KR20050031236A - 전로슬래그중의 불소 용출 저감방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 제강슬래그에서의 불소 용출량을 저감하는 방법에 관한 것으로, 용융 제강슬래그에 산소를 취입하여 재산화시킴으로써 불소 용출을 저감시키는 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 방법으로 제강슬래그에 외부물질을 첨가하거나 표면 개질 없이 슬래그를 개질하므로 불소 용출량을 획기적으로 줄일 수 있다.
Description
본 발명은 제강슬래그에서의 불소 용출량을 저감하는 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 용융 제강슬래그에 산소를 취입하여 재산화시킴으로써 불소 용출을 저감시키는 방법에 관한 것이다.
용광로에서 생산된 용선에 산소를 취련하여 강을 만드는 전로 제강 공정에서는 슬래그가 발생된다. 용선 중의 규소 및 인이 산화되어 SiO2, P2O5가 되고 이것을 제거하기 위하여 생석회를 투입함으로써 슬래그가 생성된다. 이러한 제강슬래그는 토목 공사 재목으로 재이용되거나 혹은 폐기슬래그로서 매립 처리되어 왔다. 일반적인 제강과정에서, 슬래그의 융점을 내리고 유동성을 향상시키며, 용강과의 반응성을 향상시킬 목적으로 형석(CaF2)을 약간 첨가한다. 이로 인해서 제강 슬래그에는 불소가 불가피하게 함유되며, 이것이 물과 접촉하게 되면 미량이지만 불소가 용출된다.
불소가 대기중에 노출되는 경우에는 오존층 파괴의 원인이 되며, 매립 처리시에는 토양이 오염되며, 또한 식음료수 중에 2ppm 이상 함유되는 경우에는 인체에 해를 미치는 것으로 알려져 있다. 최근 일본에서는 이러한 용출 불소의 농도를 0.8ppm 이하로 엄격하게 규제하고 있다.
따라서, 제강슬래그에서 용출되는 불소량을 감소시키기 위해서 제강 공정에서 형석을 사용하지 않는 무형석 조업이 진행되기도 하나, 이는 형석 대신에 유동성 향상제를 사용하여야 하므로 조업 비용이 상승하게 되고 실조업 채택은 환경 부담금 등을 고려해야 하는 실정이다. 따라서, 불소 용출억제를 위한 다양한 방법들이 개발되고 있다.
일본공개특허공보 제 2000-335946호에서는 불소를 포함하는 제강 슬래그에 칼슘알루미네이트와 같은 불소 고정제를 첨가하여 불소의 용출을 억제하는 방법이 개시되어 있으나, 칼슘 알루미네이트와 같은 물질을 사용하는 것은 대단히 고가이므로 실제 적용하기는 힘든 방법이다. 또한, 일본공개특허공보 제 2001-72447호에서는 킬레이트를 포함하는 수용액을 슬래그에 부착시키는 방법이 개시되어 있으나, 이 방법 역시 킬레이트 화합물이 대단히 고가이므로 실용화 가능성은 매우 적다.
일본공개특허공보 제 2000-355711호에서는 개질제로서 실리카, 실리카-마그네시아계 물질, 망간 광석 중 1종 이상을 용융슬래그에 첨가 혼합하여 냉각 응고시키는 방법이 개시되고 있다. 그러나 이 방법은 냉각된 고체를 2~30% 첨가하여야 하므로 슬래그 개질중에 용융 슬래그의 유동성이 나빠질 우려가 있는 것이다.
또한, 일본공개특허공보 제 2000-180073호에서는 50℃이상의 온수를 슬래그에 뿌리는 방법 및 제 2001-26470호에서는 슬래그 표면을 탄산화시키는 방법등이 개시되고 있으나, 이는 처리된 슬래그를 사용하기 위하여 트럭으로 운반하여 덤핑하는 경우, 슬래그 표면이 마모되거나 슬래그 자체가 분쇄되어 새로운 표면이 나타나므로 실사용에서 효과를 얻기가 어려운 단점이 있다.
따라서 종래의 방법과 같이 외부 물질 첨가에 따른 온도저하 및 원가상승을 고려하지 않아도 되며, 또한, 실제 사용시 덤핑(dumping)을 하여도 전혀 문제가 없는 새로운 처리방법이 요구된다.
이에 본 발명의 목적은 대기 및 토양 오염을 일으키는 슬래그 중의 불소 용출을 억제하기 위하여, 용융된 제강슬래그의 FeO를 산소로 재산화시켜 불소 용출량을 저감시키는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명은
용융 제강슬래그에 산소를 취입하여 FeO를 Fe2O3로 재산화 시킴을 특징으로 하는 제강슬래그의 불소 용출 저감방법에 관한 것이다.
이하 본 발명에 대하여 상세히 설명하고자 한다.
본 발명의 구현에 있어서, 제강슬래그중의 불소 용출량을 감소시키기 위하여 용융 제강슬래그 내에 산소를 취입하여 용융슬래그 내의 FeO가 Fe2O3로 재산화되도록 한다. 산화반응을 위한 공급원으로 공기를 사용하여도 무방하나 공기 중 질소에 의한 냉각과 NOx 발생을 염려하여 산소를 사용하는 것이 바람직하다.
용융 제강슬래그 중에 존재하는 철분관련 성분은 다음 표 1과 같다.
[표 1] (단위: wt %)
| T-Fe | FeO | Fe2O3 | |
| 제강슬래그 | 22.05 | 16.03 | 12.37 |
상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 용융슬래그중에 FeO로 존재하는 철분은 약 16%임을 알 수 있으며, 이러한 FeO를 산소로 재산화시켜 Fe2O3를 형성하게 된다. 이때의 산화 반응은 발열반응이므로 용융된 상태를 유지하기 위해 별도의 열을 가하지 않아도 되며, 이에 따라 용융슬래그 온도가 상승하여 균일하게 개질된다.
상기와 같이 용융슬래그에 산소를 취입하여 재산화 시킨 후 용융 제강슬래그 중의 철분관련 성분을 다음 표 2에 나타내었다.
[표 2] (단위: wt %)
| T-Fe | FeO | Fe2O3 | |
| 처리된 제강슬래그 | 22.22 | 2.78 | 28.37 |
상기 표 2에 나타낸 바와 같이, 재산화 후에는 FeO가 거의 대부분 Fe2O3로 재산화 된다.
상기와 같이 용융된 제강슬래그의 FeO가 Fe2O3로 재산화되어 용융 제강슬래그 중의 Fe2O3의 함량이 많아지면, 불소의 용출량이 현저하게 감소된다. 이는 재산화 시 생성되는 Fe2O3에 의해서 형석성분이 안정화되는 것으로 이해된다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.
실시예
용융제강슬래그를 담은 래들 내에 내화물로 된 산소랜스를 담그고 산소를 취입하였다. 산소를 취입하면 FeO가 Fe2O3로 산화되면서 퓸(fume)가 발생한다. 계속하여 산소를 취입하여 재산화가 종료되면 퓸 발생이 거의 없어지게 된다. 이때 산소취입을 중지하고 용융슬래그를 배재장에 비교적 얇게 붓는다. 이를 냉각한 다음 분쇄하고 시료를 채취하여 재산화 시키지 않은 것과 비교하였다. 불소 용출은 폐기물 공정시험방법에 따라 용출시켰다. 그 결과를 표 3에 나타내었다.
[표 3]
| 불소용출량(㎎/ℓ) | |
| 미처리 제강슬래그 | 7.02 |
| 재산화 처리 제강슬래그 | 0.17 |
본 발명의 방법에 따라 재산화 처리된 제강슬래그의 불소용출량은 미처리 슬래그의 1/70으로 감소하였다. 또 이 용출량은 일본 규제치인 0.8ppm 이하였다.
본 발명에 의하여 제강슬래그의 불소용출량 저감방법이 제공된다. 즉 외부물질 첨가나 표면 개질 없이 용융상태에서 산소만을 취입하는 대단히 간단하고 염가의 방법으로 슬래그를 개질하므로 불소 용출량을 획기적으로 줄일 수 있다.
Claims (1)
- 용융 제강슬래그에 산소를 취입하여 슬래그 중의 FeO를 Fe2O3로 재산화 시킴을 특징으로 하는 용융된 제강슬래그의 불소 용출 저감방법.
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| KR10-2003-0067467A KR100536305B1 (ko) | 2003-09-29 | 2003-09-29 | 전로슬래그중의 불소 용출 저감방법 |
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| Publication Number | Publication Date |
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| KR101038790B1 (ko) * | 2008-10-29 | 2011-06-03 | 재단법인 포항산업과학연구원 | 불소 용출 및 용출액의 ｐＨ가 저감된 제강슬래그 및 그 제조 방법 |
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2003
- 2003-09-29 KR KR10-2003-0067467A patent/KR100536305B1/ko not_active IP Right Cessation
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