KR20150094925A - A method of manufacturing raw material for stainless steel using stainless neutalized sludge - Google Patents

A method of manufacturing raw material for stainless steel using stainless neutalized sludge Download PDF

Info

Publication number
KR20150094925A
KR20150094925A KR1020140015833A KR20140015833A KR20150094925A KR 20150094925 A KR20150094925 A KR 20150094925A KR 1020140015833 A KR1020140015833 A KR 1020140015833A KR 20140015833 A KR20140015833 A KR 20140015833A KR 20150094925 A KR20150094925 A KR 20150094925A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
sludge
stainless steel
neutralized
acid
solution
Prior art date
Application number
KR1020140015833A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR101552038B1 (en
Inventor
김용인
Original Assignee
주식회사 포스코
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 포스코 filed Critical 주식회사 포스코
Priority to KR1020140015833A priority Critical patent/KR101552038B1/en
Publication of KR20150094925A publication Critical patent/KR20150094925A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101552038B1 publication Critical patent/KR101552038B1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23GCLEANING OR DE-GREASING OF METALLIC MATERIAL BY CHEMICAL METHODS OTHER THAN ELECTROLYSIS
    • C23G1/00Cleaning or pickling metallic material with solutions or molten salts
    • C23G1/36Regeneration of waste pickling liquors
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C5/00Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/005Manufacture of stainless steel
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B1/00Preliminary treatment of ores or scrap
    • C22B1/14Agglomerating; Briquetting; Binding; Granulating
    • C22B1/16Sintering; Agglomerating
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B1/00Preliminary treatment of ores or scrap
    • C22B1/14Agglomerating; Briquetting; Binding; Granulating
    • C22B1/24Binding; Briquetting ; Granulating
    • C22B1/2406Binding; Briquetting ; Granulating pelletizing
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23GCLEANING OR DE-GREASING OF METALLIC MATERIAL BY CHEMICAL METHODS OTHER THAN ELECTROLYSIS
    • C23G1/00Cleaning or pickling metallic material with solutions or molten salts
    • C23G1/02Cleaning or pickling metallic material with solutions or molten salts with acid solutions
    • C23G1/08Iron or steel
    • C23G1/085Iron or steel solutions containing HNO3
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20Recycling

Landscapes

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

Abstract

The present invention relates to a method for producing a raw material for stainless steel using stainless neutralized sludge increasing content of nickel (Ni) and removing harmful anoins (for example, F-, NO3-, SO42-). According to one embodiment of the present invention, the method for producing a raw material for stainless steel using stainless neutralized sludge comprises the steps of: water washing stainless neutralized sludge; removing an [S] ingredient among the sludge; applying HCL to a sludge solution where the [S] ingredient is removed to acid-dissolve; solid-liquid separating the acid-dissolved solution and the non-dissolved sludge through a filtering apparatus; inputting a neutralizing agent to the separated acid-dissolved solution to neutralize; firing and crushing a filtered material to generate powder; and agglomerating the generated powder.

Description

스테인리스 중화 슬러지를 이용한 스테인리스강 원료의 제조방법{A METHOD OF MANUFACTURING RAW MATERIAL FOR STAINLESS STEEL USING STAINLESS NEUTALIZED SLUDGE}Technical Field [0001] The present invention relates to a method for producing a stainless steel raw material using a stainless steel neutralized sludge,

본 발명은 스테인리스 중화 슬러지를 이용한 스테인리스강 원료의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 스테인리스 산세 공장에서의 수처리 중화 슬러지를 선택적 용해하여 니켈(Ni) 함량을 높이면서 유해성 음이온(예컨대, F-, NO3 -, SO4 2- 등)은 제거하는 스테인리스 중화 슬러지를 이용한 스테인리스강 원료의 제조방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a method of manufacturing a stainless steel raw material by using a stainless neutralized sludge, and more particularly, to selectively dissolve the water treatment neutralization sludge in the stainless steel pickling plants nickel (Ni) while increasing the content of harmful ion (e.g., F -, NO 3 - , SO 4 2-, and the like) is removed from the stainless steel sludge.

스테인리스 산세 공장에서는 황산(H2SO4), 또는 황산(H2SO4)과 불산(HF)의 혼산을 사용하여 산세(酸洗)를 하는데, 이 산세 과정에서 스테인리스 금속 성분인 철(Fe), 크롬(Cr), 니켈(Ni) 등이 산에 용해되어 폐산이 발생하고, 그 후 폐산은 수산화나트륨(NaOH)과 수산화칼슘(Ca(OH)2)으로 중화되어 스테인리스 중화 슬러지가 발생한다.In a stainless steel pickling plant, pickling is carried out using sulfuric acid (H 2 SO 4 ) or a mixed acid of sulfuric acid (H 2 SO 4 ) and hydrofluoric acid (HF). In this pickling process, iron (Fe) Chromium (Cr) and nickel (Ni) are dissolved in the acid to generate waste acid, and then the waste acid is neutralized with sodium hydroxide (NaOH) and calcium hydroxide (Ca (OH) 2) to generate stainless neutralized sludge.

이러한 스테인리스 중화 슬러지는 함유된 니켈(Ni)의 농도가 너무 낮기 때문에 스테인리스 중화 슬러지를 재활용하는 것은 경제성이 없다고 여겨졌다. 또한, 스테인리스 중화 슬러지에는 산세액에 포함된 F-, NO3 -, SO4 2 - 등의 유해성 음이온이 포함되어 있기 때문에, 스테인리스 원료로 재활용하기 위해 열처리되는 과정에서 NOx, HF, SOx 등이 배출되므로 환경적 문제가 야기된다고 여겨졌다. 따라서, 스테인리스 중화 슬러지는 재활용되지 못하고 전량 매립되고 있는 실정이다.Since the concentration of nickel (Ni) contained in such stainless steel neutralized sludge is too low, it is considered that it is not economical to recycle the stainless neutralized sludge. Since stainless steel neutralized sludge contains harmful anions such as F - , NO 3 - , and SO 4 2 - contained in the acid tax, it is possible to remove NOx, HF, SOx, etc. during the heat treatment to be recycled as a stainless steel raw material. It was considered that environmental problems were caused. Therefore, stainless steel neutralized sludge can not be recycled and the entire amount is being landfilled.

한편, 용매 추출 기법을 이용하여 폐산과 유기 용매를 반응시켜 산과 금속을 분리하여 재활용하는 방법이 제시되었으나(일본 공개특허공보 1985-206481호, 미국 등록특허공보 4,565,675호 등 참조), 이 방법은 새로운 장비의 설치 비용과 고가의 용매 비용 등이 소요되어 경제성이 낮다는 문제점이 있다. 또한, pH와 중화제의 종류를 달리해서 폐산 내에 포함된 Fe, Ni, Cr 등을 처리하는 방법이 제시되었으나(한국 공개특허공보 2000-0013354호 등 참조), 이 방법은 실험적으로는 가능하지만, NaOH 중화로 인한 여과 효율 저하(NaOH 중화시 입자가 미세해져 여과성이 불량해짐), 슬러지를 분리할 때 포함되는 유해성 음이온(F-, NO3 -, SO4 2 - 등)의 혼입, 여과액에서의 F-재처리 문제, 실회수율 저하 등 많은 문제점이 있어 실용화되지 못하고 있다. 또한, 폐산에 슬래그(slag) 용출액을 가하여 pH에 따라 금속 이온을 분리하는 방법이 제시되었으나(한국 공개특허공보 2003-0052320호), 이 방법은 많은 설비 투자, 처리 속도 저하, Ni의 실회수율 저하 등 많은 문제점이 있어 실용화되지 못하고 있다.Meanwhile, there has been proposed a method of separating and recycling an acid and a metal by reacting a waste acid with an organic solvent using a solvent extraction technique (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 1985-206481, US Patent No. 4,565,675, etc.) There is a problem that the installation cost of the equipment and the expensive solvent cost are low and the economical efficiency is low. In addition, although a method of treating Fe, Ni, Cr and the like contained in the waste acid by varying the pH and the type of neutralizing agent has been proposed (see Korean Patent Laid-Open Publication No. 2000-0013354) (F - , NO 3 - , SO 4 2 -, etc.) contained in the separation of the sludge, and the concentration of the anion in the filtrate F - reprocessing problems, lowered recovery rate, and the like. In addition, a method of separating metal ions according to pH by adding a slag eluent to the spent acid has been proposed (Korean Patent Laid-Open Publication No. 2003-0052320). However, this method requires a lot of equipment investment, lowered processing speed, And the like.

그래서, 중화 슬러지를 수세한 다음 물과 염산을 가하여 산용해시키고, 산용해 용액과 미용해 슬러지를 고액분리한 다음, 분리된 Fe 및 Ni 함유 산용해 용액에 중화제를 투입하여 Fe 및 Ni함유 슬러지를 수득하고, 이를 건조 소성한 후 분쇄하고 괴상화시키는 기술이 제안(한국 등록특허 10-0813579)되었다. 하지만, 한국 등록특허 10-0813579 기술의 적용 시 스테인리스 중화 슬러지 내에 포함되어 있는 [S] 및 [F] 성분 때문에 중화 슬러지를 산용해시키는 단계에서 염산의 pH 범위가 제한되는 단점이 있었다.
Thus, the neutralized sludge is washed with water and hydrochloric acid to dissolve the acid, and the acid solution and the un-dissolved sludge are separated by solid-liquid separation. Then, the neutralizing agent is added to the separated solution containing Fe and Ni, (Korean Patent No. 10-0813579), which is obtained by drying, calcining, pulverizing and bulking. However, in the application of Korean Patent No. 10-0813579, there is a disadvantage that the pH range of hydrochloric acid is limited in dissolving the neutralized sludge by the [S] and [F] components contained in the stainless neutralized sludge.

일본 공개특허공보 1985-206481호Japanese Laid-Open Patent Publication No. 1985-206481 미국 등록특허공보 4,565,675호U.S. Patent No. 4,565,675 한국 공개특허공보 2000-0013354호Korean Patent Publication No. 2000-0013354 한국 공개특허공보 2003-0052320호Korean Patent Publication No. 2003-0052320 한국 등록특허 10-0813579Korean Patent No. 10-0813579

본 발명은 환경적 문제로 인하여 전량 매립되고 있는 스테인리스 중화 슬러지를 재활용하여 스테인리스강 용해원료를 경제적으로 생산하고, 고가 금속인 Ni의 실회수율을 향상시키는 스테인리스 중화 슬러지를 이용한 스테인리스강 원료의 제조방법을 제공한다.The present invention relates to a method for producing a stainless steel raw material using stainless steel neutralized sludge which economically produces a raw material for producing a stainless steel by recycling the entire amount of stainless steel neutralized sludge that is buried due to environmental problems and improves the actual recovery rate of Ni, to provide.

특히, 공정 중 유해성 물질인 [S] 및 [F]를 별도로 제거함에 따라 재활용되는 스테인리스강 원료의 품질을 향상시키면서, [Fe], [Cr] 및 [Ni]과 같은 유가금속의 회수시 공정을 원활하게 수행할 수 있는 스테인리스 중화 슬러지를 이용한 스테인리스강 원료의 제조방법을 제공한다.
Particularly, by removing the harmful substances [S] and [F] separately from the process, it is possible to improve the quality of the recycled stainless steel raw material and to recover the valuable metals such as [Fe], [Cr] and [Ni] A method for producing a stainless steel raw material using stainless steel neutralized sludge which can be smoothly performed.

본 발명의 일 실시형태에 따른 스테인리스 중화 슬러지를 이용한 스테인리스강 원료의 제조방법은 (a) 스테인리스강의 산세 공정에서 발생한 스테인리스 중화 슬러지 내의 질산 이온(NO3 -)이 0.1 중량% 이하가 될 때까지 스테인리스 중화 슬러지를 수세(水洗)하는 단계; (b) 수세된 슬러지의 무게의 2배 이상의 물을 가한 후 pH 13 이상의 알칼리 수용액을 혼합하고 균일하게 교반한 다음, 발생되는 석출물을 여과하여 슬러지 중의 [S]성분을 제거하는 단계; (c) [S]성분이 제거된 슬러지 용액에 염산(HCl)을 가하여 pH 4.5 이하 범위로 산용해(酸溶解)하는 단계; (d) 산용해 용액과 미용해 슬러지를 여과기를 통해 고액분리(固液分離)하는 단계; (e) 분리된 산용해 용액에 중화제를 투입하여 pH 9.0 ~ 12.5까지 중화(中和)하는 단계; (f) 중화된 슬러지에 물을 가하여 여과 세척한 후, 여과물을 소성(燒成) 및 분쇄(粉碎)하여 분말을 생성시키는 단계; 및 (g) 생성된 분말을 괴상화(塊狀化)하는 단계를 포함한다.The method for producing a stainless steel raw material using stainless steel neutralized sludge according to an embodiment of the present invention includes the steps of: (a) preparing a stainless steel neutralized sludge produced by a pickling process of stainless steel until the nitric acid ion (NO 3 - ) is 0.1 wt% Washing the neutralized sludge with water; (b) adding water at least two times the weight of the washed sludge, mixing and uniformly stirring an aqueous alkali solution having a pH of 13 or more, and filtering the generated precipitate to remove the [S] component in the sludge; (c) adding sulfuric acid (HCl) to the sludge solution from which the [S] component has been removed, and dissolving it in an acid solution (acid dissolution) (d) solid-liquid separation (solid-liquid separation) of the acid solution and the un-dissolved sludge through a filter; (e) neutralizing the solution to pH 9.0 to 12.5 by adding a neutralizing agent to the separated solution; (f) filtering and washing the neutralized sludge with water, and firing and pulverizing the filtrate to produce powder; And (g) agglomerating the resulting powder.

특히, 상기 단계 (b)와 (c) 사이에 불소제거제를 첨가하여 발생되는 불화물을 여과하여 슬러지 중의 [F]성분을 제거하는 단계(b-1)를 더 포함한다.In particular, the method further comprises a step (b-1) of removing the [F] component in the sludge by filtering the fluoride generated by adding the fluorine scavenger between the steps (b) and (c).

상기 단계 (b-1)에서 불소제거제는 소석회(Ca(OH)2)와 무기화합물계의 킬레이트계 화합물을 함께 사용하는 것을 특징으로 한다.In the step (b-1), the fluoride scavenger is characterized by using calcium hydroxide (Ca (OH) 2 ) and an inorganic compound chelate compound.

상기 단계 (e)에서의 소성(燒成)은 100℃ 내지 1000℃의 온도에서 수행되는 것을 특징으로 한다.The firing in the step (e) is performed at a temperature of 100 ° C to 1000 ° C.

상기 단계 (f)에서의 괴상화(塊狀化)는 펠렛화(pelletizing), 브리켓팅(briquetting) 또는 콤팩팅(compacting)에 의해 수행되는 것을 특징으로 한다.
The bulking in the step (f) is characterized by being carried out by pelletizing, briquetting or compacting.

본 발명의 실시예에 따르면, 중화 슬러지 중에 [S] 및 [F] 성분을 미리 분리 제거함에 따라 중화 슬러지 중의 [Fe], [Cr] 및 [Ni] 성분을 산용액에 이온상태로 용해시킬 때 산용액의 pH 범위를 종래보다 넓게 적용할 수 있어 공정을 용이하게 실시한다.According to the embodiment of the present invention, when [Fe], [Cr] and [Ni] components in the neutralized sludge are dissolved in the acid solution in an ionic state by separating and removing the components [S] and [F] The pH range of the acid solution can be applied to a wider range than in the prior art, thereby facilitating the process.

또한, 중화 슬러지 중에 함유된 [S] 성분을 별도로 제거하는 공정을 추가로 진행함에 따라 슬러지의 열처리시 유해가스인 SOx 배출을 방지할 수 있고, 특히 중화 슬러지를 재활용하여 스테인리스 제강에 사용하는 경우에 재활용 중화 슬러지가 불순 성분인 S의 유입원으로 작용하는 것을 억제할 수 있다.
Further, since the step of separately removing the [S] component contained in the neutralized sludge is further carried out, it is possible to prevent the release of SOx which is a noxious gas during the heat treatment of the sludge. Especially, when the neutralized sludge is recycled and used for stainless steel It is possible to inhibit the recycled neutralized sludge from acting as an influx source of S, which is an impurity component.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 스테인리스 중화 슬러지를 이용한 스테인리스강 원료의 제조방법을 보여주는 순서도이다.1 is a flowchart showing a method of manufacturing a stainless steel raw material using stainless steel neutralized sludge according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It will be apparent to those skilled in the art that the present invention may be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, It is provided to let you know.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 스테인리스 중화 슬러지를 이용한 스테인리스강 원료의 제조방법을 보여주는 순서도이다.1 is a flowchart showing a method of manufacturing a stainless steel raw material using stainless steel neutralized sludge according to an embodiment of the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 스테인리스 중화 슬러지를 이용한 스테인리스강 원료의 제조방법은 크게 (a) 스테인리스 중화 슬러지를 수세하는 단계, (b) 슬러지 중 [S] 성분을 제거하는 단계, (c) 슬러지 용액을 산용해하는 단계, (d) 산용해 용액과 미용해 슬러지를 고액분리하는 단계, (e) 산용해 용액을 중화하는 단계, (f) 중화된 슬러지를 여과하고 소성한 다음 분쇄하는 단계, 및 (g) 분쇄된 분말을 괴상화 하는 단계를 포함한다. 특히, 상기 (b) 단계 이후에는 슬러지 중 [F] 성분을 제거하는 단계(b-1)를 더 포함한다.As shown in FIG. 1, a method of manufacturing a stainless steel raw material using stainless steel neutralized sludge according to an embodiment of the present invention includes (a) washing stainless steel neutralized sludge, (b) removing [S] (C) dissolving the acid in the sludge solution, (d) solid-liquid separating the acid solution and the un-dissolved sludge, (e) neutralizing the acid solution, (f) filtering the neutralized sludge Calcining and then pulverizing, and (g) agglomerating the pulverized powder. Particularly, the step (b) further includes a step (b-1) of removing the [F] component in the sludge.

먼저, 스테인리스 중화 슬러지는 하기 반응식 1과 같은 중화 반응에 의해 생성된다.First, the stainless steel neutralized sludge is produced by a neutralization reaction as shown in the following reaction formula (1).

[반응식 1][Reaction Scheme 1]

(Fe,Ni)SO4 + (Fe,Ni)F2 + (Fe,Ni)(NO3)2 + 3Ca(OH)2 + (Fe,Cr)2(SO4)3 + (Fe,Cr)F3 +(Fe,Cr)(NO3)3 + 6Ca(OH)2 (Fe, Ni) SO 4 + (Fe, Ni) F 2 + (Fe, Ni) (NO 3) 2 + 3Ca (OH) 2 + (Fe, Cr) 2 (SO 4) 3 + (Fe, Cr) F 3 + (Fe, Cr) (NO 3 ) 3 + 6 Ca (OH) 2

→ 2(Fe,Ni)(OH)2 + 2(Fe,Cr)(OH)3 + 4CaSO4 + 2.5Ca(NO3)2 + 2.5CaF2 → 2 (Fe, Ni) ( OH) 2 + 2 (Fe, Cr) (OH) 3 + 4CaSO 4 + 2.5Ca (NO 3) 2 + 2.5CaF 2

2가 이온으로 존재하는 Ni2 +와 Fe2 +및 3가 이온으로 존재하는 Fe3 +와 Cr3 +등의 금속 이온은 SO4 2 -, F-, NO3 - 등의 음이온과 함께 해리되어 있다가 중화 반응을 통해 금속 이온은 수산화물로 침전되고 중성염이 생성된다. 상기 중화 반응으로 생성되는 화합물 중 Ca(NO3)2를 제외한 모든 화합물은 물에 용해되지 않으므로 침전하여 슬러지화된다. Ca(NO3)2는 가용성이므로 이론적으로는 슬러지에 포함될 수 없으나, 침전된 반응 슬러지를 여과할 때 여과물 내의 수분에 포함되어 슬러지내에 일부가 혼입된다. NO3 -가 포함된 슬러지를 열처리하면 NOx가 배출되므로 가급적 낮은 수준으로 제거하는 것이 바람직하다. F-는 이론적으로는 CaF2의 형태로 침전되지만, Fe(OH)F, Cr(OH)2F 등의 형태로도 침전될 수 있다. F-가 포함된 슬러지를 열처리하면 HF가 배출되므로 가급적 낮은 수준으로 제거하는 것이 바람직하다. SO4 2 -는 석고 형태로 침전되지만, SO4 2 -가 포함된 슬러지의 열처리시 SOx 배출의 원인으로 작용하며, 특히 스테인리스 제강의 불순 성분이 S의 유입원이 될 수 있으므로 사전에 가급적 낮은 수준으로 제거하는 것이 바람직하다.Metal ions such as Fe 2 + , Fe 2 +, and Fe 3 + and Cr 3 + , which exist as divalent ions, dissociate with anions such as SO 4 2 - , F - , NO 3 - Through the neutralization reaction, metal ions are precipitated as hydroxides and neutral salts are formed. Of the compounds produced by the neutralization reaction, all compounds except Ca (NO 3 ) 2 are not soluble in water and precipitate and become sludge. Since Ca (NO 3 ) 2 is soluble in theory, it can not be included in the sludge, but when the precipitated reaction sludge is filtered, it is included in the moisture in the filtrate and partially incorporated into the sludge. When the sludge containing NO 3 - is heat-treated, it is preferable to remove the sludge as low as possible because NO x is discharged. F - theoretically precipitates in the form of CaF 2 , but can also be precipitated in the form of Fe (OH) F, Cr (OH) 2 F, and the like. The heat treatment of the sludge containing F - desorbs HF as much as possible. SO 4 2 - precipitates in the form of gypsum, but acts as a source of SOx emissions during the heat treatment of SO 4 2 - containing sludge. In particular, since the impurity component of stainless steel may be the source of S, .

그래서, 스테인리스 중화 슬러지 중에 포함된 질산 이온(NO3 -), 황산이온(SO4 2 -) 및 불소 이온(F-)를 순차적으로 제거한다.Therefore, nitrate ions (NO 3 - ), sulfate ions (SO 4 2 - ) and fluorine ions (F - ) contained in the stainless neutralized sludge are sequentially removed.

부연하자면, 먼저, 스테인리스강의 산세 공정에서 발생한 스테인리스 중화 슬러지 내의 질산 이온(NO3 -)이 0.1 중량% 이하가 될 때까지 스테인리스 중화 슬러지를 수세(水洗)한다.(단계 a)First, stainless steel neutralized sludge is washed with water until the nitric acid ion (NO 3 - ) in the stainless neutralized sludge produced in the pickling process of the stainless steel becomes 0.1 wt% or less (step a)

스테인리스 중화 슬러지 내의 NO3 -이온은 액상에서 Ca(NO3)2의 형태로 녹아 있기 때문에, 슬러지에 물을 가하고 세척하면 슬러지 내의 NO3 -의 제거가 가능하다. 이렇게 물을 이용하여 세척하는 방법으로는 슬러지에 물을 가하고 여과하고 다시 물을 가하고 여과하는 과정을 반복하는 반복 수세 방법, 여과기에 존재하는 슬러지 내에 물을 통과시켜 수세하는 방법, 슬러지에 물을 가한 후 슬러지는 침전시키고 물은 상등시키는 방법 등 여러 가지 방법을 사용할 수 있다. 수세 후의 슬러지 내의 NO3 -이온의 농도가 0.1 중량% 이하가 되도록 하여야 한다. 왜냐하면, 수세 후의 슬러지 내의 NO3 -이온의 농도가 0.1 중량% 이하인 경우에는, 후속의 습식 공정에서 NO3 -는 더욱 감소되어 NOx 배출이 법적 허용 기준보다 낮아지며, 습식 공정 이후의 후속 공정에서 발생되는 폐수내에도 질소함량이 극미량이 되어 별도의 생물학적 질소 처리를 요하지 않기 때문이다.Since NO 3 - ions in the stainless steel neutralized sludge are dissolved in the form of Ca (NO 3 ) 2 in the liquid phase, it is possible to remove NO 3 - in the sludge by adding water to the sludge and washing it. Such a method of washing with water includes a repeated washing method in which water is added to the sludge, the water is added to the sludge, the water is added again, and the resultant is filtered, a method in which water is passed through the sludge in the sludge, There are various methods such as sedimentation of post sludge and warming of water. The concentration of NO 3 - ions in the sludge after washing is to be 0.1 wt% or less. If the concentration of NO 3 - ions in the sludge after washing is not more than 0.1 wt%, the NO 3 - is further reduced in the subsequent wet process so that the NO x emission is lower than the legal limit standard, and the subsequent process after the wet process This is because the nitrogen content in the wastewater is very small and does not require a separate biological nitrogen treatment.

그리고, 수세된 슬러지 무게의 2배 이상의 물을 가한 후 pH 13 이상의 알칼리 수용액을 혼합하고 균일하게 교반한 다음, 발생되는 석출물을 여과하여 슬러지 중의 [S]성분을 제거한다.(단계 b)Then, water is added twice or more of the weight of the washed sludge, and then an alkali aqueous solution having a pH of 13 or more is mixed and uniformly stirred. Then, the generated precipitate is filtered to remove the [S] component in the sludge.

단계 (b)에서는 슬러지의 반응성을 향상시키기 위하여 상기와 같이 수세된 슬러지에 슬러지 무게의 2배 이상의 물을 가한다. 그리고, [S] 성분의 제거를 위하여 pH 13 이상((바람직하게는 pH 14.0 이상, 보다 바람직하게는 pH 14.5 이상)의 알칼리 수용액을 혼합하여 [S] 성분을 추출한다. In step (b), more than twice the weight of the sludge is added to the washed sludge in order to improve the reactivity of the sludge. Then, in order to remove the [S] component, an alkali aqueous solution having a pH of 13 or more (preferably, a pH of 14.0 or more, more preferably, a pH of 14.5 or more) is mixed to extract the [S] component.

이러한 고pH영역에서는, 슬러지에 포함된 성분 중, 유황산화물의 용해량이 매우 많아지는 한편, 다른 염기성 산화물의 용해량은 적다 또한, 중성 산화물이나 산성 산화물의 용해도 함께 증가 하지만, 양적으로는 많지 않아 [S] 성분만을 선택적으로 용해시켜서 제거할 수 있다.In such a high pH range, the amount of sulfur oxides dissolved in the sludge becomes very large, while the amount of other basic oxides dissolve is small. In addition, the solubility of neutral oxides and acidic oxides increases, S] component can be selectively dissolved and removed.

이렇게 [S] 성분이 제거된 슬러지에서 [F] 성분을 선택적으로 제거하기 위하여 불소제거제를 첨가하여 발생되는 불화물을 여과한다. (단계 b-1)In order to selectively remove the [F] component from the sludge in which the [S] component has been removed, the fluoride generated by adding the fluoride removing agent is filtered. (Step b-1)

이때 불소제거제는 소석회(Ca(OH)2)와 무기화합물계의 킬레이트계 화합물을 함께 사용한다. 이 과정에서 소석회(Ca(OH)2)는 불소(F)와 CaF2 형태로 결합하게 되나, CaF2는 용해도가 10 ~ 15ppm으로써 방류수질기준 만족에 어려움이 있고, 수세액에 공존하고 있는 금속이온 등에 의해서 용해도에 쉽게 영향을 받을 수 있다. 따라서 불소제거제로서 무기화합물계의 킬레이트 화합물을 같이 사용하는 것이 바람직하다.At this time, calcium fluoride (Ca (OH) 2 ) and an inorganic compound chelate compound are used together. In this process, calcium hydroxide (Ca (OH) 2 ) is bound to fluorine (F) in the form of CaF 2 , but CaF 2 has a solubility of 10 to 15 ppm, which makes it difficult to satisfy the discharge water quality standards. The solubility can be easily influenced by ions or the like. Therefore, it is preferable to use an inorganic compound-based chelate compound as the fluorine removing agent.

이렇게 [NO3], [S] 및 [F] 성분이 순차적으로 제거된 슬러지 용액에 염산(HCl)을 가하여 pH 4.5 이하 범위로 산용해(酸溶解) 반응시킨다.(단계 c)(HCl) is added to the sludge solution in which the [NO 3 ], [S] and [F] components are sequentially removed.

이때 pH 4.5 초과의 경우에는 Fe, Ni의 일부만이 용해되어 (Fe,Ni)Cl2로 녹아 나오고, Ni 이온 상당량이 용해되지 않으므로 최종 Ni의 회수율에 악영향을 미치며 (하기 반응식 2 참조); (ii) pH 1.0 ~ 4.5 이하의 경우에는 2가 이온으로 존재하는 Fe, Ni은 거의 대부분 용해되므로 Ni의 대부분을 회수할 수 있다.(하기 반응식 3 참조) At this time, when the pH is more than 4.5, only a part of Fe and Ni are dissolved and dissolved in (Fe, Ni) Cl 2 , and a considerable amount of Ni ions are not dissolved, which adversely affects the recovery rate of final Ni (see the following reaction formula 2); (ii) When the pH is 1.0 to 4.5 or less, most of Fe and Ni present as divalent ions are almost completely dissolved, so that most of Ni can be recovered.

한편, (iii) pH 1.0 미만의 경우에는 CaF2와 CaSO4가 분해되어 CaCl2로 되고 모든 금속이 이온 상태로 되므로 선택적인 금속 회수가 불가능하다(하기 반응식 4 참조). 하지만, 본 발명에서는 단계 (c)에 앞서 [S] 및 [F] 성분을 미리 제거하였기 때문에 pH 1.0 미만의 경우에도 유해한 물질의 회수 없이 2가 이온으로 존재하는 Fe, Ni를 더욱 많이 회수할 수 있는 것이다.On the other hand, when the pH is lower than 1.0, CaF 2 and CaSO 4 are decomposed to CaCl 2 , and all metals are in an ionic state, so that selective metal recovery is impossible (see Scheme 4 below). However, in the present invention, since the components [S] and [F] are previously removed before step (c), even when the pH is less than 1.0, it is possible to recover more Fe and Ni present as divalent ions It is.

[반응식 2][Reaction Scheme 2]

{(Fe,Ni)(OH)2} + {(Fe,Cr)(OH)3} + {CaSO4} + Ca(NO3)2 + {CaF2} + 0.8HCl →{(Fe, Ni) (OH ) 2} + {(Fe, Cr) (OH) 3} + {CaSO 4} + Ca (NO 3) 2 + {CaF 2} + 0.8HCl →

{0.6(Fe,Ni)(OH)2} + 0.4(Fe,Ni)Cl2 +{(Fe,Cr)(OH)3} + {CaSO4} + Ca(NO3)2 + {CaF2}{0.6 (Fe, Ni) ( OH) 2} + 0.4 (Fe, Ni) Cl 2 + {(Fe, Cr) (OH) 3} + {CaSO 4} + Ca (NO 3) 2 + {CaF 2}

[반응식 3][Reaction Scheme 3]

{(Fe,Ni)(OH)2} + {(Fe,Cr)(OH)3} + {CaSO4} + Ca(NO3)2 + {CaF2} + 2.3HCl →{(Fe, Ni) (OH) 2 } + {(Fe, Cr) (OH) 3 } + {CaSO 4 } + Ca (NO 3 ) 2 + {CaF 2 }

(Fe,Ni)Cl2 + {0.1(Fe,Cr)Cl3} + {0.9(Fe,Cr)(OH)3} + {CaSO4} + Ca(NO3)2 + {CaF2} (Fe, Ni) Cl 2 + {0.1 (Fe, Cr) Cl 3} + {0.9 (Fe, Cr) (OH) 3} + {CaSO 4} + Ca (NO 3) 2 + {CaF 2}

[반응식 4][Reaction Scheme 4]

{(Fe,Ni)(OH)2} + {(Fe,Cr)(OH)3} + {CaSO4} + Ca(NO3)2 + {CaF2} + 5HCl →{(Fe, Ni) (OH ) 2} + {(Fe, Cr) (OH) 3} + {CaSO 4} + Ca (NO 3) 2 + {CaF 2} + 5HCl →

(Fe,Ni)SO4 + 3/2(Fe,Cr)F3 + 1/3(Fe,Cr)Cl3 + CaCl2 +Ca(NO3)2 + CaCl2 (Fe, Ni) SO 4 + 3/2 (Fe, Cr) F 3 + 1/3 (Fe, Cr) Cl 3 + CaCl 2 + Ca (NO 3) 2 + CaCl 2

상기 반응식 2 내지 4에서 { } 표시는 고상(固狀)을 나타낸다.In the above Reaction Schemes 2 to 4, the symbol {} indicates a solid state.

특히, 상기 반응식 2 내지 4에서 본 발명의 특징으로 설명하기 위하여 반응전 물질에 {CaSO4}, Ca(NO3)2 및 {CaF2}을 기재하였지만, 단계 (a), (b) 및 (b-1)에서 [NO3], [S] 및 [F]를 제거하였기 때문에 {CaSO4}, Ca(NO3)2 및 {CaF2}의 양은 미비한 수준이다. Particularly, in order to describe the characteristics of the present invention in the above-mentioned Reaction Schemes 2 to 4, {CaSO 4 }, Ca (NO 3 ) 2 and {CaF 2 } in b-1) [NO 3] , because it removes the [S] and [F] {CaSO 4}, Ca (NO 3) 2, and a {2} the amount of CaF insufficient level.

따라서, pH를 4.5 이하 범위로 유지하면서 산용해를 할 경우에는 Fe 및 Ni을 산용해하여 이온상으로 회수할 수 있다. 즉, 이와 같은 pH 영역에서 산용해를 할 경우에는 Ni, Fe 및 Cr 대부분이 이온상으로 용해되고 나머지는 슬러지화된다.Therefore, when the acid is dissolved while maintaining the pH within the range of 4.5 or less, the Fe and Ni can be dissolved in an acid and recovered in the form of an ion. That is, when acid dissolution is carried out in such a pH range, most of Ni, Fe and Cr are dissolved in the ion phase and the remainder is converted into sludge.

이렇게 Ni, Fe 및 Cr 대부분이 이온상으로 용해되고 나머지는 슬러지화된 상태에서 산용해 용액과 미용해 슬러지를 여과기를 통해 고액분리(固液分離)한다. (단계 d)In this way, most of the Ni, Fe and Cr are dissolved in the ionic phase and the remaining solution is sludge, and the acid solution and the un-dissolved sludge are subjected to solid-liquid separation (solid-liquid separation) through a filter. (Step d)

그리고, 분리된 산용해 용액에 중화제를 투입하여 pH 9.0 ~ 12.5까지 중화(中和)시킨다. (단계 e)Then, a neutralizing agent is added to the separated acid solution to neutralize the solution to pH 9.0 to 12.5. (Step e)

부연하자면, Fe, Ni 및 Cl 함유 수용액에 중화제(예컨대, 수산화나트륨, 소석회(수산화칼슘), 탄산나트륨 등)를 가하여 당량점(예컨대, 소석회 투입 몰수/존재하는 Cl 몰수 = 0.5)에 이르도록 pH를 9.0∼12.5까지 올리면 하기 반응식 5와 같은 반응이 일어난다.In addition, a neutralizing agent (for example, sodium hydroxide, calcium hydroxide, sodium carbonate or the like) is added to an Fe, Ni and Cl aqueous solution to adjust the pH to 9.0 to reach an equivalent point (for example, molar amount of slaked- Raising to 12.5 gives the reaction shown in Scheme 5 below.

[반응식 5][Reaction Scheme 5]

(Fe,Ni)Cl2 + Ca(OH)2 → (Fe,Ni)(OH)2 + CaCl2 (Fe, Ni) Cl 2 + Ca (OH) 2 → (Fe, Ni) (OH) 2 + CaCl 2

(Fe,Ni)Cl2 + 2NaOH → (Fe,Ni)(OH)2 + 2NaCl(Fe, Ni) Cl 2 + 2 NaOH → (Fe, Ni) (OH) 2 + 2 NaCl

(Fe,Ni)Cl2 + Na2CO3 → (Fe,Ni)CO3 + 2NaCl(Fe, Ni) Cl 2 + Na 2 CO 3 → (Fe, Ni) CO 3 + 2 NaCl

중화 pH가 9.0 미만인 경우에는 Ni의 재침전이 용이하지 않아 회수율 저하(Ni 손실)가 발생하며, pH 12.5는 소석회의 포화 용해도에 해당하므로 pH 12.5 초과의 경우에는 의미가 없다.When the neutralization pH is less than 9.0, the re-precipitation of Ni is not easy and the recovery rate (Ni loss) occurs. The pH of 12.5 corresponds to the saturation solubility of the slaked lime.

상기 반응식 5에서 CaCl2와 NaCl은 수용성 염이므로 중화 및 여과 과정을 거쳐 수세하면 제거되어 (Fe,Ni)(OH)2 및 (Fe,Ni)CO3 함유 슬러지를 수득할 수 있다. 그리고, 상기 (Fe,Ni)(OH)2 및 (Fe,Ni)CO3 함유 슬러지를 건조 소성(燒成)(소성 온도: 100∼1000℃)한 후 분쇄(粉碎)하면, 산화물, 수산화물 및 탄산염 형태의 분말을 생성시킬 수 있다.(단계 f)Since CaCl 2 and NaCl are water-soluble salts in the reaction scheme 5, they are removed by neutralization and filtration, thereby obtaining sludges containing (Fe, Ni) (OH) 2 and (Fe, Ni) CO 3 . When the sludge containing (Fe, Ni) (OH) 2 and (Fe, Ni) CO 3 is dried and fired at a firing temperature of 100 to 1000 ° C and pulverized, (Step f) < RTI ID = 0.0 >

분말은 용해로 등의 노(爐)에 투입될 경우 분진으로 배출되므로 괴상화(塊狀化)하여야 한다.(단계 g)When the powder is put into a furnace such as a melting furnace, it is discharged as dust and must be agglomerated. (Step g)

괴상화는 약간의 물과 바인더(binder)를 첨가하면서 펠렛화(pelletizing), 브리켓팅(briquetting) 또는 콤팩팅(compacting) 과정을 통해 수행될 수 있다. 괴상화에 사용되는 바인더의 예로는 시멘트 바인더(3CaOSiO2,2CaOSiO2,3CaOAl2O3, 4CaOAl2O3), 폴리비닐알콜(PVA), 당밀, 전분 등을 들 수 있다.The agglomeration can be carried out by pelletizing, briquetting or compacting while adding a small amount of water and a binder. Examples of the binder used in the agglomeration include cement binders (3CaOSiO2, 2CaOSiO2, 3CaOAl2O3, 4CaOAl2O3), polyvinyl alcohol (PVA), molasses, starch and the like.

괴상화된 생성물은 스테인리스강 용해 원료로 사용될 수 있을 뿐만 아니라, 페로니켈(ferronickel) 제련 원료로도 사용될 수 있다.
The agglomerated product can be used not only as a raw material for melting stainless steel but also as a raw material for ferronickel smelting.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described by way of examples.

0.5 중량%의 질산 이온(NO3-)을 함유한 스테인리스 중화 슬러지 2500g을 10 리터의 물로 수세하고, 수세된 슬러지를 100g씩 평량하여 비이커에 넣고 물을 400g 가하고 슬러지가 풀릴 때까지 교반하였다.2,500 g of stainless steel neutralized sludge containing 0.5% by weight of nitric acid ions (NO 3 - ) was washed with 10 liters of water, 100 g of washed sludge was weighed into a beaker, 400 g of water was added and stirred until the sludge was loosened.

그리고, 슬러지가 풀린 용액에 pH 13 이상이 되도록 알칼리(예컨대, NaOH, Ca(OH)2, Na2CO3 등)를 가한 다음 불소제거제로 소석회(Ca(OH)2)와 무기화합물계의 킬레이트계 화합물을 순차적으로 첨가하였다.Then, the alkali such that a pH above 13 in the loose sludge solution (e.g., NaOH, Ca (OH) 2, Na 2 CO 3, etc.) is added, and then calcium hydroxide (Ca (OH) 2) and the chelates based inorganic compound with fluorine scavenger Based compound were sequentially added.

그 이후 염산을 투입량을 달리하여 용해 pH가 0∼8까지 달리하여 각각의 수용액을 얻었다. 이 수용액을 여과한 후, 여과된 수용액에 중화제 종류를 달리하여 당량점(pH 증가가 급격히 올라가는 pH 9.0 이상)이 될 때까지 알칼리를 가하여 중화 산물을 얻고, 이를 100℃에서 건조하였다.After that, different amounts of hydrochloric acid were added and the pH of solution was varied from 0 to 8 to obtain each aqueous solution. This aqueous solution was filtered, and the neutralized product was obtained by adding alkali to the filtered aqueous solution until the equivalence point (pH 9.0 or higher at which the pH increase sharply increased) was changed by varying the type of neutralizing agent, and the neutralized product was dried at 100 ° C.

그리고, 건조된 시료를 유도결합 플라즈마(inductively coupled plasma, ICP)와 이온 크로마토크래피를 이용하여 양이온과 음이온의 함량을 정량하였다. 또한, Ni 회수율을 다음의 수학식 1과 같은 방법으로 구하였고, 그 결과를 하기의 표 1에 나타내었다.The contents of cations and anions were determined by inductively coupled plasma (ICP) and ion chromatography. Also, the recovery rate of Ni was determined by the following formula (1), and the results are shown in Table 1 below.

[수학식 1][Equation 1]

Ni 회수율 = [산용해 이전의 초기 슬러지 투입량(100g) × 슬러지내 Ni 함량(중량%)]/[산용해/중화/여과수세/건조를 통해 제조된 회수량 × 회수물내 Ni 함량]×100Ni recovery rate = [initial sludge input amount (100 g) before sludge x Ni content in sludge (wt%)] / [recovery amount produced by neutralization / neutralization / filtrate water / drying x recovery amount in water] x 100

하기 표 1은 본 발명의 발명예 1 내지 2와 비교예 1 내지 11에 있어서의 질산 제거를 위한 수세 여부, [S] 제거 여부, [F] 제거 여부, 산용해 pH, 중화 pH, Fe, Cr, Ni 등의 함량, Ni 회수율 등을 나타낸 것이다.[Table 1] Table 1 shows the results of the experiments of Examples 1 to 2 and Comparative Examples 1 to 11 of the present invention for the removal of nitric acid, the removal of [S], the removal of [F] , The content of Ni and the like, and the recovery rate of Ni.

구분division 질산제거수세여부Whether nitric acid can be washed or not [S]
제거 여부
[S]
Whether to remove
[F]
제거 여부
[F]
Whether to remove
염산
투입
유지 pH
Hydrochloric acid
input
Maintenance pH
중화
pH
Neutralization
pH
성분(wt%)Component (wt%)
FeFe CrCr NiNi SO4 SO 4 FF NO3 NO 3 Al+
Si
Al +
Si
Ni
회수율
Ni
Recovery rate
비교예1Comparative Example 1 XX XX XX -- -- 20.420.4 5.85.8 2.22.2 8.98.9 16.816.8 0.50.5 8.88.8 0%0% 비교예2Comparative Example 2 XX XX XX 2.32.3 11.811.8 42.142.1 0.60.6 16.816.8 0.30.3 0.30.3 0.120.12 0.050.05 91%91% 비교예3Comparative Example 3 XX XX 5.55.5 11.811.8 36.236.2 0.050.05 3737 0.10.1 0.20.2 0.03이하0.03 or less 0.150.15 40%40% 비교예4Comparative Example 4 XX XX 0.50.5 11.911.9 26.226.2 3.53.5 7.27.2 5.45.4 11.311.3 0.03이하0.03 or less 0.080.08 98%98% 비교예5Comparative Example 5 XX XX 00 12.512.5 22.322.3 4.54.5 2.52.5 7.77.7 15.515.5 0.03이하0.03 or less 0.050.05 98%98% 비교예6Comparative Example 6 XX XX 2.22.2 8.48.4 38.438.4 0.50.5 18.818.8 0.20.2 0.20.2 0.03이하0.03 or less 0.020.02 65%65% 비교예7Comparative Example 7 XX XX 3.53.5 12.312.3 38.438.4 0.230.23 22.122.1 0.30.3 0.30.3 0.03이하0.03 or less 0.140.14 82%82% 비교예8Comparative Example 8 XX XX 2.22.2 11.911.9 43.243.2 0.60.6 17.117.1 0.30.3 0.40.4 0.03이하0.03 or less 0.140.14 90%90% 비교예9Comparative Example 9 XX XX 1.81.8 11.811.8 38.338.3 1.21.2 11.311.3 0.60.6 0.70.7 0.03이하0.03 or less 0.110.11 97%97% 비교예10Comparative Example 10 XX XX 2.32.3 9.59.5 36.436.4 0.60.6 14.214.2 0.30.3 0.90.9 0.03이하0.03 or less 0.080.08 91%91% 비교예11Comparative Example 11 XX XX 2.62.6 11.011.0 42.842.8 0.60.6 17.317.3 0.20.2 0.80.8 0.03이하0.03 or less 0.040.04 88%88% 발명예1Inventory 1 0.90.9 11.811.8 39.739.7 0.90.9 15.315.3 0.1
이하
0.1
Below
0.1이하0.1 or less 0.03이하0.03 or less 0.070.07 98%98%
발명예2Inventory 2 0.50.5 12.112.1 40.740.7 1.11.1 16.216.2 0.1이하0.1 or less 0.1이하0.1 or less 0.03이하0.03 or less 0.060.06 98%98%

상기 표 1에서 알 수 있듯이, 질산 이온(NO3 -)의 제거를 위한 수세(水洗), [S] 제거, [F] 제거, 산용해, 중화 등의 공정 없이 스테인리스 중화 슬러지를 건조시킨 시료는 F-, NO3-, SO42-등의 유해성 음이온이 효과적으로 제거되지 않기 때문에 재활용이 곤란하였다.(비교예 1)As can be seen from Table 1, the nitrate ion (NO 3 -) washing with water for the removal of (水洗), [S] removed, and [F] removing, the manufacture year, the sample was dried for stainless neutralized sludge without the process of neutralization, such as is It is difficult to recycle since harmful anions such as F-, NO3- and SO42- are not effectively removed. (Comparative Example 1)

질산 이온(NO3-)의 제거를 위한 수세(水洗) 공정을 거치지 않은 시료는 열처리 중에 배출되는 NOx로 인한 환경 문제로 바람직하지 못하다.(비교예 2)A sample not subjected to a washing process for removing nitrate ions (NO 3 -) is not preferable due to environmental problems due to NO x emitted during the heat treatment. (Comparative Example 2)

산용해 pH가 4.5를 초과하는 경우에는 회수하려고 하는 Ni 성분이 충분히 용해되지 않아 Ni 회수율이 현저히 저하된다.(비교예 3)When the pH of the solution is more than 4.5, the Ni component to be recovered is not sufficiently dissolved and the Ni recovery rate is significantly lowered. (Comparative Example 3)

산용해 pH를 4.5 이하로 낮추면 Ni의 회수율이 증가되나, pH를 너무 낮추어 1.0 미만이 되는 경우에는 산용해 용액 및 회수 화합물에 F- 및 SO4 2 -가 재혼입되고 회수물의 Ni 농도가 저하되어 바람직하지 못하다.(비교예 4 및 비교예 5)When the pH is lowered to 4.5 or less, the recovery rate of Ni is increased. However, when the pH is lowered too much and becomes less than 1.0, F - and SO 4 2 - are re-introduced into the acid solution and the recovered compound, (Comparative Example 4 and Comparative Example 5)

중화 pH가 9.0 미만인 경우에는 Ni의 침전이 여의치 못하여 Ni 회수율이 저하된다.(비교예 6)When the neutralization pH is less than 9.0, the precipitation of Ni can not be carried out and the recovery of Ni is decreased. (Comparative Example 6)

한편, 산용해 pH를 1.0 ~ 4.5로 유지하면 Ni의 회수율도 증가하고, 산용해 용액 및 회수 화합물에 F- 및 SO4 2 -가 재혼입되는 것을 방지하여, 회수물의 Ni 농도가 저하되는 것도 방지되었다.(비교예 7 내지 비교예 11) 하지만, 산용해 pH를 낮출수록 Ni의 회수율이 증가되는 경향이 있음을 알면서도 F- 및 SO4 2 -가 재혼입되는 것을 방지하기 위하여 산용해 pH를 1.0 ~ 4.5로 유지하여야 하는 한계가 있었다.On the other hand, when the acid solution pH is maintained at 1.0 to 4.5, the recovery rate of Ni is increased, and F - and SO 4 2 - are prevented from re - entering into the acid solution and recovered compound, (Comparative Example 7 to Comparative Example 11) However, in order to prevent the re - entry of F - and SO 4 2 - while knowing that the recovery rate of Ni tends to increase as the acid solution pH is lowered, ~ 4.5. ≪ / RTI >

하지만, 산용해 이전에 [S] 및 [F]를 제거한 경우 산용해 pH를 1.0 미만으로 조정하여도 F- 및 SO4 2 -가 재혼입 없이 Ni의 회수율도 증가하는 것을 확인할 수 있었다.(발명예 1 및 발명예 2)
However, when [S] and [F] were removed before the acid treatment, the recovery of Ni was found to be increased again without F - and SO 4 2 - Honor 1 and Honor 2)

본 발명을 첨부 도면과 전술된 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 그에 한정되지 않으며, 후술되는 특허청구범위에 의해 한정된다. 따라서, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 후술되는 특허청구범위의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 변형 및 수정할 수 있다.
Although the present invention has been described with reference to the accompanying drawings and the preferred embodiments described above, the present invention is not limited thereto but is limited by the following claims. Accordingly, those skilled in the art will appreciate that various modifications and changes may be made thereto without departing from the spirit of the following claims.

Claims (5)

(a) 스테인리스강의 산세 공정에서 발생한 스테인리스 중화 슬러지 내의 질산 이온(NO3 -)이 0.1 중량% 이하가 될 때까지 스테인리스 중화 슬러지를 수세(水洗)하는 단계;
(b) 수세된 슬러지의 무게의 2배 이상의 물을 가한 후 pH 13 이상의 알칼리 수용액을 혼합하고 균일하게 교반한 다음, 발생되는 석출물을 여과하여 슬러지 중의 [S]성분을 제거하는 단계;
(c) [S]성분이 제거된 슬러지 용액에 염산(HCl)을 가하여 pH 4.5 이하 범위로 산용해(酸溶解)하는 단계;
(d) 산용해 용액과 미용해 슬러지를 여과기를 통해 고액분리(固液分離)하는 단계;
(e) 분리된 산용해 용액에 중화제를 투입하여 pH 9.0 ~ 12.5까지 중화(中和)하는 단계;
(f) 중화된 슬러지에 물을 가하여 여과 세척한 후, 여과물을 소성(燒成) 및 분쇄(粉碎)하여 분말을 생성시키는 단계; 및
(g) 생성된 분말을 괴상화(塊狀化)하는 단계를 포함하는 스테인리스 중화 슬러지를 이용한 스테인리스강 원료의 제조방법.
(a) washing stainless steel neutralized sludge with nitric acid ions (NO 3 - ) in a stainless steel neutralized sludge generated in a pickling process of stainless steel to 0.1 wt% or less;
(b) adding water at least two times the weight of the washed sludge, mixing and uniformly stirring an aqueous alkali solution having a pH of 13 or more, and filtering the generated precipitate to remove the [S] component in the sludge;
(c) adding sulfuric acid (HCl) to the sludge solution from which the [S] component has been removed, and dissolving it in an acid solution (acid dissolution)
(d) solid-liquid separation (solid-liquid separation) of the acid solution and the un-dissolved sludge through a filter;
(e) neutralizing the solution to pH 9.0 to 12.5 by adding a neutralizing agent to the separated solution;
(f) filtering and washing the neutralized sludge with water, and firing and pulverizing the filtrate to produce powder; And
(g) agglomerating the resulting powder. The method of producing a stainless steel raw material using the stainless neutralized sludge.
청구항 1에 있어서,
상기 단계 (b)와 (c) 사이에 불소제거제를 첨가하여 발생되는 불화물을 여과하여 슬러지 중의 [F]성분을 제거하는 단계(b-1)를 더 포함하는 스테인리스 중화 슬러지를 이용한 스테인리스강 원료의 제조방법.
The method according to claim 1,
Further comprising the step (b-1) of removing the [F] component in the sludge by filtering a fluoride generated by adding a fluorine scavenger between the step (b) and the step (c) to remove a component of the stainless steel raw material Gt;
청구항 2에 있어서,
상기 단계 (b-1)에서 불소제거제는 소석회(Ca(OH)2)와 무기화합물계의 킬레이트계 화합물을 함께 사용하는 것을 특징으로 하는 스테인리스 중화 슬러지를 이용한 스테인리스강 원료의 제조방법.
The method of claim 2,
Wherein the fluoride scavenger is used in combination with calcium hydroxide (Ca (OH) 2 ) and an inorganic compound chelate compound in the step (b-1).
청구항 1에 있어서,
상기 단계 (e)에서의 소성(燒成)은 100℃ 내지 1000℃의 온도에서 수행되는 것을 특징으로 하는 스테인리스 중화 슬러지를 이용한 스테인리스강 원료의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the firing in the step (e) is performed at a temperature of 100 ° C to 1000 ° C.
청구항 1에 있어서,
상기 단계 (f)에서의 괴상화(塊狀化)는 펠렛화(pelletizing), 브리켓팅(briquetting) 또는 콤팩팅(compacting)에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 스테인리스 중화 슬러지를 이용한 스테인리스강 원료의 제조방법.
The method according to claim 1,
Characterized in that the agglomeration in step (f) is carried out by pelletizing, briquetting or compacting. 2. A method of producing a stainless steel raw material using stainless steel neutralized sludge according to claim 1, Way.
KR1020140015833A 2014-02-12 2014-02-12 A method of manufacturing raw material for stainless steel using stainless neutalized sludge KR101552038B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140015833A KR101552038B1 (en) 2014-02-12 2014-02-12 A method of manufacturing raw material for stainless steel using stainless neutalized sludge

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140015833A KR101552038B1 (en) 2014-02-12 2014-02-12 A method of manufacturing raw material for stainless steel using stainless neutalized sludge

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20150094925A true KR20150094925A (en) 2015-08-20
KR101552038B1 KR101552038B1 (en) 2015-09-09

Family

ID=54058092

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140015833A KR101552038B1 (en) 2014-02-12 2014-02-12 A method of manufacturing raw material for stainless steel using stainless neutalized sludge

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101552038B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200077050A (en) * 2018-12-20 2020-06-30 한국과학기술연구원 A calcium ion extraction method in sludge generated during annealing and pickling process of stainless steel

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100813579B1 (en) 2006-12-19 2008-03-17 주식회사 포스코 A method of manufacturing raw material for stainless steel using stainless neutalized sludge

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200077050A (en) * 2018-12-20 2020-06-30 한국과학기술연구원 A calcium ion extraction method in sludge generated during annealing and pickling process of stainless steel

Also Published As

Publication number Publication date
KR101552038B1 (en) 2015-09-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110304646B (en) Method for efficiently separating fluorine, chlorine and nitrogen components from aluminum ash and co-producing aluminum oxide concentrate
RU2766116C2 (en) Production of phosphate compounds of materials containing phosphorus and at least one metal selected from iron and aluminum
EP1923366B1 (en) Process for recycling of bypass-dust and recovered products
DK3084301T3 (en) PROCEDURE FOR TREATING ASHES FROM THE WASTE CONSUMPTION
US20110107876A1 (en) Method of manufacturing fe and ni containing material and cobalt containing material using recycling residue of spent catalyst and method of manufacturing raw material for stainless using the fe and ni containing material and method of manufacturing fe-ni alloy
KR101386245B1 (en) separation method of silicon dioxide and magnesia using ferronickel slag, Menufacturing method of a fertilizer containing silicic acid and magnesia
CN109355514B (en) Method for extracting vanadium from vanadium slag by low-calcium roasting-countercurrent acid leaching
KR101773439B1 (en) Manufacturing method of lithium carbonate from waste solution containing lithium
KR100811872B1 (en) Method of manufacturing raw material for stainless melting using feni containing sludge
EP2375153A1 (en) Processing of flue ash
KR20190134085A (en) Method of recycling chlorine bypass dust generated in cement manufacturing process
KR20140107808A (en) Recovery of Chlorine Compounds from Raw Material Dust in Extracted Gas of Cement Manufacturing Process
JP6386407B2 (en) Steel slag treatment method
JP6288217B1 (en) Method and apparatus for treating wastewater containing sulfuric acid, fluorine and heavy metal ions
WO2013176907A1 (en) Fly ash and fly ash leachate treatment
EP3526353B1 (en) Process for the preparation of a concentrate of metals, rare metals and rare earth metals from residues of alumina production by bayer process or from materials with a chemical composition similar to said residues, and refinement of the concentrate so obtained
KR101552038B1 (en) A method of manufacturing raw material for stainless steel using stainless neutalized sludge
KR100813579B1 (en) A method of manufacturing raw material for stainless steel using stainless neutalized sludge
CN108163880B (en) Method for preparing gypsum powder by using zinc smelting waste acid
JP3831805B2 (en) Treatment method for petroleum combustion ash
KR101304194B1 (en) Manufacturing method of magnesium hydroxide powder
JP2013007107A (en) Recovering method of molybdenum and extraction solvent of molybdenum
WO2011009507A1 (en) Method for treating waste gases, especially resulting from steel production
KR102182852B1 (en) A calcium ion extraction method in sludge generated during annealing and pickling process of stainless steel
WO2022056230A1 (en) Weak acid lixiviants for selective recovery of alkaline earth metals

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: 20180831

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190904

Year of fee payment: 5