KR102469639B1 - 더스트로부터 불순물을 제거하는 방법 - Google Patents

더스트로부터 불순물을 제거하는 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102469639B1
KR102469639B1 KR1020200180300A KR20200180300A KR102469639B1 KR 102469639 B1 KR102469639 B1 KR 102469639B1 KR 1020200180300 A KR1020200180300 A KR 1020200180300A KR 20200180300 A KR20200180300 A KR 20200180300A KR 102469639 B1 KR102469639 B1 KR 102469639B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
dust
lead
removing impurities
raw material
impurities
Prior art date
Application number
KR1020200180300A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20220089817A (ko
Inventor
정용수
김현
김영우
김철우
Original Assignee
재단법인 포항산업과학연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 재단법인 포항산업과학연구원 filed Critical 재단법인 포항산업과학연구원
Priority to KR1020200180300A priority Critical patent/KR102469639B1/ko
Publication of KR20220089817A publication Critical patent/KR20220089817A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102469639B1 publication Critical patent/KR102469639B1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B7/00—Working up raw materials other than ores, e.g. scrap, to produce non-ferrous metals and compounds thereof; Methods of a general interest or applied to the winning of more than two metals
    • C22B7/02—Working-up flue dust
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B1/00—Preliminary treatment of ores or scrap
    • C22B1/02—Roasting processes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B1/00—Preliminary treatment of ores or scrap
    • C22B1/14—Agglomerating; Briquetting; Binding; Granulating
    • C22B1/24—Binding; Briquetting ; Granulating
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20—Recycling

Abstract

본 발명은 나트륨(Na), 칼륨(K), 납(Pb) 및 염소(Cl)를 포함하는 불순물을 포함하는 더스트의 함수율을 10 내지 50%로 제어하는 단계; 상기 더스트를 배소하여 건조하는 단계; 상기 건조 원료를 환원제와 배합하고, 가압 성형하여 펠렛(pellet) 또는 단광(briquette)을 얻는 단계; 및 상기 펠렛 또는 단광을 고상 환원하는 단계를 포함하는, 더스트로부터 불순물을 제거하는 방법을 제공한다. 본 발명에 따르면, 더스트로부터 나트륨(Na), 칼륨(K), 납(Pb) 및 염소(Cl)를 포함하는 불순물을 효율적으로 제거할 수 있다. 따라서 더스트에 포함된 철 성분을 원료로 재사용할 수 있어 더스트의 매립으로 인한 환경 오염 문제를 해결하고, 자원 고갈을 방지하며, 철강 제조 비용을 절감시킬 수 있으므로 경제적이다.

Description

더스트로부터 불순물을 제거하는 방법{METHOD FOR REMOVING IMPURITIES IN DUST}
본 발명은 더스트로부터 불순물을 제거하는 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게, 본 발명은 더스트의 함수율을 제어하여 더스트로부터 나트륨(Na), 칼륨(K), 납(Pb) 및 염소(Cl)를 포함하는 불순물을 제거하는 방법에 관한 것이다.
철강산업은 철광석 및 철 스크랩 등을 기초 원료로 하여, 이를 고온에서 용해하고 정련하는 과정을 수행하는데, 이러한 과정에서 발생하는 배가스 중에는 작은 입자의 더스트를 포함하게 되고, 이를 포집하여 제거한 후에 배가스를 배출한다.
이러한 더스트는 일반적으로 철을 함유하고 있어 철 성분은 원료로 재사용될 수 있으나, 제거하기 어려운 납, 염소, 칼륨, 나트륨 등과 같은 불순물 역시 함유하고 있다. 이러한 불순물을 제거하지 않고 더스트를 재사용하는 경우 배가스 집진기를 막히게 하거나, 더스트가 내화물에 부착되고 고온에서 내화물과 반응하여 내화물의 침식이나 용락(melt down) 등 조업 장애를 일으키며 생산 제품의 품질을 저하시키는 문제가 있다.
한편, 재사용하지 못하는 더스트는 대부분 매립으로 처리되고 있어 자원 고갈 문제와 더불어 환경 오염 문제로 부각되고 있다.
더스트에 함유 되어 있는 불순물은 공통적으로 수용성과 휘발성을 갖는다. 통상적으로 더스트는 100 내지 120℃의 건조기에서 건조한 후 단광으로 가압 성형하여, 철강 공정에 원료로 투입되어 재사용된다. 그러나 일부 원소들은 단순 건조로 제거되지 않는 형태로 존재하므로 건조하는 단계만을 거쳐서는 불순물이 충분히 제거되지 않는 문제가 있다. 또한, 수세척(water-leaching)하여 불순물을 용출시키는 방법이 사용되었으나, 불순물이 물에 모두 용해되지는 않는 문제가 있으므로, 불순물을 제거하는 효율적인 방법이 요구된다.
따라서, 더스트로부터 불순물을 제거하는 경제적이고 효율적인 방법이 제공되는 경우 더스트를 철원으로 재사용함으로써 매립으로 인한 환경 오염 문제를 해결하고, 자원 고갈을 방지함으로써 철강 제조 비용을 절감시킬 수 있으므로 관련 분야에서 유용하게 사용될 수 있을 것으로 기대된다.
본 발명은 더스트에 함유 되어 있는 불순물을 제거하는 방법을 제공하기 위한 것으로, 보다 상세하게는 더스트의 함수율을 제어하여 불순물을 제거하는 공정을 수행함으로써 나트륨(Na), 칼륨(K), 납(Pb) 및 염소(Cl)를 90% 이상 제거할 수 있고 제강 부산물을 효율적으로 재활용 할 수 있는 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 나트륨(Na), 칼륨(K), 납(Pb) 및 염소(Cl)를 포함하는 불순물을 포함하는 더스트의 함수율을 10 내지 50%로 제어하는 단계; 상기 더스트를 배소하여 건조하는 단계; 상기 건조 원료를 환원제와 배합하고, 가압 성형하여 펠렛(pellet) 또는 단광(briquette)을 얻는 단계; 및 상기 펠렛 또는 단광을 고상 환원하는 단계를 포함하는, 더스트로부터 불순물을 제거하는 방법이 제공된다.
본 발명에 따르면, 더스트로부터 나트륨(Na), 칼륨(K), 납(Pb) 및 염소(Cl)를 포함하는 불순물을 효율적으로 제거할 수 있다. 따라서 더스트에 포함된 철 성분을 원료로 재사용할 수 있어 더스트의 매립으로 인한 환경 오염 문제를 해결하고, 자원 고갈을 방지하며, 철강 제조 비용을 절감시킬 수 있으므로 경제적이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따라 더스트에 함수율이 10 내지 50%인 슬러지를 첨가하여 더스트의 함수율을 제어한 후 불순물을 제거하는 방법의 모식도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따라 더스트를 수세척하여 더스트의 함수율을 제어한 후 불순물을 제거하는 방법의 모식도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는, 다른 정의가 없다면, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있다. 명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 발명은 더스트로부터 불순물을 제거하는 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 더스트의 함수율을 제어하여 더스트로부터 나트륨(Na), 칼륨(K), 납(Pb) 및 염소(Cl)를 포함하는 불순물을 제거하는 방법에 관한 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 나트륨(Na), 칼륨(K), 납(Pb) 및 염소(Cl)를 포함하는 불순물이 포함된 더스트의 함수율을 10 내지 50%로 제어하는 단계; 상기 더스트를 배소하여 건조 원료를 얻는 단계; 상기 건조 원료를 환원제와 배합하고, 가압 성형하여 펠렛(pellet) 또는 단광(briquette)을 얻는 단계; 및 상기 펠렛 또는 단광을 고상 환원하는 단계를 포함하는, 더스트로부터 불순물을 제거하는 방법이 제공된다.
본 발명에 있어서, 불순물이란 나트륨(Na), 칼륨(K), 납(Pb) 및 염소(Cl)로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것을 의미한다. 염소(Cl)는 장치의 부식 등을 일으켜 조업에 영향을 미치는 문제가 있고, 납(Pb)은 공정 중 용출되어 환경 오염 및 생물 독성을 나타내는 문제가 있다. 또한, 알칼리 금속(Na, K 등)은 노벽에 부착되거나, 철 성분 재활용 시 철의 강도를 저하시키는 문제가 있다.
본 발명의 더스트는, 산업 현장에서 발생되는 것으로, 구체적으로, 철강 산업의 제강 조업에서 발생되는 부산물인 것이 바람직하다.
상기 더스트로부터 불순물을 제거하기 위하여, 먼저 더스트의 함수율을 10 내지 50%로 제어하는 것이 바람직하고, 10 내지 40%으로 제어하는 것이 보다 바람직하다. 함수율이 10% 미만인 경우 더스트를 배소할 때 더스트 입자가 장치의 집진기에 빨려 들어가는 양이 증가하므로 재사용되지 못하고 대량 유실되는 문제가 있고, 나아가 이송 및 관리 중 2차 분진이 발생하는 문제가 있다. 한편, 함수율은 함수율이 50% 초과이면 무게가 증가하고 수분량이 과다하여 공정의 이송 시 장애를 일으킨다. 더스트의 함수율이 증가할수록 더스트 총 중량 대비 불순물 함량이 상대적으로 감소하므로 건조 또는 환원 시 불순물의 제거율이 증가하는 장점이 있으나, 건조를 위해 더 많은 에너지가 필요하고, 고상 환원이 일어나기 전 지나치게 많은 수증기가 빠져 나가면서 펠렛 또는 단광이 파괴될 염려가 있다.
상기 더스트에 포함된 나트륨(Na), 칼륨(K), 납(Pb) 및 염소(Cl)를 포함하는 불순물은, 상기 더스트 100중량부 대비 1 내지 7중량부인 것이 바람직하고, 4 내지 5중량부인 것이 보다 바람직하다. 1중량부 미만인 경우 함량이 적어 더스트가 펠렛 또는 단광 형태로 제조되지 않거나, 강도가 약해 파쇄될 우려가 있으며, 7중량부 초과인 경우 펠렛 또는 단광 형태로 제조 시 내부에서 환원이 잘 일어나지 않는 문제가 있다.
상기 더스트에 포함된 불순물 중 납은 납(Pb), 일산화납(PbO), 이산화납(PbO2) 및 염화납(PbCl)으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 화합물 형태로 포함된 것일 수 있고, 염소는 염화나트륨(NaCl), 염화칼륨(KCl) 및 염화아연(ZnCl)으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 화합물 형태로 포함된 것일 수 있다. 또한, 알칼리 금속은 염소와 결합한 형태 또는 산소와 결합한 산화물의 형태로 포함된 것일 수 있다. 상기 불순물들은 통상적으로 휘발성 또는 수용성을 가지므로 건조 또는 수세척으로 제거할 수 있으나, 산화물 형태로 존재하는 불순물은 용이하게 제거되지 않는다.
상기 더스트의 함수율을 10 내지 50%로 제어하는 단계는, 예를 들어 함수율이 10 내지 50%인 슬러지를 첨가하여 수행될 수 있다. 상기 슬러지는 철강 산업에서 발생하는 부산물일 수 있다. 이 때, 상기 더스트 및 상기 슬러지는 이에 제한되는 것은 아니나, 중량비로 3:7 내지 7:3으로 혼합될 수 있다. 슬러지는 더스트에 비해 불순물의 함량이 상대적으로 적고, 슬러지의 첨가량이 증가할수록 더스트의 함수율이 증가하므로 불순물 제거율이 증가하는 장점이 있고, 상기 더스트에 슬러지를 혼합하여 사용하는 경우 슬러지를 별도로 처리하는 공정에 소모되는 에너지를 저감할 수 있다.
또한, 상기 더스트의 함수율을 10 내지 50%로 제어하는 단계는, 예를 들어 더스트를 수세척하여 수행될 수 있다. 상기 수세척은, 상기 더스트 및 물을 중량비로 1:5 내지 1:10으로 혼합하여 교반한 후 침전된 더스트를 회수하는 것을 의미한다. 상기 회수하는 방법은 이에 제한되는 것은 아니나, 예를 들어 침전조에서 고액 분리, 원료 야드에서 자연 건조 또는 탈수하는 방법으로 회수할 수 있고, 상기 회수한 더스트의 함수율은 함수율 분석기를 이용하여 측정할 수 있다. 수세척하는 경우 물에 용해되는 불순물을 우선적으로 제거할 수 있는 장점이 있고, 더스트 중량 대비 물의 중량이 증가할수록 불순물 제거율이 증가한다.
또한, 상기 더스트의 함수율을 10 내지 50%로 제어하는 단계는, 예를 들어 더스트에 가수하여 수행될 수 있다. 상기 가수는, 상기 더스트에 직접 물을 혼합하는 것을 의미하고, 이에 제한되는 것은 아니나, 예를 들어 퍼그 밀(Pug mill)을 이용하여 더스트에 물을 혼합할 수 있으므로 공정이 간편하다.
다음으로, 상기 더스트와 슬러지의 혼합물을 배소하여 건조 원료를 얻는다. 상기 건조 원료를 얻는 단계는 로터리 킬른(Rotary Kiln) 타입 건조기를 사용하여 수행되는 것이 바람직하다. 이는 불순물의 휘발성을 이용하여 불순물을 1차적으로 제거하기 위한 단계이다.
상기 건조 원료를 얻는 단계는 500 내지 900℃에서 수행되는 것이 바람직하고, 600 내지 800℃에서 수행되는 것이 가장 바람직하다. 온도가 500℃ 미만인 경우 불순물의 1차적 제거가 효율적으로 이루어지지 못하는 문제가 있고, 900℃ 초과인 경우 건조로의 온도를 유지하기 위한 비용이 높아 비경제적이며, 고온의 기체가 발생하므로 건조기의 집진기의 백필터가 연소되는 문제가 있다.
상기 건조 원료를 얻는 단계는 10 내지 60분간 수행되는 것이 바람직하고, 20 내지 40분간 수행되는 것이 가장 바람직하다. 10분 미만인 경우 불순물이 충분히 휘발되지 않는 문제가 있고, 60분 초과인 경우 더스트를 고온에 장시간 건조하게 되어 뭉침 현상이 발생하고 이후 가압 성형을 위한 이송 시 설비에 고착되는 문제가 있다.
다음으로, 상기 건조 원료를 환원제와 배합하고, 가압 성형하여 펠렛(pellet) 또는 단광(briquette)을 얻는다.
상기 환원제는 탄소계 환원제일 수 있으며, 상기 탄소계 환원제는 코크스, 석탄, 미분탄 및 그라파이트로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상일 수 있고, 바람직하게는 미분탄일 수 있다. 상기 미분탄은 가공되지 않은 석탄을 파쇄한 것으로, 코크스에 비해 비용이 저렴한 장점이 있다.
탄소계 환원제를 사용하는 이유는, 산화물 형태로 존재하는 불순물을 제거하기 위함이다. 예를 들어, 알칼리 금속 산화물(Na2O, K2O5 등) 또는 납 산화물(PbO 등) 형태로 존재하는 경우 상기 산화물은 물에 잘 녹지 않고, 비점이 높아 건조로도 충분히 제거되지 않으므로, 이를 탄소로 환원하여 기체 상의 금속 및 기체상의 일산화탄소(CO)로 제거하기 위함이다.
상기 환원제의 양은 건조 원료 전체 100중량부 대비 7 내지 12중량부일 수 있다. 환원제의 양이 7중량부 미만인 경우 환원율이 낮아 환원되어야 할 불순물이 제거되지 않는 문제가 있으며, 12중량부 초과인 경우 고상 환원 시 많은 에너지가 필요하고, 반응에 참여하지 못하고 남은 환원제가 서로 반응하여 금속 산화물의 환원을 방해할 우려가 있다. 또한, 과하게 투입된 환원제에 의해 반응하지 않은 탄소(C) 성분이 환원된 금속과 반응하여 탄화물을 만드는 문제가 있다.
상기 건조 원료를 환원제와 배합하여 펠렛 또는 단광으로 제조하는 이유는 고상으로 환원을 수행하기 위함이다. 노(Furnace) 내에서 불순물이 기체상으로 발생하여 확산을 통해 제거되므로 건조 원료를 펠렛 또는 단광과 같은 고상으로 제조하지 않는 경우 불순물을 용이하게 제거할 수 없는 어려움이 있다. 나아가, 철(Fe) 성분을 철강산업에서 원료로 재사용하기 위해서는 관리, 이송 및 투입이 용이하도록 원료가 일정한 형상을 유지할 필요가 있다.
본 발명에서 펠렛은 평균 직경이 8 내지 20mm인 것을 의미하고, 단광은 평균 직경이 20 내지 40mm인 것을 의미한다. 펠렛 또는 단광 중 평균 직경이 더 작은 펠렛으로 제조하는 것이 보다 바람직하나, 평균 직경이 8 내지 40mm라면 펠렛 또는 단광을 제한 없이 사용할 수 있다. 평균 직경이 40mm 초과인 경우 내부의 불순물이 확산을 통해 제거되기 어렵고, 내부까지 열이 도달하지 못해 반응 속도가 감소하는 문제가 있다. 반면, 평균 직경이 8mm 미만인 경우 제조 비용이 증가하므로 비경제적이다.
다음으로, 상기 펠렛 또는 단광을 고상 환원한다. 상기 고상 환원하는 단계는 RHF(Rotary Hearth Furnace)를 이용하여 수행되는 것이 바람직하다. RHF가 아닌 로터리 킬른 타입 건조기를 사용할 경우 회전 시 건조 원료와 환원제가 분리되는 현상이 발생할 수 있어 환원율이 떨어지는 문제가 있다. 또한, 환원된 생성물을 다시 일정한 형상으로 가압 성형해야 하므로 비경제적이다. 반면, RHF에서 환원하는 경우 건조 원료 및 환원제를 배합하여 펠렛 또는 단광 형태로 성형하여 환원시키므로 원료와 환원제의 분리 현상이 발생하지 않아 환원율이 높고 별도의 성형 단계 없이 곧바로 재사용할 수 있다.
본 발명의 환원하는 단계는 일반적인 RHF 조업 온도인 1,200 내지 1,300℃에서 수행될 수 있다. 온도가 1,200℃ 미만인 경우 반응에 필요한 열 에너지의 부족으로 반응이 원활하게 수행되지 않는다. 반면, 1,300℃ 초과인 경우 환원된 금속들이 용융되어 RHF 바닥에 융착되고, 융착된 금속들은 RHF에서 배출되지 않아 조업 장애가 발생한다.
한편, 환원하는 단계는 10 내지 20분 동안 수행될 수 있고, 15분 동안 수행되는 것이 바람직하다. 10분 미만인 경우 환원 효율이 떨어지는 문제가 있고, 20분 초과하는 경우 RHF 내부에서 장시간 체류하게 되어 환원된 금속들이 RHF 바닥에 융착될 확률이 증가한다.
본 발명에서 환원하는 단계를 수행함으로써, 상기 건조 원료를 얻는 단계에서 제거되지 않는 산화물 형태의 불순물을 효율적으로 제거할 수 있다.
따라서, 본 발명에 의하면 더스트에 포함된 나트륨(Na), 칼륨(K), 납(Pb) 및 염소(Cl)를 90% 이상 제거할 수 있다. 이 때 상기 더스트는 철강 산업에서 발생하는 부산물을 사용하므로 더욱 경제적이다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 다만, 후술하는 실시예는 본 발명을 예시하여 보다 구체화하기 위한 것일 뿐 본 발명의 권리범위를 제한하기 위한 것이 아니라는 점에 유의할 필요가 있다. 본 발명의 권리범위는 특허청구범위에 기재된 사항과 이로부터 합리적으로 유추되는 사항에 의해 정해지는 것이기 때문이다.
실시예
실시예 1
하기 표 1의 조성을 갖는 더스트 및 슬러지를 준비하였다. 조성은 ICP를 이용하여 정량 분석하였다.
Figure 112020139207413-pat00001
상기 더스트 및 슬러지를 중량비 7:3으로 혼합하여 함수율이 10.5%인 더스트를 제조하였다. 이후, 상기 더스트를 로터리 킬른(Rotary Kiln) 타입 건조기에서 700℃에서 30분간 배소하여 건조 원료를 얻었다. 상기 건조 원료와 미분탄을 중량비 10:1로 배합하여 평균 직경 10mm의 펠렛을 성형하였다. 이후, 상기 펠렛을 RHF를 모사하기 위한 수평로에서 1,250℃로 15분간 환원하는 단계를 수행하였다. 이후 제거된 나트륨(Na), 칼륨(K), 납(Pb) 및 염소(Cl)의 비율을 측정하였다.
실시예 2
더스트 및 슬러지를 중량비 5:5로 혼합하여 함수율이 17.3%인 더스트를 제조한 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 방법을 수행하여 제거된 나트륨(Na), 칼륨(K), 납(Pb) 및 염소(Cl)의 비율을 측정하였다.
실시예 3
더스트 및 슬러지를 중량비 3:7로 혼합하여 함수율이 23.8%인 더스트를 제조한 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 방법을 수행하여 제거된 나트륨(Na), 칼륨(K), 납(Pb) 및 염소(Cl)의 비율을 측정하였다.
실시예 4 및 5
더스트 및 물을 중량비 1:5(실시예 4) 또는 1:10(실시예 5)으로 혼합하여 1시간 동안 교반하였다. 이후, 침전물로부터 함수율이 27%(실시예 4) 또는 32%(실시예 5)인 더스트를 회수하여 로터리 킬른(Rotary Kiln) 타입 건조기에서 700℃에서 30분간 배소하여 건조 원료를 얻은 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 방법을 수행하여 제거된 나트륨(Na), 칼륨(K), 납(Pb) 및 염소(Cl)의 비율을 측정하였다.
실시예 6 내지 8
퍼그 밀(Pug mill)을 이용하여 더스트를 물과 혼합하여 함수율 10%(실시예 6), 30%(실시예 7), 50%(실시예 8)인 더스트를 제조한 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 방법을 수행하여 제거된 나트륨(Na), 칼륨(K), 납(Pb) 및 염소(Cl)의 비율을 측정하였다.
비교예
비교예 1 내지 3
통상적인 더스트 처리 공정에서 불순물의 제거율을 측정하기 위하여, 퍼그 밀(Pug mill)을 이용하여 더스트를 물과 혼합하여 함수율 10%(비교예 1), 30%(비교예 2), 50%(비교예 3)로 제조하였다. 이후 로터리 킬른(Rotary Kiln) 타입 건조기에서 일반적인 건조기의 온도인 105℃로 30분 동안 배소한 뒤 제거된 나트륨(Na), 칼륨(K), 납(Pb) 및 염소(Cl)의 비율을 측정하였다.
비교예 4 내지 6
비교예 1 내지 3과 동일하게, 퍼그 밀(Pug mill)을 이용하여 더스트를 물과 혼합하여 함수율 10%(비교예 4), 30%(비교예 5), 50%(비교예 6)로 제조하였다. 이후 로터리 킬른(Rotary Kiln) 타입 건조기에서 700℃로 30분 동안 배소한 뒤 제거된 나트륨(Na), 칼륨(K), 납(Pb) 및 염소(Cl)의 비율을 측정하였다.
비교예 7 및 8
더스트 및 물을 중량비 1:5(비교예 7) 또는 1:10(비교예 8)으로 혼합하여 1시간 동안 교반하였다. 이후, 침전물로부터 함수율이 25%(비교예 7) 또는 31%(비교예 8)인 더스트를 원료 야드에서 자연 건조한 방법으로 회수하여 로터리 킬른(Rotary Kiln) 타입 건조기에서 700℃에서 30분간 배소한 뒤 제거된 나트륨(Na), 칼륨(K), 납(Pb) 및 염소(Cl)의 비율을 측정하였다.
비교예 9 및 10
상기 표 1의 더스트 및 슬러지를 중량비 8:2로 혼합하여 함수율이 8.6%(비교예 9)인 더스트를 제조하였다. 이후, 상기 더스트를 로터리 킬른(Rotary Kiln) 타입 건조기에서 배소하는 동안 더스트가 집진됨으로써 더스트 중량의 30% 이상이 대량 유실되어 실험을 진행하지 못하였다.
퍼그 밀(Pug mill)을 이용하여 더스트를 물과 혼합하여 함수율이 60%(비교예 10)의 경우 저장장치에서 고액 분리 및 이송 중에 장애가 발생하여 정상적인 건조 작업을 진행하지 못하였다.
따라서, 더스트 함수율이 10% 미만 또는 50% 초과인 경우 조업이 불가능한 것을 확인하였다.
상기 실시예 1 내지 8 및 비교예 1 내지 8에서 측정한 불순물 제거율을 하기 표 2에 나타내었다.
Figure 112020139207413-pat00002
상기 표 2에 나타낸 바와 같이, 더스트의 함수율을 10 내지 50%로 제어하고 건조기에서 배소한 후 환원하는 단계를 수행한 실시예 1 내지 8에서, 불순물이 모두 90%이상 제거되는 것을 확인하였다. 비교예 1 내지 8의 경우 실시예에 비해 불순물 제거율이 현저히 낮았고, 비교예 7 및 8에서 염소(Cl)의 제거율이 96.5%, 97.2%였으나 납(Pb), 칼륨(K) 및 나트륨(Na)의 제거율이 90% 미만으로 충분히 제거되지 않았다.
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.

Claims (15)

  1. 나트륨(Na), 칼륨(K), 납(Pb) 및 염소(Cl)를 포함하는 불순물이 포함된 더스트의 함수율을 10 내지 50%로 제어하는 단계;
    상기 더스트를 배소하여 건조 원료를 얻는 단계;
    상기 건조 원료를 환원제와 배합하고, 가압 성형하여 펠렛(pellet) 또는 단광(briquette)을 얻는 단계; 및
    상기 펠렛 또는 단광을 고상 환원하는 단계를 포함하며,
    상기 건조 원료를 얻는 단계는 500 내지 900℃에서 수행되고,
    상기 환원하는 단계는 1,200 내지 1,300℃의 온도에서 RHF(Rotary Hearth Furnace)를 이용하여 수행되는,
    더스트로부터 불순물을 제거하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 더스트에 포함된 나트륨(Na), 칼륨(K), 납(Pb) 및 염소(Cl)를 포함하는 불순물이 상기 더스트 100중량부 대비 1 내지 7중량부인, 더스트로부터 불순물을 제거하는 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 납(Pb)이 납(Pb), 일산화납(PbO), 이산화납(PbO2) 및 염화납(PbCl)으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 형태로 포함된 것인, 더스트로부터 불순물을 제거하는 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 염소(Cl)가 염화나트륨(NaCl), 염화칼륨(KCl) 및 염화아연(ZnCl)으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 형태로 포함된 것인, 더스트로부터 불순물을 제거하는 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 더스트의 함수율을 10 내지 50%로 제어하는 단계는 더스트에 함수율이 10 내지 50%인 슬러지를 첨가하거나, 더스트를 수세척하거나, 또는 더스트에 가수하여 수행되는 것인, 더스트로부터 불순물을 제거하는 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 건조 원료를 얻는 단계가 로터리 킬른(Rotary Kiln) 타입 건조기를 사용하여 수행되는 것인, 더스트로부터 불순물을 제거하는 방법.
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 건조 원료를 얻는 단계가 10 내지 60분 동안 수행되는 것인, 더스트로부터 불순물을 제거하는 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 환원제는 탄소계 환원제인, 더스트로부터 불순물을 제거하는 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 탄소계 환원제가 코크스, 석탄, 미분탄 및 그라파이트로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상인, 더스트로부터 불순물을 제거하는 방법.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 환원제의 양이 상기 건조 원료 100중량부 대비 7 내지 12중량부인, 더스트로부터 불순물을 제거하는 방법.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 펠렛 또는 단광은 평균 직경이 8 내지 40mm인, 더스트로부터 불순물을 제거하는 방법.
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 제1항에 있어서,
    상기 환원하는 단계가 10 내지 20분 동안 수행되는 것인, 더스트로부터 불순물을 제거하는 방법.
KR1020200180300A 2020-12-21 2020-12-21 더스트로부터 불순물을 제거하는 방법 KR102469639B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200180300A KR102469639B1 (ko) 2020-12-21 2020-12-21 더스트로부터 불순물을 제거하는 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200180300A KR102469639B1 (ko) 2020-12-21 2020-12-21 더스트로부터 불순물을 제거하는 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20220089817A KR20220089817A (ko) 2022-06-29
KR102469639B1 true KR102469639B1 (ko) 2022-11-23

Family

ID=82270399

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200180300A KR102469639B1 (ko) 2020-12-21 2020-12-21 더스트로부터 불순물을 제거하는 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102469639B1 (ko)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003003217A (ja) * 2001-06-21 2003-01-08 Sumitomo Metal Mining Co Ltd 塩素・弗素含有鉄鋼ダストの処理方法
KR101493968B1 (ko) * 2014-03-12 2015-03-02 이계안 스테인리스 제강공정 및 가공공정 폐기물로부터의 유가금속의 회수방법

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003003217A (ja) * 2001-06-21 2003-01-08 Sumitomo Metal Mining Co Ltd 塩素・弗素含有鉄鋼ダストの処理方法
KR101493968B1 (ko) * 2014-03-12 2015-03-02 이계안 스테인리스 제강공정 및 가공공정 폐기물로부터의 유가금속의 회수방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR20220089817A (ko) 2022-06-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3953420B2 (ja) 金属化されたブリケットの製造方法
CN104911356A (zh) 一种固废瓦斯灰、含锌铁钒渣综合回收工艺
JP5397021B2 (ja) 還元鉄製造方法
JP5297077B2 (ja) フェロモリブデンの製造方法
KR101493965B1 (ko) 함철아연 폐자원으로부터 철 및 아연의 회수방법
US6342089B1 (en) Direct reduced iron pellets
CN113201651A (zh) 一种含铁尘泥的协同处理方法
JP4280292B2 (ja) フェロモリブデンの製造方法
JP2004131778A (ja) 溶融金属製造用原料の製造方法および溶融金属の製造方法
KR101493968B1 (ko) 스테인리스 제강공정 및 가공공정 폐기물로부터의 유가금속의 회수방법
US9011573B2 (en) Process for recycling of steel industry iron bearing by-products, pellet obtained in that process and use thereof
US3311465A (en) Iron-containing flux material for steel making process
CN112210634B (zh) 一种利用低品位镍钼矿制备镍钼铁合金的方法及装置
JP3727232B2 (ja) 亜鉛回収法
WO2009145348A1 (ja) 銑鉄製造方法
KR102469639B1 (ko) 더스트로부터 불순물을 제거하는 방법
CN107523691A (zh) 一种从工业生产废弃物中提取有价金属的方法
JP2000054039A (ja) 鉛含有材料からの金属鉛回収方法
CN116875759A (zh) 一种从红土镍矿高压浸出渣中回收铁的资源化回收方法
CN105714120A (zh) 一种低质铁锰渣矿和钢铁工业废料的综合利用方法
JPH1053820A (ja) 鋼ダスト、スラッジ及び／又は鉱石の金属化合物類の処理方法
CN111118283B (zh) 一种锌浸出渣的制粒方法与锌浸出渣物料及其应用
CN113073198A (zh) 一种高效益处理含锌尘泥的方法
CN206986256U (zh) 一种处理含锌废渣的系统
WO2020021244A1 (en) Agglomerate for use in iron-making and/or steel-making

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant