KR102328965B1 - Method for recycling Mn dust - Google Patents

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Abstract

본 발명은 페로망간 제조 시 발생하는 더스트를 재활용하여, 페로망간 제조 공정에서 발생하는 부산물의 처리 비용을 저감시킬 수 있는 방법에 관한 것으로, 상세하게 본 발명은 Na, K, Cl 및 Mn을 함유하는 Mn 더스트; Fe 더스트; 환원제; 및 바인더를 혼합하여 더스트 혼합물을 제조하는 단계; 상기 더스트 혼합물을 성형하여 더스트 펠렛을 제조하는 단계; 상기 더스트 펠렛을 열처리하는 단계; 및 상기 열처리된 더스트 펠렛을 페로망간 제조에 사용하는 단계를 포함하는, Mn 더스트의 재활용 방법을 제공한다. The present invention relates to a method capable of reducing the processing cost of by-products generated in the ferromanganese manufacturing process by recycling the dust generated during the ferromanganese manufacturing process. Mn dust; Fe dust; reducing agent; and mixing a binder to prepare a dust mixture; manufacturing the dust pellets by molding the dust mixture; heat-treating the dust pellets; And it provides a recycling method of Mn dust, comprising the step of using the heat-treated dust pellets to manufacture ferromanganese.

Figure R1020190170015
Figure R1020190170015

Description

Mn 더스트의 재활용 방법{Method for recycling Mn dust}Method for recycling Mn dust

본 발명은 Mn 더스트의 재활용 방법에 관한 것으로, 상세하게는 페로망간 제조 시 발생하는 더스트를 재활용하는 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method of recycling Mn dust, and more particularly, to a method of recycling dust generated during ferromanganese production.

페로망간 제조 시 발생하는 부산물은 슬래그와 더스트로 분류한다. 상기 슬래그는 성토용 및 도로 로반재로 재활용 되고 있으나, 입경이 200㎛정도로 매우 작은 입자(미립)인 더스트는 상업적으로 제조하는 데 많은 투자가 필요하여 대부분 산업 폐기물로 매립되고 있다. By-products generated during ferromanganese production are classified as slag and dust. Although the slag is recycled as a material for embankment and road slag, dust, which is a very small particle (fine particle) with a particle diameter of about 200 μm, requires a lot of investment to be commercially produced, and thus is mostly landfilled as industrial waste.

한편, 상기와 같은 더스트를 페로망간 제조 공정에 재사용하기 위한 방법이 연구되고 있으나, 상기 더스트를 페로망간 제조 공정에 재사용하기에는 Na, K 및 Cl와 같은 불순물을 많이 함유 하고 있다. 상기 더스트의 Na, K 및 Cl은 총 함량이 20중량% 이상으로, 공정 재활용을 위해서는 5중량% 이하까지 제거하는 것이 필요하다. On the other hand, a method for reusing the dust in the ferromanganese manufacturing process is being studied, but it contains a lot of impurities such as Na, K and Cl to reuse the dust in the ferromanganese manufacturing process. The total content of Na, K and Cl of the dust is 20 wt% or more, and it is necessary to remove up to 5 wt% or less for process recycling.

또한 페로망간 제조 공정은 전기로를 이용하며, 원료를 전기로의 상부에서 투입하기 때문에, 미립의 더스트를 투입하기 위해서는 입상화가 필요하다. In addition, the ferromanganese manufacturing process uses an electric furnace, and since the raw material is input from the upper part of the electric furnace, granulation is required to input fine dust.

이를 위해, 대한민국 공개특허 제2010-0002046호와 같이, 전기로 분진 내 포함된 불순물들을 제거한 후 망간금속 농도를 높여, 망간산화물을 제조하는 방법이 연구되고 있다. 그러나, 상기와 같은 방법은 과도한 투자비 및 상업적 가치가 적어 사업화되지 못하는 문제가 있어, 페로망간 제조 시 발생하는 더스트를 재활용하기 위한 발명이 여전히 요구되고 있는 실정이다. To this end, as in Korean Patent Application Laid-Open No. 2010-0002046, a method of manufacturing manganese oxide by increasing the manganese metal concentration after removing impurities contained in the electric furnace dust is being studied. However, the method as described above has a problem in that it cannot be commercialized because of excessive investment cost and low commercial value, so an invention for recycling the dust generated during the manufacture of ferromanganese is still required.

본 발명은 페로망간 제조 시 발생하는 더스트를 재활용하여, 페로망간 제조 공정에서 발생하는 부산물의 처리 비용을 저감시킬 수 있는 방법을 제공한다. The present invention provides a method capable of reducing the cost of processing by-products generated in the ferromanganese manufacturing process by recycling the dust generated during the ferromanganese manufacturing process.

본 발명의 일 견지에 있어서, 본 발명은 Na, K, Cl 및 Mn을 함유하는 Mn 더스트; Fe 더스트; 환원제; 및 바인더를 혼합하여 더스트 혼합물을 제조하는 단계; 상기 더스트 혼합물을 성형하여 더스트 펠렛을 제조하는 단계; 상기 더스트 펠렛을 열처리하는 단계; 및 상기 열처리된 더스트 펠렛을 페로망간 제조에 사용하는 단계를 포함하는, Mn 더스트의 재활용 방법을 제공한다.In one aspect of the present invention, the present invention provides a Mn dust containing Na, K, Cl and Mn; Fe dust; reducing agent; and mixing a binder to prepare a dust mixture; manufacturing the dust pellets by molding the dust mixture; heat-treating the dust pellets; And it provides a recycling method of Mn dust, comprising the step of using the heat-treated dust pellets to manufacture ferromanganese.

본 발명은 페로망간 제조 시 발생하는 더스트를 재활용하는 방법을 제공함으로써, 부산물의 처리 비용을 저감시켜 조업의 원가 절감 효과를 제공할 수 있고, 나아가 상기 더스트 내의 Na, K 및 Cl을 비료 원료로 사용하여 자원 순환 활용 프로세스를 구축할 수 있다.The present invention provides a method of recycling dust generated during ferromanganese production, thereby reducing the processing cost of by-products, thereby providing a cost saving effect of operation, and further using Na, K and Cl in the dust as fertilizer raw materials Thus, it is possible to establish a resource cycle utilization process.

도 1은 본 발명의 실시예에 따라, 페로망간 제조 시 발생하는 더스트를 재활용하는 개략도를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 더스트 펠렛 제조 시, 혼합기에 더스트가 융착되는 실험을 나타낸다.
도 3은 본 발명의 더스트 펠렛 열처리 시 사용되는 RHF(Rotary Hearth Furnace)를 모사한 실험을 나타낸다.
1 shows a schematic diagram of recycling dust generated during manufacturing ferromanganese, according to an embodiment of the present invention.
2 shows an experiment in which dust is fused to a mixer when manufacturing the dust pellets of the present invention.
Figure 3 shows an experiment simulating the RHF (Rotary Hearth Furnace) used in the heat treatment of the dust pellets of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태를 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시 형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the embodiment of the present invention may be modified in various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below.

페로망간 제조 시 발생하는 더스트에는 망간이 25중량% 이상 포함되어 있어, 페로망간 제조에 재활용될 가치가 있다. 다만, Na, K 및 Cl과 같은 부산물들이 20중량% 이상으로 함유되어 있고, 상기와 같은 부산물들은 700℃ 이상의 온도에서 휘발될 수 있기 때문에, 상기 부산물들은 페로망간 제조 시 사용되는 전기로 내에서 휘발되어 내화물에 융착될 수 있고, 이로 인해 상기 내화물의 용락을 야기시킬 수 있다. The dust generated during the manufacture of ferromanganese contains more than 25% by weight of manganese, so it is worth recycling for the manufacture of ferromanganese. However, since by-products such as Na, K and Cl are contained in an amount of 20% by weight or more, and such by-products can be volatilized at a temperature of 700° C. or higher, the by-products are volatilized in an electric furnace used for manufacturing ferromanganese. and may be fused to the refractory material, which may cause melting of the refractory material.

따라서, 상기 더스트를 재활용하기 위해서는 상기와 같은 융착 문제를 최소화시켜야 한다. Therefore, in order to recycle the dust, it is necessary to minimize the fusion problem as described above.

이와 같은 점을 고려하여, 본 발명은 페로망간 제조 시 발생하는 부산물 중 더스트를 재활용하는 방법을 제공한다. In consideration of this point, the present invention provides a method of recycling dust among by-products generated during the production of ferromanganese.

상세하게, 본 발명은 Na, K, Cl 및 Mn을 함유하는 Mn 더스트; Fe 더스트; 환원제; 및 바인더를 혼합하여 더스트 혼합물을 제조하는 단계; 상기 더스트 혼합물을 성형하여 더스트 펠렛을 제조하는 단계; 상기 더스트 펠렛을 열처리하는 단계; 및 상기 열처리된 더스트 펠렛을 페로망간 제조에 사용하는 단계를 포함하는, Mn 더스트의 재활용 방법을 제공한다. Specifically, the present invention relates to a Mn dust containing Na, K, Cl and Mn; Fe dust; reducing agent; and mixing a binder to prepare a dust mixture; manufacturing the dust pellets by molding the dust mixture; heat-treating the dust pellets; And it provides a recycling method of Mn dust, comprising the step of using the heat-treated dust pellets to manufacture ferromanganese.

상기 Mn 더스트는 전술한 페로망간 제조 시 발생하는 더스트일 수 있다. Mn 더스트의 중량을 기준으로, 상기 Mn 더스트는 Mn을 35 내지 40중량%으로 포함할 수 있다. 반면, 상기 Mn 더스트 중량을 기준으로 상기 Na, K 및 Cl의 총 함량은 5중량% 이상일 수 있으며, 예를 들어, 20중량% 이상으로, Na 1.9중량%, K 19중량% 및 Cl 2.9중량%로 포함된 Mn 더스트를 사용할 수 있으며, 상기 Mn 더스트는 조업 조건에 따라 차이가 있으나 Na, K 및 Cl의 총량은 40중량% 이하이다. The Mn dust may be dust generated during manufacture of the aforementioned ferromanganese. Based on the weight of the Mn dust, the Mn dust may include Mn in an amount of 35 to 40% by weight. On the other hand, based on the weight of the Mn dust, the total content of Na, K and Cl may be 5 wt% or more, for example, 20 wt% or more, Na 1.9 wt%, K 19 wt%, and Cl 2.9 wt% Mn dust may be used, and the Mn dust varies depending on operating conditions, but the total amount of Na, K and Cl is 40 wt% or less.

나아가, 상기 Fe 더스트는 제강 공정 중 발생하는 것일 수 있으며, Fe를 30 내지 60중량%의 함량으로 포함할 수 있다. 다만, Fe의 경우 산화물의 형태로 존재할 수 있으므로, 상기 Fe 더스트는 Fe 산화물을 70 내지 90중량%의 함량으로 포함할 수 있다. 상기 Fe 더스트의 Fe 성분 때문에, 본 발명은 Mn 더스트와 상기 Fe 더스트를 혼합하여 사용한다. 이에 사용되는 Fe 더스트는 70 내지 90 중량%의 Fe2O3, 0.5 내지 1.5중량%의 SiO2, 0.5 내지 1.0중량%의 Al2O3, 1.5 내지 2.5중량%의 MgO, 6.5 내지 14.0중량%의 CaO, 및 2.5 내지 3.5중량%의 ZnO를 포함할 수 있으며, 잔부에 불순물로 Cl, Na2O, K2O 등이 포함되어 있을 수 있다. Furthermore, the Fe dust may be generated during the steelmaking process, and may include Fe in an amount of 30 to 60% by weight. However, since Fe may exist in the form of an oxide, the Fe dust may include Fe oxide in an amount of 70 to 90 wt%. Because of the Fe component of the Fe dust, the present invention uses a mixture of Mn dust and Fe dust. Fe dust used therein is 70 to 90% by weight of Fe 2 O 3 , 0.5 to 1.5% by weight of SiO 2 , 0.5 to 1.0% by weight of Al 2 O 3 , 1.5 to 2.5% by weight of MgO, 6.5 to 14.0% by weight of CaO, and 2.5 to 3.5% by weight of ZnO, and the balance may include Cl, Na 2 O, K 2 O, etc. as impurities.

한편, 상기 더스트 혼합물은 Mn 더스트 및 Fe 더스트를 혼합한 후, 상기 Mn 더스트 및 Fe 더스트가 혼합된 혼합물에 환원제 및 바인더를 첨가하는 형태로 제조될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니며, Mn 더스트, Fe 더스트, 환원제 및 바인더를 동시에 혼합할 수 있다. Meanwhile, the dust mixture may be prepared by mixing Mn dust and Fe dust, and then adding a reducing agent and a binder to the mixture in which the Mn dust and Fe dust are mixed, but is not limited thereto, and Mn dust, Fe Dust, reducing agent and binder can be mixed at the same time.

이 때, 상기 환원제는 탄소계 환원제, 실리콘계 환원제 및 알루미늄계 환원제 중에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있다. 예를 들어, 상기 탄소계 환원제로는 코크스, 석탄 및 그라파이트 중에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있으며, 상기 실리콘계 환원제는 페로실리콘(Ferro-Si) 분말 및 실리콘(Si) 분말 중에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있고, 상기 알루미늄계 환원제는 알루미늄실리콘(Al-Si) 합금 분말 및 알루미늄 분말 중에서 선택된 1 종 이상을 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. In this case, the reducing agent may be one or more selected from a carbon-based reducing agent, a silicon-based reducing agent, and an aluminum-based reducing agent. For example, the carbon-based reducing agent may be one or more selected from coke, coal, and graphite, and the silicon-based reducing agent may be one or more selected from ferro-silicon (Ferro-Si) powder and silicon (Si) powder. In addition, the aluminum-based reducing agent may be one or more selected from an aluminum silicon (Al-Si) alloy powder and an aluminum powder, but is not limited thereto.

나아가, 바인더는 물유리, 송진 가루, 당밀 및 벤토나이트 중에서 선택된 1종 이상을 선택하여 사용할 수 있다. Furthermore, the binder may be used by selecting one or more selected from water glass, rosin powder, molasses, and bentonite.

한편, 상기 더스트 혼합물 총 중량을 기준으로 Mn 더스트는 40 내지 60중량%, Fe 더스트는 30 내지 50중량%, 환원제는 5 내지 10중량% 및 바인더는 1 내지 5중량% 혼합하여 사용할 수 있으며, 바람직하게 상기 Mn 더스트 40 내지 50중량%, Fe 더스트 35 내지 40중량%, 환원제 7 내지 9중량% 및 바인더 2 내지 4중량%를 혼합하여 사용할 수 있다. On the other hand, based on the total weight of the dust mixture, 40 to 60% by weight of Mn dust, 30 to 50% by weight of Fe dust, 5 to 10% by weight of reducing agent, and 1 to 5% by weight of binder may be mixed and used, preferably 40 to 50% by weight of the Mn dust, 35 to 40% by weight of Fe dust, 7 to 9% by weight of a reducing agent, and 2 to 4% by weight of a binder may be mixed and used.

상기 Mn 더스트의 함량이 40중량% 미만인 경우에는 재활용되는 Mn의 함량이 상대적으로 적어, 경제적으로 바람직하지 않으며, 60중량%를 초과하는 경우에는, Mn 더스트 내의 Na, Cl 및 K에 의해 더스트 펠렛 제조 시 성형 장치에 융착이 발생하여 조업에 장애가 발생하는 문제가 생길 수 있다.When the content of Mn dust is less than 40% by weight, the content of recycled Mn is relatively small, which is not economically desirable, and when it exceeds 60% by weight, dust pellets are manufactured by Na, Cl and K in Mn dust When fusion occurs in the forming device, there may be a problem in that the operation is impaired.

상기 Fe 더스트의 함량이 30중량% 미만인 경우에는 Fe 함량이 낮아져, 펠렛 성형의 문제가 생길 수 있으며, 50중량%를 초과하는 경우에는 환원 후 만들어지는 망간-직접환원철(Mn-DRI) 중의 Mn 성분이 상대적으로 낮은 문제가 생길 수 있다. When the content of the Fe dust is less than 30% by weight, the Fe content is lowered, and a problem of pellet forming may occur. This relatively low problem can arise.

상기 환원제의 함량이 5중량% 미만인 경우에는 산소의 환원율이 낮아, 제조된 더스트 펠렛으로 페로망간을 제조할 경우 Mn의 함유량이 적어질 수 있으며, 10중량%를 초과할 경우 환원제의 과다로 인해 고상 환원 시 많은 에너지가 필요하게 되고, 반응에 참여하지 못하고 남은 환원제가 서로 반응하여 금속 산화물의 환원을 방해할 우려가 있다. When the content of the reducing agent is less than 5% by weight, the reduction rate of oxygen is low, and when ferromanganese is prepared from the manufactured dust pellets, the content of Mn may be decreased, and when it exceeds 10% by weight, the solid phase due to the excess of the reducing agent A lot of energy is required during reduction, and there is a possibility that the reducing agents remaining after not participating in the reaction react with each other to interfere with the reduction of the metal oxide.

상기 바인더의 함량이 1중량% 미만인 경우에는 바인더의 부족으로 펠렛의 강도가 낮아져 페로망간 제조 시 사용이 제한될 수 있고, 5중량%를 초과하는 경우 더스트 혼합물을 성형할 때 혼합물의 결합력이 증가하여 펠렛의 입경이 15mm를 초과하여 커질 수 있다. 예를 들어, RHF 공정에 펠렛을 적용하기 위해서는 펠렛의 입경 크기가 8 내지 15mm 사이일 수 있는 데, 펠렛의 크기가 15mm를 초과하는 경우에는 RHF 공정에 적용하기 어려울 수 있기 때문이다. If the content of the binder is less than 1% by weight, the strength of the pellets may be lowered due to the lack of the binder, so that use may be limited in manufacturing ferromanganese, and if it exceeds 5% by weight, the bonding strength of the mixture increases when molding the dust mixture, The particle size of the pellets may be larger than 15 mm. For example, in order to apply the pellets to the RHF process, the particle size of the pellets may be between 8 and 15 mm, and when the size of the pellets exceeds 15 mm, it may be difficult to apply to the RHF process.

나아가, 상기 원료들은 Rotary 타입의 볼밀을 사용하여 혼합할 수 있다. 볼밀뿐만 아니라 V형 혼합기 및 원통형 혼합기를 사용할 수 있으며, 상기 더스트 혼합물로부터 원료를 혼합 할 수 있는 것이라면, 이에 제한되지 않는다. Furthermore, the raw materials may be mixed using a rotary type ball mill. Not only a ball mill, but also a V-type mixer and a cylindrical mixer can be used, and as long as the raw material can be mixed from the dust mixture, the present invention is not limited thereto.

상기 열처리는 회전식 환원로(Rotary Hearth Furnace, RHF)를 사용하여 수행되는 것이 바람직하다. 상기 열처리하는 단계는 더스트 펠렛 내의 Na, K 및 Cl을 휘발시켜, Mn 더스트를 페로망간 제조에 사용될 수 있게 실시되는 단계로써, 상기 단계에서는 온도의 설정이 중요하다. The heat treatment is preferably performed using a rotary hearth furnace (RHF). The heat treatment is a step in which Na, K, and Cl in the dust pellets are volatilized so that Mn dust can be used for manufacturing ferromanganese. In this step, setting the temperature is important.

본 발명의 Mn 더스트의 재활용 방법에서는 상기 열처리를 900 내지 1100℃의 온도에서 수행할 수 있다. 상기 온도가 900℃ 미만인 경우에는 Na, K 및 Cl과 같은 불순물들의 감소율이 작고, 더스트 펠렛을 구성하는 입자들의 소성이 부족하여 입상화가 되지 않는 문제가 생길 수 있으며, 1100℃를 초과하는 경우에는 RHF 장치와 같이 열처리를 수행하는 장치 내부에서 더스트 펠렛이 용융되어 조업의 문제가 생길 수 있다. In the recycling method of Mn dust of the present invention, the heat treatment may be performed at a temperature of 900 to 1100 °C. When the temperature is less than 900°C, the reduction rate of impurities such as Na, K and Cl is small, and there may be a problem that granulation is not achieved due to insufficient sintering of the particles constituting the dust pellet, and when it exceeds 1100°C, RHF Dust pellets may be melted inside a device that performs heat treatment, such as a device, and operation problems may occur.

상기와 같이 제조된 더스트 펠렛은 직접환원철(DRI) 또는 해면철로 사용될 수 있으며, 페로망간 제조 공정에서 사용될 수 있다. The dust pellets prepared as described above may be used as direct reduced iron (DRI) or sponge iron, and may be used in the ferromanganese manufacturing process.

한편, 페로망간 제조 공정에 사용되는 망간석, 석탄 및 석회석 등에 미량 함유되어 있는 Na, K은 철강공정을 통해 더스트에 농축되게 된다. 따라서, 전술한 바와 같이 페로망간 제조 공정에서 발생하는 더스트는 Na, K 같은 성분과 Mn 같은 금속성분이 공존한다. On the other hand, Na and K contained in trace amounts in manganese stone, coal and limestone used in the ferromanganese manufacturing process are concentrated in the dust through the steel process. Therefore, as described above, in the dust generated in the ferromanganese manufacturing process, components such as Na and K and metal components such as Mn coexist.

이 때, 상기 Na 및 K와 같은 성분은 농작물 재배에 필요한 비료에 필수적인 성분이며, 국내 비료 생산에 사용되는 원료의 대부분은 수입에 의존하고 있다. 더욱이, 국내 토양의 황폐화로 인해 비료 사용량은 매년 증가하고 있다. 이러한 이유로 Na 및 K 등을 함유하고 있는 수입 원료의 가격은 계속해서 상승하고 있다. At this time, components such as Na and K are essential components for fertilizers necessary for growing crops, and most of the raw materials used for domestic fertilizer production are imported. Moreover, the use of fertilizers is increasing every year due to the degradation of domestic soil. For this reason, the price of imported raw materials containing Na and K continues to rise.

따라서, 본 발명은 Mn 더스트 재활용 시 발생하는 Na 및 K을 비료 원료로 사용하는 방법을 제공하고자 한다. Accordingly, an object of the present invention is to provide a method of using Na and K generated during recycling of Mn dust as fertilizer raw materials.

상세하게, 본 발명은 상기 열처리하는 단계에서 휘발되는 가스를 포집하여 비료 원료로 사용하는 단계를 더 포함하는, Mn 더스트의 재활용 방법을 제공한다. In detail, the present invention provides a recycling method of Mn dust, further comprising the step of collecting the gas volatilized in the heat treatment step and using it as a fertilizer raw material.

상기 열처리하는 단계에서는 Na, K 및 Cl이 휘발되게 되며, 그 결과, 상기 가스에는 Na가 20중량% 이상, K가 40중량% 이상 포함되어 있을 수 있다.In the heat treatment step, Na, K and Cl are volatilized, and as a result, the gas may contain 20 wt% or more of Na and 40 wt% or more of K.

다만, 상기와 같은 가스 형태로는 비료의 원료로 사용되기 어려운 바, Na 및 K를 포함하는 가스를 결정화시켜 비료 원료로 사용할 수 있다. 따라서, 본 발명은 상기와 같이 포집된 가스를 20 내지 25℃로 급랭시켜 결정화하는 단계를 수행하여 상기 가스 내에 포함된 Na 및 K을 더욱 용이하게 비료 원료로 사용할 수 있다. However, in the gas form as described above, it is difficult to be used as a raw material for fertilizer, so the gas containing Na and K may be crystallized and used as a raw material for fertilizer. Therefore, the present invention can perform the crystallization step by rapidly cooling the captured gas as described above to 20 to 25 ℃ Na and K contained in the gas can be more easily used as a fertilizer raw material.

이하, 구체적인 실시예를 통해 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 예시에 불과하며, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through specific examples. The following examples are merely examples to help the understanding of the present invention, and the scope of the present invention is not limited thereto.

실시예Example

Mn 더스트를 재활용하여 페로망간에 사용될 수 있는 펠렛을 제조하였다. Mn dust was recycled to prepare pellets that could be used for ferromanganese.

실시예 1Example 1

페로망간 제조 시 발생하였으며, 하기 표 1과 같은 성분이 함유된 Mn 더스트를, 제강 공정 시 발생하였으며, 하기 표 1과 같은 성분이 함유된 Fe 더스트와 혼합하고, 추가로 환원제로 미분탄, 바인더로 벤토나이트를 첨가하여 더스트 혼합물을 제조하였다. Mn dust generated during ferromanganese production and containing the components shown in Table 1 below was generated during the steelmaking process, and mixed with Fe dust containing the components shown in Table 1 below, pulverized coal as a reducing agent, and bentonite as a binder was added to prepare a dust mixture.

(중량%)(weight%) XRDXRD ICPICP Fe2O3 Fe 2 O 3 SiO2 SiO 2 Al2O3 Al 2 O 3 MgOMgO CaOCaO SO3 SO 3 MnOMnO ZnOZnO ClCl Na2ONa 2 O K2OK 2 O KK ClCl PbPb Mn 더스트Mn dust 2.52.5 6.86.8 3.73.7 3.63.6 2.32.3 3.23.2 39.339.3 1.71.7 2.12.1 3.53.5 23.723.7 19.1019.10 2.92.9 0.40.4 Fe 더스트Fe dust 85.185.1 0.90.9 0.70.7 1.51.5 6.96.9 3.33.3 -- -- -- -- -- 0.150.15 N.DN.D. 0.030.03

상세하게, 상기 Mn 더스트 500g, 상기 Fe 더스트 380g, 상기 환원제 80g 및 바인더 40g을 혼합하여 1kg의 더스트 혼합물을 제조하였다. In detail, 500 g of the Mn dust, 380 g of the Fe dust, 80 g of the reducing agent, and 40 g of the binder were mixed to prepare a dust mixture of 1 kg.

비교예 1Comparative Example 1

실시예 1에 있어서, Fe 더스트 대신, Mn 더스트를 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일하게 더스트 혼합물을 제조하였다. In Example 1, a dust mixture was prepared in the same manner as in Example 1, except that Mn dust was used instead of Fe dust.

비교예 2Comparative Example 2

실시예 1에 있어서, Mn 더스트를 사용하지 않고, Mn 더스트 대신 Fe 더스트를 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일하게 더스트 혼합물을 제조하였다. In Example 1, a dust mixture was prepared in the same manner as in Example 1, except that Mn dust was not used and Fe dust was used instead of Mn dust.

상기 실시예 1 및 비교예 1, 2의 각 조성을 표 2에 정리하였다. Each composition of Example 1 and Comparative Examples 1 and 2 is summarized in Table 2.

구분 (중량%)Category (wt%) Mn 더스트Mn dust Fe 더스트Fe dust 환원제reducing agent 바인더bookbinder 평균 입도 100㎛Average particle size 100㎛ 평균 입도 150㎛Average particle size 150㎛ 실시예 1Example 1 5050 1616 2222 88 44 비교예 1Comparative Example 1 8888 -- -- 88 44 비교예 2Comparative Example 2 4141 4747 88 44

실험예 1Experimental Example 1

상기 실시예 1 및 비교예 1, 2를 혼합하기 위해, 현장에서 사용되는 혼합기를 모사하여 상기 원료들 볼밀로 혼합하였다(도 2 참조). In order to mix Example 1 and Comparative Examples 1 and 2, a mixer used in the field was simulated and the raw materials were mixed with a ball mill (see FIG. 2).

볼밀 조건은 입경 30mm의 볼을 10개 사용하였으며, 혼합시간은 3시간, 각 원료 투입량은 1kg으로 하였다. For ball mill conditions, 10 balls with a particle diameter of 30 mm were used, the mixing time was 3 hours, and the input amount of each raw material was 1 kg.

이 때, 상기 볼 10개의 두께 변화를 측정하여 원료에 따른 융착정도를 평가하였다. 그 결과를 표 2에 정리하였다. At this time, the thickness change of the 10 balls was measured to evaluate the degree of fusion according to the raw material. The results are summarized in Table 2.

나아가, 상기와 같이 볼밀을 통해 제조된 더스트 펠렛의 압축강도를 측정하기 위해 압축강도기를 이용하여 더스트 펠렛의 강도를 측정하였다. 그 결과를 표 3에 정리하였다. Furthermore, in order to measure the compressive strength of the dust pellets manufactured through the ball mill as described above, the strength of the dust pellets was measured using a compressive strength machine. The results are summarized in Table 3.

구분division 실시예 1Example 1 비교예 1Comparative Example 1 비교예 2Comparative Example 2 볼 직경 측정(mm)Ball diameter measurement (mm) 1One 31.6231.62 32.4232.42 31.5431.54 22 29.7829.78 31.5031.50 31.5331.53 33 31.7731.77 32.2432.24 30.0330.03 44 32.8232.82 32.0432.04 32.1132.11 55 31.7231.72 32.1832.18 31.2631.26 66 32.2132.21 33.2633.26 31.3931.39 77 30.5130.51 31.8531.85 31.9131.91 88 32.2732.27 32.4332.43 32.3332.33 99 31.8731.87 32.5132.51 32.1232.12 1010 31.6331.63 31.0731.07 31.8531.85 평균average 31.6231.62 32.1532.15 31.6131.61 평균(최대 및 최저 제외)Average (excluding maximum and minimum) 31.7031.70 32.2432.24 31.7031.70 더스트 펠렛 평균 강도(N)Dust Pellets Average Strength (N) 980980 720720 915915

그 결과 상기 표 2에 보이는 바와 같이, 실시예 1의 더스트 혼합물로 더스트 펠렛을 제조할 때, 상기 혼합물이 볼에 융착되는 정도는 Mn 더스트만을 사용할 경우(비교예 1)에 비해 현저히 작음을 확인할 수 있었으며, 더스트 펠렛의 강도는 Mn 더스트만을 사용하는 경우(비교예 1) 및 Fe 더스트만을 사용하는 경우(비교예 2)에 비해 우수함을 확인할 수 있었다. As a result, as shown in Table 2, when manufacturing dust pellets with the dust mixture of Example 1, it can be confirmed that the degree of fusion of the mixture to the balls is significantly smaller than when using only Mn dust (Comparative Example 1). There was, and it was confirmed that the strength of the dust pellets was superior to the case of using only Mn dust (Comparative Example 1) and the case of using only Fe dust (Comparative Example 2).

실험예 2Experimental Example 2

Mn 더스트로부터 Na 및 K을 회수하기 위해, 실험예 1에서 실시예1의 더스트혼합물로부터 제조된 더스트 펠렛을 가열한(MnO 및 FeO 금속 산화물 환원 및 유해물질 휘발을 위해 고온에서 소성) 후, 펠렛 내에 존재하는 성분의 함량을 측정하였다. 가열 온도 별 펠렛 내에 남아있는 성분의 함량을 측정한 결과를 표 4에 나타내었다. In order to recover Na and K from Mn dust, the dust pellets prepared from the dust mixture of Example 1 in Experimental Example 1 were heated (calcined at high temperature to reduce MnO and FeO metal oxides and volatilize harmful substances), and then in the pellets. The content of the components present was determined. Table 4 shows the results of measuring the content of the components remaining in the pellets for each heating temperature.

구분 (중량%)Category (wt%) 가열 전before heating 700℃700℃ 800℃800℃ 900℃900℃ 1000℃1000℃ 1100℃1100℃ MnMn 20.520.5 21.221.2 22.622.6 24.724.7 26.826.8 27.027.0 KK 19.019.0 13.013.0 8.28.2 5.35.3 2.82.8 2.12.1 ClCl 2.902.90 1.31.3 0.820.82 0.210.21 0.040.04 0.040.04 PbPb 0.710.71 0.320.32 0.170.17 0.120.12 0.050.05 0.050.05 NaNa 1.91.9 1.91.9 1.81.8 1.61.6 1.51.5 1.31.3 잔부balance CaO, SiO2, Al2O3 CaO, SiO 2 , Al 2 O 3

그 결과, 표 3에서 보이는 바와 같이 온도가 증가할수록 Mn을 제외한 성분들의 함량이 감소함을 확인할 수 있었으며, 1000℃ 및 1100℃에서는 유사한 함량이 잔존하는 것을 확인할 수 있었다. 따라서, 본 발명의 열처리는 1100℃까지 수행하는 것이 바람직하다. As a result, as shown in Table 3, it was confirmed that the content of the components except for Mn decreased as the temperature increased, and it was confirmed that similar contents remained at 1000 °C and 1100 °C. Therefore, the heat treatment of the present invention is preferably performed up to 1100 ℃.

나아가, 상기 열처리에 의해 발생되는 가스에는 K이 40중량%, Na가 20중량% 포함된 것을 확인할 수 있었으며, 따라서, 상기와 같은 가스를 비료의 원료로 사용할 수 있음을 확인할 수 있었다.Furthermore, it was confirmed that the gas generated by the heat treatment contained 40 wt% of K and 20 wt% of Na, and thus, it was confirmed that the gas as described above can be used as a raw material for fertilizer.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and variations are possible within the scope without departing from the technical spirit of the present invention described in the claims. It will be apparent to those of ordinary skill in the art.

Claims (12)

Na, K, Cl 및 Mn을 함유하는 Mn 더스트 40 내지 60중량%; Fe 더스트 30 내지 50중량%; 환원제 5 내지 10중량%; 및 바인더 1 내지 5중량%를 혼합하여 더스트 혼합물을 제조하는 단계;
상기 더스트 혼합물을 성형하여 더스트 펠렛을 제조하는 단계;
상기 더스트 펠렛을 열처리하는 단계; 및
상기 열처리된 더스트 펠렛을 페로망간 제조에 사용하는 단계를 포함하고,
상기 Mn 더스트의 중량을 기준으로, 상기 Mn 더스트는 Mn을 35 내지 40중량% 포함하는, Mn 더스트의 재활용 방법.
40 to 60% by weight of Mn dust containing Na, K, Cl and Mn; Fe dust 30 to 50% by weight; 5 to 10% by weight of a reducing agent; and mixing 1 to 5% by weight of a binder to prepare a dust mixture;
manufacturing the dust pellets by molding the dust mixture;
heat-treating the dust pellets; and
Comprising the step of using the heat-treated dust pellets to manufacture ferromanganese,
Based on the weight of the Mn dust, the Mn dust comprises 35 to 40% by weight of Mn, the recycling method of Mn dust.
제1항에 있어서,
상기 Mn 더스트는 페로망간 제조 시 발생하는 것인, Mn 더스트의 재활용 방법.
According to claim 1,
The Mn dust is a recycling method of Mn dust that is generated during the production of ferromanganese.
삭제delete 제1항에 있어서,
Mn 더스트의 중량을 기준으로, 상기 Mn 더스트는 Na, K 및 Cl를 총 5중량% 이상 포함하는, Mn 더스트의 재활용 방법.
According to claim 1,
Based on the weight of the Mn dust, the Mn dust comprises a total of 5% by weight or more of Na, K, and Cl, Mn dust recycling method.
제1항에 있어서,
상기 Fe 더스트는 제강 공정 중 발생하는 것인, Mn 더스트의 재활용 방법.
According to claim 1,
The Fe dust is generated during the steelmaking process, Mn dust recycling method.
제1항에 있어서,
상기 더스트 혼합물은 Mn 더스트 및 Fe 더스트를 혼합한 후에 환원제 및 바인더를 혼합하여 제조하는 것인, Mn 더스트의 재활용 방법.
According to claim 1,
The dust mixture is to be prepared by mixing the reducing agent and the binder after mixing Mn dust and Fe dust, Mn dust recycling method.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 더스트 펠렛은 볼밀을 사용하여 제조하는, Mn 더스트의 재활용 방법.
According to claim 1,
The dust pellets are manufactured using a ball mill, Mn dust recycling method.
제1항에 있어서,
상기 열처리는 회전식 환원로(RHF)를 사용하여 수행되는, Mn 더스트의 재활용 방법.
According to claim 1,
The heat treatment is performed using a rotary reduction furnace (RHF), the recycling method of Mn dust.
제1항에 있어서,
상기 열처리는 900 내지 1100℃의 온도로 수행되는, Mn 더스트의 재활용 방법.
According to claim 1,
The heat treatment is carried out at a temperature of 900 to 1100 ℃, Mn dust recycling method.
제1항에 있어서,
상기 열처리에서 휘발되는 가스를 포집하여 비료 원료로 사용하는 단계를 더 포함하는, Mn 더스트의 재활용 방법.
According to claim 1,
The recycling method of Mn dust further comprising the step of collecting the gas volatilized in the heat treatment and using it as a fertilizer raw material.
제11항에 있어서,
포집된 가스를 20 내지 25℃로 급냉시켜 결정화하는 단계를 더 포함하는, Mn 더스트의 재활용 방법.
12. The method of claim 11,
The method of recycling Mn dust, further comprising the step of crystallizing by quenching the captured gas to 20 to 25 ℃.
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