KR19990044124A - 금속 산화물 미분을 처리하는 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 강철 밀 폐기물 및 철광석을 포함하는 철-함유 물질(12)로부터 철을 회수하는 방법에 관한다. 본 방법은 철 산화물을 포함하는 금속 산화물을 갖는 철-함유 물질을 탄소함유 물질과 조합하여 건조한 혼합물을 얻는 단계를 포함한다. 상기 건조한 혼합물은 결합제로서 작용하여 건조 혼합물을 결합시키고 녹색 분압체(28)를 형성하는 탄소함유 물질로부터 휘발성 물질을 가동시키기에 충분한 조건하에 응집된다. 이후 상기 녹색 분압체(28)는 분압체가 없는 미리 가열된 로터리 노 용광로(30)에 로딩되어 분압체 높이 약 2 이하의 분압체 층을 형성한다. 상기 분압체를 환원시키고 분압체로부터 의도하지 않는 산화물을 방출시키기 위하여 녹색 분압체(28)는 2150 - 2350 ℉ 의 온도에서 5 - 12 분간 가열된다. 환원된 분압체는 이후 로터리 노 용광로(30)로부터 방출되는데 철 산화물을 99 % 이상 환원시키기 위한 추가의 반응 시간을 제공하기 위하여 담가진다. 금속화된 철 분압체는 이후 냉각되거나 고온상태로 강철 제조 조작으로 이동될 수 있을 것이다.

Description

금속 산화물 미분을 처리하는 방법
폐기물은 철광석의 정련과 같은 강철 제조 공정 및 기타 야금 공정의 천연적인 부산물이다. 염기성 산소 용광로 또는 전기 아크 용광로를 사용하는 강철 제조 공정은 일반적으로 다량의 찌꺼기(이들 중 다수는 아연도금됨)를 사용한다. 따라서, 생성되는 폐기물은 아연, 납 및 카드뮴과 같은 불순물들의 산화물 뿐만 아니라 철 산화물을 함유하는 더스트를 포함한다.
전기 아크 용광로 더스트는 고농도의 납 및 카드뮴 산화물로 인하여 유해하다고 밝혀졌으므로 대기 및 지하수를 보호하기 위하여 수거되어져 재가공되어야 한다. 염기성 산소 용광로 더스트는 유해하다고 밝혀졌거나 또는 미래의 환경적인 규제하에서 유해하다고 판정될 것으로 예상된다. 아연 및 납 산화물의 존재로 인하여 재활용을 위하여 철 산화물을 직접적으로 재생하고자 하는 시도는 실제적인 것으로 증명되지 못했다. 철 산화물을 직접 회수하려는 여러 가지 다른 시도가 제안되어왔다. 이러한 제안 중 한가지는 수분 더스트를 펠릿화한 다음 이것을 짧은 시간동안 매우 고온으로 하여 상기 펠릿을 소결시키고 불순물을 증류시키는 것이다. 매우 고온은 부분적으로 철 산화물을 용융시켜 냉각시 펠릿을 함께 융합시키는 유리와 같은 물질을 급속히 생성시킨다. 이렇게 얻어지는 철 산화물 덩이는 환원시키기가 어렵고 불순물의 회수는 비교적 비효율적이다.
마찬가지로, 철광석과 같은 철-함유 물질로부터의 원소 철의 회수는 다수의 어려움들을 나타내 왔다. 일반적으로, 천연 광석 미분은 펠릿화하기에는 너무 조악하고 종래의 기술을 사용하는 철 제조 공정에는 너무 미세하다. 따라서, 철광석, 강철 밀 폐기물 및 기타 야금 공정 폐기물을 포함하는 철-함유 물질로부터 원소 철을 회수하기 위한 개선된 금속 산화물 미분 처리 공정에 대한 상당한 필요성이 여전히 존재한다는 것을 이해할 것이다.
금속 산화물을 회수하는 여러 공지된 공정 및 장치를 보다 상세히 설명하기위해, 미국 특허 제 5,186,741; 4,701,214; 4,251,267; 3,452,972 및 2,793,109호가 참조되는데, 상기 특허 모두는 본원에서 참고로 전면적으로 반영되어 있다.
본 발명의 목적은 철 산화물을 포함하는 금속 산화물을 갖는 밀 폐기물 및 약 20 중량% 이상의 휘발성 물질을을 함유하는 탄소함유 물질의 건조 혼합물을 결합제의 부가 없이 건조 혼합물을 결합시켜 재순환을 위한 녹색 분압체를 형성시키기 위하여 탄소함유 물질로부터 휘발성 물질을 가동시키기에 충분한 조건하에 응집시키는 간단하고 경제적인 방법을 제공하는 것이다. 본 발명의 또다른 목적은 강철 밀 폐기물 및 기타 야금 공정 폐기물로부터 철을 회수하기 위한 간단하고 경제적인 금속 산화물 미분 처리 방법을 제공하는 것이다.
발명의 요약
요약하면, 본 발명은 금속 산화물 미분을 처리하는 방법을 제공한다. 본 발명 방법은 금속 산화물(철 산화물 포함)을 갖는 철-함유 물질을 탄소함유 물질과 조합하여 건조한 혼합물을 얻는 단계를 포함한다. 이후 상기 건조한 혼합물은, 결합제로서 작용하여 상기 건조 혼합물을 결합시키는 탄소함유 물질로부터 휘발성 물질을 움직여 녹색 분압체를 형성시키기에 충분한 조건하에서 응집한다. 이후 녹색 분압체를 예열된 로터리 노 용광로 공극에 로딩시켜 분압체 높이 약 2 이하의 분압체 층을 형성시킨다. 상기 녹색 분압체를 약 2150 - 2350 ℉ 의 온도에서 약 5 - 12 분간 가열하여 상기 분압체를 환원시켜 바람직하지 않은 원소들 및 산화물을 분압체로부터 방출시킨다. 이후 환원된 분압체를 로터리노 용광로로부터 배출시킨다.
로터리 노 용광로는 예열존, 로딩존, 환원존 및 방출존의 4가지존으로 나누어진다. 로터리 노 용광로의 예열존은 녹색 분압체의 도입 및 충전존에 선행하는 노의 한 존이다. 녹색 분압체가 없는 예열존은 약 2000 ℉ 의 온도로 예열된다. 로터리 노의 예열후, 녹색 분압체는 로딩존내로, 가열시킨 용광로의 노 상에 직접적으로 충전된다. 이후 상기 분압체는 용광로의 환원존으로 운반되어 환원된다. 탄소함유 물질에 함유되어 있는 탄소는 철, 아연, 납 및 카드뮴 산화물과 반응하여 각각의 원소 금속 및 일산화탄소를 생성시킨다. 공기는 환원조에 가해져 탄소함유 물질로부터 나오는 휘발성 물질 및 일산화탄소를 연소시키고 이산화탄소 및 수증기를 생성시켜 환원공정에 필요한 열을 방출한다. 이후 환원된 분압체를 로터리 노 용광로로부터 담금 구덩이로 배출시키는데 여기서 철의 환원이 완결되고 아연, 납 및 카드뮴 산화물의 99 % 이상이 제거된다. 환원된 철은 밀링 폐기물내 과량의 탄소 및 통상적인 비-환원 산화물질과 함께 로터리 노 용광로의 존들을 통과하는 통로 전체에 걸쳐 상기 분압체내에 남아있다. 환원된 분압체는 실질적으로 밀 폐기물과 함께 도입된 모든 철 원소를 함유하며 실질적으로 모든 철 산화물은 원소 금속 상태로 환원된다.
본 발명은 금속 산화물 미분을 처리하는 방법에 관한다. 더 구체적으로 본 발명은 철광석, 강철 밀 폐기물 및 기타 야금 공정 폐기물을 포함하는 철-함유 물질로부터 철원소를 회수하기 위한 금속 산화물 미분 처리 방법에 관한다.
본 발명의 추가의 특성 및 기타 목적 및 이점은 도면을 참고로 한 상세한 기술로부터 명백해질 것이다.
도 1 은 금속 산화물 미분을 처리하는데 사용되는 공정을 도식적으로 예시한 것이다.
도 2 는 본 발명 로터리노의 평면도이다.
도 3 은 분압체를 형성시키기 전에 탄소함유 물질을 예열시키기 위하여 히터를 사용하는 또다른 공정이다.
도면(참고기호는 부품을 나타냄)을 언급하자면, 금속 산화물 미분(10)을 처리하는 공정이 되시되어 있다. 금속 산화물 미분(10)을 처리하는 방법을 실시하기 위한 장치의 혹종의 상세한 조립을 명백히 하기 위하여 종래적이거나 본 발명이 포함되고 설명되어지는 업계에 널리 공지된 세부사항은 제공하지 않았음을 이해하여야 한다. 예를들어, 기체 및 미립 고체물질을 다루는데 필요한 바와 같은 송풍기(11), 도관(13) 및 컨베이어(15)등은 혹종의 공지된 시판 부품일 수 있을 것이며 예외적으로 필요할 경우 당업자가 이러한 부품들을 개질시켜 본원에 기술한 바와 같은 본 발명 시스템내에 사용할 수 있을 것이다. 일반적으로 여러 가지 장치 및 공정 구조 및 조건의 상세한 설명을 위한 화학공학 공업 문헌, Chemical Engineer's Handbook, 6판, McGraw Hill, 뉴욕 1984 및 Kelly, E., G.의 Introduction To Mineral Processing, John Wiley & Sons, Inc., 1982 을 참조한다.
본 발명은 주로 통상적인 강철 제조 조작의 결과로서 수거되는 강철 밀 폐기물, 전기 아크 용광로 더스트, 롤링 밀 스케일등과 같은 철-함유 물질로부터 원소 철을 회수하기 위한 금속 산화물 미분 처리 방법과 연결하여 기술될지라도 상기 방법은 또한 금속 산화물 미분을 처리하여 철광석과 같은 대부분의 혹종의 철-함유 물질로부터 원소 철을 회수하는 동일한 설비를 가지고 사용할 수 있을 것이다. 따라서, 다른 지시가 없는한 강철 밀 폐기물, 전기 아크 용광로 더스트, 롤링 밀 스케일 등과 관련된 상기 기술은 본 발명의 영역에 대한 제한으로 간주되어서는 안된다.
도 1에서 보여지는 바와 같이, 강철 밀 폐기물, 전기 아크 용광로 더스트, 롤링 밀 스케일등과 같은 철-함유 물질(12)은 통상적인 강철 제조 조작의 결과로서 수거된다. 금속 산화물을 함유하는 여러 가지 형태의 철-함유 물질(12)은 적당히 혼합되고 공급기 빈(14)으로 운반되어 본원에 추가로 기술되는 바와 같은 탄소함유 물질(18)과의 혼합을 위하여 로터리 밸브(16)를 통하여 계량된다. 철-함유 물질의 크기 범위는 약 -60 메쉬 이하일 수 있을 것이다.
본 발명 방법에 사용되는 탄소함유 물질(18)은 대부분 약 20 중량 % 이상의 휘발성 물질을 함유하고 고정된 탄소가 풍부한 혹종의 적당한 물질일 수 있을 것이다. 탄소함유 물질(18)은 철-함유 물질(12)의 결합체 및 금속 산화물의 환원제로서 작용한다. 바람직한 구체예에서, 탄소함유 물질(18)은 약 20 중량% 이상의 휘발성 물질을 가지며 고정된 탄소가 많은 역청탄과 같은 석탄이다. 휘발성 물질은 아스팔텐, 카벤, 케로텐등과 같은 고체 또는 반고체 탄화수소를 갖는 일반적으로 역청탄으로 기술되는 태리 탄화수소를 포함한다.
탄소함유 물질(18)은 업계에 널리 공지된 형태의 분쇄기(22)내에서 크기가 감소된 다음 저장을 위하여 송풍기(11)에 의하여 공기작용으로 공급기 빈(14)으로 이동된다. 철-함유 물질(12)과 배합될 수 있도록 미분된(분쇄됨) 입자 크기의 탄소함유 물질을 제공하기 위하여 탄소함유 물질(18)은 필요할 경우 공급기 빈으로부터 로터리 밸브(16)를 거쳐 분쇄기로 계량되어진다. 철-함유 물질(12) 및 탄소함유 물질(18)은 철저히 배합되어 업계에 널리 공지된 형태의 혼합기(24)내에서 건조한 혼합물을 생성시킨다. 본원에서 사용될 때 "건조한 혼합물"이란 2 중량 % 미만의 물을 함유하며 물을 가하지 않고 제조한 혼합물을 말한다. 본 발명 건조 혼합물내 탄소함유 물질(18)의 크기 범위는 약 -60 메쉬 이하일 수 있을 것이다. 철-함유 물질(12) 및 탄소함유 물질(18)의 배합된 건조 혼합물은 이후 연탄 제조 프레스(26)내에서 응집되어 녹색 분압체(28)를 생성시킨다.
상기 분압체(28)의 결합제로서 작용하는 탄소함유 물질(18)로부터의 휘발성 물질을 움직이기에 충분한 조건하에 상기 건조 혼합물은 응집한다. 탄소함유 물질(18)(예를들어, 역청탄)내 휘발성 물질의 함량 정도에 따라 탄소함유 물질로부터의 휘발성 물질을 가동시키기 위하여 탄소함유 물질의 고압 예열 또는 고압 및 고온 예열의 조합된 효과가 요구될 수 있을 것이다. 예를들어, 본 발명에 따른 30 중량 % 의 휘발성 물질을 함유하는 탄소함유 물질은 휘발성 물질을 가동시키는데 고압의 적용만을 요구하며 약 20 - 30 중량% 의 휘발성 물질을 함유하는 탄소함유 물질은 응집시 결합제로서의 사용을 위하여 휘발성 물질을 가동시키는데 고압 및 철-함유 물질의 고온 예열 둘다의 적용을 요한다.
본원에서 사용될 때 "고압"이란 약 10,000 lb/in2이상의 압력을 일컫는 것이고 "고온 예열"이란 약 800 ℉ 이상의 온도를 말한다. 도 3 에 보여지는 바와 같이, 철-함유 물질(12)은 탄소함유 물질과 혼합시키기 전에 유동상(17)내에서 예열시킬 수 있을 것이다. 약 20 중량% 미만의 휘발성 물질을 함유하는 탄소함유 물질(18)은 혼합물의 응집에 있어서 업계에 널리 공지된 형태의 결합제의 부가를 요하므로 철-함유 물질로부터 원소 금속을 회수하는 복잡성과 비용이 증가된다는 것을 이해할 것이다.
연탄 제조 프레스(26)에서 생성된 녹색 분압체(28)는 로터리 노 용광로(30)의 노 상에 균일하게 분포되어 있다. 녹색 분압체(28)는 노의 표면 상에서 적당한 거리를 두고 용광로의 측벽(30)을 따라 벋어있는 프로파일된 스타 휠 또는 전기 진동 공급기와 같은 종래의 공급기(32)에 의하여 노 상에 분포되어 있다. 로터리 용광로(30)의 노는 중심 주변에서의 회전 운동을 위하여 탑재되며 도넛 모양의 경내에 배치되고 업계에 널리 공지된 바와 같은 수(水) 밀봉물(도시하지 않음)에 의하여 밀봉된다. 종래 디자인의 적당한 버너(34)는 용광로 경내의 수직벽에 위치되어 있다. 버너(34)에는 오일 또는 기체와 같은 적당한 연료(F)를 공급할 수 있을 것이고 공기(A)로 연소시킬 수 있을 것이다. 버너(34)는 작동가능하도록 발화시켜 로터리 노 용광로(30)내 기체 조성 및 온도를 조절한다.
로터리 노 용광로(30)는 예열존(36), 로딩존(38), 환원존(40) 및 방출존(42)의 순차적인 4개의 존으로 나누어진다. 각 존은 업계에 널리 공지된 바와 같이 존 내부의 부식성 대기 및 고온을 견디기에 안정한 합금으로 제조된 방벽 커튼(도시하지 않음)에 의하여 인접 존과 분리시킬 수 있을 것이다. 로터리 노 용광로(30)의 예열존(36)은 녹색 분압체(28)의 도입을 위하여 로딩존(38) 직전에 위치한 용광로의 존이다. 녹색 분압체(28)가 없는 예열존(36)은 녹색 분압체의 로딩 전에 약 2000 ℉ 이상의 바람직한 온도로 가열된다. 녹색 분압체(28)를 충전시키기 전에 처리된 환원된 분압체(29)가 없는 존(36)을 예열시키는 것은 노 용광로(30) 상부면 전체의 가열, 노의 상부로부터 차후 도입되는 분압체의 복사에 의한 가열 및 노 바닥으로부터의 분압체의 전도성 가열을 가능하게 한다. 분압체(28)의 로딩 전에 노를 예열시키는 것은 일반적으로 가공되는 분압체 또는 펠릿의 일부 또는 전부를 제거한 후 노 상에 녹색 분압체를 직접 로딩시키는 종래의 시스템보다 분압체의 가공을 더 빠르게(예를들어, 5 - 12 분) 한다. 또한, 분압체(28) 및 (29)가 없는 로터리 노 용광로(30)의 존을 예열시키는 것은 용광로가 회전 노를 반복가열하는 것을 가능하게 하여 용광로의 회전노에 저온의 분압체를 연속적으로 충전시키는 것으로 인하여 야기되는 냉각 효과를 경험하는 로터리 노 용광로와 대조적으로 일정한 로딩존 온도를 얻을 수 있게한다.
로터리 노의 예열존(36)을 의도하는 온도로 가열한 후 녹색 분압체는 로딩존(38)내에, 가열된 로터리 노 용광로(30)의 회전 노 상에 직접 충전된다. 바람직하게, 녹색 분압체(28)는 노 상에 균일하게 분포되어 높이 약 2 이하의 평균 층 깊이를 갖는 분압체층을 형성한다. 높이 약 2 이하의 평균 층 깊이를 갖는 분압체(28) 층을 형성시킴으로써, 로터리 노 용광로(30)으로부터의 복사열 전달을 위하여 본압체의 상부 및 하부 표면을 노출시켜 분압체의 빠른 가열을 촉진시킨다.
분압체(28)를 로딩존(38)내에 로딩시킨 후, 녹색 분압체는 환원존(40)으로 이동된다. 환원존(40)에서는, 버너(34)를 발화시켜 약 2500 ℉ 의 용광로 온도를 얻는다. 약 2500 ℉ 의 연료 유출 온도에서 완전한 연소가 일어난다. 약 2500 ℉ 의 용광로 온도가 얻어진 다음 로딩존, 환원존 및 방출존에서 버너(34)로의 연료는 차단되고 공기만이 질소 산화물의 생성에 불리한 느린 속도의 연소를 얻기에 충분한 낮은 속도로 버너를 통하여 이들 존으로 도입된다. 공기는 노의 상기 존들에 도입되어 과량의 일산화탄소 및 분압체내에 함유된 휘발성 물질과 함께 연소되어 이산화탄소를 생성하고 노 온도를 약 2100 - 2450 ℉ 로 유지시키기에 충분한 환원 공정을 위한 열을 방출하여 효과적인 불순물 회수를 허용하고 분압체(28)의 반복-산화를 막기에 필수적인 환원 대기를 창출한다.한다. 이러한 온도 범위에서, 분압체(28)내에 함유된 탄소 또한 철, 아연, 납 및 카드뮴 산화물과 반응하여 각각의 원소 금속, 일산화탄소 및 이산화탄소를 생성시킨다. 바람직한 구체예에서, 분압체(28)는 약 2350 ℉ 의 온도에서 약 5 - 12 분간 로터리 노 용광로(30)내에서 환원된다.
분압체내에 존재하는 금속 산화물(즉, Fe2O3, Fe3O4, FeO, PbO, CdO, ZnO 등)의 환원은 약 2 - 5, 가장 바람직하게는 약 3 의 비교적 낮은 CO/CO2비율에서 이루어진다. 약 3 의 CO/CO2비에서 용광로(30) 온도는 약 2500 ℉ 에 이른다. 이전의 조사로 5 이상의 CO/CO2비가 요구됨이 밝혀졌다. 본 공정의 전체적인 에너지 밸런스를 기준으로 하여 약 2 - 5 의 CO/CO2비에서 공정에 필요한 분압체(28)내 탄소 반응물의 양을 감소시켜 과량의 에너지 또는 연료를 요하지 않고도 휘발성 물질 함량이 높은 탄소함유 물질(18)을 사용하여 필요한 용광로 온도를 가능하게 할 수 있을 것이다. 혹종의 잔류하는 고온의 일산화탄소는 분압체(28)내 혹종의 잔류하는 미반응 철 산화물과 반응하여 철산화물을 환원시키고 이산화탄소를 생성시킬 수 있을 것이다. 환원된 아연은 로터리 노 상에서 재산화되어 고온의 폐기물 기체 스트림내 미립물질로서 노 용광로를 떠난다.
고온의 폐기체는 로터리 노 용광로(30)의 환원존을 떠나, 잔류하는 일산화탄소 및 휘발성 물질이 연소공기로 산화되어 이산화탄소 및 수증기를 생성한 다음 주위 공기로 급냉되는 기체 컨디셔너(44)로 향한다. 급냉시 생성되는 환원된 미립 금속은 섬유형 더스트 수거기(46) 또는 백하우스내 미립물질 수거를 위하여 허용가능한 정도로 가공되고 잔류하는 더스트가 제거된 기체는 팬 및 굴뚝을 통하여 대기로 나간다. 아연, 납 및 카드뮴 산화물을 포함하는 환원된 미립물질은 분리되어 처분 또는 회수를 위하여 수거된다.
이후 환원된 분압체(29)는 노 위를 가로질러 이격되어 위치된 나선 스크류에 의하여 로터리 노 용광로(30)의 방출존(42)으로부터 담금 구덩이(48)로 방출된다. 담금 구덩이(48)는 아연, 카드뮴 및 납 산화물의 제거가 99 % 완결되고 철의 환원이 완결되기에 충분한 온도에서 추가적인 체류시간을 제공한다. 담금 구덩이(48)는 또한 아연 산화물 생성물로의 추가의 정련을 위한 고수율의 아연-잔류 더스트 및 순수한 재순환을 위한 진보된 분별을 허용한다. 환원된 철은 철-함유 물질(12)내 통상적인 비-환원 산화물질과 함께 로터리 노 용광로(30)의 존들을 통과하는 통로 전체에 걸쳐 분압체(29)내에 남아있다. 환원된 분압체(29)는 철 함유 물질(12)과 함께 도입된 모든 원소 철 단위를 함유하고 실질적으로 모든 철 산화물은 원소 금속 상태로 환원된다. 이와 같은 환원된 분압체(29)는 직접 환원된 철(DRI)로서 강철 공업에 공지되어 있고 강철 공업의 바람직한 철 단위 공급원이다.
본 발명의 독특한 특성은 DRI 분압체(29) 는 로터리 노 용광로(30)로부터 방출될 때 상당한 과량의 탄소를 함유한다는 것이다. 분압체내 과량의 탄소는 약 2 - 10 중량% 로 조절될 수 있을 것이다. 과량의 탄소는 환원 반응 속도를 증대시키고 환원의 완벽성을 촉진하고 전기 용광로 강철 제조에 사용되는 탄소를 제공한다.
DRI 분압체(29)는 이후 주위온도를 배제하기 위하여 밀봉된 업계에 널리 공지된 형태의 절연된 간접적 모드 열교환기(50)와 같이 비활성 대기내에서 냉각될 수 있을 것이다. 열교환기는 물(W)과 같은 적당한 냉매를 이용하여 DRI (이것은 차후의 사용을 위하여 저장됨) 를 냉각시킨다.
이와는 다르게, 바란다면, DRI 분압체를 로터리 노 용광로(30)로부터 방출하여 차후의 사용을 위하여 강철 제조 조작에 고온 전달시킬 수 있을 것이다. DRI 분압체는 주위 공기를 배제하는 업계에 널리 공지된 형태의 내열성 라이닝된 절연 밀봉 용기(도시하지 않음)내로 직접 방출될 수 있을 것이다. 고온의 DRI 를 공기에 노출시키는 것은 원소 금속 철의 철 산화물로의 급속한 재산화를 허용한다. 거의 산화물이 없는 철 분압체(29)를 함유하는 밀봉된 용기는 이후 강철 제조 조작에 직접적으로 전달되어 통상적으로 용융 및 정련 이전에 DRI 분압물을 의도하는 온도로 높이는 것과 관련된 에너지를 보존할 수 있을 것이다. DRI 분압체(29)의 용융 및 정련은 용융 및 재분쇄에 필요한 열을 공급하는 탄소 연료를 주입할 필요없이 존재하는 산소 용융 및 재분쇄 기법을 사용하여 일으킬 수 있다. 따라서, DRI 분압체는 가공을 위하여 스스로-함유된 연료와 함께 잘 예열된 강철 제조 조작에 제공된다.
본원에 언급한 문헌 및 특허는 본원에 참고문헌으로 포함되어 있다.
본 발명의 바람직한 구체예를 기술하였으나 이것은 동봉된 청구의 범위의 영역내에서 다르게 구체화될 수 있을 것임을 이해하여야 한다.

Claims (19)

  1. a) 철 산화물을 포함하는 금속 산화물을 갖는 갖는 철-함유 물질을 탄소함유 물질과 조합하여 건조한 혼합물을 얻는 단계 ;
    b) 탄소함유 물질로부터의 휘발성 물질을 가동시키는데 충분한 조건하에 건조 혼합물을 응집시켜 건조 혼합물을 결합시키고 녹색 분압체를 얻는 단계 ;
    c) 분압체가 없는 미리가열한 로터리 노 용광로의 존으로 상기 녹색 분압체를 로딩시켜 분압체 높이 약 2 이하의 평균 층 깊이를 갖는 분압체층을 얻는 단계 ;
    d) 2150 - 2350 ℉ 의 온도에서 약 5 - 12 분간 녹색 분압체를 가열시켜 분압체를 환원시키고 분압체로부터 의도하지 않는 산화물을 방출시키는 단계 ; 및
    e) 로터리 노 용광로로부터 환원된 분압체를 배출시키는 단계
    를 포함하며, 철광석, 강철 밀 폐기물 및 기타 야금 공정 폐기물을 포함하는 철-함유 물질로부터 원소 철을 회수하기 위한, 금속 산화물 미분의 처리 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 탄소함유 물질이 약 20 중량% 이상의 휘발성 물질을 함유하는 역청탄인 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 탄소함유 물질이 약 30 중량% 이상의 휘발성 물질을 함유하는 역청탄인 방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 탄소함유 물질이 약 20 - 30 중량% 의 휘발성 물질을 함유하는 방법.
  5. 제 3 항에 있어서, 건조 혼합물이 약 10,000 lb/in2이상의 압력에서 응집되는 방법.
  6. 제 4 항에 있어서, 건조 혼합물이 약 800 ℉ 이상의 온도 및 약 10,000 lb/in2이상의 압력에서 응집되는 방법.
  7. 제 1 항에 있어서, 녹색 분압체가 로터리 노 용광로 상에 분포되어 분압체 높이 약 2 이하의 평균 층 깊이를 갖는 분압체 층이 형성되는 방법.
  8. 제 1 항에 있어서, 로터리 노 용광로가, 약 2000 ℉ 이상으로 가열된 분압체 없는 예열존, 로터리 노 용광로에 녹색 분압체를 충전시키기 위한 로딩존, 분압체내 함유되어 있는 탄소가 금속 산화물과 반응하여 원소 금속, 일산화탄소 및 이산화탄소가 생성되는 환원존 및 환원된 분압체가 로터리 노 용광로로부터 방출되는 방출존을 포함하는 방법.
  9. 제 8 항에 있어서, 환원존 온도가 약 2500 ℉ 인 방법.
  10. 제 8 항에 있어서, 질소 산화물의 형성에 불리한 느린 속도의 연소를 얻기에 충분히 낮은 속도로 공기가 로터리 노 용광로에 도입되는 방법.
  11. 제 8 항에 있어서, 약 2 - 5 의 CO/CO2비에서 금속 산화물을 환원시키는 방법.
  12. 제 8 항에 있어서, 약 3 의 CO/CO2비에서 금속 산화물을 환원시키는 방법.
  13. 제 1 항에 있어서, 고온의 폐기체가 로터리 노 용광로의 환원존을 떠나, 금속 산화물 증기가 추가로 냉각되고 산화되는 기체 컨디셔너로 향하는 방법.
  14. 제 8 항에 있어서, 분압체로부터 99 % 이상의 아연, 카드뮴 및 납 산화물을 제거시키고 철 산화물의 환원을 완결시키기에 충분한 온도에서 담금 구덩이에 분압체를 방출시키는 방법.
  15. 제 14 항에 있어서, 환원된 분압체가 약 2350 ℉ 의 온도에서 방출되는 방법.
  16. 제 1 항에 있어서, 환원된 분압체가 약 2 - 10 중량% 의 탄소를 함유하는 방법.
  17. 제 8 항에 있어서, 환원된 분압체를 비활성 대기내에서 냉각시키는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  18. 제 8 항에 있어서, 고온에서 환원된 분압체를 강철 제조 조작에 이동시키는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  19. a) 철 산화물을 포함하는 금속 산화물을 갖는 갖는 철-함유 물질을 탄소함유 물질과 조합하여 건조한 혼합물을 얻는 단계 ;
    b) 결합제로서 작용하여 건조 혼합물을 결합시키고 녹색의 분압체를 형성하는 탄소함유 물질로부터 휘발성 물질을 가동시키기 위하여 10,000 lb/in2이상의 압력에서 건조 혼합물을 응집시는 단계 ;
    c) 분압체가 없는 미리가열한 로터리 노 용광로의 존으로 상기 녹색 분압체를 로딩시켜 분압체 높이 약 2 이하의 분압체 층을 얻는 단계 ;
    d) 약 2 - 5 의 CO/CO2비 및 2150 - 2350 ℉ 의 온도에서 약 5 - 12 분간 녹색 분압체를 가열시켜 분압체를 환원시키고 분압체로부터 의도하지 않는 산화물을 방출시키는 단계 ; 및
    e) 약 2 - 10 중량% 의 탄소 및 원소 철을 함유하는 분압체를 제공할 수 있도록 분압체로부터 99 % 이상의 아연, 카드뮴 및 납 산화물을 제거시키고 철 산화물의 환원을 완결시키기에 충분한 온도에서 로터리 노 용광로로부터 담금 구덩이에 환원된 분압체를 방출시키는 단계
    를 포함하며, 철광석, 강철 밀 폐기물 및 기타 야금 공정 폐기물을 포함하는 철-함유 물질로부터 원소 철을 회수하기 위한, 금속 산화물 미분의 처리 방법.
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