KR101353859B1

KR101353859B1 - Apparatus for recoverring power type zinc

Info

Publication number: KR101353859B1
Application number: KR20110144183A
Authority: KR
Inventors: 변태봉; 이재영; 진수종
Original assignee: 주식회사 포스코; (주)화인스틸; 재단법인 포항산업과학연구원
Priority date: 2011-12-28
Filing date: 2011-12-28
Publication date: 2014-01-21
Also published as: KR20130075886A

Abstract

본 발명에 따른 아연분말 회수장치는, 아연이 함유된 소재를 가열하여 상기 소재로부터 아연을 기체상태로 분리하는 증발수단과, 기체상태의 아연을 응축시켜 응축된 아연을 추출하는 응축수단; 및 상기 응축수단에서 분말상태의 아연을 추출하도록, 상기 증발수단과 응축수단을 연통시키되 아연이 기체상태를 유지하면서 이송되도록 구성되는 연결수단;을 포함한다.
이에 따라, 본 발명은 우수한 탈아연 효율 및 아연 회수율을 확보할 수 있을 뿐만 아니라 생산성도 향상시킬 수 있으며, 초미립자의 아연분말 형태로 회수할 수 있어 부가가치를 창출할 수 있다. 즉, 아연을 분말형태로 회수하여 부가가치를 창출하고, 소재의 가열 및 냉각 효율을 향상시키고 소재의 부분간 온도구배를 최소화시켜 생산성을 도모할 수 있다. 특히, 회수된 아연분말이 아연괴 대비 제품가격이 높고 방청도료 원료 및 각종 화학산업의 정제용 원료 등으로 활용할 수 있는 최종 제품이기 때문에, 높은 부가가치를 창출할 수 있다.Zinc powder recovery apparatus according to the present invention, the evaporation means for heating the zinc-containing material to separate the zinc from the material in a gaseous state, and condensation means for extracting the condensed zinc by condensing the gaseous zinc; And connecting means configured to communicate the evaporation means and the condensation means so as to extract the powdered zinc from the condensation means, while the zinc is conveyed while maintaining the gaseous state.
Accordingly, the present invention can not only ensure excellent dezincification efficiency and zinc recovery rate, but also improve productivity, and can be recovered in the form of ultrafine zinc powder to create added value. In other words, zinc can be recovered in powder form to create added value, to improve the heating and cooling efficiency of the material, and to minimize the temperature gradient between the parts of the material, thereby increasing productivity. In particular, since the recovered zinc powder has a higher product price than zinc ingots and is a final product that can be used as a raw material for rust-preventive coatings and refining materials in various chemical industries, high added value can be created.

Description

아연분말 회수장치{Apparatus for recoverring power type zinc}Zinc powder recovery device {Apparatus for recoverring power type zinc}

본 발명은 아연분말 회수장치로서, 탈아연 및 아연분말 회수를 위한 아연분말 회수장치에 관한 것이다.The present invention relates to a zinc powder recovery apparatus, and to a zinc powder recovery apparatus for dezinc and zinc powder recovery.

일반적으로 아연을 제련하는 방법으로서는 크게 건식법과 습식법으로 대별되며, 건식법은 로의 형태 및 가열원의 종류에 따라 수평증류법, 수직증류법, 전열증류법, 전열로법등으로 분류되나 현재는 여러가지면에서 장점을 가지고 있는 수직형의 수직증류법 또는 전열증류법이 상용화되어 가동되고 있으며, 이들 방법에 사용되고 있는 함 아연 원료는 주로 철강 산업에서 배출되는 아연 함유 더스트가 주종을 이루고 있다.
Generally, the method of smelting zinc is roughly classified into dry method and wet method. The dry method is classified into horizontal distillation method, vertical distillation method, electrothermal distillation method, and electrothermal furnace method according to the type of furnace and type of heating source. The vertical vertical distillation method or electrothermal distillation method is commercialized and operated, and the zinc-containing raw materials used in these methods are mainly composed of zinc-containing dust emitted from the steel industry.

최근 자동차 산업에서 방청이 강화되어 차체를 구성하는 강판 대부분에 아연도금 강판을 사용하게 됨으로써 아연도금 강판 스크랩의 발생량이 급격히 증가하게 되어 이의 효율적인 리싸이클링에 관심이 모아지고 있다.Recently, the galvanized steel sheet is used in most of the steel sheets constituting the vehicle body due to the strengthening of the rust prevention in the automobile industry, and the amount of scrap of galvanized steel sheet is rapidly increased, thereby attracting attention for its efficient recycling.

아연도금 강판은 도금층 하부의 강판이 순철에 가까운 고순도 강판이기 때문에 주철용 강판으로서 유효하게 재사용될 수 있지만 재사용시 용해공정, 특히 저주파 용해로에서 아연재가 다량으로 발생되는 문제, 용해로 벽에 아연이 침투하여 코일에 석출되어 코일을 단락시키는 문제, 로벽의 수명을 현저히 저하시키는 문제 등을 유발하고 있다.Galvanized steel sheet can be effectively reused as a cast iron steel sheet because the steel plate under the plated layer is high purity steel close to pure iron, but when reusing, the problem of large amount of zinc material in the low frequency melting furnace, zinc penetrating into the furnace wall As a result, it causes precipitation of the coils and short-circuits the coils, which significantly reduces the life of the furnace walls.

이러한 문제를 해결하지 않으면 아연도금 강판은 저급강 스크랩으로서 전로 제강용 철 스크랩으로만 사용될 수밖에 없어 철자원 재활용 측면에서도 큰 손실을 초래하게 된다.
If this problem is not solved, the galvanized steel sheet is a low grade steel scrap and can only be used as an iron scrap for converter steelmaking, causing a great loss in terms of iron resource recycling.

이러한 문제점을 해결하기 위해 제시된 방법이 아연도금 강판 용해 공정 이전에 아연을 제거, 회수하는 방법들이 제안되었으며, 황산 등의 산으로 용해, 제거하는 추출법(특개평5-9607), 알카리 용액중에서 전해 제거하는 전해법(US 005106467), 강판을 가열, 아연을 증발시켜 제거하는 증발법(특개평5-70855, 5-148552, 5-125458, 특개2006-37146,EU pat. 0566451)등이 제시되어 있다.In order to solve this problem, methods for removing and recovering zinc before the galvanized steel sheet dissolution process have been proposed, extraction methods for dissolving and removing with an acid such as sulfuric acid (JP-A 5-9607), and electrolytic removal in alkaline solutions. The electrolytic method (US 005106467), the evaporation method of heating the steel sheet and evaporating zinc (e.g. JP-A 5-70855, 5-148552, 5-125458, JP-A-2006-37146, EU pat. 0566451), and the like have been proposed. .

추출법 및 전해법은 산 및 알카리를 사용하는 습식법으로서, 폐수가 발생되어 페수처리 설비의 추가 운영 및 2차적인 환경 공해 문제를 유발할 수 있다는 문제점을 가지고 있다.Extraction and electrolysis is a wet method using acid and alkali, and has a problem in that wastewater is generated to cause further operation of wastewater treatment facilities and secondary environmental pollution.

한편, 증발법은 물을 사용하지 않는다는 점 그리고 가열, 증발에 의해 아연을 회수하고 남은 생철은 보열되어 있기 때문에 저주파 용해로 등에 주철용 원료로 직투입 활용시 에너지 절감을 이룰 수 있다는 이점도 가지고 있다.On the other hand, since the evaporation method does not use water, and the remaining iron is recovered after heating and evaporation, the remaining iron is retained, and thus the energy saving can be achieved when the direct input is used as a raw material for cast iron in a low frequency melting furnace.

상기에서 제안된 증류법들의 공통적인 프로세스는 비산화성 분위기(진공 포함)하에서 가열원에 의해 강판을 가열하여 아연을 증발시키고, 증발된 아연을 반응기 상부 또는 측면으로 유도시켜 증발실 계외에서 용융 아연, 금속 아연괴 및 금속 아연 결정 등의 여러가지 형태로 회수하여 각종 원부자재로 재활용하고 있다.
The common process of the distillation methods proposed above is to evaporate zinc by heating the steel sheet by a heating source under a non-oxidizing atmosphere (including vacuum), and to direct the evaporated zinc to the top or side of the reactor to melt molten zinc, metal It is recovered in various forms such as zinc ingots and metal zinc crystals and recycled into various raw and subsidiary materials.

그러나, 기존의 진공법에 의한 피가열체 가열시 열전달 방식은 발열체에서 발생되는 복사열에 의해서만 열이 전달되므로 가열효율이 낮고 시료 위치에 따라 온도구배가 발생하는 문제점이 지적되고 있으며, 탈아연 종료후 생철 시료 냉각시부터 취출시까지 장시간의 냉각시간이 소요되므로 생산성의 문제로 언급되고 있다. 또한 증발된 아연을 계외에서 용융 아연, 금속아연괴, 또는 금속아연 결정 등으로 회수하여 원재료만으로 재활용함으로 부가가치를 보다 향상시킬 수 없었다. However, since heat is transferred only by radiant heat generated from a heating element, the heat transfer method when heating a heated object by the conventional vacuum method has a problem of low heating efficiency and a temperature gradient depending on the sample position. It is mentioned as a problem of productivity because a long cooling time is required from the cooling of the tin sample to the extraction. In addition, the added value could not be further improved by recovering the evaporated zinc out of the system as molten zinc, metal zinc, or metal zinc crystals and recycling only with raw materials.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 소재로부터 아연을 분리하여 분말상태로 아연을 회수하는 아연분말 회수장치를 제공하는 데에 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to provide a zinc powder recovery apparatus for recovering zinc in a powder state by separating zinc from the material.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 아연분말 회수장치는, 아연이 함유된 소재를 가열하여 상기 소재로부터 아연을 기체상태로 분리하는 증발수단과, 기체상태의 아연을 응축시켜 응축된 아연을 추출하는 응축수단; 및 상기 응축수단에서 분말상태의 아연을 추출하도록, 상기 증발수단과 응축수단을 연통시키되 아연이 기체상태를 유지하면서 이송되도록 구성되는 연결수단;을 포함한다.Zinc powder recovery apparatus according to a preferred embodiment of the present invention to achieve the above object, the evaporation means for separating the zinc in the gas state by heating the material containing zinc, and condensed zinc in the gas state Condensing means for extracting the condensed zinc; And connecting means configured to communicate the evaporation means and the condensation means so as to extract the powdered zinc from the condensation means, while the zinc is conveyed while maintaining the gaseous state.

이때, 상기 연결수단은, 상기 증발수단과 응축수단을 연통시키는 아연회수관; 및 상기 아연회수관을 아연 기화점 이상으로 유지하도록 상기 아연회수관을 감싸서 가열하는 히팅부재;를 구비하는 것이 바람직하다.
At this time, the connecting means, the zinc recovery pipe for communicating the evaporation means and the condensation means; And a heating member that wraps and heats the zinc recovery tube to maintain the zinc recovery tube at a zinc vaporization point or higher.

또한, 상기 증발수단은, 내부가 진공 분위기로서 상기 소재가 수용되는 증발실; 상기 증발실에 설치되어 상기 소재를 가열하는 가열부재; 및 대류 열전달에 의해 가열능을 높이도록 상기 증발실 내 상부에 장착된 순환팬;을 구비하는 것이 바람직하다.In addition, the evaporation means, the evaporation chamber in which the material is accommodated as a vacuum atmosphere inside; A heating member installed in the evaporation chamber to heat the material; And a circulation fan mounted on the upper portion of the evaporation chamber to increase heating capability by convective heat transfer.

아울러, 상기 증발수단은, 상기 증발실을 감싸며 냉각라인이 내장된 냉각실; 및 상기 냉각실에 연결되어 비산화성 가스를 투입하는 가스공급라인;을 더 구비하고, 상기 증발실의 상부에 개폐도어가 형성되어, 탈아연된 소재의 냉각시 상기 개폐도어의 개방하여 진공 분위기의 상기 증발실에 상기 비산화성 가스가 유입되어 대류 열전달에 의해 냉각능을 높이는 것이 바람직하다.
In addition, the evaporation means, the cooling chamber surrounding the evaporation chamber and the cooling line is built; And a gas supply line connected to the cooling chamber to inject a non-oxidizing gas, wherein an opening / closing door is formed in an upper portion of the evaporation chamber to open the opening / closing door in a vacuum atmosphere when cooling the de-zinc material. It is preferable that the non-oxidizing gas is introduced into the evaporation chamber to increase the cooling capacity by convective heat transfer.

나아가, 본 발명은 상기 응축수단과 연통되며, 상기 응축수단으로부터 이송된 미세입자의 아연을 필터링하는 백필터를 내장하여 미세입자의 아연을 추출하는 포집수단;을 더 포함하는 것이 바람직하다.Further, the present invention preferably further comprises a collecting means for communicating with the condensation means, a bag filter for extracting the zinc of the fine particles by a built-in bag filter for filtering the zinc of the fine particles transferred from the condensation means.

그리고, 본 발명은 일단이 상기 응축수단과 포집수단의 하부와 각각 연결되고, 타단이 저장소와 연결된 아연추출라인이 구성되는 것이 바람직하다.And, in the present invention, one end is connected to the lower portion of the condensation means and the collecting means, respectively, the other end is preferably configured to the zinc extraction line is connected to the reservoir.

이에 더하여, 본 발명은 상기 증발수단으로부터 상기 응축수단, 포집수단을 거쳐 외부로 이송시키는 기체 이송력을 제공하도록, 상기 포집수단과 연결된 배출라인 상에 감압펌프가 설치된 것이 바람직하다.In addition, in the present invention, it is preferable that a pressure reducing pump is installed on the discharge line connected to the collecting means so as to provide a gas transfer force from the evaporation means to the outside through the condensation means and the collecting means.

본 발명에 따른 아연분말 회수장치는, 우수한 탈아연 효율 및 아연 회수율을 확보할 수 있을 뿐만 아니라 생산성도 향상시킬 수 있으며, 초미립자의 아연분말 형태로 회수할 수 있어 부가가치를 창출할 수 있는 효과를 가진다.Zinc powder recovery apparatus according to the present invention can not only ensure excellent dezinc zinc efficiency and zinc recovery rate, but also improve productivity, and can be recovered in the form of ultrafine zinc powder, which has the effect of creating added value. .

즉, 아연을 분말형태로 회수하여 부가가치를 창출하고, 소재의 가열 및 냉각 효율을 향상시키고 소재의 부분간 온도구배를 최소화시켜 생산성을 도모할 수 있다.In other words, zinc can be recovered in powder form to create added value, to improve the heating and cooling efficiency of the material, and to minimize the temperature gradient between the parts of the material, thereby increasing productivity.

특히, 회수된 아연분말이 아연괴 대비 제품가격이 높고 방청도료 원료 및 각종 화학산업의 정제용 원료 등으로 활용할 수 있는 최종 제품이기 때문에, 높은 부가가치를 창출할 수 있다는 장점이 있다.In particular, since the recovered zinc powder has a higher product price than the zinc ingot and is a final product that can be used as a raw material for rust-preventive coatings and refining materials in various chemical industries, there is an advantage that high added value can be created.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 아연분말 회수장치를 나타낸 도이다.
도 2는 도 1의 아연분말 회수장치를 통해 회수된 아연분말을 전자현미경으로 관찰한 사진이다.1 is a view showing a zinc powder recovery apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.
2 is a photograph observing the zinc powder recovered through the zinc powder recovery apparatus of FIG. 1 with an electron microscope.

이하, 도면을 참고하여 본 발명을 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 아연분말 회수장치를 나타낸 도이고, 도 2는 도 1의 아연분말 회수장치를 통해 회수된 아연분말을 전자현미경으로 관찰한 사진이다.1 is a view showing a zinc powder recovery apparatus according to a preferred embodiment of the present invention, Figure 2 is a photograph of the zinc powder recovered through the zinc powder recovery apparatus of FIG.

도면을 참조하면, 본 발명은 아연이 함유된 소재(1)를 가열하여 상기 소재(1)로부터 아연을 기체상태로 분리하는 증발수단(10)과, 기체상태의 아연을 응축시켜 응축된 아연을 추출하는 응축수단(20), 그리고 상기 증발수단(10)과 응축수단(20)을 연결하는 연결수단(30)을 포함한다.
Referring to the drawings, the present invention is to heat the zinc-containing material (1) by the evaporation means 10 for separating the zinc from the material (1) in the gaseous state, and condensed zinc by condensing the zinc in the gaseous state Condensation means for extracting 20, and connecting means 30 for connecting the evaporation means 10 and the condensation means (20).

상기 증발수단(10)은 소재(1)가 수용되는 증발실(12), 상기 증발실(12)에 설치된 가열부재(14)와 순환팬(16)을 구비한다.The evaporation means 10 includes an evaporation chamber 12 in which the material 1 is accommodated, a heating member 14 and a circulation fan 16 installed in the evaporation chamber 12.

구체적으로, 상기 증발실(12)은 소재(1)가 수용되도록 일정 이상의 크기를 가지며, 내부에는 증발능을 높이기 위해 진공 분위기가 형성된다. 이러한 진공에 가까운 분위기는 후술되는 감압펌프(P)에 의해 이루어질 수 있다.Specifically, the evaporation chamber 12 has a predetermined size or more to accommodate the material 1, and a vacuum atmosphere is formed therein to increase the evaporation capacity. The atmosphere close to the vacuum may be made by a pressure reducing pump (P) to be described later.

이와 같은 증발실(12)은 일측에 장입도어(12a)가 형성되어 소재(1)가 출입될 수 있도록 한다. 아울러, 소재(1)는 일례로서 하부에 이동바퀴(2a)를 가진 이동대차(2)에 안착되어 증발실(12) 내로 이동되어 인입될 수 있다.Such an evaporation chamber 12 has a charging door (12a) is formed on one side to allow the material (1) to enter and exit. In addition, the material 1 may be seated on the moving trolley 2 having the moving wheel 2a at the lower portion thereof and moved into the evaporation chamber 12 as an example.

이때, 이동대차(2)의 이동바퀴(2a)는 증발실(12)의 바닥면에 장착된 대차레일(12d)을 따라 가이드되어 안정적으로 이동될 수 있으며, 소재(1)의 증발 및 냉각과정에서는 대차레일(12d)에 장착된 걸림부재(미도시)에 의해 선택적으로 견고하게 고정될 수 있다.
At this time, the moving wheel 2a of the moving trolley 2 may be guided along the trolley rail 12d mounted on the bottom surface of the evaporation chamber 12 and stably moved, and the evaporation and cooling process of the material 1 may be performed. In the balance rail 12d can be selectively firmly fixed by a locking member (not shown) mounted to.

또한, 상기 가열부재(14)는 증발실(12)에 설치되어 소재(1)를 가열하는 역할을 수행한다.In addition, the heating member 14 is installed in the evaporation chamber 12 serves to heat the material (1).

이때, 가열부재(14)는 소재(1)를 가열하여 소재(1)에 함유된 아연을 기체상태로 증발시키기 위해, 증발실(12) 내부의 온도를 높이도록 증발실(12) 내벽에 설치되며, 이러한 가열부재(14)는 본 발명에 의해 한정되지 않고 종래의 어떠한 발열체도 활용될 수 있으며, 일례로서 직접가열식 또는 간접가열식이 채택되어 적용될 수 있으며, 바람직하게 수직형태로 배열될 수 있다. 나아가 가열효율을 높이기 위해 증발실(12) 상부측에도 적정하게 배치될 수 있다.
At this time, the heating member 14 is installed on the inner wall of the evaporation chamber 12 to increase the temperature inside the evaporation chamber 12 in order to heat the material 1 to evaporate the zinc contained in the material 1 in a gaseous state. The heating member 14 is not limited by the present invention, any conventional heating element may be utilized, and as an example, a direct heating type or an indirect heating type may be adopted, and may be preferably arranged in a vertical form. Furthermore, it may be appropriately arranged on the upper side of the evaporation chamber 12 to increase the heating efficiency.

아울러, 상기 순환팬(16)은 대류 열전달에 의해 가열능을 높이도록 증발실(12) 내 상부에 장착될 수 있다.In addition, the circulation fan 16 may be mounted on the upper portion of the evaporation chamber 12 to increase the heating capacity by convective heat transfer.

가열부재(14)에 의해 증발실(12) 내부에는 고온의 열이 가득차게 되고, 이때 단순히 이격된 소재(1)에 대해 가열부재(14)가 복사열로서 열전달을 하게 되면 가열효율이 떨어지게 된다.The high temperature heat is filled in the evaporation chamber 12 by the heating member 14, and when the heating member 14 transfers heat as radiant heat to the spaced material 1, the heating efficiency is lowered.

이에 따라, 순환팬(16)이 작동하여 증발실(12) 내부에서 상승되는 고온의 열을 하측으로 이동시키면, 소재(1)에 가해지는 복사열과 함께 대류에 의한 열전달에 의해 가열효율을 높일 수 있다.
Accordingly, when the circulation fan 16 is operated to move the high temperature heat rising inside the evaporation chamber 12 downward, the heating efficiency is increased by heat transfer by convection together with the radiant heat applied to the material 1. have.

그리고, 상기 증발수단(10)은 증발실(12)을 감싸는 냉각실(18)과, 상기 냉각실(18)에 연결된 가스공급라인(19)을 구비한다. 이러한 냉각실(18)은 아연이 함유된 소재(1)의 증발과정에 의해 아연을 추출한 후 아연이 추출된 소재(1), 즉 일례로서 생철을 재활용하기 위해 고온의 온도인 소재(1)를 냉각시킨다.The evaporation means 10 includes a cooling chamber 18 surrounding the evaporation chamber 12 and a gas supply line 19 connected to the cooling chamber 18. The cooling chamber 18 extracts zinc by the evaporation process of the material 1 containing zinc, and then extracts the material zinc 1, that is, the material 1, which is a high temperature to recycle tin iron as an example. Cool.

상기 냉각실(18)은 일측에 장입도어(18a)가 형성되어 소재(1)가 출입될 수 있도록 하며, 냉각을 위한 냉각라인(18b)이 내장되는데 이러한 냉각라인(18b)은 일례로서 냉각수가 순환하는 구조를 이루며, 냉각수는 외부에 배치된 냉각기(미도시)에 의해 냉각되면서 계속해서 냉각라인(18b)을 순환하여 냉각실(18) 내부를 냉각하는 작용을 한다.The cooling chamber 18 has a charging door 18a formed at one side to allow the material 1 to enter and exit, and a cooling line 18b for cooling is built in. The cooling line 18b is a cooling water as an example. The cooling water is cooled by a cooler (not shown) disposed outside to continuously circulate the cooling line 18b to cool the inside of the cooling chamber 18.

또한, 상기 가스공급라인(19)은 냉각실(18)에 연결되어 내부에 비산화성 가스를 투입하는 역할을 수행한다. 상기 비산화성 가스는 소재(1)에 대한 스케일이 발생하지 않으면서도 대류에 의한 냉각 효율을 높이기 위해 사용된다.In addition, the gas supply line 19 is connected to the cooling chamber 18 serves to inject a non-oxidizing gas therein. The non-oxidizing gas is used to increase the cooling efficiency due to convection without generating scale on the material 1.

여기에서, 상기 증발실(12)의 상부에는 개폐도어(12b)가 형성될 수 있다.Here, the opening and closing door 12b may be formed on the evaporation chamber 12.

이에 따라, 탈아연된 소재(1)의 냉각시 상기 개폐도어(12b)를 개방하여 진공 분위기의 증발실(12)에 비산화성 가스를 유입시켜 대류 열전달에 의해 냉각효율을 높일 수 있다. 아울러, 증발실(12)의 내부 상측에 장착된 순환팬(16)을 작동시켜 비산화성 가스의 대류를 더욱 활발하게 함으로써, 증발실(12) 내의 소재(1)를 빠른 속도로 냉각시킬 수 있다.
Accordingly, when the de-zinc material 1 is cooled, the open / close door 12b may be opened to introduce a non-oxidizing gas into the evaporation chamber 12 in a vacuum atmosphere, thereby improving cooling efficiency by convective heat transfer. In addition, by activating the circulation fan 16 mounted above the inside of the evaporation chamber 12 to more actively convection non-oxidizing gas, the material 1 in the evaporation chamber 12 can be cooled at a high speed. .

한편, 상기 응축수단(20)은 기체상태의 아연을 응축시켜 응축된 아연을 추출하는 역할을 수행한다.On the other hand, the condensation means 20 serves to extract the condensed zinc by condensing the zinc in the gaseous state.

이러한 응축수단(20)은 콘덴서로서 본 발명에 의해 한정되지 않고 종래의 어떠한 콘덴서도 활용될 수 있으며, 일례로서 수냉 또는 공냉식이 이용될 수 있으며 공냉식 구성을 취하는 경우 콘덴서 외피 철구조물이 외부 공기와 접촉면적이 가능한 크도록 설계되는 것이 바람직하다.The condensing means 20 is not limited by the present invention as a condenser, and any conventional condenser may be utilized, and as an example, water or air cooling may be used, and when the air cooling configuration is taken, the condenser shell steel structure contacts with external air. It is desirable that the area is designed to be as large as possible.

아울러 콘덴서의 내용적은 증발실(12)의 용적과 동일하거나 최소한 그 이상의 크기를 가지는 것이 바람직하다. 이에 따라, 고체 아연이 기화되어 기체화되면 체적팽창이 일어나게 되고, 팽챙된 아연기체를 충분히 수용하여 냉각시킬 수 있다.In addition, it is preferable that the inner volume of the condenser is equal to or at least larger than the volume of the evaporation chamber 12. Accordingly, when the solid zinc is vaporized and vaporized, volume expansion occurs, and the swollen zinc gas can be sufficiently accommodated and cooled.

이와 같은 응축수단(20)의 하부에는 아연추출라인(70)이 일단이 연결되는데, 콘덴서 내에서 응축된 아연이 낙하하여 상기 아연추출라인(70)을 통해 추출되어 아연추출라인(70)의 타단과 연결된 저장소(80)로 이동되어 저장됨으로써 아연이 회수될 수 있다.
One end of the zinc extraction line 70 is connected to the lower portion of the condensation means 20. The zinc condensed in the condenser falls and is extracted through the zinc extraction line 70, so that the zinc extraction line 70 is separated. Zinc may be recovered by being moved to and stored in the reservoir 80 connected with the stage.

그리고, 상기 연결수단(30)은 본 발명의 가장 특징적인 기술로서, 응축수단(20)에서 분말상태의 아연을 추출하도록 증발수단(10)과 응축수단(20)을 연통시키되, 아연이 기체상태를 유지하면서 이송되도록 구성된다.In addition, the connection means 30 is the most characteristic technology of the present invention, while the evaporation means 10 and the condensation means 20 to communicate the zinc in the powder form from the condensation means 20, zinc is in a gaseous state It is configured to be transported while maintaining.

이때, 연결수단(30)은 상기 증발수단(10)과 응축수단(20)을 연통시키는 아연회수관(32)과, 상기 아연회수관(32)을 아연 기화점 이상으로 유지하도록 아연회수관(32)을 감싸서 가열하는 히팅부재(34)를 구비한다.At this time, the connection means 30 is a zinc recovery pipe 32 for communicating the evaporation means 10 and the condensation means 20, and the zinc recovery pipe (32) to maintain the zinc recovery pipe 32 above the zinc vaporization point ( 32 is provided with a heating member 34 for heating.

증발실(12)에서 고온가열에 의해 증발, 팽창되어 상대적으로 분압이 증가한 기체 상태의 아연은 역학적인 평형상태에 도달하기 위해 저온부, 즉 상대적으로 분압이 적은 콘덴서측으로 이동하게 되며, 이때 증발실(12)과 콘덴서의 연결통로인 아연회수관(32)의 온도가 아연 기화점 보다 낮게 되면 아연 용융물 또는 아연괴 형태로 도관내벽에 부착, 성장하게 되어 결국에는 도관통로를 막아버리는 현상을 초래하게 된다.In the evaporation chamber 12, the zinc in the gaseous state, which is evaporated and expanded by high temperature heating and has a relatively increased partial pressure, moves to a low temperature part, that is, a condenser side having a relatively low partial pressure, in order to reach a dynamic equilibrium state. 12) when the temperature of the zinc recovery pipe 32, which is a connection path between the condenser and the zinc vaporization point, is lower than the zinc vaporization point, it is attached to the inner wall of the conduit in the form of zinc melt or zinc ingot, and eventually causes the phenomenon of blocking the conduit path.

따라서 아연회수관(32)의 외부를 감싸도록 히팅부재(34)를 설치하여, 아연회수관(32) 내부를 아연 기화점 이상으로 가열, 유지시킴으로써, 증발실(12)에서 증발된 기체상태의 아연 기체상태를 계속해서 유지하면서 응축수단(20)으로 이송됨에 따라 아연을 분말상태로 회수할 수 있다.
Therefore, the heating member 34 is installed to surround the outside of the zinc recovery tube 32, and the inside of the zinc recovery tube 32 is heated and maintained at a zinc vaporization point or more, thereby providing a gaseous state evaporated in the evaporation chamber 12. As the zinc gas is transferred to the condensation means 20 while maintaining the zinc gas state, the zinc may be recovered in a powder state.

이때, 상기 아연회수관(32)에는 밸브(V)가 장착되어, 소재(1)의 증발과정 후 냉각과정에서는 응축수단(20)으로의 통로인 아연회수관(32)을 차단하도록 제어된다.At this time, the zinc recovery pipe 32 is equipped with a valve (V), it is controlled to block the zinc recovery pipe 32 which is a passage to the condensation means 20 in the cooling process after the evaporation process of the material (1).

또한, 상기 히팅부재(34)는 아연회수관(32)을 감싸서 장착할 수 있는 히팅코일이 활용될 수 있으며, 아연회수관(32) 내부를 아연 기화점 이상으로 유지시킬 수 있는 히팅부재(34)라면 본 발명에 의해 한정되지 않고 종래의 어떠한 히팅부재(34)도 활용될 수 있음은 물론이다.
In addition, the heating member 34 may be utilized a heating coil that can be wrapped around the zinc recovery tube 32, heating member 34 that can maintain the zinc recovery tube 32 inside the zinc vaporization point or more. Of course, any heating member 34 of the related art is not limited by the present invention.

한편, 본 발명은 응축수단(20)으로부터 이송된 미세입자의 아연을 추출하는 포집수단(40)을 더 포함할 수 있다.On the other hand, the present invention may further include a collecting means 40 for extracting the zinc of the fine particles transferred from the condensation means 20.

즉, 상기 포집수단(40)은 응축수단(20)과 연결라인(50)을 통해 연통된 구조를 취하여, 응축수단(20) 내에서 하부로 낙하되어 추출되지 않고 응축수단(20)으로부터 이송 유입된 미세입자의 아연을 내부에 설치된 백필터(42)에 의해 필터링하여 추출하는 역할을 수행한다.That is, the collecting means 40 takes a structure in communication with the condensing means 20 and the connection line 50, and falls into the lower portion in the condensing means 20 without being extracted and conveyed from the condensing means 20. It serves to filter and extract the zinc of the fine particles by the bag filter 42 installed therein.

이와 같은 포집수단(40)의 하부에는 아연추출라인(70)의 일단이 연결되는데, 콘덴서 내에서 응축된 아연이 낙하하여 상기 아연추출라인(70)을 통해 추출되어 아연추출라인(70)의 타단과 연결된 저장소(80)로 이동되어 저장됨으로써 아연이 회수될 수 있다.One end of the zinc extraction line 70 is connected to the lower portion of the collecting means 40, and zinc condensed in the condenser drops and is extracted through the zinc extraction line 70, so that the zinc extraction line 70 is separated. Zinc may be recovered by being moved to and stored in the reservoir 80 connected with the stage.

이때, 백필터(42)를 통해 미세입자의 아연이 제거된 기체는 포집수단(40)의 상부에 연결된 배출라인(60)을 통해 외부로 배출된다.At this time, the gas from which the zinc of the fine particles is removed through the bag filter 42 is discharged to the outside through the discharge line 60 connected to the upper portion of the collecting means 40.

여기에서, 상기 배출라인(60)에는 증발수단(10)으로부터 응축수단(20), 포집수단(40)을 거쳐 외부로 이송시키는 기체 이송력을 제공하도록 감압펌프(P)가 설치된다.
Here, the discharge line 60 is provided with a pressure reducing pump (P) to provide a gas transfer force to the outside through the condensation means 20, the collecting means 40 from the evaporation means (10).

그리고, 본 발명에서 증발실(12)에 설치된 개폐도어(12b)와 순환팬(16)은 그 구동을 위한 장착된 서보모터(12c)가 제어부(C)와 전기적으로 연계되어 증발 또는 냉각과정에서 상술된 가열 및 냉각효율에 따라 설정된 적정시간 동안 자동적으로 운전될 수 있다.In the present invention, the opening and closing door 12b and the circulating fan 16 installed in the evaporation chamber 12 have the mounted servomotor 12c for driving the same in the evaporation or cooling process. It can be operated automatically for a proper time set according to the above-described heating and cooling efficiency.

아울러, 냉각실(18)에 연결된 가스공급라인(19), 증발실(12)과 응집수단을 연결하는 아연회수관(32), 그리고 응집수단과 포집수단(40)의 하부에 연결된 아연추출라인(70)에 장착된 밸브(V)들은, 제어부(C)와 전기적으로 연계되어 설정된 조건에 따라 작동되어 자동적으로 개방되거나 폐쇄될 수 있다.
In addition, the gas supply line 19 connected to the cooling chamber 18, the zinc recovery pipe 32 connecting the evaporation chamber 12 and the aggregation means, and the zinc extraction line connected to the lower portion of the aggregation means and the collecting means 40 The valves V mounted on the 70 may be operated in accordance with a condition set in electrical connection with the control unit C to automatically open or close.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 아연분말 회수장치를 이용하여 테스트를 하였는데, 0.8T 아연도금 강판 1146㎏을 이동대차(2) 위에 적재한 후 증발실(12) 내부에 이송시켜 정위치시킨 후, 장입도어(12a)(18a)를 닫고 밀폐시킨 후 냉각수를 순환시켰다.After the test using the zinc powder recovery apparatus of the present invention configured as described above, after loading 1146kg of 0.8T galvanized steel sheet on the mobile trolley (2) and transported into the evaporation chamber (12), The charging doors 12a and 18a were closed and sealed, and the cooling water was circulated.

이때 냉각수를 냉각기를 통해 22~23℃ 온도로 공급하였다. 다음으로 감압펌프(P)를 가동시켜 본 발명의 아연분말 회수장치 내부를 대기압에서 0.3torr정도까지 감압시켰다.At this time, the cooling water was supplied to the 22 ~ 23 ℃ temperature through the cooler. Next, the decompression pump P was operated to depressurize the inside of the zinc powder recovery apparatus of the present invention to about 0.3 torr at atmospheric pressure.

이어서, 증발실(12) 내부를 가열부재(14)에 의해 가열시키고 960℃에서 2시간 유지시킴으로써 소재(1)를 증발시켜 기체상태의 아연이 생성되었으며, 이러한 기체상태의 아연을 연결수단(30)을 통해 기체상태를 유지시킴으로써 응집수단으로 이송된 기체상태의 아연은 응집수단에서 응축되어 분말상태의 아연으로 추출되었다.Subsequently, the inside of the evaporation chamber 12 was heated by the heating member 14 and maintained at 960 ° C. for 2 hours to evaporate the raw material 1 to produce gaseous zinc. The gaseous zinc transferred to the agglomeration means by maintaining the gas state through) was condensed in the agglomeration means and extracted as powdered zinc.

또한, 응집수단에서 낙하되지 않고 포집수단(40)으로 이송된 미세아연은 포집수단(40)의 백필터(42)에 의해 필터링되어 포집되었다.In addition, the fine zinc transferred to the collecting means 40 without falling from the flocculating means was collected by being filtered by the bag filter 42 of the collecting means 40.

그리고, 응축수단(20)과 포집수단(40)에 의해 회수된 아연분말에 대한 금속아연 회수율을 측정한 결과 95%를 나타내었다.
In addition, as a result of measuring the metal zinc recovery rate of the zinc powder recovered by the condensing means 20 and the collecting means 40, 95% was obtained.

한편, 증발과정 후에, 연결수단(30)의 밸브(V)를 폐쇄한 후 가스공급라인(19)을 통해 비산화성 가스인 질소가스를 투입, 충진시킨 후 증발실(12) 상부의 개폐도어(12b)를 개방하고 순환팬(16)을 가동시키면서 증발실(12) 분위기 온도를 80℃까지 냉각시켰다.On the other hand, after the evaporation process, after closing the valve (V) of the connecting means 30 through the gas supply line 19, the nitrogen gas, which is a non-oxidizing gas is filled and filled, the opening and closing door of the upper evaporation chamber (12) ( 12b) was cooled and the evaporation chamber 12 atmosphere temperature was cooled to 80 degreeC, operating the circulation fan 16. FIG.

그런 다음, 증발실(12)과 냉각실(18)의 장입도어(12a)(18a)를 열고 이동대차(2)를 외부로 꺼낸 후 탈아연된 생철을 회수하였다. 회수된 생철의 탈아연율을 도금 부착량 시험방법(중량법)에 의해 분석한 결과 99.5%를 나타내었다. 이때, 생철의 탈아연율이 상기 금속아연 회수율과 4.5%정도 차이가 나는 것은 탈아연과정에서 기체상태의 아연이 설비의 내벽 등에 소량으로 묻기 때문이다.
Thereafter, the charging doors 12a and 18a of the evaporation chamber 12 and the cooling chamber 18 were opened, and the moving cart 2 was taken out to recover de-zinc iron. The dezinc rate of recovered iron was analyzed by the coating weight test method (weight method), and the result showed 99.5%. At this time, the de-zinc rate of the iron is 4.5% difference from the metal zinc recovery rate because the zinc in the gaseous state in a small amount buried in the inner wall of the facility during the de-zinc process.

회수된 아연분말의 특성을 조사하기 위해 전자현미경으로 관찰한 결과, 도 2에 도시된 바와 같이, 생성된 아연분말 입자 형태는 구형이며 입자크기는 0.05~0.15um정도 크기의 입도분포를 가지고 있음을 확인하였다.
As a result of observing with the electron microscope to investigate the characteristics of the recovered zinc powder, as shown in Figure 2, the resulting zinc powder particles are spherical and the particle size has a particle size distribution of 0.05 ~ 0.15um size Confirmed.

이와 같이, 본 발명의 아연분말 회수장치는 감압 펌프 가동 후 20분 정도 경과시 0.3torr정도까지 감압되었으며, 승온 시작하여 960℃까지 4시간 소요되고 그 후 2시간 유지되었고, 그리고 증발실(12) 내부온도 80℃까지 냉각시키는데 12시간 정도가 소요되었다. 이러한 과정의 1사이클에 총 18시간 정도 소요되는 것으로 파악되었다.As described above, the zinc powder recovery apparatus of the present invention was decompressed to about 0.3torr after 20 minutes of operation of the pressure reducing pump, and the temperature was started to 4 hours until 960 ° C and then maintained for 2 hours, and then the evaporation chamber 12 It took about 12 hours to cool down to an internal temperature of 80 ° C. One cycle of this process takes about 18 hours.

이것은 본 발명자들이 검토, 비교해 보았던 다른 방법에 대비해 약 1/3정도로서 생산성을 매우 높일 수 있는 방법임을 확인할 수 있었다.
This is about 1/3 of the method compared to the other methods that the inventors have examined and compared, it was confirmed that the method can be very high productivity.

상기와 같이 구성되는 본 발명은, 우수한 탈아연 효율 및 아연 회수율을 확보할 수 있을 뿐만 아니라 생산성도 향상시킬 수 있으며, 초미립자의 아연분말 형태로 회수할 수 있어 부가가치를 창출할 수 있다.The present invention configured as described above can not only ensure excellent de-zinc efficiency and zinc recovery rate, but also improve productivity, and can be recovered in the form of ultrafine zinc powder to create added value.

즉, 아연을 분말형태로 회수하여 부가가치를 창출하고, 소재(1)의 가열 및 냉각 효율을 향상시키고 소재(1)의 부분간 온도구배를 최소화시켜 생산성을 도모할 수 있다.That is, zinc can be recovered in powder form to create added value, improve the heating and cooling efficiency of the raw material 1, and minimize the temperature gradient between the parts of the raw material 1 to increase productivity.

특히, 회수된 아연분말이 아연괴 대비 제품가격이 높고 방청도료 원료 및 각종 화학산업의 정제용 원료 등으로 활용할 수 있는 최종 제품이기 때문에, 높은 부가가치를 창출할 수 있다.
In particular, since the recovered zinc powder has a higher product price than zinc ingots and is a final product that can be used as a raw material for rust-preventive coatings and refining materials in various chemical industries, high added value can be created.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 가능함은 물론이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. It is to be understood that various changes and modifications may be made without departing from the scope of the appended claims.

1 : 소재 2 : 이동대차
2a : 이동바퀴 10 : 증발수단
12 : 증발실 12a, 18a : 장입도어
12b : 개폐도어 12c, 16a : 서보모터
12d : 대차레일 14 : 가열부재
16 : 순환팬 18 : 냉각실
18b : 냉각라인 19 : 가스공급라인
20 : 응축수단 30 : 연결수단
32 : 아연회수관 34 : 히팅부재
40 : 포집수단 42 : 백필터
50 : 연결라인 60 : 배출라인
70 : 아연추출라인 80 : 저장소
P : 감압펌프 V : 밸브
C : 제어부1: Material 2: Mobile cart
2a: wheel 10: evaporation means
12: evaporation chamber 12a, 18a: charging door
12b: open / close door 12c, 16a: servo motor
12d: bogie rail 14: heating member
16: circulation fan 18: cooling chamber
18b: cooling line 19: gas supply line
20: condensation means 30: connection means
32: zinc recovery pipe 34: heating member
40: collecting means 42: bag filter
50: connection line 60: discharge line
70: zinc extraction line 80: reservoir
P: Pressure Reducing Pump V: Valve
C:

Claims

아연이 함유된 소재를 가열하여 상기 소재로부터 아연을 기체상태로 분리하는 증발수단과, 기체상태의 아연을 응축시켜 응축된 아연을 추출하는 응축수단; 및 상기 응축수단에서 분말상태의 아연을 추출하도록, 상기 증발수단과 응축수단을 연통시키되 아연이 기체상태를 유지하면서 이송되도록 구성되는 연결수단;을 포함하며,
상기 증발수단은, 내부가 진공 분위기로서 상기 소재가 수용되는 증발실; 상기 증발실에 설치되어 상기 소재를 가열하는 가열부재; 및 대류 열전달에 의해 가열능을 높이도록 상기 증발실 내 상부에 장착된 순환팬;
을 구비하는 것을 특징으로 하는 아연분말 회수장치.
Evaporation means for heating zinc-containing material to separate zinc from the material in a gaseous state, and condensation means for condensing the zinc in gaseous state to extract the condensed zinc; And connecting means configured to communicate the evaporation means and the condensation means to extract zinc in the powder state from the condensation means, while the zinc is conveyed while maintaining a gaseous state.
The evaporation means may include: an evaporation chamber in which the material is accommodated as a vacuum atmosphere; A heating member installed in the evaporation chamber to heat the material; And a circulation fan mounted above the evaporation chamber so as to increase heating capability by convective heat transfer.
Zinc powder recovery apparatus comprising: a.

아연이 함유된 소재를 가열하여 상기 소재로부터 아연을 기체상태로 분리하는 증발수단과, 기체상태의 아연을 응축시켜 응축된 아연을 추출하는 응축수단; 및 상기 응축수단에서 분말상태의 아연을 추출하도록, 상기 증발수단과 응축수단을 연통시키되 아연이 기체상태를 유지하면서 이송되도록 구성되는 연결수단;을 포함하며,
상기 응축수단과 연통되며, 상기 응축수단으로부터 이송된 미세입자의 아연을 필터링하는 백필터를 내장하여 미세입자의 아연을 추출하는 포집수단;
을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 아연분말 회수장치.
Evaporation means for heating zinc-containing material to separate zinc from the material in a gaseous state, and condensation means for condensing the zinc in gaseous state to extract the condensed zinc; And connecting means configured to communicate the evaporation means and the condensation means to extract zinc in the powder state from the condensation means, while the zinc is conveyed while maintaining a gaseous state.
A collecting means communicating with the condensing means and including a bag filter for filtering zinc of the fine particles transferred from the condensing means and extracting zinc of the fine particles;
Zinc powder recovery apparatus further comprising a.

제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 연결수단은, 상기 증발수단과 응축수단을 연통시키는 아연회수관; 및 상기 아연회수관을 아연 기화점 이상으로 유지하도록 상기 아연회수관을 감싸서 가열하는 히팅부재;
를 구비하는 것을 특징으로 하는 아연분말 회수장치.
3. The method according to claim 1 or 2,
The connecting means, the zinc recovery pipe for communicating the evaporation means and the condensation means; And a heating member wrapping and heating the zinc recovery tube to maintain the zinc recovery tube above the zinc vaporization point.
Zinc powder recovery apparatus comprising: a.

제1항에 있어서,
상기 증발수단은, 상기 증발실을 감싸며 냉각라인이 내장된 냉각실; 및 상기 냉각실에 연결되어 비산화성 가스를 투입하는 가스공급라인;을 더 구비하고, 상기 증발실의 상부에 개폐도어가 형성되어,
탈아연된 소재의 냉각시 상기 개폐도어의 개방하여 진공 분위기의 상기 증발실에 상기 비산화성 가스가 유입되어 대류 열전달에 의해 냉각능을 높이는 것을 특징으로 하는 아연분말 회수장치.
The method of claim 1,
The evaporation means, the cooling chamber surrounding the evaporation chamber and the cooling line is built; And a gas supply line connected to the cooling chamber to inject non-oxidizing gas, and an opening / closing door is formed on the evaporation chamber.
The zinc powder recovery apparatus characterized in that the non-oxidizing gas is introduced into the evaporation chamber in a vacuum atmosphere by cooling the de-zinc material to increase the cooling capacity by convective heat transfer.

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제2항에 있어서,
일단이 상기 응축수단과 포집수단의 하부와 각각 연결되고, 타단이 저장소와 연결된 아연추출라인이 구성되는 것을 특징으로 하는 아연분말 회수장치.
3. The method of claim 2,
Zinc powder recovery device characterized in that one end is connected to the lower portion of the condensation means and the collecting means, respectively, and the other end is connected to the reservoir zinc extraction line.

제2항에 있어서,
상기 증발수단으로부터 상기 응축수단, 포집수단을 거쳐 외부로 이송시키는 기체 이송력을 제공하도록, 상기 포집수단과 연결된 배출라인 상에 감압펌프가 설치된 것을 특징으로 하는 아연분말 회수장치.3. The method of claim 2,
And a pressure reducing pump is installed on the discharge line connected to the collecting means to provide a gas transfer force from the evaporation means to the outside through the condensation means and the collecting means.