KR102081310B1 - System and method for aluminium melting and black dross recycling - Google Patents

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KR102081310B1 KR1020180151179A KR20180151179A KR102081310B1 KR 102081310 B1 KR102081310 B1 KR 102081310B1 KR 1020180151179 A KR1020180151179 A KR 1020180151179A KR 20180151179 A KR20180151179 A KR 20180151179A KR 102081310 B1 KR102081310 B1 KR 102081310B1
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Abstract

The present invention relates to a method for recycling black dross which can increase aluminum scrap melting efficiency. The method comprises: (a) a step of crushing and grinding black dross, which is created by fluxing aluminum scrap by flux containing sodium chloride and potassium chloride when melting the aluminum scrap in molten aluminum, to divide the black dross into aluminum grains and dross particle powder; (b) a step of causing a hydrolysis reaction between the dross particle powder and water to create a water solution in which a soluble solid containing sodium chloride and potassium chloride is dissolved; and (c) a step of using each of a plurality of evaporation modules to evaporate the water included in the water solution to extract the soluble solid from the water solution, wherein evaporation of the water is induced under different environmental conditions for the evaporation modules to extract the sodium chloride and the potassium chloride in accordance with different extraction orders and extraction times for the evaporation modules.

Description

알루미늄 용해 및 블랙 드로스 재활용 시스템 및 방법{System and method for aluminium melting and black dross recycling}System and method for aluminum melting and black dross recycling}

본 발명은 알루미늄 스크랩의 용해 공정과, 블랙 드로스의 재활용 공정을 수행하기 위한 알루미늄 용해 및 블랙 드로스 재활용 시스템 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an aluminum melting and black dross recycling system and method for carrying out the aluminum scrap melting process and the black dross recycling process.

자동차, 가전 제품 및 건축용 자재 등으로 사용되고 있는 많은 알루미늄 부품은 알루미늄 주조 장치를 이용하여 제조한다. 이러한 알루미늄 주조 장치에 알루미늄 용탕을 공급하는 것이 알루미늄 용해로이다. 알루미늄 용해로는 일정한 크기로 성형된 알루미늄 스크랩을 고열로 용해시키는 장치이다.Many aluminum parts used in automobiles, home appliances, and building materials are manufactured using aluminum casting equipment. It is aluminum melting furnace to supply molten aluminum to such an aluminum casting apparatus. Aluminum melting furnace is a device that melts aluminum scrap formed into a certain size at high temperature.

종래의 알루미늄 용해로는, 알루미늄 용탕을 가열하는 버너를 구비하는 승온실, 승온실에서 배출된 알루미늄 용탕을 펌핑하는 용탕 펌프를 구비하는 용탕 교반실, 및 상기 용탕 교반실에서 배출된 알루미늄 용탕에 알루미늄 압축칩 덩어리를 장입시키는 장입실을 포함한다.Conventional aluminum melting furnaces include a heating chamber including a burner for heating aluminum molten metal, a molten metal stirring chamber including a molten metal pump for pumping the aluminum molten metal discharged from the heating chamber, and the aluminum molten metal discharged from the molten metal stirring chamber. A charging chamber for charging the chip chunks.

여기서, 알루미늄 압축칩 덩어리는, 알루미늄 괴라고도 하며, 알루미늄 제품의 생산이나 가공 시 많이 발생하는 다수의 알루미늄 칩을 압축한 것이다. 그런데, 알루미늄 압축칩 덩어리는 알루미늄 칩을 압축하는 과정에서 다수의 공극을 함유하게 된다. 따라서, 종래 알루미늄 용해로는, 알루미늄 용탕에 투입된 알루미늄 압축칩 덩어리의 중심부까지 열이 잘 전달되지 못해 용해 효율이 떨어지고, 알루미늄 압축실 덩어리가 알루미늄 용탕의 표면으로 부상되어 대기와 접촉됨으로써 알루미늄 산화물이 생성되는 문제점이 있었다.Here, the aluminum compressed chip agglomerate is also referred to as aluminum ingot, and is a compression of a large number of aluminum chips that are frequently generated during production or processing of aluminum products. However, the aluminum compressed chip agglomerates contain a plurality of pores in the process of compressing the aluminum chips. Therefore, in the conventional aluminum melting furnace, heat cannot be transferred well to the center of the aluminum compressed chip agglomerate put into the molten aluminum, so that the melting efficiency decreases, and the aluminum compressed chamber agglomerate floats on the surface of the aluminum molten metal and comes into contact with the atmosphere to produce aluminum oxide. There was a problem.

종래의 알루미늄 용해로는, 상술한 문제점을 해결하기 위하여 용탕 교반실에서 펌핑된 후 장입실로 전달된 알루미늄 용탕에 알루미늄 압축칩 덩어리를 투입하지만, 이러한 경우에도 알루미늄 압축칩 덩어리의 낮은 비중으로 인해 여전히 알루미늄 압축칩 덩어리가 알루미늄 용탕에 부유된 상태로 용해가 진행된다. 따라서, 종래의 알루미늄 용해로는, 용해 효율이 떨어지고, 알루미늄 산화물의 생성량이 많아 순수 알루미늄의 실수율이 떨어진다는 문제점이 있다.Conventional aluminum melting furnace, in order to solve the above problems, the aluminum compacted chip lump is put into the molten aluminum pumped in the molten metal stirring chamber and then transferred to the charging chamber, but in this case, the aluminum compacted chip mass is still alumina due to the low specific gravity of the aluminum compacted chip. Melting proceeds with the compressed chip lump suspended in the molten aluminum. Therefore, the conventional aluminum melting furnace has a problem that the melting efficiency is lowered, and the amount of aluminum oxide generated is large and the real rate of pure aluminum is lowered.

한편, 알루미늄은 산화성이 강한 금속이므로, 알루미늄을 알루미늄 용탕에 용해하는 과정에서 알루미늄 산화물이 발생된다. 이러한 알루미늄 산화물의 발생량이 증가하면 알루미늄의 회수율이 떨어진다. 또한, 일반적으로 알루미늄 용탕에 투입되는 알루미늄 덩어리에는 도료 기타 개재물이 개재된다. 이러한 개재물이 증가하면, 알루미늄의 순도가 감소된다.On the other hand, aluminum is a highly oxidizing metal, so aluminum oxide is generated in the process of dissolving aluminum in the molten aluminum. If the generation amount of such aluminum oxide increases, the recovery rate of aluminum falls. In addition, in general, the aluminum lump to be added to the molten aluminum is interposed with paint and other inclusions. As these inclusions increase, the purity of aluminum decreases.

이러한 알루미늄 산화물과 개재물로 인한 문제점을 해결하기 위하여, 알루미늄의 산화를 방지하고 또한 개재물의 포획이 가능한 플럭스(F)를 투입하여 알루미늄 용탕에 투입하고 있다. 이와 같이 알루미늄 용탕을 플럭스 처리하여 발생한 드로스를 블랙 드로스라고 한다.In order to solve the problems caused by the aluminum oxide and inclusions, a flux (F) capable of preventing oxidation of aluminum and capturing the inclusions is added to the aluminum molten metal. The dross generated by flux treatment of the molten aluminum in this way is called black dross.

그런데, 종래에는, 알루미늄, 알루미늄 산화물 및 플럭스 등 블랙 드로스에 포함된 물질들을 용도에 맞게 재활용할 수 있도록 블랙 드로스를 효과적으로 재활용 가능한 방법이 제안되지 않았다. 따라서, 블랙 드로스는 토양에 매립되어 폐기 처분되고 있으며, 이로 인해 환경 오염의 우려와 자원 낭비가 발생한다는 문제점이 있었다.However, in the related art, a method for effectively recycling the black dross has not been proposed so that materials contained in the black dross such as aluminum, aluminum oxide, and flux may be recycled according to a purpose. Therefore, the black dross is disposed of and disposed of in the soil, which causes a problem of environmental pollution and resource waste.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 알루미늄 스크랩의 용해 효율을 높일 수 있도록 구조를 개선한 알루미늄 용해 및 블랙 드로스 재활용 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to provide an aluminum dissolution and black dross recycling system having an improved structure to increase dissolution efficiency of aluminum scrap.

나아가, 본 발명은 알루미늄 산화물의 생성량을 줄일 수 있도록 구조를 개선한 알루미늄 용해 및 블랙 드로스 재활용 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.Furthermore, an object of the present invention is to provide an aluminum dissolution and black dross recycling system having an improved structure to reduce the amount of aluminum oxide produced.

나아가, 본 발명은 순수 알루미늄의 용해 회수율을 높일 수 있도록 구조를 개선한 알루미늄 용해 및 블랙 드로스 재활용 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.Furthermore, an object of the present invention is to provide an aluminum dissolution and black dross recycling system having an improved structure to increase dissolution recovery rate of pure aluminum.

나아가, 본 발명은 블랙 드로스에 포함된 물질들을 재활용하기 용이하도록 구조를 개선한 알루미늄 용해 및 블랙 드로스 재활용 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.Furthermore, an object of the present invention is to provide an aluminum melting and black dross recycling system whose structure is improved to facilitate recycling of materials contained in the black dross.

나아가, 본 발명은 알루미늄 스크랩을 플럭스 처리하기 위한 플럭스에 포함된 염화물염들을 블랙 드로스로부터 원활하게 회수할 수 있도록 개선한 알루미늄 용해 및 블랙 드로스 재활용 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.Furthermore, an object of the present invention is to provide an aluminum dissolution and black dross recycling system, which is capable of smoothly recovering chloride salts contained in the flux for flux treating aluminum scrap from the black dross.

상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 블랙 드로스 재활용 방법은, (a) 알루미늄 용탕에서 알루미늄 스크랩을 용해시킬 때 상기 알루미늄 스크랩이 염화나트륨과 염화칼륨을 포함하는 플럭스에 의해 플럭스 처리되어 발생한 블랙 드로스를 파쇄 및 분쇄하여 알루미늄 알갱이와 드로스 미립자 파우더로 분할하는 단계; (b) 상기 드로스 미립자 파우더를 물과 가수분해 반응시켜, 염화나트륨과 염화칼륨을 포함하는 가용성 고형분이 용해된 수용액을 생성하는 단계; 및 (c) 복수의 증발 모듈들을 각각 이용해 상기 수용액에 포함된 상기 물을 증발시켜 상기 수용액으로부터 상기 가용성 고형분을 석출시키되, 상기 증발 모듈들마다 서로 상이한 환경 조건 하에서 상기 물의 증발을 유도하여, 상기 증발 모듈들마다 서로 상이한 석출 순서 및 석출 시기에 따라 상기 염화나트륨과 상기 염화칼륨을 석출시키는 단계를 포함한다.The black dross recycling method according to a preferred embodiment of the present invention for solving the above problems, (a) when dissolving aluminum scrap in the molten aluminum, the aluminum scrap is fluxed by a flux containing sodium chloride and potassium chloride Crushing and pulverizing the generated black dross into aluminum granules and dross particulate powder; (b) hydrolyzing the dross particulate powder with water to produce an aqueous solution in which soluble solids containing sodium chloride and potassium chloride are dissolved; And (c) evaporating the water contained in the aqueous solution using a plurality of evaporation modules, respectively, to precipitate the soluble solids from the aqueous solution, inducing the evaporation of the water under different environmental conditions for each of the evaporation modules, thereby evaporating the water. Precipitating the sodium chloride and the potassium chloride according to the different precipitation order and precipitation timing for each module.

바람직하게, 상기 (c) 단계에서, 상기 증발 모듈들 각각은, 리보일러를 이용해 미리 정해진 기준 온도로 상기 수용액을 가열한 후, 증발기를 이용해 상기 물의 증발 온도가 상기 기준 온도가 되도록 조절된 상기 증발기의 내부 압력 하에서 상기 물의 증발을 유도하여, 상기 가용성 고형분을 석출시킨다.Preferably, in the step (c), each of the evaporation module, after heating the aqueous solution to a predetermined reference temperature using a reboiler, the evaporator is adjusted so that the evaporation temperature of the water to the reference temperature using an evaporator Evaporation of the water is induced under the internal pressure of to precipitate the soluble solids.

바람직하게, 상기 기준 온도는, 상기 증발 모듈들 중 당해 증발 모듈에서 구현하고자 하는 상기 염화나트륨과 상기 염화칼륨의 석출 순서 및 석출 시기에 따라 상기 증발 모듈들마다 개별적으로 정해진다.Preferably, the reference temperature is individually determined for each of the evaporation modules according to the order of precipitation and the time of precipitation of the sodium chloride and potassium chloride to be implemented in the evaporation module among the evaporation modules.

바람직하게, 상기 (c) 단계에서, 상기 증발 모듈들 중 적어도 어느 하나의 증발 모듈은, 상기 리보일러를 이용해 상기 수용액에서의 상기 염화나트륨의 용해도가 상기 염화칼륨의 용해도에 비해 미리 정해진 제1 기준 값 이상만큼 낮아지는 제1 기준 온도로 상기 수용액을 가열한 후, 상기 증발기를 이용해 상기 물의 상기 증발 온도가 상기 제1 기준 온도가 되도록 조절된 상기 증발기의 내부 압력 하에서 상기 물의 증발을 유도하여, 상기 염화나트륨을 상기 염화칼륨에 비해 우선적으로 석출시킨다.Preferably, in step (c), the evaporation module of at least one of the evaporation modules, the solubility of the sodium chloride in the aqueous solution using the reboiler is more than a predetermined first reference value compared to the solubility of the potassium chloride. After heating the aqueous solution to a first reference temperature lowered by as much as possible, by using the evaporator to induce the evaporation of the water under the internal pressure of the evaporator is adjusted so that the evaporation temperature of the water to the first reference temperature, so that the sodium chloride It precipitates preferentially compared with the said potassium chloride.

상기 (c) 단계에서, 상기 증발 모듈들 중 적어도 어느 하나의 증발 모듈은, 상기 리보일러를 이용해 상기 수용액에서의 상기 염화나트륨의 용해도와 상기 염화칼륨의 용해도의 차이가 미리 정해진 제2 기준 값 이하로 낮아지는 제2 기준 온도로 상기 수용액을 가열한 후, 상기 증발기를 이용해 상기 물의 상기 증발 온도가 상기 제2 기준 온도가 되도록 조절된 상기 증발기의 내부 압력 하에서 상기 물의 증발을 유도하여, 상기 염화나트륨과 상기 염화칼륨을 함께 석출시킨다.In the step (c), the evaporation module of at least one of the evaporation module, the difference between the solubility of the sodium chloride and the solubility of the potassium chloride in the aqueous solution by using the reboiler is lower than a second predetermined reference value or less After heating the aqueous solution to a second reference temperature, the evaporator induces the evaporation of the water under an internal pressure of the evaporator, in which the evaporation temperature of the water is adjusted to the second reference temperature, thereby reducing the sodium chloride and the potassium chloride. Precipitate together.

바람직하게, 상기 (c) 단계에서, 상기 증발 모듈들 중 적어도 어느 하나의 증발 모듈은, 상기 리보일러를 이용해 상기 수용액에서의 상기 염화칼륨의 용해도가 상기 염화나트륨의 용해도에 비해 미리 정해진 제3 기준 값 이하로 낮아지는 제3 기준 온도로 상기 수용액을 가열한 후, 상기 증발기를 이용해 상기 물의 상기 증발 온도가 상기 제3 기준 온도가 되도록 조절된 상기 증발기의 내부 압력 하에서, 상기 염화칼륨을 상기 염화나트륨에 비해 우선적으로 석출시킨다.Preferably, in step (c), the evaporation module of at least one of the evaporation modules, the solubility of the potassium chloride in the aqueous solution using the reboiler is less than a predetermined third reference value compared to the solubility of sodium chloride. After heating the aqueous solution to a third reference temperature lowered to, the potassium chloride is preferentially compared to the sodium chloride under the internal pressure of the evaporator wherein the evaporator temperature of the water is adjusted to the third reference temperature using the evaporator. Precipitate.

상기 (c) 단계에서, 상기 증발 모듈들 중 적어도 어느 하나의 증발 모듈은, 상기 미리 정해진 기준 온도에 따라 진공 분위기 하에서 상기 물의 감압 증발을 유도할 수 있도록, 압력 조절 부재로부터 선택적으로 인가되는 진공압에 의해 당해 증발기의 내부 압력이 진공 상태로 유지된다.In step (c), the evaporation module of at least one of the evaporation modules is a vacuum pressure selectively applied from the pressure regulating member so as to induce a reduced pressure evaporation of the water in a vacuum atmosphere according to the predetermined reference temperature. This maintains the internal pressure of the evaporator in a vacuum.

바람직하게, (d) 상기 수용액으로부터 석출된 가용성 고형분 석출물 및 상기 가용성 고형분 석출물과 혼합된 상기 수용액을 원심 분리하는 단계를 더 포함하고, 상기 (c) 단계에서는, 상기 증발 모듈들을 재이용하여 상기 (d) 단계에서 상기 가용성 고형분 석출물과 분리된 상기 수용액으로부터 상기 가용성 고형분을 재석출시킨다.Preferably, (d) further comprises the step of centrifuging the soluble solid precipitate precipitated from the aqueous solution and the aqueous solution mixed with the soluble solid precipitate, wherein in step (c), the evaporation modules are reused to obtain the In step), the soluble solids are reprecipitated from the aqueous solution separated from the soluble solids precipitate.

바람직하게, (e) 상기 (d) 단계에서 상기 수용액과 분리된 상기 가용성 고형분 석출물을 건조하여 저장하는 단계를 더 포함한다.Preferably, (e) further comprising the step of drying and storing the soluble solid precipitate separated from the aqueous solution in step (d).

바람직하게, 상기 (c) 단계에서, 상기 증발 모듈들 중 적어도 어느 하나의 증발 모듈은, 외부의 증기 공급원으로부터 공급된 원증기와 상기 수용액을 열교환시켜 상기 수용액을 가열하고, 상기 (c) 단계에서, 상기 증발 모듈들 중 적어도 다른 하나의 증발 모듈은, 상기 적어도 어느 하나의 증발 모듈에서 상기 물이 증발되어 발생한 발생 증기 또는 상기 증발 모듈들 중 또 다른 어느 하나의 증발 모듈에서 상기 물이 증발되어 발생한 발생 증기와 상기 수용액을 열교환시켜 상기 수용액을 가열한다.Preferably, in step (c), the evaporation module of at least one of the evaporation modules, heat the aqueous solution by heat-exchanging the original steam and the aqueous solution supplied from an external steam source, in the step (c) The evaporation module of at least another one of the evaporation modules may be generated by evaporation of the water generated by the evaporation of the water in the at least one evaporation module or by evaporation of the water by another evaporation module of the evaporation modules. The aqueous solution is heated by heat-exchanging the generated steam and the aqueous solution.

바람직하게, (f) 상기 수용액에 분산 또는 침전된 불용성 고형분 및 상기 수용액을 원심 분리하는 단계를 더 포함하고, 상기 (c) 단계에서는, 상기 증발 모듈들을 이용해, 상기 불용성 고형분과 분리된 상기 수용액으로부터 상기 가용성 고형분을 석출시킨다.Preferably, (f) further comprising the step of centrifuging the insoluble solids and the aqueous solution dispersed or precipitated in the aqueous solution, in the step (c), using the evaporation modules, from the aqueous solution separated from the insoluble solids The soluble solids are precipitated.

바람직하게, (g) 상기 원증기 또는 상기 발생 증기가 상기 수용액에 의해 냉각되어 생성된 응축수 또는 상기 원증기 또는 상기 발생 증기가 응축기에 의해 응축되어 생성된 응축수를 이용해 상기 (f) 단계에서 상기 수용액과 분리된 상기 불용성 고형분을 세척하는 단계를 더 포함한다.Preferably, (g) the aqueous solution in step (f) using the condensed water produced by cooling the original steam or the generated steam by the aqueous solution or the condensed water produced by condensing the original steam or the generated steam by a condenser. It further comprises the step of washing the insoluble solids separated from.

본 발명에 따른 알루미늄 용해 및 블랙 드로스 재활용 시스템 및 방법은 다음과 같은 효과를 갖는다.The aluminum melting and black dross recycling system and method according to the present invention has the following effects.

첫째, 본 발명은, 플럭스가 비금속 개재물(介在物, Inclusion)을 선택적으로 포획하여 생성된 블랙 드로스를 와류를 통해 구형으로 결집하여 구형 블랙 드로스를 형성함으로써, 블랙 드로스에 포함된 알루미늄 메탈의 양을 줄일 수 있어 순수 알루미늄의 용해 회수율을 증대시킬 수 있다.First, the present invention is the aluminum metal contained in the black dross by forming a spherical black dross by forming a spherical black dross by splicing the black dross generated by the flux selectively trapping non-metallic inclusions (vortex) It can reduce the amount of can increase the recovery rate of the dissolution of pure aluminum.

둘째, 본 발명은, 구형 블랙 드로스에 포함된 경제적 가치가 있는 물질들을 재활용하여, 경제성을 향상시킬 수 있다.Second, the present invention can improve economics by recycling the economically valuable materials contained in the spherical black dross.

셋째, 본 발명은, 구형 블랙 드로스에 포함된 물질들을 그 성격에 따라 알루미늄 알갱이, 가용성 고형분, 불용성 고형분 및 가수분해 가스로 재활용하여, 구형 블랙 드로스에 포함된 물질들 중 재활용되지 못한 채 폐기되는 물질들을 최소화시켜 경제성을 더욱 향상시킬 수 있다.Third, the present invention recycles the materials contained in the spherical black dross to aluminum granules, soluble solids, insoluble solids and hydrolyzed gases according to their characteristics, and discards them without recycling among the materials contained in the spherical black dross. Economics can be further improved by minimizing the materials to be added.

넷째, 본 발명은, 복수의 증발 모듈들을 개별적으로 이용해, 블랙 드로스를 가수분해 반응시켜 생성한 수용액으로부터 가용성 고형분에 포함된 염화물염들을 다양한 방식으로 석출시킴으로써, 고부가가치를 갖는 염화칼륨, 기타 플럭스의 구성 성분인 염화물염들을 더욱 효과적으로 재활용할 수 있다.Fourth, the present invention, by using a plurality of evaporation modules individually to precipitate the chloride salts contained in the soluble solids in various ways from the aqueous solution produced by hydrolysis reaction of the black dross, the high value-added potassium chloride, other flux Chloride salts as components can be recycled more effectively.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 알루미늄 용해 및 블랙 드로스 재활용 시스템을 개략적으로 나타내는 블록도.
도 2는 도 1의 알루미늄 용해로를 개략적으로 나타내는 개략도.
도 3은 도 2의 용해실과 유동력 부여실의 단면도.
도 4는 도 2의 용해실에서 구형 블랙 드로스가 형성되는 양상을 나타내는 모식도.
도 5는 도 2의 용해실에서 형성된 구형 블랙 드로스의 사진.
도 6은 도 2의 용해실에 수용된 알루미늄 용탕의 표면에 구형 블랙 드로스가 부유된 상태를 나타내는 용해실의 평면도.
도 7은 도 1의 블랙 드로스 재활용 장치를 개략적으로 나타내는 개략도.
도 8은 미립화된 드로스 파우더의 사진.
도 9는 도 7의 석출 유닛의 구성을 개략적으로 나타내는 개략도.
도 10은 염화물염 수용액의 용해도 그래프.
도 11은 석출 및 건조 처리한 가용성 고형분의 사진.
도 12는 도 11에 도시된 가용성 고형분을 정성 분석한 SEM-EDS 차트.
도 13은 도 11에 도시된 가용성 고형분의 조성비를 나타내는 도표.
도 14는 건조 처리한 불용성 고형분의 사진.
도 15는 소성 처리한 불용성 고형분의 사진
도 16은 도 15에 도시된 소성 처리한 불용성 고형분을 정성 분석한 SEM-EDS 차트.
도 17은 도 15에 도시된 소성 처리한 불용성 고형분의 조성비를 나타내는 도표.
도 18은 본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따른 알루미늄 용해 및 블랙 드로스 재활용 방법을 개략적으로 나타내는 순서도.
도 19는 도 18에 기재된 알루미늄 용해 단계와 구형 블랙 드로스를 파쇄 및 분쇄하는 단계의 세부적인 내용을 설명하기 위한 순서도.
도 20은 도 18에 기재된 드로스 파우더 물 분해 단계와 물 분해물 재활용 단계의 세부적인 내용을 설명하기 위한 순서도.
1 is a block diagram schematically illustrating an aluminum melting and black dross recycling system according to a preferred embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic diagram schematically showing the aluminum melting furnace of FIG. 1. FIG.
3 is a cross-sectional view of the melting chamber and the flow force applying chamber of FIG. 2.
FIG. 4 is a schematic diagram showing a state in which a spherical black dross is formed in the dissolution chamber of FIG. 2. FIG.
5 is a photograph of a spherical black dross formed in the dissolution chamber of FIG. 2.
6 is a plan view of a melting chamber showing a state in which a spherical black dross is suspended on the surface of the molten aluminum contained in the melting chamber of FIG. 2.
7 is a schematic diagram schematically showing the black dross recycling apparatus of FIG.
8 is a photograph of atomized dross powder.
9 is a schematic diagram schematically showing the configuration of the precipitation unit of FIG.
10 is a solubility graph of an aqueous chloride salt solution.
11 is a photograph of soluble solids precipitated and dried.
12 is a SEM-EDS chart qualitatively analyzing the soluble solids shown in FIG. 11.
FIG. 13 is a table showing a composition ratio of soluble solids shown in FIG. 11. FIG.
14 is a photograph of insoluble solids dried.
15 is a photograph of insoluble solids subjected to calcining treatment
FIG. 16 is a SEM-EDS chart qualitatively analyzing the insoluble solids subjected to the calcination shown in FIG. 15.
FIG. 17 is a graph showing the composition ratio of insoluble solids subjected to calcining treatment shown in FIG. 15. FIG.
18 is a flow chart schematically showing a method for dissolving aluminum and recycling black dross according to another preferred embodiment of the present invention.
FIG. 19 is a flowchart for explaining details of the aluminum dissolving step and the step of crushing and crushing the spherical black dross described in FIG. 18. FIG.
20 is a flow chart for explaining the details of the dross powder water decomposition step and the water decomposition product recycling step described in FIG.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과하고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.The terms or words used in this specification and claims are not to be construed as being limited to the common or dictionary meanings, and the inventors may appropriately define the concept of terms in order to best describe their invention. It should be interpreted as meanings and concepts corresponding to the technical idea of the present invention based on the principle that the present invention. Therefore, the embodiments described in the specification and the drawings shown in the drawings are only the most preferred embodiment of the present invention and do not represent all of the technical idea of the present invention, various modifications that can be replaced at the time of the present application It should be understood that there may be equivalents and variations.

도면에서 각 구성요소 또는 그 구성요소를 이루는 특정 부분의 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 따라서, 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다. 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그러한 설명은 생략하도록 한다.In the drawings, the size of each component or a specific portion constituting the components is exaggerated, omitted, or schematically illustrated for convenience and clarity of description. Thus, the size of each component does not entirely reflect its actual size. If it is determined that the detailed description of the related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, such description will be omitted.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 알루미늄 용해 및 블랙 드로스 재활용 시스템을 개략적으로 나타내는 블록도이다.1 is a block diagram schematically showing an aluminum melting and black dross recycling system according to a preferred embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 알루미늄 용해 및 블랙 드로스 재활용 시스템(1)은, 알루미늄 스크랩을 플럭스 처리된 알루미늄 용탕에 용해하기 위한 알루미늄 용해로(2); 및 알루미늄 스크랩을 알루미늄 용탕에 용해할 때 알루미늄 용탕에 포함된 개재물이 플럭스에 포획되어 형성된 블랙 드로스를 재활용하기 위한 블랙 드로스 재활용 장치(3)를 포함한다. 이러한 알루미늄 용해 및 블랙 드로스 재활용 시스템(1)은, 알루미늄 주조물을 제조하기 위한 알루미늄 용탕을 확보할 수 있도록 알루미늄 스크랩을 플럭스 처리된 알루미늄 용탕에 용해함과 함께, 블랙 드로스에 포함된 성분들을 재활용할 수 있도록 블랙 드로스를 처리하기 위한 것이다.Referring to FIG. 1, an aluminum melting and black dross recycling system 1 according to a preferred embodiment of the present invention includes an aluminum melting furnace 2 for dissolving aluminum scrap in a fluxed aluminum molten metal; And a black dross recycling apparatus 3 for recycling the black dross formed by trapping inclusions contained in the aluminum molten metal in the flux when the aluminum scrap is dissolved in the aluminum molten metal. This aluminum melting and black dross recycling system (1) dissolves aluminum scrap in fluxed aluminum molten metal so as to secure aluminum molten metal for producing an aluminum casting, and recycles the components contained in the black dross. It's meant to handle black dross so you can.

이하에서는, 설명의 편의를 위해 알루미늄 용해로(2)에 대해 먼저 설명한 후 블랙 드로스 재활용 장치(3)에 대해 설명하기로 한다.Hereinafter, for convenience of description, the aluminum melting furnace 2 will be described first, and then the black dross recycling apparatus 3 will be described.

도 2는 도 1의 알루미늄 용해로를 개략적으로 나타내는 개략도이다.FIG. 2 is a schematic view schematically showing the aluminum melting furnace of FIG. 1.

도 2를 참조하면, 알루미늄 용해로(2)는, 알루미늄 용탕(M)이 가열되는 가열실(10)과, 알루미늄 스크랩(A)과 플럭스(F)가 각각 알루미늄 용탕(M)에 투입되는 용해실(20)과, 알루미늄 용탕(M)에 유동력을 부여하는 유동력 부여실(20)을 포함한다.Referring to FIG. 2, the aluminum melting furnace 2 includes a heating chamber 10 in which aluminum molten metal M is heated, and a melting chamber in which aluminum scraps A and flux F are introduced into aluminum molten metal M, respectively. 20 and a flow force imparting chamber 20 for imparting a flow force to the molten aluminum M.

도 2에 도시된 바와 같이, 알루미늄 용해로(2)는, 내화물 재질을 갖는 벽체들에 의하여 구획된 다수의 공간들을 구비한다. 가열실(10), 용해실(20) 및 유동력 부여실(30)은 각각, 알루미늄 용해로(2)의 다수의 공간들 중 어느 하나의 공간에 다른 공간들과 독립된 상태로 마련된다.As shown in FIG. 2, the aluminum melting furnace 2 has a plurality of spaces partitioned by walls having a refractory material. The heating chamber 10, the melting chamber 20, and the flow force imparting chamber 30 are each provided in a state independent of other spaces in any one of a plurality of spaces of the aluminum melting furnace 2.

가열실(10)은, 알루미늄 용탕(M)을 미리 정해진 온도로 가열하기 위한 공간이다.The heating chamber 10 is a space for heating the molten aluminum M to a predetermined temperature.

가열실(10)은, 후술할 용해실(20)의 제2 유동 통로(29)와 연통되어 용해실(20)로부터 알루미늄 용탕(M)을 전달받는다. 가열실(10)은 열손실이 최소화될 수 있도록 후술할 제1 유동 통로(16) 및 제2 유동 통로(29)와 연결된 부분을 제외한 나머지 부분은 외부와 차단된 밀폐 구조로 형성된다.The heating chamber 10 communicates with the 2nd flow path 29 of the melting chamber 20 mentioned later, and receives the aluminum molten metal M from the melting chamber 20. The heating chamber 10 is formed in a hermetically sealed structure that is separated from the outside except for a portion connected to the first flow passage 16 and the second flow passage 29 which will be described later to minimize heat loss.

도 2에 도시된 바와 같이, 가열실(10)은, 알루미늄 용탕(M)을 가열하는 가열 유닛(12)과, 알루미늄 용탕(M)을 알루미늄 용해로(2)의 외부로 배출하기 위한 출탕구(14)와, 가열실(10)에 수용된 알루미늄 용탕(M)을 유동력 부여실(30)로 전달하기 위한 제1 유동 통로(16)를 포함한다.As shown in FIG. 2, the heating chamber 10 includes a heating unit 12 for heating the aluminum molten metal M and a hot water outlet for discharging the aluminum molten metal M to the outside of the aluminum melting furnace 2. 14 and a first flow passage 16 for transferring the molten aluminum M accommodated in the heating chamber 10 to the flow force applying chamber 30.

가열 유닛(12)은, 알루미늄 용탕(M)을 미리 정해진 온도로 가열하기 위한 장치이다.The heating unit 12 is a device for heating the molten aluminum M to a predetermined temperature.

도 2에 도시된 바와 같이, 가열 유닛(12)은, 가열실(10)을 구획하는 벽체들에 설치되는 버너일 수 있다. 알루미늄 용탕(M)의 가열 온도는 특별히 한정되지 않는다. 알루미늄 용탕(M)의 온도는 가열실(10)에 설치된 온도 센서(미도시)에 의하여 측정될 수 있으며, 가열 유닛(12)은, 온도 센서로부터 알루미늄 용탕(M)의 온도를 입력받아, 알루미늄 용탕(M)을 미리 정해진 가열 온도로 가열할 수 있다.As shown in FIG. 2, the heating unit 12 may be a burner installed in the walls partitioning the heating chamber 10. The heating temperature of the aluminum molten metal M is not specifically limited. The temperature of the aluminum molten metal M may be measured by a temperature sensor (not shown) installed in the heating chamber 10, and the heating unit 12 receives the temperature of the aluminum molten metal M from the temperature sensor, thereby causing aluminum. The molten metal M can be heated to a predetermined heating temperature.

출탕구(14)는, 가열실(10)에서 가열된 알루미늄 용탕(M)을 알루미늄 용해로(2)의 외부로 배출하기 위한 출구이다The hot water outlet 14 is an outlet for discharging the molten aluminum M heated in the heating chamber 10 to the outside of the aluminum melting furnace 2.

출탕구(14)는, 알루미늄 주조물을 제조하기 위한 알루미늄 주조 장치와 연결되거나 또는 알루미늄 용탕(M)을 이송하기 위한 용탕 이송 용기와 연결될 수 있다. 출탕구(14)에는, 출탕구(14)를 선택적으로 개폐하는 개폐 밸브(18)가 설치될 수 있다. The tap opening 14 may be connected with an aluminum casting apparatus for producing an aluminum casting or with a molten metal transfer container for transferring an aluminum molten metal M. FIG. In the tap opening 14, an opening and closing valve 18 for selectively opening and closing the tap opening 14 may be provided.

제1 유동 통로(16)는, 가열실(10)에 수용된 알루미늄 용탕(M)을 유동력 부여실(30)로 전달하기 위한 통로이다.The first flow passage 16 is a passage for transferring the molten aluminum M accommodated in the heating chamber 10 to the flow force applying chamber 30.

도 2에 도시된 바와 같이, 제1 유동 통로(16)는 가열실(10)과 유동력 부여실(30)을 구획하는 벽체가 관통되어 형성되며, 알루미늄 용탕(M)은 제1 유동 통로(16)를 통해 유동력 부여실(30)로 유입된다.As shown in FIG. 2, the first flow passage 16 is formed by penetrating a wall partitioning the heating chamber 10 and the flow force applying chamber 30, and the aluminum molten metal M is formed in the first flow passage ( 16) flows into the flow force providing chamber (30).

도 3은 도 2에 도시된 용해실과 유동력 부여실의 단면도이며, 도 4에 도시된 도 2의 용해실에서 구형 블랙 드로스가 형성되는 양상을 나타내는 도면이며, 도 5에 도시된 도 2의 용해실에서 형성된 구형 블랙 드로스의 사진이다.3 is a cross-sectional view of the dissolution chamber and the flow force imparting chamber illustrated in FIG. 2, illustrating a spherical black dross formed in the dissolution chamber of FIG. 2 illustrated in FIG. 4, and the dissolution of FIG. 2 illustrated in FIG. 5. Picture of spherical black dross formed from yarn.

용해실(20)은, 플럭스(F)와 알루미늄 스크랩(A)을 알루미늄 용탕(M)에 투입하기 위한 공간이다.The melting chamber 20 is a space for injecting the flux F and the aluminum scrap A into the molten aluminum M. As shown in FIG.

용해실(20)은, 후술할 유동력 부여실(30)의 제3 유동 통로(34)와 연통되어 알루미늄 용탕(M)을 유동력 부여실(30)로부터 전달받는다. 용해실(20)은, 플럭스(F)와 알루미늄 스크랩(A)을 알루미늄 용탕(M)에 투입할 수 있도록 상면의 적어도 일부분이 개방된 개방 구조로 형성되며, 가열실(10)보다 상대적으로 작은 용적을 갖는다. 즉, 용해실(20)은, 알루미늄 스크랩(A)을 용해실(20)에 투입하여 용해 작업을 수행할 수 있도록 개방 구조로 형성되고, 열손실을 줄일 수 있도록 가열실(10)보다 상대적으로 작은 용적을 갖는 것이다.The melting chamber 20 communicates with the 3rd flow path 34 of the flow force provision chamber 30 mentioned later, and receives the molten aluminum M from the flow force provision chamber 30. The melting chamber 20 is formed in an open structure in which at least a portion of the upper surface is opened to inject the flux F and the aluminum scrap A into the molten aluminum M, and is smaller than the heating chamber 10. Has a volume. That is, the melting chamber 20 is formed in an open structure so that the aluminum scrap A may be injected into the melting chamber 20 to perform the dissolving operation, and the heating chamber 10 may be relatively smaller than the heating chamber 10 to reduce the heat loss. It has a small volume.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 용해실(20)은, 알루미늄 용탕(M)에 선회 하강하는 와류(V)를 생성하는 와류 유닛(21)과, 플럭스(F)를 와류(V)에 투입하는 플럭스 공급 유닛(23)과, 알루미늄 스크랩(A)을 와류(V)에 투입하는 원재료 공급 유닛(25)과, 용해실(20)에 수용된 알루미늄 용탕(M)을 가열실(10)로 전달하기 위한 제2 유동 통로(29)를 포함한다.As shown in FIG. 2 and FIG. 3, the melting chamber 20 includes a vortex unit 21 for generating a swirl V descending in the molten aluminum M, and the flux F through the vortex V. The heating chamber 10 includes a flux supply unit 23 to be introduced into the raw material, a raw material supply unit 25 to inject aluminum scrap A into the vortex V, and an aluminum molten metal M contained in the melting chamber 20. And a second flow passage 29 for delivery therethrough.

와류 유닛(21)은, 용해실(20)에 수용된 알루미늄 용탕(M)에 선회 하강하는 와류(V)를 형성하기 위한 부재이다.The vortex unit 21 is a member for forming the vortex V which swings and descends on the molten aluminum M accommodated in the melting chamber 20.

와류 유닛(21)은 적어도 일부분이 알루미늄 용탕(M)에 침지되도록 용해실(20)에 설치된다. 와류 유닛(21)에 의하여 생성된 와류(V)와 제3 유동 통로(34)를 통해 용해실(20)로 유입되는 알루미늄 용탕(M)의 유동이 직접적으로 대면할 경우에는, 알루미늄 용탕(M)의 유동이 방해 받을 우려가 있다. 이를 방지하기 위하여, 도 2에 도시된 바와 같이, 와류 유닛(21)은 제3 유동 통로(34)와 일직선 상에 위치하지 않도록 용해실(20)의 일측에 설치되는 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다.The vortex unit 21 is installed in the melting chamber 20 so that at least a part thereof is immersed in the molten aluminum M. In the case where the flow of the vortex V generated by the vortex unit 21 and the flow of the aluminum molten metal M flowing into the melting chamber 20 through the third flow passage 34 directly face each other, the aluminum melt M ) Flow may be disturbed. In order to prevent this, as shown in FIG. 2, the vortex unit 21 is preferably installed on one side of the melting chamber 20 so as not to be in line with the third flow passage 34, but is limited thereto. It is not.

도 3에 도시된 바와 같이, 와류 유닛(21)은, 알루미늄 용탕(M)에 침지되는 하단 및 알루미늄 용탕(M)의 외부로 연장되어 구동 모터(미도시)와 축 결합되는 상단을 갖는 회전축(21a), 및 회전축(21a)의 하단에 축 결합되는 교반 임펠러(21b)를 포함한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 구동 모터가 구동되면, 교반 임펠러(21b)가 회전축(21a)을 중심으로 회전함으로써 용해실(20)에 수용된 알루미늄 용탕(M)에는 회전축(21a)을 중심으로 선회 하강하는 와류(V)가 생성된다.As shown in FIG. 3, the vortex unit 21 has a rotary shaft having a lower end immersed in the aluminum molten metal M and an upper end extended out of the aluminum molten metal M and axially coupled to a driving motor (not shown). 21a) and a stirring impeller 21b axially coupled to the lower end of the rotation shaft 21a. As shown in FIG. 3, when the driving motor is driven, the stirring impeller 21b is rotated about the rotation shaft 21a to pivot about the rotation shaft 21a in the aluminum molten metal M accommodated in the melting chamber 20. A descending vortex V is produced.

플럭스 공급 유닛(23)은, 외부의 플럭스 공급원(미도시)으로부터 공급된 플럭스(F)를 용해실(20)에 수용된 알루미늄 용탕(M)에 투입하기 위한 장치이다.The flux supply unit 23 is a device for injecting the flux F supplied from an external flux supply source (not shown) into the molten aluminum M accommodated in the melting chamber 20.

플럭스(F)는, 알루미늄보다 비중이 작은 혼합염으로서, 개재물과 친화력이 높은 재질로 형성된다. 도 3에 도시된 바와 같이, 플럭스 공급 유닛(23)은, 이러한 플럭스(F)를 와류 유닛(21)에 의하여 생성된 와류(V)에 투입한다. 그러면, 와류(V)에 의하여 플럭스(F)가 알루미늄 용탕(M)에 신속하게 침지되어 용해된 후 용해실(20)에 고르게 퍼질 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 플럭스 공급 유닛(23)은 와류(V)가 아닌 다른 부분에 플럭스(F)를 투입할 수도 있다.Flux F is a mixed salt having a specific gravity smaller than that of aluminum, and is formed of a material having a high affinity for inclusions. As shown in FIG. 3, the flux supply unit 23 injects the flux F into the vortex V generated by the vortex unit 21. Then, the flux (F) is rapidly immersed in the molten aluminum (M) by the vortex (V) to dissolve and can be evenly spread in the dissolution chamber (20). However, the present invention is not limited thereto, and the flux supply unit 23 may inject the flux F into a portion other than the vortex V.

플럭스(F) 투입 시기는 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 플럭스 공급 유닛(23)은, 원재료 공급 유닛(25)이 와류(V)에 알루미늄 스크랩(A)을 투입하기 이전에 플럭스(F)를 와류(V)에 미리 투입할 수 있다. 그러면, 플럭스(F)는 와류(V)에 의해 선회 하강하면서 알루미늄 용탕(M)에 침지되어 용해된다. 그런데, 플럭스(F)는 알루미늄 보다 작은 비중을 가지므로, 알루미늄 용탕(M)에 용해된 플럭스(F)는 알루미늄 용탕(M)의 표면으로 부상하여 알루미늄 용탕(M)의 표면에 용융 플럭스층, 즉, 염욕층을 형성한다. 이러한 용융 플럭스층은, 알루미늄 용탕(M) 및 알루미늄 용탕(M)에 투입된 알루미늄 스크립(A)이 대기 중의 산소와 접촉되는 것을 차단하여, 알루미늄 산화물의 발생량을 줄일 수 있다.The flux (F) injection timing is not particularly limited. For example, the flux supply unit 23 can inject the flux F into the vortex V before the raw material supply unit 25 injects the aluminum scrap A into the vortex V. As shown in FIG. Then, the flux F is immersed and melt | dissolved in the molten aluminum M while turning down by vortex V. However, since the flux F has a specific gravity smaller than that of aluminum, the flux F dissolved in the aluminum molten metal M rises to the surface of the aluminum molten metal M, and the molten flux layer is formed on the surface of the aluminum molten metal M. That is, a salt bath layer is formed. Such a molten flux layer can block the aluminum molten metal M and the aluminum script A injected into the molten aluminum M from contacting oxygen in the air, thereby reducing the amount of aluminum oxide generated.

이러한 플럭스(F)는 개재물을 선택적으로 포획 가능함과 동시에 용융 플럭스층을 형성 가능한 조성을 갖는다. 바람직하게, 플럭스(F)는, 염화나트륨(NaCl)과 염화칼륨(KCl)이 동일한 중량부로 혼합된 혼합물 93-97 중량부 및 빙정석류(Cryolite, Potassium Cryolite) 3-7 중량부를 포함할 수 있다. 더욱 바람직하게, 플럭스(F)는, 염화나트륨(NaCl) 47.5 중량부, 염화칼륨(KCl) 47.5 중량부 및 포타슘 알루미늄 플루오라이드(KAlF4) 5 중량부를 포함할 수 있다.Such flux F has a composition capable of selectively trapping inclusions and forming a molten flux layer. Preferably, the flux (F) may include 93-97 parts by weight of a mixture of sodium chloride (NaCl) and potassium chloride (KCl) in the same parts by weight and 3-7 parts by weight of cryolite (Cryolite, Potassium Cryolite). More preferably, the flux (F) may include 47.5 parts by weight of sodium chloride (NaCl), 47.5 parts by weight of potassium chloride (KCl) and 5 parts by weight of potassium aluminum fluoride (KAlF 4 ).

한편, 후술할 원재료 공급 유닛(25)에 의해 알루미늄 스크랩(A)의 투입이 시작되면, 플럭스 공급 유닛(23)은 원재료 공급 유닛(25)과 동시 또는 이시에 플럭스(F)를 와류(V)에 투입할 수 있다. 즉, 알루미늄 스크랩(A)의 투입이 시작된 이후에도 플럭스(F)는 알루미늄 스크랩(A)의 공급 추이에 맞추어 계속적 또는 단속적으로 공급되는 것이다.On the other hand, when the input of aluminum scrap A is started by the raw material supply unit 25 which will be described later, the flux supply unit 23 vortex flux F simultaneously or at the same time as the raw material supply unit 25. You can put it in That is, the flux F is continuously or intermittently supplied in accordance with the supply trend of the aluminum scrap A even after the introduction of the aluminum scrap A is started.

플럭스(F)는 이를 이용하여 포획하고자 하는 개재물의 양과 동일한 양이 공급되는 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서, 플럭스(F)의 공급량은 알루미늄 스크랩(A)의 공급량과 알루미늄 스크랩(A)의 종류에 따라 조절될 수 있다. 즉, 도료 기타 다량의 개재물을 포함하는 알루미늄 스크랩(A)이 공급되는 경우에는 플럭스(F)의 공급량이 증가되고, 순도가 높은 알루미늄 스크랩(A)이 공급되는 경우에는 플럭스(F)의 공급량이 감소될 수 있다.The flux (F) is preferably supplied with the same amount as the amount of inclusions to be captured using this, but is not limited thereto. Therefore, the supply amount of flux F can be adjusted according to the supply amount of aluminum scrap A and the kind of aluminum scrap A. FIG. That is, when aluminum scrap A containing a large amount of paint or other inclusions is supplied, the supply amount of flux F is increased, and when aluminum scrap A with high purity is supplied, the supply amount of flux F is supplied. Can be reduced.

원재료 공급 유닛(25)은, 외부의 원재료 공급원(미도시)으로부터 공급된 알루미늄 스크랩(A)을 용해실(20)에 수용된 알루미늄 용탕(M)에 투입하기 위한 장치이다.The raw material supply unit 25 is an apparatus for injecting the aluminum scraps A supplied from an external raw material supply source (not shown) into the molten aluminum M accommodated in the melting chamber 20.

도 3에 도시된 바와 같이, 원재료 공급 유닛(25)은, 와류 유닛(21)에 의하여 생성된 와류(V)에 알루미늄 스크랩(A)을 투입한다. 그러면, 알루미늄 스크랩(A)은 와류(V)에 의해 선회 하강하면서 알루미늄 용탕(M)에 신속히 침지되어 용해될 수 있으므로, 알루미늄 용탕(M)에 침지된 알루미늄 스크랩(A)과 대기의 접촉이 더욱 효과적으로 차단됨으로써 알루미늄 산화물의 발생량을 더욱 줄일 수 있다.As shown in FIG. 3, the raw material supply unit 25 injects aluminum scrap A into the vortex V generated by the vortex unit 21. Then, the aluminum scrap (A) can be rapidly immersed in the molten aluminum (M) and dissolved while turning down by the vortex (V), the contact between the aluminum scrap (A) immersed in the aluminum molten metal (M) is further contacted. By effectively blocking, the amount of aluminum oxide generated can be further reduced.

알루미늄 스크랩(A)의 투입 시기는 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 원재료 공급 유닛(25)은, 알루미늄 용탕(M)의 표면에 용융 플럭스층이 형성된 이후에 알루미늄 스크랩(A)의 투입을 시작할 수 있다. 그러면, 알루미늄 스크랩(A)은, 알루미늄 용탕(M)의 표면에 용융 플럭스층이 형성된 상태로 알루미늄 용탕(M)에 침지될 수 있다. 이로 인해, 알루미늄 용탕(M)에 침지된 알루미늄 스크랩(A)과 대기의 접촉이 더욱 효과적으로 차단되므로, 알루미늄 산화물의 발생량을 더욱 줄일 수 있다.The injection timing of aluminum scrap (A) is not specifically limited. For example, the raw material supply unit 25 may start to input aluminum scrap A after the molten flux layer is formed on the surface of the aluminum molten metal M. For example, as shown in FIG. Then, the aluminum scrap (A) may be immersed in the aluminum molten metal (M) in a state where a molten flux layer is formed on the surface of the aluminum molten metal (M). For this reason, since the contact between the aluminum scrap A immersed in the molten aluminum M and the atmosphere is more effectively blocked, the amount of aluminum oxide can be further reduced.

알루미늄 스크랩(A)의 직경이 큰 경우에는 열 전달율이 떨어지는 문제점이 있다. 따라서, 알루미늄 스크랩(A)은 5 ㎝ 이하의 직경을 갖는 것이 바람직하다. 이러한 알루미늄 스크랩(A)의 종류는 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 알루미늄 스크랩(A)은, 알루미늄, 마그네슘 및 알루미늄 합금을 주로 포함하는 알루미늄 폐캔 스크랩(UBCs, A 3XXX 계열, A 5XXXX 계열)일 수 있다. 이러한 알루미늄 폐캔 스크랩의 화학 조성은 표 1과 같다.If the diameter of the aluminum scrap (A) is large, there is a problem that the heat transfer rate is lowered. Therefore, it is preferable that aluminum scrap (A) has a diameter of 5 cm or less. The kind of such aluminum scrap (A) is not specifically limited. For example, the aluminum scraps A may be aluminum waste can scraps (UBCs, A 3XXX series, A 5XXXX series) mainly comprising aluminum, magnesium and aluminum alloys. The chemical composition of this aluminum waste can scrap is shown in Table 1.

부품part Al 합금
계열
Al alloy
line
화학조성 (%)Chemical composition (%)
SiSi FeFe CuCu MnMn ZnZn MgMg 몸체Body A 3004A 3004 < 0.3<0.3 < 0.70<0.70 < 0.25<0.25 1.0-1.51.0-1.5 < 0.25<0.25 0.8-1.30.8-1.3 뚜껑Lid A 5052A 5052 < 0.25<0.25 < 0.40<0.40 < 0.10<0.10 < 0.10<0.10 < 0.10<0.10 2.2-2.82.2-2.8 Tab A 5182A 5182 < 0.2<0.2 < 0.35<0.35 < 0.15<0.15 0.2-0.50.2-0.5 < 0.25<0.25 4.0-5.04.0-5.0

한편, 알루미늄 스크랩(A)의 개재물(介在物, Inclusions)은, 알루미늄 스크랩(A)이 알루미늄 용탕(M)에 장입되어 용해될 때, 용융 알루미늄과 응집되는 성질을 갖는다. 그런데, 용용 플럭스층 즉, 플럭스(F)는, 개재물과 용융 알루미늄의 응집력을 약화시켜 개재물과 용융 알루미늄을 해리시키고, 용융 알루미늄과 해리된 개재물을 선택적으로 포획하여 블랙 드로스(B1)를 형성한다. 블랙 드로스(B1)는, 전술한 형성 과정에서 부피가 증가되어 용융 알루미늄보다 낮은 비중을 가지며, 이로 인해 알루미늄 용탕(M)의 표면으로 부상한다.On the other hand, inclusions (inclusions) of the aluminum scrap (A), when the aluminum scrap (A) is charged and dissolved in the aluminum molten metal (M), has a property to aggregate with the molten aluminum. By the way, the molten flux layer, ie, flux F, weakens the cohesion between inclusions and molten aluminum to dissociate inclusions and molten aluminum, and selectively captures molten aluminum and dissociated inclusions to form black dross B 1 . do. The black dross (B 1 ) has a specific gravity lower than that of molten aluminum due to an increase in volume in the above-described forming process, thereby rising to the surface of the molten aluminum (M).

또한, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 블랙 드로스(B1)는, 와류(V)에 의해 선회 하강하다가 와류(V)의 하단에 도달하면 와류(V)로부터 이탈되며, 그 다음에는 알루미늄 용탕(M)의 표면으로 부상된 후 다시 와류(V)의 흡입력에 의해 와류(V)에 합류된다. 따라서, 블랙 드로스(B1)는, 이러한 과정을 통해 알루미늄 용탕(M)의 표면에서 생성된 다른 블랙 드로스(B1)와 결합된다. 도 5에 도시된 바와 같이, 이러한 과정이 반복되면, 다수의 블랙 드로스(B1)가 구형으로 결집된 구형 블랙 드로스(B2)가 형성된다. 즉, 와류 유닛(21)은, 와류(V)를 통해 블랙 드로스(B1)를 반복적으로 하강 및 부상시킴으로써, 다수의 블랙 드로스(B1)가 구형으로 결집된 구형 블랙 드로스(B2)를 형성하는 것이다. 이러한 구형 블랙 드로스(B2)의 화학 조성은 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 전술한 바와 같이, 알루미늄 스크랩(A)은 알루미늄 폐캔 스크랩(UBCs 스크랩)이고 또한 플럭스(F)는 염화나트륨(NaCl) 47.5 중량부, 염화칼륨(KCl) 47.5 중량부 및 포타슘 알루미늄 플루오라이드(KAlF4) 5 중량부를 포함하는 경우에. 구형 블랙 드로스(B2)의 화학 조성은 표 2와 같다.In addition, as shown in FIGS. 3 and 4, the black dross B 1 is swung down by the vortex V and then is released from the vortex V when the lower end of the vortex V is reached. After rising to the surface of the aluminum molten metal (M) is joined to the vortex (V) by the suction force of the vortex (V) again. Thus, the black dross (B 1) is coupled with the surface of the other black dross (B 1) generated in the aluminum molten metal (M) through this process. As shown in FIG. 5, when this process is repeated, a spherical black dross B 2 in which a plurality of black dross B 1 is spherically collected is formed. That is, the vortex unit 21 repeatedly lowers and floats the black dross B 1 through the vortex V to form a spherical black dross B in which a plurality of black dross B 1 is spherically collected. 2 ) to form. The chemical composition of such spherical black dross (B 2 ) is not specifically limited. For example, as described above, aluminum scrap (A) is aluminum waste can scrap (UBCs scrap) and flux (F) is 47.5 parts by weight sodium chloride (NaCl), 47.5 parts by weight potassium chloride (KCl) and potassium aluminum fluoride ( KAlF 4 ) 5 parts by weight. The chemical composition of the spherical black dross (B 2 ) is shown in Table 2.

조성 화학물질Chemical composition 화학조성 (%)Chemical composition (%) AlAl 5-105-10 Al2O3 Al 2 O 3 25-3525-35 MgMg 5-105-10 MgOMgO 5-105-10 NaClNaCl 20-3020-30 KClKCl 20-3020-30

구형 블랙 드로스(B2)는, 블랙 드로스(B1)가 알루미늄 용탕(M)을 하강 및 부상하기를 반복하면서 점진적으로 형성되므로, 이러한 하강 및 부상 과정 없이 일회적으로 형성되는 일반적인 블랙 드로스에 비해 개재물의 제거 성능이 뛰어나다. 이로 인해, 구형 블랙 드로스(B2)를 형성할 경우에는 일반적인 블랙 드로스를 형성하는 경우에 비해 드로스 중의 알루미늄 함유율을 저감시킬 수 있다. 즉, 일반적인 블랙 드로스, 예를 들어, 종래의 알루미늄 폐캔 용해 공정에서 화이트 드로스를 플럭스 처리하여 형성한 일반 블랙 드로스는 약 50% 이상의 알루미늄 함유율을 가지나, 구형 블랙 드로스(B2)는 약 10% 이하의 알루미늄의 함유율을 갖는다. 따라서, 구형 블랙 드로스(B2)를 형성함으로써, 순수 알루미늄의 용해 회수율을 향상시킬 수 있다. 또한, 구형 블랙 블록 드로스(B2)를 형성함으로써, 발열제 플럭스 및 재처리 압입기를 이용해 드로스를 재처리하여 드로스에 포획된 알루미늄을 회수하는 드로스 재처리 과정을 생략 가능하므로, 이러한 드로스 재처리에 소요되는 비용을 절감할 수 있다.Spherical black dross (B 2 ) is a common black dross formed once without black dross (B 1 ) gradually descending and floating the aluminum molten metal (M), without such a drop and injury process. Compared to the removal of inclusions is superior. Because of this, the case of forming the spherical black dross (B 2) may be reduced with aluminum content in the dross in comparison with the case of forming the common black dross. That is, a general black dross, for example, a general black dross formed by fluxing white dross in a conventional aluminum waste can melting process has an aluminum content of about 50% or more, but a spherical black dross (B 2 ) is about It has a content rate of aluminum of 10% or less. Therefore, by forming spherical black dross (B 2 ), the dissolution recovery rate of pure aluminum can be improved. In addition, by forming the spherical black block dross (B2), it is possible to omit the dross reprocessing process for recovering the aluminum trapped in the dross by reprocessing the dross using a heating agent flux and a reprocessing indenter. The cost of reprocessing can be reduced.

제2 유동 통로(29)는, 알루미늄 스크랩(A)이 용해된 알루미늄 용탕(M)을 가열실(10)로 전달하기 위한 통로이다.The second flow passage 29 is a passage for transferring the molten aluminum M in which the aluminum scrap A is dissolved, to the heating chamber 10.

도 2에 도시된 바와 같이, 제2 유동 통로(29)는 용해실(20)과 가열실(10)을 구획하는 벽체가 관통되어 형성되며, 알루미늄 용탕(M)은 제2 유동 통로(29)를 통해 가열실(10)로 유입된다.As shown in FIG. 2, the second flow passage 29 is formed by penetrating a wall partitioning the melting chamber 20 and the heating chamber 10, and the aluminum molten metal M is formed in the second flow passage 29. It is introduced into the heating chamber 10 through.

다음으로, 유동력 부여실(30)은, 알루미늄 용탕(M)이 가열실(10)과 용해실(20) 사이를 순환할 수 있도록 알루미늄 용탕(M)에 유동력을 부여하기 위한 공간이다.Next, the flow force provision chamber 30 is a space for applying flow force to the molten aluminum M so that the aluminum molten metal M can circulate between the heating chamber 10 and the melting chamber 20.

유동력 부여실(30)은, 가열실(10)의 제1 유동 통로(16)와 연통되어 알루미늄 용탕(M)을 가열실(10)로부터 전달받는다.The flow force imparting chamber 30 communicates with the first flow passage 16 of the heating chamber 10 to receive the aluminum molten metal M from the heating chamber 10.

도 2에 도시된 바와 같이, 유동력 부여실(30)은, 가열실(10)의 제1 유동 통로(16)와 용해실(20) 사이에 설치되는 것이 바람직하다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 유동력 부여실(30)은 용해실(20)의 제2 유동 통로(29)와 가열실(10) 사이에 설치될 수도 있다.As shown in FIG. 2, the flow force applying chamber 30 is preferably provided between the first flow passage 16 and the dissolution chamber 20 of the heating chamber 10. However, the present invention is not limited thereto, and the flow force applying chamber 30 may be installed between the second flow passage 29 and the heating chamber 10 of the dissolution chamber 20.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 유동력 부여실(30)은, 알루미늄 용탕(M)을 가속하여 알루미늄 용탕(M)에 유동력을 부여하는 가속 유닛(32), 및 유동력이 부여된 알루미늄 용탕(M)을 용해실(20)로 전달하는 제3 유동 통로(34)를 포함한다.As shown in FIG. 2 and FIG. 3, the flow force applying chamber 30 accelerates the aluminum molten metal M to impart a flow force to the aluminum molten metal M, and the flow force is imparted. And a third flow passage 34 for transferring the melted aluminum M to the dissolution chamber 20.

가속 유닛(32)은, 적어도 일부분이 알루미늄 용탕(M)에 침지되도록 유동력 부여실(30)에 설치된다. 예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이, 가속 유닛(32)은, 유동력 부여실(30)의 외부에 마련된 구동 모터(미도싱)로부터 구동력을 제공받아, 유동력 부여실(30)에 수용된 알루미늄 용탕(M)을 순환시킬 수 있는 용탕 펌프일 수 있다.The acceleration unit 32 is provided in the flow force provision chamber 30 so that at least one part may be immersed in the molten aluminum M. FIG. For example, as shown in FIG. 3, the acceleration unit 32 receives a driving force from a driving motor (not dosing) provided outside of the flow force applying chamber 30, and supplies it to the flow force applying chamber 30. It may be a melt pump capable of circulating the received molten aluminum (M).

제3 유동 통로(34)는, 가속 유닛(32)에 의하여 유동력이 부여된 알루미늄 용탕(M)을 유동력 부여실(30)로 전달하기 위한 통로이다.The third flow passage 34 is a passage for transferring the molten aluminum M applied with the flow force by the acceleration unit 32 to the flow force applying chamber 30.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 제3 유동 통로(34)는 유동력 부여실(30)과 용해실(20)을 구획하는 벽체의 하부가 가속 유닛(32)의 임펠러와 대면하도록 관통되어 형성되며, 알루미늄 용탕(M)은 제3 유동 통로(34)를 통해 용해실(20)로 유입된다.As shown in FIGS. 2 and 3, the third flow passage 34 penetrates so that the lower part of the wall partitioning the flow force imparting chamber 30 and the dissolution chamber 20 faces the impeller of the acceleration unit 32. The molten aluminum M is introduced into the dissolution chamber 20 through the third flow passage 34.

한편, 본 명세서에서는 가열실(10)과 용해실(20) 사이에 가속 유닛(32)을 구비한 유동력 부여실(30)이 마련되는 것으로 설명하였으나 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 용해실(20)의 와류 유닛(20)은 와류(V)를 형성함으로써 알루미늄 용탕(M)을 승하강시킴과 동시에 알루미늄 용해로(2)를 순환하기 위한 유동력을 알루미늄 용탕(M)에 부여할 수 있으므로, 유동력 부여실(30)과 이에 마련된 가속 유닛(32)은 생략 가능하다.In the present specification, the flow force applying chamber 30 having the acceleration unit 32 is provided between the heating chamber 10 and the melting chamber 20, but the present invention is not limited thereto. That is, the vortex unit 20 of the melting chamber 20 forms the vortex V to raise and lower the aluminum molten metal M, and at the same time, transmit the flow force for circulating the aluminum melting furnace 2 to the aluminum molten metal M. FIG. Since it can be provided, the flow force provision chamber 30 and the acceleration unit 32 provided in this can be abbreviate | omitted.

도 6은 도 2의 용해실에 수용된 알루미늄 용탕의 표면에 구형 블랙 드로스가 부유된 상태를 나타내는 용해실의 평면도이다.6 is a plan view of a melting chamber showing a state in which a spherical black dross is suspended on the surface of the molten aluminum contained in the melting chamber of FIG. 2.

많은 개수의 구형 블랙 드로스(B2)가 와류(V)에 밀집되면, 와류(V)에 의한 구형 블랙 드로스(B2)의 하강 및 부상 작용이 약화되어 구형 블랙 드로스(B2)의 형성 효율이 감소될 우려가 있다. 따라서, 미리 정해진 기준 직경만큼 성장한 구형 블랙 드로스(B2)를 와류(V)로부터 이탈시켜 와류(V)에 위치한 구형 블랙 드로스(B2)의 밀도를 적정 수준으로 조절하는 것이 바람직하다.When a large number of spherical black dross (B 2 ) is concentrated in the vortex (V), the lowering and floating action of the spherical black dross (B 2 ) by the vortex (V) is weakened and the spherical black dross (B 2 ) There is a fear that the formation efficiency of the amine may be reduced. Therefore, it is preferable to adjust the density of the spherical black dross B 2 located in the vortex V to an appropriate level by releasing the spherical black dross B 2 grown by a predetermined reference diameter from the vortex V.

구형 블랙 드로스(B2)의 기준 직경은, 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 알루미늄 스크랩(A)은 알루미늄 폐캔 스크랩(UBCs 스크랩)이고 또한 플럭스(F)는 염화나트륨(NaCl) 47.5 중량부, 염화칼륨(KCl) 47.5 중량부 및 포타슘 알루미늄 플루오라이드(KAlF4) 5 중량부를 포함하는 경우에, 구형 블랙 드로스(B2)의 기준 직경은 2 cm 내지 5 cm 이다.Based on the diameter of the spherical black dross (B 2) it is not particularly limited. For example, aluminum scrap (A) is aluminum waste can scrap (UBCs scrap) and flux (F) is 47.5 parts by weight of sodium chloride (NaCl), 47.5 parts by weight of potassium chloride (KCl) and 5 parts of potassium aluminum fluoride (KAlF 4 ). In the case of including the part, the reference diameter of the spherical black dross B 2 is 2 cm to 5 cm.

이와 같이 기준 직경만큼 성장한 구형 블랙 드로스(B2)를 와류(V)로부터 이탈시키기 위하여, 용해실(20)은, 구형 블랙 드로스(B2)를 와류(V)로부터 분리하는 분리 유닛(27)을 더 포함할 수 있다.In order to separate the spherical black dross B 2 grown by the reference diameter from the vortex V, the dissolution chamber 20 separates the spherical black dross B 2 from the vortex V ( 27) may further include.

도 3에 도시된 바와 같이, 분리 유닛(27)은, 알루미늄 용탕(M)의 표면에 부유된 구형 블랙 드로스(B2)를 와류(V)로부터 먼 쪽으로 끌어당길 수 있는 형상을 갖는 분리판(27a)과, 구동 장치(미도시)와 분리판(27a)을 연결하는 연결봉(27b)을 포함한다. 여기서, 구동 장치는, 용해실(20)의 외부에 마련된 작업 차량인 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다.As shown in FIG. 3, the separation unit 27 has a separation plate having a shape capable of pulling a spherical black dross B 2 suspended on the surface of the aluminum molten metal M away from the vortex V. 27a, and a connecting rod 27b connecting the driving device (not shown) and the separator 27a. Here, the drive device is preferably a work vehicle provided outside the melting chamber 20, but is not limited thereto.

이와 같이 분리 유닛(27)이 마련됨에 따라, 미리 정해진 기준 직경을 갖는 구형 블랙 드로스(B2)를 분리판(27a)을 이용해 와류(V)로부터 먼 쪽으로 끌어당겨 와류(V)로부터 이탈시킬 수 있다. 따라서, 구형 블랙 드로스(B2)가 밀집됨으로 인해 구형 블랙 드로스(B2)의 형성 효율이 떨어지는 것을 방지할 수 있다. 여기서, 분리 유닛(27)은, 구형 블랙 드로스(B2)를 알루미늄 용탕(M)에서 퍼내서 외부로 배출하는 기능도 함께 수행할 수 있다.As the separation unit 27 is provided in this way, the spherical black dross B 2 having a predetermined reference diameter may be pulled away from the vortex V using the separation plate 27a to separate from the vortex V. Can be. Therefore, since the spherical black dross B 2 is concentrated, the formation efficiency of the spherical black dross B 2 can be prevented from falling. Here, the separation unit 27 may also perform a function of discharging the spherical black dross (B 2 ) from the molten aluminum (M) to the outside.

한편, 도 6에 도시된 바와 같이, 분리 유닛(27)을 이용하여 구형 블랙 드로스(B2)를 와류(V)로부터 먼 쪽으로 끌어낸 경우에는, 용해실(20)에 수용된 알루미늄 용탕(M)의 표면은 와류(V)로부터 이탈된 구형 블랙 드로스(B2)로 덮인다. 그러므로, 용해실(20)에 수용된 알루미늄 용탕(M)은 이를 덮은 구형 블랙 드로스(B2)에 의하여 대기와 차단되며, 구형 블랙 드로스(B2)는 용해실(20)에 수용된 알루미늄 용탕(M)에 대한 보온 효과를 지니게 된다. 따라서, 구형 블랙 드로스(B2)에 의하여 알루미늄 용탕(M)의 열 손실이 최소화됨으로써, 알루미늄 용탕(M)이 구형 블랙 드로스(B2)에 의해 덮이지 않은 경우에 비해 알루미늄 용탕(M)의 온도가 상승된다.On the other hand, as shown in FIG. 6, when the spherical black dross B 2 is pulled away from the vortex V using the separation unit 27, the molten aluminum M accommodated in the dissolution chamber 20 is obtained. The surface of) is covered with a spherical black dross (B 2 ) deviating from the vortex (V). Therefore, the aluminum molten metal M contained in the melting chamber 20 is blocked from the atmosphere by the spherical black dross B 2 covering the molten aluminum 20, and the spherical black dross B 2 is the aluminum molten metal contained in the melting chamber 20. It has a thermal effect on (M). Therefore, being a heat loss of the aluminum molten metal (M) minimized by the rectangular black dross (B 2), the molten aluminum compared with the case the aluminum molten metal (M) is not covered by the spherical black dross (B 2) (M Temperature rises.

종래의 알루미늄 용해로는 일반적으로 용해실에 수용된 알루미늄 용탕(M)의 온도가 약 700 ℃ 이하이나, 알루미늄 용해로(2)는 용해실(20)에 수용된 알루미늄 용탕(M)의 온도가 약 730 ℃ 이상으로 상승될 수 있다. 이로 인해, 알루미늄 용해로(2)는, 종래의 알루미늄 용해로에 비해 알루미늄 스크랩(A)의 용해 효율이 더욱 향상될 수 있다.In the conventional aluminum melting furnace, the temperature of the aluminum molten metal M contained in the melting chamber is generally about 700 ° C. or less, whereas the temperature of the aluminum molten metal M contained in the melting chamber 20 is about 730 ° C. or more. Can be raised. For this reason, in the aluminum melting furnace 2, the melting efficiency of aluminum scrap (A) can be further improved compared with the conventional aluminum melting furnace.

도 7은 도 1의 블랙 드로스 재활용 장치를 개략적으로 나타내는 개략도이다.7 is a schematic view schematically showing the black dross recycling apparatus of FIG. 1.

전술한 알루미늄 용해로(2)를 이용해 알루미늄 스크랩(A)을 용해하면 블랙 드로스(B1)가 구형으로 결집된 구형 블랙 드로스(B2)가 형성된다. 구형 블랙 드로스(B2)는 일반적인 블랙 드로스에 상대적으로 비해 낮기는 하지만 소정 비율의 알루미늄을 포함할 뿐만 아니라 알루미늄 산화물, 플럭스(F) 등과 같이 경제적인 가치가 있는 물질들을 소정 비율만큼 포함한다. 따라서, 이러한 구형 블랙 드로스(B2)를 재처리 과정 없이 매립 등의 방법을 통해 그대로 폐기하는 경우에는, 구형 블랙 드로스(B2)에 포함된 물질들을 재활용할 수 없어 경제성이 떨어질 뿐만 아니라 구형 블랙 드로스(B2)로 인해 환경 오염이 야기될 우려가 있다.When the aluminum scrap (A) is dissolved using the aluminum melting furnace (2) described above, a spherical black dross (B 2 ) in which the black dross (B 1 ) is spherically aggregated is formed. Spherical black dross (B 2 ) contains not only a certain percentage of aluminum but also economically valuable materials such as aluminum oxide, flux (F), etc. . Therefore, when the spherical black dross (B 2 ) is disposed of as it is without reprocessing through landfilling or the like, materials contained in the spherical black dross (B 2 ) cannot be recycled, thereby reducing economic efficiency. Spherical black dross (B 2 ) may cause environmental pollution.

이를 해결하기 위하여, 알루미늄 용해 및 블랙 드로스 재활용 시스템(1)은, 구형 블랙 드로스(B2)에 포함된 물질들을 재활용할 수 있도록 구형 블랙 드로스(B2)를 재활용 가능하게 처리하는 블랙 드로스 재활용 장치(3)를 포함하는 것이다.To solve this problem, an aluminum melting and black dross recycling system (1), spherical black dross (B 2) a spherical black to recycle the materials contained in the dross (B 2) a black to enable recycling process It includes a dross recycling device (3).

도 7에 도시된 바와 같이, 블랙 드로스 재활용 장치(3)는, 구형 블랙 드로스(B2)를 파쇄 및 분쇄하여 알루미늄 알갱이(N)와 드로스 미립자 파우더(P2)로 분할하는 파쇄/분쇄 유닛(40)과, 드로스 미립자 파우더(P2)를 물과 물 분해 반응시켜 가용성 고형분(S), 불용성 고형분(I) 및 가수분해 가스(G)로 분해하는 물 분해 유닛(50)과, 가용성 고형분(S)이 석출되도록 가용성 고형분(S)이 용해된 수용액(Q)을 농축하는 석출 유닛(60)과, 가용성 고형분(S)의 석출물(S 1 )을 건조하여 저장하는 가용성 고형분 저장 유닛(70)과, 알루미늄 알갱이(N)를 저장하는 알루미늄 알갱이 저장 유닛()과, 불용성 고형분(I)을 건조 및 소성하여 저장하는 불용성 고형분 저장 유닛(90)과, 가수분해 가스(G)를 저장하는 가스 저장 유닛(100)을 포함할 수 있다.As shown in FIG. 7, the black dross recycling apparatus 3 breaks and crushes the spherical black dross B 2 and breaks it into pieces of aluminum grains N and dross fine powder P 2 . A water decomposition unit 50 which decomposes the pulverization unit 40 and the dross fine particle powder P 2 with water by water decomposition reaction to decompose it into soluble solids (S), insoluble solids (I) and hydrolysis gas (G); , The precipitation unit 60 for concentrating the aqueous solution Q in which the soluble solids S are dissolved so that the soluble solids S is precipitated, and the soluble solids storage for drying and storing the precipitates S 1 of the soluble solids S. The unit 70, an aluminum granule storage unit for storing the aluminum grains N, an insoluble solids storage unit 90 for drying and firing the insoluble solids I, and a hydrolyzed gas G It may include a gas storage unit 100 for storing.

먼저, 파쇄/분쇄 유닛(40)은, 구형 블랙 드로스(B2)를 파쇄 및 분쇄하기 위한 장치이다.First, the crushing / crushing unit 40 is an apparatus for crushing and crushing spherical black dross B 2 .

파쇄/분쇄 유닛(40)은, 구형 블랙 드로스(B2)를 파쇄하는 파쇄기(41)와, 구형 블랙 드로스(B2)의 파쇄물 중 알루미늄 알갱이(N)와 드로스 파우더(P1)를 분리하는 제1 분리 부재(42)와, 드로스 파우더(P1)를 분쇄하는 분쇄기(43)와, 드로스 파우더(P1)의 분쇄물 중 알루미늄 알갱이(N)와 분쇄기(43)에 의해 분쇄되어 미립화된 드로스 미립자 파우더(P2)를 분리하는 제2 분리 부재(44)를 포함할 수 있다.Crushing / milling unit 40, the aluminum grains (N) and dross powder (P 1) of the lysate of the crusher 41, and a rectangular black dross (B 2) for crushing the spherical black dross (B 2) the first separating member 42 and the dross powder, aluminum granules (N) and a grinder (43) of the pulverized product of the grinder 43, and a dross powder (P 1) crushing (P 1) to separate the It may include a second separation member 44 which is pulverized by the fine particles to separate the fine particles dross (P 2 ).

파쇄기(41)는, 구형 블랙 드로스(B2)를 파쇄하여 알루미늄 알갱이(N)와 드로스 파우더(P1)로 분할하기 위한 장치이다.The crusher 41 is an apparatus for crushing the spherical black dross B 2 and dividing it into aluminum grains N and dross powder P 1 .

구형 블랙 드로스(B2)에 포함된 알루미늄 입자들과 알루미늄 합금 입자들 중 상대적으로 입도가 큰 알루미늄 입자들과 알루미늄 합금 입자들은 구형 블랙 드로스(B2)를 파쇄할 때 발생한 열로 인해 응집되어 알루미늄 알갱이(Aluminum Granule)와 알루미늄 합금 알갱이(Aluminum Alloy Granule)가 된다. 또한, 구형 블랙 드로스(B2)에 포함된 알루미늄 입자들과 알루미늄 합금 입자들 중 상대적으로 입도가 작은 알루미늄 입자들과 알루미늄 합금 입자들은 응집되지 못한 채 알루미늄 파우더와 알루미늄 합금 파우더가 된다. 설명의 편의를 위해 이하에서는, 알루미늄 알갱이(N)와 알루미늄 합금 알갱이를 통칭하여 알루미늄 알갱이(N)로 명명하기로 한다.Among the aluminum particles and aluminum alloy particles included in the spherical black dross (B 2 ), the relatively large particle sizes and the aluminum alloy particles are agglomerated due to the heat generated when the spherical black dross (B 2 ) is broken. Aluminum Granules and Aluminum Alloy Granules. In addition, among the aluminum particles and the aluminum alloy particles included in the spherical black dross (B 2 ), the aluminum particles and the aluminum alloy particles having relatively small particle sizes are not aggregated to become aluminum powder and aluminum alloy powder. For convenience of explanation, hereinafter, aluminum grains N and aluminum alloy grains will be collectively referred to as aluminum grains N. FIG.

파쇄기(41)는, 전술한 알루미늄 입자의 특성을 이용하여, 알루미늄 용해로(2)로부터 공급받은 구형 블랙 드로스(B2)를 파쇄하여 알루미늄 알갱이(N)와 드로스 파우더(P1)로 분할한다. 드로스 파우더(P1)는, 구형 블랙 드로스(B2)의 물질들 중 상대적으로 입도가 큰 알루미늄 입자를 제외한 나머지 물질들을 파우더 형태로 포함한다.The crusher 41 breaks the spherical black dross B 2 supplied from the aluminum melting furnace 2 by using the characteristics of the aluminum particles described above, and divides it into aluminum grains N and dross powder P 1 . do. The dross powder P 1 includes the remaining materials in the form of powder except for the relatively large particle size aluminum particles of the spherical black dross B 2 .

제1 분리 부재(42)는, 구형 블랙 드로스(B2)의 파쇄물 중 알루미늄 알갱이(N)와 드로스 파우더(P1)를 서로 분리하기 위한 부재이다.The first separating member 42 is a member for separating the aluminum grains N and the dross powder P 1 from the crushed products of the spherical black dross B 2 .

제1 분리 부재(42)의 구조는 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 제1 분리 부재(42)는, 미리 정해진 제1 기준 입도를 갖는 진동 스크린으로 구성될 수 있다. 제1 기준 입도는 약 10 ㎜인 것이 바람직하다, 이에 한정되는 것은 아니다.The structure of the first separating member 42 is not particularly limited. For example, the first separating member 42 may be composed of a vibrating screen having a predetermined first reference particle size. The first reference particle size is preferably about 10 mm, but is not limited thereto.

이러한 제1 분리 부재(42)는, 알루미늄 알갱이(N)와 드로스 파우더(P1)를 분리한 후, 알루미늄 알갱이(N)는 알루미늄 저장 유닛()으로 전달하고 또한 드로스 파우더(P1)는 분쇄기(43)로 전달한다.After the first separating member 42 separates the aluminum grains N and the dross powder P 1 , the aluminum grains N are transferred to the aluminum storage unit and the dross powder P 1 . Passes to the grinder 43.

분쇄기(43)는, 드로스 파우더(P1)를 분쇄하여 알루미늄 알갱이(N)와 드로스 미립자 파우더(P2)로 분할하기 위한 장치이다.The crusher 43 is an apparatus for crushing dross powder P 1 and dividing it into aluminum grains N and dross fine particle powder P 2 .

드로스 파우더(P1)에 포함된 물질들 중 산화 알루미늄과, 산화 마그네슘 같은 불용성 고형분(I)은, 이를 용이하게 재활용하기 위해서는 미립화되는 것이 바람직하다. 따라서, 드로스 파우더(P1)를 분쇄하여 미립화시키기 위한 분쇄기(43)가 마련되는 것이다.Among the materials included in the dross powder (P 1 ), insoluble solids (I) such as aluminum oxide and magnesium oxide are preferably atomized in order to easily recycle them. Therefore, the grinder 43 for grinding and atomizing the dross powder P 1 is provided.

그런데, 이러한 분쇄기(43)를 이용해 드로스 파우더(P1)를 분쇄하는 중 드로스 파우더(P1)에 포함된 일부의 알루미늄 입자들이 응집되어 알루미늄 알갱이(N)가 생성될 수 있다. 따라서, 분쇄기(43)는, 제1 분리 부재(42)로부터 전달받은 드로스 파우더(P1)를 분쇄하여 알루미늄 알갱이(N)와 분쇄되어 미립화된 드로스 미립자 파우더(P2)로 분할한다.However, some of the aluminum particles included in the dross powder P 1 may be agglomerated while the dross powder P 1 is pulverized using the grinder 43 to produce aluminum grains N. Therefore, the crusher 43 grinds the dross powder P 1 received from the first separating member 42, and divides the dross powder P 1 into aluminum grains N and the finely divided dross fine powder P 2 .

제2 분리 부재(44)는, 드로스 파우더(P1)의 분쇄물 중 알루미늄 알갱이(N)와 드로스 미립자 파우더(P2)를 서로 분리하기 위한 부재이다.The second separating member 44 is a member for separating the aluminum grains N and the dross fine particle powder P 2 from the pulverized product of the dross powder P 1 .

제2 분리 부재(44)의 구조는 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 제2 분리 부재(44)는, 미리 정해진 제2 기준 입도를 갖는 트롬멜 스크린(Trommel Screen)으로 구성될 수 있다. 제2 기준 입도는, 0.5 ㎜ 인 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다.The structure of the second separating member 44 is not particularly limited. For example, the second separating member 44 may be configured as a trommel screen having a predetermined second reference particle size. The second reference particle size is preferably 0.5 mm, but is not limited thereto.

제2 분리 부재(44)는, 분쇄기(43)로부터 전달받은 알루미늄 알갱이(N)와 드로스 미립자 파우더(P2)를 분리한 후, 알루미늄 알갱이(N)는 알루미늄 알갱이 저장 유닛()으로 전달하고 또한 드로스 미립자 파우더(P2)는 물 분해 유닛(50)으로 전달한다.The second separating member 44 separates the aluminum grains N and the dross fine powder P 2 received from the grinder 43, and then transfers the aluminum grains N to the aluminum grain storage unit. In addition, the dross particulate powder P 2 is transferred to the water decomposition unit 50.

도 8은 드로스 미립자 파우더의 사진이다.8 is a photograph of dross particulate powder.

다음으로, 물 분해 유닛(50)은, 제2 분리 부재(44)로부터 전달받은 드로스 미립자 파우더(P2)를 물 분해하기 위한 장치이다.Next, the water decomposition unit 50 is an apparatus for water-decomposing the dross fine particle powder P 2 received from the 2nd separating member 44.

도 8에 도시된 바와 같이, 드로스 미립자 파우더(P2)는, 플럭스(F), 알루미늄, 알루미늄-마그네슘 합금, 마그네슘 및 산화물 등 다양한 물리 화학적인 성격을 갖는 물질들을 포함하여, 짙은 회색의 파우더 형태를 갖는다.As shown in FIG. 8, the dross particulate powder P 2 is a dark gray powder including materials having various physicochemical properties such as flux (F), aluminum, aluminum-magnesium alloy, magnesium and oxide. Take form.

이러한 드로스 미립자 파우더(P2)에 포함된 물질들을 재활용하기 위해서는 드로스 미립자 파우더(P2)에 포함된 물질들을 재활용하기 용이하게 전환 및 분해시키는 바람직하므로, 이를 위하여 드로스 미립자 파우더(P2)를 물 분해 가능한 물 분해 유닛(50)이 마련되는 것이다.Since this dross particulate powder (P 2) preferably the conversion and decomposition in order to recycle the materials to facilitate the recycling of the materials contained in the dross fine powder (P 2) contained in the To this dross fine powder (P 2 ) Is provided with a water decomposition unit 50 capable of water decomposition.

물 분해 유닛(50)은, 드로스 미립자 파우더(P2)가 물과 물 분해 반응되어 가용성 고형분(S), 불용성 고형분(I) 및 가수분해 가스(G)로 분해되도록 드로스 미립자 파우더(P2)를 물과 교반하는 반응기(52)와, 가수분해 가스(G)를 포집하는 가스 포집기(54)와, 수용액(Q)과 불용성 고형분(I)을 원심 분리하는 제1 원심 분리기(56)를 포함할 수 있다.The water decomposition unit 50 includes dross fine powder P such that the dross fine particle powder P 2 undergoes water decomposition reaction with water to be decomposed into soluble solids S, insoluble solids I, and hydrolysis gas G. 2 ) a reactor 52 for stirring water and a gas collector 54 for collecting hydrolysis gas G, and a first centrifuge 56 for centrifuging an aqueous solution Q and an insoluble solid content I. It may include.

반응기(52)는, 드로스 미립자 파우더(P2)와 물을 교반하여, 드로스 미립자 파우더(P2)를 물 분해하기 위한 장치이다.Reactor 52, the fine particles by stirring the dross powder (P 2) and water, dross is a device for decomposing a particulate powder (P 2) water.

반응기(52)는 기체, 액체, 고체 상의 물질들을 교반 가능한 일반적인 반응기로 구성될 수 있다. 이러한 반응기(52)는, 미리 정해진 혼합 비율로 혼합된 드로스 미립자 파우더(P2)와 물을 교반하여, 드로스 미립자 파우더(P2)를 물 분해한다. 드로스 미립자 파우더(P2)와 물의 혼합 비율은, 1 : 2 인 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다. Reactor 52 may be configured as a general reactor capable of stirring gas, liquid, and solid phase materials. The reactor 52 agitates the dross fine particle powder P 2 and water mixed at a predetermined mixing ratio to decompose the dross fine particle powder P 2 . The mixing ratio of the dross fine particle powder (P 2 ) and water is preferably 1: 2, but is not limited thereto.

이하에서는, 드로스 미립자 파우더(P2)를 물과 교반할 경우에 발생하는 물리 화학적인 현상을 드로스 미립자 파우더(P2)에 포함된 물질들의 성질 별로 나누어 설명한다.Hereinafter, the physicochemical phenomenon that occurs when the dross fine particle powder (P 2 ) is stirred with water will be described by dividing the properties of the materials included in the dross fine particle powder (P 2 ).

먼저, 드로스 미립자 파우더(P2)에 포함된 물질들 중 물에 용해되는 가용성을 갖는 가용성 고형분(S)은 물에 용해되며, 이로 인해 가용성 고형분(S)을 용질로서 포함하고 또한 물을 용매로서 포함하는 수용액(Q)이 생성된다. 이러한 가용성 고형분(S)은, 염화나트륨(NaCl)과, 염화칼륨(KCl) 등 플럭스(F)에 함유된 염화물염들을 주로 포함한다. 드로스 미립자 파우더(P2)와 물의 혼합 비율이 1 : 2인 경우에, 수용액(Q) 중 염화물염의 농도는 약 20 %가 된다.First, among the substances contained in the dross fine particle powder (P 2 ), the soluble solids (S) having solubility in water are dissolved in water, thereby including the soluble solids (S) as a solute and also water is a solvent. An aqueous solution Q containing as is produced. Such soluble solids (S) mainly include chloride salts contained in flux (F) such as sodium chloride (NaCl) and potassium chloride (KCl). When the mixing ratio of the dross fine particle powder P 2 and water is 1: 2, the concentration of the chloride salt in the aqueous solution Q is about 20%.

다음으로, 드로스 미립자 파우더(P2)에 포함된 물질들 중 물에 용해되지 않는 불용성을 갖는 불용성 고형분(I)은 수용액(Q)에 분산 또는 침전된다. 불용성 고형분(I)은, 알루미늄, 알루미늄-마그네슘 합금, 마그네슘, 산화 알루미늄(Al2O3), 산화 마그네슘(MgO) 및 스피넬 산화물(MgAl2O4)를 주로 포함한다.Next, insoluble solids (I) having insolubility insoluble in water among the materials contained in the dross fine particle powder (P 2 ) are dispersed or precipitated in the aqueous solution (Q). Insoluble solids (I) mainly include aluminum, aluminum-magnesium alloy, magnesium, aluminum oxide (Al 2 O 3 ), magnesium oxide (MgO), and spinel oxide (MgAl 2 O 4 ).

다음으로, 드로스 미립자 파우더(P2)에 포함된 물질들 중 물과 가수분해 반응되는 성질을 갖는 가수분해 반응물은 물에 의해 가수분해된다. 이러한 가수분해 반응에 의해 물 분해 고형분과 가수분해 가스(G)가 생성되고, 이에 수반하여 반응열이 발생한다. 가수분해 반응물은, 알루미늄(Al)과, 마그네슘(Mg)과, 알루미늄 카바이드(Al4C3) 등 구형 블랙 드로스(B2)에 포함된 금속과 금속 화합물들을 주로 포함한다. 여기서, 알루미늄 카바이드(Al4C3)는, 알루미늄 폐캔의 최초 물질은 아니며, 알루미늄 폐캔을 가공하여 알루미늄 폐캔 스크랩을 제조하는 과정에서 생성된 부산물이다.Next, among the materials included in the dross fine particle powder P 2 , a hydrolysis reactant having a property of hydrolyzing with water is hydrolyzed by water. By this hydrolysis reaction, water decomposition solids and hydrolysis gas (G) are generated, and reaction heat is generated with this. The hydrolysis reactant mainly contains metals and metal compounds contained in spherical black dross (B 2 ) such as aluminum (Al), magnesium (Mg), and aluminum carbide (Al 4 C 3 ). Here, aluminum carbide (Al 4 C 3 ) is not the first material of the aluminum waste can, and is a by-product generated in the process of manufacturing aluminum waste can scrap by processing the aluminum waste can.

이러한 가수분해 반응물과 물의 가수분해 반응을 살펴보면, 반응식 1 내지 반응식 3과 같이, 알루미늄과 물이 가수분해 반응됨에 따라 산화 알루미늄과 수소가 생성되고, 마그네슘과 물이 가수분해 반응됨에 따라 산화 마그네슘과 수소가 생성되고, 알루미늄 카바이드와 물이 가수분해 반응됨에 따라 산화 알루미늄과 메탄이 생성된다. 특히, 알루미늄, 알루미늄 합금이 물과 접촉되면 가수분해 반응이 격렬하게 일어나 물의 온도는 약 90 ℃ 이상으로 상승되므로, 전술한 가수분해 반응은 이러한 온도 상승에 의해 더욱 촉진될 수 있다. Looking at the hydrolysis reaction between the hydrolyzate and water, as shown in the reaction schemes 1 to 3, aluminum oxide and hydrogen are produced as the hydrolysis reaction of aluminum and water, and magnesium oxide and hydrogen as the hydrolysis reaction of magnesium and water Is produced and aluminum oxide and methane are produced as the hydrolysis reaction of aluminum carbide and water. In particular, since the hydrolysis reaction occurs violently when aluminum and the aluminum alloy is in contact with water, the temperature of the water rises to about 90 ° C. or more, so that the aforementioned hydrolysis reaction can be further promoted by such a temperature rise.

<반응식 1><Scheme 1>

2Al + 3H2O → Al2O3 + 3H2 + Heat2Al + 3H 2 O → Al 2 O 3 + 3H 2 + Heat

<반응식 2><Scheme 2>

Mg + H2O → MgO + H2 + HeatMg + H 2 O → MgO + H 2 + Heat

<반응식 3><Scheme 3>

Al4C3 + 6H2O → 2Al2O3 + 3CH4 + HeatAl 4 C 3 + 6H 2 O → 2Al 2 O 3 + 3CH 4 + Heat

전술한 가수분해 반응에 의해 생성된 물 분해 고형분은, 산화 알루미늄, 산화 마그네슘, 산화 알루미늄 합금, 카본 성분 등 불용성 고형분을 주로 포함하므로, 수용액(Q)에 분산 또는 침전된다. 따라서, 수용액(Q)에는, 구형 블랙 드로스(B2)에 이미 포함되어 있던 불용성 고형분(I)과, 물 분해 반응에 의해 생성된 불용성 고형분이 각각 분산 또는 침전된다. 설명의 편의를 위해 이하에서는, 구형 블랙 드로스(B2)에 이미 포함되어 있던 불용성 고형분(I)과, 물 분해 반응에 의해 생성된 불용성 고형분을 통칭하여 불용성 고형분(I)이라고 명명하기로 한다.The water-decomposed solids produced by the above-described hydrolysis reaction mainly contain insoluble solids such as aluminum oxide, magnesium oxide, aluminum oxide alloy, and carbon components, and thus are dispersed or precipitated in the aqueous solution Q. Therefore, insoluble solution (I) already contained in spherical black dross (B 2 ) and insoluble solids produced by the water decomposition reaction are dispersed or precipitated in aqueous solution Q, respectively. For convenience of explanation, hereinafter, the insoluble solids (I) already included in the spherical black dross (B 2 ) and the insoluble solids produced by the water decomposition reaction will be collectively referred to as insoluble solids (I). .

한편, 전술한 알루미늄, 마그네슘, 알루미늄 카바이드 이외에도 드로스 미립자 파우더(P2)에 포함된 미량의 가수분해 반응물들이 가수분해 반응됨으로써, 다양한 가수분해 가스(G)가 생성된다. 이러한 가수분해 가스(G)의 조성 비율은 아래의 표 3과 같다.On the other hand, in addition to the above-described aluminum, magnesium, aluminum carbide, a small amount of hydrolysis reactants contained in the dross fine particle powder (P 2 ) is hydrolyzed to generate various hydrolysis gases (G). The composition ratio of this hydrolysis gas (G) is shown in Table 3 below.

구분division 가스 성분(%)Gas component (%) 수소Hydrogen 메탄methane 에탄ethane 에텐Eten 프로판Propane 프로펜Propene 황화수소Hydrogen sulfide 초기 포집
(다량)
Early capture
(much)
48.1448.14 51.5551.55 0.0200.020 0.0090.009 0.0090.009 0.0120.012 0.00470.0047
말기 포집
(소량)
Terminal collection
(handful)
92.1392.13 7.587.58 0.0030.003 0.0010.001 0.0010.001 0.0010.001 0.00200.0020

표 3에 기재된 바와 같이, 가수분해 가스(G)는, 주로 메탄 가스(CH4)와 수소 가스(H2)를 포함한다. 이러한 메탄 가스와 수소 가스는 가수분해 가스(G)의 발생량의 약 99%을 차지한다. 물 분해 공정 초기에는, 알루미늄, 알루미늄 합금, 알루미늄 카바이드의 물 분해 반응이 주로 진행되어 수소 가스와 메탄 가스가 주로 발생한다. 물 분해 공정의 시작 후 소정의 시간이 경과된 물 분해 공정 말기에는, 알루미늄, 알루미늄 합금의 물 분해 반응이 주로 진행되어 수소 가스가 주로 발생한다. 이러한 가수분해 가스(G)의 성분 분석은, ASTM D1945-03의 GC(Gas Chromatography) 분석 방법을 이용해 실시하는 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다.As shown in Table 3, the hydrolysis gas G mainly contains methane gas (CH 4 ) and hydrogen gas (H 2 ). Such methane gas and hydrogen gas account for about 99% of the amount of hydrolysis gas G generated. In the initial stage of the water decomposition process, water decomposition reactions of aluminum, aluminum alloys, and aluminum carbides mainly proceed to generate hydrogen gas and methane gas. At the end of the water decomposition process after a predetermined time has elapsed since the start of the water decomposition process, the water decomposition reaction of aluminum and aluminum alloy proceeds mainly to generate hydrogen gas. The component analysis of the hydrolysis gas (G) is preferably carried out using a gas chromatograph (GC) analysis method of ASTM D1945-03, but is not limited thereto.

한편, 가수분해 가스(G)의 발생량 측정 방법은 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 다음과 같은 방법을 통해 가수분해 가스(G)의 발생량을 측정할 수 있다. 먼저, 지름 2㎝ 내지 5㎝의 구형 블랙 드로스(B2)를 파쇄 및 분쇄한다. 다음으로, 구형 블랙 드로스(B2)의 파분쇄물 중 0.5㎝(500㎛) 통과분을 반응 시료로서 획득한다. 이후에, 반응 시료 100g과 증류수 1L를 2L 용량을 갖는 밀폐된 유리 재질 플라스크에 투입한다. 다음으로, 유리 재질 플라스크에 설치된 반응기를 이용해 반응 시료와 증류수를 100rpm 내지 200 rpm으로 교반하여, 반응 시료를 물 분해한다. 이후에, 반응 시료의 물 분해에 의해 발생된 가수분해 가스(G)를 눈금이 새겨진 실린더를 이용해 증류수로부터 수상 치환하여 포집한다. 이러한 시험 과정을 통해 100g의 반응 시료를 물 분해하면 8L 내지 12L의 가수분해 가스(G)를 포집할 수 있다.In addition, the measuring method of generation amount of hydrolysis gas G is not specifically limited. For example, the amount of hydrolyzed gas G can be measured by the following method. First, spherical black dross (B 2 ) having a diameter of 2 cm to 5 cm is crushed and pulverized. Next, 0.5 cm (500 µm) passage of the crushed product of spherical black dross (B 2 ) is obtained as a reaction sample. Thereafter, 100 g of the reaction sample and 1 L of distilled water were added to a closed glass flask having a 2 L capacity. Next, the reaction sample and distilled water are stirred at 100 rpm to 200 rpm using a reactor provided in a glass flask to decompose the reaction sample. Thereafter, the hydrolyzed gas G generated by the water decomposition of the reaction sample is collected by substituting aqueous phase from distilled water using a graduated cylinder. When 100 g of the reaction sample is water-decomposed through this test process, 8 L to 12 L of hydrolysis gas (G) can be collected.

가스 포집기(54)는, 반응기(52)에서 생성된 가수분해 가스(G)를 포집하기 위한 장치이다.The gas collector 54 is a device for collecting the hydrolysis gas G generated in the reactor 52.

가스 포집기(54)의 구조는 특별히 한정되지 않으며, 가스 포집기(54)는 가스를 수용액으로부터 포집 가능한 일반적인 가스 포집기로 구성될 수 있다. 가스 포집기(54)는, 반응기(52)에 수용된 수용액(Q)으로부터 가수분해 가스(G)를 포집하여 가스 저장 유닛(100)으로 전달한다.The structure of the gas collector 54 is not specifically limited, The gas collector 54 may be comprised with the general gas collector which can collect gas from aqueous solution. The gas collector 54 collects hydrolysis gas G from the aqueous solution Q accommodated in the reactor 52 and delivers it to the gas storage unit 100.

도 7에 도시된 바와 같이, 가스 포집기(54)는, 가수분해 가스(G)에 포함된 가스들 중 실제로 재활용 가능한 가스의 순도를 높이거나 재활용 목적에 맞는 특정 가스를 다른 가스들로부터 분리할 수 있도록, 가수분해 가스(G)에 포함된 가스들을 분리 및 정제 가능한 가스 분리 정제기(54a)를 구비할 수 있다. 이러한 가스 분리 정제기(54a)의 분리 정제 방법은 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 가스 분리 정제기(54a)는, 가수분해 가스(G)에 포함된 가스들을 압력순환흡착(Pressure swing adsorption) 방법을 통해 분리 정제할 수 있다. 또한, 가스 분리 정제기(54a)는, 가수분해 가스(G)로부터 분리 정제된 메탄 가스를 수증기 메탄 개질(Steam Methane Reforming)을 통해 개질하여 수소 가스로 전환할 수 있다.As shown in FIG. 7, the gas collector 54 may increase the purity of a gas that is actually recyclable among the gases included in the hydrolysis gas G or separate a specific gas suitable for recycling purposes from other gases. The gas separation purifier 54a capable of separating and purifying gases contained in the hydrolysis gas G may be provided. The method for separating and purifying the gas separation purifier 54a is not particularly limited. For example, the gas separation purifier 54a may separate and purify gases included in the hydrolysis gas G through a pressure swing adsorption method. In addition, the gas separation purifier 54a may convert the methane gas separated and purified from the hydrolysis gas G to hydrogen gas by reforming it through steam methane reforming.

한편, 가수분해 가스(G)는, 격렬한 가수분해 반응에 의해 발생되므로, 미량의 수분을 포함할 수 있다. 이를 해결하기 위하여, 가스 포집기(54)는, 수분 트랩기(54b), 수분 제거기(미도시) 및 탈황기(미도시) 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다. 도 7에 도시된 바와 같이, 이러한 수분 트랩기(54b), 수분 제거기 및 탈황기는, 가스 분리 정제기(54a)의 상류에 설치되는 것이 바람직하나 이에 한정되는 것은 아니다.On the other hand, since the hydrolysis gas G is generated by a violent hydrolysis reaction, it may contain a trace amount of water. In order to solve this problem, the gas collector 54 may further include at least one of a moisture trap 54b, a moisture remover (not shown), and a desulfurizer (not shown). As illustrated in FIG. 7, the water trap 54b, the water remover, and the desulfurizer are preferably installed upstream of the gas separation purifier 54a, but are not limited thereto.

제1 원심 분리기(56)는 수용액(Q)과 불용성 고형분(I)을 원심 분리하기 위한 장치이다.The first centrifugal separator 56 is a device for centrifuging the aqueous solution Q and the insoluble solid content I.

제1 원심 분리기(56)는 B.S.P 원심 분리기로 구성되는 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 제1 원심 분리기(56)는, 수용액(Q)과 불용성 고형분(I)을 분리 가능하도록 미리 정해진 제3 기준 입도를 갖는 제1 필터를 포함할 수 있다. 제1 필터는 부직포 필터이고, 제3 기준 입도는 7㎛ 내지 15㎛인 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다.The first centrifuge 56 is preferably configured as a B.S.P centrifuge, but is not limited thereto. The first centrifuge 56 may include a first filter having a third reference particle size predetermined to separate the aqueous solution Q and the insoluble solid content I. The first filter is a nonwoven filter, and the third reference particle size is preferably 7 μm to 15 μm, but is not limited thereto.

이러한 제1 원심 분리기(56)는, 수용액(Q)과 불용성 고형분(I)을 제1 필터를 이용해 원심 분리한 후, 수용액(Q)은 석출 유닛(60)으로 전달하고 불용성 고형분(I)은 불용성 고형분 저장 유닛(90)으로 전달한다.The first centrifugal separator 56 centrifugally separates the aqueous solution (Q) and the insoluble solid (I) using the first filter, and then the aqueous solution (Q) is transferred to the precipitation unit (60), and the insoluble solid (I) is Deliver to insoluble solids storage unit 90.

한편, 불용성 고형분(I)과 수용액(Q)은 제1 원심 분리기(56)에 의해 분리되지만, 수용액(Q) 중 일부는 분리되지 못하고 불용성 고형분(I)의 표면에 흡착될 수 있다. 그런데, 수용액(Q)은 가용성 고형분(S)을 포함하므로, 불용성 고형분(I)을 재활용하여 제조한 제조물이 가용성 고형분(S)에 포함된 염화물들에 의해 부식될 우려가 있다. 또한, 불용성 고형분(I)을 건조 또는 소성할 때 가용성 고형분(S)에 포함된 염화물들로부터 산화 나트늄(Na2O), 산화 칼륨 (K20)이 발생하므로, 이러한 산화 나트늄과 산화 칼륨에 의해 불용성 고형분(I)을 재활용하여 제조한 제조물의 내구성이 떨어질 우려가 있다.On the other hand, the insoluble solids (I) and the aqueous solution (Q) are separated by the first centrifugal separator 56, but some of the aqueous solutions (Q) can not be separated and can be adsorbed on the surface of the insoluble solids (I). By the way, since the aqueous solution (Q) contains the soluble solids (S), there is a fear that the product prepared by recycling the insoluble solids (I) may be corroded by the chlorides contained in the soluble solids (S). In addition, when the insoluble solid (I) is dried or calcined, sodium oxide (Na 2 O) and potassium oxide (K 2 0) are generated from chlorides contained in the soluble solid (S). There exists a possibility that the durability of the manufacture manufactured by recycling insoluble solid content (I) by potassium may fall.

이를 방지하기 위하여, 제1 원심 분리기(56)는 불용성 고형분(I)의 염소 농도가 미리 정해진 기준 염소 농도 이하가 되도록 증류수를 이용해 수용액(Q)이 흡착된 불용성 고형분(I)을 세척한 후 불용성 고형분(I)과 불용성 고형분(I)의 세척에 사용된 증류수를 원심 분리할 수 있다. 이러한 증류수를 이용한 불용성 고형분(I)의 세척 공정은, 불용성 고형분(I)의 염소 농도가 기준 염소 농도 이하에 될까지 반복적으로 수행될 수 있다. 이러한 기준 염소 농도는 300 ppm 인 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 여기서, 제1 원심 분리기(56)는, 후술할 석출 유닛(60)의 응축수 저장 탱크(660)로부터 전달된 응축수(D)를 증류수로서 이용하여 불용성 고형분(I)을 세척하는 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다.In order to prevent this, the first centrifuge 56 washes the insoluble solids (I) in which the aqueous solution (Q) is adsorbed using distilled water so that the chlorine concentration of the insoluble solids (I) is less than or equal to a predetermined reference chlorine concentration. Distilled water used for washing solid (I) and insoluble solid (I) can be centrifuged. The washing process of insoluble solids (I) using such distilled water may be repeatedly performed until the chlorine concentration of the insoluble solids (I) is below the reference chlorine concentration. The reference chlorine concentration is preferably 300 ppm, but is not limited thereto. Here, the first centrifugal separator 56 washes the insoluble solids I by using the condensed water D transferred from the condensed water storage tank 660 of the precipitation unit 60, which will be described later, as distilled water. It is not limited.

도 9는 도 7의 석출 유닛의 구성을 개략적으로 나타내는 개략도이고, 도 10은 염화물염 수용액의 용해도 그래프이다.9 is a schematic view schematically showing the configuration of the precipitation unit of FIG. 7, and FIG. 10 is a solubility graph of an aqueous chloride salt solution.

다음으로 석출 유닛(60)은 가용성 고형분(S)이 수용액(Q)으로부터 석출되도록 수용액(Q)을 농축시키기 위한 장치이다.Next, the precipitation unit 60 is an apparatus for concentrating the aqueous solution Q so that the soluble solid content S is precipitated from the aqueous solution Q.

도 9에 도시된 바와 같이, 석출 유닛(60)은, 물 분해 유닛(50)의 제1 원심 분리기(56)로부터 전달된 수용액(Q)을 펌핑하여 공급하는 원수 공급 펌프(610)와, 원수 공급 펌프(610)로부터 공급된 수용액(Q)이 농축되도록 수용액(Q)에 포함된 물을 증발시켜 가용성 고형분(S)을 수용액(Q)으로부터 각각 석출시키되, 서로 상이한 환경 조건 하에서 수용액에 포함된 물의 증발을 각각 유도하여, 서로 상이한 석출 순서 및 석출 시기에 따라 염화나트륨(NaCl)과 염화칼륨(KCl)을 석출시키는 복수의 증발 모듈들(620, 630, 640)과, 증발 모듈들(620, 630, 640) 중 적어도 하나에서 발생하는 증기를 응축하는 응축기(650)와, 증발 모듈들(620, 630, 640) 또는 응축기(650)에서 발생한 응축수(D)가 저장되는 응축수 저장 탱크(660)와, 증발 모듈들(620, 630, 640) 중 적어도 하나에 진공압을 선택적으로 인가하는 압력 조절 부재(670)와, 가용성 고형분(S)이 석출된 가용성 고형분 석출물(S1)이 저장되는 석출물 저장 탱크(6)와, 가용성 고형분 석출물(S1)과 수용액(Q)을 원심 분리하는 제2 원심 분리기(690) 등을 구비할 수 있다.As shown in FIG. 9, the precipitation unit 60 includes a raw water supply pump 610 for pumping and supplying an aqueous solution Q delivered from the first centrifugal separator 56 of the water decomposition unit 50, and raw water. The water contained in the aqueous solution (Q) is evaporated to concentrate the aqueous solution (Q) supplied from the feed pump (610) to precipitate the soluble solids (S) from the aqueous solution (Q), respectively. A plurality of evaporation modules (620, 630, 640) and evaporation modules (620, 630,) for inducing evaporation of water, respectively, to precipitate sodium chloride (NaCl) and potassium chloride (KCl) according to different precipitation orders and precipitation times. A condenser 650 for condensing steam generated in at least one of the 640, a condensate storage tank 660 in which condensate D generated in the evaporation modules 620, 630, and 640 or the condenser 650 is stored; Selectively apply vacuum pressure to at least one of the evaporation modules 620, 630, 640. A pressure control member 670, and a soluble solid content (S) is precipitated soluble solids precipitate and the precipitate storage tank 6, which is (S 1) this storage, soluble solids precipitate (S 1) and separating the aqueous solution (Q) distal to A second centrifugal separator 690 may be provided.

석출 유닛(60)은, 가용성 고형분(S)에 포함된 염화물염들을 서로 상이한 석출 순서 및 석출 시기에 따라 석출시킬 수 있도록 각각 마련되는 복수의 증발 모듈들(620, 630, 640)을 구비한다. 증발 모듈의 설치 개수는 특별히 한정되지 않는다. 설명의 편의를 위해 이하에서는, 가용성 고형분(S)에 포함된 염화물염들을 서로 상이한 3가지 방식의 석출 순서 및 석출 시기에 따라 각각 석출시킬 수 있도록, 제1 내지 제3 증발 모듈들(620, 630, 640) 등 총 3개의 증발 모듈이 설치되는 경우를 예로 들어 석출 유닛(60)에 대해 설명하기로 하나.The precipitation unit 60 includes a plurality of evaporation modules 620, 630, and 640 which are respectively provided to precipitate chloride salts included in the soluble solids S according to different precipitation orders and precipitation times. The number of installation of the evaporation module is not particularly limited. For convenience of explanation, hereinafter, the first to third evaporation modules 620 and 630 may be used to precipitate the chloride salts included in the soluble solids S according to three different deposition orders and precipitation times. For example, a case where a total of three evaporation modules are installed, such as 640, will be described for the precipitation unit 60.

원수 공급 펌프(610)는, 제1 원심 분리기(56)로부터 불용성 고형분(I)과 분리된 상태로 전달된 수용액(Q)을 펌핑하여, 증발 모듈들(620, 630, 640) 중 적어도 하나의 증발 모듈들(620, 630, 640)에 공급하도록 마련된다. 예를 들어, 도 9에 도시된 바와 같이, 원수 공급 펌프(610)는 증발 모듈들(620, 630, 640) 중 후술할 에너지 전달 단계의 마지막 단계에 위치한 제3 증발 모듈(640)에 공급하도록 마련될 수 있다. 이를 위하여, 원수 공급 펌프(610)의 흡입부는 유로(611a)를 통해 제1 원심 분리기(56)와 연결될 수 있고, 원수 공급 펌프(610)의 토출부는 유로(644a)를 통해 제1 증발 모듈(620)과 연결될 수 있다.The raw water supply pump 610 pumps the aqueous solution Q delivered in a state separated from the insoluble solids I from the first centrifuge 56 so as to at least one of the evaporation modules 620, 630, 640. It is provided to supply the evaporation modules 620, 630, 640. For example, as shown in FIG. 9, the raw water supply pump 610 may be supplied to the third evaporation module 640 located at the end of the energy transfer step described later among the evaporation modules 620, 630, 640. Can be prepared. To this end, the suction portion of the raw water supply pump 610 may be connected to the first centrifugal separator 56 through the flow path 611a, and the discharge portion of the raw water supply pump 610 may pass through the first evaporation module through the flow path 644a. 620 may be connected.

한편, 도 9에 도시된 바와 같이, 원수 공급 펌프(610)에 의해 제3 증발 모듈(640)에 공급된 수용액(Q)의 일부는 제3 증발 모듈(640)과 연결된 제2 증발 모듈(630)로 전달될 수 있고, 제2 증발 모듈(630)에 전달된 수용액(Q)의 일부는 제2 증발 모듈(630)과 연결된 제1 증발 모듈(620)에 전달될 수 있다. 즉, 증발 모듈들(620, 630, 640)은 에너지 전달 방향의 반대 방향을 따라 수용액(Q)을 전달받을 수 있도록 상호 연결되는 것이다. 이 경우에, 증발 모듈들(620, 630, 640) 각각에는, 수용액(Q)의 가열을 통한 가용성 고형분(S)의 석출 작업이 시작되기 이전에 미리 정해진 수위까지 수용액(Q)이 공급되는 것이 바람직하나 이에 한정되는 것은 아니다.Meanwhile, as shown in FIG. 9, a part of the aqueous solution Q supplied to the third evaporation module 640 by the raw water supply pump 610 is the second evaporation module 630 connected to the third evaporation module 640. ) And a part of the aqueous solution Q delivered to the second evaporation module 630 may be delivered to the first evaporation module 620 connected to the second evaporation module 630. That is, the evaporation modules 620, 630, 640 are interconnected to receive the aqueous solution Q along the direction opposite to the energy transfer direction. In this case, each of the evaporation modules 620, 630, 640 is supplied with an aqueous solution Q to a predetermined level before the precipitation of the soluble solids S by heating the aqueous solution Q is started. Preferred but not limited thereto.

이러한 증발 모듈들(620, 630, 640)은 각각, 원수 공급 펌프(610)와 직접 연결되도록 마련될 수도 있다. 이 경우에, 원수 공급 펌프(610)로부터 공급된 수용액은 다른 증발 모듈(620, 630, 640)을 경유하지 않고 각각의 증발 모듈(620, 630, 640)에 직접적으로 충전될 수 있다. 설명의 편의를 위해, 원수 공급 펌프(610)로부터 공급된 수용액(Q)이 에너지 전달 방향과는 반대 방향으로 증발 모듈들(620, 630, 640)에 순차적으로 전달되도록 증발 모듈들(620, 630, 640)이 상호 연결되는 경우를 기준으로 석출 유닛(60)에 대해 설명하기로 한다.These evaporation modules 620, 630, 640 may be provided to be directly connected to the raw water supply pump 610, respectively. In this case, the aqueous solution supplied from the raw water supply pump 610 may be filled directly into each evaporation module 620, 630, 640 without passing through the other evaporation modules 620, 630, 640. For convenience of explanation, the evaporation modules 620 and 630 are sequentially supplied such that the aqueous solution Q supplied from the raw water supply pump 610 is sequentially delivered to the evaporation modules 620, 630 and 640 in a direction opposite to the energy transfer direction. It will be described with respect to the precipitation unit 60 on the basis of the case, 640 are interconnected.

증발 모듈들(620, 630, 640)은, 미리 정해진 에너지 전달 단계의 각각의 단계마다 하나씩 단계적으로 배치된다. 예를 들어, 에너지 전달 단계가 총 3 단계로 구성되는 경우에, 제1 단계에는 제1 증발 모듈(620)이 배치될 수 있고, 제2 단계에는 제2 증발 모듈(630)이 배치될 수 있고, 제3 단계에는 제3 증발 모듈(640)이 배치될 수 있다.The evaporation modules 620, 630, 640 are arranged step by step for each step of the predetermined energy transfer step. For example, if the energy transfer step is composed of a total of three steps, the first evaporation module 620 may be disposed in the first step, and the second evaporation module 630 may be disposed in the second step. In the third step, the third evaporation module 640 may be disposed.

수용액 온도Aqueous solution temperature 수용액(Q)에서의
용해도(%)
In aqueous solution (Q)
Solubility (%)
단일 염화물염 수용액에서의 용해도(%)Solubility in Single Chloride Salt Solution (%)
NaClNaCl KClKCl NaClNaCl KClKCl 100℃100 ℃ 2828 3535 3838 5757 75℃75 ℃ 2929 2828 3838 5050 50℃50 ℃ 3030 2222 3535 4242

도 10 및 표 4를 참조하면, 가용성 고형분(S)이 용해된 수용액(Q)에서의 염화나트륨의 용해도 및 염화칼륨의 용해도는 각각, 염화나트륨만 용해된 단일 염화물염 수용액에서의 염화나트륨의 용해도 및 염화칼륨만 용해된 단일 염화물염 수용액에서의 염화칼륨의 용해도에 비해 상대적으로 낮다. 이러한 용해도 변화는, 염화나트륨과 염화칼륨이 공통적으로 포함하는 염소 이온(Cl-)에 의해 야기되는 공통 이온 효과로 인해, 수용액(Q)에서의 염화나트륨의 용해도와 염화칼륨의 용해도가 각각 전술한 단일 염화물염 용액들에 비해 감소됨에 기인한 것이다.10 and Table 4, the solubility of sodium chloride and the solubility of potassium chloride in the aqueous solution (Q) in which soluble solids (S) is dissolved, respectively, the solubility of sodium chloride and potassium chloride in a single chloride salt solution in which only sodium chloride is dissolved, respectively. Relative to the solubility of potassium chloride in a single aqueous chloride salt solution. This change in solubility is due to the common ionic effect caused by chlorine ions (Cl −) which are commonly included in sodium chloride and potassium chloride, so that the solubility of sodium chloride and the solubility of potassium chloride in the aqueous solution Q are the same as described above. This is due to the reduction compared to the

또한, 도 10 및 표 4를 참조하면, 수용액(Q)에서의 염화나트륨의 용해도는 수용액(Q)의 온도가 낮아질수록 점진적으로 증가하고, 수용액(Q)에서의 염화칼륨의 용해도는 수용액(Q)의 온도가 높아질수록 점진적으로 증가한다. 따라서, 수용액(Q)의 온도가 높아질수록 염화나트륨이 염화칼륨에 비해 우선적으로 석출되고, 수용액(Q)의 온도가 낮아질수록 염화칼륨이 염화나트륨에 비해 우선적으로 석출된다.10 and Table 4, the solubility of sodium chloride in the aqueous solution (Q) gradually increases as the temperature of the aqueous solution (Q) decreases, and the solubility of potassium chloride in the aqueous solution (Q) increases. It gradually increases with increasing temperature. Therefore, as the temperature of the aqueous solution Q is increased, sodium chloride is preferentially precipitated compared to potassium chloride, and as the temperature of the aqueous solution Q is lowered, potassium chloride is preferentially precipitated compared to sodium chloride.

일반적으로 염화물염의 석출 공정은, 단일의 증발 모듈에서, 외부의 증기 공급원으로부터 공급된 약 100 ℃ 이상인 고온의 증기(이하, '원증기'라고 함)를 수용액을 가열하기 위한 열원으로 이용해 수용액을 농축시킴으로써 진행한다. 이처럼 단일의 증발 모듈에서, 원증기를 열원으로 이용해 약 100 ℃ 에 이상의 고온으로 가열된 수용액을 대상으로 가용성 고형분의 석출 공정을 진행하면, 염화나트륨이 우선적으로 석출된 후 염화칼륨이 후속적으로 석출된다. 이로 인해, 수용액에 포함된 물의 상당량이 증발되어 수용액에서의 염화물염의 농도가 고농도까지 상승된 후에야 비로서 염화칼륨이 석출되기 시작된다. 그러면, 수용액과 혼합되어 점성이 강한 슬러리 상태인 염화나트륨 석출물은, 증발 모듈의 내면에 강하게 달라붙어 유착되거나, 염화칼륨의 석출을 방해하게 된다. 따라서, 종래의 단일 증발 모듈을 이용한 염화물염 석출 공정에 의하면, 염화나트륨에 비해 고부가가치를 갖는 염화칼륨을 석출을 통해 원할하게 회수하기 어렵다는 문제점이 있다.In general, the precipitation process of the chloride salt concentrates the aqueous solution in a single evaporation module by using a high temperature steam (hereinafter referred to as 'original steam') of about 100 ° C. or more supplied from an external steam source as a heat source for heating the aqueous solution. Proceed by In this single evaporation module, when the precipitation process of soluble solids is carried out in an aqueous solution heated to a high temperature of about 100 ° C. or more using raw steam as a heat source, sodium chloride is first precipitated and then potassium chloride is subsequently precipitated. For this reason, potassium chloride begins to precipitate as a ratio only after a considerable amount of water contained in the aqueous solution is evaporated and the concentration of the chloride salt in the aqueous solution is raised to a high concentration. Then, the sodium chloride precipitate, which is mixed with the aqueous solution and is in the form of a viscous slurry, strongly adheres to the inner surface of the evaporation module and coalesces or prevents the precipitation of potassium chloride. Therefore, according to the conventional chloride salt precipitation process using a single evaporation module, there is a problem that it is difficult to smoothly recover potassium chloride having a high value compared to sodium chloride through precipitation.

그런데, 석출 유닛(60)은 서로 상이한 환경 조건을 갖는 복수의 증발 모듈들(620, 630, 640)을 구비한다. 여기서, 환경 조건이라, 수용액(Q)의 증발 온도, 증발 모듈들(620, 630, 640)의 내부 압력, 수용액(Q)에서의 염화물염들 각각의 용해도 등, 가용성 고형분(S)의 석출 양상 조절에 관련된 조건을 말한다.However, the precipitation unit 60 includes a plurality of evaporation modules 620, 630, and 640 having different environmental conditions from each other. Here, the environmental conditions, such as the evaporation temperature of the aqueous solution (Q), the internal pressure of the evaporation modules (620, 630, 640), the solubility of each of the chloride salts in the aqueous solution (Q), the precipitation aspect of the soluble solids (S) Refers to conditions related to regulation.

이러한 석출 유닛(60)에 의하면, 증발 모듈들(620, 630, 640) 각각의 환경 조건의 조절을 통해, 석출 순서, 석출 시기, 기타 염화나트륨과 염화칼륨의 석출 양상을 각각의 증발 모듈(620, 630, 640)마다 개별적으로 정해할 수 있다.According to the precipitation unit 60, through the adjustment of the environmental conditions of each of the evaporation modules (620, 630, 640), the evaporation module (620, 630) the order of precipitation, the timing of precipitation, and the precipitation pattern of other sodium chloride and potassium chloride , 640 may be individually determined.

예를 들어, 증발 모듈들(620, 630, 640) 어느 하나는 염화나트륨이 염화칼륨에 비해 상당히 이른 시점부터 우선적으로 석출되도록 당해 증발 모듈(620, 630, 640)의 환경 조건을 정할 수 있다.For example, any one of the evaporation modules 620, 630, 640 may determine the environmental conditions of the evaporation modules 620, 630, 640 such that sodium chloride preferentially precipitates from a significantly earlier point than potassium chloride.

예를 들어, 증발 모듈들(620, 630, 640) 중 다른 하나는 염화나트륨과 염화칼륨이 거의 동일한 시점부터 함께 석출되도록 당해 증발 모듈(620, 630, 640)의 환경 조건을 정할 수 있다.For example, the other of the evaporation modules 620, 630, 640 may determine the environmental conditions of the evaporation modules 620, 630, 640 such that sodium chloride and potassium chloride are precipitated together from about the same time.

예를 들어, 증발 모듈들(620, 630, 640) 또 다른 하나는 염화칼륨이 염화나트륨에 비해 상당히 이른 시점부터 우선적으로 석출되도록 당해 증발 모듈(620, 630, 640)의 환경 조건을 정할 수 있다.For example, another one of the evaporation modules 620, 630, 640 may determine the environmental conditions of the evaporation modules 620, 630, 640 such that potassium chloride preferentially precipitates from a significantly earlier point than sodium chloride.

이러한 석출 유닛(60)은, 염화칼륨의 우선적인 석출 공정을 통해 고부가가치를 갖는 염화칼륨을 원활하게 회수할 수 있으므로, 수용액(Q)으로부터 회수되지 못한 채 폐기되는 염화칼륨의 양을 최소화시킬 수 있고, 석출 공정에 소요되는 시간을 줄일 수 있다.Since the precipitation unit 60 can smoothly recover high-value potassium chloride through a preferential precipitation process of potassium chloride, it is possible to minimize the amount of potassium chloride discarded without being recovered from the aqueous solution Q, and precipitation The time required for the process can be reduced.

한편, 원증기(E)를 이용해 수용액(Q)을 가열할 때 수용액(Q)에 포함된 물이 증발되어 발생하는 증기(이하, '발생 증기'라고 함)를 대기 중으로 그대로 방출하면, 발생 증기가 갖는 폐열에 상당한 열 손실로 인해 석출 공정의 에너지 효율이 감소하게 된다. 이를 해결하기 위해, 증발 모듈들(620, 630, 640)은, 미리 정해진 에너지 전달 단계의 특정 단계에 위치한 증발 모듈(620, 630, 640)에서 발생한 발생 증기(E1, E2, E3)를 상기 특정 단계에 비해 미리 정해진 에너지 전달 단계의 후단계에 위치한 증발 모듈(620, 630, 640)에서 수용액(Q)을 가열하기 위한 열원으로 이용할 수 있도록 마련되는 것이 바람직하다.On the other hand, when heating the aqueous solution (Q) by using the original steam (E), if the water contained in the aqueous solution (Q) is evaporated, the steam generated (hereinafter referred to as 'generating steam') is released to the atmosphere as it is, the generated steam Due to the significant heat loss in the waste heat, the energy efficiency of the precipitation process is reduced. To solve this, the evaporation modules 620, 630, 640 generate steam (E 1 , E 2 , E 3 ) generated in the evaporation modules 620, 630, 640 located at specific stages of the predetermined energy transfer stage. Is preferably provided to be used as a heat source for heating the aqueous solution (Q) in the evaporation module (620, 630, 640) located after the predetermined energy transfer step compared to the specific step.

예를 들어, 수용액(Q)이 가장 고온을 갖는 분위기 하에서 석출 공정이 진행되는 제1 증발 모듈(620)은 원증기(E)를 열원으로 이용 가능하게 마련될 수 있다. 예를 들어, 제1 증발 모듈(620)에 비해 낮은 온도 분위기 하에서 석출 공정이 진행되는 제2 증발 모듈(630)은 제1 증발 모듈(620)에서 발생한 발생 증기(E1)를 열원으로 이용 가능하게 마련될 수 있다. 예를 들어, 제2 증발 모듈(630)에 비해 낮은 온도 분위기 하에서 석출 공정이 진행되는 제3 증발 모듈(640)은 제2 증발 모듈(630)에서 발생한 발생 증기(E2)를 열원으로 이용 가능하게 마련될 수 있다. 이를 통해, 석출 유닛(60)은, 회수되지 못한 채 외부로 방사되는 발생 증기(E1, E2)의 폐열을 최소화 가능하므로, 석출 공정의 에너지 효율을 향상시킬 수 있다.For example, the first evaporation module 620 in which the precipitation process is performed in the atmosphere having the highest temperature of the aqueous solution Q may be provided to use the original steam E as a heat source. For example, the second evaporation module 630 in which the precipitation process is performed in a lower temperature atmosphere than the first evaporation module 620 may use the generated steam E 1 generated in the first evaporation module 620 as a heat source. Can be arranged. For example, the third evaporation module 640 in which the precipitation process is performed under a lower temperature atmosphere than the second evaporation module 630 may use the generated steam E 2 generated in the second evaporation module 630 as a heat source. Can be arranged. Through this, the precipitation unit 60 can minimize the waste heat of the generated steam (E 1 , E 2 ) radiated to the outside without being recovered, it is possible to improve the energy efficiency of the precipitation process.

이하에서는, 전술한 수용액(Q) 및 에너지의 전달 방식에 따라 가용성 고형분(S)의 석출 공정을 진행 가능하게 증발 모듈들(620, 630, 640)이 마련되는 경우를 기준으로 각각의 증발 모듈의 구조에 대해 설명하기로 한다.Hereinafter, the evaporation modules 620, 630, and 640 are provided on the basis of the case where the evaporation modules 620, 630, and 640 are provided to proceed with the precipitation process of the soluble solids S according to the aforementioned aqueous solution Q and the energy transfer method. The structure will be described.

증발 모듈들(620, 630, 640)의 구조는 특별히 한정되지 않는다.The structure of the evaporation modules 620, 630, 640 is not particularly limited.

증발 모듈들(620, 630, 640) 각각은, 미리 정해진 기준 온도로 수용액(Q)을 가열한 후, 수용액(Q)에 포함된 물의 증발 온도가 기준 온도가 되도록 조절된 압력 분위기 하에서 물의 증발을 유도하여, 가용성 고형분(S)을 석출시킬 수 있도록 마련된다. 여기서, 기준 온도는, 증발 모듈들(620,630, 640) 중 당해 증발 모듈을 이용해 구현하고자 하는 염화나트륨과 염화칼륨의 석출 순서 및 석출 시기에 따라 증발 모듈들(620, 630, 640)마다 개별적으로 정해질 수 있다.Each of the evaporation modules 620, 630, 640 heats the aqueous solution Q to a predetermined reference temperature, and then evaporates the water under a pressure atmosphere in which the evaporation temperature of the water contained in the aqueous solution Q is a reference temperature. It is prepared to induce precipitation of soluble solids (S). Here, the reference temperature may be individually determined for each evaporation module 620, 630, 640 according to the order of precipitation and the time of precipitation of sodium chloride and potassium chloride to be implemented using the evaporation module among the evaporation modules 620, 630, 640. have.

예를 들어, 제1 증발 모듈(620)은, 수용액(Q)을 미리 정해진 제1 기준 온도로 가열하는 제1 리보일러(621)와, 미리 정해진 제1 기준 온도로 가열된 수용액(Q)을 제1 리보일러(621)로부터 전달받으며, 수용액(Q)에 포함된 물의 증발 온도가 미리 정해진 제1 기준 온도가 되도록 조절된 내부 압력 하에서 물의 증발을 유도하여, 가용성 고형분(S)을 석출시키는 제1 증발기(622)와, 수용액(Q)을 미리 정해진 순서를 따라 제1 리보일러(621)와 제1 증발기(622)에 순환시키는 제1 순환 펌프(623) 등을 가질 수 있다.For example, the first evaporation module 620 may include a first reboiler 621 that heats the aqueous solution Q to a predetermined first reference temperature, and an aqueous solution Q heated to the predetermined first reference temperature. Received from the first reboiler 621, inducing the evaporation of water under an internal pressure adjusted to the evaporation temperature of the water contained in the aqueous solution (Q) to a predetermined first reference temperature, to precipitate the soluble solids (S) The first evaporator 622 and the first circulation pump 623 may be provided to circulate the aqueous solution Q to the first reboiler 621 and the first evaporator 622 in a predetermined order.

제1 기준 온도는 수용액(Q)에서의 염화나트륨의 용해도가 염화칼륨의 용해도에 비해 미리 정해진 제1 기준 값 이상만큼 낮은 환경 조건 하에서 물의 증발을 유도하여, 염화나트륨을 염화칼륨에 비해 우선적으로 석출시킬 수 있도록 정해지는 것이 바람직하다. 제1 기준 값은, 특별히 한정되지 않으며, 염화나트륨의 석출 시작 시점으로부터 상당한 시간이 경과된 후에야 염화칼륨의 석출이 비로서 시작될 수 있을 정도의 용해도 특성을 갖는 수용액(Q)의 온도가 제1 증발기(622)에서의 물의 증발 온도가 되도록 설정되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 제1 리보일러(621)에서의 제1 기준 온도는, 수용액(Q)에서의 염화나트륨의 용해도가 약 28 % 이고 염화칼륨의 용해도가 약 35 % 인 100 ℃ 내지 110 ℃ 일 수 있다.The first reference temperature is determined to induce evaporation of water under environmental conditions in which the solubility of sodium chloride in the aqueous solution (Q) is lower than the solubility of potassium chloride by a predetermined first reference value or higher, so that sodium chloride may be preferentially precipitated compared to potassium chloride. It is desirable to lose. The first reference value is not particularly limited, and the temperature of the aqueous solution Q having a solubility characteristic such that the precipitation of potassium chloride can begin as a ratio only after a considerable time has elapsed from the start of the precipitation of sodium chloride is determined by the first evaporator 622. It is preferable to set so that the evaporation temperature of the water in For example, the first reference temperature in the first reboiler 621 may be between 100 ° C. and 110 ° C., in which the solubility of sodium chloride in the aqueous solution Q is about 28% and the solubility of potassium chloride is about 35%.

예를 들어, 제2 증발 모듈(630)은, 수용액(Q)을 미리 정해진 제2 기준 온도로 가열하는 제2 리보일러(631)와, 미리 정해진 제2 기준 온도로 가열된 수용액(Q)을 제2 리보일러(631)로부터 전달받으며, 수용액(Q)에 포함된 물의 증발 온도가 미리 정해진 제2 기준 온도가 되도록 조절된 내부 압력 하에서 물의 증발을 유도하여, 가용성 고형분(S)을 석출시키는 제2 증발기(632)와, 수용액(Q)을 미리 정해진 순서를 따라 제2 리보일러(631)와 제2 증발기(632)에 순환시키는 제2 순환 펌프(633) 등을 가질 수 있다.For example, the second evaporation module 630 includes a second reboiler 631 for heating the aqueous solution Q to a second predetermined reference temperature, and the aqueous solution Q heated to a second predetermined reference temperature. Received from the second reboiler 631, inducing the evaporation of water under an internal pressure adjusted to the evaporation temperature of the water contained in the aqueous solution (Q) to a predetermined second reference temperature, to precipitate the soluble solids (S) The second evaporator 632 and the second circulation pump 633 may be provided to circulate the aqueous solution Q to the second reboiler 631 and the second evaporator 632 in a predetermined order.

제2 기준 온도는 수용액(Q)에서의 염화나트륨의 용해도와 염화칼륨의 용해도의 차이가 미리 정해진 제2 기준 값 이하인 환경 조건 하에서 물의 증발을 유도하여, 염화나트륨과 염화칼륨을 함께 석출시킬 수 있도록 정해지는 것이 바람직하다. 제2 기준 값은, 특별히 한정되지 않으며, 염화나트륨의 석출 시작 시점과 염화칼륨의 석출 시작 시점의 차이가 작아 염화나트륨과 염화칼륨이 주로 함께 석출될 수 있는 용해도 특성을 갖는 수용액(Q)의 온도가 제2 증발기(632)에서의 물의 증발 온도가 되도록 설정되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 제2 기준 온도는 수용액(Q)에서의 염화나트륨의 용해도가 약 29 %이고 염화칼륨의 용해도가 약 28% 인 약 70 ℃ 내지 ℃ 일 수 있다.The second reference temperature is preferably determined to induce the evaporation of water under an environmental condition in which the difference between the solubility of sodium chloride and the potassium chloride in the aqueous solution Q is equal to or less than a second predetermined reference value, so that the sodium chloride and potassium chloride can be precipitated together. Do. The second reference value is not particularly limited, and the temperature of the aqueous solution Q having a solubility characteristic in which sodium chloride and potassium chloride can be precipitated together is small because the difference between the start time of precipitation of sodium chloride and the start time of precipitation of potassium chloride is small. It is preferably set to be the evaporation temperature of the water at 632. For example, the second reference temperature may be from about 70 ° C. to about ° C. with a solubility of sodium chloride in aqueous solution Q of about 29% and potassium chloride about 28%.

예를 들어, 제3 증발 모듈(640)은, 수용액(Q)을 미리 정해진 제3 기준 온도로 가열하는 제3 리보일러(641)와, 미리 정해진 제3 기준 온도로 가열된 수용액(Q)을 제3 리보일러(641)로부터 전달받으며, 수용액(Q)에 포함된 물의 증발 온도가 미리 정해진 제3 기준 온도가 되도록 조절된 내부 압력 하에서 물의 증발을 유도하여, 가용성 고형분(S)을 석출시키는 제3 증발기(642)와, 수용액(Q)을 미리 정해진 순서를 따라 제3 리보일러(641) 및 제3 증발기(642)에 순환시키는 제1 순환 펌프(643) 등을 가질 수 있다.For example, the third evaporation module 640 may include a third reboiler 641 for heating the aqueous solution Q to a predetermined third reference temperature, and an aqueous solution Q heated to the third predetermined reference temperature. Received from the third reboiler 641, inducing the evaporation of water under an internal pressure adjusted to the evaporation temperature of the water contained in the aqueous solution (Q) to a predetermined third reference temperature, to precipitate the soluble solids (S) The third evaporator 642 and the first circulation pump 643 for circulating the aqueous solution Q to the third reboiler 641 and the third evaporator 642 in a predetermined order may be provided.

제3 기준 온도는 수용액(Q)에서의 염화칼륨의 용해도가 염화나트륨의 용해도에 비해 미리 정해진 제3 기준 값 이상만큼 낮은 환경 조건 하에서 물의 증발을 유도하여, 염화칼륨을 염화나트륨에 비해 우선적으로 석출시킬 수 있도록 정해지는 것이 바람직하다. 제3 기준 값은, 특별히 한정되지 않으며, 염화칼륨의 석출 시작 시점으로부터 상당한 시간이 경과된 후에야 염화나트륨의 석출이 비로서 시작될 수 있을 정도의 용해도 특성을 갖는 수용액(Q)의 온도가 제3 증발기(642)에서의 물의 증발 온도가 되도록 설정되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 제3 기준 온도는 수용액(Q)에서의 염화나트륨의 용해도가 약 30% 이고 염화칼륨의 용해도가 약 22 %인 약 50 ℃ 내지 60 ℃ 일 수 있다.The third reference temperature is determined to induce evaporation of water under environmental conditions in which the solubility of potassium chloride in the aqueous solution Q is lower than the solubility of sodium chloride by a predetermined third reference value or higher, so that potassium chloride can be preferentially precipitated compared to sodium chloride. It is desirable to lose. The third reference value is not particularly limited, and the temperature of the aqueous solution Q having a solubility characteristic such that the precipitation of sodium chloride can begin as a ratio only after a considerable time has elapsed from the start of the precipitation of potassium chloride is caused by the third evaporator 642. It is preferable to set so that the evaporation temperature of the water in For example, the third reference temperature may be from about 50 ° C. to 60 ° C. with a solubility of sodium chloride in the aqueous solution Q of about 30% and a solubility of potassium chloride about 22%.

이하에서는, 수용액(Q)의 농축과, 가용성 고형분(S)의 석출에 대한 내용을 중심으로 제1 증발 모듈(620)에 대해 설명하기로 한다.Hereinafter, the first evaporation module 620 will be described based on the contents of the concentration of the aqueous solution Q and the precipitation of the soluble solids S.

제1 증발 모듈(620)은, 미리 정해진 에너지 전달 단계의 제1 단계에 위치하여, 수용액(Q)과 고온의 원증기(E)를 이용해 가용성 고형분(S)의 석출 공정을 진행하는 증발 모듈이다.The first evaporation module 620 is an evaporation module which is located in the first step of the predetermined energy transfer step and performs the precipitation process of the soluble solids S using the aqueous solution Q and the high temperature original steam E. .

제1 리보일러(621)는 수용액(Q)과 원증기(E)를 열교환하여 수용액(Q)을 제1 기준 온도로 가열 가능한 쉘 앤 튜브 구조를 가질 수 있다. 이를 위하여, 제1 리보일러(621)의 중심부에는 수용액(Q)이 통과되는 수용액 덕트(미도시)가 형성될 수 있고, 제1 리보일러(621)의 중심부를 둘러싸는 외주부에는 원증기(E)가 통과되는 증기 덕트(미도시)가 형성될 수 있다. 도 9에 도시된 바와 같이, 이러한 제1 리보일러(621)는, 수용액(Q)이 유입되는 제1 유입구(621a)와, 수용액(Q)이 배출되는 제1 배출구(621b)와, 외부의 증기 공급원으로부터 공급된 원증기(E)가 유입되는 제2 유입구(621c)와, 원증기(E)가 응축되어 생성된 응축수(D)가 배출되는 제2 배출구(621d)와, 제2 배출구(621d)에서 배출된 응축수(D)가 포집되는 제1 응축수 트랩(621e) 등을 가질 수 있다.The first reboiler 621 may have a shell and tube structure in which the aqueous solution Q may be heated to the first reference temperature by heat-exchanging the aqueous solution Q and the original steam E. To this end, an aqueous solution duct (not shown) may be formed at the center of the first reboiler 621, and an original steam E may be formed at an outer circumferential portion surrounding the center of the first reboiler 621. A steam duct (not shown) may be formed. As shown in FIG. 9, the first reboiler 621 may include a first inlet 621a through which the aqueous solution Q is introduced, a first outlet 621b through which the aqueous solution Q is discharged, and an external A second inlet 621c into which the original steam E supplied from the steam supply is introduced, a second outlet 621d through which the condensed water D generated by condensing the original steam E, and a second outlet 621 The condensate D discharged from 621d may have a first condensate trap 621e and the like.

제1 증발기(622)는 제1 리보일러(621)로부터 전달된 수용액(Q)에 포함된 물의 증발을 유도하는 공간이 내부에 형성되는 중공 구조를 가질 수 있다. 도 9에 도시된 바와 같이, 이러한 제1 증발기(622)는, 수용액(Q)이 각각 유입되는 제1 및 제2 유입구(622a, 622b)와, 수용액(Q)이 배출되는 제1 배출구(622c)와, 물이 증발되어 발생한 발생 증기(E1)가 배출되는 제2 배출구(622d)와, 수용액(Q)으로부터 석출된 가용성 고형분(S)의 석출물(S1)(이하, '가용성 고형분 석출물(S1)'이라고 함)이 배출되는 제3 배출구(622e) 등을 가질 수 있다.The first evaporator 622 may have a hollow structure in which a space for inducing evaporation of water contained in the aqueous solution Q transferred from the first reboiler 621 is formed therein. As illustrated in FIG. 9, the first evaporator 622 includes first and second inlets 622a and 622b through which the aqueous solution Q is introduced, and a first outlet 622c through which the aqueous solution Q is discharged. ), The second outlet 622d through which the generated steam (E 1 ) generated by evaporation of water is discharged, and the precipitate (S 1 ) of the soluble solids (S) precipitated from the aqueous solution (Q) (hereinafter referred to as 'soluble solids precipitates'). (S 1 ) ') may have a third discharge port 622e or the like.

제1 증발기(622)의 제1 유입구(622a)에는 제2 순환 펌프(633)의 토출부로부터 토출된 수용액(Q)이 유로(624a)를 통해 공급된다. 즉, 제1 증발기(622)에는 제2 증발기(632)를 경유한 수용액(Q)이 제2 순환 펌프(633)를 통해 공급되는 것이다.The aqueous solution Q discharged from the discharge portion of the second circulation pump 633 is supplied to the first inlet 622a of the first evaporator 622 through the flow path 624a. That is, the aqueous solution Q via the second evaporator 632 is supplied to the first evaporator 622 through the second circulation pump 633.

제1 순환 펌프(623)의 흡입부에는 제1 증발기(622)의 제1 배출구(622c)로부터 배출된 수용액(Q)이 유로(624b)를 통해 공급되고, 제1 리보일러(621)의 제1 유입구(621a)에는 제1 순환 펌프(623)의 토출부로부터 토출된 수용액(Q)이 유로(624c)를 통해 공급된다. 또한, 제1 리보일러(621)의 제2 유입구(621c)에는 원증기(E)가 유로(624d)를 통해 공급된다. 그러면, 제1 리보일러(621)에 공급된 수용액(Q)은 원증기(E)에 의해 가열되고, 제1 리보일러(621)에 공급된 원증기(E)는 수용액(Q)에 의해 냉각 및 응축되어 응축수(D)로 상변화된다.The aqueous solution Q discharged from the first outlet 622c of the first evaporator 622 is supplied to the suction part of the first circulation pump 623 through the flow path 624b, and the first reboiler 621 The aqueous solution Q discharged from the discharge part of the first circulation pump 623 is supplied to the first inlet 621a through the flow path 624c. In addition, the original steam E is supplied to the second inlet 621c of the first reboiler 621 through the flow path 624d. Then, the aqueous solution Q supplied to the first reboiler 621 is heated by the original steam E, and the original vapor E supplied to the first reboiler 621 is cooled by the aqueous solution Q. And condensed into phase condensate (D).

제1 증발기(622)의 제2 유입구(622b)에는 원증기(E)에 의해 가열된 상태로 제1 리보일러(621)의 제1 배출구(621b)로부터 배출된 수용액(Q)이 유로(624e)를 통해 공급된다. 또한, 제1 리보일러(621)의 제1 응축수 트랩(621e)에는 제1 리보일러(621)의 제2 배출구(621d)로부터 배출된 응축수(D)가 유로(624f)를 통해 전달되어 포집된다.In the second inlet 622b of the first evaporator 622, the aqueous solution Q discharged from the first outlet 621b of the first reboiler 621 is heated by the original steam E, and the flow path 624e. It is supplied through In addition, condensate D discharged from the second outlet 621d of the first reboiler 621 is transferred to the first condensate trap 621e of the first reboiler 621 through the flow path 624f and collected. .

수용액(Q)이 제1 순환 펌프(623)에 의해 제1 리보일러(621)와 제1 증발기(622) 사이에서 반복적으로 순환하게 되면, 원증기(E)에 의해 수용액(Q)이 가열됨에 따라 수용액(Q)의 온도가 제1 기준 온도까지 상승하게 된다. 그런데, 제1 기준 온도가 약 100 ℃ 내지 110 ℃ 인 경우에, 제1 증발기(622)에 공급된 수용액(Q)에 포함된 물의 증발 온도가 약 100 ℃ 내지 110 ℃ 가 되기 위해서는 제1 증발기(622)의 내부 압력이 약 +20 ㎪ 정도로 유지되는 것이 바람직하다. 이러한 약 +20 ㎪ 의 정도의 내부 압력은 제1 증발기(622)에서 발생하는 발생 증기(E1)의 증기압을 이용해 달성 가능하므로, 제1 증발기(622)에는 내부 압력을 조절하기 위한 별도의 압력 조절 부재의 설치가 필수적으로 요구되지 않는다.When the aqueous solution Q is repeatedly circulated between the first reboiler 621 and the first evaporator 622 by the first circulation pump 623, the aqueous solution Q is heated by the original steam E. Accordingly, the temperature of the aqueous solution Q is raised to the first reference temperature. However, when the first reference temperature is about 100 ° C to 110 ° C, the first evaporator (for example, the evaporation temperature of water included in the aqueous solution Q supplied to the first evaporator 622 is about 100 ° C to 110 ° C). Preferably, the internal pressure of 622 is maintained at about +20 kPa. Since the internal pressure of about +20 kPa can be achieved using the vapor pressure of the generated steam E 1 generated in the first evaporator 622, the first evaporator 622 has a separate pressure for adjusting the internal pressure. Installation of the adjusting member is not necessarily required.

이러한 제1 증발기(622)에 공급된 수용액(Q)에 포함된 물은 약 100 ℃ 내지 110 ℃ 및 약 +20 ㎪ 의 분위기 하에서 증발될 수 있다. 그러면, 수용액(Q)은 물의 증발에 의해 농축될 수 있고, 가용성 고형분(S)에 포함된 염화물염들 중 염화나트륨이 우선적으로 석출될 수 있다. 따라서, 제1 증발기(622)에서는, 석출 공정의 초기에는 염화나트륨이 주로 석출되다가 석출 공정의 말기로 갈수록 염화칼륨의 석출량이 증가하게 된다. 이러한 제1 증발기(622)의 제3 배출구(622e)로부터 배출된 가용성 고형분 석출물(S1)은 유로(624g)를 통해 석출물 저장 탱크(6)에 저장될 수 있다.The water contained in the aqueous solution Q supplied to the first evaporator 622 may be evaporated under an atmosphere of about 100 ° C. to 110 ° C. and about +20 Pa. Then, the aqueous solution Q may be concentrated by evaporation of water, and sodium chloride may be preferentially precipitated among the chloride salts included in the soluble solids S. Therefore, in the first evaporator 622, sodium chloride is mainly precipitated at the beginning of the precipitation process, and the precipitation amount of potassium chloride increases toward the end of the precipitation process. The soluble solid precipitate S 1 discharged from the third outlet 622e of the first evaporator 622 may be stored in the precipitate storage tank 6 through the flow path 624g.

이하에서는, 수용액(Q)의 농축과, 가용성 고형분(S)의 석출에 대한 내용을 중심으로 제2 증발 모듈(630)에 대해 설명하기로 한다.Hereinafter, the second evaporation module 630 will be described based on the contents of the concentration of the aqueous solution Q and the precipitation of the soluble solids S.

제2 증발 모듈(630)은, 미리 정해진 에너지 전달 단계의 제2 단계에 위치하여, 수용액(Q)과 발생 증기(E1)를 이용해 가용성 고형분(S)의 석출 공정을 진행한다는 점을 제외하고는, 전술한 제1 증발 모듈(620)과 유사한 구조를 갖는다.The second evaporation module 630 is located in the second step of the predetermined energy transfer step, except that the precipitation process of the soluble solids S is performed using the aqueous solution Q and the generated steam E1. It has a structure similar to the first evaporation module 620 described above.

제2 증발기(632)의 제1 유입구(632a)에는 제3 순환 펌프(643)의 토출부로부터 토출된 수용액(Q)이 유로(634a)를 통해 공급된다. 즉, 제2 증발기(632)에는 제3 증발기(642)를 경유한 수용액(Q)이 제3 순환 펌프(643)를 통해 공급되는 것이다.The aqueous solution Q discharged from the discharge portion of the third circulation pump 643 is supplied to the first inlet 632a of the second evaporator 632 through the flow path 634a. That is, the second aqueous evaporator 632 is supplied with the aqueous solution Q via the third evaporator 642 through the third circulation pump 643.

제2 순환 펌프(633)의 흡입부에는 제2 증발기(632)의 제1 배출구(632c)로부터 배출된 수용액(Q)이 유로(634b)를 통해 공급되고, 제2 리보일러(631)의 제1 유입구(631a)에는 제2 순환 펌프(633)의 토출부로부터 토출된 수용액(Q)이 유로(634c)를 통해 공급된다. 또한, 제2 리보일러(631)의 제2 유입구(631c)에는 제1 증발기(622)에서 발생한 발생 증기(E1)가 유로(634d)를 통해 공급된다. 이처럼 제2 리보일러(631)에 공급된 수용액(Q)과 발생 증기(E1)는 열교환된다. 그러면, 제2 리보일러(631)에 공급된 수용액(Q)은 발생 증기(E1)에 의해 가열되고, 제2 리보일러(631)에 공급된 발생 증기(E1)는 수용액(Q)에 의해 냉각 및 응축되어 응축수(D)로 상변화된다.The aqueous solution Q discharged from the first outlet 632c of the second evaporator 632 is supplied to the suction part of the second circulation pump 633 through the flow path 634b, and the second reboiler 631 of the second reboiler 631 is provided. The aqueous solution Q discharged from the discharge portion of the second circulation pump 633 is supplied to the first inlet 631a through the flow path 634c. In addition, the generated steam E 1 generated in the first evaporator 622 is supplied to the second inlet 631c of the second reboiler 631 through the flow path 634d. In this way, the aqueous solution Q and the generated steam E 1 supplied to the second reboiler 631 are heat-exchanged. Then, in the second reboiler 631 of an aqueous solution (Q) is generated vapor (E 1) generated vapor (E 1) supplying the heated, second reboiler 631 by the feed in an aqueous solution (Q) By cooling and condensing to phase change into condensate (D).

제2 증발기(632)의 제2 유입구(632b)에는 발생 증기(E1)에 의해 가열된 상태로 제2 리보일러(631)의 제1 배출구(631b)로부터 배출된 수용액(Q)이 유로(634e)를 통해 공급된다. 또한, 제2 리보일러(631)의 제2 응축수 트랩(631e)에는 제2 리보일러(631)의 제2 배출구(631d)로부터 배출된 응축수(D)가 유로(634f)를 통해 전달되어 포집된다.In the second inlet 632b of the second evaporator 632, the aqueous solution Q discharged from the first outlet 631b of the second reboiler 631 is heated by the generated steam E 1 . 634e). In addition, condensate D discharged from the second outlet 631d of the second reboiler 631 is transferred to the second condensate trap 631e of the second reboiler 631 through the oil passage 634f. .

수용액(Q)이 제2 순환 펌프(633)에 의해 제2 리보일러(631)와 제2 증발기(632) 사이에서 반복적으로 순환하게 되면, 제1 증발기(622)로부터 공급된 발생 증기(E1)에 의해 수용액(Q)이 가열됨에 따라 수용액(Q)의 온도가 제2 기준 온도까지 상승하게 된다. 그런데, 제2 기준 온도가 약 70 ℃ 내지 ℃ 인 경우에, 제2 증발기(632)에 공급된 수용액(Q)에 포함된 물의 증발 온도가 약 70 ℃ 내지 80 ℃ 가 되기 위해서는 제2 증발기(632)의 내부 압력이 진공 상태인 약 -60 ㎪ 정도까지 감압되어야 한다.When the aqueous solution Q is repeatedly circulated between the second reboiler 631 and the second evaporator 632 by the second circulation pump 633, the generated steam E 1 supplied from the first evaporator 622. As the aqueous solution Q is heated by), the temperature of the aqueous solution Q is raised to the second reference temperature. By the way, when the second reference temperature is about 70 ℃ to ℃, the second evaporator 632 in order for the evaporation temperature of the water contained in the aqueous solution (Q) supplied to the second evaporator 632 to be about 70 ℃ to 80 ℃ The internal pressure of) should be reduced to about -60 인 in vacuum.

이를 위하여, 제3 리보일러(641)의 제2 배출구(641d)와 연결된 유로(644f)는 제3 응축수 트랩(641e)의 전단에서 유로(644i)에 의해 응축기(650)와 연결되고, 유로(644i)에는 진공 조절 밸브(644j)가 설치된다. 그러면, 제2 증발기(632)에서 제3 리보일러(641)로 공급된 발생 증기(E2) 중 증기 덕트에서 응축되지 않은 잔여 발생 증기(E2)는 유로(644i)를 통해 응축기(650)에 전달될 수 있다. 그런데, 제2 증발기(632)는 제3 리보일러(641)와 유로(644d)에 의해 연결되므로, 제2 증발기(632)의 내부 압력과 제3 리보일러(641)의 증기 덕트의 내부 압력은 서로 연동될 수 있다. 따라서, 제2 증발기(632)의 내부 압력은, 압력 조절 부재(670)의 진공압 및 응축기(650)의 부압을 진공 조절 밸브(674)를 통해 선택적으로 전달받아 감압됨으로써, 진공 상태로 유지될 수 있다.To this end, the flow path 644f connected to the second outlet 641d of the third reboiler 641 is connected to the condenser 650 by the flow path 644i at the front end of the third condensate trap 641e, 644i is provided with a vacuum control valve 644j. Then, the remaining generated steam E 2 not condensed in the steam duct among the generated steam E 2 supplied from the second evaporator 632 to the third reboiler 641 passes through the condenser 650 through the flow path 644i. Can be delivered to. However, since the second evaporator 632 is connected by the third reboiler 641 and the flow path 644d, the internal pressure of the second evaporator 632 and the internal pressure of the steam duct of the third reboiler 641 are Can be interlocked with each other. Therefore, the internal pressure of the second evaporator 632 is selectively reduced by receiving the vacuum pressure of the pressure regulating member 670 and the negative pressure of the condenser 650 through the vacuum regulating valve 674 to be maintained in a vacuum state. Can be.

이러한 제2 증발기(632)에 공급된 수용액(Q)에 포함된 물은 약 70 ℃ 내지 80 ℃ 및 약 -60 ㎪ 의 분위기 하에서 감압 증발될 수 있다. 그러면, 수용액(Q)은 물의 감압 증발에 의해 농축될 수 있고, 가용성 고형분(S)에 포함된 염화나트륨과 염화칼륨이 거의 동일한 시점부터 함께 석출될 수 있다. 이러한 제2 증발기(632)의 제3 배출구(632e)로부터 배출된 가용성 고형분 석출물(S1)은 유로(634g)를 통해 석출물 저장 탱크(680)에 저장될 수 있다.Water included in the aqueous solution Q supplied to the second evaporator 632 may be evaporated under reduced pressure in an atmosphere of about 70 ° C. to 80 ° C. and about −60 Pa. Then, the aqueous solution Q can be concentrated by evaporation under reduced pressure of water, and sodium chloride and potassium chloride contained in the soluble solids S can be precipitated together from about the same point in time. The soluble solid precipitate S 1 discharged from the third outlet 632e of the second evaporator 632 may be stored in the precipitate storage tank 680 through the flow path 634g.

이하에서는, 수용액(Q)의 농축과, 가용성 고형분(S)의 석출에 대한 내용을 중심으로 제3 증발 모듈(640)에 대해 설명하기로 한다.Hereinafter, the third evaporation module 640 will be described based on the contents of the concentration of the aqueous solution Q and the precipitation of the soluble solids S.

제3 증발 모듈(640)은, 미리 정해진 에너지 전달 단계의 제3 단계에 위치하여 수용액(Q)과 발생 증기(E2)를 이용해 가용성 고형분(S)의 석출 공정을 진행한다는 점을 제외하고는, 전술한 제1 증발 모듈(620)과 유사한 구조를 갖는다.The third evaporation module 640 is located in the third step of the predetermined energy transfer step, except that the precipitation process of the soluble solids S is performed using the aqueous solution Q and the generated steam E2. It has a structure similar to the first evaporation module 620 described above.

제3 증발기(642)의 제1 유입구(642a)에는 원수 공급 펌프(610)의 토출부로부터 토출된 수용액(Q)이 유로(644a)를 통해 공급된다. 즉, 제3 증발기(642)에는 수용액(Q)이 원수 공급 펌프(610)로부터 직접적으로 공급되는 것이다.The aqueous solution Q discharged from the discharge portion of the raw water supply pump 610 is supplied to the first inlet 642a of the third evaporator 642 through the flow path 644a. That is, the aqueous solution Q is directly supplied to the third evaporator 642 from the raw water supply pump 610.

제3 순환 펌프(643)의 흡입부에는 제3 증발기(642)의 제1 배출구(642c)로부터 배출된 수용액(Q)이 유로(644b)를 통해 공급되고, 제3 리보일러(641)의 제1 유입구(621a)에는 제3 순환 펌프(643)의 토출부로부터 토출된 수용액(Q)이 유로(644c)를 통해 공급된다. 또한, 제3 리보일러(641)의 제2 유입구(641c)에는 제2 증발기(632)에서 발생한 발생 증기(E2)가 유로(644d)를 통해 공급된다. 이처럼 제3 리보일러(641)에 공급된 수용액(Q)과 발생 증기(E2)는 열교환된다. 그러면, 제3 리보일러(641)에 공급된 수용액(Q)은 발생 증기(E2)에 의해 가열되고, 제3 리보일러(641)에 공급된 발생 증기(E2)는 수용액(Q)에 의해 냉각 및 응축되어 응축수(D)로 상변화된다.The aqueous solution Q discharged from the first outlet 642c of the third evaporator 642 is supplied to the suction part of the third circulation pump 643 through the flow path 644b, and the third reboiler 641 The aqueous solution Q discharged from the discharge part of the 3rd circulation pump 643 is supplied to the 1 inlet port 621a through the flow path 644c. In addition, the generated steam E 2 generated in the second evaporator 632 is supplied to the second inlet 641c of the third reboiler 641 through the flow path 644d. As such, the aqueous solution Q and the generated steam E 2 supplied to the third reboiler 641 are heat-exchanged. Then, in the third reboiler 641 of an aqueous solution (Q) are generated steam is heated by the (E 2), the generated vapor (E 2) fed to the third reboiler 641 is supplied to an aqueous solution (Q) By cooling and condensing to phase change into condensate (D).

제3 증발기(642)의 제2 유입구(642b)에는 발생 증기(E2)에 의해 가열된 상태로 제3 리보일러(641)의 제1 배출구(641b)로부터 배출된 수용액(Q)이 유로(644e)를 통해 공급된다. 또한, 제3 리보일러(641)의 제4 응축수 트랩(641e)에는 제3 리보일러(641)의 제2 배출구(641d)로부터 배출된 응축수(D)가 유로(644f)를 통해 전달되어 포집된다.The aqueous solution Q discharged from the first outlet 641b of the third reboiler 641 is heated in the second inlet 642b of the third evaporator 642 while being heated by the generated steam E 2 . 644e). In addition, condensed water D discharged from the second outlet 641d of the third reboiler 641 is transferred to the fourth condensate trap 641e of the third reboiler 641 through the flow path 644f. .

수용액(Q)이 제3 순환 펌프(643)에 의해 제3 리보일러(641)와 제3 증발기(642) 사이에서 반복적으로 순환하게 되면, 제2 증발기(632)로부터 공급된 발생 증기(E2)에 의해 수용액(Q)이 가열됨에 따라 수용액(Q)의 온도가 제3 기준 온도까지 상승하게 된다. 그런데, 제3 기준 온도가 약 50 ℃ 내지 60 ℃ 인 경우에, 제3 증발기(642)에 공급된 수용액(Q)에 포함된 물의 증발 온도가 약 50 ℃ 내지 60 ℃ 가 되기 위해서는 제3 증발기(642)의 내부 압력이 진공 상태인 약 -80 ㎪ 정도까지 감압되어야 한다.When the aqueous solution Q is repeatedly circulated between the third reboiler 641 and the third evaporator 642 by the third circulation pump 643, the generated steam E 2 supplied from the second evaporator 632. As the aqueous solution Q is heated by), the temperature of the aqueous solution Q is raised to the third reference temperature. However, when the third reference temperature is about 50 ° C to 60 ° C, the evaporator temperature of the water contained in the aqueous solution Q supplied to the third evaporator 642 is about 50 ° C to 60 ° C. The internal pressure of 642) should be reduced to about -80 kPa in vacuum.

이를 위하여, 제3 증발기(642)의 제2 배출구(642d)는 유로(644h)를 통해 응축기(650)와 연결되고, 응축기(650)는 압력 조절 부재(670)와 연결된다. 이를 통해, 제3 증발기(642)의 내부 압력은, 압력 조절 부재(670)로부터 인가되는 진공압 및 응축기(650)에서 발생 증기(E2, E3)가 응축되어 형성된 부압에 의해 감압됨으로써, 진공 상태로 유지될 수 있다.To this end, the second outlet 642d of the third evaporator 642 is connected to the condenser 650 through the flow path 644h, and the condenser 650 is connected to the pressure regulating member 670. Through this, the internal pressure of the third evaporator 642 is reduced by the vacuum pressure applied from the pressure regulating member 670 and the negative pressure formed by condensation of the generated vapors E 2 and E 3 in the condenser 650. Can be maintained in a vacuum state.

이러한 제3 증발기(642)에 공급된 수용액(Q)에 포함된 물은 약 50 ℃ 내지 60 ℃ 및 약 -80 ㎪ 의 분위기 하에서 감압 증발될 수 있다. 그러면, 수용액(Q)은 감압 증발에 의해 농축될 수 있고, 가용성 고형분(S)에 포함된 염화물염들 중 염화칼륨이 수용액(Q)으로부터 우선적으로 석출될 수 있다. 따라서, 제3 증발기(642)에서는, 석출 공정의 초기에는 염화칼륨이 주로 석출되다가 석출 공정의 말기로 갈수록 염화나트륨의 석출량이 증가하게 된다. 이러한 제3 증발기(642)의 제3 배출구(642e)로부터 배출된 가용성 고형분 석출물(S1)은 유로(644g)를 통해 석출물 저장 탱크(680)에 저장될 수 있다.Water contained in the aqueous solution Q supplied to the third evaporator 642 may be evaporated under reduced pressure in an atmosphere of about 50 ° C. to 60 ° C. and about −80 Pa. Then, the aqueous solution (Q) can be concentrated by evaporation under reduced pressure, and potassium chloride among the chloride salts contained in the soluble solids (S) can be preferentially precipitated from the aqueous solution (Q). Therefore, in the third evaporator 642, potassium chloride mainly precipitates at the beginning of the precipitation process, and the precipitation amount of sodium chloride increases toward the end of the precipitation process. The soluble solid precipitate S 1 discharged from the third outlet 642e of the third evaporator 642 may be stored in the precipitate storage tank 680 through the flow path 644g.

응축기(650)는 제3 증발기(642)로부터 전달된 발생 증기(E3) 및 제3 리보일러(641)를 경유하여 제2 증발기(632)로부터 전달된 발생 증기(E2)를 각각 냉각 및 응축시킬 수 있도록 마련된다. 발생 증기(E2, E3)를 냉각하기 위한 냉원은, 외부의 냉각수 공급원(미도시)으로부터 공급되는 냉각수인 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 도 9에 도시된 바와 같이, 이러한 응축기(650)는, 유로들(644h, 644i)을 통해 제3 증발기(642) 및 제3 리보일러(641)와 각각 연결되는 유입구(651)와, 내부에서 생성된 응축수(D)가 배출되는 배출구(653)와, 배출구(653)에서 배출된 응축수(D)가 유로(659)를 통해 전달되어 포집되는 응축수 트랩(655)과, 압력 조절 부재(670)와 연결되는 벤트구(657) 등을 가질 수 있다.The condenser 650 cools the generated steam E 3 delivered from the third evaporator 642 and the generated steam E 2 delivered from the second evaporator 632 via the third reboiler 641. It is prepared for condensation. The cooling source for cooling the generated steam E 2 , E 3 is preferably cooling water supplied from an external cooling water supply source (not shown), but is not limited thereto. As shown in FIG. 9, the condenser 650 has an inlet 651 connected to the third evaporator 642 and the third reboiler 641, respectively, through the flow paths 644h and 644i. A discharge port 653 through which the generated condensate D is discharged, a condensate trap 655 through which the condensate D discharged from the discharge port 653 is transferred and collected through the flow path 659, and a pressure regulating member 670. It may have a vent port 657 and the like connected to.

응축수 저장 탱크(660)는, 유로들(624f, 634f, 644f, 659, 662)을 통해 응축수 트랩들(621e, 631e, 641e, 655)과 각각 연결되며, 응축수 트랩들(621e, 631e, 641e, 655)로부터 각각 전달된 응축수(D)가 저장된다. 이러한 응축수 저장 탱크(660)는, 응축수(D)를 유로(664)를 통해 제1 원심 분리기(56)에 불용성 고형분(I)을 세척하기 위한 증류수로서 공급하는 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다.The condensate storage tank 660 is connected to the condensate traps 621e, 631e, 641e, and 655 through the flow paths 624f, 634f, 644f, 659, and 662, respectively, and the condensate traps 621e, 631e, 641e, Condensate D delivered from 655 is stored, respectively. The condensate storage tank 660 preferably supplies condensate D as distilled water for washing insoluble solids I through the flow path 664 to the first centrifuge 56, but is not limited thereto. .

압력 조절 부재(670)는, 제2 증발기(632) 및 제3 증발기(642) 각각에 진공압을 선택적으로 인가 가능하도록 마련된다. 예를 들어, 압력 조절 부재(670)는, 내부 압력이 진공 상태로 일정하게 유지되는 진공 탱크(672)와, 진공 탱크(672)의 진공압을 응축기(650)에 선택적으로 인가하는 진공 조절 밸브(674) 등을 가질 수 있다.The pressure regulating member 670 is provided to selectively apply a vacuum pressure to each of the second evaporator 632 and the third evaporator 642. For example, the pressure regulating member 670 may include a vacuum tank 672 in which the internal pressure is kept constant in a vacuum state, and a vacuum control valve for selectively applying the vacuum pressure of the vacuum tank 672 to the condenser 650. 674 and the like.

진공 탱크(672)는 진공 펌프(미도시)에 의해 내부 압력이 진공 상태로 일정하게 유지되도록 마련된다. 진공 탱크(672)의 내부 압력은 특별히 한정되는 않는다. 예를 들어, 진공 탱크(672)의 내부 압력은 진공 상태인 약 -95 ㎪ 으로 일정하게 유지될 수 있다. 이러한 진공 탱크(672)는 유로(676)를 통해 응축기(650)의 벤트구(658)와 연결될 수 있다.The vacuum tank 672 is provided to maintain a constant internal pressure in a vacuum state by a vacuum pump (not shown). The internal pressure of the vacuum tank 672 is not particularly limited. For example, the internal pressure of the vacuum tank 672 may be kept constant at about -95 kPa in a vacuum state. The vacuum tank 672 may be connected to the vent port 658 of the condenser 650 through the flow path 676.

진공 조절 밸브(674)는, 진공 탱크(672)의 진공압을 응축기(650)에 선택적으로 인가할 수 있도록 유로(676)에 설치된다. 그러면, 진공 탱크(672)의 진공압은, 진공 조절 밸브들(644j, 674), 응축기(650) 및 제3 리보일러(641)를 매개로 제2 증발기(632)에 선택적으로 인가될 수 있고, 진공 조절 밸브(674), 응축기(650)를 매개로 제3 증발기(642)에 선택적으로 인가될 수 있다. 이를 통해, 압력 조절 부재(670)는, 제2 증발기(632)의 내부 압력과 제3 증발기(642)의 내부 압력을 각각 수용액(Q)에 포함됨 물의 감압 증발이 유도되도록 일정하게 유지하게 할 수 있다.The vacuum control valve 674 is provided in the flow path 676 so that the vacuum pressure of the vacuum tank 672 can be selectively applied to the condenser 650. Then, the vacuum pressure of the vacuum tank 672 may be selectively applied to the second evaporator 632 via the vacuum control valves 644j and 674, the condenser 650 and the third reboiler 641. The vacuum control valve 674 and the condenser 650 may be selectively applied to the third evaporator 642. Through this, the pressure regulating member 670 may maintain the internal pressure of the second evaporator 632 and the internal pressure of the third evaporator 642 so as to induce a reduced pressure evaporation of water contained in the aqueous solution Q, respectively. have.

석출물 저장 탱크(680)는, 유로들(624g, 634g, 644g, 682)을 통해 제1 내지 제3 증발기들(622, 632, 642) 각각의 제3 배출구(622e, 632e, 642e)와 연결된다. 또한, 유로들(624g, 634g, 644g)이 합류되는 유로(682)에는, 가용성 고형분 석출물(S1)을 석출물 저장 탱크(680)를 향해 펌핑 가능한 석출물 회수 펌프(684)가 설치될 수 있다. 이에, 제1 내지 제3 증발기들(622, 632, 642) 각각에서 배출된 가용성 고형분 석출물(S1)은 석출물 저장 탱크(680)에 저장될 수 있다.The precipitate storage tank 680 is connected to third outlets 622e, 632e, 642e of each of the first to third evaporators 622, 632, 642 through flow paths 624g, 634g, 644g, 682. . In addition, in the flow path 682 into which the flow paths 624g, 634g, and 644g are joined, a precipitate recovery pump 684 may be installed to pump the soluble solid precipitate S 1 toward the precipitate storage tank 680. Thus, the soluble solid precipitate S 1 discharged from each of the first to third evaporators 622, 632, and 642 may be stored in the precipitate storage tank 680.

그런데, 가용성 고형분 석출물(S1)은 수용액(Q)에 분산 및 침전된 상태로 제1 내지 제3 증발기들(622, 632, 642) 각각에 수용되므로, 석출물 회수 펌프(684)의 가동 시 가용성 고형분 석출물(S1)은 수용액(Q)과 혼합된 슬러리 상태로 제1 내지 제3 증발기들(622, 632, 642) 각각으로부터 배출되어 석출물 저장 탱크(680)에 저장될 수 있다.However, since the soluble solid precipitate (S 1 ) is accommodated in each of the first to third evaporators 622, 632, 642 in a dispersed and precipitated state in the aqueous solution (Q), solubility in the operation of the precipitate recovery pump 684 The solid precipitate S 1 may be discharged from each of the first to third evaporators 622, 632, and 642 in a slurry state mixed with the aqueous solution Q and stored in the precipitate storage tank 680.

한편, 도 9에 도시된 바와 같이, 제1 내지 제3 순환 펌프(623, 633, 643)들 각각의 토출부는 유로들(624h, 634h, 644k) 각각에 의해 유로(682)와 연결될 수 있다. 유로들(624h, 634h, 644k) 각각에는 유로들(624h, 634h, 644k) 각각을 선택적으로 개폐 가능한 개폐 밸브가 설치될 수 있다. 따라서, 제1 내지 제3 순환 펌프(623, 633, 643)들 각각은 수용액(Q)을 유로들(624h, 634h, 644k) 각각을 통해 석출물 저장 탱크(680)에 선택적으로 전달할 수 있다. 이를 통해, 제1 내지 제3 순환 펌프(623, 633, 643)들 각각은 가용성 고형분(S)의 석출 양상에 따라 수용액(Q)을 증발 모듈들(620, 630, 640) 각각으로부터 배출하여, 수용액(Q)의 염화물염 농도를 가용성 고형분(S)의 석출에 적합한 수준으로 유지시킬 수 있다.On the other hand, as shown in Figure 9, the discharge portion of each of the first to third circulation pump (623, 633, 643) may be connected to the flow path 682 by each of the flow path (624h, 634h, 644k). Each of the flow paths 624h, 634h and 644k may be provided with an on / off valve for selectively opening and closing each of the flow paths 624h, 634h and 644k. Accordingly, each of the first to third circulation pumps 623, 633, and 643 may selectively deliver the aqueous solution Q to the precipitate storage tank 680 through each of the flow paths 624h, 634h, and 644k. Through this, each of the first to third circulation pumps 623, 633, 643 discharges the aqueous solution Q from each of the evaporation modules 620, 630, 640 according to the precipitation aspect of the soluble solids S, The chloride salt concentration of the aqueous solution (Q) can be maintained at a level suitable for precipitation of the soluble solids (S).

제2 원심 분리기(690)는, 수용액(Q)과 혼합된 슬러리 상태인 가용성 고형분 석출물(S1)을 석출물 저장 탱크(680)로부터 전달받아, 가용성 고형분 석출물(S1) 및 수용액(Q)을 원심 분리하게 가능하게 마련된다.The second centrifugal separator 690 receives the soluble solid precipitate (S 1 ) in the slurry state mixed with the aqueous solution (Q) from the precipitate storage tank 680, and receives the soluble solid precipitate (S 1 ) and the aqueous solution (Q). It is made possible to centrifuge.

제2 원심 분리기(690)는 콘타벡스 원심 분리기로 구성되는 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 제2 원심 분리기(690)는 가용성 고형분 석출물(S1)과 수용액(Q)을 분리 가능하도록 미리 정해진 제4 기준 입도를 갖는 제2 필터를 가질 수 있다. 제2 필터는 철망 필터이고, 제4 기준 입도는 0.05 ㎜ 내지 0.3 ㎜ 인 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다.The second centrifuge 690 is preferably configured as a Contavex centrifuge, but is not limited thereto. The second centrifugal separator 690 may have a second filter having a fourth reference particle size predetermined to separate the soluble solid precipitate (S 1 ) and the aqueous solution (Q). The second filter is a wire mesh filter, and the fourth reference particle size is preferably 0.05 mm to 0.3 mm, but is not limited thereto.

제2 원심 분리기(690)에 의해 가용성 고형분 석출물(S1)과 분리된 수용액(Q)에는, 증발 모듈들(620, 630, 640)에 의해 아직 석출되지 못한 잔여 가용성 고형분(S)이 포함될 수 있다. 따라서, 제2 원심 분리기(690)는, 가용성 고형분 석출물(S1)을 가용성 고형분 저장 유닛(70)에 전달할 수 있고, 수용액(Q)을 유로(692)를 통해 원수 공급 펌프(610)의 흡입부에 재전달할 수 있다. 이처럼 원수 공급 펌프(610)에 재전달된 수용액(Q)은, 제1 원심 분리기(56)로부터 공급된 수용액(Q)과 혼합되어, 증발 모듈들(620, 630, 640)에 재공급될 수 있다. 이를 통해, 제2 원심 분리기(690)는, 석출 공정을 통한 가용성 고형분(S)의 회수율을 더욱 높일 수 있다.The aqueous solution Q separated from the soluble solids precipitate S 1 by the second centrifuge 690 may include residual soluble solids S which have not yet been precipitated by the evaporation modules 620, 630, 640. have. Accordingly, the second centrifugal separator 690 may deliver the soluble solids precipitate S 1 to the soluble solids storage unit 70, and suck the aqueous solution Q through the flow path 692 to the raw water supply pump 610. Can be passed on to wealth. The aqueous solution Q re-delivered to the raw water supply pump 610 may be mixed with the aqueous solution Q supplied from the first centrifugal separator 56 and resupplied to the evaporation modules 620, 630, and 640. have. Through this, the second centrifugal separator 690 may further increase the recovery rate of the soluble solids S through the precipitation process.

도 11은 석출 및 건조 처리한 가용성 고형분의 사진이고, 도 12는 도 11에 도시된 가용성 고형분을 정성 분석한 SEM-EDS 차트이며, 도 13은 도 11에 도시된 가용성 고형분의 조성비를 나타내는 도표이다.FIG. 11 is a photograph of soluble solids precipitated and dried, FIG. 12 is a SEM-EDS chart qualitatively analyzing the soluble solids shown in FIG. 11, and FIG. 13 is a chart showing the composition ratio of the soluble solids shown in FIG. 11. .

다음으로, 가용성 고형분 저장 유닛(70)은 제2 원심 분리기(66)로부터 전달받은 가용성 고형분 석출물(S1)을 건조하여 저장하기 위한 장치이다.Next, the soluble solids storage unit 70 is a device for drying and storing the soluble solids precipitate (S 1 ) received from the second centrifuge (66).

가용성 고형분 저장 유닛(70)의 구조는 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 가용성 고형분 저장 유닛(70)은, 가용성 고형분 석출물(S1)을 건조하는 가용성 고형분 건조기(72)와, 가용성 고형분 건조기(72)에 의해 건조된 가용성 고형분(S)의 건조물(이하, '가용성 고형분 건조물(S2)'이라고 함)을 저장하는 가용성 고형분 저장 챔버(74)를 포함할 수 있다.The structure of the soluble solids storage unit 70 is not particularly limited. For example, the soluble solids storage unit 70 is a soluble solids dryer 72 for drying the soluble solids precipitate S 1 , and a dry matter of the soluble solids S dried by the soluble solids dryer 72 (hereinafter, It may include a soluble solids storage chamber 74 for storing the 'soluble solids dry (S 2 )'.

가용성 고형분 건조기(72)는 제2 원심 분리기(66)에 의해 수용액(Q1)과 분리된 가용성 고형분 석출물(S1)을 건조하기 위한 장치이다.The soluble solids dryer 72 is an apparatus for drying the soluble solids precipitate S 1 separated from the aqueous solution Q1 by the second centrifuge 66.

가용성 고형분 석출물(S1)과 수용액(Q1)은 제2 원심 분리기(66)에 의해 분리되지만, 수용액(Q1) 중 일부는 가용성 고형분 석출물(S1)과 분리되지 못한 채 가용성 고형분 석출물(S1)의 표면에 흡착될 수 있다. 이로 인해, 제2 원심 분리기(66)에 의해 수용액(Q1)과 분리된 가용성 고형분 석출물(S1)은 표면에 흡착된 수용액(Q1)에 의해 슬러리 상태로 존재한다. 그런데, 가용성 고형분 석출물(S1)이 슬러리 상태로 존재하면 재활용하기 용이하지 않으므로, 이를 해결하기 위해 가용성 고형분 건조기(72)가 마련되는 것이다.The soluble solids precipitate (S 1 ) and the aqueous solution (Q 1 ) are separated by the second centrifuge (66), but some of the aqueous solutions (Q1) are not separated from the soluble solids precipitate (S 1 ) and the soluble solids precipitate (S). 1 ) can be adsorbed on the surface. For this reason, the soluble solid precipitate S 1 separated from the aqueous solution Q1 by the second centrifuge 66 is in the slurry state by the aqueous solution Q1 adsorbed on the surface. By the way, when the soluble solids precipitate (S 1 ) is present in the slurry state is not easy to recycle, so that the soluble solids dryer 72 is provided to solve this.

이러한 가용성 고형분 건조기(72)는, 가용성 고형분(S)이 미리 정해진 기준 수분 이하의 수분을 포함하도록 제2 원심 분리기(66)에서 배출된 가용성 고형분 석출물(S1)을 건조한다. 기준 수분은, 약 0.3% 인 것이 바람직하나 이에 한정되는 것은 아니다.The soluble solids dryer 72 dries the soluble solids precipitate S 1 discharged from the second centrifugal separator 66 such that the soluble solids S contain moisture of less than or equal to a predetermined reference moisture. The reference moisture is preferably about 0.3%, but is not limited thereto.

도 11 및 도 12에 도시된 바와 같이, 가용성 고형분 건조기(72)에 의해 건조된 가용성 고형분 건조물(S2)은, 백색의 파우더 형태를 갖는고, 염화나트륨(NaCl), 염화칼륨(KCl) 등의 염화물염을 주로 포함한다. 가용성 고형분 건조기(72)는, 이와 같이 가용성 고형분 건조물(S2)을 가용성 고형분 저장 챔버(74)로 전달한다.As shown in FIGS. 11 and 12, the soluble solids S 2 dried by the soluble solids dryer 72 has a white powder form, and chlorides such as sodium chloride (NaCl) and potassium chloride (KCl). Mainly salts. The soluble solids dryer 72 thus delivers the soluble solids dry S 2 to the soluble solids storage chamber 74.

가용성 고형분 저장 챔버(74)는 가용성 고형분 건조기(72)에 의해 수분이 제거된 가용성 고형분 건조물(S2)을 저장하기 위한 장치이다.The soluble solids storage chamber 74 is a device for storing the soluble solids dry S 2 from which moisture has been removed by the soluble solids dryer 72.

가용성 고형분 저장 챔버(74)는 저장 대상물을 저장 가능한 일반적인 저장 챔버로 구성될 수 있다. 이러한 가용성 고형분 저장 챔버(74)는, 가용성 고형분 건조기(72)로부터 가용성 고형분 건조물(S2)을 전달받아 외부와 격리된 상태로 저장한다. 도 12 및 도 13에 도시된 바와 같이, 가용성 고형분 저장 챔버(74)에 저장된 가용성 고형분 건조물(S2)은, 플럭스(F)에 함유된 염화물염들을 주로 포함하므로, 플럭스(F)로서 재활용되는 것이 바람직하다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 가용성 고형분 건조물(S2)은, 혼합 염분이 필요한 다양한 분야에서 재활용될 수 있다.The soluble solids storage chamber 74 may be configured as a general storage chamber capable of storing a storage object. The soluble solids storage chamber 74 receives the soluble solids dry S 2 from the soluble solids dryer 72 and stores the soluble solids dry S 2 in an isolated state. 12 and 13, the soluble solids dry S 2 stored in the soluble solids storage chamber 74 mainly contains the chloride salts contained in the flux F, and thus is recycled as the flux F. It is preferable. However, the present invention is not limited thereto, and the soluble solid component (S 2 ) may be recycled in various fields requiring mixed salts.

다음으로, 알루미늄 알갱이 저장 유닛(80)은, 파쇄/분쇄 유닛(40)에서 배출된 알루미늄 알갱이(N)를 저장하기 위한 장치이다.Next, the aluminum grain storage unit 80 is a device for storing the aluminum grains N discharged from the crushing / crushing unit 40.

알루미늄 알갱이 저장 유닛(80)의 구조는 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 도 7에 도시된 바와 같이, 알루미늄 알갱이 저장 유닛(80)은, 제1 분리 부재(42)와 제2 분리 부재(44)에서 분리되어 배출된 알루미늄 알갱이(N)를 저장 가능한 알루미늄 알갱이 저장 챔버(82)를 포함할 수 있다.The structure of the aluminum grain storage unit 80 is not specifically limited. For example, as illustrated in FIG. 7, the aluminum grain storage unit 80 may store aluminum grains N separated and discharged from the first separating member 42 and the second separating member 44. It may include a grain storage chamber 82.

다음으로, 불용성 고형분 저장 유닛(90)은, 제1 원심 분리기(56)로부터 전달받은 불용성 고형분(I)을 건조 및 소성하여 저장하기 위한 장치이다.Next, the insoluble solids storage unit 90 is an apparatus for drying, baking, and storing the insoluble solids I received from the first centrifuge 56.

불용성 고형분 저장 유닛(90)의 구조는 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 불용성 고형분 저장 유닛(90)은, 불용성 고형분(I)을 건조하는 불용성 고형분 건조기(92)와, 불용성 고형분 건조기(92)에 의해 건조된 불용성 고형분(I)을 소성하는 불용성 고형분 소성로(94)와, 불용성 고형분 소성로(94)에 의해 소성된 불용성 고형분(I)을 저장하는 불용성 고형분 저장 챔버(96)를 포함할 수 있다.The structure of the insoluble solids storage unit 90 is not particularly limited. For example, the insoluble solids storage unit 90 includes an insoluble solids dryer 92 for drying the insoluble solids I and an insoluble solids kiln for firing the insoluble solids I dried by the insoluble solids dryer 92. And an insoluble solids storage chamber 96 for storing the insoluble solids I fired by the insoluble solids firing furnace 94.

도 14는 건조 처리한 불용성 고형분의 사진이다.It is a photograph of the insoluble solid content dried.

불용성 고형분 건조기(92)는 제1 원심 분리기(56)에 의해 수용액(Q)과 분리된 불용성 고형분(I)을 건조하기 위한 장치이다.The insoluble solids dryer 92 is a device for drying the insoluble solids I separated from the aqueous solution Q by the first centrifuge 56.

불용성 고형분(I)은 증류수와 제1 원심 분리기(56)에 의해 분리되지만, 일부의 증류수는 불용성 고형분(I)과 분리되지 못한 채 불용성 고형분(I)의 표면에 흡착될 수 있다. 이로 인해, 제1 원심 분리기(56)에서 배출된 불용성 고형분(I)은, 약 30 ~ 40%의 수분을 포함하여, 슬러리 상태로 존재한다. 그런데, 불용성 고형분(I)이 슬러리 상태로 존재하면 불용성 고형분(I)의 이송 및 재활용이 용이하지 않으므로, 이를 해결하기 위해 불용성 고형분 건조기(92)가 마련되는 것이다.Insoluble solids (I) are separated by distilled water and the first centrifuge 56, but some of the distilled water can be adsorbed onto the surface of insoluble solids (I) without being separated from insoluble solids (I). For this reason, the insoluble solid content I discharged | emitted from the 1st centrifugal separator 56 exists in the slurry state containing about 30 to 40% of water. By the way, when the insoluble solid (I) is present in the slurry state is not easy to transport and recycle the insoluble solid (I), insoluble solids dryer 92 is provided to solve this.

이러한 불용성 고형분 건조기(92)는, 불용성 고형분(I)이 미리 정해진 기준 수분 이하의 수분을 포함하도록 제1 원심 분리기(56)에서 배출된 불용성 고형분(I)을 건조한다.The insoluble solids dryer 92 dries the insoluble solids I discharged from the first centrifugal separator 56 so that the insoluble solids I contain moisture equal to or less than a predetermined reference moisture.

기준 수분은, 특별히 한정되지 않으며, 불용성 고형분(I)의 재활용 목적에 따라 상이하게 설정되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 불용성 고형분(I)을 시멘트 원료로 재활용할 경우에, 기준 수분은 약 40 %이다. 예를 들어, 불용성 고형분(I)을 벽돌 내화물 또는 세라믹 재료로 재활용할 경우에, 기준 수분은 약 0.5 %이다. 참고적으로, 불용성 고형분(I)을 벽돌 내화물 또는 세라믹 재료로 재활용할 경우에는 약 1,200 ℃에서 소성한 재료를 필요로 하므로, 불용성 고형분(I)을 시멘트 원료로 재활용하는 경우에 비해 상대적으로 낮은 기준 수분이 요구된다.The reference moisture is not particularly limited and is preferably set differently according to the purpose of recycling the insoluble solid content (I). For example, when the insoluble solid (I) is recycled to the cement raw material, the reference moisture is about 40%. For example, when the insoluble solid (I) is recycled into a brick refractory or ceramic material, the reference moisture is about 0.5%. For reference, when insoluble solids (I) are recycled to brick refractory or ceramic materials, a material calcined at about 1,200 ° C is required, and thus a relatively low standard compared to recycling insoluble solids (I) to cement raw materials. Moisture is required.

도 14에 도시된 바와 같이, 불용성 고형분 건조기(92)에 의해 건조된 불용성 고형분(I)(이하, '불용성 고형분 건조물(I1)'이라고 함)은, 표면에 흡착된 카본 성분으로 인해 짙은 회색의 파우더 형태를 갖는다. 이러한 불용성 고형분 건조물(I1)은 불용성 고형분 소성로(94)에 전달된다.The insoluble solids drying the insoluble solids (I) drying by 92 (hereinafter referred to as "water-insoluble solid dry product (I 1)") as shown in Figure 14, dark due to the carbon components adsorbed to the surface gray Has a powder form. This insoluble solid dry matter (I 1 ) is delivered to the insoluble solid baking (94).

도 15는 소성 처리한 불용성 고형분의 사진이고, 도 16은 도 15에 도시된 소성 처리한 불용성 고형분을 정성 분석한 SEM-EDS 차트이며, 도 17은 도 15에 도시된 소성 처리한 불용성 고형분의 조성비를 나타내는 도표이다.15 is a photograph of the calcined insoluble solids, FIG. 16 is a SEM-EDS chart qualitatively analyzing the calcined insoluble solids shown in FIG. 15, and FIG. 17 is a composition ratio of the calcined insoluble solids shown in FIG. 15. This is a chart showing.

불용성 고형분 소성로(94)는 불용성 고형분 건조물(I1)을 소성하기 위한 장치이다.The insoluble solids baking furnace 94 is an apparatus for baking the insoluble solids dry matter (I 1 ).

드로스 미립자 파우더(P2)에 포함된 미분의 알루미늄, 마그네슘, 알루미늄 합금이 물 분해될 때, 수산화 알루미늄, 수산화 마그네슘 및 알루미늄 합금 수화물(이하, '수화물들'이라고 함)이 형성될 수 있다. 이러한 수화물들은 불용성 고형분(I)이므로, 제1 원심 분리기(56)에 의해 수용액(Q)과 분리되어 불용성 고형분 건조기(92)로 전달된다. 그런데, 수화물들은 산화 알루미늄, 산화 마그네슘 및 알루미늄 합금 산화물(이하, '산화물들'이라고 함)에 비해 불안정한 물질이므로, 이러한 수화물들을 포함한 불용성 고형분(I)은 재활용하기에 적합하지 않다.When the finely divided aluminum, magnesium and aluminum alloy contained in the dross fine particle powder P 2 are water-decomposed, aluminum hydroxide, magnesium hydroxide and aluminum alloy hydrate (hereinafter, referred to as 'hydrates') may be formed. Since these hydrates are insoluble solids (I), they are separated from the aqueous solution (Q) by the first centrifuge (56) and transferred to the insoluble solids dryer (92). However, since hydrates are unstable compared to aluminum oxide, magnesium oxide and aluminum alloy oxide (hereinafter referred to as 'oxides'), insoluble solids (I) containing such hydrates are not suitable for recycling.

이를 해결하기 위하여, 도 7에 도시된 바와 같이, 불용성 고형분 저장 유닛(90)은, 불용성 고형분 건조물(I1)을 소성 처리하여 불용성 고형분 건조물(I1)에 포함된 수화물들을 산화물들로 전이시키는 불용성 고형분 소성로(94)를 포함하는 것이다.To solve this problem, as shown in Figure 7, the insoluble solids storage unit 90, the insoluble solid dry product (I 1) to the firing process of transition to the oxide of the hydrate included in the water-insoluble solid dry product (I 1) It includes an insoluble solids firing furnace (94).

불용성 고형분 소성로(94)는, 불용성 고형분 건조물(I1)을 약 800 ℃ 이상으로 가열하여 수화물들을 소성 반응시킨다. 그러면, 수화물들은 소성되어 산화물들로 전이되며, 이와 동시에 불용성 고형분 건조물(I1)의 표면에 흡착된 카본 성분은 연소된다. 따라서, 도 15에 도시된 바와 같이, 불용성 고형분 소성로(94)에 의해 소성된 불용성 고형분 건조물(I1)(이하, '불용성 고형분 소성물(I2)'이라고 함)은, 옅은 노란색의 파우더 형태가 된다. 불용성 고형분 소성로(94)는, 이러한 불용성 고형분 소성물(I2)을 불용성 고형분 저장 챔버(96)에 전달한다.The insoluble solids kiln 94 heats the insoluble solids (I 1 ) to about 800 ° C. or more to calcinate the hydrates. The hydrates are then calcined and transferred to oxides, while at the same time the carbon component adsorbed on the surface of the insoluble solid dry matter (I 1 ) is combusted. Accordingly, as shown in FIG. 15, the insoluble solid dry matter (I 1 ) (hereinafter, referred to as 'insoluble solid calcined product (I 2 )') fired by the insoluble solid firing furnace 94 is in the form of a pale yellow powder. Becomes The insoluble solids baking furnace 94 delivers such insoluble solids fired product I 2 to the insoluble solids storage chamber 96.

한편, 불용성 고형분 소성로(94)가 마이크로웨이브 소성로와 같이 건조 공정과 소성 공정을 연속적으로 수행 가능한 구조를 갖는 경우에는, 전술한 불용성 고형분 건조기(92)는 생략될 수 있다.On the other hand, when the insoluble solids firing furnace 94 has a structure capable of continuously performing the drying process and the firing process like the microwave firing furnace, the insoluble solids dryer 92 described above may be omitted.

불용성 고형분 저장 챔버(96)는 불용성 고형분 소성물(I2)을 저장하기 위한 장치이다.Insoluble solids storage chamber 96 is a device for storing insoluble solids fired product I 2 .

불용성 고형분 저장 챔버(96)는 저장 대상물을 저장 가능한 일반적인 저장 챔버로 구성될 수 있다. 이러한 불용성 고형분 저장 챔버(96)는, 불용성 고형분 소성로(94)로부터 불용성 고형분 소성물(I2)을 전달받아 외부와 격리된 상태로 저장한다. 도 16 및 도 17에 도시된 바와 같이, 불용성 고형분 소성물(I2)은, 산화 알루미늄, 산화 마그네슘 및 산화 알루미늄 합금을 주로 포함하므로, 추가적인 재활정 공정을 거친 후 세라믹 재료, 내화물 재료, 시멘트 재료로서 재활용되는 것이 바람직하다. 불용성 고형분 소성물(I2)의 추가적인 재활용 공정은, 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 불용성 고형분 소성물(I2)의 추가적인 재활용 공정은, 산화 알루미늄과 산화 마그네슘을 약 2000 ℃ 로 고온 소성하여 스피넬(MgAl204)로 전이시키는 스피넬 제조 공정을 포함할 수 있다.Insoluble solids storage chamber 96 may be configured as a general storage chamber capable of storing a storage object. The insoluble solids storage chamber 96 receives the insoluble solids I 2 from the insoluble solids firing furnace 94 and stores the insoluble solids I 2 in an isolated state from the outside. As shown in FIGS. 16 and 17, the insoluble solid calcined product (I 2 ) mainly comprises aluminum oxide, magnesium oxide and aluminum oxide alloy, and thus, after further reactivation process, the ceramic material, the refractory material, and the cement material It is preferred to be recycled as. The further recycling step of the insoluble solid content calcined product (I 2 ) is not particularly limited. For example, an additional recycling process of the insoluble solids (I 2 ) may comprise a spinel manufacturing process in which aluminum oxide and magnesium oxide are calcined at about 2000 ° C. at high temperature to be transferred to spinel (MgAl 2 O 4 ).

다음으로, 가스 저장 유닛(100)은 가스 포집기(54)에 의해 포집된 가수분해 가스(G)를 저장하기 위한 장치이다.Next, the gas storage unit 100 is a device for storing the hydrolyzed gas G collected by the gas collector 54.

가스 저장 유닛(100)은 가스를 저장하기 위해 일반적으로 사용되는 가스 저장 챔버로 구성될 수 있다. 도 7에 도시된 바와 같이, 이러한 가스 저장 유닛(100)은, 가스 포집기(54)로부터 가수분해 가스(G)를 전달받아 저장한다.The gas storage unit 100 may be composed of a gas storage chamber which is generally used for storing gas. As shown in FIG. 7, the gas storage unit 100 receives and stores the hydrolysis gas G from the gas collector 54.

일반 드로스 재처리기(압입기)는, 일반 블랙 드로스에 초석(NaNO3)과 같은 발열제 플럭스를 투입하여, 일반 블랙 드로스를 재처리하다. 이와 같이 재처리된 일반 블랙 드로스를 물 분해하면, 일반 블랙 드로스에 포함된 질화 알루미늄과 규소화 알루미늄으로부터 인체에 유독한 암모니아 가스(NH3)와 실란 가스(SiH4)가 발생된다. 따라서, 재처리된 일반 블랙 드로스가 물 분해되어 발생된 가스는, 재활용되기 어렵다.The general dross reprocessing machine (indenter) re-processes the general black dross by injecting a heating agent flux such as saltpeter (NaNO 3 ) into the general black dross. Water recombination of the reprocessed general black dross generates ammonia gas (NH 3 ) and silane gas (SiH 4 ), which are toxic to the human body, from aluminum nitride and aluminum silicide contained in the general black dross. Therefore, the gas generated by water decomposition of the reprocessed general black dross is difficult to recycle.

그런데, 구형 블랙 드로스(B2)가 블랙 드로스 재활용 장치(3)에 의해 처리되어 발생된 가수분해 가스(G)는, 수소, 메탄, 에탄, 에텐, 프로판, 프로펜 등의 가스를 포함한다. 이러한 가스들은, 에너지원으로서 사용 가능한 가스들로서 전술한 암모니아 가스와 실란 가스와 같은 유독성을 갖지 않으므로, 재활용이 용이하다. 또한, 에너지원으로서 우수한 성질을 갖는 수소와 메탄이 가수분해 가스(G)의 대부분을 차지하므로, 가수분해 가스(G)는 재활용 가치가 매우 우수하다.By the way, the hydrolysis gas G generated by processing the spherical black dross B 2 by the black dross recycling apparatus 3 includes gases such as hydrogen, methane, ethane, ethene, propane and propene. do. These gases are easy to recycle because they do not have the same toxicity as the ammonia gas and silane gas described above as gases that can be used as energy sources. In addition, since hydrogen and methane having excellent properties as energy sources occupy most of the hydrolysis gas G, the hydrolysis gas G is very excellent in recycling value.

이러한 가수분해 가스(G)는, 본 발명에 따른 알루미늄 용해 및 블랙 드로스 재활용 시스템(1)을 구동하기 위한 에너지원으로서 재활용되는 것이 바람직하다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 가수분해 가스(G)는 가스 이송 설비에 의해 외부로 이송되어 난방, 발전 등 다양한 산업 분야의 에너지원으로서 재활용될 수도 있다.Such hydrolysis gas G is preferably recycled as an energy source for driving the aluminum melting and black dross recycling system 1 according to the present invention. However, the present invention is not limited thereto, and the hydrolysis gas G may be transferred to the outside by a gas transfer facility and recycled as an energy source in various industrial fields such as heating and power generation.

한편, 블랙 드로스 재활용 장치(3)는 전술한 구형 블랙 드로스(B2)를 재활용 가능하도록 처리하는 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 블랙 드로스 재활용 장치(3)는 구형 블랙 드로스(B2)와는 다른 방식으로 형성된 일반 블랙 드로스를 재활용 가능하도록 처리할 수도 있다.On the other hand, the black dross recycling apparatus 3 is preferably to process the above-described spherical black dross (B 2 ) to be recyclable, but is not limited thereto. That is, the black dross recycling apparatus 3 may process the normal black dross formed in a different manner from the spherical black dross B 2 so as to be recyclable.

도 18은 본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따른 알루미늄 용해 및 블랙 드로스 재활용 방법을 개략적으로 나타내는 순서도이며, 도 19는 도 18에 기재된 알루미늄 용해 단계와 구형 블랙 드로스를 파쇄 및 분쇄하는 단계의 세부적인 내용을 설명하기 위한 순서도이며, 도 20은 도 18에 기재된 드로스 파우더 물 분해 단계와 물 분해물 재활용 단계의 세부적인 내용을 설명하기 위한 순서도이다.FIG. 18 is a flowchart schematically showing a method for dissolving aluminum and recycling black dross according to another preferred embodiment of the present invention, and FIG. 19 is a detail of the step for crushing and crushing the aluminum dissolving step and spherical black dross described in FIG. 18. FIG. 20 is a flowchart for describing details of the dross powder water decomposition step and the water decomposition product recycling step described in FIG. 18.

도 18을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 알루미늄 용해 및 블랙 드로스 재활용 방법은, 알루미늄을 용해하는 단계(S 100)와, 알루미늄을 용해할 때 발생한 구형 블랙 드로스(B2)를 파쇄 및 분쇄하는 단계(S 200)와, 구형 블랙 드로스(B2)가 파쇄 및 분쇄되어 형성된 드로스 미립자 파우더(P2)를 물 분해하는 단계(S 300)와, 드로스 미립자 파우더(P2)의 물 분해물들 중 적어도 하나를 재활용 가능하도록 처리하는 단계(S 400)를 포함한다.18, the aluminum melting and black dross recycling method according to a preferred embodiment of the present invention, the step of dissolving aluminum (S 100), and spherical black dross (B 2 ) generated when dissolving aluminum Crushing and pulverizing (S 200), spherical black dross (B 2 ) is crushed and pulverized dross fine particle powder (P 2 ) formed by water decomposition (S 300), dross fine particle powder (P And treating at least one of the water degradants of 2 ) to be recyclable (S 400).

먼저, 도 19에 도시된 바와 같이, 알루미늄을 용해하는 단계(S 100)는, 알루미늄 용탕(M)에 와류(V)를 형성하는 단계(S 110)와, 알루미늄 용탕(M)의 표면에 용융 플럭스층이 형성되도록 플럭스(F)를 와류(V)에 투입하는 단계(S 120)와, 용융 플럭스층을 통과하도록 알루미늄 스크랩(A)을 와류(V)에 투입하는 단계(S 130)와, 알루미늄 용탕(M)에서 알루미늄 스크랩(A)이 용해될 때 알루미늄 스크랩(A)이 용융 플럭스층에 의해 플럭스 처리되어 발생한 구형 블랙 드로스(B2)를 회수하는 단계(S 140)를 포함한다.First, as shown in FIG. 19, dissolving aluminum (S 100) may include forming a vortex (V) in the aluminum molten metal (M) (S 110) and melting the surface of the aluminum molten metal (M). Injecting the flux (F) into the vortex (V) to form a flux layer (S 120), Injecting aluminum scrap (A) into the vortex (V) to pass through the molten flux layer (S 130), Recovering the spherical black dross (B 2 ) generated by the aluminum scrap (A) is flux-treated by the molten flux layer when the aluminum scrap (A) in the molten aluminum (M) is dissolved (S 140).

알루미늄 용탕(M)에 와류(V)를 형성하는 단계(S 110)에서는, 회전 구동 가능한 전술한 와류 유닛(21)을 이용해 알루미늄 용탕(M)을 교반하여, 알루미늄 용탕(M)에 선회 하강하는 와류(V)를 형성할 수 있다.In the step (S 110) of forming the vortex V in the aluminum molten metal M, the aluminum molten metal M is agitated using the above-described vortex unit 21 that can be rotated and rotated to the aluminum molten metal M. Vortex V can be formed.

플럭스(F)를 와류(V)에 투입하는 단계(S 120)에서는, S 110 단계에서 형성된 알루미늄 용탕(M)의 와류(V)에 플럭스(F)를 투입할 수 있다. 바람직하게, 플럭스(F)는, 염화나트륨(NaCl)과 염화칼륨(KCl)이 동일한 중량부로 혼합된 혼합물 93-97 중량부 및 빙정석류(Cryolite, Potassium Cryolite) 3-7 중량부를 포함할 수 있다. 더욱 바람직하게, 플럭스(F)는, 염화나트륨(NaCl) 47.5 중량부, 염화칼륨(KCl) 47.5 중량부 및 포타슘 알루미늄 플루오라이드(KAlF4) 5 중량부를 포함할 수 있다. 이러한 플럭스(F)가 와류(V)에 투입되면, 알루미늄 용탕(M)의 표면에는 플럭스(F)가 용해되어 형성된 용융 플럭스층 즉, 염욕층이 형성된다.In the step S 120 of injecting the flux F into the vortex V, the flux F may be introduced into the vortex V of the molten aluminum M formed in the step S 110. Preferably, the flux (F) may include 93-97 parts by weight of a mixture of sodium chloride (NaCl) and potassium chloride (KCl) in the same parts by weight and 3-7 parts by weight of cryolite (Cryolite, Potassium Cryolite). More preferably, the flux (F) may include 47.5 parts by weight of sodium chloride (NaCl), 47.5 parts by weight of potassium chloride (KCl) and 5 parts by weight of potassium aluminum fluoride (KAlF 4 ). When the flux F is introduced into the vortex V, a molten flux layer formed by dissolving the flux F is formed on the surface of the aluminum molten metal M, that is, a salt bath layer.

알루미늄 스크랩(A)을 와류(V)에 투입하는 단계에서는(S 130), 미리 정해진 알루미늄 스크랩(A)을 S 120 단계에서 형성된 용융 플럭스층을 통과하도록 알루미늄 용탕(M)의 와류(V)에 투입할 수 있다. 바람직하게, 알루미늄 스크랩(A)은, 알루미늄, 마그네슘 및 알루미늄 합금을 주로 포함하는 알루미늄 폐캔 스크랩(UBCs, A 3XXX 계열, A 5XXXX 계열)일 수 있다. 와류(V)에 투입된 알루미늄 스크랩(A)은 알루미늄 용탕(M)에 용해된다. 이와 동시에, 알루미늄 용탕(M)에 포함된 개재물이 용융 플럭스층 즉, 플럭스(F)에 포획되어 블랙 드로스(B1)가 형성되며, 이러한 블랙 드로스(B1)가 와류(V)에 의해 알루미늄 용탕(M)에서 반복적으로 하강 및 부상됨으로써 블랙 드로스(B1)가 구형으로 결집된 구형 블랙 드로스(B2)가 형성된다.In the step of introducing the aluminum scrap (A) into the vortex (V) (S 130), the predetermined aluminum scrap (A) to the vortex (V) of the aluminum molten metal (M) to pass through the melt flux layer formed in step S 120 You can put in. Preferably, the aluminum scrap (A) may be aluminum waste can scrap (UBCs, A 3XXX series, A 5XXXX series) mainly containing aluminum, magnesium and aluminum alloy. The aluminum scrap A injected into the vortex V melt | dissolves in the aluminum molten metal M. As shown to FIG. The same time, the aluminum molten metal that is inclusion molten flux layer containing the (M), the flux (F) are trapped in the formed black dross (B 1), these black dross (B 1) a vortex (V) By repeatedly lowering and floating in the molten aluminum (M) to form a spherical black dross (B 2 ) in which the black dross (B 1 ) is spherical.

알루미늄 용탕(M)과 구형 블랙 드로스(B2)를 회수하는 단계(S 140)에서는, 알루미늄 스크랩(A)이 용해된 알루미늄 용탕(M)을 전술한 알루미늄 용해로(2)의 출탕구를 통해 배출함과 함께, 알루미늄 용탕(M)의 표면에 부유된 구형 블랙 드로스(B2)를 전술한 분리 유닛(27)을 이용해 알루미늄 용탕(M)으로부터 퍼낼 수 있다.In the step (S 140) of recovering the aluminum molten metal M and the spherical black dross B 2 , the aluminum molten metal M in which the aluminum scrap A is dissolved is passed through the hot water outlet of the aluminum melting furnace 2 described above. Along with the discharge box, the spherical black dross B 2 suspended on the surface of the aluminum molten metal M can be discharged from the molten aluminum M using the separation unit 27 described above.

다음으로, 구형 블랙 드로스(B2)를 분쇄 및 파쇄하는 단계(S 200)는, 알루미늄 용탕(M)으로부터 회수한 구형 블랙 드로스(B2)를 파쇄하는 단계(S 210)와, 알루미늄 알갱이(N)와 드로스 파우더(P1)를 분리하는 단계(S 220)와, 드로스 파우더(P1)를 분쇄하는 단계(S 230)와, 알루미늄 알갱이(N)와 드로스 미립자 파우더(P2)를 분리하는 단계(S 240)를 포함한다.Next, the spherical black dross (B 2) the step of grinding and crushing (S 200), the method comprising crushing the spherical black dross (B 2) recovered from the aluminum molten metal (M) (S 210), and aluminum Separating the granules (N) and the dross powder (P 1 ) (S 220), pulverizing the dross powder (P 1 ) (S 230), aluminum granules (N) and dross particulate powder ( P 2 ) is separated (S 240).

구형 블랙 드로스(B2)를 파쇄하는 단계(S 210)에서는, S 140 단계에서 회수한 구형 블랙 드로스(B2)를 전술한 파쇄기(41)를 이용해 파쇄할 수 있다In the step (S 210) for crushing the spherical black dross (B 2), it can be crushed using the aforementioned spherical black dross (B 2) a number of times in step S 140 crusher 41

알루미늄 알갱이(N)와 드로스 파우더(P1)를 분리하는 단계(S 220)에서는, S 210 단계에서 형성된 구형 블랙 드로스(B2)의 파쇄물 중 알루미늄 알갱이(N)와 드로스 파우더(P1)를 전술한 제1 분리 부재(42)를 이용해 분리할 수 있다. 예를 들어, 제1 분리 부재(42)는, 약 10 ㎜의 입도를 갖는 진동 스크린으로 구성될 수 있다.In the step of separating the aluminum grains (N) and the dross powder (P 1 ) (S 220), the aluminum grains (N) and the dross powder (P) among the crushed products of the spherical black dross (B 2 ) formed in step S 210. 1 ) can be separated using the above-mentioned first separating member 42. For example, the first separating member 42 may be composed of a vibrating screen having a particle size of about 10 mm.

드로스 파우더(P1)를 분쇄하는 단계(S 230)에서는, S 220 단계에서 알루미늄 알갱이(N)와 분리된 드로스 파우더(P1)를 분쇄기(43)를 이용해 분쇄할 수 있다.Pulverizing the dross powder (P 1) (S 230) in, the dross powder (P 1) separate from the aluminum grains (N) in step S 220 may be pulverized using a grinder (43).

알루미늄 알갱이(N)와 드로스 미립자 파우더(P2)를 분리하는 단계(S 240)에서는, S 230 단계에서 형성된 드로스 파우더(P1)의 분쇄물 중 알루미늄 알갱이(N)와 드로스 미립자 파우더(P2)를 전술한 제2 분리 부재(44)를 이용해 분리할 수 있다. 예를 들어, 제2 분리 부재(44)는 약 0.5 ㎜의 입도를 갖는 트롬멜 스크린(Trommel Screen)으로 구성될 수 있다.In the step of separating the aluminum grains (N) and the dross particulate powder (P 2 ) (S 240), the aluminum grains (N) and the dross particulate powder in the pulverized product of the dross powder (P 1 ) formed in step S230. (P 2 ) can be separated using the above-mentioned second separation member 44. For example, the second separating member 44 may be composed of a Trommel Screen having a particle size of about 0.5 mm.

한편, 구형 블랙 드로스(B2)를 분쇄 및 파쇄하는 단계(200)는, S 220 단계 및 S 240 단계에서 드로스 파우더(P1) 및 드로스 미립자 파우더(P2)와 분리된 알루미늄 알갱이(N)를 재활용하는 단계(S 250)를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 알루미늄 알갱이(N)의 재활용 단계(S 250)에서는, 알루미늄 알갱이(N)를 전술한 알루미늄 용탕(M)의 와류(V)에 투입할 수 있다.On the other hand, the step of crushing and crushing the spherical black dross (B 2 ) (200), aluminum granules separated from the dross powder (P 1 ) and dross fine powder (P 2 ) in step S 220 and S 240 step. (N) may further include the step (S 250). For example, in the recycling step S 250 of the aluminum grains N, the aluminum grains N may be introduced into the vortex V of the molten aluminum M described above.

다음으로, 드로스 미립자 파우더(P2)를 물 분해하는 단계(S 300)에서는, S 240 단계에서 알루미늄 알갱이(N)와 재분리된 드로스 미립자 파우더(P2)를 반응기(52)를 이용해 물 분해하여 수행할 수 있다. 바람직하게, 반응기(52)는, 1 : 2 비율로 혼합된 드로스 미립자 파우더(P2)와 물을 교반하여, 드로스 미립자 파우더(P2)를 물 분해할 수 있다. 이와 같이 드로스 미립자 파우더(P2)를 물 분해하는 경우에, 드로스 미립자 파우더(P2)는 가수분해 가스(G), 가용성 고형분(S) 및 불용성 고형분(I)을 포함하는 물 분해물들로 분해된다.Next, in the step of water-decomposing the dross fine particle powder (P 2 ) (S 300), the dross fine particle powder (P 2 ) re-separated from aluminum grains (N) in step S 240 using the reactor 52. It can be carried out by water decomposition. Preferably, the reactor 52 is 1: it is possible to stir the dross powder particles (P 2) and water mixed in a ratio of 2, dross particles to decompose the powder (P 2) water. In this way dross particles if the degradation of powder (P 2) water, de los particulate powder (P 2) is the water decomposition products including a hydrolysis gas (G), soluble solids content (S) and insoluble solids (I) Decompose to

다음으로, 도 20에 도시된 바와 같이, 드로스 미립자 파우더(P2)의 물 분해물들 중 적어도 하나를 재활용 가능하도록 처리하는 단계(S 400)는, 가용성 고형분(S)이 물에 용해되어 생성된 수용액(Q)으로부터 가수분해 가스(G)를 포집하여 분리하는 단계(S 410)와, 불용성 고형분(I)과 수용액(Q)을 서로 분리하는 단계(S 420)와, 가수분해 가스(G)를 재활용 가능하도록 처리하는 단계(S 430)와, 가용성 고형분(S)을 재활용 가능하도록 처리하는 단계(S 440)와, 불용성 고형분(I)을 재활용 가능하도록 처리하는 단계(S 450)를 포함한다.Next, as shown in Figure 20, the step (S 400) of treating at least one of the water decomposition products of the dross particulate powder (P 2 ) to be recyclable, the soluble solids (S) is produced by dissolving in water Collecting and separating the hydrolysis gas (G) from the aqueous solution (Q) thus obtained (S 410), separating the insoluble solid (I) and the aqueous solution (Q) from each other (S 420), and the hydrolysis gas (G). ) (S 430), a process of making the soluble solids (S) recyclable (S 440), and a process of making the insoluble solids (I) recyclable (S 450). do.

수용액(Q)으로부터 가수분해 가스(G)를 포집하여 분리하는 단계(S 410)에서는, 전술한 반응기(52)에 수용된 수용액(Q)으로부터 가수분해 가스(G)를 가스 포집기(54)를 이용해 포집할 수 있다.In the step (S 410) of collecting and separating the hydrolysis gas (G) from the aqueous solution (Q), the hydrolysis gas (G) from the aqueous solution (Q) accommodated in the reactor (52) described above using a gas collector (54). Can be captured.

도 20에 도시된 바와 같이, 불용성 고형분(I)과 수용액(Q)을 서로 분리하는 단계(S 420)는, 수용액(Q)과 불용성 고형분(I)을 원심 분리하는 단계(S 421)와, 불용성 고형분(I)을 증류수로 세척하는 단계(S 422)와, 불용성 고형분(I)과 증류수를 원심 분리하는 단계(S 423)를 포함한다.As shown in FIG. 20, the step of separating the insoluble solids (I) and the aqueous solution (Q) from each other (S 420) may include centrifuging the aqueous solution (Q) and the insoluble solids (I) (S 421); The step of washing the insoluble solid (I) with distilled water (S 422), and the step of centrifuging the insoluble solid (I) and distilled water (S 423).

불용성 고형분(I)과 수용액(Q)을 원심 분리하는 단계(S 421)에서는, S 410 단계에서 가수분해 가스(G)와 분리된 불용성 고형분(I)과 수용액(Q)을 전술한 제1 원심 분리기(56)를 이용해 원심 분리할 수 있다.In the step (S 421) of centrifuging the insoluble solid (I) and the aqueous solution (Q), the first centrifugation of the insoluble solid (I) and the aqueous solution (Q) separated from the hydrolysis gas (G) in step S 410 is performed. The separator 56 can be used for centrifugation.

불용성 고형분(I)을 증류수로 세척하는 단계(S 422)에서는, S 421 단계에서 불용성 고형분(I)에 흡착된 염소가 불용성 고형분(I)으로부터 분리되도록 증류수를 이용해 불용성 고형분(I)을 세척할 수 있다. S 421 단계에서 불용성 고형분(I)과 수용액(Q)을 원심 분리하더라도 일부의 수용액(Q)은 불용성 고형분(I)에 흡착된 상태로 남을 수 있는데, 이러한 수용액(Q)에는 염화물염을 포함하는 가용성 고형분(S)이 용해되어 있다. 따라서, 이와 같이 불용성 고형분(I)에 흡착된 염화물염을 제거할 수 있도록 불용성 고형분(I)을 증류수로 세척하는 것이다. 이러한 불용성 고형분(I)을 증류수로 세척하는 단계(S 422)에서는, 후술할 S 445 단계에서 생성된 응축수(D)를 증류수로서 이용하는 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다.In the step of washing the insoluble solid (I) with distilled water (S 422), the insoluble solid (I) is washed with distilled water so that the chlorine adsorbed to the insoluble solid (I) in step S 421 is separated from the insoluble solid (I). Can be. Although the insoluble solids (I) and the aqueous solution (Q) are centrifuged in step S 421, some of the aqueous solutions (Q) may remain adsorbed on the insoluble solids (I), and such aqueous solutions (Q) may include chloride salts. Soluble solids (S) are dissolved. Therefore, insoluble solids (I) are washed with distilled water so as to remove the chloride salt adsorbed on the insoluble solids (I). In the step (S 422) of washing the insoluble solid (I) with distilled water, it is preferable to use the condensed water (D) generated in step S445 to be described later as distilled water, but is not limited thereto.

불용성 고형분(I)과 증류수를 원심 분리하는 단계(S 423)에서는, S 422 단계 이후에, 전술한 제1 원심 분리기(56)를 이용해 불용성 고형분(I)과 증류수를 원심 분리할 수 있다.In the step (S 423) of centrifuging the insoluble solid (I) and distilled water, after step S422, the insoluble solid (I) and distilled water may be centrifuged using the first centrifuge 56 described above.

추가적으로, S 422 단계와 S 423 단계는 불용성 고형분(I)에 흡착된 염화물염의 농도가 미리 정해진 기준 농도 이하가 될 때까지 반복적으로 수행할 수 있다. 기준 농도는, 약 300 ppm 인 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다.Additionally, steps S 422 and S 423 may be repeatedly performed until the concentration of the chloride salt adsorbed on the insoluble solids (I) is equal to or less than a predetermined reference concentration. The reference concentration is preferably about 300 ppm, but is not limited thereto.

도 20에 도시된 바와 같이, 가수분해 가스(G)를 재활용 가능하도록 처리하는 단계(S 430)는, 가수분해 가스(G)에 포함된 수분을 제거하는 단계(S 431)와, 수분이 제거된 가수분해 가스(G)를 분리 정제하는 단계(S 432)와, 분리 정제된 가수분해 가스(G)를 저장하는 단계(S 433)를 포함한다.As shown in FIG. 20, the treating of the hydrolyzed gas G to be recyclable (S 430) may include removing the water included in the hydrolyzed gas G (S 431), and removing moisture. Separating and purifying the hydrolyzed gas G thus obtained (S 432), and storing the separated and purified hydrolyzed gas G (S 433).

가수분해 가스(G)에 포함된 수분을 제거하는 단계(S 431)에서는, S 410 단계에서 가스 포집기(54)에 의해 포집된 가수분해 가스(G)에 포함된 수분을 전술한 수분 트랩기(54b), 수분 제거기(미도시) 및 탈황기(미도시)를 이용해 제거할 수 있다.In step S431 of removing water contained in the hydrolysis gas G, the water trapr may include the water contained in the hydrolysis gas G collected by the gas collector 54 in step S 410. 54b), and may be removed using a water remover (not shown) and a desulfurizer (not shown).

가수분해 가스(G)를 분리 정제하는 단계(S 432)에서는, S 431 단계에서 수분이 제거된 가수분해 가스(G) 중 실제로 재활용 가능한 가스의 순도를 높이거나 가스분해 가스(G) 중 재활용 목적에 맞는 특정 가스를 다른 가스들로부터 분리할 수 있도록 가수분해 가스(G)를 전술한 가스 분리 정제기(54a)를 이용해 분리 정제할 수 있다.In the step of separating and purifying the hydrolysis gas (G) (S 432), the purity of the gas that is actually recyclable among the hydrolysis gas (G) from which water is removed in step S 431 may be increased or the purpose of recycling in the gas decomposition gas (G) may be used. The hydrolysis gas G may be separated and purified using the gas separation purifier 54a described above so that a specific gas suitable for the separation may be separated from other gases.

가수분해 가스(G)를 저장하는 단계(S 433)에서는, S 432 단계에서 분리 정제된 가수분해 가스(G)를 전술한 가스 저장 유닛(100)에 저장할 수 있다.In the storing of the hydrolysis gas G (S 433), the hydrolysis gas G separated and purified in step S 432 may be stored in the gas storage unit 100 described above.

도 20에 도시된 바와 같이, 가용성 고형분(S)을 재활용 가능하도록 처리하는 단계(S 440)는, 복수의 증발 모듈들(620, 630, 640)을 각각 이용해 수용액(Q)에 포함된 물을 증발시켜 수용액(Q)으로부터 가용성 고형분(S)을 석출시키는 단계(S 441)와, 가용성 고형분 석출물(S1)과 수용액(Q)을 원심 분리하는 단계(S 442)와, 가용성 고형분 석출물(S1)을 건조하는 단계(S 443)와, 가용성 고형분 건조물(S2)을 저장하는 단계(S 444) 등을 포함할 수 있다.As shown in FIG. 20, the step of treating the soluble solids S to be recyclable (S 440) may include water included in the aqueous solution Q using a plurality of evaporation modules 620, 630, and 640. Evaporating to precipitate the soluble solids (S) from the aqueous solution (Q) (S 441), centrifuging the soluble solids precipitate (S 1 ) and the aqueous solution (Q) (S 442), and the soluble solids precipitate (S). 1 ) drying the step (S 443), and storing the soluble solid dry matter (S 2 ) (S 444) and the like.

가용성 고형분(S)을 석출시키는 단계(S 441)에서는, 증발 모듈들(620,630, 640) 각각을 이용해 S 421 단계에서 불용성 고형분(I)과 원심 분리된 수용액(Q)에 포함된 물을 증발시켜 수용액(Q)으로부터 가용성 고형분(S)을 석출시키되, 증발 모듈들(620, 630, 640)마다 서로 상이한 환경 조건 하에서 물의 증발을 유도하여, 증발 모듈들(620, 630, 640)마다 서로 상이한 석출 순서 및 석출 시기에 따라 가용성 고형분(S)에 포함된 염화나트륨과 염화칼륨을 석출시킬 수 있다.In the step of depositing the soluble solids (S) (S 441), using the evaporation modules (620,630, 640) to evaporate the water contained in the insoluble solids (I) and the centrifuged aqueous solution (Q) in step S 421 Precipitating the soluble solids (S) from the aqueous solution (Q), but induces evaporation of water under different environmental conditions for each of the evaporation modules (620, 630, 640), different precipitation for each of the evaporation modules (620, 630, 640) Depending on the order and timing of precipitation, sodium chloride and potassium chloride contained in the soluble solids (S) may be precipitated.

또한, 가용성 고형분(S)을 석출시키는 단계(S 441)에서, 증발 모듈들(620, 630, 640)에는 불용성 고형분(I)과 분리된 후 원수 공급 펌프(610)에 의해 펌핑된 수용액(Q)이 공급된다. 예를 들어, 불용성 고형분(I)과 분리된 수용액(Q)이 원수 공급 펌프(610)에 의해 제3 증발 모듈(640)의 제3 증발기(642)에 공급될 수 있고, 제3 증발기(642)에 공급된 수용액(Q)의 일부가 제3 순환 펌프(643)에 의해 제2 증발 모듈(630)의 제2 증발기(632)에 공급될 수 있고, 제2 증발기(632)에 공급된 수용액(Q)의 일부가 제2 순환 펌프(633)에 의해 제1 증발 모듈(620)의 제1 증발기(622)에 공급될 수 있다.In addition, in the step (S 441) of precipitation of the soluble solids (S), the evaporation modules (620, 630, 640) is separated from the insoluble solids (I) and then pumped by an aqueous water supply pump (610) (Q) ) Is supplied. For example, an aqueous solution Q separated from an insoluble solid component I may be supplied to the third evaporator 642 of the third evaporation module 640 by the raw water supply pump 610, and the third evaporator 642. A portion of the aqueous solution (Q) supplied to) may be supplied to the second evaporator 632 of the second evaporation module 630 by the third circulation pump (643), the aqueous solution supplied to the second evaporator 632 A portion of Q may be supplied to the first evaporator 622 of the first evaporation module 620 by a second circulation pump 633.

또한, 가용성 고형분(S)을 석출시키는 단계(S 441)에서, 증발 모듈들(620, 630, 640)은 외부의 증기 공급원으로부터 공급된 고온의 원증기(E)를 열원으로서 직접 또는 간접적으로 이용해 수용액(Q)을 가열하여 물을 증발시킴으로써, 가용성 고형분(S)을 석출시킬 수 있다. 여기서, 원증기(E)의 공급은 증발 모듈들(620, 630, 640) 각각의 증발기(622, 632, 642)에 수용액(Q)이 미리 정해진 수위만큼 충전된 상태에서 시작되는 것이 바람직하다.In addition, in the step (S 441) of precipitation of the soluble solids (S), the evaporation modules 620, 630, 640 directly or indirectly use the high temperature raw steam (E) supplied from an external steam source as a heat source. Soluble solid S can be precipitated by heating aqueous solution Q and evaporating water. Here, the supply of the raw steam (E) is preferably started with the evaporator (622, 632, 642) of each of the evaporation modules (620, 630, 640) the aqueous solution (Q) is filled by a predetermined level.

예를 들어, 제1 증발 모듈(620)의 제1 리보일러(621)는 원증기(E)와 수용액을 열교환시켜 수용액을 가열할 수 있다.For example, the first reboiler 621 of the first evaporation module 620 may heat the aqueous solution by heat-exchanging the original steam E and the aqueous solution.

예를 들어, 제2 증발 모듈(630)의 제2 리보일러(631)는 제1 증발기(622)에서 물이 증발되어 발생한 발생 증기(E1)를 수용액(Q)과 열교환시켜 수용액(Q)을 가열할 수 있다.For example, the second reboiler 631 of the second evaporation module 630 heat-exchanges the generated steam E 1 generated by evaporation of water in the first evaporator 622 with the aqueous solution Q to form an aqueous solution Q. Can be heated.

예를 들어, 제3 증발 모듈(640)의 제3 리보일러(641)는 제2 증발기(632)에서 물이 증발되어 발생한 발생 증기(E2)를 수용액(Q)과 열교환시켜 수용액(Q)을 가열할 수 있다.For example, the third reboiler 641 of the third evaporation module 640 heat-exchanges the generated steam E 2 generated by evaporating water in the second evaporator 632 with the aqueous solution Q to form an aqueous solution Q. Can be heated.

이러한 가용성 고형분(S)을 석출시키는 단계(S 441)에서, 증발 모듈들(620, 630, 640) 각각은, 리보일러(621, 631, 641)를 이용해 미리 정해진 기준 온도로 수용액(Q)을 가열한 후, 증발기(622, 632, 642)를 이용해 물의 증발 온도가 기준 온도가 되도록 조절된 증발기(622, 632, 642)의 내부 압력 하에서 물의 증발을 유도하여, 가용성 고형분(S)을 석출시킬 수 있다. 기준 온도는, 증발 모듈들(620, 630, 640) 중 당해 증발 모듈(620, 630, 640)에서 구현하고자 하는 염화나트륨과 염화칼륨의 석출 순서 및 석출 시기에 따라 증발 모듈들(620, 630, 640)마다 개별적으로 정해질 수 있다.In the step (S 441) of depositing such soluble solids (S), each of the evaporation modules 620, 630, and 640 uses the reboilers 621, 631, and 641 to form the aqueous solution Q at a predetermined reference temperature. After heating, the evaporators 622, 632 and 642 are used to induce the evaporation of water under the internal pressure of the evaporators 622, 632 and 642, which are adjusted so that the evaporation temperature of the water becomes the reference temperature, thereby precipitating the soluble solids S. Can be. The reference temperature is determined by the evaporation modules 620, 630, 640 according to the precipitation order and the timing of precipitation of sodium chloride and potassium chloride to be implemented in the evaporation modules 620, 630, 640 among the evaporation modules 620, 630, 640. Each can be individually determined.

예를 들어, 제1 증발 모듈(620)은, 제1 리보일러(621)를 이용해 수용액(Q)에서의 염화나트륨의 용해도가 염화칼륨의 용해도에 비해 미리 정해진 제1 기준 값 이상만큼 낮아지는 제1 기준 온도로 수용액(Q)을 가열한 후, 제1 증발기(622)를 이용해 물의 증발 온도가 제1 기준 온도가 되도록 조절된 제1 증발기(622)의 내부 압력 하에서 물의 증발을 유도하여, 제1 증발기(622)에서 염화나트륨을 염화칼륨에 비해 상당히 이른 시점부터 우선적으로 석출시킬 수 있다.For example, the first evaporation module 620 may use a first reboiler 621 in which the solubility of sodium chloride in the aqueous solution Q is lower than the solubility of potassium chloride by a predetermined first reference value or more. After heating the aqueous solution Q to a temperature, the first evaporator is used to induce the evaporation of water under the internal pressure of the first evaporator 622, which is adjusted so that the evaporation temperature of the water becomes the first reference temperature. At 622, sodium chloride can be preferentially precipitated from a significantly earlier point than potassium chloride.

제1 기준 온도와 제1 증발기(622)의 내부 압력은 특별히 해결되지 않는다. 예를 들어, 제1 기준 온도는 수용액(Q)에서의 염화나트륨의 용해도가 약 28 % 이고 염화칼륨의 용해도가 약 35 % 인 약 100 ℃ 내지 110 ℃ 일 수 있고, 제1 증발기(622)의 내부 압력은 약 100 ℃ 내지 110 ℃ 인 물의 증발 압력인 약 20 ㎪ 일 수 있다.The first reference temperature and the internal pressure of the first evaporator 622 are not particularly solved. For example, the first reference temperature may be between about 100 ° C. and 110 ° C. with a solubility of sodium chloride in aqueous solution Q of about 28% and a potassium chloride solubility of about 35%, and an internal pressure of first evaporator 622. May be about 20 kPa, which is the evaporation pressure of water from about 100 ° C to 110 ° C.

예를 들어, 제2 증발 모듈(630)은, 제2 리보일러(631)를 이용해 수용액(Q)에서의 염화나트륨의 용해도와 염화칼륨의 용해도가 미리 정해진 제2 기준 값 이하로 낮아지는 제2 기준 온도로 수용액(Q)을 가열한 후, 제2 증발기(632)를 이용해 물의 증발 온도가 제2 기준 온도가 되도록 조절된 제2 증발기(632)의 내부 압력 하에서 물의 증발을 유도하여, 염화나트륨과 염화칼륨을 거의 동일한 시점부터 함께 석출시킬 수 있다.For example, the second evaporation module 630 uses the second reboiler 631 to obtain a second reference temperature at which the solubility of sodium chloride and the potassium chloride in the aqueous solution Q are lowered below a predetermined second reference value. After heating the aqueous solution Q, the second evaporator 632 is used to induce the evaporation of water under the internal pressure of the second evaporator 632, which is adjusted so that the evaporation temperature of the water becomes the second reference temperature. It can be precipitated together from about the same point of time.

예를 들어, 제2 기준 온도는 수용액(Q)에서의 염화나트륨의 용해도가 약 29 %이고 염화칼륨의 용해도가 약 28% 인 약 70 ℃ 내지 80 ℃ 일 수 있고, 제2 증발기(632)의 내부 압력은 약 70 ℃ 내지 80 ℃ 인 물의 증발 압력인 약 -60 ㎪ 일 수 있다.For example, the second reference temperature may be about 70 ° C. to 80 ° C., with a solubility of sodium chloride in aqueous solution Q of about 29% and a potassium chloride solubility of about 28%, and an internal pressure of second evaporator 632. May be about -60 kPa, which is the evaporation pressure of water of about 70 ° C to 80 ° C.

예를 들어, 제3 증발 모듈(640)은, 제3 리보일러(641)를 이용해 수용액(Q)에서의 염화칼륨의 용해도가 염화나트륨의 용해도에 비해 미리 정해진 제3 기준 값 이상만큼 낮아지는 제3 기준 온도로 수용액(Q)을 가열한 후, 제3 증발기(642)를 이용해 물의 증발 온도가 제3 기준 온도가 되도록 조절된 제3 증발기(642)의 내부 압력 하에서 물의 증발을 유도하여, 제3 증발기(642)에서 염화칼륨을 염화나트륨에 비해 상당히 이른 시점부터 우선적으로 석출시킬 수 있다.For example, the third evaporation module 640 may use a third reboiler 641 in which the solubility of potassium chloride in the aqueous solution Q is lower than the solubility of sodium chloride by a predetermined third reference value or more. After heating the aqueous solution Q to a temperature, the third evaporator is induced by evaporating the water under the internal pressure of the third evaporator 642, which is adjusted so that the evaporation temperature of the water becomes the third reference temperature using the third evaporator 642. At (642) potassium chloride can be preferentially precipitated from a very early point in time compared to sodium chloride.

예를 들어, 제3 기준 온도는 수용액(Q)에서의 염화나트륨의 용해도가 약 30 %이고 염화칼륨의 용해도가 약 22% 인 약 50 ℃ 내지 60 ℃ 일 수 있고, 제2 증발기(642)의 내부 압력은 약 50 ℃ 내지 60 ℃ 인 물의 증발 압력인 약 -80 ㎪ 일 수 있다.For example, the third reference temperature may be from about 50 ° C. to 60 ° C. with a solubility of sodium chloride in the aqueous solution Q of about 30% and a potassium chloride solubility of about 22%, and an internal pressure of the second evaporator 642. May be about -80 kPa which is the evaporation pressure of water of about 50 ° C to 60 ° C.

위와 같이, 제2 기준 온도가 약 70 ℃ 내지 80 ℃ 이고, 제3 기준 온도가 약 50 ℃ 내지 60 ℃ 인 경우에는, 제2 증발기(632)와 제3 증발기(642)에서 물을 증발시키기 위해서는 제2 증발기(632)의 내부 압력과 제3 증발기(642)의 내부 압력이 대기압에 비해 낮은 진공 상태로 유지되어야 한다. 이를 위하여, 제2 증발 모듈(630)과 제3 증발 모듈(640)은 각각, 제2 기준 온도 또는 제3 기준 온도에 따라 진공 분위기 하에서 물의 감압 증발을 유도할 수 있도록, 압력 조절 부재(670)로부터 선택적으로 인가되는 진공압에 의해 내부 압력이 일정하게 유지될 수 있다.As described above, when the second reference temperature is about 70 ° C to 80 ° C and the third reference temperature is about 50 ° C to 60 ° C, in order to evaporate water in the second evaporator 632 and the third evaporator 642. The internal pressure of the second evaporator 632 and the internal pressure of the third evaporator 642 must be maintained at a lower vacuum than the atmospheric pressure. To this end, the second evaporation module 630 and the third evaporation module 640, respectively, to induce a reduced pressure evaporation of the water in a vacuum atmosphere according to the second reference temperature or the third reference temperature, the pressure regulating member 670 The internal pressure can be kept constant by the vacuum pressure selectively applied from the.

또한, 가용성 고형분(S)을 석출시키는 단계(S 441)에서는, 원증기(E) 또는 발생 증기(E1, E2)가 수용액(Q)과 열교환되는 과정에서 원증기(E) 또는 발생 증기(E1, E2)가 수용액(Q)에 의해 냉각되어 생성된 응축수(D)와, 제2 증발기(632) 또는 제3 증발기(642)에서 배출된 발생 증기(E2, E3)가 응축기(650)에서 응축되어 생성된 응축수(D)가 응축수 저장 탱크(660)에 저장될 수 있다. 이처럼 응축수 저장 탱크(660)에 저장된 응축수(D)는, 제1 원심 분리기(56)에 전달될 수 있다(S 445). 그러면, S 422 단계에서는, 제1 원심 분리기(56)에 의해 수용액(Q)과 분리된 불용성 고형분(I)을 응축수 저장 탱크(660)로부터 전달된 응축수(D)를 증류수로서 이용해 세척할 수 있다.In addition, in the step (S 441) of depositing the soluble solids (S), the original steam (E) or the generated steam in the process of heat exchange with the aqueous solution (Q) of the original steam (E) or the generated steam (E 1 , E 2 ) Condensate D generated by cooling (E 1 , E 2 ) by an aqueous solution Q, and generated steam E 2 , E 3 discharged from the second evaporator 632 or the third evaporator 642 Condensate D generated by condensation in the condenser 650 may be stored in the condensate storage tank 660. As such, the condensed water D stored in the condensed water storage tank 660 may be delivered to the first centrifuge 56 (S 445). Then, in step S422, the insoluble solids I separated from the aqueous solution Q by the first centrifugal separator 56 may be washed using the condensed water D transferred from the condensed water storage tank 660 as distilled water. .

가용성 고형분 석출물(S1)과 수용액(Q)을 원심 분리하는 단계(S 442)에서는, S 441 단계에서 수용액(Q)으로부터 석출된 가용성 고형분 석출물(S1) 및 가용성 고형분 석출물(S1)이 석출되고 남은 수용액(Q)을 전술한 제2 원심 분리기(690)를 이용해 원심 분리할 수 있다. 이처럼 가용성 고형분 석출물(S1)과 분리된 수용액(Q)은, 석출되지 못한 채 수용액(S)에 여전히 용해된 상태로 잔류된 가용성 고형분(S)을 수용액(Q)으로부터 석출시킬 수 있도록, 증발 모듈들(620, 630, 640)에 재전달 될 수 있다(S 446). 그러면, S 441 단계에서는, 증발 모듈들(620, 630, 640)을 이용해, S 442 단계에서 가용성 고형분 석출물(S1)과 분리된 수용액(Q)으로부터 가용성 고형분(S)을 재석출시킬 수 있다.In the step (S 442) of centrifuging the soluble solid precipitate (S 1 ) and the aqueous solution (Q), the soluble solid precipitate (S 1 ) and the soluble solid precipitate (S 1 ) precipitated from the aqueous solution (Q) in step S 441 The precipitated aqueous solution Q may be centrifuged using the second centrifuge 690 described above. The aqueous solution (Q) separated from the soluble solids precipitate (S 1 ) as described above is evaporated so that the soluble solids (S) which remain undissolved in the aqueous solution (S) without being precipitated can be precipitated from the aqueous solution (Q). The modules 620, 630, and 640 may be retransmitted (S446). Then, in step S 441, the soluble solids S may be reprecipitated from the aqueous solution Q separated from the soluble solids precipitate S 1 using the evaporation modules 620, 630, and 640. .

가용성 고형분 석출물(S1)을 건조하는 단계(S 443)에서는, S 442 단계에서 수용액(Q)과 분리된 가용성 고형분 석출물(S1)을 전술한 가용성 고형분 건조기(72)를 이용해 건조할 수 있다. 이러한 가용성 고형분 석출물(S1)을 건조하는 단계(S 443)는, 가용성 고형분 석출물(S1)이 0.3 % 이하의 수분을 포함할 때까지 수행하는 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다.In the step (S 443) for drying the soluble solid precipitate (S 1), it can be dried using an aqueous solution of the aforementioned soluble solid content of the soluble solid precipitate (S 1) separated from the (Q) dryer 72 at S 442 step . Drying the soluble solids precipitate S 1 (S 443) is preferably performed until the soluble solids precipitate S 1 contains 0.3% or less of water, but is not limited thereto.

가용성 고형분 건조물(S2)을 저장하는 단계(S 444)에서는, S 443 단계에서 건조된 가용성 고형분 건조물(S2)을 전술한 가용성 고형분 저장 챔버(74)에 저장할 수 있다.In the step of storing the soluble solid dry matter S 2 (S 444), the soluble solid dry matter S 2 dried in step S 443 may be stored in the above-described soluble solid storage chamber 74.

도 20에 도시된 바와 같이, 불용성 고형분(I)을 재활용 가능하도록 처리하는 단계(S 450)는, 불용성 고형분(I)을 건조하는 단계(S 451)와, 불용성 고형분 건조물(I1)을 소성하는 단계(S 452)와, 불용성 고형분 소성물(I2)을 저장하는 단계(S 453)를 포함한다.As shown in Figure 20, the step of treating the insoluble solid (I) to be recyclable (S 450), the step of drying the insoluble solid (I) (S 451), and the insoluble solid dry matter (I 1 ) And a step (S 453) of storing an insoluble solid content (I 2 ).

불용성 고형분(I)을 건조하는 단계(S 451)에서는, S 420 단계에서 불용성 고형분(I)과 분리되지 못한 채 불용성 고형분(I)에 흡착된 수분을 전술한 불용성 고형분 건조기(92)를 이용해 건조할 수 있다. 불용성 고형분(I)을 건조하는 단계(S 451)는, 불용성 고형분(I)을 시멘트 원료로 재활용하는 경우에는 불용성 고형분 건조물(I1)이 40 % 이하의 수분을 포함할 때까지 수행하는 것이 바람직하다. 또한, 불용성 고형분 건조물(I1)을 건조하는 단계(S 451)는, 불용성 고형분(I)을 벽돌 내화물 또는 세라믹 재료로 재활용하는 경우에는 불용성 고형분 건조물(I1)이 0.5 % 이하의 수분을 포함할 때까지 수행하는 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다.In step (S 451) of drying the insoluble solid (I), the water adsorbed to the insoluble solid (I) without being separated from the insoluble solid (I) in step S420 is dried using the above-described insoluble solid dryer (92). can do. Drying the insoluble solid (I) (S 451), when recycling the insoluble solid (I) to the cement raw material is preferably performed until the insoluble solid (I 1 ) contains 40% or less moisture. Do. In addition, the step (S 451) of drying the insoluble solid dry matter (I 1 ), when the insoluble solid (I) is recycled to a brick refractory or ceramic material, the insoluble solid dry matter (I 1 ) contains water of 0.5% or less. It is preferable to carry out until, but not limited to.

불용성 고형분 건조물(I1)을 소성하는 단계(S 452)에서는, S 451 단계에서 건조된 불용성 고형분 건조물(I1)을 전술한 불용성 고형분 소성로(94)를 이용해 소성할 수 있다. 불용성 고형분(I1)은 불안정한 성질을 갖는 수산화 알루미늄, 수산화 마그네슘, 알루미늄 합금 수화물 등의 수산화물을 포함할 수 있으므로, 이러한 수산화물들이 상대적으로 안정한 성질을 갖는 산화 알루미늄, 산화 마그네슘, 알루미늄 합금 산화물로 전이되도록 불용성 고형분(I1)을 소성하는 것이다.In the step (S 452) of calcining the insoluble solid dry product (I 1), it may be fired using an insoluble solid dry product (I 1) of the above water-insoluble solid content of the baking furnace 94, dried at S 451 step. Insoluble solids (I 1 ) may include hydroxides such as aluminum hydroxide, magnesium hydroxide and aluminum alloy hydrates having unstable properties such that these hydroxides are transferred to aluminum oxide, magnesium oxide, aluminum alloy oxides having relatively stable properties. The insoluble solid content (I 1 ) is fired.

불용성 고형분 소성물(I2)을 저장하는 단계(S 453)에서는, S 452 단계에서 소성된 불용성 고형분 소성물(I2)을 전술한 불용성 고형분 저장 챔버(96)에 저장할 수 있다.Storing a water-insoluble solid matter fired product (I 2) (S 453) In, can be stored in a water insoluble solid content storage chamber 96 above the water-insoluble solids fired product (I 2) in the firing step S 452.

이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.Although the present invention has been described above by means of limited embodiments and drawings, the present invention is not limited thereto and will be described below by the person skilled in the art and the technical spirit of the present invention. Of course, various modifications and variations are possible within the scope of the claims.

1 : 알루미늄 용해 및 블랙 드로스 재활용 시스템
2 : 알루미늄 용해로
3 : 블랙 드로스 재활용 장치
10 : 가열실
20 : 용해실
30 : 유동력 부여실
40 : 파쇄/분쇄 유닛
50 : 물 분해 유닛
60 : 석출 유닛
70 : 가용성 고형분 저장 유닛
80 : 알루미늄 알갱이 저장 유닛
90 : 불용성 고형분 저장 유닛
100 : 가스 저장 유닛
M : 알루미늄 용탕
V : 와류
A : 알루미늄 스크랩
F : 플럭스
B1 : 블랙 드로스
B2 : 구형 블랙 드로스
P1 : 드로스 파우더
P2 : 드로스 미립자 파우더
N : 알루미늄 알갱이
S : 가용성 고형분
I : 불용성 고형분
Q : 수용액
G : 가수분해 가스
E : 원증기
E1, E2, E3 : 발생 증기
D : 응축수
1: aluminum melting and black dross recycling system
2: aluminum melting furnace
3: black dross recycling unit
10: heating chamber
20: melting chamber
30: flow force giving room
40: shredding / crushing unit
50: water decomposition unit
60: precipitation unit
70: soluble solids storage unit
80: Aluminum Granules Storage Unit
90: insoluble solids storage unit
100: gas storage unit
M: molten aluminum
V: Vortex
A: Aluminum Scrap
F: flux
B 1 : Black Dross
B 2 : spherical black dross
P 1 : dross powder
P 2 : dross particulate powder
N: Aluminum Grain
S: Soluble Solids
I: insoluble solids
Q: Aqueous Solution
G: hydrolysis gas
E: original steam
E 1 , E 2, E 3 : Generated Steam
D: condensate

Claims (12)

(a) 알루미늄 용탕에서 알루미늄 스크랩을 용해시킬 때 상기 알루미늄 스크랩이 염화나트륨과 염화칼륨을 포함하는 플럭스에 의해 플럭스 처리되어 발생한 블랙 드로스를 파쇄 및 분쇄하여 알루미늄 알갱이와 드로스 미립자 파우더로 분할하는 단계;
(b) 상기 드로스 미립자 파우더를 물과 가수분해 반응시켜, 염화나트륨과 염화칼륨을 포함하는 가용성 고형분이 용해된 수용액을 생성하는 단계; 및
(c) 복수의 증발 모듈들을 각각 이용해 상기 수용액에 포함된 상기 물을 증발시켜 상기 수용액으로부터 상기 가용성 고형분을 석출시키되, 상기 증발 모듈들마다 서로 상이한 환경 조건 하에서 상기 물의 증발을 유도하여, 상기 증발 모듈들마다 서로 상이한 석출 순서 및 석출 시기에 따라 상기 염화나트륨과 상기 염화칼륨을 석출시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 블랙 드로스 재활용 방법.
(a) crushing and pulverizing black dross generated by dissolving the aluminum scrap in the molten aluminum by fluxing the aluminum scrap by a flux containing sodium chloride and potassium chloride, and dividing it into aluminum grains and dross particulate powder;
(b) hydrolyzing the dross particulate powder with water to produce an aqueous solution in which soluble solids containing sodium chloride and potassium chloride are dissolved; And
(c) evaporating the water contained in the aqueous solution using a plurality of evaporation modules, respectively, to precipitate the soluble solids from the aqueous solution, inducing the evaporation of the water under different environmental conditions for each of the evaporation modules; And depositing the sodium chloride and the potassium chloride according to different precipitation order and precipitation timing for each.
제1항에 있어서,
상기 (c) 단계에서, 상기 증발 모듈들 각각은, 리보일러를 이용해 미리 정해진 기준 온도로 상기 수용액을 가열한 후, 증발기를 이용해 상기 물의 증발 온도가 상기 기준 온도가 되도록 조절된 상기 증발기의 내부 압력 하에서 상기 물의 증발을 유도하여, 상기 가용성 고형분을 석출시키는 것을 특징으로 하는 블랙 드로스 재활용 방법.
The method of claim 1,
In the step (c), each of the evaporation module, after heating the aqueous solution to a predetermined reference temperature using a reboiler, the internal pressure of the evaporator is adjusted so that the evaporation temperature of the water to the reference temperature using an evaporator Black dross recycling method, characterized in that the evaporation of the water under induction to precipitate the soluble solids.
제2항에 있어서,
상기 기준 온도는, 상기 증발 모듈들 중 당해 증발 모듈에서 구현하고자 하는 상기 염화나트륨과 상기 염화칼륨의 석출 순서 및 석출 시기에 따라 상기 증발 모듈들마다 개별적으로 정해지는 것을 특징으로 하는 블랙 드로스 재활용 방법.
The method of claim 2,
The reference temperature is black dross recycling method, characterized in that for each of the evaporation module of the evaporation module, the evaporation module, the evaporation module, the evaporation module, the evaporation module according to the deposition order and the timing of deposition of each of the evaporation module.
제3항에 있어서,
상기 (c) 단계에서, 상기 증발 모듈들 중 적어도 어느 하나의 증발 모듈은, 상기 리보일러를 이용해 상기 수용액에서의 상기 염화나트륨의 용해도가 상기 염화칼륨의 용해도에 비해 미리 정해진 제1 기준 값 이상만큼 낮아지는 제1 기준 온도로 상기 수용액을 가열한 후, 상기 증발기를 이용해 상기 물의 상기 증발 온도가 상기 제1 기준 온도가 되도록 조절된 상기 증발기의 내부 압력 하에서 상기 물의 증발을 유도하여, 상기 염화나트륨을 상기 염화칼륨에 비해 우선적으로 석출시키는 것을 특징으로 하는 블랙 드로스 재활용 방법.
The method of claim 3,
In the step (c), the evaporation module of at least one of the evaporation module, the solubility of the sodium chloride in the aqueous solution using the reboiler is lowered by a predetermined first reference value or more compared to the solubility of the potassium chloride. After heating the aqueous solution to a first reference temperature, the evaporator is used to induce the evaporation of the water under an internal pressure of the evaporator which is adjusted such that the evaporation temperature of the water becomes the first reference temperature, thereby bringing the sodium chloride into the potassium chloride. Black dross recycling method, characterized in that to precipitate preferentially.
제3항에 있어서,
상기 (c) 단계에서, 상기 증발 모듈들 중 적어도 어느 하나의 증발 모듈은, 상기 리보일러를 이용해 상기 수용액에서의 상기 염화나트륨의 용해도와 상기 염화칼륨의 용해도의 차이가 미리 정해진 제2 기준 값 이하로 낮아지는 제2 기준 온도로 상기 수용액을 가열한 후, 상기 증발기를 이용해 상기 물의 상기 증발 온도가 상기 제2 기준 온도가 되도록 조절된 상기 증발기의 내부 압력 하에서 상기 물의 증발을 유도하여, 상기 염화나트륨과 상기 염화칼륨을 함께 석출시키는 것을 특징으로 하는 블랙 드로스 재활용 방법.
The method of claim 3,
In the step (c), the evaporation module of at least one of the evaporation module, the difference between the solubility of the sodium chloride and the solubility of the potassium chloride in the aqueous solution by using the reboiler is lower than a second predetermined reference value or less After heating the aqueous solution to a second reference temperature, the evaporator induces the evaporation of the water under an internal pressure of the evaporator, in which the evaporation temperature of the water is adjusted to the second reference temperature, thereby reducing the sodium chloride and the potassium chloride. Black dross recycling method characterized in that to precipitate together.
제3항에 있어서,
상기 (c) 단계에서, 상기 증발 모듈들 중 적어도 어느 하나의 증발 모듈은, 상기 리보일러를 이용해 상기 수용액에서의 상기 염화칼륨의 용해도가 상기 염화나트륨의 용해도에 비해 미리 정해진 제3 기준 값 이하로 낮아지는 제3 기준 온도로 상기 수용액을 가열한 후, 상기 증발기를 이용해 상기 물의 상기 증발 온도가 상기 제3 기준 온도가 되도록 조절된 상기 증발기의 내부 압력 하에서, 상기 염화칼륨을 상기 염화나트륨에 비해 우선적으로 석출시키는 것을 특징으로 하는 블랙 드로스 재활용 방법.
The method of claim 3,
In the step (c), the evaporation module of at least one of the evaporation module, so that the solubility of the potassium chloride in the aqueous solution is lowered below a predetermined third reference value compared to the solubility of the sodium chloride using the reboiler. Heating the aqueous solution to a third reference temperature, and then using the evaporator to preferentially precipitate the potassium chloride over the sodium chloride under an internal pressure of the evaporator adjusted such that the evaporation temperature of the water becomes the third reference temperature. A black dross recycling method characterized by the above-mentioned.
제2항에 있어서,
상기 (c) 단계에서, 상기 증발 모듈들 중 적어도 어느 하나의 증발 모듈은, 상기 미리 정해진 기준 온도에 따라 진공 분위기 하에서 상기 물의 감압 증발을 유도할 수 있도록, 압력 조절 부재로부터 선택적으로 인가되는 진공압에 의해 당해 증발기의 내부 압력이 진공 상태로 유지되는 것을 특징으로 하는 블랙 드로스 재활용 방법.
The method of claim 2,
In step (c), the evaporation module of at least one of the evaporation modules is a vacuum pressure selectively applied from the pressure regulating member so as to induce a reduced pressure evaporation of the water in a vacuum atmosphere according to the predetermined reference temperature. The internal pressure of the evaporator is maintained in a vacuum state by the black dross recycling method.
제1항에 있어서,
(d) 상기 수용액으로부터 석출된 가용성 고형분 석출물 및 상기 가용성 고형분 석출물과 혼합된 상기 수용액을 원심 분리하는 단계를 더 포함하고,
상기 (c) 단계에서는, 상기 증발 모듈들을 재이용하여 상기 (d) 단계에서 상기 가용성 고형분 석출물과 분리된 상기 수용액으로부터 상기 가용성 고형분을 재석출시키는 것을 특징으로 하는 블랙 드로스 재활용 방법.
The method of claim 1,
(d) further centrifuging the soluble solid precipitate precipitated from the aqueous solution and the aqueous solution mixed with the soluble solid precipitate;
In the step (c), reusing the evaporation modules to re-precipitate the soluble solids from the aqueous solution separated from the soluble solids precipitate in the step (d).
제8항에 있어서,
(e) 상기 (d) 단계에서 상기 수용액과 분리된 상기 가용성 고형분 석출물을 건조하여 저장하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 블랙 드로스 재활용 방법.
The method of claim 8,
(e) drying the soluble solids precipitate separated from the aqueous solution in step (d) and storing the black dross.
제1항에 있어서,
상기 (c) 단계에서, 상기 증발 모듈들 중 적어도 어느 하나의 증발 모듈은, 외부의 증기 공급원으로부터 공급된 원증기와 상기 수용액을 열교환시켜 상기 수용액을 가열하고,
상기 (c) 단계에서, 상기 증발 모듈들 중 적어도 다른 하나의 증발 모듈은, 상기 적어도 어느 하나의 증발 모듈에서 상기 물이 증발되어 발생한 발생 증기 또는 상기 증발 모듈들 중 또 다른 어느 하나의 증발 모듈에서 상기 물이 증발되어 발생한 발생 증기와 상기 수용액을 열교환시켜 상기 수용액을 가열하는 것을 특징으로 하는 블랙 드로스 재활용 방법.
The method of claim 1,
In the step (c), the evaporation module of at least one of the evaporation module, heat the aqueous solution by heat-exchanging the aqueous solution and the original steam supplied from an external steam source,
In the step (c), at least another one of the evaporation module, the evaporation module generated by the water evaporated in the at least one evaporation module or any other evaporation module of the evaporation module And recycling the generated steam and the aqueous solution by heating the aqueous solution to heat the aqueous solution.
제10항에 있어서,
(f) 상기 수용액에 분산 또는 침전된 불용성 고형분 및 상기 수용액을 원심 분리하는 단계를 더 포함하고,
상기 (c) 단계에서는, 상기 증발 모듈들을 이용해, 상기 불용성 고형분과 분리된 상기 수용액으로부터 상기 가용성 고형분을 석출시키는 것을 특징으로 하는 블랙 드로스 재활용 방법.
The method of claim 10,
(f) further comprising centrifuging the insoluble solids dispersed and precipitated in the aqueous solution and the aqueous solution,
In the step (c), using the evaporation module, the black dross recycling method characterized in that to precipitate the soluble solids from the aqueous solution separated from the insoluble solids.
제11항에 있어서,
(g) 상기 원증기 또는 상기 발생 증기가 상기 수용액에 의해 냉각되어 생성된 응축수 또는 상기 원증기 또는 상기 발생 증기가 응축기에 의해 응축되어 생성된 응축수를 이용해 상기 (f) 단계에서 상기 수용액과 분리된 상기 불용성 고형분을 세척하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 블랙 드로스 재활용 방법.
The method of claim 11,
(g) separated from the aqueous solution in step (f) by using the condensed water produced by cooling the original steam or the generated steam by the aqueous solution or the condensed water produced by condensing the original steam or the generated steam by a condenser. The black dross recycling method further comprises the step of washing the insoluble solids.
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