KR20200040064A - Aluminium recovery method from aluminium dross - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 알루미늄 드로스로부터 금속 알루미늄을 회수하는 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 화이트 드로스 및 블랙 드로스를 재활용하여 금속 알루미늄을 회수하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for recovering metallic aluminum from aluminum dross, and more particularly, to a method for recovering metallic aluminum by recycling white dross and black dross.
알루미늄은 비철금속 중 생산량이 가장 많은 금속으로, 가공성이 좋고 전기 및 열전도도가 높아 차량용품, 가전용품, 건축, 기계, 전기 및 항공기 등 다양한 산업 분야에 널리 사용되고 있다.Aluminum is the metal with the highest production among non-ferrous metals, and has good processability and high electrical and thermal conductivity, and is widely used in various industrial fields such as automobiles, home appliances, construction, machinery, electricity, and aircraft.
이러한 알루미늄은 산화가 잘 일어나는 대표적인 금속으로, 알루미늄의 용해공정에서 용탕의 표면이나 유로 등에서 공기 중의 산소와 접촉됨에 따라 산화된 물질인 알루미늄 드로스(dross)가 필연적으로 발생하게 된다.The aluminum is a representative metal that is easily oxidized. In the melting process of aluminum, aluminum dross, which is an oxidized material, inevitably occurs as it comes into contact with oxygen in the air on the surface of the molten metal or the flow path.
일반적으로 알루미늄 드로스는 화이트 드로스(white dross) 및 블랙 드로스(black dross)로 분류된다. Aluminum dross is generally classified into white dross and black dross.
보다 구체적으로, 알루미늄만을 용융시키거나 용융 후 캐스팅하기 전에 용탕 표면이 산화된 것을 걷어내면서 발생한 드로스를 화이트 드로스라고 하며, 대략 50 내지 80 중량%의 금속 알루미늄이 함유되어 있다.More specifically, the dross generated by melting only aluminum or removing the oxidized surface of the molten metal before casting after melting is called a white dross, and contains approximately 50 to 80% by weight of metal aluminum.
또한, 블랙 드로스는 상기 화이트 드로스를 다시 용융시켜 알루미늄을 회수하고 남은 것을 말하며, 대략 5 내지 30 중량%의 금속 알루미늄이 함유되어 있다.In addition, the black dross means that the white dross is melted again to recover aluminum and is left, and contains about 5 to 30% by weight of metallic aluminum.
이러한 알루미늄 드로스로부터 금속 알루미늄을 회수하여 미이용되는 자원을 재활용함으로써 에너지 효율을 높이고 폐기에 따른 환경오염을 방지하고자, 알루미늄 드로스의 발생을 억제하거나 알루미늄의 회수율을 높일 수 있는 방법에 대한 연구가 이루어지고 있다.To recover metal aluminum from these aluminum dross and recycle unused resources to improve energy efficiency and prevent environmental pollution due to disposal, research has been conducted on methods to suppress the occurrence of aluminum dross or increase the recovery rate of aluminum. ought.
종래 알루미늄 드로스의 재활용 방법으로, 화이트 드로스를 가열하여 1차 또는 2차 용해함으로써 드로스 중의 알루미늄 금속을 회수하고, 폐기되는 드로스의 양을 감소시키는 방법이 사용되었다.As a conventional method for recycling aluminum dross, a method of recovering aluminum metal in a dross and reducing the amount of dross discarded by heating the white dross by primary or secondary dissolution is used.
그러나, 상기와 같은 용융방법은 용융에 따른 에너지의 비용이 많이 소모되며, 입자가 작고 알루미늄의 함량이 적은 블랙 드로스는 적용하기 힘든 문제점이 있다. 또한, 이 때 발생되는 폐 드로스 역시 폐기물 매립장에 매립하여 처리함으로써 폐기물 처리 비용이 발생하고, 매립지 침출로 인한 환경오염을 발생시킨다.However, the melting method as described above consumes a lot of energy due to melting, and the black dross having a small particle content and a low aluminum content is difficult to apply. In addition, the waste dross generated at this time is also disposed of in a waste landfill, resulting in waste treatment costs and environmental pollution due to leaching of the landfill.
또한, 블랙 드로스의 재활용 방법으로서 파쇄 장치를 이용하여 드로스를 파쇄한 후, 염이나 산에 녹여 알루미늄을 침출시키는 방법이 사용되고 있으나, 이러한 화학적 재활용 방법은 침출, 여과 및 침전 등의 여러 단계의 공정을 거쳐야 하므로 재활용에 필요한 설비 및 생산 비용이 다소 높으며, 회수율도 좋지 못한 문제점이 있다.In addition, as a method of recycling black dross, a method of crushing dross using a crushing device and dissolving aluminum in a salt or acid is used, but the chemical recycling method includes various steps such as leaching, filtration and precipitation. Since it is necessary to go through the process, the equipment and production cost required for recycling are rather high, and the recovery rate is also poor.
본 발명은 알루미늄 드로스로부터 금속 알루미늄을 효율적으로 회수하는 방법을 제공하는데 목적이 있다.An object of the present invention is to provide a method for efficiently recovering metallic aluminum from aluminum dross.
또한, 본 발명은 저함량의 알루미늄을 포함하는 알루미늄 블랙 드로스로부터 금속 알루미늄을 회수하는 방법을 제공하는데 목적이 있다.In addition, it is an object of the present invention to provide a method for recovering metallic aluminum from an aluminum black dross comprising a low content of aluminum.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 본 발명은 알루미늄 드로스로부터 금속 알루미늄을 회수하는 방법에 관한 것이다.The present invention for achieving the above object relates to a method for recovering metallic aluminum from an aluminum dross.
구체적으로 본 발명의 일 양태는 알루미늄 드로스에 빙정석(Na3AlF6)을 혼합하여 혼합물을 제조하는 단계; 상기 혼합물을 용융시키는 단계; 및 상기 용융된 혼합물을 전기분해하여 알루미늄을 회수하는 단계;를 포함하는 금속 알루미늄 회수방법이다.Specifically, an aspect of the present invention comprises the steps of preparing a mixture by mixing cryolite (Na 3 AlF 6 ) with aluminum dross; Melting the mixture; And recovering aluminum by electrolysis of the molten mixture.
본 발명의 일 양태에서, 상기 알루미늄 드로스는 입자 크기가 5 mm 이하인 것일 수 있다.In one aspect of the present invention, the aluminum dross may have a particle size of 5 mm or less.
본 발명의 일 양태에서, 상기 알루미늄 드로스는 금속 알루미늄의 함량이 5 내지 80 중량%인 것일 수 있다.In one aspect of the present invention, the aluminum dross may have a metal aluminum content of 5 to 80% by weight.
본 발명의 일 양태에서, 상기 혼합물 내 알루미늄 드로스 및 빙정석의 혼합비는 1 : 5 내지 10인 것을 특징으로 하는 것일 수 있다.In one aspect of the invention, the mixture ratio of aluminum dross and cryolite in the mixture may be characterized in that 1: 5 to 10.
본 발명의 일 양태에서, 상기 용융 단계의 온도는 950 내지 1,300℃인 것일 수 있다.In one aspect of the invention, the temperature of the melting step may be 950 to 1,300 ℃.
본 발명에 따른 알루미늄 드로스로부터 금속 알루미늄을 회수하는 방법은 높은 회수율로 알루미늄을 회수할 수 있는 장점이 있다.The method for recovering metallic aluminum from the aluminum dross according to the present invention has an advantage of recovering aluminum with a high recovery rate.
또한, 종래 여러 단계의 공정을 거쳐 알루미늄을 회수하는 방법에 비해, 간단한 공정만으로 효율적으로 알루미늄을 회수할 수 있는 장점이 있다.In addition, compared to the conventional method of recovering aluminum through several steps, there is an advantage of efficiently recovering aluminum through a simple process.
또한, 본 발명에 따른 금속 알루미늄 회수 방법은 드로스 내 함유된 금속 알루미늄의 회수가 가능함에 따라 폐기되는 자원의 활용이 가능하며, 폐 드로스 매립에 따른 폐기물 처리 비용을 감소시키고 환경오염을 방지하는 장점이 있다.In addition, the method for recovering metal aluminum according to the present invention enables utilization of resources that are discarded as it is possible to recover metal aluminum contained in the dross, and reduces waste treatment costs and prevent environmental pollution due to waste dross landfill. There are advantages.
또한, 본 발명에 따른 금속 알루미늄 회수 방법은 저함량의 알루미늄을 포함하는 알루미늄 블랙 드로스로부터 금속 알루미늄을 회수할 수 있는 장점이 있다.In addition, the method for recovering metallic aluminum according to the present invention has an advantage of recovering metallic aluminum from an aluminum black dross containing low content of aluminum.
또한, 본 발명에 따른 금속 알루미늄 회수 방법은 상대적으로 낮은 온도에서도 알루미늄 드로스로부터 금속 알루미늄을 회수할 수 있는 장점이 있다.In addition, the method for recovering metallic aluminum according to the present invention has an advantage of recovering metallic aluminum from aluminum dross even at a relatively low temperature.
도 1은 본 발명의 일 양태에 따른 금속 알루미늄 회수 방법의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 양태에 따라 회수된 금속 알루미늄의 육안 사진이다.
도 3은 본 발명의 일 양태에 따라 회수된 금속 알루미늄의 XRD(X-Ray Diffraction) 분석결과이다.1 is a schematic diagram of a metal aluminum recovery method according to an aspect of the present invention.
Figure 2 is a visual photograph of the metal aluminum recovered in accordance with an aspect of the present invention.
3 is an XRD (X-Ray Diffraction) analysis result of the metal aluminum recovered according to an aspect of the present invention.
이하 첨부된 도면들을 포함한 구체예 또는 실시예를 통해 본 발명을 더욱 상세히 설명한다. 다만 하기 구체예 또는 실시예는 본 발명을 상세히 설명하기 위한 하나의 참조일 뿐 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 여러 형태로 구현될 수 있다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through specific examples or examples, including the accompanying drawings. However, the following specific examples or examples are only one reference for explaining the present invention in detail, and the present invention is not limited thereto, and may be implemented in various forms.
또한 달리 정의되지 않는 한, 모든 기술적 용어 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 당업자 중 하나에 의해 일반적으로 이해되는 의미와 동일한 의미를 갖는다. 본 발명에서 설명에 사용되는 용어는 단지 특정 구체예를 효과적으로 기술하기 위함이고 본 발명을 제한하는 것으로 의도되지 않는다.Also, unless defined otherwise, all technical and scientific terms have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. The terminology used in the description of the present invention is merely for effectively describing a specific embodiment and is not intended to limit the present invention.
또한 명세서 및 첨부된 특허청구범위에서 사용되는 단수 형태는 문맥에서 특별한 지시가 없는 한 복수 형태도 포함하는 것으로 의도할 수 있다.Also, the singular form used in the specification and the appended claims may be intended to include the plural form unless otherwise indicated in the context.
본 발명의 일 양태는 알루미늄 드로스를 이용하여 금속 알루미늄을 회수하는 방법에 관한 것으로, 상기 방법은 알루미늄 드로스에 빙정석(Na3AlF6)을 혼합하여 혼합물을 제조하는 단계; 상기 혼합물을 용융시키는 단계; 및 상기 용융된 혼합물을 전기분해하여 알루미늄을 회수하는 단계;를 포함한다.One aspect of the present invention relates to a method for recovering metallic aluminum using aluminum dross, the method comprising: preparing a mixture by mixing cryolite (Na 3 AlF 6 ) with aluminum dross; Melting the mixture; And electrolysis of the molten mixture to recover aluminum.
본 발명에 따른 금속 알루미늄 회수 방법은 원료로서 알루미늄 드로스를 사용함에 따라, 종래 폐기되는 알루미늄 드로스를 원료화 및 재활용화 할 수 있으며, 드로스 내 함유된 금속 알루미늄을 회수할 수 있다.The method for recovering metal aluminum according to the present invention can use the aluminum dross as a raw material, and can recycle and recycle conventionally discarded aluminum dross, and recover the metal aluminum contained in the dross.
또한, 본 발명에 따른 금속 알루미늄 회수 방법이 상기 혼합물 제조 단계, 용융 단계 및 전기분해를 통해 알루미늄을 회수하는 단계를 포함함에 따라, 종래 알루미늄 드로스의 재활용 방법과 대비하여 공정이 간편하고 효율적일 뿐만 아니라, 낮은 에너지 비용으로 알루미늄의 회수가 가능한 장점이 있다.In addition, as the method for recovering metallic aluminum according to the present invention includes the step of preparing the mixture, recovering aluminum through melting and electrolysis, the process is not only simple and efficient compared to the conventional method for recycling aluminum dross. , It has the advantage of recovering aluminum at a low energy cost.
상기 알루미늄 드로스는 알루미늄의 용해 공정에서 알루미늄이 공기 중의 산소와 접촉함에 따라 필연적으로 발생하는 산화물로서, 본 발명의 금속 알루미늄 회수 방법의 원료로 사용될 수 있다.The aluminum dross is an oxide inevitably generated as aluminum contacts oxygen in the air in a process of dissolving aluminum, and may be used as a raw material for the method for recovering metallic aluminum of the present invention.
본 발명의 일 양태에서, 상기 알루미늄 드로스의 입자 크기는 5 mm 초과인 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 범위의 입자 크기를 갖는 알루미늄 드로스는 입자 내 금속 알루미늄의 함량이 높고 산화 알루미늄의 함량이 비교적 낮아, 본 발명에 따른 회수 방법을 통해 용이하게 금속 알루미늄의 회수가 가능한 장점이 있다.In one aspect of the invention, the particle size of the aluminum dross may be more than 5 mm, but is not limited thereto. Aluminum dross having a particle size in the above range has an advantage in that the content of metal aluminum in the particle is high and the content of aluminum oxide is relatively low, so that metal aluminum can be easily recovered through the recovery method according to the present invention.
즉, 알루미늄의 제련 공정에서 계속해서 배출되는 미이용 자원인 드로스를 재활용하여 금속 알루미늄을 회수할 수 있으며, 드로스 폐기에 따른 환경오염을 방지할 수 있다.That is, metal aluminum can be recovered by recycling the dross, an unused resource that is continuously discharged from the smelting process of aluminum, and environmental pollution due to the disposal of the dross can be prevented.
알루미늄 드로스는 금속 알루미늄이 공기 중에 노출되어 표면이 산화된 미분으로, 중심부가 금속 알루미늄이며 수 마이크론 두께의 산화알루미늄이 표면을 둘러싼 형태의 입자이다. 상기 알루미늄 드로스부터 금속 알루미늄을 완전히 분리하기 위해서는 금속 알루미늄과 산화 알루미늄을 용융상태로 만들어야하는데, 상기 산화 알루미늄은 2,000℃ 이상에서 용융되는 특성으로 인해 알루미늄 드로스를 용해하는데 많은 에너지 비용이 소모된다.The aluminum dross is a fine powder whose surface is oxidized by exposing the metal aluminum to air, the central part being metal aluminum, and a few micron-thick aluminum oxide is a particle surrounding the surface. In order to completely separate the metal aluminum from the aluminum dross, the metal aluminum and the aluminum oxide must be made in a molten state, and the aluminum oxide consumes a lot of energy cost to dissolve the aluminum dross due to melting characteristics at 2,000 ° C or higher.
그러나, 본 발명에 따른 혼합물 제조 단계는 금속 알루미늄의 원료인 알루미늄 드로스를 상기 빙정석과 혼합하여 혼합물을 제조함으로써 혼합물의 용융온도를 저하시켜 비교적 낮은 온도에서 상기 드로스의 용융을 가능하게 된다.However, in the mixture preparation step according to the present invention, the melting temperature of the mixture is lowered by melting the aluminum dross, which is a raw material for metal aluminum, with the cryolite, thereby melting the mixture at a relatively low temperature.
또한, 상기 빙정석은 혼합비율에 따라 용융온도가 달라지는데, 상기 범위의 혼합비로 혼합됨에 따라 알루미늄 드로스의 용융온도를 현저히 낮추어 공정 에너지를 절감시키는 효과가 우수하다.In addition, the melting temperature of the ice crystals varies according to the mixing ratio. As the mixture is mixed at the mixing ratio in the above range, the melting temperature of the aluminum dross is significantly lowered, and thus the process energy is excellent.
본 발명의 일 양태에서, 상기 용융 단계의 온도는 950 내지 1300℃, 좋게는 1,000 내지 1,200℃, 더욱 좋게는 1,000 내지 1,100℃인 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In one embodiment of the present invention, the temperature of the melting step may be 950 to 1300 ° C, preferably 1,000 to 1,200 ° C, and more preferably 1,000 to 1,100 ° C, but is not limited thereto.
본 발명에 따른 금속 알루미늄의 회수 방법이 상기 범위의 온도에서 알루미늄 드로스를 용융시킴에 따라, 종래 드로스 용융에 소모되는 고에너지 비용을 절감하고 용융시간을 단축시킬 수 있는 효과가 있다.As the method for recovering metallic aluminum according to the present invention melts aluminum dross at a temperature in the above range, there is an effect of reducing the high energy cost and shortening the melting time consumed in conventional dross melting.
본 발명의 일 양태에서, 상기 알루미늄 드로스의 입자 크기는 5 mm 이하, 좋게는 3 mm 이하, 더욱 좋게는 1 mm 이하인 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. In one embodiment of the present invention, the particle size of the aluminum dross may be 5 mm or less, preferably 3 mm or less, and more preferably 1 mm or less, but is not limited thereto.
일반적으로 상기 범위의 입자 크기를 갖는 알루미늄 드로스는 상대적으로 입자 내 금속 알루미늄의 함량이 낮고 입자 표면에 산화된 알루미늄 층이 두꺼워, 이로부터 알루미늄을 회수하는 것이 어려우며 대부분 폐기된다.In general, aluminum dross having a particle size in the above range has a relatively low content of metallic aluminum in the particle and a thick oxidized aluminum layer on the particle surface, making it difficult to recover aluminum from it and is mostly discarded.
그러나, 본 발명에 따른 알루미늄 드로스의 회수 방법은 알루미늄 드로스 혼합물 제조 단계, 용융 단계 및 전기분해 단계를 포함함에 따라, 드로스 입자 표면에 산화된 알루미늄의 용융을 용이하게 수행할 수 있으며, 용융된 산화알루미늄은 전기분해를 통해 환원시킬 수 있어, 알루미늄 드로스 내 금속 알루미늄 성분을 모두 회수할 수 있는 효과가 있다. 이에 따라 알루미늄 드로스 내 저함량으로 함유된 금속 알루미늄의 회수가 가능한 장점이 있다.However, the method for recovering aluminum dross according to the present invention can easily perform melting of oxidized aluminum on the surface of dross particles, as it includes a manufacturing step of an aluminum dross mixture, a melting step, and an electrolysis step. The aluminum oxide can be reduced through electrolysis, and thus has the effect of recovering all metal aluminum components in the aluminum dross. Accordingly, it is possible to recover metal aluminum contained in a low content in the aluminum dross.
특히, 본 발명에 따른 알루미늄의 회수 방법은 원료로서 통상 폐기되던 범위의 입자 크기를 갖는 알루미늄 드로스를 사용하여도 금속 알루미늄의 회수를 용이하게 수행할 수 있으며, 예를 들어, 입자 크기가 5 mm 초과인 알루미늄 드로스 또는 입자 크기가 5 mm 이하인 드로스 또는 입자 크기가 5 mm 초과인 알루미늄 드로스와 5 mm 이하인 알루미늄 드로스의 혼합물인 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In particular, the method for recovering aluminum according to the present invention can easily perform recovery of metallic aluminum even by using an aluminum dross having a particle size in a range that is normally discarded as a raw material, for example, a particle size of 5 mm Excess aluminum dross or a dross having a particle size of 5 mm or less or a mixture of an aluminum dross having a particle size of 5 mm or more and an aluminum dross having a particle size of 5 mm or less may be used, but is not limited thereto.
본 발명의 일 양태에서, 상기 알루미늄 드로스는 금속 알루미늄의 함량이 5 내지 80 중량%인 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In one aspect of the present invention, the aluminum dross may have a metal aluminum content of 5 to 80% by weight, but is not limited thereto.
본 발명에 따른 회수 방법을 통해 상기 범위의 금속 알루미늄의 함량을 갖는 알루미늄 드로스로부터 높은 회수율로 금속 알루미늄의 회수가 가능하다. Through the recovery method according to the present invention, it is possible to recover metal aluminum at a high recovery rate from aluminum dross having a content of metal aluminum in the above range.
특히, 일반적으로 재활용이 어려워 폐기되는 알루미늄 드로스는 비교적 저함량의 금속 알루미늄 드로스인데, 본 발명에 따른 회수 방법은 통상 폐기되는 저함량 알루미늄 드로스를 사용하여도 금속 알루미늄의 회수가 가능한 장점이 있다.In particular, aluminum dross that is generally difficult to recycle and is discarded is a metal aluminum dross having a relatively low content, and the recovery method according to the present invention has an advantage that metal aluminum can be recovered even when a low content aluminum dross that is usually discarded is used.
따라서, 알루미늄 드로스 내 금속 알루미늄의 함량이 5 내지 30 중량%인 비교적 저함량인 알루미늄 드로스를 사용하여도, 상기 드로스로부터 금속 알루미늄을 용이하게 회수할 수 있다.Therefore, even when a relatively low content of aluminum dross having a content of 5 to 30% by weight of metal aluminum in the aluminum dross is used, metal aluminum can be easily recovered from the dross.
즉, 본 발명에 따른 금속 알루미늄 회수 방법이 알루미늄 드로스 혼합물 제조 단계, 용융 단계 및 전기분해 단계를 포함함에 따라, 상기 범위의 저함량의 알루미늄 함량을 갖는 드로스를 원료로 사용하여도 드로스 내 알루미늄의 회수가 용이한 효과가 있다.That is, as the metal aluminum recovery method according to the present invention includes an aluminum dross mixture preparation step, a melting step, and an electrolysis step, aluminum in the dross is used even if a dross having a low content of aluminum in the above range is used as a raw material. There is an effect of easy recovery.
본 발명의 일 양태에서, 상기 혼합물 내 알루미늄 드로스 및 빙정석의 혼합비는 1 : 5 내지 10, 좋게는 1 : 6 내지 9.5, 더욱 좋게는 7 내지 9인 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In one embodiment of the present invention, the mixing ratio of aluminum dross and cryolite in the mixture may be 1: 5 to 10, preferably 1: 6 to 9.5, more preferably 7 to 9, but is not limited thereto.
상기 범위의 혼합비를 가지는 알루미늄 드로스 및 빙정석의 혼합물을 사용함에 따라, 상대적으로 낮은 온도에서도 알루미늄 드로스의 용융이 가능하여 공정 에너지를 절감시킬 수 있을 뿐만 아니라, 이 후 전기분해 단계를 통해 충분한 회수율로 금속 알루미늄을 회수할 수 있는 장점이 있다.By using a mixture of aluminum dross and cryolite having a mixing ratio in the above range, it is possible to melt the aluminum dross even at a relatively low temperature, thereby reducing process energy, and thereafter sufficient recovery rate through an electrolysis step It has the advantage of being able to recover metal aluminum.
본 발명에서, 빙정석과 혼합되어 낮은 온도에서 용융된 알루미늄 드로스는 전기분해 단계를 통해 금속 알루미늄으로 회수될 수 있다.In the present invention, aluminum dross mixed with cryolite and melted at a low temperature may be recovered as metallic aluminum through an electrolysis step.
상기 전기분해는 일반적인 전기분해 방법을 이용하여 알루미늄 드로스를 알루미늄으로 전환하는 것일 수 있으며, 구체적으로 예를 들면, 상기 용융된 혼합물을 양극과 음극으로 구성된 전기분해 장치에 투입한 후, 950 내지 1,300℃의 온도 범위에서 전압을 가하여 전기분해하는 것일 수 있다.The electrolysis may be to convert aluminum dross to aluminum using a general electrolysis method. Specifically, for example, after the molten mixture is introduced into an electrolysis device composed of an anode and a cathode, 950 to 1,300 It may be electrolysis by applying a voltage in the temperature range of ℃.
보다 구체적으로, 알루미늄 드로스가 용융된 액상의 혼합물을 전기분해하는 경우, 액상 내 산화 알루미늄이 금속 알루미늄으로 전환되며, 부산물로서 양극으로부터 이산화탄소 가스가 발생한다. 상기 부산물은 공지의 회수장치를 통해 제거할 수 있으며, 상기 양극 및 음극은 탄소봉 또는 그라파이트 전극인 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.More specifically, when electrolysis of the liquid mixture in which the aluminum dross is melted, aluminum oxide in the liquid phase is converted to metallic aluminum, and carbon dioxide gas is generated from the anode as a by-product. The by-products may be removed through a known recovery device, and the positive electrode and the negative electrode may be carbon rods or graphite electrodes, but are not limited thereto.
상기 전기분해 방법으로서 제한하는 것은 아니나, 구체적인 예를 들면, 도 1에 도시된 바와 같이 도가니를 음극으로 사용하여 금속 알루미늄을 회수하는 것일 수 있다. 이 때, 전기분해를 통해 전환된 금속 알루미늄은 상기 도가니에 전착될 수 있고, 전착된 알루미늄은 상기 온도 범위에서 용융됨에 따라 혼합물과의 비중 차이에 의해 가라앉으므로, 액상의 금속 알루미늄으로 회수될 수 있다.Although not limited as the electrolysis method, a specific example may be to recover metal aluminum by using a crucible as a cathode as shown in FIG. 1. At this time, the metal aluminum converted through electrolysis can be electrodeposited to the crucible, and the electrodeposited aluminum sinks by the difference in specific gravity with the mixture as it melts in the temperature range, and thus can be recovered as liquid metal aluminum. have.
이하 실시예 및 비교예를 바탕으로 본 발명을 더욱 상세히 설명한다. 다만 하기 실시예 및 비교예는 본 발명을 더욱 상세히 설명하기 위한 하나의 예시일 뿐, 본 발명이 하기 실시예 및 비교예에 의해 제한되는 것은 아니다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on Examples and Comparative Examples. However, the following examples and comparative examples are only examples for explaining the present invention in more detail, and the present invention is not limited by the following examples and comparative examples.
[실시예 1][Example 1]
알루미늄 드로스는 국내 알루미늄 제조업체에서 발생된 것으로서, 알루미늄 용해 시 발생된 드로스를 1차 용해하여 드로스 중의 알루미늄을 일부 회수한 후 발생된 드로스를 사용하였다. 상기 드로스의 화학성분을 ICP와 TGA(Thermal Gravity Analyzer)를 이용하여 정량분석한 결과, 주성분인 알루미늄 금속이 약 20 중량% 함유되어 있는 것을 확인하였다.The aluminum dross is produced by a domestic aluminum manufacturer, and the dross generated after first dissolving the dross generated when aluminum is dissolved to recover some of the aluminum in the dross was used. As a result of quantitative analysis of the chemical composition of the dross using ICP and TGA (Thermal Gravity Analyzer), it was confirmed that about 20% by weight of aluminum metal as a main component was contained.
용탕에 상기 알루미늄 드로스 200 g 및 빙정석(JUNSEI, cryolite) 1,800 g을 투입하여 1,000 ℃에서 용융시킨다.200 g of the aluminum dross and 1,800 g of cryolite (JUNSEI) are added to the molten metal to melt at 1,000 ° C.
이 후, 탄소봉의 전극으로 구성된 전기분해 장치를 사용하여 전압 3 V일 때 전류 4 A로 고정하고 100 시간동안 인가하여 금속 알루미늄을 전착시켜 110 g의 알루미늄을 회수하였으며, 이를 도 2에 나타내었다. 얻어진 알루미늄의 순도는 98 %인 것을 확인하였고, 도 3의 XRD 분석결과를 통해 금속 알루미늄이 회수된 것을 확인하였다.Thereafter, using an electrolysis device composed of an electrode of a carbon rod, it was fixed at a current of 4 A at a voltage of 3 V and applied for 100 hours to electrodeposit metal aluminum to recover 110 g of aluminum, which is shown in FIG. 2. The purity of the obtained aluminum was confirmed to be 98%, and the metal aluminum was recovered through the XRD analysis result of FIG. 3.
[실시예 2][Example 2]
실시예 1에서 사용된 알루미늄 드로스를 1 mm 이하의 입도를 가진 입자만 분급하여 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일하게 실시하여 금속 알루미늄 101 g의 알루미늄을 회수하였다. 얻어진 알루미늄의 순도는 98 %인 것을 확인하였다.The aluminum dross used in Example 1 was classified and used in the same manner as in Example 1, except that only particles having a particle size of 1 mm or less were classified and recovered. It was confirmed that the purity of the obtained aluminum was 98%.
상기 실시예의 결과로부터, 종래 폐기되는 알루미늄 드로스로부터 충분한 회수율로 금속 알루미늄을 얻을 수 있는 것을 확인하였다.From the results of the above examples, it was confirmed that metal aluminum can be obtained with a sufficient recovery rate from conventionally discarded aluminum dross.
Claims (5)
상기 혼합물을 용융시키는 단계; 및
상기 용융된 혼합물을 전기분해하여 알루미늄을 회수하는 단계;
를 포함하는 금속 알루미늄 회수 방법.Preparing a mixture by mixing cryolite (Na 3 AlF 6 ) with aluminum dross;
Melting the mixture; And
Recovering aluminum by electrolysis of the molten mixture;
Metal aluminum recovery method comprising a.
상기 알루미늄 드로스는 입자 크기가 5 mm 이하인 금속 알루미늄 회수 방법.According to claim 1,
The aluminum dross is a method for recovering metallic aluminum having a particle size of 5 mm or less.
상기 알루미늄 드로스는 알루미늄의 함량이 5 내지 80 중량%인 것인 금속 알루미늄 회수 방법.According to claim 1,
The aluminum dross is a method for recovering metal aluminum, wherein the content of aluminum is 5 to 80% by weight.
상기 혼합물 내 알루미늄 드로스 및 빙정석의 혼합비는 1 : 5 내지 10인 것을 특징으로 하는 금속 알루미늄 회수 방법.According to claim 1,
Method of recovering metal aluminum, characterized in that the mixing ratio of aluminum dross and cryolite in the mixture is from 1 to 5 to 10.
상기 용융 단계의 온도는 950 내지 1,300℃인 금속 알루미늄 회수 방법.According to claim 1,
The temperature of the melting step is 950 to 1,300 ℃ metal aluminum recovery method.
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|---|---|---|---|---|
| CN112845518A (en) * | 2020-12-30 | 2021-05-28 | 中铝环保节能集团有限公司 | Method for high-value utilization of carbon slag |
| CN113089028A (en) * | 2021-03-18 | 2021-07-09 | 北京科技大学 | Method for producing aluminum alloy by taking aluminum alloy regenerated ash as raw material |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101735425B1 (en) | 2015-12-14 | 2017-05-16 | (주)디에스리퀴드 | System and method for aluminium black dross recycling |
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