KR20080074524A - Ore sintering composition and ore sintering method - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 본 발명에 따른 광석 소결 방법의 바람직한 구체예의 연속적인 단계를 예시하는 순서도이고;1 is a flow chart illustrating the successive steps of a preferred embodiment of the ore sintering method according to the invention;
도 2는 본 발명에 따른 광석 소결 방법을 수행하기 위한 소결 시스템의 개략도이다.2 is a schematic diagram of a sintering system for carrying out the ore sintering method according to the present invention.
본 발명은 광석 소결 조성물 및 광석 소결 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 점성 농축 감미제와 유기 효소를 포함하는 광석 소결 조성물, 및 상기 광석 소결 조성물을 이용한 광석 소결 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an ore sintering composition and an ore sintering method, and more particularly, to an ore sintering composition comprising a viscous concentrated sweetener and an organic enzyme, and an ore sintering method using the ore sintering composition.
종래의 소결 공정은 광석(예를 들어, 철광석), 용제, 및 코크스 분체를 혼합 드럼에서 물과 혼합시켜 균일한 혼합물을 제조하는 단계, 상기 혼합물을 소결기 상에 넣는 단계, 상기 혼합물을 점화로를 통과해 혼합물의 코크스 분체를 점화시켜 연소 구역을 형성하는 단계, 및 혼합물의 결합된 미립자들을 용융시켜 혼합물을 소결 케이크로 통합시키는 단계를 포함한다. 상기 소결 케이크를 붕괴시키고 스크리닝하여 후속 사용을 위한 적절한 크기(> 5mm)를 수득한다. 자체 미분(return fine)으로 불리는 5mm 이하 크기를 갖는 붕괴된 펠렛은 소결 공정에서 재공급될 것이다.Conventional sintering processes involve mixing ore (eg iron ore), solvents, and coke powder with water in a mixing drum to produce a homogeneous mixture, placing the mixture on a sintering machine, and igniting the mixture with ignition. Igniting coke powder of the mixture through to form a combustion zone, and melting the combined fines of the mixture to incorporate the mixture into the sinter cake. The sintered cake is collapsed and screened to obtain an appropriate size (> 5 mm) for subsequent use. Disintegrated pellets having a size of 5 mm or less, called self fine, will be resupplied in the sintering process.
소결 공정에서, 생산성은 24시간 동안 단위 면적당 생산된 소결된 광석, 즉, 톤/m2/24hrs으로 정의된다.In the sintering process, the productivity is defined as the ore, that is, ton / m 2 / 24hrs per unit area of the sintered for 24 hours production.
본 발명의 목적은 광석 소결 조성물 및 이러한 광석 소결 조성물을 사용한 광석 소결 방법을 제공하여 비용의 증대 및 기존 장비 또는 설비의 복잡성 없이 소결 생산성을 증대시키기 위한 것이다.It is an object of the present invention to provide an ore sintering composition and an ore sintering method using such ore sintering composition to increase sintering productivity without increasing costs and complexity of existing equipment or equipment.
본 발명의 한 양태에 따르면, 광석 소결 조성물은 미립자 광석, 용제, 코크스 분체, 및 점성 농축 감미제를 포함하는 생산성 향상제를 포함한다.According to one aspect of the present invention, the ore sintering composition comprises a productivity enhancer comprising particulate ore, a solvent, a coke powder, and a viscous concentrated sweetener.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 광석 소결 방법은 미립자 광석, 용제, 코크스 분체를 함유하는 원재료를 제조하는 단계, 원재료의 접착성 미분을 물과 생산성 향상제를 이용하여 원재료의 조핵(coarse nuclei) 상에 결합시킴으로써 소결 혼합물을 생성하여 유사 입자를 형성하는 단계; 및 코크스 분체를 연소시켜 상기 소결 혼합물을 소결 케이크로 통합시키는 단계를 포함한다.According to another aspect of the present invention, the ore sintering method comprises the steps of preparing a raw material containing particulate ore, a solvent, coke powder, the adhesive fine powder of the raw material on the coarse nuclei of the raw material using water and a productivity enhancer Combining to form a sintered mixture to form similar particles; And burning the coke powder to incorporate the sinter mixture into a sinter cake.
본 발명의 특징 및 장점은 첨부 도면을 참조하는 본 발명의 바람직한 구체예의 하기의 상세한 설명으로부터 명백하게 이해할 수 있을 것이다.The features and advantages of the present invention will become apparent from the following detailed description of the preferred embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings.
본 발명에 따른 소결 조성물의 바람직한 구체예는 미립자 광석, 용제, 코크스 분체, 물, 및 점성 농축 감미제와 유기 효소를 포함하는 생산성 향상제를 포함한다.Preferred embodiments of the sintering composition according to the present invention include particulate ores, solvents, coke powder, water, and productivity enhancing agents comprising a viscous concentrated sweetener and an organic enzyme.
미립자 광석, 용제, 및 코크스 분체의 혼합물이 상당량의 미립자를 포함하기 때문에, 과립화를 위해 물만을 첨가하는 통상적인 방법은 흡입 유동 공기가 소결기 상의 이러한 종류의 과립을 통과하는 경우, 코크스 분체의 불량한 연소 효율을 초래하여 만족할 만한 다공성과 투과성을 달성할 수 없다. 이러한 문제를 해결하기 위해, 점성 농축 감미제를 이에 적용시킨다. 구체적으로, 혼합물의 접착성 미분(즉, 미립자)를 점성 농축 감미제를 사용하여 미립자 광석, 용제, 및 코크스 분체의 혼합물의 조핵에 결합시켜 소결기 상에 감소된 벌크 밀도를 갖는 보다 우수한 유사 입자를 형성시키는 것이다. 보다 우수한 유사 입자는 보다 세분화된 다공성과 보다 큰 가스 유동 채널을 제공하여, 보다 많은 연소 공기가 이곳으로 흐르게 하기 때문에, 연소 효율이 증진되고, 연소 시간이 단축될 수 있으며, 소결 생산 속도가 향상될 수 있다.Since the mixture of particulate ores, solvents, and coke powder contains a significant amount of particulates, the conventional method of adding water only for granulation is that when inhaled flowing air passes through this kind of granules on a sinterer, It results in poor combustion efficiency, and satisfactory porosity and permeability cannot be achieved. To solve this problem, viscous concentrated sweeteners are applied thereto. Specifically, the adhesive fines (ie particulates) of the mixture are bonded to the nucleus of the mixture of particulate ore, solvent, and coke powder using a viscous concentrated sweetener to produce better analogous particles with reduced bulk density on the sintering machine. To form. Better pseudoparticles provide more granular porosity and larger gas flow channels, allowing more combustion air to flow there, thereby improving combustion efficiency, shortening combustion time, and increasing sinter production rates. Can be.
바람직하게는, 점성 농축 감미제는 당밀, 사탕수수 시럽, 사탕무 시럽, 벌꿀, 단풍나무 당, 과당, 결정과당 및 이의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택한다.Preferably, the viscous concentrated sweetener is selected from the group consisting of molasses, sugar cane syrup, beet syrup, honey, maple sugar, fructose, fructose sugar and mixtures thereof.
유기 효소는 희생 촉매로서 작용하여 활성화 에너지를 낮추고, 연소 속도를 증대시키며, 코크스 분체의 고분자량 탄화수소를 더 작은 조각으로 분해할 수 있어서, 코크스 분체의 연소가 보다 효율적이고 완전하다. 유기 효소는 락트산 박테리아, 효모, 방선균 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 박테리아로부터 제조된다. 생산성 향상제는 추가로 왕겨, 대두 분말, 카멜리아 분말, 탁주, 옥수수 분말, 감자 분말, 쌀 식초, 미량 무기물, 또는 이들의 혼합물을 포함하며, 이들은 박테리아의 기질로서 작용한다. 바람직하게는 미량 무기물은 철, 알루미늄, 마그네슘, 규소, 및 이들의 혼합물로부터 선택된다.Organic enzymes act as sacrificial catalysts to lower activation energy, increase the rate of combustion, and decompose the high molecular weight hydrocarbons of the coke powder into smaller pieces, making combustion of the coke powder more efficient and complete. Organic enzymes are prepared from bacteria selected from the group consisting of lactic acid bacteria, yeasts, actinomycetes and mixtures thereof. Productivity enhancers further include chaff, soybean powder, camellia powder, takju, corn powder, potato powder, rice vinegar, trace minerals, or mixtures thereof, which serve as substrates of bacteria. Preferably the trace minerals are selected from iron, aluminum, magnesium, silicon, and mixtures thereof.
바람직하게는 광석 소결 조성물의 수함량은 6-9 중량% 범위이며, 광석 소결 조성물에서 생산성 향상제의 함량은 1 내지 3 중량% 범위이다.Preferably the water content of the ore sintering composition is in the range of 6-9% by weight, and the content of the productivity enhancer in the ore sintering composition is in the range of 1 to 3% by weight.
본 발명에서, 광석은 철, 구리, 아연, 망간, 보크사이트, 마그네사이트 등일 수 있다. 용제는 사용되는 광석에 따라 다르다. 일반적으로, 석회석, 백운석, 사문석, 규사 등일 수 있다. In the present invention, the ore may be iron, copper, zinc, manganese, bauxite, magnesite and the like. Solvents vary depending on the ore used. In general, it may be limestone, dolomite, serpentine, silica sand and the like.
도 1은 본 발명에 따른 광석 소결 조성물의 제조를 위한 광석 소결 방법의 바람직한 구체예의 연속적인 단계를 예시한다. 도 2는 본 발명에 따른 광석 소결 방법을 수행하기 위한 소결 시스템을 나타낸다. 본 구체예에서, 철광석이 설명을 위한 예로서 사용된다.1 illustrates the successive steps of a preferred embodiment of the ore sintering method for the preparation of ore sintering compositions according to the present invention. 2 shows a sintering system for carrying out the ore sintering method according to the invention. In this embodiment, iron ore is used as an example for explanation.
도 1에서 나타낸 바와 같이, 광석 소결 방법은 미립자 광석, 용제, 코크스 분체를 포함하는 원재료의 혼합물을 제조하는 단계, 원재료 혼합물의 접착성 미분을 물과 점성 농축 감미제를 이용하여 원재료의 조핵(coarse nuclei) 상에 결합시 킴으로써 소결 혼합물을 생성하여 유사 입자를 형성하는 단계; 및 원재료에 유기 효소를 첨가하여 코크스 분체의 고분자량 탄화수소를 더 작은 조각으로 분해시키는 단계; 및 코크스 분체를 연소시켜 상기 원재료를 소결 케이크로 통합시키는 단계를 포함한다.As shown in FIG. 1, the ore sintering method includes preparing a mixture of raw materials including particulate ore, a solvent, and coke powder, and using the water and a viscous concentrated sweetener to coarse nuclei of the raw materials. Forming a sintered mixture to form analogous particles by bonding onto the same); And adding an organic enzyme to the raw material to decompose the high molecular weight hydrocarbon of the coke powder into smaller pieces. And burning the coke powder to incorporate the raw material into the sintered cake.
도 2에서 나타낸 바와 같이, 소결 시스템(2)은 다수의 공기 통로(211), 소결기(21)를 둘러싸고 있는 이송 벨트(22), 원재료 저장고(23), 원재료를 혼합하기 위한 회전 드럼(24), 점화로(26), 분쇄기(27), 및 공기 통로(211)를 통해 연소 공기를 펌핑하기 위한 펌프(28)를 구비한 소결기(21)를 포함한다.As shown in FIG. 2, the
미립자 철광석, 용제, 및 코크스 분체의 혼합물을 포함하는 원재료는 원재료 저장고(23)에 저장된다. 점성 농축 감미제와 유기 효소를 포함하는 생산성 향상제는 원재료 저장고(23)(즉, 51번 위치를 통해)로 직접적으로 첨가될 수 있다. 대안적으로 생산성 향상제는 52번 위치를 통해서(즉, 회전 드럼(24) 내로 직접 이동), 또는 53번 위치를 통해서(즉, 슬러리 재순환 시스템(4)으로 직접 이동한 후, 회전 드럼(24)으로 이동함) 시스템(2)으로 직접 적용될 수 있다. 원재료, 물, 및 생산성 향상제는 유사 입자를 포함하는 소결 혼합물을 형성하기 위해 회전 드럼(24)에서 혼합된다. 이후 소결 혼합물은 탱크(25) 및 소결기(21) 상으로 이동되거나, 소결기(21) 상으로 직접 이동된다. 코크스 분체는 점화로(26)를 통과시, 소결기(21)의 상부로부터 하부까지 점화된다.Raw materials including a mixture of particulate iron ore, a solvent, and coke powder are stored in a
점화로(26)를 통과 후, 코크스 분체는 연소되어 연소 구역에서 그 온도가 1250-1350℃에 도달하여, 소결 혼합물의 유사 입자의 미립자가 용융되어 소결 혼합 물의 조핵 사이에 액체 칼슘 페라이트 및 습윤성을 형성한다. 이후, 차가운 공기를 하향 적용하여 결합제로서 용융된 액체 칼슘 페라이트로 하여금 소결 혼합물을 소결 케이크로 고형화하게 한다. 이후 소결 케이크를 분쇄기(28)로 큰 덩어리와 작은 덩어리로 분쇄한다. 5mm 이상의 크기를 갖는 크거나 작은 덩어리들은 추가의 제련 공정을 위해 적절하다. 5 mm 이하의 크기를 갖는 크거나 작은 덩어리들(즉, 자체 미분)은 소결 공정으로 재순환된다.After passing through the
표 1은 본 발명의 실시예 및 비교예에 있어서의 소결 방법의 작업 조건, 생성물 특성, 및 폐기 가스의 양을 나타낸다. 코크스 분체가 완전히 점화하는 경우, 코크스 분체는 CO2로 분해되어 보다 큰 에너지를 제공하게 되며, 코크스 분체가 불충분하게 점화하는 경우에는, CO로 분해되어 에너지 손실을 초래하게 됨을 알 수 있다.Table 1 shows the operating conditions, product characteristics, and amount of waste gas of the sintering method in the examples and comparative examples of the present invention. When the coke powder is completely ignited, the coke powder is decomposed into CO 2 to provide more energy, and if the coke powder is insufficiently ignited, it can be seen that it will be decomposed into CO and cause energy loss.
표 1의 결과들은 본 발명의 각 실시예의 벌크 밀도가 비교예의 벌크 밀도보다 작다는 것을 보여준다. 생산성은 24시간 동안 m2 당 소결된 광석의 생성된 양으로 정의된다. 실시예 1 내지 3 및 실시예 4와 5에 있어서 평균 생산성은 비교예 1과 2에 비해 약 12.6%와 13.1% 이상 크다. The results in Table 1 show that the bulk density of each example of the present invention is smaller than that of the comparative example. Productivity is defined as the amount of sintered ore produced per m 2 over 24 hours. In Examples 1 to 3 and Examples 4 and 5, the average productivity is at least about 12.6% and 13.1% higher than Comparative Examples 1 and 2.
또한, 실시예 1 내지 5는 생산성 향상제를 가지기 때문에, 본 발명의 실시예에서 CO와 CO2의 양은 비교예보다 많다. 그러나, CO 대 CO + CO2의 비의 측면에서, 각 실시예의 비율은 비교예보다 적은데, 이는 코크스 분체의 연소가 보다 효율적이며 완전하다는 것을 의미한다.In addition, since Examples 1 to 5 have a productivity improving agent, the amounts of CO and CO 2 in the Examples of the present invention are larger than those of the Comparative Examples. However, in terms of the ratio of CO to CO + CO 2, the ratio of each example is less than that of the comparative example, which means that the combustion of the coke powder is more efficient and complete.
생산성 향상제가 석탄 연소 효율성을 증진시킬 수 있다는 것을 증명하기 위해, 실험실 규모의 실험을 이용하였다. 이 실험에서, 10g의 석탄을 0%, 1%, 1.5%, 2% 및 3%의 생산성 향상제와 혼합하고 세라믹 도가니에 넣고 40분 동안 가열하였다. 온도(℃) 대 시간(분)을 기록하였고, 시간 × 온도(℃×분)의 면적을 계산하여 나타내었다. 상기 실험의 결과는 시간 × 온도의 면적이 각각 12375, 13415, 13995, 14544 및 14432 (℃×분)임을 나타낸다. 이는 석탄에 1%, 1.5%, 2% 및 3%의 생산성 향상제의 첨가가 시간 × 온도(℃×분)의 면적을 각각 8.4%, 13.0%, 17.5%, 및 16.6% 증대시켰음을 의미한다. 통상적으로, 더 높은 크기의 시간 × 온도(℃×분)는 열적 반응기에서 보다 많은 에너지가 방출되는 것을 의미한다. 즉, 연소가 보다 완전하며 미연소된 물질들의 잔재가 보다 적다는 것이다.Laboratory scale experiments were used to demonstrate that productivity enhancers can enhance coal combustion efficiency. In this experiment, 10 g of coal was mixed with 0%, 1%, 1.5%, 2% and 3% productivity enhancer and placed in a ceramic crucible and heated for 40 minutes. Temperature (° C.) versus time (minutes) were recorded and the area of time × temperature (° C. × minutes) was calculated and shown. The results of this experiment indicate that the area of time x temperature is 12375, 13415, 13995, 14544 and 14432 (° C. min). This means that the addition of 1%, 1.5%, 2% and 3% productivity enhancer to coal increased the area of time x temperature (° C x min) by 8.4%, 13.0%, 17.5%, and 16.6%, respectively. Typically, a higher magnitude of time x temperature (° C x minutes) means more energy is released in the thermal reactor. That is, combustion is more complete and there is less residue of unburned materials.
요약하면, 점성 농축 감미제를 포함시키면, 소결기(21) 상에서 감소된 벌크 밀도를 갖는 보다 우수한 유사 입자의 형성을 유도하기 때문에, 이로써 보다 더 세분화된 다공성 및 보다 큰 가스 유동 채널을 제공하여, 보다 충분한 연소 공기가 이를 통해 통과할 수 있어서, 연소 효율은 증대될 수 있고, 연소 시간도 단축(즉, 연소 구역의 화염 전진 속도를 향상시킴)될 수 있으며, 따라서, 소결 시간의 단축, 및 소결 생성 속도의 증대를 유도하게 된다. 또한, 유기 효소를 포함시키면, 이는 희생 촉매로서 작용하여 활성화 에너지를 낮추고, 연소 속도를 증대시키며, 코크스 분체의 고분자량 탄화수소를 더 작은 조각으로 분해할 수 있어서, 코크스 분체의 연소가 보다 효율적이고 완전하며, 에너지 효율도 증대시킬 수 있다.In summary, the inclusion of a viscous concentrated sweetener leads to the formation of better analogous particles with reduced bulk density on the
이러한 방식으로, CO와 같은 공기 오염물질(불완전 연소 물질)과 스택 도관 기체로부터 방출된 미립자 및 부유하는 재 또는 하부바닥의 재 중의 미연소된 물질의 잔재가 현저히 감소될 것이다. 따라서, 생산성 향상제는 에너지 절감과 공기 오염물질 방출의 감소를 위한 석탄 화력 발전소에서 사용될 수 있다. 또한, 생산성 향상제는 연소 효율을 향상시키고, 에너지를 절감하며, 공기 오염물질의 방출을 감소시키기 위해 다양한 연소 반응기 예컨대, 도시 고체 폐기물 소각로, 산업 폐기물 소각로, 생물체 폐기물 소각로, 의학 폐기물 소각로에 사용될 수 있다.In this way, the remnants of air pollutants such as CO (incomplete combustion materials) and particulates released from the stack conduit gas and unburned material in the ashes of the floating ash or bottoms will be significantly reduced. Thus, productivity enhancers can be used in coal fired power plants for energy savings and reduction of air pollutant emissions. In addition, productivity enhancers can be used in various combustion reactors such as municipal solid waste incinerators, industrial waste incinerators, biological waste incinerators, and medical waste incinerators to improve combustion efficiency, save energy, and reduce air pollutant emissions. .
이상에서 본 바와 같이, 점성 농축 감미제와 유기 효소를 비롯한 생산성 향 상제를 포함하는 본 발명의 광석 소결 조성물 및 광석 소결 방법을 이용하면, 그 생산성이 현저히 증대될 뿐 아니라, 그 소결 공정에서의 연소 효율을 향상시키고, 에너지를 절감시킬 수 있으며, 공기 오염물질의 방출을 감소시킬 수 있다. 따라서, 본 발명은 산업적으로 유용하게 사용될 수 있다.As described above, using the ore sintering composition and the ore sintering method of the present invention containing a productivity enhancing agent including a viscous concentrated sweetener and an organic enzyme not only increases the productivity significantly, but also the combustion efficiency in the sintering step. Can improve energy consumption, save energy and reduce the release of air pollutants. Therefore, the present invention can be used industrially usefully.
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