KR20080069983A - 납 제련 방법 및 장치 - Google Patents

납 제련 방법 및 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20080069983A
KR20080069983A KR20087010721A KR20087010721A KR20080069983A KR 20080069983 A KR20080069983 A KR 20080069983A KR 20087010721 A KR20087010721 A KR 20087010721A KR 20087010721 A KR20087010721 A KR 20087010721A KR 20080069983 A KR20080069983 A KR 20080069983A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
lead
slag
furnace
smelting furnace
containing slag
Prior art date
Application number
KR20087010721A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101318479B1 (ko
Inventor
필립 아더 스콧
윌리암 존 에링톤
Original Assignee
윤난 메탈러지칼 그룹
엑스트라타 테크놀로지 피티와이 엘티디
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
Priority claimed from AU2005905513A external-priority patent/AU2005905513A0/en
Application filed by 윤난 메탈러지칼 그룹, 엑스트라타 테크놀로지 피티와이 엘티디 filed Critical 윤난 메탈러지칼 그룹
Publication of KR20080069983A publication Critical patent/KR20080069983A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101318479B1 publication Critical patent/KR101318479B1/ko

Links

Images

Classifications

    • 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
    • C22B13/00—Obtaining lead
    • C22B13/02—Obtaining lead by dry processes
    • 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
    • C22B7/04—Working-up 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
    • C22B13/00—Obtaining lead
    • 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
    • C22B13/00—Obtaining lead
    • C22B13/06—Refining
    • 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
    • C22B5/00—General methods of reducing to metals
    • C22B5/02—Dry methods smelting of sulfides or formation of mattes
    • C22B5/10—Dry methods smelting of sulfides or formation of mattes by solid carbonaceous reducing agents
    • 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
    • C22B19/00—Obtaining zinc or zinc oxide
    • C22B19/04—Obtaining zinc by distilling
    • C22B19/08—Obtaining zinc by distilling in blast furnaces
    • 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

Abstract

본 발명에 따른 납의 제조 방법은 공급물 제조 유닛(10)으로 보내지는 납 농축물, 융제 및 고체 연료를 공급함을 포함한다. 이어서 상기 제조되고, 혼합된 공급물은 납 제련로(14), 예를 들어 ISASMELT 노 또는 다른 상부 유입 침지형 랜스 노로 보내진다. 공기 또는 산소(16)는 침지형 랜스를 통해 상기 ISASMELT 노(14) 중의 용융된 충전물에 주입된다. 상기 노(14)에서, 상기 공급물 혼합물은 납 괴 및 납 함유 슬래그로 전환된다. 상기 납 괴는 탭홀 또는 위어(18)을 통해 분리된다. 상기 슬래그는 탭홀 또는 위어(20)을 통해 분리된다. 상기 노(14)로부터 분리된 슬래그(20)는 적합한 크기 범위를 갖는 덩어리로 형성된다. 상기 슬래그 덩어리(20)는 코크스 및 융제(26)와 함께 용광로(28)에 공급된다. 상기 용광로(28)에서, 상기 슬래그는, 탭홀 또는 위어(30)을 통해 분리되는 납 괴 및 탭홀(32)를 통해 분리되는 폐 슬래그로 전환된다. 상기 (18) 및 (30)에서 분리된 납 괴는 후속적으로 추가의 처리를 위해 납 정련장치(34)로 공급될 수 있다.

Description

납 제련 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR LEAD SMELTING}
본 발명은 납 설파이드를 함유하는 물질로부터 납을 제조하는 방법에 관한 것이다. 또 다른 태양에서, 본 발명은 또한 납의 제조 장치에 관한 것이다.
가장 중요한 납 광석은 갈레나(galena)이며, 이는 주로 납 설파이드로 이루어진다. 상기와 같은 광석으로부터 납을 제조하는 것은 전형적으로 납 설파이드 함유 농축물을 제조하는 포말 부유선광(froth flotation) 단계를 포함한다. 상기 납 설파이드 함유 농축물은 전형적으로 납 설파이드, 아연 설파이드, 철 설파이드, 실리카 및 산화 칼슘을 포함한다. 상기 농축물을 후속적으로 제련하여 납 금속을 제조한다.
통상적인 납 제련 플랜트는 소결 플랜트를 포함한다. 상기 농축물을 용광로에서의 제련 단계 전에 상기 소결 플랜트에 통과시킨다. 상기 소결 플랜트에서, 상기 농축물은 연소되거나 배소되어 이산화 황을 함유하는 오프가스(off gas) 및 납 산화물, 실리카 및 다른 산화물을 함유하는 소결된 생성물을 생성시킨다. 상기 소결 플랜트는 상기 농축물을 산화시키고 상기 농축물로부터 대부분의 황을 분리한 다.
전형적인 소결 플랜트는 상기 농축물이 걸리는 이동식 체를 갖는다. 상기 이동식 체는 다수의 윈드 박스(wind box) 위를 이동하며, 상기 박스를 통해 기류가 상향으로 흐른다. 상기 소결 플랜트는 상기 소결 플랜트가 제대로 가동되도록 하기 위해서, 특히 입자 크기 및 수분 함량에 대한 특수한 공급물 조절을 필요로 한다. 또한, 상기 소결 플랜트에서 발생하는 열의 양을 조절하기 위해 매우 큰 소결 재생비(recycle ratio)가 요구된다. 상기 소결 플랜트에서 임의의 납 금속의 형성(이는 상기 소결 플레이트 내에서 상기 이동식 체를 막을 수 있다)을 피하기 위해 상기 소결 플랜트의 가동을 제어하는 것이 중요하다.
상기 소결 플랜트에서, 상기 설파이드 종은 주로 산화물로 전환되고 미세 분말들은 덩어리로 응집된다. 상기 응집된 입자들은 하류의 용광로에서 사용하기에 편리한 크기로 분쇄될 수 있다. 상기 소결 플랜트의 기체는 임의의 증기의 회수 및 황산을 형성하는 황 함유 기체의 분리를 위해 기체 세척 장치로 향한다.
상기 소결 플랜트를 떠나는 소결물은 후속적으로 납 제련 용량로에 대한 공급물로서 사용된다. 상기 소결물을 탄소질 물질(전형적으로는 코크스) 및 융제(예를 들어 석회석)와 혼합하여 용광로의 상부에 공급한다. 상기 용광로에서, 공기를 상기 용광로의 기부를 향해 위치한 송풍구를 통해 주입한다. 공기가 상기 용광로를 통해 상향으로 통과함에 따라, 상기 코크스의 일부가 연소를 일으켜 상기 제련 공정을 위한 에너지를 공급한다. 상기 코크스의 존재는 상기 용광로의 반응 대역 내에 주로 환원 분위기를 유지시켜, 상기 소결물 중의 납 산화물이 납 금속으로 환 원되게 한다. 납 금속을 상기 용광로의 기부로부터 탭핑(tappin)하여 떨어지게 하고, 이를 주괴(ingot)로 캐스팅하거나 납 정련 공정으로의 이동을 위해 래들(laddle)에 수거한다. 상기 용광로로부터 수거된 납 금속을 통상적으로는 납 괴(bullion)라 칭하는데, 그 이유는 납 금속이 농축물 중의 임의의 귀금속에 대한 수집기로서 작용하기 때문이다.
상술한 통상적인 납 제조 공정(소결 플랜트와 용광로를 결합)은 전세계 납 생산의 대략 80%를 회수하는데 사용된다.
설파이드 광석 및 농축물로부터 납을 회수하기 위한 다른 공정들이 또한 개발되었다. 이러한 공정에는 키브셋(Kivcet) 공정, QSL 공정 및 ISASMELT 공정이 있다.
상기 ISASMELT 공정은 상부 유입 침지형(top entry submerged) 랜스를 통한 용융물로의 기체 주입을 사용한다. 상기 상부 유입 침지형 랜스를 통한 기체의 주입은, 고 강도 제련 또는 환원 반응이 일어나는 매우 난류형(turbulent)인 욕(bath)을 생성시킨다. 상기 ISASMELT 공정에서, 2 단계 공정을 사용할 수 있다. 상기 2 단계 공정에서는, 납 농축물을 제련로 중의 용융된 슬래그(slag) 욕에 직접 가한다. 이는 납 함유 슬래그를 생성시키고, 상기 슬래그는 상기 납 함유 슬래그가 환원되어 납 괴를 형성하는 제 2의 노(furnace)로 운반된다. 상기 두 노는 모두 기체의 주입에 상부 유입 침지형 랜스를 사용한다.
상기 ISASMELT 공정은 또한 상기 제련로에 첨가된 농축물의 일부를 납 괴로 직접 환원시키는데 사용될 수 있다. 전형적으로, 높은 수준의 납, 예를 들어 55% 내지 80%, 보다 바람직하게는 60% 내지 75%의 납을 함유하는 농축물이 상기 방식으로 가공되었지만, 상기 범위 밖의 납 농도를 갖는 농축물도 또한 직접 제련을 사용하여 가공될 수 있다.
본 발명의 목적은 납 설파이드 함유 물질로부터 납을 제조하기 위한 대체 납 제련 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
첫 번째 태양에서, 본 발명은
(a) 납 설파이드 함유 물질을 납 제련로(smelting furnace)에 공급하여 납 함유 슬래그(slag) 및 납 괴(bullion)를 제조하는 단계;
(b) 상기 납 제련로로부터 상기 납 괴를 분리하는 단계;
(c) 상기 납 제련로로부터 상기 납 함유 슬래그를 분리하는 단계; 및
(d) 상기 납 함유 슬래그를 용광로(blast furnace)에 공급하여, 여기에서 상기 납 함유 슬래그를 납 괴 및 폐 슬래그로 전환시키는 단계
를 포함하는, 납 설파이드 함유 물질로부터 납을 제조하는 방법을 제공한다.
본 발명 방법의 단계 (a)에서, 상기 납 설파이드 함유 공급물질을 납 제련로에 공급한다. 상기 노에서 상기 공급물질은, 상기 납 설파이드의 일정 부분은 납 금속으로 전환되고 상기 납 설파이드의 나머지 부분은 상기 노에서 슬래그로 보고되도록 전환되는 조건 하에서 가공된다. 따라서, 상기 납 제련로 중의 슬래그는 납 함유 슬래그이다. 상기 슬래그 중의 납은 통상적으로 PbSiO4의 형태이다. 상기 납 제련로를 떠나는 생성물은 납 괴, 납 함유 슬래그 및 오프가스를 포함함을 알 수 있다. 상기 오프가스는 전형적으로는 이산화 황을 함유할 것이다. 따라서, 상기 오프가스로부터 이산화황이 분리되도록 상기 오프가스를 적절히 처리한다. 상기 이산화황은 바람직하게는 황산의 제조에 사용된다.
상기 납 제련로를 떠나는 오프가스는 또한 약간의 납 증기(이것은 발연된 납 설파이드의 형태로 존재할 수 있다)를 함유할 수 있다. 상기 납 증기는 적용가능한 환경 기준을 만족시키도록, 또한 상기 납 제련로로 재순환되어 상기 공급물질로부터의 납 손실을 최소화할 수 있도록 회수된다.
본 발명의 하나의 바람직한 실시태양에서, 상기 납 제련로는 상부 유입 침지형 랜스 노를 포함한다. 상기와 같은 노는 적합하게는 단순하고, 고정된, 내화 처리된(refractory-lined) 노를 포함한다. 상부 유입 침지형 랜스는 산소(이것은 공기의 형태로 존재할 수 있다) 및 연료를 용융된 슬래그의 욕에 주입하는 데 사용된다. 상기와 같은 상부 유입 침지형 랜스 공법 중 하나는 엑스트라타 테크놀로지(Xstrata Technology)사의 디자인 및 설치를 이용할 수 있는 ISASMELT 노(마운트 이사 마인스(Mount Isa Mines)에 의해 개발됨)이다. 다른 상부 유입 침지형 랜스 공법 제련기가 또한 존재하며 이 역시 본 발명에 사용될 수 있다.
ISASMELT 노가 납 제련로로서 사용하기에 바람직한 노이지만, 납 괴 및 납 설파이드 함유 공급물질로부터의 납 함유 슬래그를 직접 생산할 수 있는 임의의 다른 노도 또한 본 발명의 단계 (a)에 사용할 수 있음을 알 것이다.
상기 단계 (a)에서 생성된 납 괴를 납 제련로로부터 적합하게 분리하여, 이를 직접 회수하거나 추가의 정련 공정으로 보내어 이의 순도를 증가시킨다. 상기 납 괴는 연속적으로 분리되거나, 상기 제련로 중의 납 괴의 양이 지정된 수준에 도달하면 분리되거나, 또는 지정된 기간 후에 분리될 수 있다.
상기 납 제련로 중에 형성된 슬래그를 또한 상기 납 제련로로부터 분리하고 후속적으로 상기 용광로에 대한 공급물질로서 사용한다. 상기 납 제련로로부터 분리된 슬래그를 적합하게 냉각시키면(또는 냉각되게 하면), 이때 상기 슬래그는 고화된다. 상기 용광로에 대한 공급물질로서 사용하기 위해 요구되는 크기 분포를 갖는 납 함유 슬래그의 덩어리(lump)를 수득하기 위해서, 상기 고화된 슬래그를 적합한 크기로 감소시킬 수 있다. 상기 용융된 슬래그를 캐스팅하고 후속적으로 적합한 크기 감소 장치를 사용하여 분쇄하거나, 또는 상기 용융된 슬래그를 적합한 크기의 성형물로 캐스팅할 수 있다. 또 다르게는, 상기 슬래그를 또한 과립화하고 이어서 이를 응집시키거나 펠릿화하여 상기 슬래그가 상기 용광로로 공급될 수 있게 한다.
상기 납 함유 슬래그는 상기 용광로에 대한 공급물질로서 사용된다. 상기 용광로에서, 상기 납 함유 슬래그는 야금학적 코크스와 함께 상기 용광로의 상부로 적절하게 공급된다. 상기 슬래그 및 코크스를 목적하는 크기 범위 내인 적합한 크기로 만들어, 이들이 균일하게 혼합되게 하고, 상기 공급물이 상기 노 내에서 하부로 움질일 때 상기 용광로의 샤프트(shaft)내에서 상기 물질의 다공성이 유지되게 한다. 상기 용광로의 하부 송풍구(tuyere)는 상기 코크스를 일산화 탄소로 연소시키고, 상기 일산화탄소는 상기 송풍구 바로 위에서 상기 슬래그와 반응하여 납 금속 및 폐 슬래그를 생성시킨다. 상기 폐 슬래그는 전형적으로는 3% 미만의 납 산화물, 바람직하게는 2% 미만의 납 산화물을 함유한다. 상기 송풍구 대역으로부터 상승하는 고온 기체는, 상기 공급물 혼합물이 상기 노의 샤프트 아래로 서서히 이동함에 따라 상기 공급물 혼합물을 예열한다. 상기 용광로 기체는 이러한 열 교환으로 인해 비교적 저온에서 상기 노를 떠난다. 이것은 상기 용광로의 효율을 개선시킨다.
상기 슬래그가 상기 송풍구 부근 및 송풍구 바로 위의 대역에 도달함에 따라, 상기 슬래그는 용융하기 시작할 것이다. 상기 납 제련로로부터의 슬래그를 납 금속 및 폐 슬래그로 전환시키는 반응들은 상기 용융된 슬래그 물질 대역에서 일어난다. 이러한 반응은, 상기 영역의 온도를 증가(예를 들어 분사 공기의 산소 함량 증가(enrichment)에 의해)시키고/시키거나, 예를 들어 상기 송풍구를 통해 분쇄된 석탄의 주입에 의해 보다 환원성인 조건을 유지시킴으로써 극대화될 수 있다. 상기 노를 또한 상기 영역에서의 반응을 위해 체류 시간이 최대화되도록 디자인할 수 있다.
상기 용광로에서 형성된 납 괴는 연속적인 배수 또는 주기적인 탭핑에 의해 상기 용광로로부터 분리된다. 유사하게, 상기 폐 슬래그도 또한 상기 용광로로부터 분리된다. 상기 용광로로부터 회수된 납 괴는 주괴로 캐스팅되거나 추가의 정제를 위해 납 정련장치로 보내질 수 있다.
본 발명의 방법에서, 납 제련로는 납 설파이드 함유 공급물질을 부분적으로 납 괴 및 부분적으로 납 함유 슬래그로 전환시키기 위해 사용된다. 상기 납 제련로에 대한 공급물질을 형성할 수 있는 전형적인 납 농축물은 통상적으로 하기 범위의 조성을 갖는다:
종 Pb Zn Fe S CaO SiO2
중량% 50-75 2-8 5-13 15-23 0.2-0.5 1.5-3
상기 납 농축물 중에 존재하는 광물질들은 본질적으로 PbS, ZnS, FeS, FeS2, CaCO3 및 SiO2로 간주될 수 있다. 상기 납 농축물을 공기, 탄소질 물질 및 융제(fluxing agent, 전형적으로는 실리카)와 함께 상기 납 제련로에 가한다. 상기 납 제련로에서, 상기 납 농축물 중의 아연 및 철 설파이드는 ZnO 및 Fe2O3로 산화되는 반면, PbS는 부분적으로 산화되어 Pb 금속 및 PbO를 생성시킨다. 이들 산화물은 실리카와 반응하여, PbSiO4, Zn2SiO4 및 Fe2SiO4의 혼합된 용액으로 간주될 수 있는 용융된 슬래그를 형성한다. 상기 슬래그는 또한 고상 결정을 함유할 수 있다. 예를 들어, 상기 ZnO 및 Fe2O3를 완전히 녹이기에 불충분한 실리카가 존재하는 경우 아연 페라이트(ZnFe2O4) 결정이 형성될 수 있다. 상기 슬래그 중의 CaO 함량이 높은 경우, 멜릴라이트 결정(전형적으로 Ca2MgSiO7)이 침전될 수 있다. 아연 페라이트 결정은 등축인 반면 멜릴라이트 결정은 전형적으로 길고 래스(lath)형이다.
상기 납 제련로에서 형성된 슬래그는 전형적으로는 납, 아연 및 철의 실리케이트를 함유하지만, 상기 슬래그의 조성은 통상적으로 동량의 상응하는 납, 아연 및 철의 산화물로 보고된다.
하나의 실시태양에서, 본 발명의 방법을 상기 납 제련로에서 생성된 납 함유 슬래그가 전체 슬래그의 40 내지 55 중량% 범위의 납 산화물 함량 및 0.4 미만의 CaO/SiO2 비 및 7 내지 10 중량%의 아연 함량을 갖도록 실시한다. 상기 슬래그는 일정량의 고상 아연 페라이트 결정, 전형적으로 약 15 내지 30 부피%, 보다 전형적으로 약 20 부피%의 고상 아연 페라이트 결정을 함유할 것이다. 상기 슬래그는 1050 ℃에서 매우 유동성이다. 또한, 상기 슬래그는, 침지형 랜스의 작동에 의해 상기 노의 내화 처리된 벽 상에 튈 때, 상기 노 벽 상에 아연 페라이트의 보호층을 침착시키는 특별한 성질을 갖는다. 이것은 상기 납 제련로 내의 내화 물질의 마모가 최소로 일어나거나 또는 전혀 일어나지 않게 한다. 상기 슬래그는 상기 공정을 비교적 저온에서 수행되게 하며, 따라서 연료 요구를 최소화한다. 상기 슬래그가 높은 유동성을 갖는다는 것은, 휘발성 PbS를 상기 슬래그 욕에 신속하게 혼입시켜, PbS로 납이 발연되는 것을 거의 완전히 억제함을 의미한다.
상기 실행 실시태양에서, 상기 슬래그 특성은 상기 슬래그의 냉각속도를 그다지 변화시키지 않는다. 따라서, 상기 슬래그를 상기 납 제련로로부터 분리하여 용광로를 위해 준비된 후에 급속히 냉각시킬 수 있다.
본 발명의 상기 실시태양에서 상기 납 제련로 중에 형성된 상기 슬래그의 화학적 성질로 인해, 용광로 내에서 납 슬래그의 신속한 환원을 달성하기 위해서 상기 용광로 중에 형성된 폐 슬래그 중의 CaO/SiO2 비를 0.6 초과로 증가시킬 필요가 있다. 따라서, 일부 형태의 석회를 상기 용광로에 직접 첨가하는 것이 통상적으로 필요하다. 상기 석회는 상기 용광로 샤프트내에서 상기 물질이 투과성이 유지되도록 돕는 생석회(패블(pebble))의 형태인 것이 적합할 수 있다.
본 발명에 따른 방법의 또 다른 실시태양에서, 상기 납 제련로를 통상적인 납 소결물과 유사한 광물학적 성질들을 갖는 슬래그를 생성하도록 작동시킨다. 상기 납 제련로 중에 형성된 상기 납 함유 슬래그는 적합하게는 45 내지 55 중량% 범위의 납 산화물 함량 및 0.6 초과의 CaO/SiO2 비를 갖는다. 상기 납 함유 슬래그를 납 실리케이트 유리 상을 둘러싸는 바늘 또는 래스형 멜릴라이트 결정의 연동(interlocking) 망상구조로 이루어진 광물학적 구조를 생성하도록 처리할 수 있다. 예를 들어, 상기 납 제련로로부터 분리된 납 함유 슬래그를 분당 50 ℃ 미만의 냉각 속도로 냉각시킬 수 있다. 상기 슬래그는 통상적인 납 소결물과 유사한 연성을 가지며 상기 용광로에서 통상적인 납 산화물 소결물과 유사한 방식으로 반응한다. 상기 슬래그 중의 비교적 높은 CaO/SiO2 비로 인해, 상기 용광로에서 추가적인 석회 용해는 요구되지 않는다.
두 번째 태양에서, 본 발명은 납 설파이드 함유 물질로부터 납을 제조하기 위한 플랜트를 제공하며, 상기 플랜트는 상기 납 설파이드 함유 물질로부터 납 및 납 함유 슬래그를 형성시키기 위한 납 제련로, 상기 납 설파이드 함유 물질을 상기 납 제련로로 공급하기 위한 공급 수단, 상기 납 제련로로부터 상기 납 함유 슬래그를 분리하기 위한 슬래그 분리 수단, 상기 납 함유 슬래그를 납과 폐 슬래그로 전환하기 위한 용광로, 및 상기 납 함유 슬래그를 용광로로 공급하기 위한 슬래그 공급 수단을 포함한다.
상기 납 제련로는 적합하게는 상부 유입 침지형 랜스 노이다. 상부 유입 침지형 랜스 노의 예는 ISASMELT라는 이름으로 엑스트라타 테크놀로지에 의해 설계된 노이다. 다른 상부 유입 침지형 랜스 노도 또한 사용할 수 있다. 상기 슬래그 분리란 상기 납 제련로로부터 납 함유 슬래그를 분리함을 의미한다. 이어서 상기 슬래그를 슬래그 처리 수단에서 적합하게 처리하여 상기 슬래그를 상기 용광로에 공급하기 적합한 형태로 형성시킨다. 상기 슬래그 처리 수단은 적합하게는 상기 용융된 슬래그를 캐스팅하고 상기 용융된 슬래그를 냉각시켜 고화시키기 위한 캐스터(caster)를 포함한다. 하나의 실시태양에서, 상기 캐스터는 상기 용융된 슬래그를 상기 용광로에의 공급하기 위해 상기 용융된 슬래그를 목적하는 크기 범위의 분리된 덩어리들로 캐스팅한다. 또 다른 실시태양에서, 상기 캐스터로부터의 고화된 슬래그를 입자 크기 감소 수단에 통과시켜 상기 용광로에 공급하기 위한, 목적하는 크기 범위를 갖는 고화된 슬래그 덩어리를 형성시킨다. 다르게는, 상기 용광로에 공급하기 위해 상기 슬래그를 과립화하고, 이어서 응집 또는 펠릿화 공정을 수행할 수 있다. 또한, 본 발명의 용광로에는 코크스(또는 다른 탄소질 물질), 필요할 수도 있는 임의의 융제 및 상기 용광로로의 임의의 산소 함유 기체 스트림을 상기 용광로로 공급하기 위한 다른 공급 수단이 구비될 수 있다. 이들은 본질적으로 통상적이며 추가로 기술할 필요가 없다.
도 1은 본 발명의 실시태양에 따른 공정 및 플랜트의 흐름도를 나타낸다.
도면의 상세한 설명
첨부된 도면은 본 발명의 바람직한 실시태양을 예시할 목적으로 제공되었다. 본 발명이 오로지 첨부된 도면에 나타낸 실시태양으로만 제한되는 것으로 간주해서는 안 됨은 물론이다.
도 1에 나타낸 흐름도는 공급물 제조 유닛(10)으로 보내지는 납 농축물, 융제 및 고체 연료를 나타낸다. 이어서 상기 제조된, 혼합된 공급물은 라인(12)을 통해 납 제련로(14)로 보내진다. 도 1에 나타낸 흐름도에서, 상기 납 제련로(14)는 ISASMELT 노이다. 당해 분야의 숙련가들에게 공지된 바와 같이, ISASMELT 노는 상부 유입 침지형 랜스 노이다. 공기(16)(산소가 풍부할 수 있다)는 침지형 랜스를 통해 상기 ISASMELT 노(14) 중의 용융된 충전물에 주입된다.
상기 ISASMELT 노(14)에서, 상기 노에 공급된 공급물 혼합물은 납 괴 및 납 함유 슬래그로 전환시킨다. 상기 납 괴를 탭홀(tap hole) 또는 위어(weir)(18)을 통해 분리한다. 상기 슬래그는 탭홀 또는 위어(20)을 통해 분리한다. 상기 ISASMELT 노(14)로부터의 오프가스는 오프가스 시스템(22)를 통해 분리하고 산 플랜트(24)에 공급하여, 이로부터 황 함유 화합물을 분리하고 황산을 제조할 수 있다. 도 1에 도시되지는 않았지만, 상기 오프가스(22) 중에 함유된 임의의 납 증기를 또한 통상적으로 공지된 기법에 따라 회수할 수 있다.
상기 ISASMELT 노로부터 분리된 슬래그(20)는 적합하게는 바람직한 크기 범위를 갖는 덩어리로 형성된다. 이것은 상기 슬래그를 고화시키고 후속적으로 상기 슬래그를 분쇄 또는 파쇄하거나, 적합한 크기 범위를 갖는 덩어리로 캐스팅하거나, 또는 상기 슬래그를 과립화한 다음 응집 또는 펠릿화함으로써 수행될 수 있다. 상기 슬래그 덩어리(20)는 코크스 및 융제(26)와 함께 용광로(28)에 공급된다. 상기 용광로(28)에서, 상기 슬래그는 탭홀 또는 위어(30)을 통해 분리되는 납 괴 및 탭홀(32)를 통해 분리되는 폐 슬래그로 전환된다.
상기 (18) 및 (30)에서 분리된 납 괴는 후속적으로 추가의 처리를 위해 납 정련장치(34)로 공급될 수 있다.
당해 분야의 숙련가들은 본 발명에 대해 상기 구체적으로 개시된 것 이외의 변경 및 변형을 용이하게 수행할 수 있음을 알 것이다. 본 발명은 본 발명의 진의 및 범위 내에 있는 모든 상기와 같은 변경 및 변형을 포함하는 것으로 이해될 수 있다.

Claims (26)

  1. (a) 납 설파이드 함유 물질을 납 제련로(smelting furnace)에 공급하여 납 함유 슬래그(slag) 및 납 괴(bullion)를 제조하는 단계;
    (b) 상기 납 제련로로부터 상기 납 괴를 분리하는 단계;
    (c) 상기 납 제련로로부터 상기 납 함유 슬래그를 분리하는 단계; 및
    (d) 상기 납 함유 슬래그를 용광로(blast furnace)에 공급하여, 여기에서 상기 납 함유 슬래그를 납 괴 및 폐 슬래그로 전환시키는 단계
    를 포함하는, 납 설파이드 함유 물질로부터 납을 제조하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 납 제련로가 상부 유입 침지형(top entry submerged) 랜스 노를 포함하는, 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상부 유입 침지형 랜스를 통해, 용융된 슬래그의 욕(bath)에 산소 또는 공기 및 연료를 주입하는, 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    융제(fluxing agent)를 상기 납 제련로에 가하는, 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 납 제련로로부터 분리된 납 함유 슬래그를 처리하여, 상기 용광로에 대한 공급물질로서 사용하기에 적합한 크기 분포를 갖는 상기 납 함유 슬래그의 덩어리(lump)를 수득하는, 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 납 제련로에서 생성된 납 함유 슬래그가 전체 슬래그의 40 내지 55 중량% 범위의 납 산화물 함량, 0.4 미만의 CaO/SiO2 비, 및 7 내지 10 중량%의 아연 함량을 갖는, 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 납 함유 슬래그가 대략 15 내지 30 부피% 량의 고상 아연 페라이트 결정을 함유하는, 방법.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 납 함유 슬래그를 상기 납 제련로로부터 분리한 후에 급냉시켜 상기 용광로에 공급하기 위한 공급물 입자를 형성하는, 방법.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 용광로 중에 형성된 폐 슬래그 중의 CaO/SiO2의 비가 0.6을 초과하도록 조절하는, 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    석회를 상기 용광로에 가하여 상기 CaO/SiO2 비를 조절하는, 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 석회가, 상기 용광로 샤프트(shaft)내에서 상기 물질이 투과성을 유지하는 것을 돕는 생석회 패블(pebble)의 형태인, 방법.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 납 제련로를 45 내지 55 중량% 범위의 납 산화물 함량 및 0.6 초과의 CaO/SiO2 비를 갖는 납 함유 슬래그를 생성하도록 작동시키는, 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 납 제련로로부터 분리한 상기 납 함유 슬래그를 냉각시켜, 납 실리케이트 유리 상을 둘러싸는 바늘 또는 래스(lath)형 멜릴라이트 결정의 연동(interlocking) 망상구조로 이루어진 광물학적 구조를 갖는 납 함유 슬래그를 형 성하는, 방법.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 납 함유 슬래그를 분당 50 ℃ 미만의 냉각 속도로 냉각시키는, 방법.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 납 함유 슬래그를 야금학적 코크스와 함께 상기 용광로의 상부에 공급하는, 방법.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 폐 슬래그가 3% 미만의 납 산화물을 함유하는, 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 폐 슬래그가 2% 미만의 납 산화물을 함유하는, 방법.
  18. 제 1 항에 있어서,
    상기 단계 (a)에서 생성된 납 괴를 상기 납 제련로로부터 분리하여, 이를 직접 회수하거나 추가의 정련 공정으로 보내어 이의 순도를 증가시키는, 방법.
  19. 제 1 항에 있어서,
    상기 용광로로부터 분리한 납 괴를 직접 회수하거나 납 정련장치로 보내어 추가로 정련하는, 방법.
  20. 납 설파이드 함유 물질로부터 납 및 납 함유 슬래그를 형성시키기 위한 납 제련로, 상기 납 설파이드 함유 물질을 상기 납 제련로로 공급하기 위한 공급 수단, 상기 납 제련로로부터 상기 납 함유 슬래그를 분리하기 위한 슬래그 분리 수단, 상기 납 함유 슬래그를 납과 폐 슬래그로 전환하기 위한 용광로, 및 상기 납 함유 슬래그를 상기 용광로에 공급하기 위한 슬래그 공급 수단을 포함하는, 납 설파이드 함유 물질로부터 납을 제조하기 위한 플랜트.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 납 제련로가 상부 유입 침지형 랜스 노인, 플랜트.
  22. 제 20 항에 있어서,
    상기 슬래그를 상기 용광로에 공급하기 적합한 형태로 형성시키기 위한 슬래그 처리 수단을 추가로 포함하는, 플랜트.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 슬래그 처리 수단이, 상기 용융된 슬래그를 캐스팅하고 상기 용융된 슬래그를 냉각시켜 고화시키기 위한 캐스터(caster)를 포함하는, 플랜트.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 캐스터가 상기 용융된 슬래그를 상기 용광로에 공급하기 적합한 크기의 성형물로 캐스팅하는, 플랜트.
  25. 제 22 항에 있어서,
    상기 캐스터로부터의 고화된 슬래그를 크기 감소 수단에 통과시켜 상기 용광로에 공급하기 적합한 크기 범위를 갖는 고화된 슬래그 덩어리를 형성시키는, 플랜트.
  26. 제 21 항에 있어서,
    상기 슬래그 처리 수단이 과립화기, 응집기 또는 펠릿화기를 포함하는, 플랜트.
KR1020087010721A 2005-10-06 2006-10-05 납 제련 방법 및 장치 KR101318479B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AU2005905513A AU2005905513A0 (en) 2005-10-06 Method and Apparatus for Lead Smelting
AU2005905513 2005-10-06
PCT/AU2006/001460 WO2007038840A1 (en) 2005-10-06 2006-10-05 Method and apparatus for lead smelting

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20080069983A true KR20080069983A (ko) 2008-07-29
KR101318479B1 KR101318479B1 (ko) 2013-10-16

Family

ID=37905915

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020087010721A KR101318479B1 (ko) 2005-10-06 2006-10-05 납 제련 방법 및 장치

Country Status (6)

Country Link
US (1) US8133295B2 (ko)
JP (1) JP5480502B2 (ko)
KR (1) KR101318479B1 (ko)
CN (1) CN101321880B (ko)
CA (1) CA2624670C (ko)
WO (1) WO2007038840A1 (ko)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101988159B (zh) * 2009-08-06 2012-09-26 湖北金洋冶金股份有限公司 一种铅屑转炉的出料系统装置
CN101818260B (zh) * 2009-12-23 2012-04-25 株洲冶炼集团股份有限公司 一种采用硫磺脱除粗铅中锡的方法
CN102108443B (zh) * 2010-12-28 2012-11-07 张和起 铅蓄电池中铅的回收方法
JP2014196560A (ja) * 2013-03-08 2014-10-16 Ｄｏｗａメタルマイン株式会社 金属回収方法
CN103382526A (zh) * 2013-05-09 2013-11-06 中南大学 一种用于直接炼铅熔炼还原炉喷吹气体的方法与装置
CN103361491B (zh) * 2013-07-18 2014-05-28 湖南华信有色金属有限公司 液态高铅渣侧吹水煤气还原工艺
RS58272B1 (sr) * 2013-08-19 2019-03-29 Glencore Tech Pty Ltd Obrada čvrstih materija sa visokim sadržajem sumpora
CN117535520A (zh) * 2024-01-09 2024-02-09 北京高能时代环境技术股份有限公司 一种铁粉内循环强化含铅废渣还原造锍熔炼的方法

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB921632A (en) * 1961-01-06 1963-03-20 Nat Smelting Co Ltd Improvements in or relating to lead blast-furnaces
US4514222A (en) * 1981-11-26 1985-04-30 Mount Isa Mines Limited High intensity lead smelting process
JPS59226130A (ja) * 1983-05-02 1984-12-19 Mitsubishi Metal Corp 鉛の連続直接製錬法
US4519836A (en) * 1983-07-20 1985-05-28 Vsesojuzny Nauchno-Issledovatelsky Institut Tsvetnoi Metallurgii Method of processing lead sulphide or lead-zinc sulphide ores, or sulphide concentrates, or mixtures thereof
US4521245A (en) * 1983-11-02 1985-06-04 Yarygin Vladimir I Method of processing sulphide copper- and/or sulphide copper-zinc concentrates
FI71770C (fi) * 1985-05-31 1987-02-09 Outokumpu Oy Reducering av smaelt metallurgiskt slagg kontinuerligt i en elektrisk ugn.
AU6109490A (en) * 1985-08-16 1990-11-22 Ausmelt Pty Ltd Recovery of metal values from metal bearing materials
GB8626085D0 (en) * 1986-10-31 1986-12-03 Rtz Technical Services Ltd Smelting complex polymetallic sulphide materials
JP2861483B2 (ja) * 1991-05-28 1999-02-24 住友金属鉱山株式会社 亜鉛及び鉛の乾式製錬法
US5569370A (en) * 1992-04-01 1996-10-29 Rmg Services Pty. Ltd. Electrochemical system for recovery of metals from their compounds
CN1131699A (zh) * 1995-11-06 1996-09-25 宗复芃 铅冶炼工艺
CN1334349A (zh) * 2001-05-24 2002-02-06 云南冶金集团总公司 富铅渣鼓风炉冶炼技术
CN1530453A (zh) * 2003-03-13 2004-09-22 湖南东港锑品有限公司 铅锑冶炼废渣处理方法
CN1584075A (zh) * 2004-05-25 2005-02-23 云南冶金集团总公司 顶吹沉没熔炼炉渣的鼓风炉粉状燃料喷吹熔炼方法

Also Published As

Publication number Publication date
CA2624670A1 (en) 2007-04-12
KR101318479B1 (ko) 2013-10-16
US20080250900A1 (en) 2008-10-16
CN101321880A (zh) 2008-12-10
US8133295B2 (en) 2012-03-13
JP5480502B2 (ja) 2014-04-23
WO2007038840A1 (en) 2007-04-12
JP2009510265A (ja) 2009-03-12
CA2624670C (en) 2014-05-27
CN101321880B (zh) 2011-07-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107653381B (zh) 含锌与铁的熔渣熔融还原生产的方法
KR101318479B1 (ko) 납 제련 방법 및 장치
WO2019071793A1 (zh) 一种由含铜熔渣回收有价组分的方法
WO2019071788A1 (zh) 一种由含铜与铁的混合熔渣生产的方法
WO2019071791A1 (zh) 锌冶炼炉渣熔融还原生产的方法
KR100470089B1 (ko) 금속 철의 제조방법
WO2019071798A1 (zh) 一种由镍冶炼熔渣生产的方法
WO2019071794A1 (zh) 一种由含铜与铁的混合熔渣回收有价组分的方法
WO2019071790A1 (zh) 由含锌与铁的混合熔渣回收有价组分的方法
CA2636155C (en) Use of an induction furnace for the production of iron from ore
WO2019071797A1 (zh) 一种由含镍与铁的混合熔渣生产的方法
WO2019071789A1 (zh) 由锌冶炼熔渣回收有价组分的方法
CN108359814B (zh) 一种硫化锑金矿富氧熔池熔炼的方法
WO2019071787A1 (zh) 一种由含镍冶炼熔渣回收有价组分的方法
CN105039701A (zh) 一种复杂富锌含铅物料处理方法
US3663207A (en) Direct process for smelting of lead sulphide concentrates to lead
AU2007281012B2 (en) Lead slag reduction
US4519836A (en) Method of processing lead sulphide or lead-zinc sulphide ores, or sulphide concentrates, or mixtures thereof
US7785389B2 (en) Feed material composition and handling in a channel induction furnace
CN110724821A (zh) 低品位多金属危险废物综合回收有价金属的方法
JP3817969B2 (ja) 還元金属の製造方法
AU2006299743B2 (en) Method and apparatus for lead smelting
CN1566379A (zh) 一种铜锌物料的鼓风炉熔炼铜锌分离方法
CN112176202A (zh) 一种采用富氧侧吹有柱熔炼的锑冶炼方法
KR101319027B1 (ko) 동제련 슬래그를 이용한 용선 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee