KR850001212B1 - 금속산화물을 함유한 분진으로부터 비휘발성 금속을 회수하는 방법 - Google Patents

금속산화물을 함유한 분진으로부터 비휘발성 금속을 회수하는 방법 Download PDF

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Abstract

내용 없음.

Description

금속산화물을 함유한 분진으로부터 비휘발성 금속을 회수하는 방법
첨부 도면은 본 발명을 실시하기 위한 장치의 개략도임.
본 발명은 금속 산화물을 분진의 형태로 함유하는 물질로부터 비휘발성 금속을 회수하는 방법에 관한 것이다. 특히 본 발명은 분진 형태의 크롬함유 산화물로부터 크롬을 제조하는 방법에 관한 것이다.
종래의 방법에 따라 금속 응용물을 제련할때에는 상당량의 금속 산화물 분진이 발생한다. 이 분진은 보통연도 가스 여과기 등에 의해 배기 가스로 부터 회수된다. 이러한 금속산화물 분진은 북유럽에서만도 년간 50,000-60,000톤 얻어진다.
심지어 회수된 후에도, 상당량의 중금속과 독성이 있는 크롬 화합물을 함유 하므로 분진은 환경보존의 관점에서 장기간 논란의 대상이 되어 왔었다. 그러므로, 기술적 또는 경제적으로 적당한 처리방법이 개발되지 않았으므로 이 분진은 폐기물로서 저장되거나 또는 버려졌다. 이에 대해서, 미국 특허 제4,072,504호에 최종 환원중 방출되는 환원가스로 산화물를 예비 환원하는 단계를 포함하는 금속산화물 환원 방법을 발표하였다. 본 발명은 페기 분진의 처리(이 처리는 상기 제4,072,504호 특허에 언급되지 않았다)에 특히 적합하기 때문에 상기 미국특허 제4,072,504호에 개재된 예비환원 단계가 전혀 필요하지 않은 개량된 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따라 이러한 분진은 최초로 경제적으로 허용될 수 있는 조건하에서 처리될 수 있다. 본 발명은 독성 폐기물의 저장에 의한 환경 보존문제를 해결할 뿐 아니라 동시게 폐기 분진에 존재하는 금속, 특히 크롬, 니켈, 및 몰리브덴을 활용할 수 있게 한다.
본 발명에 따른 방법에 있어서 금속 산화물을 함유하는 분진은 고체 환원제로 충전된 반응로의 하부를 통해 취입되며, 플라즈마 발생기에 의해 발생된 환원 구역을 통과하므로 분진내에 함유된 비휘발성 금속의 산화물은 대개 동시에 최종환원 및 응융되게 된다. 공급된 에너지원 금속 산화물을 함유하는 물질을 균형있게 함으로써, 얻어진 금속의 온도는 1500℃내지 1650℃사이로 조정된다.
이하에서 서술되는 본 발명의 채택된 실시예에 따라서, 금속 산화물을 함유하는 분진이 운반가스(carrier gas)에 의해 반응로 내에 취입되며, 반응로 내에서 발생된 반응가스는 적어도 부분적으로 운반가스로서 적당히 재순환된다. 그리고, 슬랙형성제 또는 탄소 및, 또는 탄화수소의 같은 연료도 이 운반가스에 부가된다.
반응로 내에서 발생된 반응 가스의 일부도 열에너지 이송매체 및 플라즈마 발생기가 사용되면 플라즈마가스로서 사용된다. 본 발명의 채택된 실시예에서, 에너지 공급은 전기적에너지, 예를들어 종래의 전극 또는 플라즈마 버어너에 의해 제공된다.
주로 일산화탄소 및 수소를 함유하는 반응로 내에서 발생된 과도의 반응가스는 예를들어 발전과 같은 다른 목적에 사용된다.
본 발명의 보다 나은 이해를 위해서 첨부 도면을 참고로 하여 서술한다.
도면에서, 축형반응로(shaft-like reactor)(1)은 상부에 코크스와 같은 고체 환원제용의 기밀 공급구(2)를 구비한다. 반응 온도는 1개 이상의 플라즈마 버어너(3)에 의해 조정된다.
처리될 분진은 관(4)을 통해서 공급 가스의 도움으로 플라즈마 버어너 직전의 반응로(1)의 하부내로 취입된다. 플라즈마버어너는 열에너지의 이송매체(플라즈마가스)용 공급관(5)에 연결된다.
반응로(1)내에 발생된 환원가스의 일부는 회수되며 각기 공급 가스와 플라즈마 가스로서 사용된다. 상기 환원가스는 출구(6)를 통해서 반응로(1)를 떠나며 온도는 열교환기(7)를 통하여 적당히 조정될 수 있다. 도시한 이 실시예에서, 열교환기(7)를 통과하는 환원가스의 약 20%는 공급 가스와 플라즈마가스로서 가스 청정장치(8), 팬 및 압축기(9)를 경유하여 복귀한다. 일산화탄소와 수소를 함유하는 열교환기를 떠나는 환원가스의 나머지 80%는 예를들어 발전과 같은 다른 목적에 사용된다.
공급관(4)은 공기작동 공급기와 같은 공급 수단과 협동하도록 백치되며, 처리될 분진 탄소 분말 및 슬랙형성제를 각기 보유하하는 3개의 저장용기(12), (13), (14)와 협동하는 공급채널(11)에 연결된다.
작동에 있어서, 분진이 반응로 내로 분사되므로, 분진은 대략 동시에 환원되며 반응로의 하부에서 응융이 발생한다. 응융된 금속은 반으로의 하부로 흐르며 태핑채널(tapping channel)(15)을 경유하여 발취되며, 슬랙은 태핑채널(16)을 통해 연속적 또는 단속적으로 채취된다.
본 발명에 따라, 반응로의 환원구역 내의 소정 온도(예를들어 1500℃및 1650℃사이)는 플라즈마버어너에 의해 용이하게 조정될 수 있다. 이 경우에 반응로 및 코크스상(17)은 금속 산화물을 함유하는 분진이 코크스상(17)의 하부내에 수집되도록 만들어져 있고, 반응로를 떠나는 가스는 일산화탄소와 수소의 혼합물로 구성된다.
본 발명을 더욱 설명하기 위해 하기 실시예가 참고가 된다.
[실시예 1]
금속 산화물을 함유하는 분진 형태의 물질, 즉 크롬함유 분진의 1톤이 스텐레스강의 제조시에 연도가스 필터의 벽으로 부터 취해진다. 이 분진은 2-6μm의 원래 입자크기를 가지며
13% CrO3
38% Fe2O3
6% Ni
1.2% MoM3
의 혼합물을 가지며, 나머지는 CaO, SiO2등과 같은 슬랙이다. 분진은 320kg의 탄소 분말과 12kg의 SiO2슬랙형성)와 혼합된 후 반응로의 환원구역 내로 연속적으로 취입된다. 환원구역내에 약 1550℃의 온도를 유지하기 위한 에너지 요구령은 약 2600kwh이며, 상기 온도는 플라즈마 버어너로 발생된다. 결과적으로 , 크롬 21%, Ni 11% 및 Mo 2.3%를 함유하는 원철(crude iron) 476kg, Co 70%, H220및 질소, 탄산가스 및 물의 혼합물 10%로 구성된 반응가스 620Nm3가 얻어진다. 반응가스는 약 2,700Kcal/Mm3의 열량 값을 갖는다.

Claims (1)

  1. 금속산화물을 함유하는 분진을 고체환원제로 충진된 반응로의 하부를 통해 취입하고, 상기 개시 원료를 반응로의 하부에 인접한 플라즈마발생기의 사용에 의해 유지되는 환원 구역내로 통과시키고, 상기 구역내에서 상기 개시원료를 동시에 환원 및 용융하고, 반응기 하부로부터 용융 및 환원된 금속제품을 제거하는 단게로 구성됨을 특징으로 하는 금속 산화물을 보유하는 분진 형태의 물질로부터 비휘발성금속을 회수하는 방법.
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