KR102232071B1 - 소결광 제조방법 - Google Patents

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Abstract

규회석이 포함된 광물을 아세트산과 반응시켜 이산화규소를 수득하는 단계;
배가스로부터 이산화탄소를 포집하는 단계; 상기 이산화탄소를 상기 광물 및 아세트산의 반응으로 생성된 잔여물과 반응시켜 탄산칼슘을 수득하는 단계; 및 상기 이산화규소 및 상기 탄산칼슘을 이용하여 소결광을 제조하는 단계;를 포함하는 소결광 제조방법이 소개된다.

Description

소결광 제조방법{MANUFACTURING METHOD OF SINTERED ORE}
본 발명은 소결광 제조방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 규회석 및 배가스로부터 포집한 이산화탄소를 통해 수득한 이산화규소 및 탄산칼슘을 소결광의 제조에 활용한 소결광 제조방법에 관한 것이다.
산업화가 진행됨에 따라 화석연료의 사용량도 증가되고 있으며, 그 결과 지구온난화의 주된 원인으로 인식되고 있다. 따라서 전세계 각국에서는 이러한 이산화탄소의 공기 중 배출을 줄이려는 노력과 규제를 강화하고 있다. 이에 이산화탄소의 발생 억제 및 이들의 포집 및 저장(해양저장, 지중저장, 유정저장 등) 또는 광물 탄산화에 관련된 기술개발에 관련된 연구가 범세계적으로 이루어지고 있다.
광물탄산화는 지중, 해양, 유정 등에 포집시키는 것보다 산화칼슘과 산화마그네슘 등을 함유한 광물의 저장 용량이 약 50,000Gt 이상으로 크고, 약 10만년 이상 장기간에 걸쳐 탄산염으로 안정하게 존재하는 장점이 있다.
광물탄산화(Mineral carbonation) 기술은 광물 속에 존재하는 알칼리성 물질(CaO, MgO, K2O, Na2O)과 이산화탄소와 반응시켜 탄산염 물질(CaCO3, MgCO3, Na2CO3, K2CO3 등)로 만들어 공장에서 배출되는 이산화탄소를 고정화시키는 기술이다.
광물탄산화법은 크게 직접법(direct method: 단일 프로세스에서 일어나는 광물의 탄산화)과 간접법(indirect method: Ca 또는 Mg을 광물로부터 우선 추출한 후에 탄산화)으로 대분된다. 현재 다양한 모재에 대한 직접법 및 간접법을 사용한 연구가 네덜란드에서 활발히 수행되고 있으며, 일본의 경우에는 주로 산업부산물인 폐시멘트/콘크리트 등에 대한 탄산화 반응 연구가 진행중에 있다. 미국의 경우, 1998년 미에너지성이 주관하여 “the DOE Mineral Carbonation Study Group”이 결성되어 Alabany Research Center, Arizona State University, Los Alamos National Laboratory, National Energy Technology Latoratory 및 Sicence Applications International Corp. 등의 기관들이 공동 연구를 수행하기 시작하였다. 2005년에는 이산화탄소의 포집 및 저장과 관련된 IPCC 특별보고서 중 한 분과로써 광물 탄산화가 포함되었다.
일반적으로, 칼슘규산염광물이나 마그네슘 규산염 광물은 상압하에서 이산화탄소와의 반응속도가 매우 느리기 때문에 분쇄에 의한 미분체로 됨에 따른 비표면적의 증가로 반응속도를 증가시키는 관련 연구가 계속해서 진행되고 있다.
최근 소결공정에서 사용되는 소결용 분철광석(sinter feed)에 있어서 철 함량이 높고 입도가 양호한 양질의 고품위 철광석이 감소함에 따라 저급화 및 미분화가 진행되고 있으며, 미분 비율(-0.15mm)이 높은 철광석 사용량이 점진적으로 증가하고 있다. 일반적으로 미분 비율이 높은 철광석을 소결원료로 사용할 경우에는 소결층 통기성을 크게 악화시켜 생산성과 품질을 저하시키므로 별도의 사전처리 또는 조립성 개선이 필수적이다. 특히, 철광석 산지에서 선광 과정을 거쳐 생산되는 극미분광석(또는 pellet feed)은 미분 비율이 매우 높고, 맥석 함량이 낮은 특징을 나타내며, 이와 같은 극미분광석을 소결공정에 다량 사용할 경우에는 별도의 괴성화 처리를 통하여 소결원료로 사용하는 것이 필요하다.
제철소 공정별 이산화탄소 배출 현황을 살펴보면 선강 분야가 대부분의 이산화탄소배출을 차지한다. 그 중, 제선공정이 차지하는 비율은 약 70%이상이다.
따라서 규회석을 활용한 이산화탄소 고정 후, 발생되는 규석과 탄산칼슘의 입자 크기를 향상시키는 기술개발이 필요하며, 세립 입자의 규석과 탄산칼슘을 소결 공정내에 활용하기 위한 기술 개발도 필요한 상황이다.
위와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로 발생되는 규석과 탄산칼슘을 소결 내 미분조립 설비를 활용하여 green pellet 형태로 제조하여 소결원료로 투입하고자 한다. 현재 사용중인 미분조립 설비는 극미분의 철광석으로 pellet을 제조하는 형태이기 때문에, 융액 촉진제인 탄산칼슘및 규석을 혼합 조립함으로써 미분광 조립물의 강도 및 소결반응성 개선으로 소결 생산성 및 품질지수(회수율, 결합재비) 개선의 효과도 있다.
규회석 및 배가스로부터 포집한 이산화탄소를 통해 수득한 이산화규소 및 탄산칼슘을 소결광의 제조에 활용한 소결광 제조방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 소결광 제조방법은 규회석이 포함된 광물을 아세트산과 반응시켜 이산화규소를 수득하는 단계; 배가스로부터 이산화탄소를 포집하는 단계; 상기 이산화탄소를 상기 광물 및 아세트산의 반응으로 생성된 잔여물과 반응시켜 탄산칼슘을 수득하는 단계; 및 상기 이산화규소 및 상기 탄산칼슘을 이용하여 소결광을 제조하는 단계;를 포함한다.
상기 탄산칼슘을 수득하는 단계 이후, 상기 이산화탄소와 잔여물의 반응으로 생성된 아세트산을 회수하는 단계;를 더 포함하고, 상기 이산화규소를 수득하는 단계에서, 상기 회수한 아세트산을 상기 광물과의 반응에 이용할 수 있다.
상기 이산화규소를 수득하는 단계는, 하기 반응식 1을 포함하는 반응이 이루어질 수 있다.
[반응식 1]
CaSiO3 + 2CH3COOH -> Ca2+ + 2CH3COO- + H2O + SiO2
상기 이산화탄소를 포집하는 단계는, 소결 공정, 고로 공정 및 코크스 공정 중에서 1종 이상의 공정으로부터 발생된 배가스로부터 상기 이산화탄소를 포집할 수 있다.
상기 탄산칼슘을 수득하는 단계는, 하기 반응식 2를 포함하는 반응이 이루어질 수 있다.
[반응식 2]
Ca2+ + 2CH3COO- + H2O + CO2 -> 2CH3COOH + CaCO3
상기 소결광을 제조하는 단계는, 원료물질, 부원료물질, 연료물질 및 반광을 혼합하는 단계; 상기 혼합된 원료물질, 부원료물질, 연료물질 및 반광에 상기 이산화규소 및 상기 탄산칼슘을 첨가하고 혼합하여 의사입자를 제조하는 단계; 및 상기 의사입자를 소결하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 의사입자를 제조하는 단계 이전, 상기 이산화규소 및 상기 탄산칼슘을 미분광석과 교반하여 펠렛 형태로 제조하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
상기 미분광석은 평균 입도 4mm 이하일 수 있다.
상기 펠렛은 1 내지 8mm일 수 있다.
상기 의사입자는, 5 내지 20 중량%의 펠렛을 포함할 수 있다.
상기 의사입자를 소결하는 단계는, 1000 내지 1400℃의 소결온도에서, 10 내지 60분 동안 소결할 수 있다.
상기 의사입자를 소결하는 단계 이후, 상기 의사입자를 소결하는 과정에서 발생된 배가스로부터 이산화탄소를 포집하는 단계를 더 포함하고, 상기 탄산칼슘을 수득하는 단계에서, 상기 포집한 이산화탄소를 상기 잔여물과의 반응에 이용할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 소결광 제조방법은 규회석 및 배가스로부터 포집한 이산화탄소를 통해 수득한 이산화규소 및 탄산칼슘을 소결광의 제조에 활용함으로써 이산화탄소의 배출을 저감시킬 수 있다.
또한, 융액 촉진제인 이산화규소 및 탄산칼슘을 혼합 조립함으로써 미분광 조립물의 강도 및 소결 반응성 개선으로 소결 생산성 및 품질지수(회수율, 결합재비) 개선의 효과를 기대할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 소결광 제조방법의 모식도를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 소결광 제조방법의 모식도를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 소결광 제조방법에서의 소결 공정의 개략도를 나타낸 도면이다.
제1, 제2 및 제3 등의 용어들은 다양한 부분, 성분, 영역, 층 및/또는 섹션들을 설명하기 위해 사용되나 이들에 한정되지 않는다. 이들 용어들은 어느 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션을 다른 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션과 구별하기 위해서만 사용된다. 따라서, 이하에서 서술하는 제1 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션은 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 제2 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션으로 언급될 수 있다.
여기서 사용되는 전문 용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 “포함하는”의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.
어느 부분이 다른 부분의 "위에" 또는 "상에" 있다고 언급하는 경우, 이는 바로 다른 부분의 위에 또는 상에 있을 수 있거나 그 사이에 다른 부분이 수반될 수 있다. 대조적으로 어느 부분이 다른 부분의 "바로 위에" 있다고 언급하는 경우, 그 사이에 다른 부분이 개재되지 않는다.
다르게 정의하지는 않았지만, 여기에 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 보통 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
소결광 제조방법
본 발명의 일 실시예에 의한 소결광 제조방법은 도 1 및 도 2와 같이, 규회석이 포함된 광물을 아세트산과 반응시켜 이산화규소를 수득하는 단계, 배가스로부터 이산화탄소를 포집하는 단계, 이산화탄소를 광물 및 아세트산의 반응으로 생성된 잔여물과 반응시켜 탄산칼슘을 수득하는 단계 및 이산화규소 및 탄산칼슘을 이용하여 소결광을 제조하는 단계를 포함한다.
먼저, 이산화규소를 수득하는 단계에서는 규회석이 포함된 광물을 아세트산과 반응시킨다. 광물은 규회석을 포함한다. 규회석은 화학식 CaSiO3으로 표현될 수 있다. 광물과 아세트산의 반응으로 이산화규소인 규석(SiO2)이 발생되며, 하기 반응식 1을 포함하는 반응이 이루어질 수 있다.
[반응식 1]
CaSiO3 + 2CH3COOH -> Ca2+ + 2CH3COO- + H2O + SiO2
상기 반응식 1에 의해 생성된 이산화규소를 추출하여 분리한다.
다음으로, 이산화탄소를 포집하는 단계에서는 배가스로부터 이산화탄소(CO2)를 분리하여 별도로 포집한다. 구체적으로, 소결 공정, 고로 공정 및 코크스 공정 중에서 1종 이상의 공정으로부터 발생된 배가스로부터 이산화탄소를 포집할 수 있다.
다음으로, 탄산칼슘을 수득하는 단계에서는 포집한 이산화탄소를 광물 및 아세트산의 반응으로 생성된 잔여물과 반응시킨다. 광물 및 아세트산의 반응으로 생성된 잔여물과 이산화탄소의 반응으로 탄산칼슘(CaCO3)이 발생되며, 하기 반응식 2를 포함하는 반응이 이루어질 수 있다.
[반응식 2]
Ca2+ + 2CH3COO- + H2O + CO2 -> 2CH3COOH + CaCO3
상기 반응식 2에 의해 생성된 탄산칼슘을 추출하여 분리한다.
구체적으로, 탄산칼슘을 수득하는 단계 이후, 이산화탄소와 잔여물의 반응으로 생성된 아세트산을 회수하는 단계를 더 포함하고, 이산화규소를 수득하는 단계에서 회수한 아세트산을 상기 광물과의 반응에 이용할 수 있다.
아세트산을 회수하는 단계에서는 상기 반응식 2에 의해 생성된 아세트산을 회수할 수 있다. 이산화규소를 수득하는 단계에서 회수한 아세트산을 이산화규소의 생성을 위해 규회석이 포함된 광물과 아세트산을 반응시킬 때, 회수한 아세트산을 재차 활용할 수 있다.
다음으로, 소결광을 제조하는 단계에서는 추출하여 분리한 이산화규소 및 탄산칼슘을 이용하여 소결광을 제조한다. 이산화규소 및 탄산칼슘은 소결광 제조를 위한 부원료물질로 이용될 수 있다.
구체적으로, 도 3을 참고할 때, 소결광을 제조하는 단계는 원료물질, 부원료물질, 연료물질, 반광 및 바인더를 혼합하는 단계, 혼합된 원료물질, 부원료물질, 연료물질, 반광 및 바인더에 이산화규소 및 탄산칼슘을 첨가하고 혼합하여 의사입자를 제조하는 단계 및 의사입자를 소결하는 단계를 포함할 수 있다.
원료물질, 부원료물질, 연료물질, 반광 및 바인더를 혼합하는 단계에서는 소결원료 저장조(1)로부터 드럼믹서로 원료물질, 부원료물질, 연료물질, 반광 및 바인더가 공급될 수 있다. 분철광석을 포함하는 원료물질, 분석회석을 포함하는 부원료물질, 분코크스 및 무연탄을 포함하는 연료물질 및 반광이 드럼믹서(2) 중 첫번째 믹서에서 혼합될 수 있다. 여기에 수분이 첨가될 수 있다.
의사입자를 제조하는 단계에서는 혼합된 원료물질, 부원료물질, 연료물질 및 반광에 이산화규소 및 탄산칼슘을 첨가하고 혼합할 수 있다. 이산화규소 및 탄산칼슘은 미분 조립 설비로부터 절출될 수 있으며, 드럼믹서(2) 중 두번째 믹서에 공급되어 혼합된 원료물질, 부원료물질, 연료물질 및 반광과 함께 혼합되어 의사입자가 제조될 수 있다.
구체적으로, 의사입자를 제조하는 단계 이전, 이산화규소 및 탄산칼슘을 미분광석과 교반하여 펠렛 형태로 제조하는 단계를 더 포함할 수 있다. 일반적으로, 미분 비율이 높은 철광석을 소결원료로 사용할 경우에는 소결층 통기성을 크게 악화시켜 생산성과 품질을 저하시키므로 별도의 사전처리 또는 조립성 개선이 필수적이다. 따라서 미분 조립 설비를 통해 미분광석, 이산화규소 및 탄산칼슘이 그린 펠렛(Green Pellet) 형태로 제조될 수 있다.
평균 입도 4mm 이하의 미분광석에 융액 촉진제 역할을 하는 이산화규소 및 탄산칼슘이 혼합됨으로써 펠렛의 강도 및 소결 반응성의 개선으로 소결 생산성 및 품질지수(회수율, 결합재비)의 개선 효과를 기대할 수 있다. 펠렛은 1 내지 8mm일 수 있으며, 의사입자는 5 내지 20 중량%의 펠렛을 포함할 수 있다.
의사입자를 소결하는 단계에서는 의사입자를 소결하여 소결광을 제조할 수 있다. 구체적으로, 의사입자는 소결배합원료 호퍼(3), 상부광 호퍼(4), 드럼피더(5) 및 장입장치(6)를 거쳐 소결 대차(8)에 일정 높이로 장입될 수 있다. 점화로(7)를 통해 표면 점화 후, 윈드박스(9)를 통해 하방으로부터 공기가 강제 흡인되면서 의사입자가 소결이 진행되어 소결광이 제조될 수 있다. 이때, 1000 내지 1400℃의 소결온도에서, 10 내지 60분 동안 소결할 수 있다. 소결광 중의 탄산칼슘은 소결 과정에서 산화칼슘(CaO) 형태로 열분해 될 수 있다.
소결이 완료된 소결광은 배광부의 소결기 크러셔(10)를 거쳐 파쇄되고, 소결기 쿨러(11)에서 냉각된 후, 파쇄기(12) 및 스크린(13)를 거쳐 분급될 수 있다. 고로내 장입 및 반응에 용이한 입도(5 내지 50mm)로 분급된 고로용 소결광(14)은 고로로 이송될 수 있다. 이때 소결광의 파쇄 및 정립과정 에서 발생되는 5mm 이하의 분광은 반광으로 분류되어 소결원료로 재사용되며, 반광 발생량은 소결 회수율을 결정할 수 있다.
구체적으로, 의사입자를 소결하는 단계 이후, 의사입자를 소결하는 과정에서 발생된 배가스로부터 이산화탄소를 포집하는 단계를 더 포함하고, 탄산칼슘을 수득하는 단계에서 포집한 이산화탄소를 잔여물과의 반응에 이용할 수 있다.
도 3을 참고할 때, 의사입자를 소결하는 과정에서 발생된 배가스로부터 이산화탄소를 포집하는 단계에서 이산화탄소를 포집한 후, 탄산칼슘을 수득하는 단계에서 탄산칼슘의 생성을 위해 광물 및 아세트산의 반응으로 생성된 잔여물과 이산화탄소를 반응시킬 때, 포집한 이산화탄소를 재차 활용할 수 있다.
, 의사입자를 소결하는 과정에서 발생된 배가스는 공정집진기(15)를 거쳐 메인블로워(16)를 통해 배가스 청정설비(17) 및 스택(18)으로 이동되며, 이로부터 이산화탄소를 포집한 후, 광물 및 아세트산의 반응으로 생성된 잔여물과 반응시킴으로써 탄산칼슘의 수득이 가능하다. 이에 따라 상기와 같은 순환 사이클을 형성하여 발생된 이산화탄소를 순환시킴으로써 이산화탄소의 발생량 자체를 저감시킬 수 있다.
이하 본 발명의 구체적인 실시예를 기재한다. 그러나 하기 실시예는 본 발명의 구체적인 일 실시예일뿐 본 발명이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예
(1) 소결광의 제조
(실시예 1) 규회석이 포함된 광물을 아세트산과 반응시켜 이산화규소를 수득한 다음 소결광의 제조 과정에서 발생된 배가스로부터 포집한 이산화탄소를 광물 및 아세트산의 반응으로 생성된 잔여물과 반응시켜 탄산칼슘을 수득하였다.
수득한 이산화규소 및 탄산칼슘을 평균 입도 4mm 이하의 미분광석과 교반하여 펠렛 형태로 제조하고, 혼합된 원료물질, 부원료물질, 연료물질 및 반광과 함께 드럼믹서를 통해 혼합하여 의사입자를 제조하였다.
이산화규소와 탄산칼슘의 중량비(이산화규소:탄산칼슘)가 1:50/2.5이었다. 펠렛은 의사입자 전체 100 중량%에 대해, 10 중량%가 첨가되었다.
제조한 의사입자를 1100℃의 소결온도에서, 30분 동안 소결하여 소결광을 제조하였다.
(실시예 2) 이산화규소와 탄산칼슘의 중량비(이산화규소:탄산칼슘)가 1:82/2.3인 것을 제외하면 실시예 1과 동일한 조건으로 소결광을 제조하였다.
(2) 낙하강도 평가
낙하 강도 측정을 위한 실시예 1(A) 및 실시예 2(B)의 소결원료 배합 조건은 하기 표 1과 같았다.
구분 배합조건(g), 5kg-dry base
철광석
(가+나, -4mm)		 첨가제 Total
STD 3500+1500 - 5000
A 1 중량% 3465+1485 50 5000
3 중량% 3395+1455 150 5000
5 중량% 3325+1425 250 5000
B 1 중량% 3465+1485 50 5000
3 중량% 3395+1455 150 5000
5 중량% 3325+1425 250 5000
실시예 1(A) 및 실시예 2(B)에 따른 소결광의 낙하강도를 측정하였으며, STD와 낙하강도를 비교하였다. 그 결과는 하기 표 2와 같았다.
구분 수분(중량%) 입도(mm) 낙하강도(%)
STD 9.75 5.11 72.10
A 1 중량% 9.9 5.4 79
3 중량% 9.7 5.7 73
5 중량% 9.8 5.5 79.2
B 1 중량% 9.85 3.8 79.85
3 중량% 9.7 3.9 83.1
5 중량% 9.4 3.6 88.5
상기 표 2에서 확인할 수 있는 것과 같이, STD 낙하강도 72% 수준에서 실시예 1(A)은 79%, 실시예 2(B)는 89% 수준까지 상승하는 효과가 있었다.
(3) 소형소결모사실험(STE) 평가
소형소결모사실험(STE)을 위한 실시예 1(A) 및 실시예 2(B)의 배합안은 하기 표 3과 같았다.
구분 배합조건(g), 1kg-base
펠렛 의사입자 Total
STD 100 900 1000
A 100 900 1000
1 중량% 3 중량% 4 중량%
B 100 900 1000
1 중량% 3 중량% 5 중량%
실시예 1(A) 및 실시예 2(B)에 따른 소형소결모사실험(STE) 결과는 하기 표 4와 같았다.
구분 I형 회전강도 시료층온도(Max)
투입량(10~20mm) 회수량(+5mm) 회수율(%)
STD 300.1 243.87 81.26 1365
300.6 243.77 81.09 1388
300.35 243.82 81.18 1376.5
A 300.2 244 81.28 1352
300.7 248.62 83.89 1341
300.4 252.02 83.89 1344
B 300.4 244.98 81.55 1357
300.3 245.17 81.64 1312
300.1 246.93 82.28 1363
상기 표 4에서 확인할 수 있는 것과 같이, STD 회수율 81% 수준에서 실시예 1(A) 84%, 실시예 2(B) 82%로 소폭 상승하는 효과가 있었다.
본 발명은 상기 구현예 및/또는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 구현예 및/또는 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
1: 소결원료 저장조 2: 드럼믹서
3: 소결배합원료 호퍼 4: 상부광 호퍼
5: 드럼피더 6: 장입장치
7: 점화로 8: 소결 대차
9: 윈드박스 10: 소결기 크러셔
11: 소결기 쿨러 12: 파쇄기
13: 스크린 14: 고로용 소결광
15: 공정집진기 16: 메인블로워
17: 배가스 청정설비 18: 스택

Claims (12)

  1. 규회석이 포함된 광물을 아세트산과 반응시켜 이산화규소를 수득하는 단계;
    배가스로부터 이산화탄소를 포집하는 단계;
    상기 이산화탄소를 상기 광물 및 아세트산의 반응으로 생성된 잔여물과 반응시켜 탄산칼슘을 수득하는 단계; 및
    상기 이산화규소 및 상기 탄산칼슘을 이용하여 소결광을 제조하는 단계;를 포함하고,
    상기 규회석이 포함된 광물을 아세트산과 반응시켜 이산화규소를 수득하는 단계는, 하기 반응식 1을 포함하는 반응이 이루어지고,
    상기 이산화탄소를 상기 광물 및 아세트산의 반응으로 생성된 잔여물과 반응시켜 탄산칼슘을 수득하는 단계는, 하기 반응식 2를 포함하는 반응이 이루어지는, 소결광 제조방법.
    [반응식 1]
    CaSiO3 + 2CH3COOH -> Ca2+ + 2CH3COO- + H2O + SiO2
    [반응식 2]
    Ca2+ + 2CH3COO- + H2O + CO2 -> 2CH3COOH + CaCO3
  2. 제1항에 있어서,
    상기 탄산칼슘을 수득하는 단계 이후,
    상기 이산화탄소와 잔여물의 반응으로 생성된 아세트산을 회수하는 단계;를 더 포함하고,
    상기 이산화규소를 수득하는 단계에서,
    상기 회수한 아세트산을 상기 광물과의 반응에 이용하는 소결광 제조방법.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 이산화탄소를 포집하는 단계는,
    소결 공정, 고로 공정 및 코크스 공정 중에서 1종 이상의 공정으로부터 발생된 배가스로부터 상기 이산화탄소를 포집하는 소결광 제조방법.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 소결광을 제조하는 단계는,
    원료물질, 부원료물질, 연료물질 및 반광을 혼합하는 단계;
    상기 혼합된 원료물질, 부원료물질, 연료물질 및 반광에 상기 이산화규소 및 상기 탄산칼슘을 첨가하고 혼합하여 의사입자를 제조하는 단계; 및
    상기 의사입자를 소결하는 단계;를 포함하는 소결광 제조방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 의사입자를 제조하는 단계 이전,
    상기 이산화규소 및 상기 탄산칼슘을 미분광석과 교반하여 펠렛 형태로 제조하는 단계;를 더 포함하는 소결광 제조방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 미분광석은 평균 입도 4mm 이하인 소결광 제조방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 펠렛은 1 내지 8mm인 소결광 제조방법.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 의사입자는,
    5 내지 20 중량%의 펠렛을 포함하는 소결광 제조방법.
  11. 제6항에 있어서,
    상기 의사입자를 소결하는 단계는,
    1000 내지 1400℃의 소결온도에서, 10 내지 60분 동안 소결하는 소결광 제조방법.
  12. 제6항에 있어서,
    상기 의사입자를 소결하는 단계 이후,
    상기 의사입자를 소결하는 과정에서 발생된 배가스로부터 이산화탄소를 포집하는 단계를 더 포함하고,
    상기 탄산칼슘을 수득하는 단계에서,
    상기 포집한 이산화탄소를 상기 잔여물과의 반응에 이용하는 소결광 제조방법.
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