 포함된 오일의 양이 지나치게 적으면, 압착된 브리켓의 형상이 유지되지 않고 부서질 수 있기 때문에, Si-SiC 함유 분말에는 어느 정도의 오일 성분이 포함되어 있는 것이 바람직하다.On the other hand, as described above, the Si-SiC-containing powder is obtained by drying and pulverizing the Si-SiC-containing slurry, which is one of the intermediates produced according to the present embodiment, Therefore, there is a risk of occurrence of fire when it is directly supplied to a converter (convertor). Therefore, the Si-SiC-containing powder is compressed and formed into a briquette in the form of a lump having a predetermined size and shape through the briquetting step (S60) to be described later. Here, if the amount of the oil contained in the Si-SiC-containing powder, which is the raw material for producing the briquetting for the purpose of heat treatment and component conditioning, is excessively small, the shape of the pressed briquet can be broken without being retained, The SiC-containing powder preferably contains a certain amount of an oil component.

따라서, 폐수 처리 작업과 브리켓 제조의 효율성을 높이기 위하여, Si-SiC 함유 분말과 물의 혼합 비율을 앞서 설명한 바와 같이 설정하였다.Therefore, in order to improve the efficiency of wastewater treatment and briquetting, the mixing ratio of the Si-SiC-containing powder and water was set as described above.

다음으로 S14에서는, 제2 교반기(40)를 동작시켜 물이 혼합되어 있는 Si-SiC 함유 슬러리를 교반함으로써, Si-SiC 함유 슬러리에 잔류하는 수용성 오일의 용해를 촉진시키는 과정이 수행된다.Next, in S14, a process of promoting the dissolution of the water-soluble oil remaining in the Si-SiC-containing slurry is performed by operating the second agitator 40 to stir the Si-SiC-containing slurry in which the water is mixed.

다음으로 단계 S16에서는, 설정된 교반 시간이 경과하면, 물과 교반된 Si-SiC 함유 슬러리를 제2 필터링 시스템(50)으로 공급하여, Si-SiC 함유 슬러리로부터 물과 이 물에 용해된 수용성 오일을 필터링하여 제거하는 과정이 수행된다. 구체적인 필터링 방식은 공지되어 있는 다양한 기술들을 적용하여 구성될 수 있다.Next, in step S16, when the set stirring time has elapsed, the Si-SiC-containing slurry stirred with water is supplied to the second filtering system 50 to remove water and the water-soluble oil dissolved in the water from the Si- A process of filtering and removing is performed. The specific filtering scheme may be configured by applying various known techniques.

한편, 물을 이용하여 Si-SiC 함유 슬러리를 세정하는 과정에서, 물의 온도가 너무 낮으면 오일 세정력이 다수 저하될 수 있으며, 물의 온도가 높으면 실리콘이 물과 반응하여 이산화규소(SiO2)가 생성되어, 발열 특성을 저하시킬 수 있다. 따라서, 이러한 문제를 방지하기 위하여, 본 실시 예는 오일 세정 단계(S30)의 전체 과정 또는 일부 과정이 50℃ 이하의 저온에서 수행되도록 구성될 수 있다.On the other hand, in the process of cleaning the slurry containing Si-SiC with water, if the water temperature is too low, five days cleaning power of a number can be lowered, and the water temperature is high, silicon dioxide and silicon are reacted with water (SiO 2) is created, And the heat generation characteristics can be lowered. Therefore, in order to prevent such a problem, this embodiment can be configured so that the entire process or some processes of the oil cleaning step S30 are performed at a low temperature of 50 DEG C or less.

다음으로, 건조 단계(S40)에서는, 오일 세정 단계(S30)를 통해 수용성 오일이 세정된 Si-SiC 함유 슬러리를 건조기(60)로 공급하여 설정된 건조 온도로 건조하는 과정이 수행된다. 이러한 건조 단계(S40)는 필요에 따라 선택적으로 수행될 수 있으며, 자연 건조 방식으로 건조될 수도 있고, 200℃ 이하의 대기 분위기 또는 질소 분위기에서 수행되도록 구성될 수 있다.Next, in the drying step (S40), a process of supplying the slurry containing Si-SiC, in which the water-soluble oil has been washed through the oil cleaning step (S30), to the dryer (60) and drying at a set drying temperature is performed. The drying step (S40) may be selectively performed as required, and may be performed in a natural drying method, or in an atmospheric air or a nitrogen atmosphere at 200 DEG C or less.

건조 단계(S40)의 구체적인 구성의 예를 설명하면 다음과 같다.An example of a concrete configuration of the drying step S40 will be described below.

건조 단계(S40)는 수용성 오일이 일정 수준으로 제거된 Si-SiC 함유 슬러리를 분쇄하기 전에 건조시키는 과정이다.The drying step (S40) is a step of drying the Si-SiC-containing slurry in which the water-soluble oil has been removed to a certain level, before pulverizing.

여기서, Si-SiC 함유 슬러리에 포함된 실리콘이 대기 상태에 일정 시간 이상 노출되는 경우, 대기중에 존재하는 산소에 의해 산화되어 이산화규소가 생성되기 때문에, 승열제의 발열 특성이 저하될 수 있다.Here, when the silicon contained in the Si-SiC-containing slurry is exposed to the atmospheric state for a certain period of time, the silicon oxide is generated by the oxygen present in the atmosphere, and therefore the heat generation characteristics of the heat-transfer agent may be deteriorated.

따라서 이러한 문제를 방지하기 위하여, 본 실시 예는 Si-SiC 함유 슬러리 건조 과정을 200℃ 이하, 보다 구체적으로는 110℃ 내지 130℃의 저온으로 대기 분위기 또는 질소 분위기에서 수행하도록 구성된다. Si-SiC 함유 슬러리를 질소 분위기에서 건조하면, 실리콘의 산화없이 건조 온도를 고온으로 올릴 수 있기 때문에, 건조 속도가 빨라지고 건조율이 높아지게 된다.Therefore, in order to prevent such a problem, the present embodiment is configured to perform the Si-SiC-containing slurry drying process at a low temperature of 200 占 폚 or less, more specifically, 110 占 폚 to 130 占 폚 in an atmospheric atmosphere or a nitrogen atmosphere. When the Si-SiC-containing slurry is dried in a nitrogen atmosphere, since the drying temperature can be raised to a high temperature without oxidation of silicon, the drying speed is increased and the drying rate is increased.

분쇄 단계(S50)에서는, 건조 단계(S40)를 통해 건조된 덩어리 형태의 Si-SiC 함유 슬러리를 분쇄기(70)로 공급하여 분쇄하는 과정이 수행된다. 이러한 분쇄 단계(S50)는 필요에 따라 선택적으로 수행될 수 있다.In the pulverization step (S50), the slurry containing Si-SiC in the form of a lump dried in the drying step (S40) is supplied to the pulverizer (70) and pulverized. This pulverization step (S50) can be optionally carried out as needed.

예를 들어, 분쇄 단계(S50)에서는, 건조된 Si-SiC 함유 슬러리를 직경 5㎝ 이하의 분말로 분쇄하도록 구성될 수 있으며, 이러한 분쇄 단계(S50)를 거치고 나면, 본 실시 예의 중간물 중의 하나인 Si-SiC 함유 분말이 획득되며, 이 분말은 규칙적 또는 불규칙적인 임의의 형상을 가져도 무방하다.For example, in the pulverization step (S50), the dried Si-SiC-containing slurry may be configured to be pulverized into powders having a diameter of 5 cm or less. After the pulverization step (S50), one of the intermediate products of this embodiment Si-SiC < / RTI > containing powder is obtained, which powder may have any regular or irregular shape.

다음으로, 브리켓 성형 단계(S60)에서는, 분쇄 단계(S50)를 통해 획득한 Si-SiC 함유 분말에 바인더(binder)를 추가하고, 교반한 후, 브리켓 성형기(80)를 이용하여 브리켓(briquette)으로 성형하는 과정이 수행된다.Next, in the briquetting step S60, a binder is added to the Si-SiC-containing powder obtained through the pulverization step (S50), and after stirring, the briquette is formed by using the briquetting machine 80, Is performed.

브리켓 성형 단계(S60)의 구체적인 구성의 예를 설명하면 다음과 같다.An example of a concrete configuration of the brittle forming step S60 will be described below.

브리켓 성형 단계(S60)는 단계 S62, 단계 S64 및 단계 S66을 포함하여 구성될 수 있다.The briquetting molding step S60 may be configured to include steps S62, S64 and S66.

단계 S62에서는, 분쇄 단계(S50)를 통해 획득한 Si-SiC 함유 분말에 철 성분(Fe source)과 바인더(binder)를 첨가하는 과정이 수행된다.In step S62, a process of adding an iron component (Fe source) and a binder to the Si-SiC-containing powder obtained through the pulverization step (S50) is performed.

철 성분의 추가는 선택적인 사항이며, 철 성분을 추가하는 이유 중의 하나는 최종적으로 제조되는 브리켓의 비중을 조절하기 위한 것이다. 즉, 본 실시 예에 따라 제조되는 최종물인 승열 및 성분조절 용도의 브리켓은 제강공정의 용강 제조과정에서 전로에 투입되는데, 이 브리켓의 비중(specific gravity, 比重)이 너무 낮으면, 브리켓이 용융 상태의 용강 내부로 침투되지 못하고 그 표면에 부유하게 되어, 승열 및 성분조절의 효율이 떨어진다.The addition of the iron component is optional, and one of the reasons for adding the iron component is to control the weight of the finally produced briquettes. That is, the briquettes for the purpose of heat treatment and component adjustment, which are final products manufactured according to the present embodiment, are put into the converter during the process of manufacturing molten steel in the steelmaking process. If the specific gravity of the briquets is too low, The molten steel does not penetrate into the molten steel of the molten steel and floats on the surface thereof.

본 실시 예는 이를 방지하기 위하여, Si-SiC 함유 분말에 철 성분을 첨가하며, 본 실시 예에 있어서, 철 성분의 첨가는 선택적이다.To prevent this, the present embodiment adds an iron component to the Si-SiC-containing powder, and in this embodiment, the addition of the iron component is optional.

예를 들어, 브리켓 성형 단계(S60)에서, 철 성분을 Si-SiC 함유 슬러리에 추가로 첨가하는 경우, 브리켓의 중량을 기준으로, Si-SiC 함유 슬러리가 30wt% 이상이고, 철 성분이 30wt% 이하가 되도록 설정되는 것이 바람직하다.For example, when the iron component is further added to the Si-SiC-containing slurry in the briquetting step S60, the slurry containing Si-SiC is 30 wt% or more and the iron component is 30 wt% or more, Or less.

철 성분이 첨가되는 경우와 첨가되지 않는 경우를 포함하는 경우에 대한 구체적인 중량 조성비의 예는 다음과 같다.Examples of specific weight composition ratios for the case where the iron component is added and the case where the iron component is not added are as follows.

즉 예를 들어, 브리켓의 중량을 기준으로, Si-SiC 함유 슬러리가 30wt% 이상이고, 철 성분이 50wt% 이하이고, 바인더를 포함하는 기타 성분이 3wt% 이상 15wt% 이하가 되도록 설정될 수 있다. 제강 공정에서의 사용 용도에 따라 철 성분을 첨가하지 않고 Si-SiC 함유 슬러리만을 사용할 수도 있으나, 이 경우에도 브리켓 제조를 위하여 바인더가 사용되기 때문에 Si-SiC 함유 슬러리의 최대 중량 조성비는 대략 97%로 설정될 수 있다.That is, for example, the Si-SiC-containing slurry may be set to 30 wt% or more, the iron component may be 50 wt% or less, and the other components including the binder may be 3 wt% or more and 15 wt% or less based on the weight of the briquettes . SiC-containing slurry may be used only in the steelmaking process without adding an iron component. In this case, however, since the binder is used for producing the briquettes, the maximum weight composition ratio of the Si-SiC containing slurry is about 97% Can be set.

또한, 단계 S62에서 추가되는 바인더는 브리켓 성형을 위해 Si-SiC 함유 분말 또는 Si-SiC-Fe 함유 분말이 일정 정도의 점성을 갖도록 하기 위한 것으로서, 당밀, 전분, 벤토나이트(bentonite) 및 소석회로 이루어진 제1군에서 선택된 하나 이상과 물과 수용성 오일로 이루어진 제2군에서 선택된 하나 이상을 포함하도록 구성될 수 있다.The binder added in step S62 is to make the Si-SiC-containing powder or the Si-SiC-Fe-containing powder have a certain viscosity for briquet molding, and is preferably made of molasses, starch, bentonite, And one or more members selected from the group consisting of water and a water-soluble oil.

바인더를 구성하는 재료 성분들 간의 혼합비는 상황에 따라 변동될 수 있으며, 이 바인더에는 물이 혼합되거나, 수용성 오일이 혼합되거나, 물과 함께 수용성 오일이 혼합될 수 있다.The mixing ratio between the material components constituting the binder may vary depending on the situation, and the binder may be mixed with water, water-soluble oil may be mixed, or water-soluble oil may be mixed with water.

예를 들어, 바인더에 물을 혼합하여 사용하는 경우, 2차 분리 단계(S20)를 통해 수용성 오일로부터 분리된 물을 바인더에 포함되는 재료로 재사용할 수 있다. 이 경우, 일부 Si가 산화되어 SiO2로 변하게 되어 최종 제품인 승열 및 성분조절 용도의 브리켓의 효율을 저하시키는 문제가 발생할 수 있다. 바인더에 물을 함께 혼합하여 사용하는 경우에는, Si의 산화를 방지를 위하여 최소량의 물을 최단 시간에 섞어 브리켓팅하도록 구성되는 것이 바람직하다.For example, when water is mixed with the binder, water separated from the water-soluble oil through the secondary separation step (S20) can be reused as a material contained in the binder. In this case, some of the Si is oxidized to SiO 2 , which may cause a problem of lowering the efficiency of the briquetting device for endothermic and component adjustment purposes as the final product. When water is used in combination with the binder, it is preferable to mix the minimum quantity of water in the shortest time for briquetting in order to prevent oxidation of Si.

단계 S64에서는, 바인더가 첨가된 Si-SiC 함유 분말 또는 Si-SiC-Fe 함유 분말의 구성 성분들이 적절히 혼합되도록 교반하는 과정이 수행된다. 물론 이 교반을 위해, 브리켓 성형기(80)는 자체 교반 기능을 지원하도록 구성되거나, 별도의 교반기를 이용하여 교반할 수도 있다.In step S64, stirring is performed so that the constituents of the Si-SiC-containing powder or the Si-SiC-Fe-containing powder to which the binder is added are appropriately mixed. Of course, for this stirring, the briquetting machine 80 may be configured to support the self-stirring function or may be stirred using a separate stirrer.

단계 S66에서는, 바인더가 첨가되어 교반된 Si-SiC 함유 분말 또는 Si-SiC-Fe 함유 분말을 브리켓 성형기(80)를 이용하여 특정 형상을 갖는 브리켓으로 성형하는 과정이 수행된다.In Step S66, a process of molding the Si-SiC-containing powder or the Si-SiC-Fe-containing powder added with the binder and stirring is molded into the briquettes having a specific shape by using the briquetting machine 80.

이하에서는, 폐슬러리를 구성하는 입자군의 체적 메디안 지름(Dv50) 별로, 1차 분리 단계(S10)에서의 제1 혼합비 적정 범위를 도출하는 실험 및 이 실험 결과를 아래 표 1 내지 표 6을 참조하여 설명한다. 1차 분리 단계(S10)를 거쳐 오일이 일정 수준 제거된 폐슬러리를 Si-SiC 함유 슬러리로 명명한다. 이 Si-SiC 함유 슬러리는 실리콘(Si), 실리콘 카바이드(SiC), 일정 수준 이하로 함량이 낮아진 오일을 포함하는 물질이다. 또한, Si-SiC 함유 슬러리에는 와이어쏘 마모성분인 철(Fe)과 같은 금속 성분들이 추가적으로 포함될 수 있다. 이 Si-SiC 함유 슬러리는 건조 단계(S40), 분쇄 단계(S50)를 거쳐 Si-SiC 함유 분말이 된다.Hereinafter, the experiment for deriving the first mixing ratio titration range in the primary separation step (S10) for each volume median diameter (Dv50) of the particle group constituting the waste slurry and the results of this experiment are shown in Tables 1 to 6 below . The waste slurry in which the oil has been removed to a certain level through the primary separation step (S10) is referred to as Si-SiC-containing slurry. This Si-SiC-containing slurry is a material containing silicon (Si), silicon carbide (SiC), and an oil whose content is below a certain level. In addition, the Si-SiC-containing slurry may additionally contain metal components such as iron (Fe) which is a wire saw wear component. The Si-SiC-containing slurry is subjected to a drying step (S40) and a pulverization step (S50) to form a Si-SiC-containing powder.

이 실험에서, 폐슬러리에 대한 입도 분석은 레이저 회절 및 산란 방식의 입도분석기인 HORIBA LA-300을 이용하여 수행되었고, Si-SiC 함유 분말에 포함된 오일의 함량은 오일 성분을 분리한 후 중량을 비교하는 중량법을 이용하여 수행되었고, Si-SiC 함유 분말에 포함된 산소의 함량은 WD-XRF 분석기(Wavelength Dispersion - X-ray fluorescence spectrometer)를 이용하여 수행되었다. Si-SiC 함유 분말에 포함된 산소의 함량은 실리콘의 산화량을 추정하는 지표이다.In this experiment, particle size analysis of the waste slurry was performed using HORIBA LA-300, a laser diffraction and scattering type particle size analyzer, and the amount of oil contained in the Si-SiC-containing powder was measured after separating the oil component , And the content of oxygen contained in the Si-SiC-containing powder was measured using a WD-XRF spectrometer. The content of oxygen contained in the Si-SiC-containing powder is an index for estimating the oxidation amount of silicon.

표 1은 구성 입자군의 체적 메디안 지름(volume median diameter, Dv50)이 0.9774㎛인 폐슬러리에 대한 실험 결과이고, 도 6은 체적 메디안 지름(Dv50)이 0.9774㎛인 폐슬러리를 구성하는 입자군의 체적 기준 입도 분포 그래프와 체적 기준 누적 입도 분포 그래프이다.Table 1 shows experimental results for waste slurries having a volume median diameter (Dv 50) of 0.9774 μm, and FIG. 6 is a graph showing the results of experiments on particle groups constituting a waste slurry having a volume median diameter (Dv 50) of 0.9774 μm A volumetric particle size distribution graph and a volumetric cumulative particle size distribution graph.

구분division 제1혼합비율(물/폐슬러리)The first mixing ratio (water / waste slurry) 건조시간(hour)Drying time (hour) 건조온도(℃)Drying temperature (캜) 오일함량(wt%)Oil content (wt%) 산소함량(wt%)Oxygen content (wt%) 실험예1Experimental Example 1 0.100.10 88 120120 3.23 3.23 7.26546 7.26546 실험예2Experimental Example 2 0.150.15 88 120120 3.12 3.12 7.23219 7.23219 실험예3Experimental Example 3 0.200.20 88 120120 3.26 3.26 7.46943 7.46943 실험예4Experimental Example 4 0.250.25 88 120120 3.44 3.44 7.56987 7.56987 실험예5Experimental Example 5 1.001.00 88 120120 3.21 3.21 7.16546 7.16546 실험예6Experimental Example 6 2.002.00 88 120120 2.34 2.34 7.63216 7.63216 실험예7Experimental Example 7 3.003.00 88 120120 2.11 2.11 7.26540 7.26540 실험예8Experimental Example 8 4.004.00 88 120120 1.68 1.68 7.30168 7.30168 실험예9Experimental Example 9 5.005.00 88 120120 1.55 1.55 7.10111 7.10111 실험예10Experimental Example 10 6.006.00 88 120120 1.24 1.24 7.53540 7.53540 실험예11Experimental Example 11 7.007.00 88 120120 1.03 1.03 7.66840 7.66840 실험예12Experimental Example 12 7.507.50 88 120120 0.85 0.85 7.93216 7.93216 실험예13Experimental Example 13 8.008.00 88 120120 0.65 0.65 7.96989 7.96989 실험예14Experimental Example 14 8.508.50 88 120120 0.74 0.74 7.66596 7.66596

표 1 및 도 6을 참조하면, 폐슬러리를 구성하는 입자군의 체적 메디안 지름(Dv50)이 0.9774㎛인 경우, 폐슬러리에 포함된 실리콘 미분 성분이 지나치게 많으며, 건조 과정 중에 이 실리콘 미분 성분과 산소의 반응으로 발화가 발생하였다. 표 1에서 오일 함량이 매우 낮은 이유는 건조 과정에서 발화로 인해 오일이 연소되었기 때문이다. 이러한 실험 결과를 통해, Dv50이 1㎛ 미만인 폐슬러지는 브리켓 제조에 적합하지 않다는 것을 확인할 수 있다.Referring to Table 1 and FIG. 6, when the volume median diameter (Dv50) of the particle group constituting the waste slurry is 0.9774 탆, the amount of silicon fine particles contained in the waste slurry is excessively large, The ignition occurred. The reason for the extremely low oil content in Table 1 is that the oil burned due to ignition during the drying process. From these experimental results, it can be seen that waste sludge having a Dv 50 of less than 1 탆 is not suitable for manufacturing briquettes.

표 2는 구성 입자군의 체적 메디안 지름(volume median diameter, Dv50)이 1.5683㎛인 폐슬러리에 대한 실험 결과이고, 도 7은 체적 메디안 지름(Dv50)이 1.5683㎛인 폐슬러리를 구성하는 입자군의 체적 기준 입도 분포 그래프와 체적 기준 누적 입도 분포 그래프이다.Table 2 shows experimental results of the waste slurry having a volume median diameter (Dv 50) of 1.5683 μm of the constituent particles, and FIG. 7 is a graph showing the experimental results of the particle groups constituting the waste slurry having a volume median diameter (Dv 50) A volumetric particle size distribution graph and a volumetric cumulative particle size distribution graph.

구분division 제1혼합비율(물/폐슬러리)The first mixing ratio (water / waste slurry) 건조시간(hour)Drying time (hour) 건조온도(℃)Drying temperature (캜) 오일함량(wt%)Oil content (wt%) 산소함량(wt%)Oxygen content (wt%) 실험예1Experimental Example 1 0.100.10 88 120120 14.65 14.65 4.60166 4.60166 실험예2Experimental Example 2 0.150.15 88 120120 14.21 14.21 4.30686 4.30686 실험예3Experimental Example 3 0.200.20 88 120120 14.12 14.12 4.51066 4.51066 실험예4Experimental Example 4 0.250.25 88 120120 13.85 13.85 4.68403 4.68403 실험예5Experimental Example 5 1.001.00 88 120120 7.23 7.23 4.24987 4.24987 실험예6Experimental Example 6 2.002.00 88 120120 3.25 3.25 4.51089 4.51089 실험예7Experimental Example 7 3.003.00 88 120120 2.48 2.48 4.68403 4.68403 실험예8Experimental Example 8 4.004.00 88 120120 1.65 1.65 4.89806 4.89806 실험예9Experimental Example 9 5.005.00 88 120120 1.01 1.01 4.54608 4.54608 실험예10Experimental Example 10 6.006.00 88 120120 0.98 0.98 4.80169 4.80169 실험예11Experimental Example 11 7.007.00 88 120120 0.65 0.65 4.80191 4.80191 실험예12Experimental Example 12 7.507.50 88 120120 0.73 0.73 4.31659 4.31659 실험예13Experimental Example 13 8.008.00 88 120120 0.51 0.51 4.51094 4.51094 실험예14Experimental Example 14 8.508.50 88 120120 0.43 0.43 4.69870 4.69870

표 2 및 도 7을 참조하면, 폐슬러리를 구성하는 구성 입자군의 체적 메디안 지름(Dv50)이 1.5683㎛인 경우, 건조 과정 중에 화재는 발생하지 않았다. 1차 분리 단계(S10)에서는, 제1 혼합비율이 1배인 경우 오일이 유의미하게 제거되기 시작하여 제1 혼합비율이 8배인 경우 오일이 충분히 제거되었으며, 제1 혼합비율이 0.1배 이상 8배 이하의 구간에서 산소함량이 감내할 수준인 것을 확인할 수 있다.Referring to Table 2 and FIG. 7, when the volume median diameter (Dv50) of the constituent particles constituting the waste slurry was 1.5683 占 퐉, no fire occurred during the drying process. In the first separation step (S10), when the first mixing ratio is 1, the oil starts to be significantly removed, and when the first mixing ratio is 8 times, the oil is sufficiently removed and the first mixing ratio is 0.1 to 8 times It can be confirmed that the oxygen content is at a level to be tolerated.

표 3은 구성 입자군의 체적 메디안 지름(volume median diameter, Dv50)이 4.1155㎛인 폐슬러리에 대한 실험 결과이고, 도 8은 체적 메디안 지름(Dv50)이 4.1155㎛인 폐슬러리를 구성하는 입자군의 체적 기준 입도 분포 그래프와 체적 기준 누적 입도 분포 그래프이다.Table 3 shows experimental results of the waste slurry having a volume median diameter (Dv 50) of 4.1155 μm of the constituent particles, and FIG. 8 is a graph showing the results of experiments of the particle groups constituting the waste slurry having a volume median diameter (Dv 50) A volumetric particle size distribution graph and a volumetric cumulative particle size distribution graph.

구분division 제1혼합비율(물/폐슬러리)The first mixing ratio (water / waste slurry) 건조시간(hour)Drying time (hour) 건조온도(℃)Drying temperature (캜) 오일함량(wt%)Oil content (wt%) 산소함량(wt%)Oxygen content (wt%) 실험예1Experimental Example 1 0.100.10 88 120120 15.32 15.32 4.01354 4.01354 실험예2Experimental Example 2 0.150.15 88 120120 15.26 15.26 4.34984 4.34984 실험예3Experimental Example 3 0.200.20 88 120120 15.11 15.11 4.11341 4.11341 실험예4Experimental Example 4 0.250.25 88 120120 14.91 14.91 3.81093 3.81093 실험예5Experimental Example 5 1.001.00 88 120120 7.95 7.95 4.21097 4.21097 실험예6Experimental Example 6 2.002.00 88 120120 3.88 3.88 4.19409 4.19409 실험예7Experimental Example 7 3.003.00 88 120120 2.71 2.71 4.03498 4.03498 실험예8Experimental Example 8 4.004.00 88 120120 1.85 1.85 4.34609 4.34609 실험예9Experimental Example 9 5.005.00 88 120120 1.32 1.32 3.91673 3.91673 실험예10Experimental Example 10 6.006.00 88 120120 1.01 1.01 3.99840 3.99840 실험예11Experimental Example 11 7.007.00 88 120120 0.53 0.53 4.04987 4.04987 실험예12Experimental Example 12 7.507.50 88 120120 0.43 0.43 4.01894 4.01894 실험예13Experimental Example 13 8.008.00 88 120120 0.41 0.41 3.88471 3.88471 실험예14Experimental Example 14 8.508.50 88 120120 0.50 0.50 4.03984 4.03984

표 3 및 도 8을 참조하면, 폐슬러리를 구성하는 구성 입자군의 체적 메디안 지름(Dv50)이 4.1155㎛인 경우, 건조 과정 중에 화재는 발생하지 않았다. 1차 분리 단계(S10)에서는, 제1 혼합비율이 1배인 경우 오일이 유의미하게 제거되기 시작하여 제1 혼합비율이 8배인 경우 오일이 충분히 제거되었으며, 제1 혼합비율이 0.1배 이상 8배 이하의 구간에서 산소함량이 감내할 수준인 것을 확인할 수 있다.Referring to Table 3 and FIG. 8, when the volume median diameter (Dv50) of the constituent particles constituting the waste slurry was 4.1155 탆, no fire occurred during the drying process. In the first separation step (S10), when the first mixing ratio is 1, the oil starts to be significantly removed, and when the first mixing ratio is 8 times, the oil is sufficiently removed and the first mixing ratio is 0.1 to 8 times It can be confirmed that the oxygen content is at a level to be tolerated.

표 4는 구성 입자군의 체적 메디안 지름(volume median diameter, Dv50)이 7.0562㎛인 폐슬러리에 대한 실험 결과이고, 도 9는 체적 메디안 지름(Dv50)이 7.0562㎛인 폐슬러리를 구성하는 입자군의 체적 기준 입도 분포 그래프와 체적 기준 누적 입도 분포 그래프이다.Table 4 shows experimental results of waste slurries having a volume median diameter (Dv 50) of 7.0562 μm, and FIG. 9 is a graph showing the results of experiments on particle groups constituting a waste slurry having a volume median diameter (Dv 50) of 7.0562 μm A volumetric particle size distribution graph and a volumetric cumulative particle size distribution graph.

구분division 제1혼합비율(물/폐슬러리)The first mixing ratio (water / waste slurry) 건조시간(hour)Drying time (hour) 건조온도(℃)Drying temperature (캜) 오일함량(wt%)Oil content (wt%) 산소함량(wt%)Oxygen content (wt%) 실험예1Experimental Example 1 0.100.10 88 120120 14.76 14.76 3.81850 3.81850 실험예2Experimental Example 2 0.150.15 88 120120 14.61 14.61 3.76549 3.76549 실험예3Experimental Example 3 0.200.20 88 120120 14.53 14.53 3.66406 3.66406 실험예4Experimental Example 4 0.250.25 88 120120 13.89 13.89 3.78008 3.78008 실험예5Experimental Example 5 1.001.00 88 120120 6.88 6.88 3.84098 3.84098 실험예6Experimental Example 6 2.002.00 88 120120 3.23 3.23 3.80498 3.80498 실험예7Experimental Example 7 3.003.00 88 120120 2.22 2.22 3.54893 3.54893 실험예8Experimental Example 8 4.004.00 88 120120 1.69 1.69 3.64089 3.64089 실험예9Experimental Example 9 5.005.00 88 120120 0.82 0.82 3.61801 3.61801 실험예10Experimental Example 10 6.006.00 88 120120 0.43 0.43 3.78764 3.78764 실험예11Experimental Example 11 7.007.00 88 120120 0.22 0.22 3.59841 3.59841 실험예12Experimental Example 12 7.507.50 88 120120 0.21 0.21 3.89804 3.89804 실험예13Experimental Example 13 8.008.00 88 120120 0.00 0.00 3.68400 3.68400 실험예14Experimental Example 14 8.508.50 88 120120 0.00 0.00 3.71509 3.71509

표 4 및 도 9를 참조하면, 폐슬러리를 구성하는 구성 입자군의 체적 메디안 지름(Dv50)이 7.0562㎛인 경우, 건조 과정 중에 화재는 발생하지 않았다. 1차 분리 단계(S10)에서는, 제1 혼합비율이 1배인 경우 오일이 유의미하게 제거되기 시작하여 제1 혼합비율이 8배인 경우 오일이 완전히 제거되었으며, 제1 혼합비율이 0.1배 이상 8배 이하의 구간에서 산소함량이 감내할 수준인 것을 확인할 수 있다.Referring to Table 4 and FIG. 9, when the volume median diameter (Dv50) of the constituent particles constituting the waste slurry was 7.0562 占 퐉, no fire occurred during the drying process. In the first separation step (S10), when the first mixing ratio is 1, the oil starts to be significantly removed, the oil is completely removed when the first mixing ratio is 8, and the first mixing ratio is 0.1 to 8 times It can be confirmed that the oxygen content is at a level to be tolerated.

표 5는 구성 입자군의 체적 메디안 지름(volume median diameter, Dv50)이 9.6541㎛인 폐슬러리에 대한 실험 결과이고, 도 10은 체적 메디안 지름(Dv50)이 9.6541㎛인 폐슬러리를 구성하는 입자군의 체적 기준 입도 분포 그래프와 체적 기준 누적 입도 분포 그래프이다.Table 5 shows experimental results of the waste slurry having a volume median diameter (Dv 50) of 9.6541 μm of the constituent particles, and FIG. 10 is a graph showing the results of experiments of the particle groups constituting the waste slurry having a volume median diameter (Dv 50) of 9.6541 μm A volumetric particle size distribution graph and a volumetric cumulative particle size distribution graph.

구분division 제1혼합비율(물/폐슬러리)The first mixing ratio (water / waste slurry) 건조시간(hour)Drying time (hour) 건조온도(℃)Drying temperature (캜) 오일함량(wt%)Oil content (wt%) 산소함량(wt%)Oxygen content (wt%) 실험예1Experimental Example 1 0.100.10 88 120120 15.01 15.01 3.19483 3.19483 실험예2Experimental Example 2 0.150.15 88 120120 14.92 14.92 3.02409 3.02409 실험예3Experimental Example 3 0.200.20 88 120120 14.83 14.83 3.13108 3.13108 실험예4Experimental Example 4 0.250.25 88 120120 14.01 14.01 3.29413 3.29413 실험예5Experimental Example 5 1.001.00 88 120120 7.00 7.00 3.39844 3.39844 실험예6Experimental Example 6 2.002.00 88 120120 4.03 4.03 3.39781 3.39781 실험예7Experimental Example 7 3.003.00 88 120120 2.56 2.56 3.24903 3.24903 실험예8Experimental Example 8 4.004.00 88 120120 1.85 1.85 3.29873 3.29873 실험예9Experimental Example 9 5.005.00 88 120120 1.11 1.11 3.29841 3.29841 실험예10Experimental Example 10 6.006.00 88 120120 0.86 0.86 3.05997 3.05997 실험예11Experimental Example 11 7.007.00 88 120120 0.65 0.65 3.26987 3.26987 실험예12Experimental Example 12 7.507.50 88 120120 0.60 0.60 3.39840 3.39840 실험예13Experimental Example 13 8.008.00 88 120120 0.33 0.33 3.19847 3.19847 실험예14Experimental Example 14 8.508.50 88 120120 0.32 0.32 3.19840 3.19840

표 5 및 도 10을 참조하면, 폐슬러리를 구성하는 구성 입자군의 체적 메디안 지름(Dv50)이 9.6541㎛인 경우, 건조 과정 중에 화재는 발생하지 않았다. 1차 분리 단계(S10)에서는, 제1 혼합비율이 1배인 경우 오일이 유의미하게 제거되기 시작하여 제1 혼합비율이 8배인 경우 오일이 충분히 제거되었으며, 제1 혼합비율이 0.1배 이상 8배 이하의 구간에서 산소함량이 감내할 수준인 것을 확인할 수 있다.Referring to Table 5 and FIG. 10, when the volume median diameter (Dv50) of the constituent particles constituting the waste slurry was 9.6541 占 퐉, no fire occurred during the drying process. In the first separation step (S10), when the first mixing ratio is 1, the oil starts to be significantly removed, and when the first mixing ratio is 8 times, the oil is sufficiently removed and the first mixing ratio is 0.1 to 8 times It can be confirmed that the oxygen content is at a level to be tolerated.

표 6은 구성 입자군의 체적 메디안 지름(volume median diameter, Dv50)이 11.9273㎛인 폐슬러리에 대한 실험 결과이고, 도 11은 체적 메디안 지름(Dv50)이 11.9273㎛인 폐슬러리를 구성하는 입자군의 체적 기준 입도 분포 그래프와 체적 기준 누적 입도 분포 그래프이다.Table 6 shows the experimental results of the waste slurry having the volume median diameter (Dv50) of 11.9273 占 퐉 of the constituent particles, and Fig. 11 shows the results of the experimental results of the particle groups constituting the waste slurry having the volume median diameter (Dv50) of 11.9273 占A volumetric particle size distribution graph and a volumetric cumulative particle size distribution graph.

구분division 제1혼합비율(물/폐슬러리)The first mixing ratio (water / waste slurry) 건조시간(hour)Drying time (hour) 건조온도(℃)Drying temperature (캜) 오일함량(wt%)Oil content (wt%) 산소함량(wt%)Oxygen content (wt%) 실험예1Experimental Example 1 0.100.10 88 120120 15.68 15.68 2.71353 2.71353 실험예2Experimental Example 2 0.150.15 88 120120 15.49 15.49 2.85465 2.85465 실험예3Experimental Example 3 0.200.20 88 120120 15.51 15.51 2.71101 2.71101 실험예4Experimental Example 4 0.250.25 88 120120 14.56 14.56 2.65103 2.65103 실험예5Experimental Example 5 1.001.00 88 120120 8.64 8.64 2.61098 2.61098 실험예6Experimental Example 6 2.002.00 88 120120 4.23 4.23 2.89458 2.89458 실험예7Experimental Example 7 3.003.00 88 120120 2.88 2.88 2.40564 2.40564 실험예8Experimental Example 8 4.004.00 88 120120 2.01 2.01 2.89878 2.89878 실험예9Experimental Example 9 5.005.00 88 120120 1.35 1.35 2.63156 2.63156 실험예10Experimental Example 10 6.006.00 88 120120 0.92 0.92 2.58406 2.58406 실험예11Experimental Example 11 7.007.00 88 120120 0.64 0.64 2.79873 2.79873 실험예12Experimental Example 12 7.507.50 88 120120 0.55 0.55 2.55040 2.55040 실험예13Experimental Example 13 8.008.00 88 120120 0.21 0.21 2.61094 2.61094 실험예14Experimental Example 14 8.508.50 88 120120 0.00 0.00 2.60463 2.60463

표 6 및 도 11을 참조하면, 폐슬러리를 구성하는 구성 입자군의 체적 메디안 지름(Dv50)이 11.9273㎛인 경우, 건조 과정 중에 화재는 발생하지 않았다. 1차 분리 단계(S10)에서는, 제1 혼합비율이 1배인 경우 오일이 유의미하게 제거되기 시작하여 제1 혼합비율이 8배인 경우 오일이 충분히 제거되었으며, 제1 혼합비율이 0.1배 이상 8배 이하의 구간에서 산소함량이 감내할 수준인 것을 확인할 수 있다.Referring to Table 6 and FIG. 11, when the volume median diameter (Dv50) of the constituent particles constituting the waste slurry was 11.9273 占 퐉, no fire occurred during the drying process. In the first separation step (S10), when the first mixing ratio is 1, the oil starts to be significantly removed, and when the first mixing ratio is 8 times, the oil is sufficiently removed and the first mixing ratio is 0.1 to 8 times It can be confirmed that the oxygen content is at a level to be tolerated.

표 1 내지 표 6에 개시된 실험 결과에 따르면, 폐슬러리를 구성하는 구성 입자군의 체적 메디안 지름(Dv50)은 1㎛ 이상 12㎛ 이하가 바람직하다는 사실을 확인할 수 있다.According to the experimental results shown in Tables 1 to 6, it can be confirmed that the volume median diameter (Dv50) of the constituent particles constituting the waste slurry is preferably 1 占 퐉 to 12 占 퐉.

폐슬러리를 구성하는 구성 입자군의 체적 메디안 지름(Dv50)을 1㎛ 이상 12㎛ 이하로 한정하면, 폐슬러리에 포함된 오일을 제거한 후 건조하는 과정에서, 실리콘 미분 성분과 산소의 반응으로 인한 발화의 가능성을 방지할 수 있고, 실리콘 표면적에 비례하는 경향을 갖는 실리콘 산화를 효과적으로 억제할 수 있고, 후속 공정인 브리켓 성형 공정에서 덩어리 형태의 성형품인 브리켓의 강도 저하로 인하여, 성형된 브리켓이 부스러지는 현상을 방지할 수 있다.When the volumetric median diameter (Dv50) of the constituent particles constituting the waste slurry is limited to 1 탆 or more and 12 탆 or less, in the process of removing the oil contained in the waste slurry and drying, It is possible to effectively suppress the silicon oxidation having a tendency proportional to the silicon surface area and to prevent the molded briquettes from being broken due to the decrease in the strength of the briquettes, The phenomenon can be prevented.

또한, 표 1 내지 표 6에 개시된 실험 결과에 따르면, 오일함량과 산소함량을 모두 고려하는 경우, 1차 분리 단계(S10)에서의 제1 혼합비율은 0.2배 이상 8배 이하가 바람직하다는 사실을 확인할 수 있다.Further, according to the experimental results shown in Tables 1 to 6, when both the oil content and the oxygen content are considered, the fact that the first mixing ratio in the first separation step (S10) is preferably 0.2 to 8 times Can be confirmed.

본 발명의 일 실시 예에 따른 제강용 승열 및 성분조절체 제조방법은 실리콘을 함유하는 폐슬러리를 정제하여 제강용 승열 및 성분조절체를 제조하는 방법으로서, 실리콘(Si), 실리콘 카바이드(SiC), 수용성 오일 및 철(Fe)을 포함하는 초기 폐슬러리에 물을 제1 혼합 비율로 혼합한 상태에서 상기 초기 폐슬러리로부터 상기 수용성 오일과 상기 물을 분리하여 Si-SiC 함유 슬러리를 획득하는 1차 분리 단계 및 상기 Si-SiC 함유 슬러리를 건조하는 건조 단계를 포함하고, 상기 초기 폐슬러리를 구성하는 입자군의 체적 메디안 지름(volume median diameter, Dv50)은 1㎛ 이상인 것을 특징으로 한다.The method for manufacturing steelmaking heat and component regulating body according to an embodiment of the present invention is a method for manufacturing a steelmaking heat and component regulating body by purifying a waste slurry containing silicon, , A water-soluble oil, and iron (Fe) in a first mixing ratio, and separating the water-soluble oil and the water from the initial waste slurry to obtain a Si-SiC-containing slurry And a drying step of drying the Si-SiC-containing slurry, wherein a volume median diameter (Dv50) of the particles constituting the initial waste slurry is 1 m or more.

본 발명의 일 실시 예에 따른 제강용 승열 및 성분조절체 제조방법은 앞서 상세히 설명한 본 발명의 일 실시 예에 따른 제강공정에서 이용되는 승열 및 성분조절용 브리켓 제조 방법의 일부이기 때문에, 중복되는 설명은 생략한다.Since the method for manufacturing steelmaking heat and component regulating body according to an embodiment of the present invention is a part of the method for manufacturing briquettes for controlling the heat and component used in the steelmaking process according to the embodiment of the present invention described in detail above, It is omitted.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 반도체 혹은 태양전지 웨이퍼 제조시 발생하는 실리콘을 함유하는 폐슬러리를 정제하여 제강공정에서 이용되는 승열 및 성분조절용 브리켓을 제조하는 방법과 이 브리켓의 원료가 되는 제강용 승열 및 성분조절체를 제조하는 방법이 제공되는 효과가 있다.As described above in detail, according to the present invention, there is provided a method of manufacturing a briquetting briquetting apparatus for purifying a waste slurry containing silicon generated during the manufacture of semiconductor or solar cell wafers, There is provided an effect of providing a method of manufacturing a steelmaking heat exchanger and a component adjusting body.

또한, 실리콘 함유 폐슬러리를 재처리하는 과정에서 발생할 수 있는 실리콘 미분 성분과 수분의 반응으로 인한 발화의 가능성을 방지할 수 있는 제강공정에서 이용되는 승열 및 성분조절용 브리켓을 제조하는 방법과 이 브리켓의 원료가 되는 제강용 승열 및 성분조절체를 제조하는 방법이 제공되는 효과가 있다.The present invention also provides a method for manufacturing a briquette for controlling heat and composition for use in a steelmaking process capable of preventing the possibility of ignition due to the reaction of moisture with a silicon fine powder component that may occur during the reprocessing of a silicon- There is provided an effect of providing a method for manufacturing a steelmaking heat and composition regulating material which is a raw material.

또한, 실리콘 함유 폐슬러리를 재처리하는 과정에서 실리콘 산화량을 효과적으로 억제할 수 있는 제강공정에서 이용되는 승열 및 성분조절용 브리켓을 제조하는 방법과 이 브리켓의 원료가 되는 제강용 승열 및 성분조절체를 제조하는 방법이 제공되는 효과가 있다.Also, there is a method of manufacturing briquettes for controlling the heat and composition used in the steelmaking process which can effectively suppress the amount of silicon oxidation during the reprocessing of the silicon-containing waste slurry, and a method for preparing the briquetting heat- There is an effect that a manufacturing method is provided.

또한, 덩어리 형태의 성형품인 브리켓의 강도 저하로 인하여, 성형된 브리켓이 부스러지는 현상을 방지할 수 있는 제강공정에서 이용되는 승열 및 성분조절용 브리켓을 제조하는 방법과 이 브리켓의 원료가 되는 제강용 승열 및 성분조절체를 제조하는 방법이 제공되는 효과가 있다.The present invention also relates to a method for producing a briquetting heat and composition controlling material used in a steelmaking process capable of preventing a molded briquette from being broken due to a decrease in the strength of the briquette which is a lumpy molded product, And a method for producing a component adjuster are provided.

또한, 환경오염의 요소가 되는 실리콘 함유 폐슬러리를 소각 또는 매립하지 않고, 제강공정에서 이용되는 승열 및 성분조절용 브리켓으로 재생하여 사용함으로써, 폐기물 처리 비용을 감소시키고 원가 절감에 의한 가격 경쟁력을 확보하는 동시에, 제강 과정에서 발생할 수도 있는 환경오염을 최소화할 수 있는 효과가 있다.In addition, the silicon-containing waste slurry, which is a factor of environmental pollution, is recycled and used as a briquetting heat for regenerating and controlling the components used in the steelmaking process without incineration or landfilling, thereby reducing waste treatment costs and ensuring cost competitiveness by cost reduction At the same time, there is an effect of minimizing environmental pollution that may occur in the steelmaking process.

또한, 실리콘 폐슬러리에 함유된 수용성 오일을 추출하여 재사용하는 동시에 배출되는 폐수를 재처리가 필요없는 수준으로 정화시킴으로써, 친환경적인 제강공정에서 이용되는 승열 및 성분조절용 브리켓을 제조하는 방법과 이 브리켓의 원료가 되는 제강용 승열 및 성분조절체를 제조하는 방법이 제공되는 효과가 있다.Further, there is a method of manufacturing a briquetting heat and composition controlling breeze for use in an environmentally friendly steelmaking process by extracting and reusing the water-soluble oil contained in the silicon waste slurry and purifying discharged wastewater to a level that does not require reprocessing, There is provided an effect of providing a method for manufacturing a steelmaking heat and composition regulating material which is a raw material.

또한, 실리콘 폐슬러리를 정제하는 과정에서 실리콘 폐슬러리에 혼합되는 물의 양을 최적화시켜, 승열 및 성분조절용 브리켓 제조의 효율성을 향상시키는 동시에 배출되는 폐수에 대한 재처리 비용을 저감할 수 있는 제강공정에서 이용되는 승열 및 성분조절용 브리켓을 제조하는 방법과 이 브리켓의 원료가 되는 제강용 승열 및 성분조절체를 제조하는 방법이 제공되는 효과가 있다.In addition, in the process of refining the silicon waste slurry, the amount of water to be mixed into the silicon waste slurry is optimized to improve the efficiency of briquetting for regenerating and regulating the composition, while reducing the reprocessing cost of discharged wastewater There is provided an effect of providing a method of manufacturing briquettes for regulating the heat and component used and a method of manufacturing a heat exchanger and component regulating body for steelmaking which are the raw materials of the briquetting.

또한, 반도체 또는 태양전지 웨이퍼 제조시 발생하는 실리콘을 함유한 폐슬러리를 정제하여 분말을 만들고, 여기에 바인더를 첨가하여 브리켓팅 함으로써, 제강공정의 용강 제조과정에서 이용되는 승열 및 성분조절 용도의 브리켓과 이 브리켓의 원료가 되는 제강용 승열 및 성분조절체를 저비용 및 고효율적으로 제조할 수 있는 방법이 제공되는 효과가 있다.In addition, a waste slurry containing silicon generated during the production of semiconductor or solar cell wafers is refined to prepare a powder, and a binder is added thereto to briquetize the briquettes for use in the process of manufacturing molten steel in the steelmaking process And a method of manufacturing a steelmaking heat and composition regulating material which is a raw material for the briquetting at low cost and high efficiency.

또한, 환경오염의 요소가 되는 실리콘 폐슬러리를 소각 또는 매립하지 않고, 제철소의 제강공장에서 용강을 제조하는 과정에서 승열제 및 성분조절의 용도로 재생하여 사용함으로써, 폐기물 처리 비용을 감소시키고 원가 절감에 의한 가격 경쟁력을 확보하는 동시에, 제강 과정에서 발생할 수도 있는 환경오염을 최소화할 수 있는 효과가 있다.In addition, the silicon waste slurry which is a factor of environmental pollution is not incinerated or buried, and it is recycled and used for regenerating agent and ingredient control in the process of manufacturing molten steel in a steel making plant, thereby reducing waste disposal cost and cost reduction And at the same time, it is possible to minimize the environmental pollution that may occur in the steelmaking process.

또한, 실리콘 폐슬러리의 분말화 공정에서 발생하는 수용성 오일과 물이 함유된 폐수를 브리켓 제조시 필요한 첨가제로 재사용하여 배출되는 폐수를 재처리할 필요가 없게 하거나 폐수를 재처리가 필요없을 만한 수준으로 정화시켜 배출함으로써, 제강공정의 용강 제조과정에서 이용되는 승열 및 성분조절 용도의 브리켓과 이 브리켓의 원료가 되는 제강용 승열 및 성분조절체를 친환경적이면서도 경제적으로 제조할 수 있도록 하는 방법이 제공되는 효과가 있다.In addition, the wastewater containing water-soluble oil and water generated in the pulverization process of silicon waste slurry is reused as an additive in the production of briquettes, thereby eliminating the need to reprocess the discharged wastewater, The present invention provides a method for manufacturing briquettes for use in heat treatment and component adjustment used in the process of manufacturing molten steel in a steelmaking process and a method for manufacturing environmentally friendly and economical products for steelmaking, .

또한, 실리콘 폐슬러리를 분말화하여 이를 브리켓으로 성형하여 제공함으로써, 제강공정의 전로에 투입하기 용이하고, 분말로 인한 화재나 폭발의 위험요소를 제거할 수 있는 효과가 있다.In addition, since the silicon waste slurry is pulverized and molded into briquettes, it is easy to put into the converter in the steelmaking process, and the risk of fire or explosion due to the powder can be removed.

이상에서 본 발명에 대한 기술사상을 첨부된 도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 이 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 본 발명의 기술사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형이 가능함은 명백한 사실이다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be preferred embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments. Further, it is obvious that various modifications can be made without departing from the scope of the technical idea of the present invention by anyone having ordinary skill in the art.

10: 제1 교반기
20: 제1 필터링 시스템
30: 분별 증류 시스템
40: 제2 교반기
50: 제2 필터링 시스템
60: 건조기
70: 분쇄기
80: 브리켓 성형기
310: 물/오일 저장탱크
320: 펌프
330: 증류탑
340: 제1 포집수단
350: 제2 포집수단
360: 제1 열교환기
370: 제2 열교환기
380: 물 저장탱크
390: 오일 저장탱크
S10: 1차 분리 단계
S20: 2차 분리 단계
S30: 오일 세정 단계
S40: 건조 단계
S50: 분쇄 단계
S60: 브리켓 성형 단계
10: First stirrer
20: first filtering system
30: fractional distillation system
40: Second stirrer
50: second filtering system
60: dryer
70: crusher
80: Briquetting machine
310: Water / oil storage tank
320: pump
330: Distillation tower
340: first collecting means
350: Second collecting means
360: first heat exchanger
370: second heat exchanger
380: Water storage tank
390: Oil storage tank
S10: Primary separation step
S20: Secondary Separation Phase
S30: Oil rinsing step
S40: drying step
S50: crushing step
S60: Briquette forming step

Claims (20)

실리콘을 함유하는 폐슬러리를 정제하여 제강공정의 용강 제조과정에서 이용되는 승열 및 성분조절용 브리켓을 제조하는 방법에 있어서,
실리콘(Si), 실리콘 카바이드(SiC), 수용성 오일 및 철(Fe)을 포함하는 초기 폐슬러리에 물을 제1 혼합 비율로 혼합한 상태에서 상기 초기 폐슬러리로부터 상기 수용성 오일과 상기 물을 분리하는 1차 분리 단계; 및
상기 1차 분리 단계를 통해 상기 초기 폐슬러리로부터 상기 수용성 오일과 상기 물을 분리하여 획득한 Si-SiC 함유 슬러리에 바인더(binder)를 추가하고 교반한 후 브리켓(briquette)으로 성형하는 브리켓 성형 단계를 포함하고,
상기 초기 폐슬러리를 구성하는 입자군의 체적 메디안 지름(volume median diameter, Dv50)은 1㎛ 이상으로 한정하여 상기 폐슬러리에 포함된 상기 실리콘의 미분 성분 및 상기 실리콘의 전체 표면적을 줄임으로써, 상기 실리콘의 미분 성분과 산소의 반응으로 인한 발화의 가능성을 줄이고 상기 실리콘의 산화량을 줄이는 것을 특징으로 하는, 제강공정에서 이용되는 승열 및 성분조절용 브리켓 제조 방법.
A method for producing a briquette for controlling heat and composition for use in the process of manufacturing molten steel in a steelmaking process by purifying a waste slurry containing silicon,
Separating said water-soluble oil and said water from said initial waste slurry in a first mixing ratio of water to an initial waste slurry comprising silicon (Si), silicon carbide (SiC), water-soluble oil and iron (Fe) A primary separation step; And
A briquetting step of adding a binder to the Si-SiC-containing slurry obtained by separating the water-soluble oil and the water from the initial waste slurry through the primary separation slurry, stirring the slurry, and molding the slurry into a briquette Including,
The volume median diameter (Dv50) of the particles constituting the initial closed slurry is limited to not less than 1 占 퐉 to reduce the fine powder component of the silicon contained in the waste slurry and the total surface area of the silicon, To reduce the possibility of ignition due to the reaction of oxygen with the differential component of the briquettes and to reduce the oxidation amount of the silicon.
제1항에 있어서,
상기 제1 혼합 비율은 상기 물의 부피가 상기 초기 폐슬러리의 부피의 0.2배 이상 8배 이하가 되도록 설정되는 것을 특징으로 하는, 제강공정에서 이용되는 승열 및 성분조절용 브리켓 제조 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the first mixing ratio is set so that the volume of the water is at least 0.2 times and not more than 8 times the volume of the initial waste slurry.
제1항에 있어서,
상기 1차 분리 단계 이후와 상기 브리켓 성형 단계 이전에,
상기 1차 분리 단계를 통해 획득한 Si-SiC 함유 슬러리에 물을 설정된 제2 혼합 비율로 혼합한 상태에서 교반한 후 필터링하여 상기 Si-SiC 함유 슬러리에 잔류하는 수용성 오일을 세정하는 오일 세정 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 제강공정에서 이용되는 승열 및 성분조절용 브리켓 제조 방법.
The method according to claim 1,
After the primary separation step and before the briquetting step,
An oil cleaning step of mixing the water with the Si-SiC-containing slurry obtained through the primary separation step in a mixed state at a set second mixing ratio, and then filtering and filtering the water-soluble oil remaining in the Si-SiC-containing slurry Wherein the briquetting step further comprises the step of heating the briquettes.
제3항에 있어서,
상기 제2 혼합 비율은 상기 물의 부피가 상기 Si-SiC 함유 슬러리의 부피의 0.2배 이상 8배 이하가 되도록 설정되는 것을 특징으로 하는, 제강공정에서 이용되는 승열 및 성분조절용 브리켓 제조 방법.
The method of claim 3,
Wherein the second mixing ratio is set so that the volume of the water is not less than 0.2 times and not more than 8 times the volume of the Si-SiC containing slurry.
제1항에 있어서,
상기 1차 분리 단계 이후에, 상기 1차 분리 단계를 통해 상기 초기 폐슬러리로부터 분리된 수용성 오일과 물을 분별 증류하여 상기 수용성 오일과 상기 물을 서로 분리하는 2차 분리 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 제강공정에서 이용되는 승열 및 성분조절용 브리켓 제조 방법.
The method according to claim 1,
And a secondary separation step of separating the water-soluble oil and the water from each other by fractional distillation of the water-soluble oil and water separated from the initial spent slurry through the primary separation step after the primary separation step Of the briquettes for regeneration and component control for use in the steelmaking process.
제1항에 있어서,
상기 브리켓 성형 단계 이전에, 상기 1차 분리 단계를 통해 획득한 Si-SiC 함유 슬러리를 건조하는 건조 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 제강공정에서 이용되는 승열 및 성분조절용 브리켓 제조 방법.
The method according to claim 1,
Further comprising a drying step of drying the Si-SiC-containing slurry obtained through the primary separation step, before the briquetting step, in a steelmaking process.
제6항에 있어서,
상기 브리켓 성형 단계 이전에, 상기 건조 단계를 통해 건조된 Si-SiC 함유 슬러리를 분쇄하여 Si-SiC 함유 분말을 획득하는 분쇄 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 제강공정에서 이용되는 승열 및 성분조절용 브리켓 제조 방법.
The method according to claim 6,
Characterized by further comprising a grinding step of grinding the dried Si-SiC-containing slurry through the drying step to obtain a Si-SiC-containing powder before the briquetting step, Method of manufacturing briquettes.
제7항에 있어서,
상기 분쇄 단계를 통해 획득되는 Si-SiC 함유 분말의 직경은 5㎝ 이하인 것을 특징으로 하는, 제강공정에서 이용되는 승열 및 성분조절용 브리켓 제조 방법.
8. The method of claim 7,
Wherein the diameter of the Si-SiC-containing powder obtained through the pulverizing step is 5 cm or less.
제1항에 있어서,
상기 브리켓 성형 단계에서, 철 성분(Fe source)을 상기 Si-SiC 함유 슬러리에 추가로 첨가하고,
상기 브리켓의 중량을 기준으로, 상기 Si-SiC 함유 슬러리가 30wt% 이상이고, 상기 철 성분이 30wt% 이하인 것을 특징으로 하는, 제강공정에서 이용되는 승열 및 성분조절용 브리켓 제조 방법.
The method according to claim 1,
In the briquetting step, an Fe component is further added to the Si-SiC containing slurry,
Wherein the Si-SiC-containing slurry is not less than 30 wt% and the iron component is not more than 30 wt% based on the weight of the briquettes.
제1항에 있어서,
상기 1차 분리 단계에서는,
물과 혼합되어 교반된 초기 폐슬러리를 프레싱 방식으로 필터링하여 상기 초기 폐슬러리로부터 상기 수용성 오일과 상기 물을 분리하는 것을 특징으로 하는, 제강공정에서 이용되는 승열 및 성분조절용 브리켓 제조 방법.
The method according to claim 1,
In the primary separation step,
Wherein the initial waste slurry mixed with water and stirred is filtered in a pressing manner to separate the water-soluble oil and the water from the initial waste slurry.
제1항에 있어서,
상기 1차 분리 단계에서는,
물과 혼합된 초기 폐슬러리에 원심분리법을 적용하여 상기 초기 폐슬러리로부터 상기 수용성 오일과 상기 물을 분리하는 것을 특징으로 하는, 제강공정에서 이용되는 승열 및 성분조절용 브리켓 제조 방법.
The method according to claim 1,
In the primary separation step,
A method of manufacturing briquettes for controlling heat and composition for use in a steelmaking process, characterized in that centrifugation is applied to an initial waste slurry mixed with water to separate said water-soluble oil and said water from said initial waste slurry.
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