KR102421190B1 - 용융환원전기로(saf)를 이용하여 예비 환원철 중 유가금속 회수 방법 - Google Patents

용융환원전기로(saf)를 이용하여 예비 환원철 중 유가금속 회수 방법 Download PDF

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Abstract

용융환원전기로(SAF)를 이용하여 예비 환원철 중 유가금속 회수 방법이 제공된다.
본 발명은, 용융환원 전기로(SAF)를 이용하여 예비 환원철로부터 철(Fe), 망간(Mn)과 같은 유가금속을 환원하여 회수하는 방법에 있어서, 전기로 조업시, 전기로 내 장입되는 철(Fe), 망간(Mn)을 포함하는 예비 환원철을 원료층으로 하고, 그 원료층 하부의 Coke bed를 전기 저항이 큰 평균 입경 10~20mm의 저입도 코크스를 메탈 톤당 150~300kg 범위로 사용하여 형성하며, 그리고 평균 입경 30~100mm를 갖는 망간슬래그(Mn Slag)를 메탈 톤당 250~400kg 범위로 사용하고, 나아가, 목편을 메탈 톤당 50~150kg 범위로 사용함으로써 반응식 1 및 반응식 2를 통하여 CO(g) 가스를 배출 제거하고, 그리고 슬래그 염기도 (CaO+MgO)/SiO2)가 1.7~2.5이 되도록 슬래그 성분을 조절함으로써 반응식 3을 통하여 원료중에 포함된 불순원소인 유황을 제거하는 것을 특징으로 하는 용융환원전기로(SAF)를 이용하여 예비 환원철 중 유가금속 회수 방법에 관한 것이다.

Description

용융환원전기로(SAF)를 이용하여 예비 환원철 중 유가금속 회수 방법{Method for recovery of valuable metal from Pre-reduced iron by Submerged Arc Furnace}
본 발명은 용융환원 전기로(Submerged ARC Furnace, 이하 SAF)를 이용하여 철(Fe)과 망간(Mn)이 함유된 예비 환원철로부터 철(Fe), 망간(Mn)과 같은 유가금속을 회수하는 방법에 관한 것이다.
철강 Dust를 이용한 조산화아연 제조공정에서 Lime, Coke를 사용하여 로타리 킬른에서 온도를 약 1000~1200℃로 승온시키는 과정에서 기화된 Zn를 회수하고 남은 것을 예비 환원철이라 한다. 그리고 이때 발생한 예비 환원철 중에는 Fe 30~50%, Mn 1~10%이 함유되어 있지만 다른 중금속 및 불순물(유황 등)이 함유되어 있으며, 이 중 유황은 주변환경 조건에 의해 수분과 접촉하면 용출되며 환경적으로 엄격하게 규제되고 있기 때문에 대부분 매립 처리를 하고 있는 현실이며 국내 매립지 포화 등으로 처리비용이 상승하고 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위한 수단으로 환원효율 및 불순물 제거 능력이 우수한 용융환원 전기로(SAF)공법을 이용하여 효율적으로 예비 환원철 중 철(Fe)과 망간(Mn) 등의 유가금속을 회수하고 유황 등의 불순물을 제거 하는 방법을 제공하여 폐기물을 자원 재순환 할 수 있는 방법에 대한 연구가 지속되고 있다.
본 발명은, 철(Fe)과 망간(Mn)이 함유된 예비 환원철은 철(Fe)함량이 30~50%으로 높아 로타리킬른을 거쳐 예비환원되어 저융점의 특성을 가지며, 미분(입도 10mm이하)의 형태로 존재하는 원료특성 상 로내 전기저항이 큰 10~20mm의 저입도 코크스를 사용하여 코크스 bed층의 안정적인 전기흐름을 유도함과 아울러, 원료 중유가금속 환원을 위한 코크스 사용량 조정, 로내 충분한 용융환원 조건을 위한 누적 전력사용량 조정, 반응가스의 배출 및 통기개선을 위한 망간 슬래그(Mn Slag), 목편의 사용, 그리고 슬래그 염기도 조정으로 원료중 불순물을 제거하기 위한 슬래그 조성을 도출하여 철(Fe), 망간(Mn)과 같은 유가금속을 효과적으로 회수할 수 있는 전기로(SAF) 조업방법을 제공함에 그 목적이 있다.
또한 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들에 한정되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은,
용융환원 전기로(SAF)를 이용하여 예비 환원철로부터 철(Fe), 망간(Mn)과 같은 유가금속을 환원하여 회수하는 방법에 있어서,
전기로 조업시,
전기로 내 장입되는 철(Fe), 망간(Mn)을 포함하는 예비 환원철을 원료층으로 하고, 그 원료층 하부의 Coke bed를 전기 저항이 큰 평균 입경 10~20mm의 저입도 코크스를 메탈 톤당 150~300kg 범위로 사용하여 형성하며, 그리고 평균 입경 30~100mm를 갖는 망간슬래그(Mn Slag)를 메탈 톤당 250~400kg 범위로 사용하고, 나아가, 목편을 메탈 톤당 50~150kg 범위로 사용함으로써 하기 반응식 1 및 반응식 2를 통하여 CO(g) 가스를 배출 제거하고, 그리고
슬래그 염기도 (CaO+MgO)/SiO2)가 1.7~2.5이 되도록 슬래그 성분을 조절함으로써 하기 반응식 3을 통하여 원료중에 포함된 불순원소인 유황을 제거하는 것을 특징으로 하는 용융환원전기로(SAF)를 이용하여 예비 환원철 중 유가금속 회수 방법에 관한 것이다.
[반응식 1]
MnO(ℓ) + C → [Mn] + CO(g)
[반응식 2]
FeO + C → [Fe] + CO(g)
[반응식 3]
S(M) + CaO +C→ CaS(ℓ) + CO(g)
또한 로내 충분한 용융환원 완료 및 열부족 현상 방지를 위한 변압기 용량 대비 누적전력량을 25,000~40,000kwh로 사용함이 바람직하다.
상술한 바와 같은 구성의 본 발명은 종래 방법 대비 원료 특성을 고려하여 전기 저항을 코크스 bed층으로 전기 흐름을 하부로 유도하고, 로내 통기개선을 통해 CO(g)배출을 원활하게 하며, 슬래그 배출을 용이하게 하여 유가금속 산화물의 환원효율을 높일 수 있을 뿐만 아니라 투입 에너지를 효율적으로 이용할 수 있어 유가 금속의 회수율을 높일 수 있다.
따라서, 본 발명은 SAF 전기로를 이용하여 예비 환원철에 함유된 유가금속 회수 및 원료중의 유황 등의 불순물을 제거하는 프로세스에 관한 기술 분야에 적절하게 적용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 용융환원 전기로(SAF)를 나타내는 그림이다.
도 2은 원료 상부 CO(g)온도(현열)에 따른 전력원 단위의 영향을 나타내는 그림이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 전기로 10MVA(10,000kw) 변압기를 나타내는 그림이다.
도 4(a-b)는 본 발명의 일실시예에 따른 전기로 조업 후, 조업 결과(Fe수율, Mn수율)를 비교예와 대비하여 나타낸 그림이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 전기로 조업 후, 조업 결과(슬래그 염기도에 따른 제품 중 유황 품위)를 비교예와 대비하여 나타내는 그림이다.
이하, 본 발명을 설명한다.
일반적으로, 전기로(SAF)조업은 전기저항이 낮은 코크스 bed 층에서 용융환원반응이 일어나 비중 차이에 의해 메탈과 슬래그가 구분되는 특징을 가진다. 그런데 원료인 예비 환원철은 철의 함량이 30~50wt%로 높고 로타리 킬른을 거쳐 한번 예비환원되어 전기 저항이 낮은 특성을 가진다. 이에 따라, 전기로 내에서 용융환원반응이 일어날 때, 기존 코크스 bed층에서 용융환원이 일어나지 못하고 코크스 bed의 상부인 원료층에서 용융환원이 일어날 수 있다. 또한 원료 성상이 미분(10mm미만)으로 존재하여 통기성이 악화될 시 로내 반응 과정에서 생기는 반응 가스(CO, CO2)의 배출이 충분하지 않게 되어 취출 현상(Blowing현상: 전기로 내에서 정체된 반응가스가 입도가 작은 원료층에 갇혀 있다가 순간적으로 분출되는 현상)이 발생하여 조업 안정성에 큰 영향을 주며, 생산성이 감소하고 전력원단위 등 원가 상승의 요인을 야기하였다.
따라서 본 발명은 상기 문제점에 착안한 발명으로서, 용융환원 전기로(SAF)를 이용하여 조산화아연 제조공정으로부터 나온 예비 환원철로부터 철(Fe), 망간(Mn)과 같은 유가금속을 환원하여 회수하는 방법에 있어서, 전기로 조업시, 전기로 내 장입되는 철(Fe), 망간(Mn)을 포함하는 예비 환원철을 원료층으로 하고, 그 원료층 하부의 Coke bed를 전기 저항이 큰 평균 입경 10~20mm의 저입도 코크스를 메탈 톤당 150~300kg 범위로 사용하여 형성하며, 그리고 평균 입경 30~100mm를 갖는 망간슬래그(Mn Slag)를 메탈 톤당 250~400kg 범위로 사용하고, 나아가, 목편을 메탈 톤당 50~150kg 범위로 사용함으로써 상기 반응식 1 및 반응식 2를 통하여 CO(g) 가스를 배출 제거하고, 그리고 슬래그 염기도 (CaO+MgO)/SiO2)가 1.7~2.5이 되도록 슬래그 성분을 조절함으로써 상기 반응식 3을 통하여 원료중에 포함된 불순원소인 유황을 제거하는 것을 특징으로 하는 용융환원전기로(SAF)를 이용하여 예비 환원철 중 유가금속 회수 방법에 관한 것이다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 용융환원 전기로(SAF)의 모식도를 나타낸 것이다.
도 1에 나타난 바와 같이, SAF 전기로 조업에서는 전극의 저항열이 전기저항이 가장 적은 coke bed 층으로 전기가 흐르고 이를 통해 원료가 coke bed에서 용융환원되어 비중에 의해 메탈과 슬래그가 분리되므로, 전극하부 및 주변에서 발생되는 하기 반응식 1-2에 나타난 Gas(CO)의 원활한 배출을 유도하는 것이 중요하다.
[반응식 1]
MnO(ℓ) + C → [Mn] + CO(g)
[반응식 2]
FeO + C → [Fe] + CO(g)
본 발명자들의 연구결과에 의하면 도 2와 같이 SAF 전기로 조업에서 원료상부 Off CO(g)온도(현열)이 많을수록 통기도 및 간접 환원효율이 저하되어 전력원단위가 상승되는 등 coke bed층이 아닌 상부의 원료층에서의 용융환원시에는 전기로 조업성에 악영향을 미칠 수 있음을 확인하였다.
구분 Fe Mn P S SiO2 CaO
예비환원철(%) 30~50 1~10 0.1~0.3 0.5~1 10~15 15~25
상기 표 1은 예비 환원철의 성분을 나타내는 것으로, 철(Fe)품위가 30~50%로 높고 한번 예비환원이 이루어진 원료 특성상 전기저항이 낮아 coke bed층을 통해 저항열이 형성되지 않고 coke bed층 상부에서 원료가 용해될 가능성이 존재함을 알 수 있다. 즉, 이에 따라 SAF 전기로 상부의 원료층에서 Off 가스에 의한 온도 상승 및 간접 환원 비율이 저하되어 유가금속의 회수율이 저하될 가능성이 있음을 알 수 있다.
코크스 입도 10~20mm(발명예) 20~40mm(종래예) 차이
전기 비저항(Ωm) 1.9×10-3 1.3×10-3 46% 향상
coke bed 전기저항((Ωm) 4.67×10-3 3.71×10-3 25% 향상
전극 Tip 깊이 deep shallow -
이를 해결하기 위하여, 본 발명에서는 상기 표 2와 같이, 종래 20~40mm 평균입도를 갖는 코크스 대비 10~20mm를 가진 저입도 코크스를 장입하여 전기로 내 전기 저항을 향상시켜 전기로 상부의 원료층에서 용융될 수 있는 전기흐름을 상쇄시키고, 전기로 하부인 coke bed층에서 원활하게 원료가 용융환원 될 수 있도록 유도하였다.
또한 본 발명에서는 전기로 환원반응에 사용되는 코크스 사용량을 메탈 톤당 150~300kg를 사용하는 것이 바람직하다. SAF 전기로 조업의 환원 반응에는 공업적으로 사용되는 고정탄소(Fixed Carbon)를 85%이상, 회분(Ash) 12%이하를 함유한 코크스를 사용하며, 적정 코크 스베드(Coke Bed)층의 두께를 유지하는 것이 중요하다. 이러한 코크스베드(Coke Bed)층은 전기로 내 전극의 저항열을 원료에 공급하는 기능과 원료중의 유가금속 산화물의 환원 반응에 필요한 탄소를 공급하는 기능을 한다. 이때 코크스 사용량이 메탈 톤당 150kg 미만이면 환원제 부족에 의해 망간 및 철 산화물의 회수율이 떨어지고 고정탄소 부족으로 전극의 카본이 사용되어 전극의 절단 등 심각한 조업악화를 초래할 수 있다. 반면에 Coke 사용량이 300kg를 초과하면 코크스량 과잉으로 coke bed층이 두꺼워져 전극을 상승시키고 대기중 노출에 의한 산화에 의해 전극 절단 등으로 전기로 하부에 열부족 현상을 초래하여 메탈 회수율을 저하시킬 수 있다.
또한 본 발명에서는 통기 개선 및 슬래그 조정 물질로 30~100mm입도를 가진 망간(Mn)슬래그를 메탈 톤당 250~400kg사용하는 것이 바람직하다.
예비 환원철의 입도는 대부분 10mm 미만의 매우 작은 입자로 이루어져 있다. 따라서 전기로에서의 환원반응에서 발생하는 반응가스(CO)의 원활한 배출이 어렵게 되어, 취출(Blowing현상: 전기로내에서 정체된 반응가스(Gas)가 입도가 작은 원료층에 갇혀 있다가 순간적으로 분출되는 현상)을 야기하여 조업성을 악화시킬 수 있다. 이를 해결하기 위해, 하기 표 3과 같은 망간(Mn)슬래그(전기로에서 Mn계 합금철 제조시에 만들어지는 슬래그)중 슬래그의 크기가 30~100mm가 되도록 파쇄, 선별 사용하여 전기로 환원반응 가스의 배출 통로를 만들어 주는 역할을 하게 할 수 있다. 그러나 그 입도가 30mm 미만이면 통기성 개선을 크게 기대할 수 없고, 100mm를 초과하면 원료 투입설비(원료 Supply)의 투입가능 범위를 벗어나게 된다.
구분 원료 품위(%) 용융온도 (℃)
SiO2 CaO MgO Mn Al2O3
규석 96.5 - - - 1.2 1715
Dolomite 0.5 31.5 20.9 - 0.25 2000~2300
망간(Mn)슬래그 26.5 18.1 3.0 27.3 9.5 1150~1200
일반적으로 전기로에서 공업적으로 널리 이용되는 슬래그의 성분 조정용으로 상기 표 3과 같이, 규석과 Dolomite를 사용한다. 그러나 규석과 Dolomite는 융점이 매우 높기 때문에 다량의 용융에너지가 소모되어 전력에너지가 크게 증가하는 문제점이 있다. 이를 해결하기 위하여, 융점이 낮으면서 Mn, SiO2 및 CaO를 동시에 함유하고 있는 망간(Mn)슬래그를 사용하면 용융온도가 1200℃로 낮기 때문에 전력에너지를 감소시키는 데 기여하고, 망간(Mn)슬래그에 함유되어 있는 Mn성분이 전기로에서 용융환원되면서 Mn이 회수되어 고부가가치인 제품을 만들 수 있다. 또한 망간 (Mn)슬래그는 이미 용융된 상태이기 때문에 전기로에서 신속하게 슬래그를 만들어 코크스 베드(Coke bed)층에서 안정적으로 저항열을 발생시켜 효율적인 전기로 조업에 도움을 줄 수 있다.
본 발명에서는 상기 망간(Mn) 슬래그를 메탈 톤당 250~400kg 범위로 사용함이 바람직하다. 만일 그 사용량이 250kg 미만이면 목표로 하는 슬래그 염기도 제어가 불량하며, 사용량이 적어 통기성 부족을 야기시킨다. 또한 400kg를 초과하면 슬래그 볼륨이 과도하게 증가하여 전력에너지가 크게 증가할 수 있다.
또한 본 발명에서는 상기 전기로내 원료층의 통기성 개선을 위해 목편을 메탈 톤당 50~150kg 범위로 사용함이 바람직하다. 본 발명에서 목편은 원료층 및 전극 사이에 위치하면서 반응가스의 CO(g) 배출을 용이하게 한다. 목편은 50~100mm의 입도 및 수분이 30~40%정도 포함되어 있어 로내 장입 시 적정 사이즈에 의한 통기성 개선을 할 수 있음과 아울러, 로내 반응시 함수분에 의한 연소시간 증대로 반응과정에서 전극과 전극사이의 CO(g)배출을 원활하게 유도할 수 있다.
이때 목편 사용량이 메탈 톤당 50kg 미만이면 통기성이 충분히 확보되지 못하고, 150kg를 초과하면 통기성은 개선되지만 제조원가 상승의 원인이 되어 경제성이 떨어진다.
또한 본 발명에서는 로내 충분한 융용환원 완료 조건 유지를 위해 변압기 용량 대비 누적 전력 사용량을 25,000~40,000kwh를 사용하는 것이 바람직하다. SAF전기로는 변압기 용량대비 부하량을 상승시키면 충분한 반응권 확보 및 생산성이 증가하지만, 전기로 로내 상황(전극절단, 충분한 CO(g)미배출, 슬래그 배출량 저하 등)이 악화될 때에는 부하량을 상승시키는 것보다 하강시켜 조업을 안정화시키는 등 부하량을 조정하여 조업을 운영하는 것이 바람직하다.
본 발명에서는 전기 용량 변압기 10MVA를 이용하여 예비 환원철을 용융환원하였다. 구체적으로, 도 3에 나타난 바와 같이, 심간거리 대비 충분한 반응권 유지 및 저항열을 생성하기 위해 전기로 로내 상황을 모니터링하면서 시간당 부하량을 변압기 용량 10MVA(10,000kw/hr) 대비 40~60%로 유동적으로 조정하여 1회 출탕시 누적 전력 사용량을 25,000~40,000kwh 수준에서 결정할 필요가 있다. 만일 1회 출탕시 누적 전력량이 변압기 용량의 25,000kwh 미만일 경우에는 예비 환원철의 용융환원에 필요한 전기에너지가 불충분하여 슬래그 미배출 등 로황 불안정으로 전력효율이 저하 되며, 누적전력량이 변압기 용량의 40,000kwh를 초과하게 되면 과잉에너지 공급에 의한 슬래그 과잉 형성으로 전력에너지가 증가하는 등 메탈 환원 회수율을 저하시키게 된다.
한편 본 발명에서는 하기 반응식 3과 같이, 원료중에 불순원소인 유황을 제거하기 위해 슬래그 염기도가 (CaO+MgO/SiO2) 1.2~2.0 범위에서 슬래그성분을 조정하는 것이 바람직하다.
[반응식 3]
S(M) + CaO +C→ CaS(ℓ) + CO(g)
일반적으로 CaO-SiO2-MgO 3원계 슬래그에서 슬래그 염기도를 높이면 적정 융점 형성 및 슬래그으로의 안정적인 CaS상을 만드는 등 슬래그 제조가 용이하여 유황 을 제거할 수 있다.
본 발명에서는 적정한 슬래그 염기도(CaO+MgO)/SiO2로 1.2~2.0로 제한하였는데, 슬래그 염기도가 1.2 미만이 되면 탈황 효율이 부족하고 슬래그중에서 CaS상이 불안정하게 형성되어 수분과 접촉하게 되면 “S”가 용출될 위험성이 있다. 또한 슬래그 염기도가 2.0를 초과하면 슬래그 융점이 상승되고 슬래그량이 과잉 생성되어 전기에너지 사용이 증가하여 메탈 실수율이 저하된다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 상세히 설명한다.
(실시예)
용융환원 전기로(SAF)를 이용하여 조산화아연 제조공정으로부터 나온 예비 환원철로부터 철(Fe), 망간(Mn)과 같은 유가금속을 환원하여 회수하고 유황을 제거하였다. 구체적으로, 전기로 조업시, 전기로 내 장입되는 철(Fe), 망간(Mn)을 포함하는 예비 환원철을 원료층으로 하고, 그 원료층 하부의 Coke bed를 전기 저항이 큰 평균 입경 10~20mm의 저입도 코크스를 메탈 톤당 150~300kg 범위로 사용하여 형성하였으며, 그리고 평균 입경 30~100mm를 갖는 망간슬래그(Mn Slag)를 메탈 톤당 250~400kg 범위로 사용하고, 나아가, 목편을 메탈 톤당 50~150kg 범위로 원료층에 혼합 사용하였다.
한편 전기로 조업에 따라 형성되는 슬래그의 염기도 (CaO+MgO)/SiO2)가 1.2~2.0가 되도록 슬래그 성분을 조절하면서 용융환원 전기로(SAF)를 이용하여 조산화아연 제조공정으로부터 나온 예비 환원철 중 철(Fe)과 망간(Mn)과 같은 유가금속을 환원 회수하고 유황을 제거하였다(발명예).
한편 비교를 위하여, 전기로 조업시, 전기로 내 장입되는 철(Fe), 망간(Mn)을 포함하는 예비 환원철을 원료층으로 하고, 그 원료층 하부의 Coke bed를 전기 저항이 큰 평균 입경 20~40mm의 코크스를 메탈 톤당 300~350kg 범위로 사용하여 형성하였으며, 그리고 평균 입경 10~30mm를 갖는 망간슬래그(Mn Slag)를 메탈 톤당 150~250kg 범위로 사용하고, 나아가, 목편을 메탈 톤당 20~300kg 범위로 혼합사용하였다. 한편 전기로 조업에 따라 형성되는 슬래그의 염기도 (CaO+MgO)/SiO2)가 2.0~2.5 범위가 되도록 슬래그 성분을 조절하면서 용융환원 전기로(SAF)를 이용하여 조산화아연 제조공정으로부터 나온 예비 환원철로부터 철(Fe), 망간(Mn)과 같은 유가금속을 환원하여 회수하고 유황을 제거하였다(비교예).
도 4(a-b)는 본 발명의 전기로 조업 후, 조업 결과(Fe수율, Mn수율)를 비교예와 대비하여 나타낸 그림이다. 도 4(a-b)에 나타난 바와 같이, 본 발명의 조건에 따라 전기로 조업하여 유가금속을 횐원 회수하는 본 발명예의 경우가, 그렇지 않은 비교예 경우에 비하여 Fe 및 Mn 수율이 크게 개선되었음을 알 수 있다. 한편 도 4(a-b)에서 Fe 회수율(%)은 Fe input[(1-수분w%)*원료 in　 Fe w%] / Fe output[Metal in Fe w%*생산량(Mt)] ± 표준편차에 의해 구해진 값을 말하며, Mn 회수율(%)은 Mn input[(1-수분w%)*원료 in　 Mn w%] / Mn output[Metal in Mn w%*생산량(Mt)] ± 표준편차에 의해 구해진 값을 말한다.
한편 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 전기로 조업 후, 조업 결과(슬래그 염기도에 따른 제품 중 유황 품위)를 비교예와 대비하여 나타내는 그림이다. 도 5에 나타난 바와 같이, 슬래그 염기도(CaO+MgO)/SiO2) 1.2이상에서 유황이 효과적으로 제거 되었음을 확인할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 관하여 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 따라서 본 발명의 권리 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 청구범위뿐만 아니라, 이와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (1)

  1. 용융환원 전기로(SAF)를 이용하여 예비 환원철로부터 철(Fe), 망간(Mn)과 같은 유가금속을 환원하여 회수하는 방법에 있어서,
    전기로 조업시,
    전기로 내 장입되는 철(Fe), 망간(Mn)을 포함하는 예비 환원철을 원료층으로 하고, 그 원료층 하부의 Coke bed를 전기 저항이 큰 평균 입경 10~20mm의 저입도 코크스를 메탈 톤당 150~300kg 범위로 사용하여 형성하며, 그리고 평균 입경 30~100mm를 갖는 망간슬래그(Mn Slag)를 메탈 톤당 250~400kg 범위로 사용하고, 나아가, 목편을 메탈 톤당 50~150kg 범위로 사용함으로써 하기 반응식 1 및 반응식 2를 통하여 CO(g) 가스를 배출 제거하고, 그리고
    슬래그 염기도 (CaO+MgO)/SiO2)가 1.7~2.5이 되도록 슬래그 성분을 조절함으로써 하기 반응식 3을 통하여 원료중에 포함된 불순원소인 유황을 제거하는 것을 특징으로 하는 용융환원전기로(SAF)를 이용하여 예비 환원철 중 유가금속 회수 방법.
    [반응식 1]
    MnO(ℓ) + C → [Mn] + CO(g)
    [반응식 2]
    FeO + C → [Fe] + CO(g)
    [반응식 3]
    S(M) + CaO +C→ CaS(ℓ) + CO(g)
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