KR20010072376A - 중금속 및 산화철이 포함된 잔여물의 열처리 방법 - Google Patents

중금속 및 산화철이 포함된 잔여물의 열처리 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20010072376A
KR20010072376A KR1020017001729A KR20017001729A KR20010072376A KR 20010072376 A KR20010072376 A KR 20010072376A KR 1020017001729 A KR1020017001729 A KR 1020017001729A KR 20017001729 A KR20017001729 A KR 20017001729A KR 20010072376 A KR20010072376 A KR 20010072376A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
furnace
reducing agent
gas
injected
heavy metals
Prior art date
Application number
KR1020017001729A
Other languages
English (en)
Inventor
토마스 한스만
로메인 프리덴
마르크 솔비
Original Assignee
풀 부르스 에스.에이.
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
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=19731761&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=KR20010072376(A) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by 풀 부르스 에스.에이. filed Critical 풀 부르스 에스.에이.
Publication of KR20010072376A publication Critical patent/KR20010072376A/ko

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B9/00—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity
    • F27B9/14—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity characterised by the path of the charge during treatment; characterised by the means by which the charge is moved during treatment
    • F27B9/16—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity characterised by the path of the charge during treatment; characterised by the means by which the charge is moved during treatment the charge moving in a circular or arcuate path
    • F27B9/18—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity characterised by the path of the charge during treatment; characterised by the means by which the charge is moved during treatment the charge moving in a circular or arcuate path under the action of scrapers or pushers
    • F27B9/185—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity characterised by the path of the charge during treatment; characterised by the means by which the charge is moved during treatment the charge moving in a circular or arcuate path under the action of scrapers or pushers multiple hearth type furnaces
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B13/00—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
    • C21B13/10—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes in hearth-type furnaces
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B3/00—General features in the manufacture of pig-iron
    • C21B3/04—Recovery of by-products, e.g. slag
    • 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
    • C22B7/001—Dry processes
    • 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
    • Y02P10/10—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions
    • Y02P10/122—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions by capturing or storing CO2
    • 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
    • Y02P10/10—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions
    • Y02P10/134—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions by avoiding CO2, e.g. using hydrogen
    • 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
    • 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
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
    • 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
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S75/00—Specialized metallurgical processes, compositions for use therein, consolidated metal powder compositions, and loose metal particulate mixtures
    • Y10S75/961—Treating flue dust to obtain metal other than by consolidation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Geology (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Manufacture Of Iron (AREA)

Abstract

본 발명은 상부에 여러개의 로상이 차례로 구성되어 있는 다중 상로내에서 사용하도록 고안된 중금속 및 산화철이 포함된 잔여물의 열처리 방법에 관한 것이다. 상기 방법에 따라서 중금속 및 산화철이 포함된 금속 잔여물은 연속적으로 다중 상로에 공급되어 최상부의 로상에 주입된후 점차 하부의 로상으로 운반된다. 환원제는 최상부 및/또는 하부 로상 중 하나에 주입되고 중금속 및 산화철이 포함된 잔여물과 반응하여 중금속 및 직접 환원철을 생성한다. 상기 중금속은 상기 로로부터 폐가스와 더불어 제거되고, 상기 철은 다중 상로의 바닥 로상 영역에서 환원제 잔여물과 더불어 제거된다.

Description

중금속 및 산화철이 포함된 잔여물의 열처리 방법{Process for thermal treatment of residual materials containing heavy metal and iron oxide}
먼지 또는 슬러지 형태의 중금속 및 산화철을 포함한 많은 양의 잔여물이 전기로 또는 전로강 제조공장내에서 생성된다. 잔여물은 폐기가스 정화 장치에 의해 폐기가스에서 먼지 또는 슬러지로 분리된다. 상기 잔여물 처리는 비용이 많이 소요되며 잔여물의 최종 저장도 문제가 된다. 상기 먼지는 땅속에 매립되는 반면에 슬러지는 일반적으로 야외 인공호수에 저장된다.
전기로 또는 전로 제조공장의 중금속을 포함한 먼지 및 슬러지의 전형적인 조성은 하기 표와 같다.
Fe(%) Zn(%) Pb(%) C(%) H2O(%)
먼지 20-30 20-35 1-10 1-2 -
슬러지 20-30 2-8 1-5 - 30-40
따라서, 본 발명의 목적은 중금속 및 산화철을 포함한 상기 잔여물의 열처리 방법을 제공하는 것이다.
본 발명은 전기로강 제조공장(electric steel mill)의 먼지 또는 전로강 제조공장(converter steel mill)의 슬러지(sludge)와 같은 중금속 및 산화철을 포함하는 잔여물의 열처리 방법에 관한 것이다.
도 1: 전기로강 또는 전로강 제조공장의 먼지와 같은 중금속 및 산화철을 포함한 잔여물의 열처리용 다중 상로의 단면도.
본 발명에 의해, 상기 문제는 여러개의 로상(爐床)이 차례로 적층된 다중 상로(multiple-hearth furnace)내에서 중금속과 산화철을 포함하는 잔여물의 열처리 방법에 의해 해결되며, 중금속과 산화철을 포함하는 잔여물은 연속적으로 다중 상로에 주입되고, 최상부의 로상에서 점차적으로 하부 로상으로 운반되고, 환원제가 최상부 및/또는 하부 로상중 하나에 주입되어 중금속과 직접 환원철의 형성을 위해 중금속과 산화철을 포함하는 잔여물과 반응하고, 상기 중금속은 폐가스와 더불어 로(furnace)로부터 배출되고, 철은 다중 상로의 바닥 로상(bottom hearth) 영역에서 환원제의 잔여물과 함께 배출되는 과정에 의해 해결된다.
본 발명의 중요한 이점은 혼합물로 존재하는 금속산화물이 환원되거나 분리(특히 철과 아연)될 수 있고, 분리된 단편(fraction)은 다른 공정을 위한 공급 물질(feed material)을 조성하거나 또는 강 제조공장의 생산 라인으로 재이송될 수 있다는 것이다. 그결과 부산물이 상기 잔여물의 중요 성분에서 얻어진다. 상기 철 성분은 상기 공정을 거친 후에 강 제조공장의 생산라인으로 재이송될 수 있다. 중금속 산화물은 중금속을 재생하는 원료로 사용될 수 있을 정도로 농축된다. SiO2, Al2O3, MgO와 같은 불활성 물질로 필수 구성된 재와 잉여 환원제가 남게 된다.
일단 상기 환원제가 로에 공급되면, 중금속과 산화철을 포함한 잔여물 하부에서 레이크(rake)에 의해 혼합되고 가열된다. 상기 로가 특정 온도에 도달하게 되면(약 900℃), 중금속 산화물과 반응이 일어나고 중금속 형성 및 기화하여 다중 상로에서 폐가스와 함께 배출된다.
상기 중금속은 바람직하게는 중금속이 형성된 로상에서 배출되고 다른 폐가스와는 별도로 처리된다.
상기 폐가스는 후연소 챔버(after-combustion chamber)에서 연속적으로 산화되고, 중금속산화물로 전환된 중금속은 여과 장치에서 다른 폐가스와 분리된다.
동시에 또는 나중에 다중 상로에 잔류하고 있는 산화철은 금속성 철로 환원된다. 상기 방식으로 생성된 금속성 철은 주입된 잔여물, 환원제의 재 및 과량 환원제와 더불어 로에서 배출된다.
본 공정에서 중금속과 산화철을 포함하는 먼지나 슬러지-타입 잔여물이 공급되어 지고, 선택적인 공정 제어 및 연속 순환 방식에 의해 입자의 응집화를 방지할 수 있다. 상기 공정은 공급 물질(feed material)과는 무관하게 최종적으로 미세 결정 제품을 제공한다.
상기 공정은 재-형성(ash-forming) 환원제를 사용하는 것이 더욱 바람직하다. 고형의 최종 제품이 미세 결정임에 따라 상기 철에서 재를 분리하는 것이 용이하다. 이러한 분리공정은 예를 들면, 스크린(screen)에 의해 고온의 상태에서 이루어질 수 있다.
700℃ 이하로 냉각된 후 자기 분리기에 의해 환원된 철을 재나 잉여 환원제에서 분리할 수 있다. 상기 방식으로 얻어진 직접 환원철의 품질은 실질적으로 환원제의 잔여물 양과는 무관하다.
상기 얻어진 철은 연속적으로 브리켓(briquettes)으로 처리되거나 용해로(전기로 등)에 직접 주입되어 처리된다.
생성된 환원제 잔여물은 분리 가스화 반응기에서 미사용된 환원제와 함께 사용될 수 있으며, 재-형성 성분이 액체 용재(鎔滓) 분리되고, 형성된 조가스가 연소 또는 환원 가스로서 다중 상로에서 사용되는 것이 바람직하다.
따라서, 상대적으로 높은 비율의 재를 함유한 저비용의 환원제를 사용 및/또는 과량의 환원제를 가지고 작업하는 것이 가능해지며, 이는 잔여물의 응집을 방지한다.
과량 환원제를 사용하는 경우 미사용된 환원제를 분리 및 재사용하기 위하여 잔여물을 처리하는 것이 가능하다. 예를 들어, 미사용된 환원제가 굵은 입자인 경우 잔여물을 스크린(screen)하는 방식에 의해 가능해진다. 상기 미사용된 환원제는 다중 상로에 직접 회송된다.
그러나 환원제의 주입(charge)은 또한 여러 단계로 나누어질 수 있다.
굵은 입자의(coarse-grained) 환원제(1-3mm)는 다중 상로의 상층에 주입되고 미세결정(fine-grained) 환원제(<1mm)는 하층에 주입할 수 있다. 그결과 폐가스와더불어 먼지를 배출하는 것을 방지할 수 있고 하층에 주입된 미세 환원제 입자에 의해 반응이 가속화된다.
환원제의 소비는 더욱 굵은 입자를 공급하는 방식으로 감소될 수 있으며, 이는 산화 분위기하에서 상층부의 로상내의 미세 입자가 폐가스의 H2O 및 CO2와 반응에 의해 빠르게 소비되기 때문이다.
공정 처리 공간은 다른 구역으로 세분화되는데, 고형물은 최상부에서 하부로 연속적으로 움직이고, 가스는 하부에서 로를 통과하여 상부로 전도된다. 처리 공간을 다른 지역으로 세분화함으로써 서로 다른 구역내 또는 각각의 로상의 처리 상태를 측정할 수 있고, 선별적으로 영향을 줄 수 있다.
그러나 중금속과 산화철을 포함하는 잔여물은 다중 로상에 주입되기 전에 필수 환원제의 최소 일부분과 혼합될 수 있다. 이는 특히 슬러지 처리 경우에 적용되어, 다중 로상에 주입되기 전에 필수 산화제의 최소 일부분과 혼합된다. 슬러지는 보통 끈끈한 점도를 가지고 있어, 환원제와 혼합될 경우 로에 쉽게 주입될 수있다. 산화제와의 혼합은 가열시 공급 물질이 덩어리를 형성하는 것을 방지한다.
하부 로상에 환원제를 선택적으로 주입하는 방식에 의해 환원가스는 최적의 농도 상태로 조절되며, 고 비율의 금속화가 이루어진다.
중금속과 산화철을 포함하는 잔여물은 각각의 로상에 설치된 레이크(rakes)에 의해 연속 순환되고 점차 하부로에 전달된다.
입자의 응집은 연속 순환에 의해 방지된다. 순환비율은 레이크의 기하학적구조, 층의 두께 등과 같은 요인에 의해서 결정된다. 중금속과 산화철을 포함하는 잔여물, 환원제와 직접 환원철은 최소한 1분에서 3분에 한차례의 순환을 하여 응집을 방지해야 한다.
산소를 포함하는 가스는 로상에 주입될 수가 있는데, 필수 열은 과잉 공정 처리 가스의 연소에 의해 커버되어야 한다.
최소한 250℃의 온도에서 산소를 포함하는 가스를 사용하는 것이 바람직하다.
기체 환원제는 다중 상로의 하부 상로에 추가적으로 주입될 수 있다. 이는 로상내 대기의 환원 가능성을 높이며, 산화물의 좀더 완전한 환원이 이루어진다.
바람직한 실시예에 의하면, 환원제가 주입되는 로 하부의 하나 또는 그 이상의 로상은 연소기에 의해 가열된다.
가열 시스템의 연도 가스로 인하여 하부에 있는 환원 가스의 농도를 감소하지 않도록 하기 위하여 방사열 등의 에너지를 간접적으로 주입할 수 있다.
바람직한 실시예에 의하면, 가스는 하나 또는 그 이상의 로상의 다중 로상에서 배기된다. 이러한 고온 가스는 상기 가스의 양을 줄이고 환원 가능성을 증가하기 위해 CO2스크러버(scrubber)를 통과하거나, 탄소가 존재하는 추가 반응기를 통과하여 고온 가스내 CO2가 Boudouard 평형에 따라 일산화탄소를 형성하기 위해 탄소와 반응하고 가스의 환원 가능성은 증가된다. 일산화탄소로 가득찬 가스는 그후에 다중 상로로 보내진다.
로에서 상부로 흐르는 가스의 일부는 로상 하부의 측벽에서 연소 연결 피스에 의해 로에서 연소될 수 있는데 로상 상부에서 중금속이 기화되고 입구를 통해 로로 재주입된다. 그결과, 중금속 산화물이 중금속으로 환원되고 증발하는 환원되는 로상 내의 가스 함량은 적다. 중금속은 측벽의 출구를 통해 상기 로상에서 상대적으로 적은 양의 가스로 로에서 연소될 수 있다. 상기 제거된 가스 혼합물은 후-연소되고, 냉각기에서 냉각되며, 결국 대기에 도달하기 전에 여과기에 의해서 정화된다.
적은 양의 폐가스로 인하여 이에 상응하는 로상에서의 가스 유입 속도는 낮아지며 그로인해 소량의 먼지만이 폐가스와 함께 배출된다. 그결과 폐가스내에서 매우 높게 농축된 중금속이 얻어진다.
다중 상로는 생산력의 증가를 위해 특정 과압에서 작동될 수 있다. 직경 50m의 워터 실(water seals)을 통해 봉합된 회전로와는 대조적으로, 구동 새프트에 작은 실(seals)만을 가진 다중 로상에서 과압은 쉽게 이루어진다. 이러한 경우 물질의 주입 및 제거에 요구되는 압력 락(pressure locks)이 제공되어야 한다.
본 발명의 다른 목적은, 상기 방법에 의해 전기로강 또는 전로강 제조공장의 먼지나 슬러지와 같은 중금속이나 산화철을 포함한 잔여물의 열처리용 다중 상로의 용도를 제공하는 것이다.
좀더 바람직한 실시예는 세부 청구항에 있다.
본 발명의 실시예는 첨부된 도면과 함께 하기 설명된다.
도 1은 여러 개의-이 경우 12개의-로상(12)이 차례로 구성된 다중-상로(10)의 단면을 나타낸다. 상기 로(10)의 케이싱(14), 커버(16) 및 바닥(18) 뿐만 아니라 셀프-서포팅(self-supporting) 로상(12)은 내화성 물질로 제조된다.
가스가 로에서 배출되는 배출구(20), 중금속 및 산화철을 포함한 잔여물이 채워지는 최상 로상의 주입구(22)는 로(10)의 커버(16)에 배치된다.
각 로상으로 연장되는 레이크(26)를 고정시키는 새프트(24)는 로의 중앙에 배치한다.
상기 레이크(26)은 로의 최상부에서 하부로 물질로 운반하기 위해서 하나의 로상에서는 내부에서 바깥쪽으로, 그리고 나서 하부 로상에서는 바깥쪽에서 내부로 물질을 이동시키는 방식으로 고안되었다.
중금속 및 산화철을 포함하는 잔여물과 환원제는 각각 분리하여 로로 주입될 수 있다. 환원제가 하부로 중 하나에 공급되어 중금속과 산화철을 포함하는 잔여물과 접촉하는 반면, 이 경우에 잔여물은 첫번째 로상에 채워진다.
산화제 뿐만 아니라 중금속 및 산화철을 포함하는 잔여물은 이송하는 동안 약 600℃에서 1000℃로 가열된다.
새프트(24) 및 레이크(26)는 공냉되고, 상기 공기가 로 내부를 순환하고 연소후 사용될 수 있는 주입구가 레이크에 배치된다.
환원제가 로에 주입될 수 있는 최소한 하나의 주입구(30)가 로(10)의 측벽에 위치하고-통상 세번째 상단에 배치된다. 이러한 환원제는 기체 형태 및 액체 또는 고형으로 존재할 수 있다. 예를 들면, 상기 환원제는 일산화탄소, 수소, 천연가스, 석유 및 석유 유도체이거나 또는 갈탄 코크(lignite coke), 석유 코크, 용광로(blast furnace) 먼지, 석탄 등과 같은 고형의 탄소 물질이다.
상기 환원제가 석탄인 경우 환원제는 로(10) 하부의 로상에 주입되어 중금속과 산화철을 포함하는 가열된 잔여물과 더불어 레이크(26)에 의해 혼합된다. 오일과 산화철을 포함하는 잔여물에 존재하는 산화철은 다중 상로(10)를 통한 이송시 고온 및 일산화탄소의 존재로 인하여 금속성 철로 점차적으로 환원된다.
고체, 액체 및 기체 환원제 및 다중 상로(10)의 다양한 지점에서 산소를 포함한 가스의 공급 조절, 그리고 주요 지점에서 과량 가스를 연소하는 가능성은 중금속 및 산화철을 포함한 잔여물의 정확한 환원 조절과 최적 조건하에서의 처리 공정을 수행할 수 있게 한다.
로 상부로 흐르는 가스의 일부분이 중금속이 기화되는 로상 하부 측면에 위치한 배기연결부(60)를 통과하여 로(10)로부터 배기되고, 상기 로상의 상부에 위치한 주입구(62)를 통해 로(10)로 재주입되도록 한다.
따라서, 중금속이 증기를 발산하는 로상에 존재하는 가스는 소량이다. 그결과 상기 가스는 측벽의 배출구(64)를 통과하여 로상에서 상대적으로 적은 양의 가스로 로(10)에서 연소될 수 있다. 이어서 상대적으로 높은 중금속 함량이 포함된소량의 가스가 각각 정화될 수 있다. 상기 소량의 폐가스로 인하여 이에 상응하는 로상의 가스 흐름 속도가 낮아지고 소량의 먼지가 폐가스와 함께 배출된다. 그결과 폐가스내에서 매우 높게 농축된 중금속이 얻어진다.
폐가스는 후-연소 챔버(after-combustion chamber)(66)에서 연속적으로 산화되고, 상기 중금속은 중금속 산화물로 전환되고 필터(70)의 폐기가스에서 분리된다. 폐가스가 필터(70)으로 주입되기 전에 냉각기(68)에서 필수온도로 냉각된다.
공기 또는 산소를 포함한 다른 가스가 로(10)에 주입되는, 산소를 포함한 고온(350℃ 내지 500℃) 가스의 주입을 위한 노즐(30)은 측벽에 배치된다. 고온 및 산소로 인해 탄소 일부분이 이산화탄소로 연소되고, 과량 탄소와 차례로 반응하여 일산화탄소로 전환된다. 상기 일산화탄소는 최종적으로 산화물을 환원한다.
상기 반응은 흡열 반응이 우세하므로 로의 바닥 로상에서 일정한 고온을 유지하기 위해 로 연소기(32)는 하부에 설치하는 것이 바람직하다. 이경우 가스 또는 분쇄된 석탄 연소기가 사용될 수 있다.
상기 연소기(32)는 예열 및/또는 추가 가열 이전에 공기를 포함한 가스 또는 분쇄 석탄을 이용하여 점화시킬 수 있다. 산소 및 연소물질의 정량비에 의해 추가 환원 가스가 생성되거나 과량 공기의 경우에는 처리공정 가스의 후-연소가 이루어진다. 분쇄된 석탄의 경우 점화된 과량 일산화탄소가 연소기에서 생성될 수 있다. 외부 연소 챔버의 경우 연소된 석탄재가 로에 주입되어 철과 혼합되는 것이 방지될 수 있다. 연소 챔버내의 온도는 생성된 슬래그가 액체형태로 적하되어 유리형태로 처리되는 정도에 의해 결정된다. 로(10) 내의 고형 탄소 운반체의 소비와 최종 제품의 재 용량은 일산화탄소의 생성에 의해 감소된다.
일산화탄소 또는 수소와 같은 기체 환원제 공급은 특수 노즐(44)를 통과하여 최종 또는 최종 두개의 로상에 공급된다. 산화철의 환원은 환원 전위가 증가된 분위기 에서 바람직하게 이루어진다.
생성된 철은 재와 함께 로(10)의 최저(18)에서 배출구(46)를 통해 연속적으로 배출된다.
배출구(46)에서 배출된 철은 재 및 다른 환원제와 함께 냉각되는데 이는 냉각기(48)에서 사용될 수 있다. 상기 환원된 철은 자기 분리기(50)에 의해 환원제 및 기타 환원제의 제로부터 연속적으로 분리되며, 더 사용될 수 있다.
환원제(52)는 더 사용될 수 있으며, 그리고 나서 외부 연소 챔버(34)에서 연소된다. 환원제의 잔여물이 배출구를 통과해 재 또는 액체 슬래그로서 제거될 수 있는 반면, 상기 환원제 연소에 의해 생성된 가스는 로(10)에 주입될 수 있다.
로의 가스 혼합물은 배출구(20)를 통과하여 후방연소기(54)로 통과되며, 가스 혼합물 중의 가연성 가스는 연소된다. 상기 가스 혼합물은 냉각 매체가 제공된 냉각기(56)로 연속적으로 주입되어 냉각된다. 상기 냉각된 가스 혼합물은 대기로 제거되기 전에 싸이클론 필터(58)에 의해 연속적으로 정화된다.
본 발명은 전기로강 또는 전로강 제조공장에서 발생하는 먼지 또는 슬러지 형태의 중금속 및 산화철을 포함하는 잔여물의 처리방법에 효과적이다.

Claims (24)

  1. 여러개의 로상이 차례로 구성되어 있는 다중 상로에서 중금속과 산화철을 포함하는 잔여물의 열처리 방법으로, 중금속과 산화철을 포함하는 잔여물은 연속적으로 다중 상로에 주입되고, 최상부의 로상에서 점차적으로 저단부의 로상으로 이송되고, 환원제는 최상부 및/또는 하부 로상중 하나에 주입되어 중금속과 산화철을 포함하는 잔여물과 반응하여 중금속 및 직접 환원철을 형성하고, 상기 중금속은 폐가스와 더불어 로(furnace)로부터 배출되고 상기 철은 환원제의 잔여물과 더불어 다중 상로의 하부 로상 영역 내에서 배출되는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 폐가스는 후방 연소기(after-burner)에서 처리되고, 중금속은 중금속 산화물로 전환되고 여과기내 폐가스와 분리되는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 상기 청구항 중 어느 한 항에 있어서, 중금속이 포함된 가스는 상기 가스가 형성된 로상에 개별적으로 배출되는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 상기 청구항 중 어느 한 항에 있어서, 가스는 환원제가 주입된 로상의 하부에 위치한 로상에서 배출되는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 상기 청구항 중 어느 한 항에 있어서, 직접 환원철은 다중 상로에서 배출된 후 700 ℃ 이하로 냉각되고 연속적으로 자기 분리기(magnetic separator)에 의해 환원제의 잔여물로부터 분리되는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 1항 내지 제 4항에 있어서, 직접 환원철은 다중 상로에서 배출된 후 스크린 (screen)에 의해 고온 상태에서 환원제 잔여물로부터 분리되는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 5항 내지 제 6항에 있어서, 상기 처리된 직접 환원철은 펠렛(pellet) 또는 브리켓(briquettes)으로 더욱 처리되는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 상기 청구항 중 어느 한 항에 있어서, 직접 환원철은 잔여물과 함께 용해되거나 또는 잔여물없이 용해되는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제 5항 또는 제 6항 중 어느 한 항에 있어서, 미사용된 환원제는 다중 상로에서 배출된 후 잔여물로부터 분리되는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제 9항에 있어서, 환원제의 잔여물은 가스화 원자로에서 사용되고, 재-형성 성분은 액체 슬래그로서 분리되고, 형성된 조가스는 다중 상로에서 사용되고 그 결과 생성된 열은 로로 공급되는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 상기 청구항 중 어느 한 항에 있어서, 환원제는 다중 상로에 액체, 고체 및/또는 기체 형태로 주입되는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 상기 청구항 중 어느 한 항에 있어서, 환원제는 다중 상로 내의 다른 로상으로 주입될 수 있는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제 11항 또는 제 12항에 있어서, 굵은 입자(course-grained)의 환원제는 다중 상로의 상층에 주입하고, 미세한 입자(fine-grained)의 환원제는 하층에 주입하는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 상기 청구항 중 어느 한 항에 있어서, 과량의 환원제가 다중 상로에 주입되는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 상기 청구항 중 어느 한 항에 있어서, 중금속과 산화철을 포함한 잔여물과 필수 환원제의 최소 부분이 다중 상로에 주입되기 이전에 서로 혼합되는 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 상기 청구항 중 어느 한 항에 있어서, 산소를 포함한 가스가 다른 로상에 선택적으로 주입되는 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 제 16항에 있어서, 산소를 포함하는 가스가 최소한 250℃ 온도인 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 상기 청구항 중 어느 한 항에 있어서, 기체 환원제는 다중 상로의 하부 로상에 주입되는 것을 특징으로 하는 방법.
  19. 상기 청구항 중 어느 한 항에 있어서, 로의 하나 또는 그 이상의 로상이 직접 또는 간접적으로 가열되는 것을 특징으로 하는 방법.
  20. 상기 청구항 중 어느 한 항에 있어서, 가스는 다중상로 또는 그 이상의 로상으로부터 배출되는 것을 특징으로 하는 방법.
  21. 제 20 항에 있어서, 배출된 가스의 환원력이 증가되고 상기 가스가 연속적으로 다중 로상에 주입되는 것을 특징으로 하는 방법.
  22. 상기 청구항 중 어느 한 항에 있어서, 가스는 다중 상로의 특정 로상 하부로부터 배출되고, 상기 특정 로상 상부에 전체적으로 또는 부분적으로 재주입되는 것을 특징으로 하는 방법.
  23. 상기 청구항 중 어느 한 항에 있어서, 과압 하에서 수행하는 것을 특징으로 하는 방법.
  24. 상기 청구항 중 어느 한 항의 방법에 따라, 중금속과 산화철을 포함하는 잔여물을 열처리하기 위한 다중 상로의 용도.
KR1020017001729A 1998-08-11 1999-07-30 중금속 및 산화철이 포함된 잔여물의 열처리 방법 KR20010072376A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
LU90273 1998-08-11
LU90273A LU90273B1 (de) 1998-08-11 1998-08-11 Verfahren zur thermischen Behandlung schwermetall-und eisenoxidhaltiger Reststoffe
PCT/EP1999/005456 WO2000009766A1 (de) 1998-08-11 1999-07-30 Verfahren zur thermischen behandlung schwermetall- und eisenoxidhaltiger reststoffe

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20010072376A true KR20010072376A (ko) 2001-07-31

Family

ID=19731761

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020017001729A KR20010072376A (ko) 1998-08-11 1999-07-30 중금속 및 산화철이 포함된 잔여물의 열처리 방법

Country Status (20)

Country Link
US (1) US6451086B2 (ko)
EP (1) EP1108070B1 (ko)
JP (1) JP2002522642A (ko)
KR (1) KR20010072376A (ko)
CN (1) CN1312862A (ko)
AT (1) ATE225861T1 (ko)
AU (1) AU6079099A (ko)
BR (1) BR9914304A (ko)
CA (1) CA2336964A1 (ko)
CZ (1) CZ2001510A3 (ko)
DE (1) DE59903054D1 (ko)
ES (1) ES2185400T3 (ko)
LU (1) LU90273B1 (ko)
PL (1) PL346049A1 (ko)
RU (1) RU2218417C2 (ko)
SK (1) SK2022001A3 (ko)
TR (1) TR200101332T2 (ko)
TW (1) TW494140B (ko)
WO (1) WO2000009766A1 (ko)
ZA (1) ZA200100419B (ko)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
LU90454B1 (fr) * 1999-10-05 2001-04-09 Wurth Paul Sa Procede de traitement pyrometallurgique de dechets d'origine siderurgique
LU90766B1 (en) * 2001-04-25 2002-10-28 Wurth Paul Sa Method of operating a multiple hearth furnace
DE60317789T2 (de) * 2002-06-17 2008-10-30 Maskinfabrikken Fornax A/S Vorrichtung und verfahren zur thermischen reinigung und trennung von metallteilen
GB0216484D0 (en) * 2002-07-15 2002-08-21 Warner Noel A Direct production of refined metals and alloys
US9539581B2 (en) 2011-10-11 2017-01-10 Materials Recovery Company Method for recycling ash
DE102016106054A1 (de) * 2016-04-03 2017-10-05 Schauenburg Maschinen- Und Anlagen-Bau Gmbh Verfahren und Anlage zur Aufbereitung von Asche aus Müllverbrennungsanlagen
CN108060309B (zh) * 2017-12-18 2019-09-06 巢湖云海镁业有限公司 一种加热搅拌装置
SE543341C2 (en) * 2019-04-01 2020-12-08 Greeniron H2 Ab Method and device for producing direct reduced metal

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE552837C (de) * 1927-06-21 1932-06-18 Paul Gredt Vorrichtung und Verfahren zum Verhuetten von aus Minette gewonnenen Oolithkoernern
US2389133A (en) * 1943-04-06 1945-11-20 Brassert & Co Apparatus for reduction of metallic material
US2389199A (en) 1944-08-12 1945-11-20 Royal B Laird Scraper dump control
FR913032A (fr) * 1945-08-01 1946-08-27 Coast Reduction Procédé et appareil pour la réduction directe des minerais de fer
FR1128520A (fr) * 1954-04-09 1957-01-07 Perfectionnement aux procédés de réduction de l'oxyde de fer
DE1225673B (de) * 1959-07-23 1966-09-29 Kloeckner Humboldt Deutz Ag Verfahren zur trockenen Reduktion von Eisenerz
US3756804A (en) * 1972-02-16 1973-09-04 Deltech Inc Process for reclamation of flue dust
US3850613A (en) * 1973-05-14 1974-11-26 Ferro Carb Agglomeration Treatment of steel mill waste dusts containing zinc
FR2373612A1 (fr) * 1976-12-13 1978-07-07 Siderurgie Fse Inst Rech Procede d'extraction du zinc contenu dans les dechets siderurgiques
GB2043112A (en) * 1979-02-28 1980-10-01 British Steel Corp Recovery of metals from wastes
US4261268A (en) * 1979-05-21 1981-04-14 Nichols Engineering & Research Corp. Method and apparatus for treating waste material
DE3002225A1 (de) * 1980-01-23 1981-07-30 Metallgesellschaft Ag, 6000 Frankfurt Verfahren zur direktreduktion eisenoxidhaltiger materialien im drehrohrstoffen
AT366718B (de) * 1980-08-08 1982-05-10 Voest Alpine Ag Verfahren zur entzinkung von oxydischen eisentr[gern sowie vorrichtung zur durchfuehrung dieses verfahrens
LU87890A1 (de) * 1991-02-20 1992-11-16 Arbed Verfahren und vorrichtung zum gewinnen von metallen aus industrie-reststoffen

Also Published As

Publication number Publication date
BR9914304A (pt) 2001-06-26
CN1312862A (zh) 2001-09-12
ZA200100419B (en) 2002-05-10
EP1108070B1 (de) 2002-10-09
PL346049A1 (en) 2002-01-14
CA2336964A1 (en) 2000-02-24
US20010045142A1 (en) 2001-11-29
EP1108070A1 (de) 2001-06-20
CZ2001510A3 (cs) 2002-01-16
WO2000009766A1 (de) 2000-02-24
AU6079099A (en) 2000-03-06
LU90273B1 (de) 2000-02-14
TR200101332T2 (tr) 2001-11-21
JP2002522642A (ja) 2002-07-23
TW494140B (en) 2002-07-11
DE59903054D1 (de) 2002-11-14
RU2218417C2 (ru) 2003-12-10
US6451086B2 (en) 2002-09-17
SK2022001A3 (en) 2001-11-06
ES2185400T3 (es) 2003-04-16
ATE225861T1 (de) 2002-10-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8764875B2 (en) Method and apparatus for coproduction of pig iron and high quality syngas
KR20010073025A (ko) 오일 및 산화철이 포함된 잔여물의 열처리 방법
EP2218796A1 (en) Method for making molten iron
KR20010072376A (ko) 중금속 및 산화철이 포함된 잔여물의 열처리 방법
US6395057B1 (en) Method for producing directly reduced iron in a layered furnace
US6383252B1 (en) Method for the heat treatment of residues containing heavy metals
KR20010075318A (ko) 다중 상로에서의 직접 환원금속 제조방법
JP3451901B2 (ja) 移動型炉床炉の操業方法
RU2205229C2 (ru) Способ прямого получения железа в многоподовой печи
MXPA01001545A (en) Method for the thermal processing of residues containing heavy metals and iron oxide
MXPA01002241A (en) Method for heat-treating recyclings containing oil and iron oxide
MXPA01003080A (en) Method for producing directly reduced metal in a multi-tiered furnace

Legal Events

Date Code Title Description
SUBM Surrender of laid-open application requested