KR20020089330A - 분진 또는 분진혼합물의 재처리 방법 - Google Patents

Abstract

알칼리 및, 예를 들어, 강철제품 분진, 미세광물 또는 고로 분진등의 중금속을 함유하는 분진 또는 분진 혼합물의 처리방법에 있어서,

상기 분진을 용융금속과 액체산화물 슬래그의 욕 위 또는 그 안으로, 특히 노정송풍 또는 노내송풍된다. 예를 들어, Zn산화물 및/또는 Pb산화물 등의 휘발성 중금속혼합물을 가스상으로부터 분리하고 알칼리를 그 슬래그 속으로 주입한다.

Description

분진 또는 분진혼합물의 재처리 방법{METHOD FOR REPROCESSING DUST OR DUST MIXTURES}

고로 및 강철제품 처리동안에, 많은 분진이 발생하며, 이러한 처리는 많은 문제를 일으킨다. 그러한 분진의 출처에 따라, 상기 강철제품은, 보통, 상당한 양의 중금속을 함유하나, 그 양은 보통 너무 적어서 경제적으로 직접 처리될 수 없는 정도이다. 특히, 강철제품의 필터분진는 10 wt% 이상의 아연산화물 및 납산화물을 함유할 수 있다.

산화물 슬래그의 처리동안에, 많은 방법들이 이미 제안되어 왔으며, 이러한 방법들에 의해 슬래그의 염기도를 시멘트 산업에서 그라인딩 첨가제로서 사용가능한 목적으로 조정하였으며, 동시에, 바람직하지 못한 구성성분을 정화 및 고갈시켰으며, 금속형태로 있는 이들중 일부는 금속욕으로 전환되어, 부분적으로 제 2 분진으로 재출현하여 가스상으로부터 재생가능하다. 이러한 형태의 방법에서, 산화물 슬래그는 뒤이은 시멘트 기술에서의 사용목적의 조성으로 최적화되며, 많은 첨가제 및/또는 중화제를 주입하거나 또는 불어주어, 그러한 방법에 의해 해로운 물질, 특히, 유기물질들을 안전하게 처리가능하게 한다.

본 발명은 알칼리 및, 예를 들어, 강철제품 분진, 미세광물 또는 고로 분진등의 중금속; 잔여물질 뿐만 아니라 소결장치, 압연기, 폐기물 소각장치로부터의 분진; 및 연소장치와 강판공장으로부터의 재를 함유하는 분진 또는 분진혼합물을 재처리하는 방법에 관한 것이다.

본 발명의 목적은 처음에 규정한 종류의 분진 또는 분진혼합물을 경제적이며 효과적으로 처리하는 것이며, 동시에, 시멘트 기술에서의 이용을 편리하게 하도록 슬래그를 처리할 기회를 제공하는 것이다. 이러한 목적을 해결하기 위해, 본 발명에 따른 방법은 본질적으로 다음과 같이 구성된다: 분진들을 용융금속과 액체산화물 슬래그의 욕조 위 또는 그 속에, 특히 노정송풍(top-blown) 또는 노내 송풍(blown-into)하며; 예를 들어, Zn산화물 또는 Pb산화물등의 휘발성 중금속 혼합물들을 가스상으로부터 분리시키고 알칼리를 상기 슬래그에 주입한다. 그러한 분진 또는 필터분진들을 용융금속욕 및, 무엇보다도, 용융선철과 액체산화물 슬래그의 욕 위에 또는 그 속에 장입함으로써, 매우 고분리도로 상을 분리가능하게 한다. 따라서, 특히, 대부분 본래의 분진에 함유된 알칼리는 상기 슬래그내에 남아있고 아연과 납과 같은 중금속은 실질적으로 더욱 농축된 형태로 다시 제 2 분진에서 발견될 것이며, 주입된 총 분진양은, 동시에, 본래 양의 절반이하까지 실질적으로 환원가능하다. 따라서, 분진을 환원시키는 본질적인 효과에 더하여, 본 발명에 따른 방법의 범위내에서, 회복이 적당해 보이는 개개의 구성성분의 더 높은 농축으로 인해 경제적 사용이 실질적으로 용이한 제 2 분진을 형성하는 것이 가능하며, 동시에 상기 생성물에 알칼리를 가한 산화물 슬래그의 풍부는 가능한 시멘트-기술진보적 사용의 관점에서 특성을 향상시킨다.

본 발명에 따른 방법의 범위내에서, 분진을 장입하기 전에, 액체슬래그의 염기도를 예를 들어, 1 과 1.4 사이의 값으로 조정하는 방법으로 실시하는 것이 유리하다. 그러한 염기도를 나타내며 선철욕상에 부유하는 액체산화물 슬래그는, 동시에 중금속을 덜 흡수하려는 경향으로 필요한 알칼리의 선별에서 특히 고선별도로써 뛰어나다. 동시에, 그러한 방법의 범위내에서, 사용된 필터분진 또는 분진의 철산화물 함량을 줄이는 것이 가능하여, 그러한 분진으로부터 용융 철의 회복이라는 부수적인 효과도 가능하며, 따라서 상기 방법의 경제성을 더욱 향상시킨다. 총 분진양의 실질적인 감소에 더불어, 철산화물 및, 동시에, 제 2 분진내의 풍부 중금속으로부터 철을 회복하는 것이 가능하며, 따라서 상기 제 2 분진에 함유된 각각의 구성성분의 경제적이고 능률적인 회복에 있어서 특히 유리한 조건을 제공한다.

특히 유리한 방법으로, 상기 분진을 공기식 이송으로 주입하며, 이것은 상기 분진을 공기식으로 금속 또는 슬래그 표면 위 또는 아래로 이송하며 이송가스, 특히 열풍에 의해 노정송풍 또는 노내송풍하는 식으로 유리하게 실시한다.

그러한 공기식 이송으로 인해, 분진을 주입함과 동시에 첨가제와 균일한 혼합을 실현할 수 있으며, 한편으로, 그 이후에 첨가제는 공기식 이송을 용이하게 하며, 다른 한편, 동시에, 필요한 구성성분을 산화물 슬래그에 동시에 주입가능하게 한다. 이것은 특히 유리한 방법으로 처리되며, 특히, 처리되어질 상기 분진은, 예를 들어, 석탄, 모래 및/또는 보오크사이트등의 첨가제와 혼합되며, 따라서, 예를 들어, 석탄의 사용으로, 향상된 공기식 이송력을 보증할 뿐만 아니라, 동시에, 분진에 함유된 철산화물로부터 금속철의 연속적인 분리를 위한 적절한 환원력을 제공한다. 이와 유사하게 모래와 보크사이트를 첨가함으로 인해 공기식 이송력을 강화시켰으며, 이로인해, 동시에, 그러한 첨가제들은 산화물 슬래그의 필요한 목적 염기도를 정정하며 상기 슬래그의 필요한 더 높은 알루미늄 함량을 선택적으로 조정할 수 있게 한다.

그러나, 본 발명에 따른 방법의 범위내에서, 동시에, 특히, 유기적으로 채워진 물질 및, 특히, 슬러리와 슬러지등의 많은 문제물질들을 안전하게 처리하는 것이 가능하며, 마찬가지로 그러한 첨가제는 덩어리의 형성을 방지함으로써 분진의 공기식 이송을 강화하기에 적합하다. 유기적으로 채워진 물질로 혼합된 그러한 분진들을 장입하는 경우, 유기적인 부분을 완전히 연소하는 것이 가능하며, 이로인해, 동시에 부가적인 환원력을 분진으로부터 철산화물의 환원에 이용할 수 있다.

유용하게, 본 발명에 따른 방법의 범위내에서 선철욕은 금속욕으로 제공되며, 상기 욕은 특별히 유리한 방법에서 액체슬래그 및 용융선철을 1:3 내지 1:6, 바람직하게는 1:4의 중량비로 함유한다.

특히 간단한 방법에서, 분진 또는 분진혼합물의 주입은 바닥 송풍구를 통해 전로로 분진혼합물을 송풍하여 실시한다. 반응후, 특히, 슬래그와 금속욕의 상간에서 반응이 일어나며, 제 2 분진이 처음 양의 3분의 1 보다 휠씬 적은 양, 심지어 처음양의 10% 이하의 양으로 발생한다.

이하에서, 본 발명은 전형적인 실시예를 통해 더욱 상세히 설명될 것이다.

전로에서, 다음의 지시하는 조성을 갖는 2톤의 슬래그를 10톤의 용융선철로 이루어진 욕조에서 생산하였다.

슬래그
	질량%
CaO	47.9
SiO2	36.6
Al2O3	7.3
MgO	2.9
TiO2	1.2
FeO	1.6
MnO	2.1
Na2O	0.1
K2O	0.2
ZnO	0
PbO	0

이 슬래그는 뒤이은 시멘트 기술에서의 이용에 유리한 염기도에 특징이 있으며, 대개, 알칼리의 오직 작은 일부를 함유한다. 특정한 시멘트 특성, 특히, 예를 들어, 그라인딩 첨가제와 같은 슬래그로 생산된 콘크리트 혼합물 또는 모르타르의 초기 강도등의 강도특성에 있어서, 더 높은 알칼리 함량은 어쨋든 바람직 할 것이다.

이하에서 나타내는 조성을 갖는 1톤의 강철제품 필터분진을 바닥 송풍구를 통해 그러한 욕조로 송풍하였다.

필터분진
	wt%
CaO	7.1
SiO2	5.0
Al2O3	1.3
MgO	2.9
TiO2	0.4
FeO	64.0
MnO	4.2
Na2O	2.8
K2O	0.1
ZnO	11.5
PbO	0.7

따라서, 상기 강철제품 필터분진은 상당한 양의 알칼리와 중금속을 함유하였다. 상기 욕을 관통함으로써, 상분리가 일어나며, 이에 의해, 처음의 분진에 함유된 상기 알칼리는 고 선별도로 슬래그에 묻히고 상기 중금속 아연과 납은 각각의 산화물들이 농축된 형태로 다시 제 2 분진에서 발견될 수 있다. 강철제품 필터분진의 처리후, 다음의 지향적인 분석표를 갖는 슬래그 조성을 조정하였다:

최종 슬래그 조성
	wt%
CaO	46.9
SiO2	35.4
Al2O3	7.3
MgO	3.9
TiO2	1.2
FeO	1.7
MnO	2.0
Na2O	1.2
K2O	0.4
ZnO	5 ppm
PbO	< 5 ppm

다음의 조성을 갖는 제 2 분진을 약 264 kg 의 양으로 습득하였다:

제 2 필터분진 조성
	wt%
CaO	4.2
SiO2	3.1
Al2O3	1.2
MgO	0.1
TiO2	0.2
FeO	47.8
MnO	0.4
Na2O	0.2
K2O	0.4
ZnO	39.8
PbO	2.6

사용된 강철제품 필터분진의 조성과 제 2 필터분진의 조성의 비교, 및 슬래그 조성을 비교함으로써, 제 2 필터분진에서 약 3.2 %의 K₂O 가 다시 발견되어지는 반면에, 사용된 분진의 K₂O 함량의 96.8 % 는 생성 슬래그에서 발견되어지는 것을 알 수 있었다. 처음의 Na₂O 함량의 분배도 유사하게 적용되어, 제 2 필터분진에서 처음 부분의 4.5 wt% 가 발견되고 생성 슬래그에서 95.5 wt% 가 발견되었다.

아연산화물과 납산화물 값에 있어서는 상황이 다르며 제 2 필터분진에서, 각각 99.7 및 99.9 wt% 발견되었다. 제 2 필터분진 양의 전체적인 환원으로 인해, 사용된 강철제품 분진의 양을 근거로, 제 2 필터분진은, 경제적 처리가 적당해 보이는 이러한 중금속의 일부를 함유하였다. 사용된 강철제품 분진에 함유된아연산화물과 납산화물 부분의 약 0.3 및 0.1 wt% 만이, 각각, 생성 슬래그에서 결정될 수 있다.

Claims (8)

1. 알칼리 및, 예를 들어, 강철제품 분진, 미세광물 또는 고로 분진등의 중금속을 함유하는 분진 또는 분진 혼합물의 처리방법에 있어서,

   상기 분진을 용융금속과 액체산화물 슬래그의 욕 위 또는 그 안으로, 특히 노정송풍 또는 노내송풍하며, 예를 들어, Zn산화물 및/또는 Pb산화물 등의 휘발성 중금속혼합물을 가스상으로부터 분리시키고 알칼리를 상기 슬래그 속으로 주입하는 것을 특징으로 하는 분진 또는 분진 혼합물의 처리방법.
2. 제 1 항에 있어서, 분진을 장입하기 전에, 상기 액체슬래그의 염기도를 1 과 1.4 사이의 값으로 조정하는 것을 특징으로 하는 분진 또는 분진 혼합물의 처리방법.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 분진을 공기식으로 슬래그 표면 위 또는 아래로 이송하여, 이송가스, 특히 열풍에 의해 노정송풍 또는 노내송풍 하는 것을 특징으로 하는 분진 또는 분진 혼합물의 처리방법.
4. 제 1 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 처리되어질 분진을, 예를 들어, 석탄, 모래 및/또는 보오크사이트등의 첨가제와 혼합하는 것을 특징으로 하는 분진 또는 분진 혼합물의 처리방법.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 분진을 유기적으로 채워진 물질과 혼합하여 사용하는 것을 특징으로 하는 분진 또는 분진 혼합물의 처리방법.
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 금속욕으로서 선철욕을 제공하는 것을 특징으로 하는 분진 또는 분진 혼합물의 처리방법.
7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 욕은 액체슬래그 및 용융 선철을 1:3 내지 1:6, 바람직하게는 1:4 의 중량비로 함유하는 것을 특징으로 하는 분진 또는 분진 혼합물의 처리방법.
8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 분진 또는 분진 혼합물을 바닥 송풍구를 통해 전로에 송풍하는 것을 특징으로 하는 분진 또는 분진 혼합물의 처리방법.