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KR19990080650A - Recovery method of zinc carbonate and sodium carbonate - Google Patents

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KR19990080650A
KR19990080650A KR1019980014049A KR19980014049A KR19990080650A KR 19990080650 A KR19990080650 A KR 19990080650A KR 1019980014049 A KR1019980014049 A KR 1019980014049A KR 19980014049 A KR19980014049 A KR 19980014049A KR 19990080650 A KR19990080650 A KR 19990080650A
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KR
South Korea
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zinc
carbonate
sodium
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iron
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Withdrawn
Application number
KR1019980014049A
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Korean (ko)
Inventor
김수태
Original Assignee
문상우
주식회사 엠케이케이
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Publication date
Application filed by 문상우, 주식회사 엠케이케이 filed Critical 문상우
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Abstract

본원은 다량으로 발생하는 산업 폐기물인 전기로 다스트를 물로 수용성 성분을 제거한 후, 잔존하는 철성분과 아연성분을 진한 수산화나트륨으로 반응시키고, 얻어지는 아연산나트륨 등을 탄산가스로 반응시킨 후, 암모니아수로 착염을 형성한 후, 이로부터 고순도의 탄산아연과 탄산나트륨을 분리하는 것을 개시한다.The present application removes water-soluble components from electric furnace dust, which is a large amount of industrial waste generated in water, and then reacts the remaining iron and zinc components with concentrated sodium hydroxide, and reacts the resulting sodium zincate with carbon dioxide gas. After the complex salt is formed, the separation of high purity zinc carbonate and sodium carbonate is started therefrom.

본 발명을 수행하기 위한 설치비가 저렴하여 중소기업에서도 큰 부담없이 전기로 다스트로부터 탄산아연을 매우 경제적으로 회수할 수 있다.Since the installation cost for carrying out the present invention is inexpensive, even in small and medium-sized companies, zinc carbonate can be recovered very economically from the electric furnace Dast without significant burden.

또한 이렇게 얻어진 고순도의 탄산아연은 추가의 공지의 방법에 의해 산화아연, 염화아연 등으로 변환하여 각종 제품의 주요원료로 사용할 수 있다.In addition, the high purity zinc carbonate thus obtained can be converted into zinc oxide, zinc chloride or the like by a further known method and used as a main raw material for various products.

Description

탄산아연 및 탄산나트륨의 회수방법 (Process for simultaneous recovering zinc carbonate and sodium carbonate from iron dust)Process for simultaneous recovering zinc carbonate and sodium carbonate from iron dust

본 발명은 전기로 다스트에서 탄산아연(ZnCO3) 과 탄산나트륨의 동시 회수방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for the simultaneous recovery of zinc carbonate (ZnCO 3 ) and sodium carbonate in an electric furnace.

최근 전기로 다스트는 각종 고철을 사용하여 철근이나 철자재를 생산하는 회사, 특히, 국내에서는 인천제철, 동국제강, 강원산업, 한보철강 등 폐차의 고철을 주원료로 하여 철근 등을 생산하는 회사에서 발생하는 부산물로서 그의 발생량은 1년에 약 20만톤을 상회하고 있으나, 이를 재활용하지 못하고 전량 매립하고 있다. 이러한 처리비용이 200억원/년을 상회하고, 토양 등의 환경을 오염시켜 심각한 사회문제로 대두되고 있다.Recently, the electric furnace Dast is a company that produces rebar and iron materials using various scrap metals.In particular, in Korea, companies that produce rebars are mainly made from scrap metals such as Incheon Steel, Dongkuk Steel, Kangwon Industrial, Hanbo Steel, etc. As a byproduct, its amount exceeds about 200,000 tons per year, but it cannot be recycled and is entirely buried. Such treatment costs exceed 20 billion won / year, polluting the environment such as soil, which is becoming a serious social problem.

이러한 전기로 다스트는 폐차 등의 고철을 1800℃의 고온 전기로내에서 아연의 증발로 인하여 발생하는 것으로 그의 구성성분은 고철의 종류, 처리 회사에 따라 다르나, 분석하여 본 결과, 대개 하기의 구성을 가지고 있음을 알았다.These furnaces are generated by the evaporation of scrap iron, such as scrap cars, in a high-temperature furnace at 1800 ℃. The composition of the furnace varies depending on the type of scrap metal and the processing company. I knew I had

철분(Fe) : 20∼30%, 아연(Zn) : 15-30%, 염소(Cl) : 0.5∼2.5%,Iron (Fe): 20-30%, Zinc (Zn): 15-30%, Chlorine (Cl): 0.5-2.5%,

납(Pb) : 1∼8%, 동(Cu) : 0.2∼0.4%, 불소(F) : 0.2∼0.4%,Lead (Pb): 1-8%, copper (Cu): 0.2-0.4%, fluorine (F): 0.2-0.4%,

산화나트륨(Na2O) : 2∼4%, 망간(Mn) : 1.5∼2.5%, 기타 불순물 5∼10%.Sodium oxide (Na2O): 2-4%, manganese (Mn): 1.5-2.5%, other impurities 5-10%.

한편, 상기 성분중 탄산아연 및 탄산나트륨을 고순도로 분리할 수 있다면, 각종 전자부품이나 반도체 부품에 사용되는 고가의 소프트 페라이트(주성분 : MnO, Fe2O3및 ZnO, 참고문헌 : 미국특허 제 5,629,100호, 동제 5,698,145호, 동제5,688,430호, 5,200,159호 등)나 하드 페라이트의 주성분, 농약, 세제 등의 첨가제 등으로 사용할 수 있다. 특히, 아연화합물은 전량 수입에 의존하고 있기 때문에 상기 전기로 다스트의 성분중다량 함유된 아연 및 철로부터 탄산아연 및 탄산나트륨을 고순도 분리하여 제공하는 것은 수입대체 효과가 있을 뿐 아니라, 산업폐기물인 전기로 다스트를 재활용하게 되어 경제적으로 유익하고, 환경을 보존할 수 있게 된다.On the other hand, if zinc carbonate and sodium carbonate among the components can be separated with high purity, expensive soft ferrites (main components: MnO, Fe 2 O 3 and ZnO, reference: US Patent No. 5,629,100) used in various electronic components or semiconductor components , Copper 5,698,145, copper 5,688,430, 5,200,159 and the like, and additives such as main components of hard ferrite, pesticides, detergents and the like. Particularly, since zinc compounds depend entirely on imports, providing high-purity separation of zinc carbonate and sodium carbonate from zinc and iron containing a large amount of constituents of the furnace is not only an import substitution effect, but also an industrial waste electricity. Recycling the furnace will economically benefit and preserve the environment.

상기 전기로 다스트의 주성분중 경제성이 있는 회수 가능한 성분은 철 및 아연이다. 이러한 철이나 아연은 염산으로 용해하면 염화철(FeCl2, FeCl3) 및 염화아연(ZnCl2)으로 전환되고, 황산으로 용해하면 황산철[FeSO4, Fe2(SO4)3]로 전환된다. 그러나, 이러한 염화물 및 황산염의 철 및 아연 화합물로부터는 순수한 산화아연 및 산화철을 분리하여 회수하는 것이 거의 불가능하고, 설사 가능하다 하여도 정제 비용이 너무 많이 들어 경제성이 없어서 현재까지 전기로 다스트를 처리하여 아연이나 철을 회수하는 방법은 성공하지 못하였다. 따라서, 제철소 등에서는 이들 전기로 다스트를 산화시켜 산화물로 하여 폐기하고 있다. 이러한 폐기물은 산화물이므로 중금속의 누출은 방지될 수 있다고 할 수 있으나, 배출되는 양이 너무 많아 토양이나 매립지에 폐기하는 경우 토양 성분에 비해 상대적으로 다량의 금속산화물이 존재하여 토양을 황폐화시키며, 이러한 처리비용도 적지 않다.Among the main components of the electric furnace, economical recoverable components are iron and zinc. The iron or zinc is converted to iron chloride (FeCl 2 , FeCl 3 ) and zinc chloride (ZnCl 2 ) when dissolved with hydrochloric acid, and converted to iron sulfate [FeSO 4 , Fe 2 (SO 4 ) 3 ] when dissolved with sulfuric acid. However, it is almost impossible to recover and recover pure zinc oxide and iron oxide from iron and zinc compounds of chlorides and sulfates. Therefore, the method of recovering zinc or iron was not successful. Therefore, in steel mills and the like, the electricity is oxidized and discarded as oxides. Since these wastes are oxides, the leakage of heavy metals can be prevented. However, when the wastes are disposed of in the soil or landfills due to the amount of discharged, the amount of metal oxides is relatively high compared to the soil components, which causes the soil to be desolated. The cost is not small either.

본 발명자는 상기의 문제를 해결하기 위하여 예의 연구한 결과, 전기로 다스트중의 주성분인 아연과 철을 분리 회수하기 위하여 전기로 다스트중의 철과 아연을 질산으로 용해하여 질산철[Fe(NO3)2, Fe(NO3)3], 질산아연[Zn(NO3)2]로 전환시키고, 이러한 질산염을 유기 탄화수소 성분을 환원제로 사용하여 저온에서 환원시켜 순수한 산화철 및 산화아연을 회수하는 방법에 관한 특허출원을 하였다(특허출원 제 98-12296호). 그러나, 이 방법은 산화철 및 산화아연의 회수율이나 이들의 순도는 대단히 만족할 수 있으나, 대규모의 시설, 즉, 반응중에 배출되는 산화질소 가스를 처리하여 재순환시키기 위하여 가스 이송관의 내벽을 내산화성, 내산성 처리한 것을 사용하여야 하고, 또 수집된 산화질소를 물에 흡수시켜 질산으로 전환시키기 위한 회수탑이 필요한 것 등의 다대한 비용이 소요되기 때문에 대기업체에서는 유용하게 활용할 수 있으나, 자본력이 약한 중소기업으로서는 현실적으로 실시하기 어려운 문제점이 있다.The present inventors earnestly researched to solve the above problems, and in order to separate and recover zinc and iron, which are the main components in the electric furnace, iron and zinc in the electric furnace are dissolved with nitric acid and iron nitrate [Fe ( NO 3 ) 2 , Fe (NO 3 ) 3 ] and zinc nitrate [Zn (NO 3 ) 2 ], and these nitrates are reduced at low temperature using organic hydrocarbon as a reducing agent to recover pure iron oxide and zinc oxide. The patent application regarding the method was filed (patent application No. 98-12296). However, this method is very satisfactory in the recovery rate of iron oxide and zinc oxide or their purity, but the oxidation and acid resistance of the inner wall of the gas delivery pipe to recycle and recycle the nitrogen oxide gas discharged during the large-scale facility, i.e. It can be useful to large companies because it requires a large amount of cost, such as the need for treatment and the need for a recovery tower to absorb the collected nitric oxide into water and convert it to nitric acid. There is a problem that is difficult to implement in reality.

본 발명자는 상기 문제를 해결하기 위하여 예의 연구한 결과, 전기로 다스트를 우선 상수 또는 열수에 넣고 교반하여 수용성 성분을 용출하여 제거한 후, 얻어진 고형물을 진한 수산화나트륨 수용액에 넣고 가열한 후, 얻어진 고형물에 물을 가하고, 탄산가스를 주입하여 탄산염으로 한 후, 여기에 암모니아수를 가해 아연화합물 및 소량의 동화합물을 착염으로 분리한 후, 아연말을 가하여 동착화합물을 제거하여 아연착염 화합물을 얻은 후, 이를 가열하여 암모니아를 구축하여 아연을 얻을 수 있음을 발견하고, 본 발명을 완성하게 되었다.MEANS TO SOLVE THE PROBLEM As a result of earnestly researching in order to solve the said problem, the electric solid is first put into constant or hot water, stirred, eluted and removed the water-soluble component, the solid obtained is put into a concentrated aqueous sodium hydroxide solution, and heated, Water was added to the mixture, the carbon dioxide gas was injected to form a carbonate, ammonia water was added thereto to separate the zinc compound and a small amount of the copper compound into a complex salt, and then zinc powder was added to remove the copper compound to obtain a zinc complex compound. It was discovered that zinc can be obtained by heating it to form ammonia, thus completing the present invention.

즉, 본 발명의 목적은 전기로 다스트로부터 아연을 회수하는 방법을 제공하는 것이다.In other words, it is an object of the present invention to provide a method for recovering zinc from a blast furnace by electricity.

본 발명의 다른 목적은 상기 방법에 의해 탄산나트륨을 동시에 회수하는 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a method for simultaneously recovering sodium carbonate by the above method.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

도1은 본 발명의 산화아연 및 산화철을 제조하기 위한 장치의 측면도이다1 is a side view of an apparatus for producing zinc oxide and iron oxide of the present invention.

도2는 도1의 정면도이다Figure 2 is a front view of Figure 1

우선 전기로 다스트를 상수 또는 열수에 넣어 수용성 성분을 용출하여 제거한 다음, 여과하여 고형물을 얻는다. 이 고형물에 진한 수산화나트륨, 바람직하기로는 50% 수산화나트륨 수용액을 반응되는 산화아연, 산화철, 산화알루미늄, 알루미늄에 상응하는 당량 또는 약간 과량으로 가하고, 교반한다. 얻어진 용액을 150∼170℃의 킬룬에서 가열하여 약 80%의 농축액으로 한다. 이를 350∼500℃, 바람직하기로는 400∼500℃의 회전드럼에서 반응시킨다. 이 반응의 결과, 아연산나트륨(Na2ZnO2), 알루미늄산나트륨(NaAlO2), 철산나트륨(NaFeO2), 산화철, 규산나트륨(Na2SiO3) 등이 얻어진다. 이 고형물을 물에 넣고 교반하면서 탄산가스를 주입한다. 이때, 사용되는 탄산가스는 시판의 탄산가스를 사용하여도 좋으나, 공정연소실에서 발생하는 가스를 여과하여 정제하여 사용하는 것이 경제적이다. 이 탄산가스와 반응하여 탄산아연, 탄산나트륨, 탄산구리 등이 형성된다. 이를 반응식으로 나타내면 다음과 같다.First of all, the water is evaporated to remove the water-soluble component by adding the dar in a constant or hot water, and then filtered to obtain a solid. Concentrated sodium hydroxide, preferably 50% aqueous sodium hydroxide solution, is added to this solid in equivalent or slightly excess equivalent to the zinc oxide, iron oxide, aluminum oxide, aluminum to be reacted and stirred. The obtained solution is heated in a kiln at 150 to 170 ° C to obtain a concentrate of about 80%. This is reacted in a rotating drum of 350 to 500 ° C., preferably 400 to 500 ° C. The result of this reaction, sodium zincate (Na 2 2 ZnO), sodium aluminate (NaAlO 2), sodium iron (NaFeO 2), iron oxide, such as sodium silicate (Na 2 SiO 3) is obtained. This solid is poured into water and carbon dioxide gas is injected while stirring. In this case, commercially available carbon dioxide may be used, but it is economical to filter and purify the gas generated in the process combustion chamber. Reaction with this carbon dioxide gas forms zinc carbonate, sodium carbonate, copper carbonate and the like. This is represented by the following scheme.

Na2ZnO2+ 2CO2→ Na2CO3+ ZnCO3 Na 2 ZnO 2 + 2CO 2 → Na 2 CO 3 + ZnCO 3

여기에 암모니아수, 바람직하기로는 15∼25%의 암모니아수를 가하면 탄산아연 및 소량의 탄산구리가 암모니아 착염인 Zn(NH3)4CO3및 Cu(NH3)4CO3가 형성되어 감청색의 용액상으로 된다.When ammonia water, preferably 15-25% of ammonia water, is added, zinc carbonate and a small amount of copper carbonate form Zn (NH 3 ) 4 CO 3 and Cu (NH 3 ) 4 CO 3 , which are ammonia complex salts. Becomes

따라서 용액에는 상기 암모니아 착염과 탄산나트륨이 존재하고, 나머지 성분은 불용물로 침전되어 있다. 이 용액을 원심분리하여 침전물은 제거하고, 모액만을 모은다.Therefore, the ammonia complex salt and sodium carbonate are present in the solution, and the remaining components are precipitated as insoluble matters. The solution is centrifuged to remove the precipitate and only the mother liquor is collected.

이 모액중 소량의 구리암모늄 착염을 제거하기 위하여 소량의 아연말을 가하면 동은 단체상태의 금속동으로 침전한다. 이를 여과하여 침전물을 제거하고, 아연착염과 탄산나트륨이 존재하는 용액을 80∼110℃, 바람직하기로는 100∼105℃에서 가열하면 아연착염이 탄산아연으로 전환되고 암모니아수는 증발한다. 이 증발되는 암모니아수 및 물은 냉각탑에서 응집하여 암모니아수로 회수된다. 이때 증발되는 양은 용액의 1/5에 해당하는 양으로 하면 용액중의 착염상태 화합물중의 암모니아는 모두 제거된다.In order to remove a small amount of copper ammonium complex salt from the mother liquor, a small amount of zinc powder is added, and copper precipitates as a single metal copper. The precipitate is filtered to remove the precipitate, and when the solution containing zinc complex salt and sodium carbonate is heated at 80 to 110 ° C, preferably 100 to 105 ° C, the zinc complex salt is converted to zinc carbonate and the ammonia water is evaporated. The evaporated ammonia water and water aggregate in a cooling tower and are recovered as ammonia water. At this time, if the amount of evaporation is equivalent to 1/5 of the solution, all ammonia in the complexed compound in the solution is removed.

용액중의 pH조절 암모니아가 전부 증발되면 용액에는 탄산아연이 침전되고, 탄산나트륨은 용액상태로 존재한다. 이 용액을 여과하여 탄산아연을 얻고, 이를 수세, 탈수하여 고순도의 탄산아연을 얻는다. 이때 탄산나트륨은 처음 반응유도용으로 투입한 수산화나트륨보다 약 20%증가된 양으로 얻게 된다.When all pH-controlled ammonia in the solution is evaporated, zinc carbonate precipitates in the solution, and sodium carbonate is in solution. The solution is filtered to obtain zinc carbonate, which is washed with water and dehydrated to obtain high purity zinc carbonate. At this time, sodium carbonate is obtained in an amount of about 20% increase than sodium hydroxide initially introduced for reaction induction.

상기에서 얻어진 탄산아연은 공지의 방법, 즉 가열하면 고순도의 산화아연으로 얻어지며, 염산으로 처리하면 염화아연을 얻을 수 있다.The zinc carbonate obtained above is obtained by a known method, that is, high purity zinc oxide when heated, and zinc chloride can be obtained when treated with hydrochloric acid.

이하, 본 발명의 산화철 및 산화아연의 제조장치에 관하여 첨부도면에 의해 상세히 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, the manufacturing apparatus of the iron oxide and zinc oxide of this invention is demonstrated in detail by an accompanying drawing.

도 1은 본 발명 장치의 정면도이고, 도 2는 그의 측면도이다. 도 1 및 도 2는 본 발명 장치의 종단면도 및 횡단면도로서, 부호 2는 회전 드럼을 지칭한다.1 is a front view of the apparatus of the present invention, and FIG. 2 is a side view thereof. 1 and 2 are longitudinal and transverse cross-sectional views of the device of the invention, with reference numeral 2 designating a rotating drum.

상기 회전 드럼(2)은 일측 회전축(4)에 의하여 지지대(6)에 회전 가능하게 지지되며, 이의 회전축(4)은 동력원인 모터(8)와 연결되는데, 이의 모터(8)는 감속기가 내장된 형태로 이루어져 상기 회전축(4)과는 기어 또는 체인 전동이 이루어지게 된다.The rotary drum 2 is rotatably supported on the support 6 by one side rotating shaft 4, the rotating shaft 4 of which is connected to a motor 8 as a power source, the motor 8 of which has a built-in reducer It is made in the form of a gear or chain transmission is made with the rotary shaft (4).

그리고 상기 회전 드럼(2)은 회전축(4) 반대방향의 개구부에는 고정체인 커버(10)가 배치되어 그 내부를 은폐 보호하게 되며, 외주측에는 소정의 간격을 두고 내화벽돌(12)로 이루어지는 외부벽(14)에 의하여 감쌓여지게 된다. 또한, 상기 커버(10)의 일부에 투시창(19)을 형성하는 것이 바람직하며, 이러한 투시창은 공지의 착탈식 또는 삽입식 등 어떠한 것이라도 좋다.The rotating drum 2 has a cover 10 which is a fixed body disposed in an opening opposite to the rotation shaft 4 to cover and protect the inside thereof, and an outer wall made of a firebrick 12 at a predetermined interval on the outer circumferential side thereof. It is enclosed by (14). In addition, it is preferable to form the see-through window 19 in a part of the cover 10, and the see-through window may be any of a known detachable type or a removable type.

상기 회전 드럼(2)과 내화벽돌(12) 사이에 형성되는 공간부는 열통로(17)로서, 그의 일측에 배치된 버너(16)에서 발생되는 화염에 의하여 회전드럼(2)을 가열할 수 있게 된다.The space portion formed between the rotary drum 2 and the refractory brick 12 is a heat passage 17 so that the rotary drum 2 can be heated by a flame generated by the burner 16 disposed at one side thereof. do.

또한, 상기 회전드럼(2)의 내부 중간부 하측에는 광폭의 호퍼(I)가 배치되어 공급관(20)으로부터 공급되는 약 80%로 농축된 아연산나트륨(이때에는 Na2Zn(OH)4의 상태로 존재하는 것으로 사료됨), 규산나트륨, 수산화철, 수산화알루미늄, 알루미늄산나트륨, NaFeO2, 실리카 등의 전기로 다스트중의 금속의 수산화나트륨과 반응생생물 및 미반응생성물의 혼합액을 다수의 유출공(22)을 통해 회전드럼(2)의 내면에 배출하게 된다.In addition, a wide hopper (I) is disposed below the inner middle portion of the rotating drum (2) and concentrated at about 80% supplied from the supply pipe 20 (in this case, Na 2 Zn (OH) 4 ). State), sodium hydroxide, iron hydroxide, aluminum hydroxide, sodium aluminate, NaFeO 2 , silica, etc. Through the outlet hole 22 is discharged to the inner surface of the rotating drum (2).

그리고 상기 회전 드럼(2)의 내부 상측에는 회전드럼 내벽에서 반응하여 생성된 산화철 및 산화아연이 부착되어 있는 것을 긁어 회수할 수 있는 스크레이퍼(24)가 횡착되며, 이의 스크레이퍼(24)의 하측에는 스크레이퍼(24)에 의하여 긁혀져 낙하되는 산화아연 및 산화철을 회수할 수 있는 회수통(26)이 배치되며, 이의 회수통(26) 하측에는 회수된 아연산나트륨(Na2ZnO2), 알루미늄산나트륨(NaAlO2), 철산나트륨(NaFeO2), 산화철, 규산나트륨(Na2SiO3) 등의 혼합물을 외부로 이송시킬 수 있는 컨베이어 시스템(28)이 배치된다.In addition, a scraper 24 is disposed on the inner upper side of the rotating drum 2 to scrape and recover the iron oxide and zinc oxide produced by the reaction on the inner wall of the rotating drum, and a scraper below the scraper 24. A recovery container 26 for recovering zinc oxide and iron oxide scraped and dropped by 24 is disposed, and below the recovery container 26, the recovered sodium zincate (Na 2 ZnO 2 ) and sodium aluminate (NaAlO 2), sodium iron (NaFeO 2), iron oxide, sodium silicate (Na 2 SiO 3), the conveyor system 28 in a mixture of such can be sent to the outside are disposed.

상기에서 스크레이퍼(24)는 하부의 축(30)에 의하여 회전 가능하게 배치되며, 이의 축(30)에는 단부로 질량체(32)가 형성된 연결간(34)이 연결되며, 상기 질량체(32)의 질량은 평상시 스크레이퍼(24)가 회전드럼(2)의 내면과 접촉된 상태를 유지하다가 이의 스크레이퍼(24)에 회수되는 산화아연 및 산화철의 일정량으로 도달하여 중량에 의해 하부로 떨어지고, 스크레이퍼(24)는 처음의 상태로 되돌아갈 수 있을 정도이면 된다.In the above, the scraper 24 is rotatably disposed by a lower shaft 30, and a connecting rod 34 having a mass body 32 formed at an end thereof is connected to the shaft 30, and the mass of the mass body 32 is connected thereto. The mass normally remains in a state in which the scraper 24 is in contact with the inner surface of the rotating drum 2, reaches a predetermined amount of zinc oxide and iron oxide recovered by the scraper 24, and falls downward by weight. Should be enough to return to the initial state.

또한, 상기에서 컨베이어 시스템(28)은 여러 종류가 있으나, 본 발명에서는 스크류 컨베이어를 사용하는 것으로 도시하고 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.In addition, the conveyor system 28 in the above, but there are a number of types, in the present invention is shown as using a screw conveyor, but is not limited thereto.

도면중 미설명 부호 36은 굴뚝이며, 38은 드럼 내부에서 발생되는 가스를 공지의 포집탑(미도시)으로 이송하는 이송관이다. 부호 40은 아연산나트륨(Na2ZnO2), 알루미늄산나트륨(NaAlO2), 철산나트륨(NaFeO2), 산화철, 규산나트륨(Na2SiO3) 등의 수집탱크이다.In the figure, reference numeral 36 is a chimney, and 38 is a transfer pipe for transferring gas generated in the drum to a known collecting tower (not shown). Numeral 40 denotes a oh collection tank, such as operation of sodium (Na 2 2 ZnO), sodium aluminate (NaAlO 2), sodium iron (NaFeO 2), iron oxide, sodium silicate (Na 2 SiO 3).

이와 같이 이루어지는 본 발명중 수산화나트륨과 다스트중의 금속성분의 반응부분의 작용을 설명하면 다음과 같다.Referring to the action of the reaction portion of the metal component in the sodium hydroxide and the rust in the present invention is as follows.

약 80%로 농축된 아연산나트륨(이때에는 Na2Zn(OH)4의 상태로 존재하는 것으로 사료됨), 규산나트륨, 수산화철, 수산화알루미늄, 알루미늄산나트륨, NaFeO2, 실리카 등의 전기로 다스트중의 금속의 수산화나트륨과 반응생생물 및 미반응생성물의 혼합액을 공급관(20)을 통해서 호퍼(I)에 저류된다. 저류된 혼합액을 유출공(22)을 통해 회전드럼(2)의 내벽에 접촉하게 된다. 한편 버너(16)의 열이 연소실(I)을 거쳐 열통로(17)로 흘러 회전드럼(2)의 내벽은 400∼500℃로 가열된다. 가열된 내벽에 상기 혼합액이 회전드럼(2)의 회전력에 의해 드럼(2)의 내부표면에 확산되면서 회전방향으로 타고 올라가면서 열에 의해 수산화나트륨과 반응하여 아연산나트륨(Na2ZnO2), 알루미늄산나트륨(NaAlO2), 철산나트륨(NaFeO2), 산화철, 규산나트륨(Na2SiO3) 등이 생성된다. 이렇게 변환된 혼합물은 스크레이퍼(24)에 의해 하방으로 떨어져 회수통(26)으로 수집되고, 이렇게 수집된 산화철과 산화아연은 회전스크류가 달린 컨베이어 시스템(28)을 통해 수집탱크(40)에서 모아져 다음 반응에 사용된다.Concentrated by about 80% sodium zincate (presumably present in the state of Na 2 Zn (OH) 4 ), sodium silicate, iron hydroxide, aluminum hydroxide, sodium aluminate, NaFeO 2 , silica, etc. The mixed solution of sodium hydroxide and the reaction product and the unreacted product of the metal in the stratum is stored in the hopper I through the supply pipe 20. The stored mixed solution comes into contact with the inner wall of the rotating drum 2 through the outlet hole 22. On the other hand, the heat of the burner 16 flows to the heat passage 17 through the combustion chamber I, and the inner wall of the rotating drum 2 is heated to 400-500 degreeC. On the heated inner wall, the mixed liquid diffuses on the inner surface of the drum 2 by the rotational force of the rotating drum 2 and ascends in the direction of rotation, reacting with sodium hydroxide by heat to heat sodium zincate (Na 2 ZnO 2 ) and aluminum. such as sodium (NaAlO 2), sodium iron (NaFeO 2), iron oxide, sodium silicate (Na 2 SiO 3) is generated. The mixture thus converted is collected downwards by the scraper 24 into the collecting container 26, and the collected iron oxide and zinc oxide are collected in the collecting tank 40 through a conveyor system 28 with a rotating screw. Used for reaction.

한편, 회전드럼의 일측 상부에는 상기 반응시에 발생되는 수성가스, 소량의 수산화나트륨의 가스가 가스 배출관(38)을 통해 외부로 이송된다. 이렇게 얻어진 수성가스는 순환되어 재사용된다.On the other hand, the upper portion of one side of the rotating drum is a water gas generated during the reaction, a small amount of sodium hydroxide gas is transferred to the outside through the gas discharge pipe (38). The water gas thus obtained is circulated and reused.

열통로(17)의 일측 상단에는 연통이 연결되어 있어 연소 및 온도를 조절하게 된다.One end of the heat passage 17 is connected to the communication is to control the combustion and temperature.

회전드럼(2)의 회전속도는 특별히 한정하지 않으며, 반응온도에 따라 다르나, 반응온도를 400∼500℃로 할 경우, 일반적으로 2∼3 rpm/분의 속도가 바람직하다.The rotational speed of the rotating drum 2 is not particularly limited, and depends on the reaction temperature. However, when the reaction temperature is 400 to 500 ° C, a speed of generally 2 to 3 rpm / minute is preferable.

한편, 도 2의 커버(10)는 고정되어 있으며, 공급관(20), 수성 가스 배출관(38) 및 회수통(26)은 커버의 일부에 고정되어 있고, 커버는 회전드럼(2)과 3mm이하의 틈을 가져도 좋다.Meanwhile, the cover 10 of FIG. 2 is fixed, and the supply pipe 20, the water gas discharge pipe 38, and the recovery container 26 are fixed to a part of the cover, and the cover is 3 mm or less with the rotating drum 2. You may have a break.

이하, 실시예로서 본 발명을 더욱 구체적으로 설명한다. 그리나, 이들 실시예에 의해 본 발명이 제한되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described more specifically as examples. However, the present invention is not limited to these examples.

실시예 1Example 1

원료 전기로 다스트중의 아연성분이 30% 함유된 시료 100 kg을 물에 넣고 충분히 교반하여 수용성 성분을 용출한 후, 원심분리하여 여액을 버리고, 침전물을 모았다. 여기에 50% 수산화나트륨 수용액(99%수산화나트륨으로 환산한 양: 36 kg)을 가하고, 교반한 후, 150∼160℃의 킬룬에 넣어 용액의 농도가 약 80%로 되도록 농축했다. 이 용액을 도 1의 장치에서 직경이 3 m이고, 폭이 1.5 m, 두께가 8 mm의 인코넬 재질로 된 회전드럼(2)의 내부표면온도를 450∼500℃를 유지하고, 회전속도를 2 rpm/분으로 유지한 상태에서 공급관(20)을 통해 상기 혼합액을 36.5 kg/분의 속도로 유출공(22)을 통해 회전드럼(2) 내부표면에 흘려보내면서 반응시켰다. 회전중 스크레이퍼(24)에서 떨어져 나와 회수통(26)으로 수집되고, 회전스크류가 달린 컨베이어 시스템(28)을 통해 수집탱크(40)에 모았다. 여기서 얻어진 아연산나트륨(Na2ZnO2), 알루미늄산나트륨(NaAlO2), 철산나트륨(NaFeO2), 산화철, 규산나트륨(Na2SiO3) 등의 혼합물을 물 300리터에 넣으면 발생되는 반응열에 의해 고온으로 승온된다. 이를 충분히 교반했다. 여기에 탄산가스를 충분히 주입하여 아연산 나트륨이 모두 탄산염으로 전환시킨 후, 20% 암모니아수 50리터를 넣고, 교반하였다. 반응 생성용액을 여과하여 모액을 모으고 침전물을 제거하였다. 얻어진 용액에 소량(소량의 동착염과 반응하는 양)의 아연말을 가하고, 여과하여 침전물을 버리고, 용액을 100℃에서 가열하여 모액의 1/5정도를 농축한다. 생성된 침전물을 회수하고, 수세후, 건조하여 탄산나트륨 54 kg을 얻었다. 또한 잔류 용액을 100℃에서 가열 농축하면 포화상태로 되어 침전하기 시작하여 탄산나트륨 45 kg을 얻었다.100 kg of the sample containing 30% of the zinc component in the raw material electric furnace was put in water, sufficiently stirred to elute the water-soluble component, centrifuged to discard the filtrate, and the precipitate was collected. A 50% aqueous sodium hydroxide solution (amount converted into 99% sodium hydroxide: 36 kg) was added thereto, stirred, and concentrated in a kiln at 150 to 160 ° C. so as to have a concentration of about 80%. This solution was used in the apparatus of FIG. 1 to maintain the inner surface temperature of the rotating drum 2 made of Inconel material having a diameter of 3 m, a width of 1.5 m, and a thickness of 8 mm at a temperature of 450 to 500 ° C., and a rotation speed of 2 m. The mixture was reacted while flowing at the speed of 36.5 kg / min through the outlet hole 22 to the inner surface of the rotating drum 2 while maintaining the rpm / min at a rate of 36.5 kg / min. During rotation, it was taken out of the scraper 24 and collected in the collecting container 26 and collected in the collecting tank 40 through the conveyor system 28 with the rotating screw. The resultant zincate mixture of sodium (Na 2 ZnO 2), sodium aluminate (NaAlO 2), iron sodium (NaFeO 2), iron oxide, sodium silicate (Na 2 SiO 3), where the reaction heat generated put in 300 liters of water It heats up to high temperature by this. It was stirred sufficiently. After sufficiently injecting carbonic acid gas to convert all of the sodium zincate to carbonate, 50 liters of 20% aqueous ammonia was added and stirred. The reaction solution was collected by filtration to remove the mother solution. A small amount of zinc powder (amount reacting with a small amount of copper salt) is added to the obtained solution, filtered to discard the precipitate, and the solution is heated at 100 ° C to concentrate about 1/5 of the mother liquor. The produced precipitate was collected, washed with water and dried to obtain 54 kg of sodium carbonate. Furthermore, when the residual solution was concentrated under heating at 100 ° C, it became saturated and began to precipitate to obtain 45 kg of sodium carbonate.

이렇게 하여 얻은 탄산아연을 분석한 바, 순도가 98.5%이었다.The zinc carbonate obtained in this way was analyzed and its purity was 98.5%.

실시예 2Example 2

실시예 1에서 수산화나트륨의 양을 26 kg을 사용하는 것 이외는 실시예 1과 동일하게 반응시켰다. 그 결과, 탄산아연을 36 kg을 얻었다.The amount of sodium hydroxide in Example 1 was reacted in the same manner as in Example 1 except that 26 kg was used. As a result, 36 kg of zinc carbonate was obtained.

이는 수산화나트륨을 아연성분량에 해당하는 양을 사용하여야 함을 나타낸다.This indicates that sodium hydroxide should be used in an amount corresponding to the amount of zinc.

실시예 3Example 3

실시예 1에서 회전드럼의 온도를 150℃로 하는 이외는 동일하게 반응시킨 결과, 탄산아연을 37.8 kg을 얻었다.The reaction was carried out in the same manner as in Example 1 except that the temperature of the rotating drum was set at 150 ° C, resulting in 37.8 kg of zinc carbonate.

이는 철-아연 페라이트로 된 전기로 다스트의 성분의 수산화나트륨의 결합온도를 적어도 300℃이상이어야 함을 나타낸다.This indicates that the bonding temperature of sodium hydroxide in the components of the furnace with iron-zinc ferrite should be at least 300 ° C.

실시예 4Example 4

실시예 1에서 사용된 탄산가스 주입량을 10%, 20% 감량한 이외는 동일하게 수행하였다. 그 결과, 탄산가스 감량만큼 탄산아연의 회수율이 감량되었다.The carbon dioxide gas injection used in Example 1 was carried out in the same manner except that 10% and 20% of the carbon dioxide was injected. As a result, the recovery rate of zinc carbonate was reduced by the amount of carbon dioxide reduction.

이는 아연산나트륨이 부족한 탄산가스로 인해 탄산아연으로 전환되지 못하고, 유실되는 것을 의미한다.This means that the carbon dioxide gas lacking sodium zincate is not converted to zinc carbonate and is lost.

본 발명은 다량으로 발생하는 산업 폐기물인 전기로 다스트를 물로 수용성 성분을 제거한 후, 잔존하는 철성분과 아연성분을 진한 수산화나트륨으로 반응시키고, 얻어지는 아연산나트륨 등을 탄산가스로 반응시킨 후, 암모니아수로 착염을 형성한 후, 이로부터 고순도의 탄산아연과 탄산나트륨을 분리하는 것으로 설치비가 저렴하여 중소기업에서도 큰 부담없이 전기로 다스트로부터 탄산아연을 매우 경제적으로 회수할 수 있다. 또한 이렇게 얻어진 고순도의 탄산아연은 추가의 공지의 방법에 의해 산화아연, 염화아연 등으로 변환하여 각종 제품의 주요원료로 사용할 수 있다.The present invention is to remove the water-soluble components of the electric furnace Dast, which is a large amount of industrial waste generated by water, and then to react the remaining iron and zinc components with concentrated sodium hydroxide, and to react the resulting sodium zincate with carbon dioxide gas, After forming a complex salt with ammonia water and separating high purity zinc carbonate and sodium carbonate therefrom, the installation cost is low, and even small and medium-sized companies can recover zinc carbonate from the electric furnace daast very economically. In addition, the high purity zinc carbonate thus obtained can be converted into zinc oxide, zinc chloride or the like by a further known method and used as a main raw material for various products.

본 발명의 방법에 의하여 폐자원을 재활용하여 부가가치가 높은 아연화합물을 얻을 수 있을 뿐아니라, 환경을 보존하는 유용한 발명이다.By the method of the present invention, not only a high value-added zinc compound can be obtained by recycling waste resources, but also a useful invention for preserving the environment.

Claims (4)

전기로 다스트로와 고농도의 수산화나트륨과 반응 혼합물을 물에 용해한 후, 탄산가스를 가하여 반응시킨 후, 암모니아수를 반응시켜 아연의 착화합물과 탄산나트륨 용액을 얻고, 이를 가열하여 암모니아를 구축시켜 침전되는 아연을 분리함을 특징으로 하는 고순도의 탄산아연의 회수방법.The reaction mixture was dissolved in water with dextrose and high concentration of sodium hydroxide in water, and then reacted by adding carbonic acid gas, followed by reaction with ammonia water to obtain a complex of zinc and a solution of sodium carbonate. A high purity zinc carbonate recovery method characterized in that the separation. 제 1항에 있어서, 수산화나트륨이 50%이상의 고농도인 것이 특징인 방법.The method of claim 1 wherein the sodium hydroxide is at a high concentration of at least 50%. 제 1항에 있어서, 전기로 다스트로와 고농도의 수산화나트륨과 반응 혼합물을 150∼170℃의 킬룬에서 농축하여 농도가 80%이상인 것을 특징으로 하는 방법.2. The process according to claim 1, wherein the electric mixture of dastro and high concentration of sodium hydroxide and the reaction mixture is concentrated in a kiln of 150 to 170 DEG C, and the concentration is 80% or more. 제 1항 또는 제 4항에 있어서, 농축된 반응혼합물을 400∼500℃에서 가열반응시킴을 특징으로 하는 방법.5. Process according to claim 1 or 4, characterized in that the concentrated reaction mixture is heated at 400 to 500 < 0 > C.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100781838B1 (en) * 2000-11-14 2007-12-03 니뽄파이오닉스가부시끼가이샤 Method of recovering a cleaning agent
KR100846837B1 (en) * 2007-04-05 2008-07-16 서안켐텍 주식회사 Recovery method of high purity basic zinc carbonate

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