KR20130054837A - 페로니켈슬래그를 이용한 마그네슘 제조장치 및 마그네슘 제조방법 - Google Patents

페로니켈슬래그를 이용한 마그네슘 제조장치 및 마그네슘 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20130054837A
KR20130054837A KR1020110120463A KR20110120463A KR20130054837A KR 20130054837 A KR20130054837 A KR 20130054837A KR 1020110120463 A KR1020110120463 A KR 1020110120463A KR 20110120463 A KR20110120463 A KR 20110120463A KR 20130054837 A KR20130054837 A KR 20130054837A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
magnesium
mixture
ferronickel slag
unit
weight ratio
Prior art date
Application number
KR1020110120463A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101329013B1 (ko
Inventor
강호갑
강원섭
Original Assignee
주식회사 신영
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
Application filed by 주식회사 신영 filed Critical 주식회사 신영
Priority to KR1020110120463A priority Critical patent/KR101329013B1/ko
Publication of KR20130054837A publication Critical patent/KR20130054837A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101329013B1 publication Critical patent/KR101329013B1/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
    • C22B26/00—Obtaining alkali, alkaline earth metals or magnesium
    • C22B26/20—Obtaining alkaline earth metals or magnesium
    • C22B26/22—Obtaining magnesium
    • 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
    • C22B1/00—Preliminary treatment of ores or scrap
    • C22B1/005—Preliminary treatment of scrap
    • 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
    • C22B1/00—Preliminary treatment of ores or scrap
    • C22B1/14—Agglomerating; Briquetting; Binding; Granulating
    • 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

Landscapes

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

Abstract

본 발명은 페로니켈 공장에서 니켈을 제조하고 부산물로 발생되고 있는 페로니켈슬래그에서 마그네슘을 제조하는 방법에 관한 것으로 페로니켈슬래그 속에 높은 마그네슘 성분이 포함되어 있음에도 불구하고 세계적으로 이를 이용한 마그네슘 제조방법이 없어 귀중한 광물이 폐기물로 처리되고 있어 자원 재활용 차원에서 제조방법을 개발 하였다. 현재까지 세계적으로 건식법에 의해 상업화에 성공한 마그네슘 제조방법은 돌로마이트 광물을 이용하여 환원제인 산화칼슘-규소로 산화마그네슘을 기화시켜 마그네슘을 제조하는 방법으로 돌로마이트 광물에는 다량의 탄산칼슘 성분이 있어 소성돌로마이트를 제조하여 소성돌로마이트 속에 포함된 산화칼슘과 페로실리콘 속의 규소를 이용, 환원제를 만들어 마그네슘을 제조해 왔으나 페로니켈슬래그는 이미 소성되어 광물 속에 이산화탄소가 전혀 없어 별도의 소성과정 없이 마그네슘을 제조 할 수 있고 돌로마이트 광석과 달리 산화칼슘은 없으나 그 대신 페로실리콘을 제조 할 수 있는 다량의 규석과 철 성분이 포함되어 있어 이를 이용하여 마그네슘을 제조하는 제조방법이다. 본 발명은 제조과정에서 발생되는 소성비용 및 이산화탄소 발생을 저감시켜 환경문제를 개선시키고 제조공정 생략과 설비 소형화를 실현하여 기존 제조공법에 비해 제조원가를 대폭 낮출 수 있어 마그네슘 수요를 크게 신장 시킬 수 있을 것으로 기대된다.

Description

페로니켈슬래그를 이용한 마그네슘 제조장치 및 마그네슘 제조방법 {Magnesium production apparatus using Ferro-Nickel slag and Magnesium production method}
본 발명은 페로니켈슬래그를 이용한 마그네슘 제조장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 광석으로부터 마그네슘을 제조하는데 사용되는 페로니켈슬래그를 이용한 마그네슘 제조장치 및 마그네슘 제조방법에 관한 것이다.
마그네슘 제조는 비철금속 제련기술의 하나이다. 종래의 마그네슘 방법으로 돌로마이트와 페로실리콘을 이용하여 산화칼슘과 규소를 환원제로 이용, 마그네슘을 제조하는 방법이 일반적이다. 마그네사이트를 이용하여 마그네슘을 제조하는 방법은 마그네사이트의 가격이 비싸서 경제성이 없어서 사용되고 있지 않으며, 석회석은 원료가격은 낮으나 마그네슘성분이 낮아 경제성이 없어 사용되지 않고 있다.
한국공개특허공보 10-2010-0073266 (공개일 2010.07.01)에는 돌로마이트를 원료로 마그네슘을 제조하는 마그네슘 제조장치 및 제조방법이 기술되어 있다.
종래의 마그네슘 제조방법에서 주원료로 사용되는 돌로마이트는 마그네슘 성분과 산화칼슘 성분이 적당한 비율로 구성되어 있으면서 원료가격이 저렴하고 여러 곳에 널리 분포되어 있어 채취가 용이하다. 그러나, 돌로마이트는 마그네슘 함유량이 낮고 다량의 석회석 및 이산화탄소를 포함하고 있으므로 1톤의 마그네슘을 제조하는데 11톤 내지 14톤의 돌로마이트를 소성해야 한다. 그러므로, 대형의 소성로에서 소성과정을 진행해야 하므로 높은 소성비용이 소요되고, 많은 양의 이산화탄소가 배출되어 환경문제를 일으킬 수 있다.
본 발명은 제조비용이 절감될 수 있으면서, 이산화탄소 생성을 최소화한 페로니켈슬래그를 이용한 마그네슘 제조장치 및 마그네슘 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기의 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 페로니켈슬래그를 이용한 마그네슘 제조장치 는, 중량비 1% 내지 90%의 페로니켈슬래그를 포함하는 제1혼합물이 건조되는 건조부와, 상기 건조부에서 건조된 제1혼합물이 파쇄되는 파쇄부와, 페로실리콘이 제조될 수 있도록 제2혼합물을 용융시키는 용융부와, 상기 용융부에서 제조된 페로실리콘과, 상기 파쇄부에서 파쇄된 제1혼합물로 성형체를 제조하는 성형부와, 상기 성형체를 기화시키는 환원부와, 상기 환원부에서 기화된 기체를 냉각시키는 응축부를 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 마그네슘 제조방법은 중량비 1% 내지 90%의 페로니켈슬래그를 포함하는 제1혼합물을 건조시키는 단계와, 제1혼합물을 파쇄시키는 단계와, 페로실리콘을 마련하는 단계와, 페로실리콘과 파쇄된 제1혼합물을 성형하여 성형체를 제조하는 단계와, 상기 성형체를 기화시키는 단계와, 상기 기화된 기체를 응축시켜서 마그네슘 용액을 생성하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 페로니켈슬래그를 이용한 마그네슘 제조장치 및 마그네슘 제조방법에서 페로니켈슬래그는 이미 소성되어 있으므로, 별도로 소성과정 없이 마그네슘을 생산할 수 있다. 또한, 석회석이나 생석회도 환원반응에 필요한 최소의 양만을 사용하여 마그네슘을 제조할 수 있으므로 원료비 및 물류비용을 절감하여 마그네슘 제조원가를 종래보다 현저히 낮출 수 있다. 또한, 돌로마이트와 달리 이산화탄소 함유량이 없는 페로니켈슬래그를 이용하여 마그네슘을 제조함으로써 이산화탄소 배출량도 감소시켜서 환경오염을 최소화할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 마그네슘 제조방법에서는 전술한 바와 같이 종래의 마그네슘 제조방법에서 사용되었던 대형 소성로를 소형 소성로로 대체하거나 건조로로 대체할 수 있으므로, 투자비를 절감할 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일실시 예에 따른 마그네슘 제조장치를 개략적으로 도시한 구성도.
도 2 내지 도 12는 본 발명에 따른 마그네슘 제조장치의 다양한 실시 예들을 개략적으로 도시한 구성도.
본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서 동일한 구성에 대해서는 동일부호를 사용하며, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
도 1를 참조하면, 본 발명의 바람직한 일실시 예에 따른 페로니켈슬래그를 이용한 마그네슘 제조장치 (100)는 건조부(110)와, 파쇄부(120)와, 용융부(130)와, 성형부(140)와, 환원부(150)와, 응축부(160)를 포함한다.
건조부(110)는 중량비 1% 내지 90%의 페로니켈슬래그를 포함하는 제1혼합물이 건조되게 한다. 건조부(110)의 일례로 대상물을 건조하도록 이루어진 건조로일 수 있다. 건조부(110)는 150℃내지 700℃로 제1혼합물을 건조하도록 이루어진다. 건조로에서는 열에너지에 의해 이용하여 광물에 포함된 수분이 제거된다. 페로니켈슬래그는 페로니켈을 제조하고 부산물로 얻어지는 광물로 산화마그네슘(MgO : 35.5%)과 규석(SiO2 : 53.45%), 철(T.Fe : 4.5%) 성분으로 구성되어 있다.
파쇄부(120)는 상기 건조부(110)에서 건조된 제1혼합물이 파쇄되도록 이루어진다. 파쇄부(120)의 구조의 일례로, 원통형상의 두 개의 롤러들이 일정 거리 이격 되도록 배치된 것일 수 있다. 파쇄부(120)의 롤러들 사이로 파쇄될 대상물이 유입되면서 파쇄될 수 있다. 단, 파쇄부(120)의 구조가 상기와 같은 구조로 이루어진 것으로 한정하지는 않는다.
용융부(130)는 페로실리콘이 제조될 수 있도록 제2혼합물을 용융시킨다. 페로실리콘은 철(Fe)과 규소(Si)를 주성분으로 하고, 규소는 환원제로 사용된다. 환원제는 산화칼슘(CaO)과 규소(Si)가 2:1로 결합되어 마그네슘을 환원시킨다.
용융부(130)는 1400℃내지 1600℃의 열로 제2혼합물을 용융시키도록 이루어진다. 이러한 용융부(130)로 전기로(132), 용해로 및 용융환원로(131) 등 페로실리콘을 제조할 수 있는 것이면 어느 것을 사용하여도 무방하다. 용융부(130)에서는 석탄, 중유, 가스 및 전기 등의 다양한 연료를 사용하여 페로실리콘이 제조될 수 있다.
성형부(140)는 상기 용융부(130)에서 제조된 페로실리콘과, 상기 파쇄부(120)에서 파쇄된 제1혼합물로 성형체를 제조한다.
환원부(150)는 상기 성형체를 기화시킨다. 환원부(150)에서는 마그네슘을 기화온도 이상으로 가열하여 성형체에 포함된 마그네슘을 기화시킨다. 이를 위한 환원부(150)는 반응관을 포함할 수 있다. 반응관은 내열강으로 구성된 관이다. 반응관의 내부에 성형체가 장입되면, 밀폐되어 진공상태에서 성형체 내에 포함된 마그네슘이 기화될 수 있다. 환원부(150)에서는 마그네슘 슬래그(2CaO SiO2+3SiO+Fe)가 배출될 수 있다.
응축부(160)는 상기 환원부(150)에서 기화된 기체를 냉각시킨다. 응축부(160)에 의해 마그네슘이 액화되어 순도가 99.7% 내지 99.99%의 마그네슘 용액(Mg)이 생성될 수 있다.
한편, 전술한 건조부(110)에서 건조되는 제1혼합물을 구성하는 주요 성분의 일례로, 중량비 10% 내지 99%의 생석회 및 소성돌로마이트 중 선택된 어느 하나와, 중량비 1% 내지 3%의 형석을 포함할 수 있다. 생석회는 산화칼슘(CaO) 성분이 90%이상으로 구성된다. 이러한 생석회는 마그네슘을 환원시키는 환원제로써 사용될 수 있다. 소성돌로마이트는 산화마그네슘(MgO : 28% 이상)과 산화칼슘(CaO : 50% 이상)을 주성분으로 한다.
한편, 상기와 같은 생석회와 소성돌로마이트가 마련되지 않은 경우, 본 발명에 따른 마그네슘 제조장치(100)는 소성부(170)를 더 포함할 수 있다. 소성부(170)는 석회석에 열을 가하여 생석회를 제조하거나, 돌로마이트에 열을 가하여 소성돌로마이트를 제조한 다음 상기 건조부(110)로 공급하도록 이루어진다. 이러한 소성부(170)의 일례로 대상물을 소성할 수 있도록 이루어진 소성로일 수 있다. 소성부(170)에서는 석회석 또는 돌로마이트 중 선택된 어느 하나에 950℃내지 1350℃의 열이 가해질 수 있다.
상기와 같이 본 발명에 따른 마그네슘 제조장치(100)는 소성부(170)를 더 포함하는 경우, 건조부(110)에서는 페로니켈슬래그와, 중량비 1% 내지 3%의 형석이 건조되고, 생석회 또는 소성돌로마이트는 건조부(110)로부터 공급되어 건조될 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 마그네슘 제조장치(100)는 미도시된 폐열가스 이송부를 더 포함할 수 있다. 이를 위한 폐열가스 이송부의 구조의 일례로, 일단은 상기 용융부(130) 및 소성부(170) 중 선택된 어느 하나에 연통되고, 타단은 건조부(110)에 연통되어 상기 용융부(130) 또는 소성부(170)에서 발생되는 폐열을 상기 건조부(110)로 공급하도록 이루어질 수 있다. 건조부(110)에서 대상물을 건조하는데 필요한 열은 용융부(130) 또는 소성부(170)에서 발생되는 폐열보다 낮으므로, 건조부(110)는 폐열을 이용하여 대상물을 충분히 건조시킬 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 마그네슘 제조장치(100)에서는 건조부(110)에 열을 발생시키기 위하여 연료나 전기가 필요하지 않으므로, 건조 비용이 절감될 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 마그네슘 제조장치(100)는 진공부(180)를 더 포함할 수 있다. 진공부(180)는 상기 응축부(160)와 연통되도록 형성되어 상기 응축부(160)의 내부가 진공인 상태가 되게 한다.
한편, 전술한 용융부(130)로 페로실리콘을 제조하기 위한 제2혼합물을 구성하는 주요 성분의 일례로, 중량비 4% 내지 25%의 제1물질과, 중량비 75% 내지 96%의 페로니켈슬래그를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 제1물질은 철광석, 산화철 및 밀스케일 중 선택된 어느 하나 일 수 있다.
그리고, 제2혼합물을 구성하는 주요 성분의 다른 예로, 중량비 4% 내지 30%의 제1물질과, 중량비 1% 내지 95%의 페로니켈슬래그와, 중량비 1% 내지 80%의 규석을 포함할 수 있다.
또한, 제2혼합물을 구성하는 주요 성분의 또 다른 예로, 중량비 4% 내지 30%의 제1물질과, 중량비 70% 내지 96%의 규석을 포함할 수 있다.
전술한 마그네슘 제조장치로 마그네슘을 제조하는 마그네슘 제조방법을 설명한다.
우선, 중량비 1% 내지 90%의 페로니켈슬래그를 포함하는 제1혼합물을 건조시킨다. 다음으로, 제1혼합물을 파쇄시킨다. 제1혼합물을 파쇄하는 단계에서 파쇄된 제1혼합물의 크기는 0.01mm 내지 0.3mm가 될 수 있다.
다음으로, 페로실리콘을 마련한다. 이 단계에서 페로실리콘이 마련되지 않은 경우, 제2혼합물을 용융시켜서 페로실리콘을 제조할 수 있다. 제2혼합물을 사용하여 페로실리콘을 제조하는 것을 후술하기로 한다.
여기서, 제1혼합물을 파쇄시키는 단계와, 페로실리콘을 마련하는 단계는 순서에 상관없이 독립적으로 이루어질 수 있다.
다음으로, 페로실리콘과 파쇄된 제1혼합물을 성형하여 성형체를 제조한다. 성형체의 크기는 30mm 내지 50mm 일 수 있다. 상기 단계에서 성형체를 제조하는데 있어서, 산화칼슘, 산화마그네슘 및 규소의 비는 2:2:1일 수 있다.
다음으로, 상기 성형체를 기화시킨다. 이 단계에서 성형체에 포함된 마그네슘이 기체 상태가 될 수 있다.
최종적으로, 상기 기화된 기체를 응축시켜서 마그네슘 용액을 생성한다. 이 단계에서는 환원부에서 마그네슘이 환원되어 마그네슘 슬래그가 배출되고, 응축부에서는 진공인 상태에서 기체 상태의 마그네슘이 액화되어 순도 99.7% 내지 99.99%의 마그네슘 용액이 생성될 수 있다.
이하에서는 상기와 같은 마그네슘 제조방법을 기본으로 하면서, 제2혼합물의 성분비, 용융부의 다양한 실시 예 및 소성부의 포함여부에 따른 다양한 일실시 예에 따라 조합될 수 있는 마그네슘 제조방법의 다양한 예들을 설명한다.
표 1에는 종래의 마그네슘 제조방법과, 도 1 내지 도 12도시된 다양한 실시 예에 따른 마그네슘 제조방법에서 사용되는 원료 및 주요 구성요소의 차이점을 비교한 것이다.
구분 용해 원료 소성부 건조부 주요 구성요소
종래 철광석, 규석 돌로마이트 전기로, 소성로
도1 페로니켈슬래그
철광석		 석회석/돌로마이트
 페로니켈슬래그 용해로, 건조로
소성로
도2 페로니켈슬래그
철광석
생석회/소성돌로마이트,
페로니켈슬래그 		용해로
건조로
도3 페로니켈슬래그
철광석		 석회석/돌로마이트
 페로니켈슬래그, 전기로, 건조로
소성로
도4 페로니켈슬래그
철광석
생석회/소성돌로마이트,
페로니켈슬래그		 전기로
건조로
도5 페로니켈슬래그
철광석, 규석		 석회석/돌로마이트
 페로니켈슬래그 용해로, 건조로
소성로
도6 페로니켈슬래그
철광석, 규석		 생석회/소성돌로마이트,
페로니켈슬래그		 용해로
건조로
도7 페로니켈슬래그
철광석, 규석		 석회석/돌로마이트
 페로니켈슬래그 전기로, 건조로
소성로
도8 페로니켈슬래그
철광석, 규석		 생석회/소성돌로마이트,
페로니켈슬래그 		전기로
건조로
도9 철광석, 규석 석회석/돌로마이트
 페로니켈슬래그, 용해로, 건조로
소성로
도10 철광석, 규석 생석회/소성돌로마이트,
페로니켈슬래그		 용해로
건조로
도11 철광석, 규석 석회석/돌로마이트
 페로니켈슬래그 전기로, 건조로
소성로
도12 철광석, 규석 생석회/소성돌로마이트,
페로니켈슬래그		 전기로
건조로

도1, 도3, 도5, 도7, 도9 및 도10을 참조하여 페로실리콘 용액을 제조하는 다양한 방법들을 설명한다.
도1과 도2 에 도시된 마그네슘 제조방법에서는 페로니켈슬래그 속에 포함된 페로실리콘 용액을 제조하기 위하여 페로니켈슬래그와 철광석을 용해로(131) 또는 용융환원로(131)에 넣고 가열한 다음, 용융하여 탄소로 환원하고, 페로니켈슬래그 속에 포함된 규석을 페로실리콘 용액으로 제조하는 방법이다. 그리고, 도5, 도6 에 도시된 마그네슘 제조방법에서는 페로니켈슬래그와 규석, 철광석을 용해로(131) 또는 용융환원로(131)에 넣고 가열하고, 용융하여 탄소로 환원하여, 페로실리콘 용액을 제조하는 방법이다. 그리고, 도9, 도10 에 도시된 마그네슘 제조방법에서는 용융로(131) 또는 용융환원로(131)에서 규석과 철광석만을 이용하여 페로실리콘 용액을 제조하는 방법이다.
이와 같이 본 발명에 따른 마그네슘 제조방법에서는 폐기물로 사용되는 페로니켈슬래그를 직접 용해하여 페로실리콘을 제조함으로써, 원료절감에 있어서 종래의 마그네슘 제조방법보다 효율적일 수 있다.
도1 내지 도12를 참조하여 소성부(170)를 사용하는 경우와 소성부(170)를 사용하지 않는 경우를 설명한다.
도1, 도3, 도5, 도7, 도9 및 도11에 도시된 마그네슘 제조방법에서는 소성부(170)에서 석회석 또는 돌로마이트를 가열하여 소성시켜서 생석회 또는 소성돌로마이트로 제조하여 건조부(110)에서 페로니켈슬래그와 형석을 건조하여 생석회 또는 소성돌로마이트와 혼합한 다음 파쇄부(120)에서 분말 형상으로 파쇄하여 성형부(140)에서 페로실리콘 용액과 분말을 혼합하고 성형하여 성형체를 제조하는 방법이다.
그리고, 도2, 도4, 도6, 도8, 도10 및 도12 에 도시된 마그네슘 제조방법에서는 소성부(170) 없이 이미 마련된 생석회 또는 소성돌로마이트를 페로니켈슬래그, 형석과 함께 건조시키는 방법이다.
여기서, 본 발명에 따른 마그네슘 제조방법에서는 종래의 마그네슘 제조방법과 다르게 환원반응에 필요한 최소량의 산화칼슘 성분만을 소성한다. 이에 따라, 대량의 돌로마이트를 대형 소성로에서 소성시켜야 하는 종래의 마그네슘 제조방법과 다르게, 소형 소성로에서 소성과정이 진행될 수 있으므로, 소성시 발생되는 비용을 절감할 수 있다.
도3, 도4, 도7, 도8, 도11, 도12에 도시된 마그네슘 제조방법에서는 용융부(130)로 전기로(132)를 사용하여 페로실리콘 용액을 제조하는 다양한 방법이 설명될 수 있다.
도3과 도4는 규소가 포함된 페로니켈슬래그 용액을 제조하기 위해 페로니켈스래그와 철광석을 전기로(132)에 넣고 가열, 용융함으로써 탄소로 환원하여 규소가 포함된 페로니켈슬래그 용액으로 제조하는 방법이다. 그리고, 도7, 도8는 페로니켈슬래그와 규석, 철광석을 전기로(132)에 넣고 가열, 용융하여 탄소로 환원하여 규소가 포함된 페로니켈슬래그 용액을 제조하는 방법이다. 이와 다르게, 도11, 도12은 전기로(132)에서 규석과 철광석만을 이용하여 페로실리콘 용액을 제조하는 방법이다.
전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 마그네슘 제조장치 및 마그네슘 제조방법에서는 페로니켈슬래그로부터 마그네슘 용액을 제조 할 수 있다. 종래의 마그네슘 제조방법에서 주원료로 사용되는 돌로마이트는 마그네슘 함유량이 낮고 다량의 석회석 및 이산화탄소를 포함하고 있으므로 1톤의 마그네슘을 제조하는데 11톤 내지 14톤의 돌로마이트를 소성해야 한다. 그러므로, 대형의 소성로에서 소성과정을 진행해야 하므로 높은 소성비용이 소요되고, 많은 양의 이산화탄소가 배출되어 환경문제를 일으킬 수 있다. 그러나 본 발명에 따른 마그네슘 제조방법에서 페로니켈슬래그는 이미 소성되어 있으므로, 별도로 소성과정 없이 마그네슘을 생산할 수 있다. 또한, 석회석이나 생석회도 환원반응에 필요한 최소의 양만을 사용하여 마그네슘을 제조할 수 있으므로 원료비 및 물류비용을 절감하여 마그네슘 제조원가를 종래보다 현저히 낮출 수 있다. 또한, 돌로마이트와 달리 이산화탄소 함유량이 없는 페로니켈슬래그를 이용하여 마그네슘을 제조함으로써 이산화탄소 배출량도 감소시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 마그네슘 제조방법에서는 전술한 바와 같이 종래의 마그네슘 제조방법에서 사용되었던 대형 소성로를 소형 소성로로 대체하거나 건조로로 대체할 수 있으므로, 투자비를 절감할 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100A~100L: 마그네슘 제조장치 110: 건조부
120: 파쇄부 130: 용융부
131:융융환원료 132: 전기로
140: 성형부 150: 환원부
160: 응축부 170: 소성부
180: 진공부

Claims (16)

  1. 중량비 1% 내지 90%의 페로니켈슬래그를 포함하는 제1혼합물이 건조되는 건조부;
    상기 건조부에서 건조된 제1혼합물이 파쇄되는 파쇄부;
    페로실리콘이 제조될 수 있도록 제2혼합물을 용융시키는 용융부;
    상기 용융부에서 제조된 페로실리콘과, 상기 파쇄부에서 파쇄된 제1혼합물로 성형체를 제조하는 성형부;
    상기 성형체를 기화시키는 환원부; 및
    상기 환원부에서 기화된 기체를 냉각시키는 응축부;
    를 포함하는 페로니켈슬래그를 이용한 마그네슘 제조장치.
  2. 제1항에 있어서,
    석회석에 열을 가하여 생석회를 제조하거나, 돌로마이트에 열을 가하여 소성돌로마이트를 제조한 다음, 중량비 10% 내지 99%의 생석회 또는 소성돌로마이트를 상기 건조부로 공급하도록 이루어진 소성부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 페로니켈슬래그를 이용한 마그네슘 제조장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1혼합물은 중량비 1% 내지 3%의 형석을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 페로니켈슬래그를 이용한 마그네슘 제조장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1혼합물은,
    중량비 10% 내지 99%의 생석회 및 소성돌로마이트 중 선택된 어느 하나와, 중량비 1% 내지 3%의 형석을 포함하는 것을 특징으로 하는 페로니켈슬래그를 이용한 마그네슘 제조장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제2혼합물은:
    중량비 4% 내지 25%의 제1물질; 및
    중량비 75% 내지 96%의 페로니켈슬래그;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 페로니켈슬래그를 이용한 마그네슘 제조장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제2혼합물은:
    중량비 4% 내지 30%의 제1물질;
    중량비 1% 내지 95%의 페로니켈슬래그; 및
    중량비 1% 내지 80%의 규석;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 페로니켈슬래그를 이용한 마그네슘 제조장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제2혼합물은:
    중량비 4% 내지 30%의 제1물질; 및
    중량비 70% 내지 96%의 규석;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 페로니켈슬래그를 이용한 마그네슘 제조장치.
  8. 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1물질은,
    철광석, 산화철 및 밀스케일 중 선택된 어느 하나 인 것을 특징으로 하는 페로니켈슬래그를 이용한 마그네슘 제조장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 건조부는,
    150℃내지 700℃로 제1혼합물을 건조하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 페로니켈슬래그를 이용한 마그네슘 제조장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 용융부는,
    제2혼합물을 1400℃내지 1600℃의 열로 용융시키도록 이루어진 것을 특징으로 하는 페로니켈슬래그를 이용한 마그네슘 제조장치.
  11. 제2항에 있어서,
    상기 소성부는,
    석회석 또는 돌로마이트 중 선택된 어느 하나에 950℃내지 1350℃의 열이 가해지도록 이루어진 것을 특징으로 하는 페로니켈슬래그를 이용한 마그네슘 제조장치.
  12. 제2항에 있어서,
    일단은 상기 용융부 및 소성부 중 선택된 어느 하나에 연통되고, 타단은 건조부에 연통되어 상기 용융부 또는 소성부에서 발생되는 폐열을 상기 건조부로 공급하는 폐열가스 이송부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 페로니켈슬래그를 이용한 마그네슘 제조장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 응축부와 연통되도록 형성되어 상기 응축부의 내부가 진공인 상태가 되게 하는 진공부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 페로니켈슬래그를 이용한 마그네슘 제조장치.
  14. 중량비 1% 내지 90%의 페로니켈슬래그를 포함하는 제1혼합물을 건조시키는 단계;
    제1혼합물을 파쇄시키는 단계;
    페로실리콘을 마련하는 단계;
    페로실리콘과 파쇄된 제1혼합물을 성형하여 성형체를 제조하는 단계;
    상기 성형체를 기화시키는 단계;
    상기 기화된 기체를 응축시켜서 마그네슘 용액을 생성하는 단계;
    를 포함하는 마그네슘 제조방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 페로실리콘을 마련하는 단계에서는 제2혼합물을 용융시켜서 페로실리콘을 제조하는 것을 특징으로 하는 마그네슘 제조방법.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 제1혼합물은,
    중량비 10% 내지 99%의 생석회 및 소성돌로마이트 중 선택된 어느 하나와, 중량비 1% 내지 3%의 형석을 포함하는 것을 특징으로 하는 마그네슘 제조방법.
KR1020110120463A 2011-11-17 2011-11-17 페로니켈슬래그를 이용한 마그네슘 제조장치 KR101329013B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110120463A KR101329013B1 (ko) 2011-11-17 2011-11-17 페로니켈슬래그를 이용한 마그네슘 제조장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110120463A KR101329013B1 (ko) 2011-11-17 2011-11-17 페로니켈슬래그를 이용한 마그네슘 제조장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20130054837A true KR20130054837A (ko) 2013-05-27
KR101329013B1 KR101329013B1 (ko) 2013-11-12

Family

ID=48663547

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110120463A KR101329013B1 (ko) 2011-11-17 2011-11-17 페로니켈슬래그를 이용한 마그네슘 제조장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101329013B1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107513621A (zh) * 2017-09-13 2017-12-26 中南大学 一种从镍铁渣中富集镁的方法
CN112853121A (zh) * 2020-12-30 2021-05-28 北京中冶设备研究设计总院有限公司 金属镁的生产方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101063798B1 (ko) * 2008-12-23 2011-09-08 주식회사 포스코 마그네슘 제조 장치 및 이를 이용한 마그네슘 제조 방법
KR20100085618A (ko) * 2009-01-21 2010-07-29 반봉찬 페로니켈슬래그로부터 메카노케미스트리 방법에 의한 수산화마그네슘과 산화마그네슘 제조
KR101191956B1 (ko) * 2009-12-29 2012-10-17 재단법인 포항산업과학연구원 수직형 마그네슘 제조 장치 및 이를 이용한 마그네슘 제조 방법

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107513621A (zh) * 2017-09-13 2017-12-26 中南大学 一种从镍铁渣中富集镁的方法
CN107513621B (zh) * 2017-09-13 2019-03-01 中南大学 一种从镍铁渣中富集镁的方法
CN112853121A (zh) * 2020-12-30 2021-05-28 北京中冶设备研究设计总院有限公司 金属镁的生产方法
CN112853121B (zh) * 2020-12-30 2022-07-12 北京中冶设备研究设计总院有限公司 金属镁的生产方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR101329013B1 (ko) 2013-11-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101325532B1 (ko) 페로니켈슬래그를 이용한 페로실리콘과 마그네슘 제조방법 및 그에 사용되는 제조장치 및 용융환원로
US20120125052A1 (en) Low-carbon-type in-flight melting furnace utilizing combination of plasma heating and gas combustion, melting method utilizing the same and melting system utilizing the same
CN109852760A (zh) 一种转炉预热废钢提高废钢比的冶炼方法
CN105331805B (zh) 制备高铁锰矿复合烧结矿的方法
CN103757170A (zh) 一种镍冶炼炉渣喷吹还原提铁的方法
CN101353177A (zh) 利用废铝灰生产六铝酸钙的方法
KR101839399B1 (ko) 동시 탈인 및 탈황 능력이 우수한 나트륨계 단광 및 그 제조방법
KR101329013B1 (ko) 페로니켈슬래그를 이용한 마그네슘 제조장치
CN107091569A (zh) 回转窑以及利用该回转窑生产金属氢化物的多联产系统
CA3181620A1 (en) Method for producing liquid pig iron from a dri product
ES2345485T3 (es) Procedimiento para producir hierro fundido.
WO2013070121A1 (ru) Способ пирометаллугрической переработки красных шламов
CN101456575A (zh) 利用钙渣制备六铝酸钙陶瓷粉体的方法
ES2596526T3 (es) Procedimiento para tratar escoria de acería así como un aglutinante mineral hidráulico
CN110453025A (zh) 一种高钙含钒钢渣冶炼富钒生铁的方法
CN103214250A (zh) 用后废弃氧化铝砖的再利用方法
CN1238531C (zh) 炉外精炼剂及其制法
US10744512B2 (en) Raw material pre-treatment method and raw material pre-treatment process system suitable for kiln phosphoric acid process
EP3760747B1 (en) Method for manufacturing granulated raw material for sintering
JP2014037560A (ja) 高炉吹込み炭及びその製造方法
CN103341606A (zh) 一种可用于中间包的高镁质覆盖剂材料及其制备方法
JP2017043808A (ja) 石灰系脱燐剤
EP1036042B1 (en) Production of man-made vitreous fibres
ITAN20120043A1 (it) Trattamento pirometallurgico scorie
CN103031407B (zh) 一种电炉利用废弃中间包涂料造渣炼钢的新工艺

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20171027

Year of fee payment: 5