KR19990023408A - 산 용액으로부터 산의 추출 및/또는 재생방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 용액, 더욱 자세하게는 금속염을 함유하는 용액을 분사-로스트함으로써 상기 산 용액으로부터 산의 추출 및/또는 재생방법에 관한 것이다. 본 발명은 단시간의 분사 로스팅후에, 특히 더 장시간의 후-로스팅을 하는 것을 특징으로 한다. 또한 본 발명은 상기 공정을 수행하는 플랜트에 관한 것이며, 여기서, 분사 로스터(1)다음에, 후-로스팅을 위해 분사 로스터와 분리되는 영역(4)을 제공한다.

Description

산 용액으로부터 산의 추출 및/또는 재생방법
본 발명은 산 용액, 더욱 자세하게는 금속염을 함유하는 용액으로부터 용액을 분사-로스트함으로써 산의 추출 및/또는 재생방법에 관한 것이다. 또한 본 발명은 상기 방법을 수행하는 플랜트에 관한 것이다.
산을 재생하기 위해서는, 분사 노즐을 사용하여 금속 화합물의 수용액을 미세한 방울로 가열된 반응기로 분사한다. 열로 인해, 액체는 먼저 증발하고(증기상), 그런 후에 금속 화합물이 분해되기 시작할 것이다(산화상, oxidation phase). 방울은 자유로이 반응기의 콘으로 떨어져서 수초내에 완전히 로스트되어야 한다. 즉, 산화물이 반응기 저부에서 제거되기 전에, 산 증기가 반응기 헤드부에서 열분해되어 산화물과 산부분으로 분해되며, 산증기는 반응기 헤더부로 부터 제거되고 산화물은 반응기 저부에서 제거될 수 있다. 보유시간이 짧기 때문에, 산의 나머지 부분은 항상 금속, 예를 들면 철에 결합하므로 충분히 제거할 수 없게 되고 바람직하지 않은 오염물질(산 찌꺼기)로서 산화물에 남아 있다. 따라서, 더 큰 방울 또는 분사-로스팅 콘의 중심부에 있는 방울이 대부분 로스트될 수 있을 만큼 반응기의 온도는 높아야 한다. 이러한 변환 공정은 시간 지연이 있으며, 분사 콘의 외주에서 시작하여 내부로 계속된다. 이로 인해 산화물의 질이 저하되고 과열된다(비표면적이 더 작아지게 된다). 또한 다소의 산증기가 산화물과 함께 배출될 위험이 있다.
본 발명의 목적은 더 높은 질의 산화물을 얻기 위해서, 더 좋고 더 완전한 산화를 보장하는 것이다.
본 발명에 따르면, 짧은 보유 시간으로 분사 로스팅을 한 후, 상당히 더 긴 보유기간으로 후-로스팅을 함으로써 이러한 목적을 달성할 수 있다. 더 긴 보유시간의 산화상으로부터 단시간의 증기상을 분리함으로써, 온도 및 반응기의 단위와는 독립적으로 요구되는 질(quality)의 산화물을 얻기 위해서 걸리는 보유기간을 조정할 수 있다.
본 발명은 후-로스팅 시간을 10-20분, 즉 더 긴 보유기간으로 인해, 금속염을 함유하는 산 용액의 완전한 산화가 가능하다. 보유시간을 다양하게 함으로써, 원하는 산화물의 질을 조정할 수 있는 것이 장점이다.
본 발명은 약 500-600℃에서 분사 로스트함으로써, 증발이 더 서서히 일어나고, 예를 들면 Fe-Cl2시스템의 경우 또는 혼합된 산 재생 시스템의 경우에, 산화물의 질이 향상되는 것이 장점이다.
본 발명은 약 400-500℃에서 즉 이렇게 낮은 후-로스팅 온도로 인해, 특히 높은 비표면적을 갖는 산화물 또는 감마 철을 제조할 수 있는 것이 특징이다.
본 발명의 좋은 변형예로는 후-로스팅이 약 800-1100℃에서 일어난다는 것이 특징이며, 이로써 특수한 금속 클로라이드를 안전하게 로스트할 수 있다. 즉, 산 찌꺼기의 오염이 없는 산화물이 생성된다.
본 발명에서, 후-로스팅이 환원 분위기, 예를 들면 H2, 수증기, 메탄 또는 CO에서 일어남으로써, 편리한 방법으로 변형된 산화물을 얻을 수 있는 것이 장점이다.
또한 본 발명은 산 용액, 더욱 자세하게는 금속염을 함유하는 용액으로부터 용액을 분사-로스트함으로써 산을 재생 및/또는 추출하기 위한 플랜트에 관한 것이다.
후-로스트를 위해 분사-로스터에 제공되고, 분사-로스터와 분리되는 영역이 제공됨에 본 발명의 특징이 있다. 증발부와 산화물 처리부를 분리함으로써, 요구되는 질의 산화물을 얻기 위하여 온도, 보유 시간 등을 조정하는 산화 처리가 가능하게 된다.
본 발명은 증발부(분사 로스터) 및 산화부(후-로스터)의 공기를 분리하기 위한 장치를 제공함으로써 좋은 질의 산화물를 얻을 수 있으며, 이제 까지 불가능했던 산화물의 변형(modification)도 가능하다는 것이 장점이다.
본 발명은 후-로스팅 부에 가열 장치가 있으며, 여기서 가열장치는 예를 들면 가스 버너 또는 간접적인 가열 노즐 파이프일 수 있다. 노즐 파이프가 사용될 경우, 오프 가스(off-gas)의 흐름이 감소하고 연소가스와 산화물의 반응을 방지할 수 있는 것이 장점이다.
본 발명은 교반 레이크(rabble rake)가 제공됨으로써 보유시간을 쉽게 조절할 수 있으며, 혼합이 잘되어 산화물의 질이 일정하다는 것이 장점이다.
본 발명은 예를 들면 수소, 수증기, 메탄 또는 일산화탄소 등과 같은 환원 가스을 위한 공급라인을 제공하는 것이 특징이다. 환원 가스를 사용함으로써 산화물의 변형이 가능한 것이 장점이다.
도 1은 본 발명에 따른 분사 로스터 반응기의 하층부를 관통하는 단면.
1은 분사 로스터 반응기,
2는 배출콘(cone)
3은 콘 분쇄기로서 만들어진, 배출 및 실링이 결합된 장치
도 2는 도 1에서 선 Ⅱ-Ⅱ에 따른 단면.
도 3은 도 1에서 선 Ⅲ-Ⅲ에 따른 단면.
본 발명을 예시적인 방법으로 설명하고자 한다.
도 1은 배출콘(2) 및 콘 분쇄기로 만들어진, 배출 및 실링이 결합된 장치(3)을 가진 분사 로스팅 반응기(1)를 나타낸다.
분사 로스팅 반응기(1)에서 형성된 산화물은 배출콘(2)으로 이동된다. 산화물의 덩어리 부분을 콘분쇄기(3)에서 분쇄하고 후-로스팅(4)으로 배출된다. 동시에, 콘분쇄기(3)를 이용하여 증발부 공기와 산화부 공기를 가능한 한 분리한다. 가스 버너(5)로 후-로스팅 부분(4)을 가열하여 가열 링 6을 데운다. 연속적으로 혼합하는 동안, 드라이브(8)를 가진 교반 레이크(7)은 후-로스팅부(4)의 바닥에 배치되어 있고, 반응기에서부터 배출된 산화물을 후-로스팅부(4)의 중심부에서부터 가장자리로 이동시키고, 이어서 산화물 배출부(9)로 이동시킨다. 따라서 반응 표면이 계속적으로 새로워진다. 가스 버너(5) 및/또는 열 공급장치의 온도를 적절하게 선택함으로써(가열 튜브(3)는 가능한 선택중 하나만을 나타낸다), 가장 다양한 질의 산화물을 얻을 수 있다. 산화부와 증기부를 분리함으로써, 본 발명에 따라 분리된 산화부인 후-로스팅부에서 이전에 이용할 수 없는 더 많은 수의 산화처리를 선택할 수 있다. 그 예는 다음과 같다.
-낮은 수준의 직접 또는 간접적인 가열(분사 파이프가 있거나 없는)이 가능하다.
-예를 들면 속도를 변화시킴으로써(보유시간은 현재 초가 아니라 수분범위이다), 산화물의 보유시간을 더 변화시킬 수 있다.
-상부 및 하부 반응기부분에서 여러 가지 온도를 선택할 수 있다. 예를 들면 로스팅이 어려운 금속염의 경우에는 1100℃, 높은 활성도(비표면적 m2/g)와 같은 특수한 물리적 특성을 달성하기 위해서는 400℃등이다.
-산화물의 변형 및 질에 영향을 미치기 위해서, 예를 들면 상부에는 산화분위기(과량의 산소)와 하부에는 환원분위기(일산화탄소) 및 하부에서 수증기, 수소, 메탄 등을 공급함으로써 여러 가지 분위기를 만들 수 있다.
본 발명은 명세서에 제시된 장치에 한정되는 것이 아니며, 예를 들면, 배출콘(2) 및 후-로스팅 부분(4) 둘 다로 부터 다른 유형의 가열 또는 배출 유니트를 가질 수 있다.
본 발명은 용액, 더욱 자세하게는 금속염을 함유하는 용액을 분사-로스트함으로써 상기 산 용액으로부터 산의 추출 및/또는 재생방법에 관한 것이다. 본 발명은 단시간의 분사 로스팅후에 특히, 더 긴시간의 후-로스팅을 하는 것을 특징으로 한다. 또한 본 발명은 상기 공정을 수행하는 플랜트에 관한 것이며, 여기서, 분사 로스터(1)다음에, 분사 포스터와 분리되는 영역(4)이 후-로스팅을 위해 제공된다. 따라서, 더 높은 질의 산화물을 위해서 더 좋고 더 완전한 산화를 보장하는 것이다, 즉 증기상과 산화상을 분리함으로써 온도 및 반응기의 단위와는 독립적으로 산화물의 요구되는 질(quality)을 달성하는 데 걸리는 보유기간을 조정할 수 있고, 후-로스팅 온도를 낮출 수 있으며, 환원분위기로써 후-로스팅을 함으로써 변형된 산화물을 얻을 수 있다.

Claims (13)

  1. 용액을 분사-로스팅 함으로써 산 용액, 특히 금속염을 함유하는 용액으로부터 산의 추출 및/또는 재생방법으로서, 단시간의 분사-로스팅을 한 후에, 분사-로스팅과 분리되며 특히 더 장시간의 후-로스팅을 행하는 것을 특징으로 하는, 산 용액으로부터 산의 추출 및/또는 재생방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 후-로스팅 시간이 10-20분인 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 1 항 또는 2 항에 있어서, 분사-로스팅을 약 500-600℃에서 행하는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 1 항 또는 2 항에 있어서, 후-로스팅을 약 400-500℃에서 행하는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 1 항 또는 2 항에 있어서, 후-로스팅을 약 800-1100℃에서 행하는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 1 항 내지 5 항중 어느 한 항에 있어서, 후-로스팅을 예를 들면, 수소, 수증기, 메탄 또는 일산화탄소와 같은 환원분위기에서 행하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 용액을 분사-로스팅 함으로써 산 용액, 특히 금속염을 함유하는 용액으로부터 산을 재생 및/또는 추출하기 위한 플랜트로서, 분사-로스터(1) 다음에, 분사-로스터와 분리된 후-로스터부(4)를 제공하는 것을 특징으로 하는, 산 용액으로부터 산을 재생 및/또는 추출하기 위한 플랜트.
  8. 제 7 항에 있어서, 증발부(분사-로스터(1))와 산화부(후-로스터 부분(4))의 분위기를 분리하는 장치(3)를 구비하는 것이 특징인 플랜트.
  9. 제 7 항 또는 8 항에 있어서, 후-로스팅부(4)가 가열장치(5)를 구비한 것이 특징인 플랜트.
  10. 제 9 항에 있어서, 가열 장치가 가스버너(6)인 것을 특징으로 하는 플랜트.
  11. 제 9 항에 있어서, 가열 장치가 간접적으로 가열하는 분사 파이프인 것을 특징으로 하는 플랜트.
  12. 제 7 항 내지 11 항중 어느 한 항에 있어서, 교반 레이크(rake)가 구비된 것이 특징인 플랜트.
  13. 제 7 항 내지 12 항중 어느 한 항에 있어서, 예를 들면 수소, 수증기, 메탄 또는 일산화탄소와 같은 환원 가스용 공급 파이프가 구비된 것이 특징인 플랜트.
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