KR101325204B1 - 광미로부터 매트와 슬래그를 얻는 방법 - Google Patents

광미로부터 매트와 슬래그를 얻는 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101325204B1
KR101325204B1 KR20110094982A KR20110094982A KR101325204B1 KR 101325204 B1 KR101325204 B1 KR 101325204B1 KR 20110094982 A KR20110094982 A KR 20110094982A KR 20110094982 A KR20110094982 A KR 20110094982A KR 101325204 B1 KR101325204 B1 KR 101325204B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
tailings
slag
mat
source material
red mud
Prior art date
Application number
KR20110094982A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20130031425A (ko
Inventor
양동효
김수경
남철우
손정수
Original Assignee
한국지질자원연구원
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 한국지질자원연구원 filed Critical 한국지질자원연구원
Priority to KR20110094982A priority Critical patent/KR101325204B1/ko
Publication of KR20130031425A publication Critical patent/KR20130031425A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101325204B1 publication Critical patent/KR101325204B1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B7/00—Working up raw materials other than ores, e.g. scrap, to produce non-ferrous metals and compounds thereof; Methods of a general interest or applied to the winning of more than two metals
    • C22B7/04—Working-up slag
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B1/00—Preliminary treatment of ores or scrap
    • C22B1/14—Agglomerating; Briquetting; Binding; Granulating
    • C22B1/24—Binding; Briquetting ; Granulating
    • C22B1/2406—Binding; Briquetting ; Granulating pelletizing
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20—Recycling

Landscapes

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

Abstract

본 발명은 광미로부터 매트와 슬래그를 얻는 방법에 관한 것으로, 광미 100중량부, 알루미나 및 산화철 소스 물질 50 내지 200중량부 및 탄산칼슘 소스 물질 50 내지 200중량부를 혼합하여 혼합물을 얻는 단계와; 상기 혼합물을 용융제련하여 매트와 슬래그를 얻는 단계를 포함한다.

Description

광미로부터 매트와 슬래그를 얻는 방법{METHOD OF OBTAINING MATTE AND SLAG FROM TAILINGS}
본 발명은 광미로부터 매트와 슬래그를 얻는 방법에 관한 것으로, 특히 광미와 다른 성분을 혼합하고 용융 제련을 통해 매트와 슬래그를 얻는 방법에 관한 것이다.
광미는 광석에서 필요한 성분을 골라내는 선광공정에서 발생되는 부산물을 말하며, 회수되는 유용광물에 비해 그 양이 매우 많다.
현재 발생된 광미는 광산 근처의 야적장에 방치하고 있는데, 야적장 부지확보 문제 및 주변환경 오염 문제 등을 야기하고 있다. 광미를 매립하는 방법이 있으나 대량 매립 처분에 따른 비용이 많이 소요되고 환경 오염 문제는 여전히 발생하는 문제가 있다.
최근에 광미를 산업원료로 이용하기 위한 시도가 있었지만 실질적인 활용도는 매우 낮은 실정이다.
이러한 최근의 시도 중, 몰리브덴 선광장에서 발생되는 선광광미에 석회질, 알루미나질 및 철질원료를 혼합한 다음으로 분쇄하는 단계와, 건조 및 하소 단계, 1,300~1,500℃에서 30분 이상 반응시키는 단계 및 응결지연제를 첨가하여 파분쇄하는 단계를 포함하는 포틀랜드 시멘트 제조방법이 개시된 바 있다.
상기 선행기술은 광미, 석회질 및 알루미나질 및 철질원료를 사용하고 있어 본 발명의 대상 중 3성분에 대응한다고 볼 수 있다.
그러나, 선행기술은 포틀랜드 시멘트를 제조하는 것을 목적으로 하여 제조과정이 상이(본 발명의 용융제련 없으며, 매트와 슬래그의 개념 또한 없다)하다.
본 발명의 목적은 광미로부터 매트와 슬래그를 얻는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 광미 100중량부, 알루미나 및 산화철 소스 물질 50 내지 200중량부 및 탄산칼슘 소스 물질 50 내지 200중량부를 혼합하여 혼합물을 얻는 단계와; 상기 혼합물을 용융제련하여 매트와 슬래그를 얻는 단계를 포함하는 것에 의해 달성된다.
상기 알루미나 및 산화철 소스 물질은 레드머드를 포함할 수 있다.
상기 탄산칼슘 소스물질은 폐석회석을 포함할 수 있다.
상기 혼합물을 얻는 단계는, 펠렛타이징 단계 및 건조 단계를 포함할 수 있다.
상기 매트로부터 유가금속을 회수하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 광미로부터 매트와 슬래그를 얻는 방법이 제공된다.
도 1은 본 발명에 따른 방법을 나타낸 순서도이고,
도 2는 실험에 사용한 광미의 XRD결과이고,
도 3은 실험에 사용한 레드머드의 XRD결과이고,
도 4는 실험에 사용한 폐석회석의 XRD결과이고,
도 5는 3성분을 혼합하여 펠렛타이징한 것을 나타낸 그림이고,
도 6 및 도 7은 아크용융실험과정을 나타낸 그림이고,
도 8은 용융 후 매트를 나타낸 그림이고,
도 9는 용융 후 슬래그를 나타낸 그림이고,
도 10은 슬래그의 XRD 결과이다.
본 발명에서는 광미를 알루미나 및 산화철 소스 물질과 탄산칼슘 소스 물질과 함께 재활용한다.
광미로는 다양한 광산의 광미를 사용할 수 있으며, 특히 금광산의 광미를 사용할 수 있다.
알루미나 및 산화철 소스 물질로는 레드머드를 사용할 수 있다. 레드머드는 Bayer process에 의해 보오크싸이트로부터 수산화알루미늄을 제조하는 과정에 발생한다. 레드머드는 알루미나 및 산화철이 주성분이며, 이 외에 실리카, 이산화티타늄 등을 더 포함할 수 있다.
레드머드는 국내에서 연간 30만톤 정도가 발생하며, 그 처리비용은 60억원이 소요되고 있다. 레드머드의 재활용 기술 개발은 함유되어 있는 희유금속 회수, 점토벽돌 제조, 도료의 안료, 필러, 촉매, 산업폐수 흡착제, 무기응집제 등 많은 분야에 연구가 진행되었다. 하지만 산업적으로 처리할 수 있는 방안이 제시되지 못하고 대부분 해양투기나 매립을 통하여 처리하고 있다. 그런데 런던협약에 의한 2015년부터 해양투기 금지됨에 따라 레드머드를 재활용할 수 있는 기술개발이 필요하다.
탄산칼슘 소스로는 폐석회석을 사용할 수 있다. 채굴되는 석회석 중 점판암이나 백운석과 같은 광물이 혼합돼 탄산칼슘의 순도가 떨어질 경우 폐석회석으로 분류된다. 현재 폐석회석은 대부분 폐기된다. 폐석회석의 성분은 대부분이 탄산칼슘이며, 이 외에 실리카와 산화철을 포함한다.
도 1을 참조하여 본 발명에 따른 광미의 재활용방법을 설명한다. 이하의 설명에서는 알루미나 및 산화철 소스 물질로는 레드머드를 사용하고 탄산칼슘 소스 물질로는 폐석회석을 사용하는 것으로 한다.
먼저 3성분을 준비하는데(S100), 혼합비는 광미 100중량부에 대하여 레드머드 50 내지 200중량부 및 폐석회석 50 내지 200중량부를 사용할 수 있다. 이상의 성분비는 각 성분의 수분함량을 제외한 것이다. 광미는 약 10%의 수분을 함유하고 레드머드는 약 35%의 수분을 함유하고 있다.
이후 3성분을 혼합하는데 이 과정에서는 펠렛타이징(S200)과 건조과정(S300)을 거칠 수 있다. 펠렛타이징에서는 광미-레드머드-폐석회석을 섞어서 구형형태로 만들며, 건조는 약 90℃에서 120℃에서 30시간 내지 60시간 동안 수행될 수 있다.
다음으로 용융제련(S400)을 하게 된다. 용융은 대상 물질을 용광로 또는 도가니 안에서 녹이는 것으로, 용융을 쉽게 하기 위해 용제, 환원제 및 공기 등을 공급할 수 있다.
용융제련에 의해 3성분 물질은 매트(S500)와 슬래그(S600)로 분리된다. 용융과정에서 슬래그와 매트는 비중차이로 분리되며 금속성분은 하부에 위치하는 매트에 주로 포함된다.
매트에는 광미나 레드머드에 남아 있는 유가금속이 상대적으로 많이 존재하며, 적절한 방법을 통해 유가금속을 회수할 수 있다. 슬래그는 건축자재 등에 사용할 수 있다.
이상 설명한 본 발명에 따르면 처리에 어려움이 있었던 광미를 재활용하는 방법이 제공된다. 특히 레드머드를 사용할 경우 해양투기 금지에 따른 레드머드의 처리문제도 함께 해결된다. 특히 광미, 레드머드 및 폐석회석은 인근 지역에서 발생할 가능성이 높아 물류비를 크게 감소시킬 수 있다.
<실험예>
실험에 사용한 광미는 금광산인 순신광산에서 발생한 광미를 사용하였다. 광미의 주요 구성성분은 표 1 및 표 2와 같으며, XRD 결과는 도 2와 같다
(단위 : 질량%)
성분 함량
Al2O3 5.97
Fe2O3 1.06
CaO 0.09
MgO 0.14
K2O 1.29
PbO 0.04
TiO2 0.2
SiO2 87.71
(단위 : mg/kg)
성분 함량
Au 1.3
Ag 8
알루미나 및 산화철 소스 물질로는 알루미늄 공장에서 발생한 레드머드를 사용하였다. 레드머드의 주요 구성성분 및 주요물성은 <표 3>과 같다. 레드머드의 XRD결과는 도 3과 같다.
(단위 : 중량 %)
성분 함량
Al2O3 24.81
Fe2O3 30.82
CaO 4.26
SiO2 12.45
TiO2 6.72
Na2O 8.57
Loss on Ignition 9.5
Moisture 34.3
pH 11.2
탄산칼슘 소스로는 폐석회석을 사용하였다. 페석회석의 XRD결과는 도 4와 같다.
이상 사용한 순신광산의 광미, 레드머드 및 폐석회석은 모두 인접한 지역에서 발생하여 물류비용이 크게 절감되는 효과가 있다.
광미, 레드머드 및 폐석회석을 26:38:36의 배합비로 조절하였다. 광미에는 수분이 11.4%가 함유되어 있으며 레드머드에는 수분이 34.3% 함유되어 있으며, 배합비는 수분함량을 제외한 것이다.
도 5와 같이 3성분의 시료를 혼합(펠렛타이징)하였으며 오븐에서 건조시켰다. 이후 용융을 위해 도가니 바닥면에 2.5kg의 철을 넣고 흑연 전극봉과 접촉시켜 아크를 발생시켰다. 도 6 및 도 7은 전극봉 주위부터 용융이 시작되어 도가니 전체로 용융이 되는 모습을 나타낸 것이다.
이후 도 8 및 도 9와 같이 매트와 슬래그로 분리하였다. 매트에는 유가금속이 상대적으로 많이 함유되어 있다. 도 10은 슬래그의 XRD결과이다. 매트로부터는 산침출과 용매추출을 거쳐 유가금속을 회수할 수 있다.
이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.

Claims (5)

  1. 광미 100중량부, 알루미나 및 산화철 소스 물질 50 내지 200중량부 및 탄산칼슘 소스 물질 50 내지 200중량부를 혼합하여 혼합물을 얻는 단계와;
    상기 혼합물을 용융제련하여 매트와 슬래그를 얻는 단계를 포함하며,
    상기 알루미나 및 산화철 소스 물질은 레드머드를 포함하며,
    상기 탄산칼슘 소스물질은 폐석회석을 포함하며,
    상기 매트로부터 유가금속을 회수하는 단계를 더 포함하는 광미로부터 매트와 슬래그를 얻는 방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 혼합물을 얻는 단계는,
    펠렛타이징 단계 및 건조 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광미로부터 매트와 슬래그를 얻는 방법.
  5. 삭제
KR20110094982A 2011-09-21 2011-09-21 광미로부터 매트와 슬래그를 얻는 방법 KR101325204B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20110094982A KR101325204B1 (ko) 2011-09-21 2011-09-21 광미로부터 매트와 슬래그를 얻는 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20110094982A KR101325204B1 (ko) 2011-09-21 2011-09-21 광미로부터 매트와 슬래그를 얻는 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20130031425A KR20130031425A (ko) 2013-03-29
KR101325204B1 true KR101325204B1 (ko) 2013-11-04

Family

ID=48180576

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR20110094982A KR101325204B1 (ko) 2011-09-21 2011-09-21 광미로부터 매트와 슬래그를 얻는 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101325204B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101655830B1 (ko) 2015-12-31 2016-09-21 주식회사 에스제이광물 광산폐기물의 무적치 재처리 장치

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102042845B1 (ko) * 2017-11-27 2019-11-08 한국산업기술대학교산학협력단 Fe 함유 슬래그 중 Fe의 회수 방법 및 이에 사용되는 환원제
CN116120812B (zh) * 2023-03-20 2023-12-12 广西福宝信科技有限公司 一种含有改性赤泥的电绝缘粉末涂料及其制备方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20050008061A (ko) * 2003-07-14 2005-01-21 한국지질자원연구원 심해저 망간단괴로부터 제조된 매트상의 유가금속 침출방법
KR20100101562A (ko) * 2007-11-22 2010-09-17 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 소결광 제조용 원료의 제조방법
KR20100136442A (ko) * 2007-11-01 2010-12-28 어드밴스드 미네랄 리커버리 테크놀로지스 엘티디 적니 가공 방법 및 적니 가공 장치
KR20110053148A (ko) * 2009-11-13 2011-05-19 한국지질자원연구원 몰리브덴 선광광미를 이용한 포틀랜드 시멘트 제조방법 및 이를 통해 제조된 포틀랜드 시멘트

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20050008061A (ko) * 2003-07-14 2005-01-21 한국지질자원연구원 심해저 망간단괴로부터 제조된 매트상의 유가금속 침출방법
KR20100136442A (ko) * 2007-11-01 2010-12-28 어드밴스드 미네랄 리커버리 테크놀로지스 엘티디 적니 가공 방법 및 적니 가공 장치
KR20100101562A (ko) * 2007-11-22 2010-09-17 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 소결광 제조용 원료의 제조방법
KR20110053148A (ko) * 2009-11-13 2011-05-19 한국지질자원연구원 몰리브덴 선광광미를 이용한 포틀랜드 시멘트 제조방법 및 이를 통해 제조된 포틀랜드 시멘트

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101655830B1 (ko) 2015-12-31 2016-09-21 주식회사 에스제이광물 광산폐기물의 무적치 재처리 장치

Also Published As

Publication number Publication date
KR20130031425A (ko) 2013-03-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Gil et al. Management and valorization of aluminum saline slags: Current status and future trends
Sadik et al. Review on the elaboration and characterization of ceramics refractories based on magnesite and dolomite
Liu et al. Review on treatment and utilization of bauxite residues in China
Patel et al. Current status of an industrial waste: red mud an overview
WO2019114198A1 (zh) 一种氰化尾渣焙烧回收有价金属同步制备陶粒的方法
US11964914B2 (en) Industrial solid waste based construction and technical ceramics
KR101325205B1 (ko) 광미의 재활용방법
Balomenos et al. Efficient and complete exploitation of the bauxite residue (red mud) produced in the Bayer process
KR20100085618A (ko) 페로니켈슬래그로부터 메카노케미스트리 방법에 의한 수산화마그네슘과 산화마그네슘 제조
Taha et al. Manufacturing of ceramic products using calamine hydrometallurgical processing wastes
Pei et al. A novel process to fully utilize red mud based on low-calcium sintering
KR101325204B1 (ko) 광미로부터 매트와 슬래그를 얻는 방법
RU2634831C2 (ru) Содержащий титан заполнитель, способ его изготовления, и его применение
KR101247293B1 (ko) 석탄회와 제강슬래그를 활용한 무시멘트 블록제조용 조성물 및 이를 이용한 무시멘트 블록의 제조방법
Su et al. Remediation treatment and resource utilization trends of electrolytic manganese residue
KR101658887B1 (ko) 금광미를 이용한 경량골재 제조 방법
RU2293716C2 (ru) Комплексный оксид прокаленной шпинели и способ его получения
KR101366835B1 (ko) 탈황더스트를 이용한 시멘트 조성물
KR101179189B1 (ko) 로터리 킬른을 이용한 ｃ12ａ7계 광물의 제조방법
JP4963553B2 (ja) 焼成物の製造方法
JP4650286B2 (ja) 水硬性石灰の製造方法
JP2005306707A (ja) 焼結物の製造方法及び焼結物
Anawar et al. Recovery of value-added materials from iron ore waste and steel processing slags with zero-waste approach and life cycle assessment
Kurdowski et al. Red mud and phosphogypsum and their fields of application
Ghaemmaghami et al. Alumina extraction by lime-soda sinter process from low-grade bauxite soil of Semirom mine

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
A302 Request for accelerated examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20161004

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170918

Year of fee payment: 5

LAPS Lapse due to unpaid annual fee