KR20160147563A

KR20160147563A - 제철 슬래그를 이용한 산화 마그네슘 및 실리카의 회수방법

Info

Publication number: KR20160147563A
Application number: KR1020150084478A
Authority: KR
Inventors: 박민규
Original assignee: 박민규
Priority date: 2015-06-15
Filing date: 2015-06-15
Publication date: 2016-12-23
Also published as: KR101788920B1

Abstract

본 발명은 제철 슬래그를 이용한 산화 마그네슘 및 실리카의 회수방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 제철 슬래그에 불화 암모늄 화합물을 혼합하여 반응시키는 불화암모늄반응단계, 상기 불화암모늄반응단계를 통해 제조된 혼합물에 물을 혼합하여 용해하고 여과하여 고액분리하는 고액분리단계, 상기 고액분리단계를 통해 분리된 여과액에 암모니아수를 반응시켜 실리카를 회수하는 실리카회수단계, 상기 실리카회수단계를 통해 회수된 실리카를 세척 및 여과하는 세척여과단계, 상기 고액분리단계를 통해 분리된 고형물에 암모니아수를 반응시켜 수산화마그네슘을 회수하는 수산화마그네슘회수단계 및 상기 수산화마그네슘회수단계를 통해 회수된 수산화마그네슘을 소성하는 소성단계로 이루어진다.
상기의 과정으로 이루어지는 제철 슬래그를 이용한 산화 마그네슘 및 실리카의 회수방법은 불화 암모늄 및 암모니아수를 순환시키는 공정을 통해 저렴한 비용으로 산화 마그네슘 및 실리카를 회수할 수 있으며, 폐수의 발생량이 낮아 친환경적이다.

Description

제철 슬래그를 이용한 산화 마그네슘 및 실리카의 회수방법 {METHOD FOR RECOVERING MAGNESIUM OXIDE AND AND SILICON OXIDE FROM STEEL MAKING SLAG}

본 발명은 제철 슬래그를 이용한 산화 마그네슘 및 실리카의 회수방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 불화 암모늄 및 암모니아수를 순환시키는 공정을 통해 저렴한 비용으로 산화 마그네슘 및 실리카를 회수할 수 있으며, 폐수의 발생량이 낮아 친환경적인 제철 슬래그를 이용한 산화 마그네슘 및 실리카의 회수방법에 관한 것이다.

제철소에서 발생하는 슬래그 중 페로니켈 슬래그는 스테인리스 스틸의 원료인 페로 니켈의 원광석을 처리하는 과정에서 대량으로 발생하는 부산물로, 원광석인 니켈의 품위가 낮아 니켈 생산량에 30배에 이르는 연간 200만톤 이상의 페로니켈 슬래그가 매년 발생한다.

상기의 페로니켈 슬래그는 이산화 규소(SiO₂)가 55 내지 60%와 산화마그네슘(MgO) 32 내지 37%가 주성분이며, 산화칼슘(CaO), 산화철(Fe₂O₃) 및 산화 알루미늄(Al₂O₃)등이 소량 함유되어 있다.

일반적으로 페로니켈 슬래그는 일본 및 캐나다와 같은 선진국에서는 시멘트 제조용 원료, 토목용 재료, 콘크리트용 세골제, 활주로용 골재 및 페로니켈 슬래그 대체제 등으로 재활용 되고 있으나, 국내에서는 아직 활용도가 낮은 상태다.

국내에서도 페로니켈슬래그를 제철 제강 공정의 노벽 보호재 및 골재로 사용하는 경우가 있으며, 최근에는 페로니켈 슬래그에 다량 함유되어 있는 실리카 및 마그네슘을 효과적으로 추출하여 자원으로 활용하기 위한 연구가 활발하기 이루어지고 있다.

한국특허공개 제10-2010-0085265호, 제10-2010-0085599호 및 제10-2010-0085618호에는 볼밀에 의한 밀링을 통해 슬래그의 기계적 활성화를 포함하는 마그네슘 화합물 및 실리카 제품의 제조과정이 기재되어 있다.

페로니켈 슬래그의 기계적 활성화는 산에 의한 슬래그 침출을 강화하기 위해 결정 실리카를 비결정질 상태로 변형하기 위한 것이 주 목적으로, 만족스러운 침출율을 달성하기 위해 슬래그를 최대한 미세하게 분쇄하여 반응면적을 증가시켜야 한다. 그러나, 이 경우 슬래그 침출시에 발생되는 실리카와의 겔화 현상은 피할 수 없는 문제이며, 실리카 겔화 현상에 의한 고액 분리에 오랜 시간이 소요되는 문제점이 있었다.

상기의 문제점을 해소하기 위해 한국특허공개 제10-2014-0123641호에는 슬래그 산처리 전후에 소량의 불소화합물을 투여하여 실리카의 겔화 현상을 방지하여 고액 분리 시간을 단축하는 기술이 기재되어 있으나, 상기 특허들은 모두 슬래그에서 대상성분을 추출효율을 높이기 위해 과량의 산성물질을 사용하며, 이후 추출된 염화 마그네슘(MgCl₂) 및 실리카를 처리하는 과정에서 중화를 위해 다량의 수산화 나트륨 등과 같은 알카리 화합물을 사용해야 하는데, 상기와 같이 다량의 산성물질 및 알칼리 성분의 사용은 다량의 폐수를 발생시키는 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 불화 암모늄 및 암모니아수를 순환시키는 공정을 통해 저렴한 비용으로 산화 마그네슘 및 실리카를 회수할 수 있으며, 폐수의 발생량이 낮아 친환경적인 제철 슬래그를 이용한 산화 마그네슘 및 실리카의 회수방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 목적은 제철 슬래그에 불화 암모늄 화합물을 혼합하여 반응시키는 불화암모늄반응단계, 상기 불화암모늄반응단계를 통해 제조된 혼합물에 물을 혼합하여 용해하고 여과하여 고액분리하는 고액분리단계, 상기 고액분리단계를 통해 분리된 여과액에에 암모니아수를 반응시켜 실리카를 회수하는 실리카회수단계 및 상기 실리카회수단계를 통해 회수된 실리카를 세척 및 여과하는 세척여과단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 제철 슬래그를 이용한 실리카의 회수방법을 제공함에 의해 달성된다.

또한, 본 발명의 목적은 제철 슬래그에 불화 암모늄 화합물을 혼합하여 반응시키는 불화암모늄반응단계, 상기 불화암모늄반응단계를 통해 제조된 혼합물에 물을 혼합하여 용해하고 여과하여 고액분리하는 고액분리단계, 상기 고액분리단계를 통해 분리된 고형물을 정제하는 고형물정제단계, 상기 고형물정제단계를 통해 정제된 고형물에 암모니아수를 반응시켜 수산화마그네슘을 회수하는 수산화마그네슘회수단계 및 상기 수산화마그네슘회수단계를 통해 회수된 수산화마그네슘을 소성하는 소성단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 제철 슬래그를 이용한 산화 마그네슘의 회수방법을 제공함에 의해서도 달성될 수 있다.

또한, 본 발명의 목적은 제철 슬래그에 불화 암모늄 화합물을 혼합하여 반응시키는 불화암모늄반응단계, 상기 불화암모늄반응단계를 통해 제조된 혼합물에 물을 혼합하여 용해하고 여과하여 고액분리하는 고액분리단계, 상기 고액분리단계를 통해 분리된 여과액에 암모니아수를 반응시켜 실리카를 회수하는 실리카회수단계, 상기 실리카회수단계를 통해 회수된 실리카를 세척 및 여과하는 세척여과단계, 상기 고액분리단계를 통해 분리된 고형물을 정제하는 고형물정제단계, 상기 고형물정제단계를 통해 정제된 고형물에 암모니아수를 반응시켜 수산화마그네슘을 회수하는 수산화마그네슘회수단계 및 상기 수산화마그네슘회수단계를 통해 회수된 수산화마그네슘을 소성하는 소성단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 제철 슬래그를 이용한 산화 마그네슘 및 실리카의 회수방법을 제공함에 의해서도 달성될 수 있다.

본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 제철 슬래그는 100 내지 1,000㎛의 입자크기를 갖도록 분쇄 및 선별되는 것으로 한다.

본 발명의 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 불화 암모늄 화합물은 불화암모늄, 산성불화암모늄, 규불화암모늄, 일불화 인산암모늄 및 불화테트라알킬암모늄으로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상으로 이루어지는 것으로 하다.

본 발명의 더욱 바람직한 특징에 따르면, 상기 불화암모늄반응단계는 제철 슬래그 100 중량부에 불화 암모늄 화합물 50 내지 500 중량부를 혼합하여 이루어지는 것으로 한다.

본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 고액분리단계는 상기 불화암모늄반응단계를 통해 제조된 혼합물 100 중량부에 물 500 내지 2000 중량부를 혼합하여 이루어지는 것으로 한다.

본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 암모니아수는 상기 불화암모늄혼합단계에서 발생한 것이 사용되는 것으로 한다.

본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 실리카회수단계 및 상기 수산화마그네슘회수단계에서 발생된 불화 암모늄 화합물은 수분을 제거한 후에, 상기 불화암모늄반응단계에서 재사용 되는 것으로 한다.

본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 소성단계는 700 내지 2000℃의 온도에서 이루어지는 것으로 한다.

본 발명에 따른 제철 슬래그를 이용한 산화 마그네슘 및 실리카의 회수방법은 외부로부터 산성분 또는 염기성분의 추가적인 공급없이 불화 암모늄 및 암모니니아수를 순환시켜 이루어지기 때문에 경제적이며, 폐수의 발생량이 낮아 환경친화적인 효과를 나타낸다.

또한, 고액 분리시 실리카 성분을 액상으로 추출함으로서, 실리카를 고형물로 추출하는 경우에 발생하는 실리카 겔 형성의 문제점을 해소할 수 있는 효과를 나타낸다.

도 1은 본 발명에 따른 제철 슬래그를 이용한 산화 마그네슘 및 실리카의 회수방법을 나타낸 공정도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 제철 슬래그를 이용한 실리카의 회수방법을 나타낸 순서도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 제철 슬래그를 이용한 산화 마그네슘의 회수방법을 나타낸 순서도이다.
도 4은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 제철 슬래그를 이용한 산화 마그네슘 및 실리카의 회수방법을 나타낸 순서도이다.

이하에는, 본 발명의 바람직한 실시예와 각 성분의 물성을 상세하게 설명하되, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는다.

본 발명에 따른 제철 슬래그를 이용한 산화 마그네슘 및 실리카의 회수방법은 제철 슬래그에 불화 암모늄 화합물을 혼합하여 반응시키는 불화암모늄반응단계(S101), 상기 불화암모늄반응단계(S101)를 통해 제조된 혼합물에 물을 혼합하여 용해하고 여과하여 고액분리하는 고액분리단계(S103), 상기 고액분리단계(S103)를 통해 분리된 여과액에 암모니아수를 반응시켜 실리카를 회수하는 실리카회수단계(S105) 및 상기 실리카회수단계(S105)를 통해 회수된 실리카를 세척 및 여과하는 세척여과단계(S107)를 통해 실리카를 회수할 수 있으며, 상기 고액분리단계(S103)를 통해 분리된 고형물을 정제하는 고형물정제단계(S104), 상기 고형물정제단계(S104)를 통해 정제된 고형물에 암모니아수를 반응시켜 수산화마그네슘을 회수하는 수산화마그네슘회수단계(S105-1) 및 상기 수산화마그네슘회수단계(S105-1)를 통해 회수된 수산화마그네슘을 소성하는 소성단계(S107-1)를 통해 마그네슘을 회수할 수 있다.

상기 불화암모늄반응단계(S101)는 제철 슬래그에 불화 암모늄 화합물을 혼합하여 반응시키는 단계로, 상기 불화암모늄반응단계(S101)는 제철 슬래그 100 중량부에 불화 암모늄 화합물 50 내지 500 중량부를 혼합하여 이루어진다.

이때, 상기 제철 슬래그는 반응성을 향상시키기 위해 100 내지 1,000㎛의 입자크기를 갖도록 선별 및 분쇄하여 파우더 형태로 사용되는데, 제철 슬래그의 입자크기가 100㎛ 미만일 경우에는 반응속도에는 큰 차이가 없으나 분쇄하는 과정이 추가로 진행되어야 하기 때문에 효율적이지 못하며, 상기 제철 슬래그의 입자크기가 1000㎛를 초과하는 경우에는 반응속도가 저하된다.

상기 제철 슬래그는 제철소 등에서 발생하는 것이 주로 사용되는데, 제철소 등에서 발생하는 슬래그는 주로 페로니켈 슬래그이며, 상기 페로니켈 슬래그에는 함유된 성분을 아래 표 1에 나타내었다.

<표 1>

위에 표 1에 나타낸 것처럼, 제철소 등에서 발생하는 제철 슬래그인 페로니켈 슬래그에는 산화규소와 산화 마그네슘이 다량 함유되어 있는 것을 알 수 있다.

또한, 상기 불화 암모늄 화합물은 불화암모늄(NH₄F), 산성불화암모늄(NH₄HF₂) 및 규불화암모늄{(NH₄)₂SiF₆)}, 일불화 인산암모늄{(NH4)₂PO₃F} 및 불화테트라알킬암모늄(Tetraalkylammonium fluoride)으로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상으로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기의 제철 슬래그와 상기의 불화 암모늄 화합물이 혼합된 후에는 80 내지 200℃의 온도에서 반응을 진행하여, 반응에 의해 생성되는 금속 불화물이 파우더 상태를 유지할 수 있도록, 분쇄용 세라믹 볼을 반응기 내에 투입한 상태에서 교반과정을 진행하는 것이 바람직하다.

이때, 상기의 불화암모늄반응단계(S101)를 통해 규불화암모늄 및 각 금속성분의 불화물이 생성되며, 부산물로 가스상의 암모니아수가 생성되는데, 상기의 반응에서 생성되는 암모니아와 물의 양으로부터 반응의 진행정도를 확인할 수 있으며, 생성된 암모니아수는 규불화 암모늄 및 불화 마그네슘(MgF)의 중화처리 과정에서 사용하기 위해 별도로 구비된 컨덴서를 이용하여 포집하며, 포집된 암모니아수는 용도에 따라 희석하여 사용할 수 있다.

상기 불화암모늄반응단계(S101)에서 제철 슬래그와 불화 암모늄 화합물의 반응식을 아래 반응식 1에 나타내었다

<반응식 1>

제철 슬래그(Si, Mg, Ca, Fe….) + xNH₄HF₂ → (NH₄)2SiF₆ + MF + NH₃ + H₂O

또한, 상기 불화암모늄반응단계(S101)를 실험예를 들어 설명하기로 한다.

<실험예 1>

분쇄된 슬래그 분말 50g을 불화암모늄(ammonium bifluoride) 200g과 물 100ml가 들어있는 1000ml 플라스크에 투입하고 교반하여 혼합물을 제조하였다. 이때, 플라스크에는 교반기, 딘스탁 트랩, 환류 콘덴서 및 히팅장치가 구비된 것을 이용하였으며, 교반은 110℃의 온도에서 10시간 동안 진행하였다.

<실험예 2>

상기 실험예 1과 동일하게 진행하되, 불화암모늄 150g을 사용하였다.

<실험예 3>

상기 실험예 1과 동일하게 진행하되, 불화암모늄 250g을 사용하였다

<실험예 4>

상기 실험예 1과 동일하게 진행하되, 톨루엔 100g을 추가로 혼합하였다.

<실험예 5>

상기 실험예 1과 동일하게 진행하되, 불화암모늄 대신 중불화나트륨을 사용하였다.

상기 실험예 1 내지 5를 통해 제조된 혼합물에 함유된 산화마그네슘 및 실리카의 침출률, 슬러리 여과 후 여과액의 및 고형물에 함유된 산화규소 및 고형물(불화 마그네슘)의 함량을 측정하여 아래 표 1에 나타내었다.

<표 1>

상기 고액분리단계(S103)는 상기 불화암모늄반응단계(S101)를 통해 제조된 혼합물에 물을 혼합하여 용해하고 여과하여 고액분리하는 단계로, 상기 불화암모늄반응단계(S101)를 통해 제조된 혼합물 100 중량부에 물 500 내지 2000 중량부를 혼합하여 이루어지는데, 더욱 상세하게는 상기 불화암모늄반응단계(S101)를 통해 불화 처리돤 제철 슬래그 혼합물 100 중량부에 물 500 내지 2000 중량부를 혼합하여 상기 혼합물에 함유되어 있는 규불화암모늄을 용해하는데, 용해 후에는 액상의 규불화 암모늄 여과액과 고형의 금속 불화물 고형물을 고액 분리하는 과정을 진행한다.

상기 물의 혼합량이 500 중량부 미만이면 상기 혼합물에 함유된 규불화암모늄의 용해도가 저하되며, 상기 물의 혼합량이 2000 중량부를 초과하게 되면 상기 실리카회수단계에서 물을 건조하는데 에너지가 다량 소모되며, 상기 혼합물의 농도가 지나치게 낮아져 회수과정의 효율성이 저하될 수 있다.

이때, 상기의 고액분리의 과정은 압력 여과기, 원심 분리기 등 다양한 고액 분리기를 이용하여 수행할 수 있으며, 상기의 고액분리단계(S103)에서 수득된 고형물로부터 마그네슘을 추출하고, 고형물이 수득되고 남은 여과액으로부터는 실리카를 추출한다.

상기 실리카회수단계(S105)는 상기 고액분리단계(S103)를 통해 분리된 여과액에 암모니아수를 반응시켜 실리카를 회수하는 단계로, 상기와 같이 고액분리단계(S103)를 통해 분리된 여과액에 암모니아수를 반응시켜 실리카를 회수하는 과정을 아래 반응식 1에 나타내었다.

<반응식 1>

(NH₄)₂SiF₆ + 2NH₄OH → SiO₂ + (NH₄F)₂

이때, 상기 암모니아수는 서서히 공급하여 최종적으로 혼합물의 pH가 8 내지 10이 될 때까지 공급하는 것이 바람직하다.

상기의 과정을 통해 산화규소를 회수하는 과정에서는 암모니아 투여시 여과액의 pH를 통해 반응이 완전히 진행된 것을 확인하게 되는데, 투여된 암모니아가 남는 상태, 즉, 염기성 상태인 7이상, 바람직하게는 8 내지 10을 나타내야 한다.

상기 세척여과단계(S107)는 상기 실리카회수단계(S105)를 통해 회수된 실리카를 세척 및 여과하는 단계로, 상기 실리카회수단계(S105)를 통해 회수된 실리카에 잔존하는 물, 암모니아수 및 불화 암모늄 성분을 제거하기 과정으로 진행된다.

더욱 상세하게는, 상기 실리카회수단계(S105)를 통해 회수된 실리카에 함유된 물을 제거하기 위해 필터프레스나 원심여과기로 회수된 실리카에 함유된 물을 제거하고, 물이 제거된 실리카는 수분의 함량이 50% 정도인 케이크 상태인데 이를 다시 반응기에 투입하고 정제수를 혼합하여 케이크 상태로 존재하는 실리카에 함유되어 있는 수분에 함유되어 있는 불순물의 농도를 떨어뜨리는 과정을 2 내지 3회 반복하여 회수되는 실리카에 함유되어 있는 불순물의 농도를 저하시키는 과정으로 이루어진다.

상기의 세척여과단계(S107)에서 실리카로부터 분리된 불화 암모늄은 물에 대한 용해도가 약 48%로 매우 높기 때문에, 수분을 제거하여 상기 불화암모늄반응단계(S101)에서 사용하기 적합한 농도로 농축하여 재사용하는 것이 바람직하다.

상기 고형물정제단계(S104)는 상기 고액분리단계(S103)를 통해 분리된 고형물을 정제하는 단계로, 상기 고액분리단계(S103)를 통해 분리된 고형물을 공업용수 또는 산화규소(SiO₂)가 제거된 정제수로 3 내지 5회 세척하고 건조하는 과정을 통해 이루어진다.

또한, 상기 고형물정제단계(S104)는 상기 고액분리단계(S103)를 통해 분리된 고형물에 수산화나트륨, 수산화 마그네슘 및 산화마그네슘 등이 함유된 알칼리 용액을 혼합하여 고형물의 pH를 상승시키면서 이루어질 수도 있는데, 혼합물의 pH 2 내지 3일 경우에는 철성분의 제거가 가능하며, pH가 5 내지 6에서는 크롬 및 망간 등의 불순물의 제거가 가능하다.

상기의 과정을 통해 정제된 고형물은 순도가 향상되어, 상기 수산화마그네슘회수단계에서 암모니아수와의 반응성이 향상된다.

상기 수산화마그네슘회수단계(S105-1)는 상기 고형물정제단계(S104)를 통해 정제된 고형물에 암모니아수를 반응시켜 수산화마그네슘을 회수하는 단계로, 상기와 같이 고형물정제단계를 통해 정제된 고형물에 암모니아수를 반응시켜 수산화 마그네슘을 회수하는 과정을 아래 반응식 2에 나타내었다.

<반응식 2>

MgF + NH₄OH → Mg(OH)₂+ (NH₄F)₂

이때, 상기 암모니아수는 서서히 공급하여 최종적으로 혼합물의 pH가 8 내지 10이 될 때까지 공급하는 것이 바람직한데, 상기 수산화마그네슘회수단계(S105-1)에서 수산화마그네슘의 회수는 염기성 분위기에서 진행 되어야 하기 때문에, 회수과정 동안 암모니아수를 초과 공급하여 pH를 8 내지 10으로 유지해야 한다.

상기의 수산화마그네슘회수단계(S105-1)에서 발생하는 불화 암모늄은 물에 대한 용해도가 약 48%로 매우 높기 때문에, 수분을 제거하여 상기 불화암모늄반응단계(S101)에서 사용하기 적합한 농도로 농축하여 재사용하는 것이 바람직하다.

상기 소성단계(S107-1)는 상기 수산화마그네슘회수단계(S105-1)를 통해 회수된 수산화마그네슘을 소성하는 단계로, 상기 수산화마그네슘회수단계(S105-1)를 통해 회수된 수산화마그네슘을 소성로에 투입하고 700 내지 2000℃의 온도로 소성하여 이루어진다.

이때, 상기 소성단계(S107-1)에서는 소성온도에 따라 다양한 종류의 산화마그네슘을 제공할 수 있는데, 소성단계(S107-1)를 700 내지 1000℃에서 진행하게 되면 light-burned magnesia가 제조되며, 1000 내지 1500℃에서는 hard-burned magnesia가 제조되고, 1500 내지 2000℃ 에서는 dead-burned magnesia가 제조된다.

상기 소성로는 특별히 한정되지 않고 어떠한 것이든 사용가능하나, 일반적인 형태의 것을 사용하는 것이 바람직하다.

따라서, 본 발명에 따른 제철 슬래그를 이용한 산화 마그네슘 및 실리카의 회수방법은 외부로부터 산성분 또는 염기성분의 추가적인 공급없이 불화 암모늄 및 암모니니아수를 순환시켜 이루어지기 때문에 경제적이며, 폐수의 발생량이 낮아 환경친화적인 효과를 나타낼 뿐만 아니라, 고액 분리시 실리카 성분을 액상으로 추출함으로서, 실리카를 고형물로 추출하는 경우에 발생하는 실리카 겔 형성의 문제점을 해소할 수 있다.

S101 ; 불화암모늄반응단계
S103 ; 고액분리단계
S105 ; 실리카회수단계
S104 ; 고형물정제단계
S105-1 ; 수산화마그네슘회수단계
S107 ; 세척여과단계
S107-1 ; 소성단계

Claims

제철 슬래그에 불화 암모늄 화합물을 혼합하여 반응시키는 불화암모늄반응단계;
상기 불화암모늄반응단계를 통해 제조된 혼합물에 물을 혼합하여 용해하고 여과하여 고액분리하는 고액분리단계;
상기 고액분리단계를 통해 분리된 여과액에에 암모니아수를 반응시켜 실리카를 회수하는 실리카회수단계; 및
상기 실리카회수단계를 통해 회수된 실리카를 세척 및 여과하는 세척여과단계;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 제철 슬래그를 이용한 실리카의 회수방법.
제철 슬래그에 불화 암모늄 화합물을 혼합하여 반응시키는 불화암모늄반응단계;
상기 불화암모늄반응단계를 통해 제조된 혼합물에 물을 혼합하여 용해하고 여과하여 고액분리하는 고액분리단계;
상기 고액분리단계를 통해 분리된 고형물을 정제하는 고형물정제단계;
상기 고형물정제단계를 통해 정제된 고형물에 암모니아수를 반응시켜 수산화마그네슘을 회수하는 수산화마그네슘회수단계; 및
상기 수산화마그네슘회수단계를 통해 회수된 수산화마그네슘을 소성하는 소성단계;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 제철 슬래그를 이용한 산화 마그네슘의 회수방법.
제철 슬래그에 불화 암모늄 화합물을 혼합하여 반응시키는 불화암모늄반응단계;
상기 불화암모늄반응단계를 통해 제조된 혼합물에 물을 혼합하여 용해하고 여과하여 고액분리하는 고액분리단계;
상기 고액분리단계를 통해 분리된 여과액에 암모니아수를 반응시켜 실리카를 회수하는 실리카회수단계;
상기 실리카회수단계를 통해 회수된 실리카를 세척 및 여과하는 세척여과단계;
상기 고액분리단계를 통해 분리된 고형물을 정제하는 고형물정제단계;
상기 고형물정제단계를 통해 정제된 고형물에 암모니아수를 반응시켜 수산화마그네슘을 회수하는 수산화마그네슘회수단계; 및
상기 수산화마그네슘회수단계를 통해 회수된 수산화마그네슘을 소성하는 소성단계;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 제철 슬래그를 이용한 산화 마그네슘 및 실리카의 회수방법.
청구항 3에 있어서,
상기 제철 슬래그는 100 내지 1,000㎛의 입자크기를 갖도록 분쇄 및 선별되는 것을 특징으로 하는 제철 슬래그를 이용한 산화 마그네슘 및 실리카의 회수방법.
청구항 3에 있어서,
상기 불화 암모늄 화합물은 불화암모늄, 산성불화암모늄, 규불화암모늄, 일불화 인산암모늄 및 불화테트라알킬암모늄으로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 제철 슬래그를 이용한 산화 마그네슘 및 실리카의 회수방법.
청구항 3에 있어서,
상기 불화암모늄반응단계는 제철 슬래그 100 중량부에 불화 암모늄 화합물 50 내지 500 중량부를 혼합하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 제철 슬래그를 이용한 산화 마그네슘 및 실리카의 회수방법.
청구항 3에 있어서,
상기 고액분리단계는 상기 불화암모늄반응단계를 통해 제조된 혼합물 100 중량부에 물 500 내지 2000 중량부를 혼합하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 제철 슬래그를 이용한 산화 마그네슘 및 실리카의 회수방법.
청구항 3에 있어서,
상기 암모니아수는 상기 불화암모늄혼합단계에서 발생한 것이 사용되는 것을 특징으로 하는 제철 슬래그를 이용한 산화 마그네슘 및 실리카의 회수방법.
청구항 3에 있어서,
상기 실리카회수단계 및 상기 수산화마그네슘회수단계에서 발생된 불화 암모늄 화합물은 수분을 제거한 후에, 상기 불화암모늄반응단계에서 재사용 되는 것을 특징으로 하는 제철 슬래그를 이용한 산화 마그네슘 및 실리카의 회수방법.
청구항 3에 있어서,
상기 소성단계는 700 내지 2000℃의 온도에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 제철 슬래그를 이용한 산화 마그네슘 및 실리카의 회수방법.