KR101995458B1 - Pyrometallurgical Apparatus of Nickel Ore for Hydrometallurgical Ni Production - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 니켈 습식 제련을 위한 니켈광의 건식 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a dry apparatus of nickel light for nickel wet smelting.
일반적으로, 니켈을 함유하고 있는 광석은 코발트 및 철을 동시에 함유하며, 이러한 광석으로는 리모나이트(Limonite)와 사포라이트(Sapolite)와 같은 광석이 있다. In general, ores containing nickel contain cobalt and iron at the same time, and these ores include ores such as Limonite and Sapolite.
이들 광석으로부터 니켈광을 습식 제련에 의해 니켈을 회수하는 방법으로는, 니켈광석을 쌓아두고 오랜 시간 동안 산으로 니켈을 침출하는 퇴적법(HEAP법)이 있다. As a method of recovering nickel by wet smelting of nickel light from these ores, there is a deposition method (HEAP method) in which nickel ore is stacked and nickel is leached for a long time with an acid.
한편, 이들 광석으로부터 빠르고 효과적으로 니켈을 침출하기 위하여 고온 고압하의 오토클레이브(Autoclave)에서 산으로 용해하여 니켈을 회수하는 침출법(HPAL법)이 개시되어 있다. On the other hand, a leaching method (HPAL method) for dissolving nickel in an acid in an autoclave under high temperature and high pressure to quickly and effectively leach nickel from these ores has been disclosed.
이와 같은 침출법에 의할 경우에는 짧은 시간에 90% 이상의 니켈 침출이 가능하며, 니켈 습식 제련의 대표적인 방법이라 할 수 있다. In case of this leaching method, it is possible to leach at least 90% of nickel in a short time, which is a representative method of nickel wet smelting.
그러나, 침출법은 오토클레이브의 고온 고압 하에서 수행해야 하며, 산성이 강하여 타이타늄 재질만 주로 사용이 가능한 것으로 알려져 있으며, 이에 따라, 설비비가 매우 높고, 유지 보수비가 많이 드는 단점이 있다. However, it is known that the leaching method should be performed under the high temperature and high pressure of the autoclave, and it is known that only the titanium material can be mainly used because of its strong acidity, and accordingly, the equipment cost is very high and the maintenance cost is high.
또한, 니켈 농축에 고가의 침전제인 가성 소다를 사용하거나 환원유해성 침전제(H2S)를 사용해야 하므로 이를 처리하기 위한 설비비 등이 상승하게 되는 단점이 있다. In addition, the use of caustic soda, which is an expensive precipitant, or the use of a reducing harmful precipitant (H 2 S) is required for concentrating nickel, so that the equipment cost for treating such a problem is increased.
이러한 단점을 극복하기 위하여, 니켈광석을 수소로 환원하여 니켈을 제련하는 방법이 개시되어 있다. In order to overcome this disadvantage, a method of smelting nickel by reducing nickel ore to hydrogen is disclosed.
그러나, 수소 환원된 니켈광을 침출공정에 제공하기 위하여 다량의 수소가 필요할 뿐만 아니라 환원이전에 니켈광에 포함된 다량의 수분을 제거하는 공정이 필요하다.However, not only a large amount of hydrogen is required to provide the hydrogen reduced nickel light to the leaching process, but also a process of removing a large amount of water contained in the nickel light before the reduction is needed.
따라서, 니켈광의 습식 제련에 제공되기 위한 사전 건식공정이 복잡하게 되고 투자비 등의 공정 비용이 증가하게 되는 단점이 있었다.Therefore, there is a disadvantage that the pre-dry process to be provided for the wet smelting of the nickel light is complicated and the process cost such as the investment cost is increased.
즉, 종래의 니켈광 습식 제련을 위한 사전 건식 공정은 건조 단계(건조로), 소성 단계(소성로), 및 환원 단계(환원로)의 3단계로 구분하여 수행하고 있었다. That is, the conventional dry process for the conventional nickel photo-hydrometallurgical process is divided into three stages of a drying step (drying furnace), a baking step (baking furnace), and a reducing step (reducing furnace).
이와 같이, 건식 공정을 3단계의 각 공정으로 구분하여 수행하게 되면서 제조 공정 또는 제조 장치가 복잡하게 되므로, 공정 조업이 곤란하게 되고 투자비가 증가하게 되는 문제점이 있었다. As described above, since the dry process is divided into three process steps, the manufacturing process or the manufacturing equipment becomes complicated, which makes it difficult to process the process and increase the investment cost.
본 발명은 니켈광의 습식 제련을 위한 사전 건식공정에서의 다량의 수분 제거 및 환원을 효과적으로 수행하여 투자비를 저감시키며 조업의 편의성을 향상시킬 수 있는 니켈 습식 제련을 위한 니켈광의 건식 장치를 제공하고자 한다.An object of the present invention is to provide a nickel-based dry etching apparatus for nickel-based wet smelting which can effectively remove and reduce a large amount of water in a pre-dry process for wet smelting of nickel light, thereby reducing investment cost and improving operational convenience.
본 발명의 일 구현예에 따른 니켈 습식 제련을 위한 니켈광의 건식 장치는, 부착수와 결정수를 함유한 니켈광을 400℃ 이하로 승온시켜 니켈광의 부착수와 괴타이트(Goethite)계 결정수를 동시에 제거하기 위한 건조로를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, there is provided a nickel light drying apparatus for nickel-based wet smelting, comprising: heating nickel light containing an attached water and a crystal water to 400 ° C or lower to form an adhered number of nickel light and a Goethite- And may include a drying furnace for simultaneous removal.
건조로에서 니켈광을 400℃ 이하로 승온시킬 수 있다. 니켈광의 승온 온도는 보다 구체적으로, 300℃ 이상 및 400℃ 이하일 수 있다. The nickel light can be heated to 400 ° C or lower in the drying furnace. More specifically, the temperature for raising the temperature of the nickel light may be 300 ° C or higher and 400 ° C or lower.
니켈광의 건식 장치는, 건조로에서 배출된 건조광을 800℃ 이상으로 승온시켜 건조광 내 잔류한 서펜타인(Serpentine)계 결정수를 제거하고, 공급되는 환원 가스에 의해 니켈, 코발트 및 철산화물을 환원시키는 환원로를 포함할 수 있다. The drying apparatus of the nickel light has a structure in which the drying light emitted from the drying furnace is heated to 800 ° C or higher to remove the serpentine crystal water remaining in the drying light and the nickel, cobalt and iron oxide And a reducing furnace for reducing the reducing agent.
환원로에서 건조광을 800℃ 이상으로 승온시킬 수 있다. 건조광의 승온 온도는 보다 구체적으로 800℃ 이상 및 1500℃ 이하일 수 있다. The drying light can be heated to 800 DEG C or higher in the reducing furnace. The temperature for raising the temperature of the dried light may be more specifically 800 ° C or higher and 1500 ° C or lower.
건조로에서 배출된 배출 가스 내 포함된 극미분을 포집하여 건조로에서 배출된 건조광과 혼합하기 위한 백 필터(Bag Filter)를 포함할 수 있다.And a bag filter for collecting the minute particles contained in the exhaust gas discharged from the drying furnace and mixing with the drying light discharged from the drying furnace.
건조로 내에 설치되고, 건조로 내에 공급되는 니켈광을 파쇄하여 미분화하여 비산시키기 위한 해머밀(hammer mill)을 포함할 수 있다. And a hammer mill which is installed in the drying furnace and which crushes the nickel light supplied into the drying furnace to atomize and disperse the nickel light.
해머밀에는 니켈광의 비산 시 니켈광을 지속적으로 건조시키기 위한 건조 가스를 계속 공급하기 위한 건조 가스 공급관이 연결되는 것일 수 있다. The hammer mill may be connected to a dry gas supply pipe for continuously supplying dry gas for continuously drying nickel light when nickel light is scattered.
해머밀의 끝단부에는 상기 해머밀로부터 배출되는 미분 중 설정된 크기 이상의 입도를 갖는 미분을 분급하기 위한 분급기가 설치되는 것일 수 있다. And a classifier for classifying fine particles having a particle size greater than a set size among the fine particles discharged from the hammer mill may be provided at an end of the hammer mill.
건조로 내부에 공기를 송풍하기 위한 송풍기(blower)를 포함할 수 있다.And a blower for blowing air into the drying furnace.
백필터에는 백필터를 통하여 배출되는 배출 가스의 폐열을 회수하기 위한 열교환 장치가 연결되는 것일 수 있다. The bag filter may be connected to a heat exchange device for recovering waste heat of exhaust gas discharged through the bag filter.
환원로에서 배출되는 환원로 승온 배가스는 상기 건조로의 열원으로 공급되는 것일 수 있다. The reducing furnace temperature exhaust gas discharged from the reducing furnace may be supplied to the heat source of the drying furnace.
환원로에서 배출되는 환원로 환원 배가스에 포함된 수분과 극미분을 제거하기 위한 스크러버(Scrubber)를 포함할 수 있다. And a scrubber for removing moisture and a minute component contained in the reducing furnace exhaust gas discharged from the reducing furnace.
스크러버에서 수분과 극미분이 제거된 배출 가스 중 환원 가스만을 선택적으로 분리하기 위한 가스 압력 변동 흡착(PSA) 장치를 포함할 수 있다.And a gas pressure swing adsorption (PSA) device for selectively separating only the reducing gas from the exhaust gas from which moisture and minuscule is removed from the scrubber.
가스 압력 변동 흡착(PSA) 장치에서 분리된 환원 가스는 환원로로 재순환되는 것일 수 있다. The reducing gas separated in the gas pressure swing adsorption (PSA) apparatus may be recirculated to the reducing furnace.
본 발명의 구현예에 따르면, 다량의 수분을 포함한 니켈광을 효과적으로 건조, 소성시키며 효과적인 침출을 위한 니켈, 코발트 및 철산화물을 환원할 수 있다. According to the embodiment of the present invention, nickel, cobalt and iron oxide can be effectively reduced for effective drying and firing of nickel light containing a large amount of moisture and effective leaching.
별도의 소성공정을 거치지 않고 건조단계(건조로) 및 환원단계(환원로)의 2단계만을 거치도록 하는 단순한 건식공정으로, 투자비를 저감할 수 있고 조업편의성도 향상하면서 건식공정 이후 습식제련에서 니켈 회수율을 향상시킬 수 있다. A simple dry process in which only two steps of drying (drying furnace) and reducing (reducing furnace) are carried out without going through a separate firing process can reduce the investment cost and improve the operational convenience. In the wet smelting after the dry process, nickel The recovery rate can be improved.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 니켈 습식 제련을 위한 니켈광의 건식 장치의 개략적인 구성도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic block diagram of a dry apparatus for nickel hydride for nickel hydrometallurgy according to an embodiment of the present invention; FIG.
이하, 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 설명한다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 이해할 수 있는 바와 같이, 후술하는 실시예는 본 발명의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 형태로 변형될 수 있다. 가능한 한 동일하거나 유사한 부분은 도면에서 동일한 도면부호를 사용하여 나타낸다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention. Wherever possible, the same or similar parts are denoted using the same reference numerals in the drawings.
이하에서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 “포함하는” 의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to limit the invention. The singular forms as used herein include plural forms as long as the phrases do not expressly express the opposite meaning thereto. Means that a particular feature, region, integer, step, operation, element and / or component is specified, and that other specific features, regions, integers, steps, operations, elements, components, and / And the like.
이하에서 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.All terms including technical and scientific terms used herein have the same meaning as commonly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. Predefined terms are further interpreted as having a meaning consistent with the relevant technical literature and the present disclosure, and are not to be construed as ideal or very formal meanings unless defined otherwise.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 니켈 습식 제련을 위한 니켈광의 건식 장치의 개략적인 구성도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic block diagram of a dry apparatus for nickel hydride for nickel hydrometallurgy according to an embodiment of the present invention; FIG.
도 1을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 니켈 습식 제련을 위한 니켈광의 건식 장치는, 니켈 습식 제련을 위한 니켈광 사전 건식 장치로서, 건조로(100)와 환원로(200)를 포함한다. Referring to FIG. 1, a nickel light drying apparatus for nickel wet smelting according to an exemplary embodiment of the present invention includes a
건조로(100)는, 공급되는 부착수와 결정수를 함유한 니켈광(10)을 400℃ 이하로 승온시켜 니켈광(10)의 부착수와 괴타이트(Goethite)계 결정수를 동시에 제거할 수 있다. The
건조로(100)에서 니켈광을 400℃ 이하로 승온시킬 수 있다. 니켈광의 승온 온도는 보다 구체적으로, 300℃ 이상 및 400℃ 이하일 수 있다. The temperature of the nickel light can be raised to 400 ° C or lower in the
또한, 환원로(200)는 건조로(100)에서 배출된 건조광(20)을 800℃ 이상으로 승온시켜 건조광(20) 내 잔류한 서펜타인(Serpentine)계 결정수를 제거하고, 공급되는 환원 가스(30)에 의해 니켈, 코발트 및 철산화물을 환원시킬 수 있다. The
환원로(200)에서 건조광을 800℃ 이상으로 승온시킬 수 있다. 건조광의 승온 온도는 보다 구체적으로 800℃ 이상 및 1500℃ 이하일 수 있다.The temperature of the dried light can be raised to 800 DEG C or higher in the reducing
환원로(200)에서는 별도의 소성로(소성 공정)를 거치지 않고, 환원 가스(30)와 건조광(20)의 소성 및 환원 반응을 동시에 행하여 환원광(40)을 생성하여 배출할 수 있다. In the reducing
환원로(200)에 공급되는 환원 가스(30)는 건조광(20)의 효과적인 환원을 위하여 환원로(200)에 장입되는 건조광(20)의 장입 방향과 반대 방향으로 공급될 수 있다. The reducing
이와 같이, 니켈광의 건식 장치는 건조로(100)와 환원로(200)로 구성함으로써, 구성을 단순화할 수 있다.As described above, the nickel light drying apparatus is composed of the
또한, 건조로(100)에서 배출된 배출 가스(11) 내 포함된 극미분을 포집하여 건조로(100)에서 배출된 건조광(20)과 혼합하기 위한 백 필터(Bag Filter)(110)를 포함할 수 있다.A
또한, 건조로(100) 내에는 고온의 건조 가스와 니켈광(10)이 동시에 공급될 수 있다. In addition, a high temperature dry gas and
건조로(100) 내에는 건조로(100)에 공급되는 니켈광(10)을 파쇄하여 미분화하여 비산시키기 위한 해머밀(hammer mill)(120)이 설치될 수 있다. A
해머밀(120)에는 니켈광(10)의 비산 시 니켈광(10)을 지속적으로 건조시키기 위한 고온의 건조 가스를 계속 공급하기 위한 건조 가스 공급관(121)이 연결될 수 있다. The
또한, 해머밀(120)의 끝단부에는 해머밀(120)로부터 배출되는 미분 중 설정된 크기 이상의 입도를 갖는 미분을 분급하기 위한 분급기(123)가 설치될 수 있다. A
분급기(123)는 해머밀(120)로부터 배출되는 미분 중 설정된 크기 이상의 입도를 갖는 미분을 해머밀(120)로 재순환시킬 수 있다. The
해머밀(120)로부터 배출되는 미분 중 설정된 크기보다 작은 입도를 갖는 미분은 건조되어 분급기(123)를 통하여 배출될 수 있다. The fine particles having a particle size smaller than the set size among the fine particles discharged from the
건조로(100)에는 건조로(100) 내부에 공기를 송풍하기 위한 송풍기(blower)(130)가 설치될 수 있다. The
송풍기(130)에는 건조로(100) 내부로 송풍되는 공기의 유량을 조절하기 위한 유량 조절 밸브(131)가 설치될 수 있다. The
송풍기(130)에 의하여 송풍되는 공기는, 건조로(100) 내부의 과도한 온도 상승을 방지할 수 있다. The air blown by the
또한, 백필터(110)에는 백필터(110)를 통하여 배출되는 배출 가스(11)의 폐열을 회수하기 위한 열교환 장치(140)가 설치될 수 있다.In addition, the
그리고, 환원로(200)에는 환원로(200)에 환원 가스(30)를 공급하기 위한 환원 가스 공급부(300)가 연결될 수 있다. A reducing
환원 가스(30)는 환원로 내부를 환원성 분위기로 형성할 있도록 수소 가스 등으로 이루어질 수 있다. The reducing
환원로(200)를 승온하기 위하여 환원로(200)에 공급되는 승온 가스 중 환원로(200)를 승온하고 환원로(200)에서 배출되는 환원로 승온 배가스(210)는, 건조로(100)의 열원으로 공급될 수 있다. The reducing furnace temperature rise
환원로(200) 환원 배가스(22)에는 환원로(200)로 공급된 과잉의 환원 가스가 환원되며 발생한 수분과 비산된 극미분이 포함될 수 있다. Reduction furnace (200) Reduction flue gas (22) may contain excess water generated by reducing the excess reducing gas supplied to the reduction furnace (200), and generated minute water.
이러한 환원로(200) 환원 배가스(22)에 포함된 수분과 극미분을 제거하기 위한 스크러버(Scrubber)(220)를 포함할 수 있다. The reducing
또한, 스크러버(220)에서 수분과 극미분이 제거된 배출 가스 중 환원 가스만을 선택적으로 분리하기 위한 가스 압력 변동 흡착(PSA: Pressure Swing Adsorption) 장치(230)를 포함할 수 있다. In addition, the
가스 압력 변동 흡착(PSA) 장치(230)에서 분리된 환원 가스(231)는 환원로(200)로 재순환될 수 있다. The reducing gas 231 separated in the gas pressure swing adsorption (PSA)
환원로(200)에는 환원 가스와 건조광(20)의 소성 및 환원 반응을 위한 승온을 위하여 환원로(200) 내부를 가열시켜 주기 위한 가열부(400)가 설치될 수 있다. A
가열부(400)는 석탄 또는 LNG 버너(burner) 등으로 이루어질 수 있다. The
이하에서, 도 1을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 니켈광의 건식 장치의 작동에 대해서 설명한다.Hereinafter, with reference to FIG. 1, the operation of a nickel-based light-emitting device according to an embodiment of the present invention will be described.
상온 상압의 니켈광 습식 제련을 위한 사전 건식 공정에서 환원시켜 침출하여 회수하고자 하는 니켈(Ni)뿐만 아니라 니켈광 내 가장 많이 함유하고 있는 철성분을 회수하기 위하여 철산화물까지 환원시킨다. In the preliminary dry process for nickel photo-hydrometallurgical smelting at room temperature and normal pressure, nickel is reduced to iron oxide to recover not only the nickel (Ni) to be recovered but also the iron component most contained in nickel light.
이때, 철보다 피환원성이 우수한 니켈(Ni)은 물론 코발트(Co)도 환원되어 금속상으로 습식공정에 제공되어 산에 의한 용이한 침출이 가능하게 되어 회수할 수 있게 된다. At this time, cobalt (Co) as well as nickel (Ni), which is more excellent in reducing ability than iron, is also reduced and can be supplied to a wet process in a metal phase, allowing easy leaching with acid and recovery.
그리고, 이러한 니켈광은 일반적으로 다량의 부착수 및 결정수를 포함하고 있는데, 본 발명의 일 실시예에 따른 니켈광의 건식 장치를 이용하여 니켈광에 포함된 부착수 및 결정수를 각각 효과적으로 제거할 수 있다. Such nickel light generally includes a large amount of adhering water and crystal water. However, the number of adhering water and the number of crystals contained in the nickel water can be effectively removed by using a nickel light drying apparatus according to an embodiment of the present invention .
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 니켈광의 건식 장치는 종래의 건조로, 소성로 및 환원로의 3개의 장치로 구분하여 구성한 것을 건조로 및 환원로의 2개의 장치로 구성을 단순화시킨 것이다. In addition, the apparatus for drying nickel light according to an embodiment of the present invention includes two apparatuses, i.e., a drying furnace, a calcining furnace, and a reducing furnace.
니켈광 건식 장치를 단순화 하기 위하여 도 1에 도시된 바와 같이, 부착수 및 결정수를 다량 함유한 니켈광(10)의 부착수의 제거는 건조로(100)에서 비교적 저온인 300℃에서 일어난다. In order to simplify the nickel light-emitting device, as shown in FIG. 1, the removal of the adhering water of the
그리고, 건조로(100)의 온도를 최대 400℃ 이하로 승온시켜 부착수 및 괴타이트계 결정수(니켈광에 함유된 결정수의 약 80%로 대부분을 차지함) 동시에 제거시킨다. Then, the temperature of the drying
이렇게 니켈광의 부착수와 괴타이트계 결정수가 제거된 건조광(20)은 건조로(100)에서 별도의 소성로가 생략되어 곧바로 환원로(200)로 장입된다. The dried light 20 from which the number of nickel lights adhered and the goethite-based crystalline water are removed is charged into the
이때, 환원로(200) 내에 건조광(20)이 장입되는 방향과 반대 방향으로 환원 가스(30)인 수소 가스와 상호 교차하면서 공급된다. The reducing
그리고, 니켈, 코발트, 및 철산화물까지 환원시키기 위하여 환원로(200) 내의 환원 온도를 최대 830℃로 승온시켜 각 환원성분의 금속상까지 환원된 환원광(40)을 배출한다. Then, the reducing temperature in the reducing
이러한 환원로(200)에서의 환원 반응의 효과적인 환원 반응을 위하여 환원 가스로서 수소 가스는 실제 환원 반응에 필요한 가스량의 2배 정도의 과량을 투입하여 충분한 환원 반응이 일어나도록 한다. In order to effectively reduce the reduction reaction in the reducing
이러한 환원로(200)에 장입된 건조광(20)의 승온 과정중 약 600℃ 이상에서는 건조광(20) 내 잔존한 서펜타인(Serpentine)계 결정수가 기화되어 제거되는 소성 반응이 일어난다. When the temperature of the drying
그러므로, 환원 반응에 의해 생성된 H2O 이외 서펜타인계 결정수 소성 반응에 의한 H2O 가 포함되어 환원로 환원 배가스로 배출된다. Thus, the number penta takeover decision standing other than H 2 O produced by the reduction reaction includes a H 2 O by the reaction sintering is discharged to the reduced off-gas to the reduction reactor.
이러한 환원로 환원 배가스 내 수분 함량은 기존의 소성로가 별도로 존재하는 공정보다 증가하지만 이미 건조로(100)에서 대부분의 결정수가 함유된 괴타이트계 결정수를 제거하였으므로 환원로 환원 배가스 내 수분 증가량이 미약하게 된다. The water content in the reduced flue gas of the reduction furnace is increased compared to the existing process in which the existing burning furnace exists separately. However, since the calcite-based crystalline water containing the majority of the crystalline water is already removed in the drying
또한, 환원로 환원 배가스는 승온 과정 중에 배출되므로 실제 환원 반응이 활발해지는 고온인 800℃ 부근에서는 기존의 소성로를 거쳐 완전히 소성된 소성광과 동일한 조건으로 환원 반응이 일어날 수 있다. In addition, since the reduced flue gas is discharged during the heating process, a reduction reaction can occur at a high temperature of about 800 ° C. at which the actual reduction reaction becomes active, under the same conditions as those of the completely burned flue gas through the existing firing furnace.
한편, 수분을 함유한 환원로 환원 배가스(22)는 스크러버(220)를 통과하면서 비산된 극미분이 습식 제거되고, 수분은 응축되어 제거된다. On the other hand, the reduced-amount reducing gas (22) containing water passes through the scrubber (220), and the scattered minute particles are wet-removed, and moisture is condensed and removed.
이후, 환원로 환원 배가스는 가스 압력 변동 흡착(PSA) 장치(230)를 통과하면서 수소 이외의 성분이 제거되고, 수소 이외의 성분이 제거된 순수한 수소 가스만을 환원로(200)로 재순환시켜 수소 가스 재활용율을 높일 수 있다. Thereafter, the reducing furnace exhaust gas is passed through the
또한, 환원로(200) 내 수소 가스와 건조광(20)의 소성 및 환원을 위한 승온은 석탄 또는 LNG 버너(burner)와 같은 가열부(400)를 사용하여 열원을 공급하여 환원로 내부를 승온시킨다. The heating temperature for firing and reduction of the hydrogen gas in the reducing
환원로(200)에서 배출된 고온의 환원로 승온 배가스(210)는 건조로(100)의 열원으로 사용하기 위하여 건조로(100)에 공급되어 건조로(100)를 최대 400℃ 이하로 승온시키는데 사용된 후 배출된다. The high-temperature reducing
이렇게 배출된 배출 가스 내에 포함된 비산 극미분은 백 필터(Bag Filter)(110)를 거쳐 포집되고, 포집된 극미분은 건조광(20)과 혼합하여 배출되고, 백 필터(110)에서 배출된 건조로 배출 가스(11)는 외부로 배출된다. The scattered minute particles contained in the discharged exhaust gas are collected through a
이와 같이, 환원로(200)에서 사용된 환원 가스(30)로서 수소 이외의 과잉의 잔여 수소는 가스 압력 변동 흡착(PSA) 장치(230)를 거쳐 재순환시켜 수소 사용량을 최대한 억제할 수 있다. As described above, excess residual hydrogen other than hydrogen as the reducing
또한, 환원로(200)의 승온을 위하여 공급된 환원로 승온 배가스는 환원로(200)를 승온시키고 배출되지만 여전히 고온의 환원로 승온 배가스(210)로 건조로(100)를 승온하는데 사용하여 열효율을 최대화 할 수 있다. The temperature of the reducing
이와 같이, 기존의 니켈광 건식 장치는 건조로-소성로-환원로의 3개의 반응로로 구성되었지만, 본 발명의 니켈광 건식 장치는 소성 반응을 건조로와 환원로에서 각각 분담하여 건조로와 환원로의 2개의 반응로로 구성하였다. As described above, the conventional nickel photodetector is composed of three reaction furnaces, a drying furnace, a calcining furnace and a reducing furnace. In the nickel-photodermating apparatus of the present invention, however, the calcination reaction is divided in the drying furnace and the reducing furnace, Two reaction furnaces were used.
이와 같이 니켈광 건식 장치를 2개의 반응로로 구성하여도 니켈광의 소성은 물론 동일한 환원율을 획득할 수 있다. Even if the nickel light-emitting device is constituted by two reactors, the same reduction rate as well as the firing of the nickel light can be obtained.
따라서, 이후 니켈 습식 공정에서도 동일한 니켈 침출율 등을 나타내고 있다.Therefore, the same nickel leaching rate is shown in the subsequent nickel wet process.
<실시예><Examples>
니켈 습식 제련을 위한 니켈광 사전 건조 공정에서 사용된 니켈광은 부착수 및 결정수가 다량 함유된 저품위 니켈광인 리모나이트(Limonite)로 [표 1]에 화학성분, 부착수 및 결정수 함량을 나타내었다. Nickel light for nickel wet smelting Nickel light used in the pre-drying process is a low-grade nickel light limonite containing a large amount of adhered water and crystalline water. The chemical components, the number of adhered water and the crystalline water content are shown in Table 1 .
[표 1]에 나타낸 바와 같이 리모나이트(Limonite)는 Ni 함량이 약 1wt%에 불과한 저품위 니켈광이며, Fe는 31.04wt%로 성분 중에 가장 많은 함량을 나타내고 있으며, 고가의 Co도 0.07wt%으로 미량 함유하고 있다. As shown in Table 1, limonite is a low-grade nickel light having a Ni content of only about 1 wt%, and Fe is the most abundant in 31.04 wt%, and the amount of Co is 0.07 wt% Contains trace amounts.
특히, 이러한 저품위 니켈광인 리모나이트는 부착수가 25%로 매우 높을 뿐만 아니라 결정수도 7.5% 함유하여 환원 이전에 이를 제거해야 한다. In particular, such a low-grade nickel-phosphorus limonite is not only very high at 25%, but also contains 7.5% of the crystals and must be removed prior to reduction.
(wt%)Furtherance
(wt%)
[표 1]과 같은 리모나이트(Limonite) 광석을 건조하기 위한 건조로(100)는 해머밀(hammer mill)(120)이 장착된 플래시 드라이어(flash dryer)를 사용하였다.The drying
환원로 승온 배출 가스로 공급되는 고온의 열풍과 수분을 다량 함유한 리모나이트광은 플래시 드라이어의 해머밀(120)로 동시에 공급되어 일부 건조되면서 미분으로 파쇄되면서 니켈광 미분을 비산시키며 지속적인 건조를 수행하도록 한다. Rimonite light containing a large amount of hot air and hot water supplied to the reducing furnace as temperature elevated exhaust gas is simultaneously supplied to the
이렇게 비산된 미분과 건조 가스는 해머밀(120) 후단에 설치된 분급기(123)를 거치면서 예컨대, 입도 크기가 1mm 이상인 입자는 해머밀(120)로 재순환 되고 입도 크기가 1mm 이하인 미분만을 건조시켜 배출시킨다.The particles and the dry gas thus scattered are passed through the
이러한 광석의 파쇄와 순환을 거치는 동안 건조로(100) 온도는 최고 400℃가 유지되도록 하여 부착수는 물론 리모나이트 내에 함유된 괴타이트계 결정수를 제거시킨다. During the crushing and circulation of such ores, the temperature of the drying furnace (100) is maintained at a maximum of 400 ° C to remove not only the number of adhered water but also the goethite-based crystalline water contained in the limonite.
이렇게 배출된 건조광(20)은 [표 1]에 나타낸 바와 같이 결정수는 완전히 제거되나 일부 결정수, 즉 서펜타인(serpentine)계 결정수를 함유하고 있다. As shown in Table 1, the dried
이러한 건조광(20)은 장입빈에 잠시 정체한 후, 일정한 장입 속도로 환원로(200)에 장입된다. The
본 실시예에서 사용된 환원광(40)은 로타리 킬른(rotary kiln)으로 외부 석탄 버너(coal burner)를 이용하여 간접 가열식으로 환원로(200) 외부 철피를 승온시키니다. The reducing
이렇게 승온된 환원로(200) 외부 철피는 환원로(200) 내부로 열전달하여 건조광(20)과 환원 가스인 수소 가스를 승온시킨다. The outside iron of the reducing
이와 같이, 환원로(200)는 간접 가열 방식이므로, 실제 공급된 열원 대비 환원로(200) 승온에 사용되는 열원은 적으므로 상대적으로 환원로 승온 배가스(210)의 온도가 매우 높게 유지될 수 있다. Since the reducing
이러한 고온의 환원로 승온 배가스(210)는 건조로(100)의 열원으로 공급되어 사용하므로 열원의 이용율을 최대화 할 수 있다. Since the high-
한편, 환원로(200)로 공급된 약 300℃의 건조광(20)은 환원로(200) 내부를 통과하면서 로타리 킬른에 의하여 점차 승온되어 600℃부터 시작되어 700℃에 도달하면 서펜타인계 결정수도 완전히 기화되어 제거된다. On the other hand, the drying
그리고, 환원로(200) 내에서 환원 반응을 일으켜 800℃에서 일정 시간 유지하면, [표 1]에 나타낸 환원광과 같은 성분을 나타내며 Fe의 환원율을 75%까지 높게 유지하는 환원광(40)으로 배출된다. When the reduction reaction is caused in the reducing
이러한 환원광의 환원율 75%는 기존의 건조로-소성로-환원로의 3개의 반응로로 구성되는 건식 장치에서 달성한 환원광의 환원율과 동일한 수준이다. The reduction rate of the reduction light of 75% is the same as the reduction ratio of the reduction light achieved in the dry system composed of the three reaction furnaces of the conventional drying furnace, the calcination furnace and the reduction furnace.
이렇게 배출된 환원광은 물이 담긴 저장조에 ?칭(quenching)시켜 니켈 생산을 위한 습식 제련 공정에 제공된다. The reduced light thus emitted is quenched into a reservoir containing water and provided to a wet smelting process for nickel production.
이와 같이 본 발명의 실시예에 의해 니켈 습식제련을 위한 니켈광 사전 건식공정에서 소성로 구성이 생략되므로, 투자비 절감 효과 등의 경제적 이익 및 조업 용이성 등을 달성할 수 있다. As described above, according to the embodiment of the present invention, since the firing furnace structure is omitted in the nickel light pre-dry process for the nickel wet smelting, the economic benefit such as the investment cost reduction effect and the ease of operation can be achieved.
10: 니켈광
20: 건조광
30: 환원 가스
40: 환원광
100: 건조로
200: 환원로10: Nickel light
20: Dry light
30: Reduction gas
40: reduction light
100: drying furnace
200: reduction furnace
Claims (11)
부착수와 결정수를 함유한 니켈광을 400℃ 이하로 승온시켜 니켈광의 부착수와 괴타이트(Goethite)계 결정수를 동시에 제거하기 위한 건조로, 및
상기 건조로에서 배출된 건조광을 800℃ 이상으로 승온시켜 건조광 내 잔류한 서펜타인(Serpentine)계 결정수를 제거하고, 공급되는 환원 가스에 의해 니켈, 코발트 및 철산화물을 환원시키는 환원로
를 포함하는 니켈 습식 제련을 위한 니켈광의 건식 장치.Nickel light preheater for wet nickel smelting,
A drying furnace for simultaneously raising the temperature of the nickel light containing the adhered water and the crystalline water to 400 DEG C or lower to simultaneously remove the adhered water of nickel light and the goethite-
The drying light emitted from the drying furnace is heated to 800 ° C or higher to remove the serpentine-based crystal water remaining in the drying light, and a reduction furnace for reducing nickel, cobalt and iron oxide by the supplied reducing gas
≪ RTI ID = 0.0 > nickel < / RTI >
상기 건조로에서 배출된 배출 가스 내 포함된 극미분을 포집하여 상기 건조로에서 배출된 건조광과 혼합하기 위한 백 필터(Bag Filter)를 포함하는, 니켈 습식 제련을 위한 니켈광의 건식 장치.The method according to claim 1,
And a bag filter for collecting the minute particles contained in the exhaust gas discharged from the drying furnace and mixing the dried powder with the drying light discharged from the drying furnace.
상기 건조로 내에 설치되고, 상기 건조로 내에 공급되는 니켈광을 파쇄하여 미분화하여 비산시키기 위한 해머밀(hammer mill)을 포함하는, 니켈 습식 제련을 위한 니켈광의 건식 장치.The method according to claim 1,
And a hammer mill installed in the drying furnace for crushing and atomizing the nickel light supplied into the drying furnace and for scattering the nickel light.
상기 해머밀에는 니켈광의 비산 시 니켈광을 지속적으로 건조시키기 위한 건조 가스를 계속 공급하기 위한 건조 가스 공급관이 연결되는 것인, 니켈 습식 제련을 위한 니켈광의 건식 장치.The method of claim 3,
Wherein the hammer mill is connected to a drying gas supply pipe for continuously supplying a drying gas for continuously drying nickel light when nickel light is scattered.
상기 해머밀의 끝단부에는 상기 해머밀로부터 배출되는 미분 중 설정된 크기 이상의 입도를 갖는 미분을 분급하기 위한 분급기를 포함하는, 니켈 습식 제련을 위한 니켈광의 건식 장치.The method of claim 3,
And a classifier disposed at an end of the hammer mill for classifying fine particles having a particle size greater than a predetermined size among fine particles discharged from the hammer mill.
상기 건조로 내부에 공기를 송풍하기 위한 송풍기(blower)를 포함하는, 니켈 습식 제련을 위한 니켈광의 건식 장치.The method according to claim 1,
And a blower for blowing air into the drying furnace.
상기 백필터에 연결되고, 상기 백필터를 통하여 배출되는 배출 가스의 폐열을 회수하기 위한 열교환 장치를 포함하는, 니켈 습식 제련을 위한 니켈광의 건식 장치.3. The method of claim 2,
And a heat exchanger connected to the bag filter for recovering waste heat of the exhaust gas discharged through the bag filter.
상기 환원로에서 배출되는 환원로 승온 배가스는 상기 건조로의 열원으로 공급되는 것인, 니켈 습식 제련을 위한 니켈광의 건식 장치.8. The method according to any one of claims 1 to 7,
Wherein the reducing furnace temperature exhaust gas discharged from the reducing furnace is supplied to a heat source of the drying furnace.
상기 환원로에서 배출되는 환원로 환원 배가스에 포함된 수분과 극미분을 제거하기 위한 스크러버(Scrubber)를 포함하는, 니켈 습식 제련을 위한 니켈광의 건식 장치.9. The method of claim 8,
And a scrubber for removing moisture and a minute component contained in the reducing furnace exhaust gas discharged from the reducing furnace.
상기 스크러버에서 수분과 극미분이 제거된 배출 가스 중 환원 가스만을 선택적으로 분리하기 위한 가스 압력 변동 흡착(PSA) 장치를 포함하는, 니켈 습식 제련을 위한 니켈광의 건식 장치.10. The method of claim 9,
And a gas pressure swing adsorption (PSA) device for selectively separating only the reducing gas from the exhaust gas from which the moisture and the minuscule is removed in the scrubber.
상기 가스 압력 변동 흡착(PSA) 장치에서 분리된 환원 가스는 상기 환원로로 재순환되는 것인, 니켈 습식 제련을 위한 니켈광의 건식 장치.11. The method of claim 10,
Wherein the reducing gas separated in the gas pressure swing adsorption (PSA) apparatus is recycled to the reducing furnace.
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