KR102227173B1 - Method of recovering metal from waste material using used molding sand and manufacturing artificial molding sand and artificial molding sand manufactured by the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 폐촉매나 습식공정 슬러지(sludge)에 포함된 유용 금속의 회수에 폐주물사를 사용함과 동시에 사용된 폐주물사를 인공 주물사로 제조할 수 있도록 하는 방법과 이 방법으로 제조된 인공 주물사에 관한 것이다.The present invention relates to a method of using a waste foundry sand to recover useful metals contained in a waste catalyst or wet process sludge, and to a method of making the used waste foundry sand into artificial foundry sand, and to an artificial foundry sand manufactured by this method.
자원의 매장과 생산에 있어서 편중성이 심한 백금족(PGM) 자원은 석유화학, 자동차 및 환경산업 등의 산업분야에서 수요가 증가하고 있다. 특히, 자동차 산업의 경우, 환경규제의 강화에 따라, 2006년 이후부터는 대부분의 자동차에 배기가스 저감용 정화촉매가 장착되고 있고 그 수요도 점차 증가하고 있다.Platinum group (PGM) resources, which are heavily biased in the storage and production of resources, are increasing in demand in industrial fields such as petrochemical, automobile, and environmental industries. In particular, in the case of the automobile industry, with the reinforcement of environmental regulations, most automobiles have been equipped with purification catalysts for exhaust gas reduction since 2006, and their demand is gradually increasing.
2012년 기준으로 국내 자동차 등록대수는 약 2000만대 수준이며, 매년 약 100만대의 자동차가 폐기되고 있어, 자동차에 장착된 정화촉매로부터 백금족을 포함한 귀금속(precious metal)을 회수하여 자원화할 필요성이 높아지고 있다.As of 2012, the number of registered automobiles in Korea is about 20 million, and about 1 million automobiles are disposed of each year.There is a growing need to recover precious metals including platinum groups from the purification catalysts installed in automobiles and convert them into resources. .
그런데, 국내에서는 대부분 폐촉매로부터 귀금속을 습식제련 공정에 의해 회수하고 있는데, 습식제련 공정의 경우 회수해야 하는 촉매의 구성성분에 따라 전처리 조건, 침출공정 등을 다르게 적용해야 하므로 원료 다변화에 따른 공정 관리가 용이하지 않을 뿐 아니라 산성가스 및 다량의 폐수가 발생하여 건식제련 공정에 비해 환경오염 요소도 많고, 귀금속의 회수율의 변동도 심한 문제점이 있다. 또한, 폐촉매의 귀금속을 회수하는 과정에서 발생하는 폐기물은 매립 방법을 사용하여 처리해야 하나 폐기물의 매립에는 상당한 비용이 소요되는 문제점이 있다.However, in Korea, precious metals are mostly recovered from waste catalysts by the hydrosmelting process.In the case of the hydrosmelting process, the pretreatment conditions and the leaching process must be applied differently depending on the composition of the catalyst to be recovered, so process management according to the diversification of raw materials. Not only is it not easy, and acid gas and a large amount of wastewater are generated, and there are many environmental pollution factors compared to the dry smelting process, and there is a problem in that the recovery rate of precious metals is fluctuated. In addition, the waste generated in the process of recovering the precious metal of the waste catalyst must be treated using a landfill method, but there is a problem that a considerable cost is required for the landfill of the waste.
또한, 인쇄회로기판의 가공이나 에칭 공정 또는 전자부품의 도금 공정 등으로부터 국내에서만 연간 약 70,000톤의 구리 함유 슬러지가 발생하고 있는데, 이러한 구리 함유 슬러지는 인체는 물론이고 환경에 매우 유해한 영향을 주는 것으로 알려져 있는데, 저비용으로 효율적으로 회수할 수 있는 공정이 개발되어 있지 않아, 일부 고품위의 슬러지만이 국내에서 재자원화되고 있고, 나머지는 국외 매각되거나, 매립 내지는 무단 투기되어 환경오염을 유발하는 원인이 되고 있다.In addition, about 70,000 tons of copper-containing sludge is generated annually in Korea only from the processing or etching process of printed circuit boards, or the plating process of electronic parts, and this copper-containing sludge has a very harmful effect on the environment as well as the human body. It is known, but a low-cost and efficient recovery process has not been developed, so only some high-quality sludge is being recycled domestically, and the rest is sold overseas, landfilled, or dumped without permission, causing environmental pollution. have.
이와 같은 구리 함유 슬러지의 재자원화에, 습식 추출공정을 활용하는 경우 유가금속을 회수하는 방법을 사용하고 있으나 폐자원의 한정성으로 인해 원료 확보 불리하며, 현재까지 사용되고 있는 건식제련방식(큐롤라 방식 등)의 경우 분진 발생, 환경 오염 및 장시간이 소요되는 공정 등으로 인해 자원 회수 비용 측면에서 불리한 문제점이 있다.In the case of using the wet extraction process to recycle copper-containing sludge, a method of recovering valuable metals is used, but it is disadvantageous to secure raw materials due to the limited waste resources, and the dry smelting method (Curola method) that has been used to date (Curola method) Etc.), there is a disadvantage in terms of resource recovery costs due to dust generation, environmental pollution, and long-term processes.
이에 따라 본 발명자들은 하기 특허문헌과 같이 건식법을 사용하여 구리 함유 슬러지로부터 구리를 효율적으로 회수할 수 있을 뿐 아니라, 환원공정 중에 구리 슬러지 내에 포함된 철(Fe), 아연(Zn), 니켈(Ni) 등의 불순물 성분을 슬래그를 통해 분리함으로써, 건식 환원공정과 취련 정련공정이 동시에 수행되어 구리의 회수율과 순도를 동시에 증대시키도록 하는 방법을 제시한 바가 있으나, 여전히 비용적인 측면에서 개선이 요구된다.Accordingly, the present inventors not only can efficiently recover copper from the copper-containing sludge by using a dry method as in the following patent documents, but also iron (Fe), zinc (Zn), nickel (Ni) contained in the copper sludge during the reduction process. ), etc., by separating impurities through slag, a method of simultaneously increasing the recovery rate and purity of copper by simultaneously performing a dry reduction process and a blow smelting process, but still requires improvement in terms of cost. .
한편, 사형 주조공정에서 대량으로 발생하는 폐주물사의 경우, 모래가 주성분이어서 소각이 되지 않기 때문에, 매립이나 재활용 방법이 사용되어야 한다. 현재 폐주물사의 재활용 수준은 폐주물사에 석분, 석탄재, 연탄재, 폐타일, 탄광폐석, 폐석회석, 폐유리 등을 추가하여 주로 벽돌, 블럭 등을 생산하는데 주로 이용되고 있어 재활용에 따른 가치 생성이 매우 낮는 수준이다.On the other hand, in the case of waste castings, which are generated in large quantities in the sand casting process, since sand is the main component and cannot be incinerated, a landfill or recycling method must be used. Currently, the recycling level of waste foundry sand is mainly used to produce bricks and blocks by adding stone powder, coal ash, briquette ash, waste tile, coal mine waste stone, waste limestone, and waste glass to the waste foundry sand. to be.
또한, 폐주물사 재생과 관련하여, 모래에 함유된 철분의 제거, 유동층내에서 800℃까지 가열하여 유기분을 완전 연소시켜 제거한 후에 주물사 상호 간의 마찰에 의하여 표면 부착물을 분리하여 진동 스크린으로 분급하는 과정이 알려져 있다. 이러한 재생 방법의 경우, 재생 비용이 높은 문제점이 있다.In addition, with regard to the regeneration of the waste foundry sand, the process of removing iron content in the sand, heating up to 800°C in a fluidized bed to completely burn and remove organic matter, and then separating the surface deposits by friction between the foundry sands and classifying them with a vibrating screen are required. Is known. In the case of such a reproduction method, there is a problem in that the reproduction cost is high.
본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 과제는 건식공정을 사용하여 폐촉매나 습식공정 슬러지와 같은 폐기물로부터 유가금속을 회수함과 동시에, 건식공정에 폐주물사를 원료로 사용하고 이 공정에서 생성된 슬래그로부터 인공 주물사를 제조함으로써, 인공 주물사의 제조 비용을 현저하게 줄일 수 있는 방법을 제공하는데 있다.The present invention is to solve the problems of the prior art described above, the object of the present invention is to recover valuable metals from waste such as waste catalyst or wet process sludge using a dry process, and at the same time use waste foundry sand as a raw material in the dry process. It is intended to provide a method capable of remarkably reducing the manufacturing cost of artificial casting sand by using and manufacturing artificial casting sand from the slag produced in this process.
또한, 본 발명의 다른 과제는 상기 방법을 통해 제조된 인공 주물사를 제공하는데 있다.In addition, another object of the present invention is to provide an artificial casting sand manufactured through the above method.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 제 1 측면은, (a) 습식공정 오니 또는 폐촉매를 포함하는 폐기물과, 폐주물사와, 환원제를 포함하는 원료를 환원로에 장입하는 단계와, (b) 상기 장입된 원료를 가열하여, 상기 폐기물과 폐주물사의 포함된 성분을 통해 슬래그를 형성함과 동시에 상기 폐기물에 포함된 금속 중 일부를 환원시키는 용해 단계와, (c) 상기 슬래그와 환원된 금속을 분리하는 단계와, (d) 상기 금속이 분리된 슬래그를 사용하여 구형 입자를 제조하는 단계를 포함하는, 폐주물사를 이용한 폐기물에 포함된 금속의 회수와 인공 주물사의 제조방법을 제공하는 것이다.A first aspect of the present invention for solving the above problems is the steps of (a) charging a wet process sludge or waste containing a waste catalyst, a waste casting sand, and a raw material containing a reducing agent into a reduction furnace, and (b) the A dissolution step of heating the charged raw material to form slag through the components contained in the waste and the waste foundry, and at the same time reducing some of the metals contained in the waste, and (c) separating the slag and the reduced metal. It is to provide a method for recovering metals contained in waste using waste foundry sand and producing artificial foundry sand, comprising the steps of: (d) producing spherical particles using the slag from which the metal is separated.
상기 습식공정 슬러지는 유분과 수분이 다량 존재하고 이들 유분과 수분은 용융환원공정을 저해하므로, 유분과 수분을 제거한 전처리 공정을 한 것을 사용하는 것이 바람직하다. 수분과 유분을 제거하는 공정은 400 ~ 500℃의 온도에서 60분 이상 수행하는 것이 바람직한데, 400℃ 미만의 온도에서는 유분의 제거가 충분하지 못하고, 500℃ 초과하는 온도영역에서의 공정은 에너지적으로 불필요하기 때문이다. 또한, 상기 폐촉매는 다양한 공정에서 발생하는 것을 사용할 수 있으며, 예를 들어, 자동차 배기정화에 사용된 후 발생하는 폐촉매나 석유화학 정제에 사용된 폐촉매를 사용할 수 있다.Since the wet process sludge contains a large amount of oil and moisture, and these oils and moisture hinder the melt reduction process, it is preferable to use a pre-treatment process in which oil and moisture are removed. It is desirable to perform the process of removing moisture and oil for more than 60 minutes at a temperature of 400 ~ 500℃. At temperatures below 400℃, the removal of oil is not sufficient, and the process in a temperature range exceeding 500℃ is energetic. This is because it is unnecessary. In addition, the waste catalysts generated in various processes may be used, and for example, waste catalysts generated after being used for automobile exhaust purification or used catalysts used in petrochemical purification may be used.
상기 원료는 그 자체로 인공 주물사를 제조할 수 있으나 필요 시에 용제를 더 포함할 수 있다. 상기 용제는 슬래그 시스템의 형성 여부, 슬래그 형성 온도, 형성되는 슬래그 조성물이 인공 주물사로 사용되었을 때의 물성 등을 고려한 것이다.The raw material itself can be produced artificial casting sand, but may further contain a solvent if necessary. The solvent considers whether a slag system is formed, a slag formation temperature, and physical properties when the slag composition to be formed is used as an artificial casting sand.
예를 들어, 상기 슬래그가 실리콘 산화물 15 ~ 55중량%, 칼슘 산화물 25 ~ 65중량%, 알루미늄 산화물 10 ~ 40중량%의 조성범위를 유지하도록 할 수 있다. 상기 알루미늄 산화물, 실리콘 산화물 및 칼슘 산화물의 비율이 상기 조성 범위를 벗어날 경우, 폐기물의 용융온도를 낮추기 어렵거나 슬래그와 금속의 분리가 원활하게 이루어지지 않을 수 있으므로, 상기 범위 내로 하는 것이 바람직하고, 이를 위하여 상기 슬래그의 염기도(CaO질량%/SiO2질량%)를 0.8 ~ 1.5로 유지하는 것이 보다 바람직하다. 구체적으로, 상기 칼슘 산화물은 25질량% 미만일 경우 용탕의 점성이 높아 용해 공정에서 용탕 내 금속이 침전하지 못해 금속 회수가 어렵게 되고, 65중량% 초과일 경우 점도가 낮아지고 장입제의 녹는 온도가 상승하여 용해 공정에서 금속 회수에 문제가 되므로 25 ~ 65중량%인 것이 바람직하다. 또한, 상기 실리콘 산화물은 15중량% 미만일 경우 점성이 높아 용해 공정에서 용탕 내 금속이 침전하지 못해 금속 회수가 어렵게 되고 55중량% 초과일 경우 용해 공정 중 금속의 침강 및 분리에 문제가 발생하므로 15 ~ 55중량%인 것이 바람직하다. 또한, 상기 알루미늄 산화물은 10중량% 미만이거나 40중량% 초과할 경우, 금속의 침전 또는 용해 공정이 원활하게 수행될 수 없으므로, 10 ~ 40중량%인 것이 바람직하다.For example, the slag may maintain a composition range of 15 to 55% by weight of silicon oxide, 25 to 65% by weight of calcium oxide, and 10 to 40% by weight of aluminum oxide. When the ratio of the aluminum oxide, silicon oxide, and calcium oxide is out of the above composition range, it is difficult to lower the melting temperature of the waste or the slag and metal may not be separated smoothly, so it is preferable to fall within the above range. For this purpose, it is more preferable to maintain the basicity (CaO mass%/SiO 2 mass%) of the slag at 0.8 to 1.5. Specifically, when the amount of calcium oxide is less than 25% by mass, the viscosity of the molten metal is high, and the metal in the molten metal cannot be precipitated during the dissolution process, making it difficult to recover the metal. Therefore, it is preferable to be 25 to 65% by weight, since it becomes a problem for metal recovery in the melting process. In addition, when the silicon oxide is less than 15% by weight, it is highly viscous, so metal in the molten metal cannot be precipitated during the melting process, making it difficult to recover the metal. It is preferably 55% by weight. In addition, when the aluminum oxide is less than 10% by weight or exceeds 40% by weight, since the metal precipitation or dissolution process cannot be performed smoothly, it is preferably 10 to 40% by weight.
상기 용제는 바람직하게 실리콘(Si) 산화물, 칼슘(Ca) 산화물, 알루미늄(Al) 산화물, 망간(Mn) 산화물, 철(Fe) 산화물 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. The solvent may preferably include at least one selected from silicon (Si) oxide, calcium (Ca) oxide, aluminum (Al) oxide, manganese (Mn) oxide, and iron (Fe) oxide.
상기 (a) 단계에 있어서, 상기 원료는 폐기물에 포함된 유가금속의 회수량의 증가 또는 슬래그의 점도를 조절하기 위한 금속 또는 금속 산화물로 이루어진 포집제를 더 포함할 수 있다. 상기 포집제로는 예를 들어, 철(Fe), 구리(Cu) 또는 이들 성분의 금속 산화물이 사용될 수 있다.In the step (a), the raw material may further include a collecting agent made of a metal or metal oxide for increasing the recovery amount of valuable metals contained in the waste or adjusting the viscosity of the slag. As the collecting agent, for example, iron (Fe), copper (Cu), or a metal oxide of these components may be used.
상기 환원제는 코크스, 흑연 및 카본 블랙 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. 본 발명에 있어서 상기 환원제를 코크스 등으로 한정하기는 하였으나, 상기 폐기물에 포함된 금속 산화물을 환원시켜 금속으로 분리시킬 수 있는 용도에 사용될 수 있는 것이라면 제한 없이 사용될 수 있다.The reducing agent may include at least one selected from coke, graphite, and carbon black. In the present invention, although the reducing agent is limited to coke or the like, it may be used without limitation as long as it can be used for a purpose that can be separated into metal by reducing metal oxides contained in the waste.
또한, 상기 환원제는 상기 폐기물의 총 중량에 대해 5중량% 미만으로 첨가될 경우 폐기물 내 포함된 금속의 환원이 충분하게 이루어지지 않을 수 있고, 40중량%를 초과하는 것은 환원에 필요한 양보다 많거나 슬래그 시스템을 형성하는 원소를 환원시킬 수 있으므로, 5 ~ 40중량%가 바람직하다.In addition, when the reducing agent is added in an amount less than 5% by weight based on the total weight of the waste, the reduction of the metal contained in the waste may not be sufficiently achieved, and when the reducing agent exceeds 40% by weight, it is greater than the amount required for reduction or It is possible to reduce the elements forming the slag system, so 5 to 40% by weight is preferred.
상기 용해 공정은 1100℃ 미만일 경우 용탕의 점성이 높아 금속의 침전이 어렵고 1700℃ 초과일 경우 슬래그 시스템에 영향을 줄 뿐 아니라 공정비용이 상승되므로, 1100 ~ 1700℃의 온도에서 수행되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 용해 공정 시간은 20분 미만으로 수행할 경우 포집된 금속이 바닥에 침전하지 않고, 360분을 초과할 경우 슬래그 시스템의 안정성이 저하되므로, 20분 ~ 360분 동안 수행되는 것이 바람직하다.When the melting process is less than 1100°C, the viscosity of the molten metal is high, so that precipitation of metal is difficult, and when it is more than 1700°C, it affects the slag system as well as increases the process cost, so it is preferably performed at a temperature of 1100 to 1700°C. In addition, if the dissolution process time is less than 20 minutes, the trapped metal does not precipitate on the floor, and if it exceeds 360 minutes, the stability of the slag system is deteriorated, and thus, it is preferably performed for 20 minutes to 360 minutes.
상기 (d) 단계에서 상기 구형 입자의 제조는, 냉각된 슬래그를 파쇄 및 분쇄하는 단계와, 분쇄된 슬래그를 분급하는 단계와, 분급된 슬래그를 화염 용사, 플라즈마 용사, 용융풍쇄법 또는 아토마이징을 통해 구형 입자로 만드는 단계를 포함하는 방법을 통해 이루어질 수 있다.The production of the spherical particles in the step (d) includes the steps of crushing and pulverizing the cooled slag, classifying the pulverized slag, and performing flame spraying, plasma spraying, melt blasting, or atomizing the classified slag. It can be achieved through a method comprising the step of making spherical particles through.
상기 분급 단계에서 소정 입자 크기 범위보다 큰 조대 입자 또는 소정 입자 크기 범위보다 작은 미세 입자는 상기 환원로에 재장입하여 슬래그로 만드는 것에 재활용할 수 있다. 이러한 공정을 통해 인공 주물사의 제조에 적합하지 않은 분급 입자의 재활용이 가능하게 된다.In the classification step, coarse particles larger than a predetermined particle size range or fine particles smaller than a predetermined particle size range may be reloaded into the reduction furnace and recycled into slag. Through this process, it is possible to recycle classified particles that are not suitable for the manufacture of artificial foundry sand.
상기 (d) 단계에서 상기 구형 입자의 제조는, 상기 슬래그의 냉각 없이 상기 환원로의 용융 슬래그로부터 직접 구형 입자로 만들 수 있다. 이와 같이, 액상의 슬래그를 고화시키지 않은 상태에서 곧바로 아토마이징과 같은 처리를 수행하게 되면 에너지 비용을 줄일 수 있으므로 보다 바람직하다.The production of the spherical particles in the step (d) can be made into spherical particles directly from the molten slag of the reduction furnace without cooling the slag. As described above, if the liquid slag is not solidified and the treatment such as atomizing is performed immediately, energy cost can be reduced, which is more preferable.
상기 다른 과제를 해결하기 위해 본 발명은, 상기 방법을 통해 제조된 것으로, 실리콘(Si) 산화물, 칼슘(Ca) 산화물, 알루미늄(Al) 산화물, 망간(Mn) 산화물 및 철(Fe) 산화물 중에서 선택된 3종 이상을 포함하고, 구형으로 이루어진, 인공 주물사를 제공한다.In order to solve the above other problems, the present invention, as manufactured through the above method, is selected from silicon (Si) oxide, calcium (Ca) oxide, aluminum (Al) oxide, manganese (Mn) oxide, and iron (Fe) oxide. It includes three or more, and provides a spherical, artificial casting sand.
본 발명에 의하면, 폐촉매나 습식공정 슬러지와 같은 폐기물에 포함된 유해성분의 제거를 통한 환경오염의 방지와, 폐기물에 포함된 구리(Cu)나 희유금속과 같은 유용 금속의 회수와 함께, 유용 금속의 회수에 사용한 폐주물사를 이용하여 고부가가치의 인공 주물사를 제조할 수 있게 된다.According to the present invention, it is useful along with prevention of environmental pollution through the removal of harmful components contained in waste such as waste catalysts or wet process sludge, and recovery of useful metals such as copper (Cu) or rare metals contained in the waste. It is possible to manufacture high value-added artificial foundry sand by using the waste foundry sand used for metal recovery.
또한, 본 발명은 종래의 건식환원공정에서 슬래그 제조를 위한 용제로 사용하였던 고순도 규사(SiO2)와 같은 물질을 대체하여 폐주물사를 사용하므로, 건식환원공정의 비용을 절감할 수 있다. In addition, the present invention uses waste casting sand by replacing a material such as high-purity silica sand (SiO 2 ) used as a solvent for slag production in a conventional dry reduction process, so it is possible to reduce the cost of the dry reduction process.
특히, 최근 주물 업계에서는 분진 및 악취 발생 억제, 바인더 사용량 저감 및 재사용률의 증진을 위하여 천연 주물사보다 형상과 물성이 우수한 인공 주물사를 사용하고자 하는 수요가 많은데 비해, 인공 주물사의 가격이 천연 주물사에 비해 높아 사용하기 어려운 가격 장벽이 있었으나, 본 발명에 의하면, 폐기물과 폐주물사를 주 원료로 하여 유가금속을 회수함과 동시에 인공 주물사를 제조할 수 있게 되므로, 인공 주물사의 제조 비용을 획기적으로 줄일 수 있다.In particular, in the casting industry recently, there is a lot of demand to use artificial foundry sand that has superior shape and physical properties than natural foundry sand in order to suppress the generation of dust and odors, reduce the amount of binder used, and improve reusability, but the price of artificial foundry sand is higher than that of natural foundry sand. Although there was a high price barrier that was difficult to use, according to the present invention, it is possible to recover valuable metals using waste and waste foundry sand as main raw materials, and at the same time to manufacture artificial foundry sand, it is possible to drastically reduce the manufacturing cost of the artificial foundry sand.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 폐주물사를 이용한 폐기물에 포함된 금속의 회수와 인공 주물사를 제조하는 공정도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에서 사용한 폐주물사의 이미지이다.
도 3은 본 발명의 실시예에서 사용한 습식공정 슬러지의 이미지이다.
도 4는 본 발명의 실시예에서 고려한 슬래그 시스템을 구성하는 3원계 상태도를 나타낸 것이다.
도 5는 습식공정 슬러지와 용제인 CaO와 폐주물사와 환원제인 코크스를 혼합한 혼합소재의 이미지이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 용융환원공정에 사용된 장치와 과정을 나타내는 이미지이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 용융환원공정을 통해 회수된 소재와 이로부터 분리된 슬래그와 유가금속을 나타내는 이미지이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따라 수득한 슬래그의 파쇄 및 분쇄 공정을 통해 수득한 분말을 분급한 상태를 나타내는 이미지이다.
도 9는 분급된 분말을 사용하여 구형 입자로 제조한 상태를 나타내는 이미지이다.
도 10은 용융환원로에 있는 용융슬래그를 직접적으로 구형 입자로 만드는 용융풍쇄 공정의 개략도이다.1 is a process diagram of recovering metals contained in waste using waste foundry sand and manufacturing artificial foundry sand according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is an image of the waste foundry used in the embodiment of the present invention.
3 is an image of a wet process sludge used in an example of the present invention.
4 shows a ternary state diagram constituting the slag system considered in the embodiment of the present invention.
5 is an image of a mixed material obtained by mixing wet process sludge and CaO as a solvent, and waste foundry and coke as a reducing agent.
6 is an image showing an apparatus and a process used in the melt reduction process according to an embodiment of the present invention.
7 is an image showing a material recovered through a melt reduction process according to an embodiment of the present invention, and the slag and valuable metal separated therefrom.
8 is an image showing a state in which the powder obtained through the crushing and pulverizing process of the slag obtained according to the embodiment of the present invention is classified.
9 is an image showing a state manufactured into spherical particles by using the classified powder.
10 is a schematic diagram of a melt-winding process for directly converting molten slag in a melting reduction furnace into spherical particles.
이하 본 발명의 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참고로 그 구성 및 작용을 설명하기로 한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings with respect to an embodiment of the present invention will be described the configuration and operation. In the following description of the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, a detailed description thereof will be omitted. In addition, when a part "includes" a certain component, it means that other components may be further included rather than excluding other components unless specifically stated to the contrary.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 폐주물사를 이용한 폐기물에 포함된 금속의 회수와 인공 주물사를 제조하는 공정도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 공정은, 폐주물사 수집 단계, 슬래그 시스템 계산 단계, 원료 혼합(플럭스 혼합) 단계, 용융 환원(아크 스멜팅) 단계, 금속/슬래그 분리 단계, 슬래그 파쇄 및 분급 단계 또는 슬래그 선별 단계 및 구형 주물사 제조 단계를 포함하여 이루어진다.1 is a process diagram of recovering metals contained in waste using waste foundry sand and manufacturing artificial foundry sand according to an embodiment of the present invention. As shown in Fig. 1, the process according to the embodiment of the present invention includes a waste foundry sand collection step, a slag system calculation step, a raw material mixing (flux mixing) step, a melt reduction (arc smelting) step, a metal/slag separation step, It comprises a slag crushing and classifying step or a slag sorting step and a spherical casting sand manufacturing step.
폐주물사 수집 단계Stages of collecting waste foundry sand
폐주물사는 다양한 소스로부터 수집될 수 있고, 이들 폐주물사는 단독 또는 2종 이상을 혼합한 상태로 사용될 수 있다. 도 2는 폐주물사의 수집 단계에서 수집된 폐주물사의 이미지이고, 아래 표 1은 수집된 폐주물사에 포함된 주요 성분의 함량을 나타낸 것이다.Waste foundry sand may be collected from various sources, and these waste foundry sand may be used alone or in a mixture of two or more. Figure 2 is an image of the waste foundry sand collected in the collection step of the waste foundry sand, Table 1 below shows the content of the main components contained in the collected waste foundry sand.
위 표 1에서 확인되는 것과 같이, 폐주물사에 포함되는 주요 성분의 종류 및 비율에 다소 차이가 있으나, 대부분 SiO2 를 베이스로 하면서 추가로 Al2O3, Fe2O3, K2O 등을 주요 성분으로 포함하고 있음을 알 수 있다.As shown in Table 1 above, there are some differences in the types and ratios of the main components included in the waste foundry, but most of them are based on SiO 2 and additionally Al 2 O 3 , Fe 2 O 3 , K 2 O, etc. It can be seen that it is included as an ingredient.
본 발명의 실시예에서는 Al2O3-SiO2-CaO로 이루어진 슬래그 시스템을 사용하기 위하여, SiO2와 Al2O3의 함량이 상대적으로 많은 천연사(강모래)와 고온용 샤모트를 사용하였다.In the embodiment of the present invention, in order to use the slag system composed of Al 2 O 3 -SiO 2 -CaO, natural sand (strong sand) and high-temperature chamotte with relatively high contents of SiO 2 and Al 2 O 3 were used. .
본 발명의 실시예에 사용하지 않은 코팅된 인조 주물사, 베트남산 천연사, 베트남산 인공사는 충분한 물량을 확보하지 못하여 적용하지 못하였으나, 위 표 1과 같이 주요 성분들이 인공 주물사 제조를 위한 슬래그 시스템을 적용할 수 있는 성분들로 이루어져 있다.Coated artificial foundry sand, Vietnamese natural sand, and Vietnamese artificial sand that were not used in the examples of the present invention could not be applied, but the main components as shown in Table 1 above were It consists of applicable ingredients.
슬래그 시스템 계산 단계Steps to calculate slag system
슬래그 시스템 계산 단계는 용융환원공정에 투입되는 폐기물의 성분, 폐주물사의 성분을 기초로, 최종적으로 제조되는 인공 주물사에 요구되는 특성 등을 고려하여, 슬래그 조성(시스템)을 설계하는 단계이다.The slag system calculation step is a step of designing a slag composition (system) based on the components of the wastes input to the melt reduction process and the components of the waste foundry sand, taking into account the characteristics required for the artificial foundry sand to be finally manufactured.
도 3은 본 발명의 실시예에서 사용한 습식공정 슬러지의 이미지이다. 본 발명의 실시예에서는 폐기물로 인쇄회로기판(PCB) 도금과 에칭 공정에서 채취한 슬러지를 사용하였다. 이 슬러지는 건식환원공정을 방해하는 유분과 수분을 제거하기 위하여 500℃에서 60분의 조건으로 건조된 것이다. 500℃에서 건조한 슬러지는 상(phase) 분석 결과 Fe2O3, CaCuFe2O5, CuFe2O4, CuO의 4가지 결정상이 생성되는 것이 확인되었다. 아래 표 2는 상기 슬러지의 성분을 ICP로 분석한 결과를 나타낸 것이다.3 is an image of a wet process sludge used in an embodiment of the present invention. In the embodiment of the present invention, sludge collected in a printed circuit board (PCB) plating and etching process was used as waste. This sludge is dried at 500℃ for 60 minutes to remove oil and moisture that interferes with the dry reduction process. As a result of phase analysis of the dried sludge at 500°C, it was confirmed that four crystal phases were formed: Fe 2 O 3 , CaCuFe 2 O 5 , CuFe 2 O 4, and CuO. Table 2 below shows the results of analyzing the components of the sludge by ICP.
(ppm)content
(ppm)
(ppm)content
(ppm)
위 표 2에서 구리(Cu), 철(Fe) 및 황(S)은 슬러지에 포함된 함량을 %로 나타낸 것이고, 나머지는 ppm으로 표시된 것이다.In Table 2 above, copper (Cu), iron (Fe), and sulfur (S) represent the content contained in the sludge in %, and the rest are expressed in ppm.
도 4는 인공 주물사 제조를 위해 적용 가능한 3가지 슬래그 시스템을 나타낸 것이다. Fe2O3-SiO2-CaO, Al2O3-SiO2-CaO, Al2O3-SiO2-MnO로 이루어진 3종류의 슬래그 시스템이 인공 주물사의 제조에 사용될 수 있으며, 어떤 시스템을 사용할 것인지는 사용되는 폐기물의 성분이나 폐주물사의 성분을 고려하여 선택할 수 있다. 예를 들어 원료에 Al2O3가 많고 Fe2O3를 용융 환원된 금속을 포집하는 용도로 적용할 경우에는 Al2O3-SiO2-CaO 시스템을 사용할 수 있다.4 shows three slag systems applicable for manufacturing artificial foundry sand. Three types of slag systems consisting of Fe 2 O 3 -SiO 2 -CaO, Al 2 O 3 -SiO 2 -CaO, Al 2 O 3 -SiO 2 -MnO can be used for the manufacture of artificial foundry, and which system can be used. It can be selected in consideration of the components of the waste used or the components of the waste foundry. For example, if the raw material contains a lot of Al 2 O 3 and Fe 2 O 3 is applied for the purpose of collecting melt-reduced metal, the Al 2 O 3 -SiO 2 -CaO system can be used.
구체적으로 도시된 상태도로부터 폐주물사의 주요 성분을 고려하여 폐기물에 포함된 세라믹 성분을 용해하고 융점을 낮추며 회수된 유가금속과의 분리를 용이하게 하기 위한 염기도를 갖는 조성 영역을 도출할 수 있다.Specifically, it is possible to derive a composition region having a basicity for dissolving ceramic components contained in waste, lowering the melting point, and facilitating separation from the recovered valuable metals in consideration of the main components of the waste foundry from the illustrated state diagram.
본 발명의 실시예에서는 열역학 프로그램인 FactSage를 이용하여 폐기물과 이를 이용한 Al2O3-SiO2-CaO 슬래그 시스템의 형성에 관한 이론적 평형반응에 대한 전산모사를 실시하였다.In an embodiment of the present invention, a computational simulation of the theoretical equilibrium reaction for the formation of waste and Al 2 O 3 -SiO 2 -CaO slag system using the same was performed using FactSage, a thermodynamic program.
전산 모사에 사용한 폐기물 조성 분석을 통해 폐기물에 포함된 미량원소들은 제외하고, Al, Si, Ca 와 O를 이용하여, 용융환원공정에서 금속을 모으는 포집금속으로 철(Fe)을 사용하는 것을 기준으로 온도변화에 따른 평형을 계산하였다. 이때 폐기물의 총량은 100g으로 설정하였으며 온도는 200℃부터 2000℃까지 변화시키며 평형상의 변화를 계산하였다. 이를 통해, 1400 ~ 1700℃의 범위에서 상기한 슬래그 시스템의 형성 및 유가금속의 포집 회수가 가능함을 확인하였다.Based on the use of iron (Fe) as a collecting metal that collects metals in the melt reduction process, using Al, Si, Ca and O, excluding trace elements included in the waste through the analysis of the waste composition used in the computer simulation. The equilibrium according to temperature change was calculated. At this time, the total amount of waste was set to 100g, and the temperature was changed from 200℃ to 2000℃, and the change in equilibrium was calculated. Through this, it was confirmed that the formation of the slag system and collection and recovery of valuable metals were possible in the range of 1400 to 1700°C.
한편, 본 발명의 실시예에서 사용한 고온용 샤모트에는 다량의 Fe2O3를 함유하고 있어 용융환원공정에서 환원된 Fe2O3로부터 생성된 철(Fe)을 사용하여 유가 금속의 포집이 용이하고, 천연사의 경우에는 Fe2O3 함량이 작지만 용융환원공정에서 유가금속의 회수보다는 슬래그로부터 인공 주물사의 제조를 확인하기 위한 것이었고 추가적인 Fe2O3의 투입 없이도 슬래그 생성이 가능하였으므로, 준비된 원료 외에 별도의 Fe2O3를 첨가하지는 않는다.On the other hand, the high-temperature chamotte used in the examples of the present invention contains a large amount of Fe 2 O 3 , so it is easy to collect valuable metals by using iron (Fe) generated from Fe 2 O 3 reduced in the melt reduction process. , in addition to the case of natural's has hayeoteumeuro Fe 2 O 3 content is smaller smelting reduction in the process was that to determine the production of the artificial molding sand from the slag rather than the recovery of valuable metals possible slag produced without input of additional Fe 2 O 3, a raw material prepared Separate Fe 2 O 3 is not added.
다만, CaO의 경우, 사용한 원료 내에는 슬래그를 생성할 수 있을 정도의 충분한 양이 포함되어 있지 않기 때문에 용제로 첨가한다. 물론 원료 내에 충분한 CaO를 포함하고 있는 경우에는 용제를 별도로 첨가할 필요는 없다.However, in the case of CaO, since the raw material used does not contain a sufficient amount to generate slag, it is added as a solvent. Of course, when sufficient CaO is contained in the raw material, it is not necessary to separately add a solvent.
원료 혼합 단계Raw material mixing stage
원료 혼합 단계는 폐기물, 폐주물사 및 환원제를 상기 슬래그 시스템으로부터 계산된 사항을 고려하여 소정 비율로 혼합하는 단계이다. 각각의 원료를 환원로에 별도로 장입해도 되지만, 혼합하여 장입하는 것이 용융환원공정을 보다 효율적으로 진행할 수 있다.The raw material mixing step is a step of mixing the waste, the waste foundry sand, and the reducing agent in a predetermined ratio in consideration of the calculations from the slag system. Each raw material may be separately charged into the reduction furnace, but mixing and charging each raw material can perform the melt reduction process more efficiently.
도 5는 습식공정 슬러지와 용제인 CaO와 폐주물사와 환원제인 코크스를 혼합한 혼합소재의 이미지이다. 도 5에 나타낸 것과 같이, 본 발명의 실시예에서는 건조된 습식공정 슬러지와, 폐주물사와, 환원제인 코크스와, 용제인 CaO를 첨가하여 혼합소재를 만들었다.5 is an image of a mixed material obtained by mixing wet process sludge and CaO as a solvent, and waste foundry and coke as a reducing agent. As shown in Fig. 5, in the embodiment of the present invention, a mixed material was prepared by adding dried wet process sludge, waste casting sand, coke as a reducing agent, and CaO as a solvent.
준비된 원료는 3차원 터뷸런트 믹서를 이용하여 30rpm의 조건으로 30분 동안 혼합공정을 수행하였다. 이때, 각각의 원료의 혼합비율은 슬러지 15 ~ 60중량%, 폐주물사(표 1의 샤모트) 5 ~ 30중량%, 코크스 1 ~ 15중량%, CaO 5 ~ 30중량%가 되도록 하였다.The prepared raw material was mixed for 30 minutes under the condition of 30 rpm using a three-dimensional turbulent mixer. At this time, the mixing ratio of each raw material was 15 to 60% by weight of sludge, 5 to 30% by weight of waste foundry sand (chamotte in Table 1), 1 to 15% by weight of coke, and 5 to 30% by weight of CaO.
용융 환원 단계Melt reduction step
혼합된 원료를 도 6에 나타낸 것과 같은 아크 환원로에 장입한 후에 가열하여 용해 공정이 이루어지도록 하였다. 이때 용해 공정은 1100 ~ 1450℃에서 30분 동안 수행하는 방법으로 수행되었다.The mixed raw material was charged into an arc reduction furnace as shown in FIG. 6 and heated to perform a dissolution process. At this time, the dissolution process was carried out by performing a method at 1100 ~ 1450 ℃ for 30 minutes.
상기 용해 공정을 통해 폐기물인 슬러지에 포함된 알루미늄(Al)과 칼슘(Ca)을 제외한 대부분의 금속 성분은 원료에서 환원된 철(Fe)에 포집된 후 침강되어 합금을 형성하고, 나머지 성분들은 슬래그에 포함된다.Through the dissolution process, most of the metal components except aluminum (Al) and calcium (Ca) contained in the waste sludge are collected in iron (Fe) reduced from the raw material and then precipitated to form an alloy, and the remaining components are slag. Included in
금속/슬래그 분리 단계Metal/Slag Separation Step
금속/슬래그 분리 단계는 상기 용융 환원 단계에서 포집된 금속과 세라믹으로 이루어진 슬래그의 비중 차에 의해 분리된 상태로 냉각되며, 이를 물리적으로 분리하는 단계이다.The metal/slag separation step is a step in which the metal and slag collected in the melt reduction step are cooled in a separated state by a difference in specific gravity between the metal and the ceramic slag, and physically separate it.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 용융환원공정을 통해 회수된 소재와 이로부터 분리된 슬래그와 유가금속을 나타내는 이미지이다. 도 7에서 확인되는 것과 같이 금속과 슬래그는 물리적으로 쉽게 분리된다. 이중 유가금속이 포집되는 금속은 별도의 회수공정을 통해 각각의 금속으로 분리되어 회수된다.7 is an image showing a material recovered through a melt reduction process according to an embodiment of the present invention, and the slag and valuable metal separated therefrom. As shown in FIG. 7, metal and slag are easily separated physically. Among these, the metals in which valuable metals are collected are separated into each metal and recovered through a separate recovery process.
만약, 금속과 슬래그의 분리가 쉽게 이루어지지 않는 경우에는 조 크러셔(Jaw crusher)와 같은 파쇄기를 사용하여 파쇄하는 방법을 통해 금속과 슬래그를 분리한다.If the metal and slag cannot be separated easily, the metal and the slag are separated by crushing using a crusher such as a jaw crusher.
슬래그 선별, 슬래그 파쇄/분쇄 및 분급 단계Slag sorting, slag crushing/crushing and classification steps
슬래그 선별은 금속과 슬래그의 분리가 쉽게 이루어지지 않아 조 크러셔(Jaw crusher)와 같은 파쇄기를 사용하여 파쇄한 후에, 금속을 분리한 슬래그를 소정 크기 범위의 것을 선별하여 구형화 공정에 투입하기 위한 단계이다.Slag sorting is a step in which metal and slag are not easily separated from each other, so after crushing using a crusher such as a jaw crusher, the slag from which the metal is separated is selected and put into the spheronization process. to be.
슬래그 파쇄/분쇄 단계는 유가금속이 분리되어 금속 산화물로 이루어진 고화된 슬래그를 구형 입자로 만들기 위한 전처리 단계로, 먼저 파쇄한 후 보다 작은 크기의 입자로 만들기 위한 분쇄 단계를 수행한다. 파쇄 단계에서는 조 크러셔(Jaw crusher)와 같은 파쇄기가 사용되고, 분쇄 단계에서는 햄머 밀(hammer mill)과 같은 분쇄기가 사용될 수 있다. 슬래그 분급 단계는 분쇄된 슬래그 입자 중에서 크기 별로 분리하는 단계로, 후속되는 인공 주물사 제조 공정에 적합한 크기의 입자를 선별하기 위한 것이다.The slag crushing/crushing step is a pretreatment step for converting the solidified slag consisting of metal oxides into spherical particles by separating the valuable metals, and performing a crushing step to make particles of smaller size after crushing first. In the crushing step, a crusher such as a jaw crusher may be used, and in the crushing step, a crusher such as a hammer mill may be used. The slag classification step is a step of separating by size from the pulverized slag particles, and is to select particles having a size suitable for the subsequent artificial casting sand manufacturing process.
도 8은 본 발명의 실시예에 따라 수득한 슬래그의 파쇄/분쇄 공정을 통해 수득한 분말을 분급한 상태를 나타내는 이미지이다. 도 8에서 분급된 입자들은 ~200㎛, 1mm, 4.75mm 체를 사용하여 분급된 결과이다. 분급된 입자 중에서 인공 주물사 제조에 적합하지 않은 조대한 입자나 미세한 입자는 다시 아크 환원로에 투입되어 슬래그 제조용으로 사용될 수 있다.8 is an image showing a state in which the powder obtained through the crushing/crushing process of the slag obtained according to the embodiment of the present invention is classified. The particles classified in FIG. 8 are the results of classification using a sieve of ~200㎛, 1mm, and 4.75mm. Among the classified particles, coarse particles or fine particles that are not suitable for manufacturing artificial foundry sand may be added to the arc reduction furnace again and used for slag manufacturing.
구형 주물사 제조 단계Spherical Casting Sand Manufacturing Steps
구형 주물사 제조 단계는 슬래그 분말로부터 구형의 입자를 제조하는 단계로, 본 발명의 실시예에서는 슬래그 입자를 구형화하기 위하여, 플라즈마 용사법을 사용하였다. 플라즈마 용사는 출력 20 ~ 250kW와 아르곤 가스 그리고 30g/min의 조건으로 수행하였다.The manufacturing step of spherical casting sand is a step of preparing spherical particles from slag powder, and in the embodiment of the present invention, a plasma spraying method was used to spheroidize the slag particles. Plasma spraying was performed under the conditions of
도 9는 슬래그를 이용하여 플라즈마 용사법으로 제조한 입자의 주사전자현미경 이미지이다. 도 9에 나타난 바와 같이, 플라즈마 용사를 통해 인공 주물사로 사용될 수 있는 대략 구형의 입자가 제조되었다.9 is a scanning electron microscope image of particles prepared by a plasma spraying method using slag. As shown in FIG. 9, roughly spherical particles that can be used as artificial casting sand were prepared through plasma spraying.
한편, 슬래그를 냉각시키지 않고 용융된 상태에서 직접적으로 구형의 인공 주물사로 제조할 경우 에너지 비용을 줄일 수 있어 보다 경제적이다.On the other hand, it is more economical because the energy cost can be reduced when the slag is directly manufactured into spherical artificial casting sand in a molten state without cooling.
도 10은 용융환원로에 있는 용융슬래그를 직접적으로 구형 입자로 만드는 용융풍쇄 공정의 개략도이다. 도 10에 도시된 것과 같이, 용융환원로를 틸팅시켜 경사지게 배치되어 있는 통으로 용융슬래그를 부으면, 통의 하단부에서는 소정의 양의 용융슬래그가 연직방향으로 낙하되고, 통의 하단부로부터 소정거리 이격되어 배치된 노즐에서 고압의 에어 또는 가스를 분사하면 용융슬래그는 미세한 액적이 되어 대기 중을 부유하면서 표면장력에 의해서 구형이 되고, 그대로 응고되어 매우 구형에 가까운 형상과 굴곡이 적은 평활한 표면을 가진 입자로 만들어진다. 즉, 용융환원로의 용해된 슬래그로부터 직접적으로 구형의 인공 주물사를 제조할 수 있다.10 is a schematic diagram of a melt-winding process in which molten slag in a melting reduction furnace is directly made into spherical particles. As shown in Fig. 10, when molten slag is poured into a barrel arranged inclined by tilting the melting reduction furnace, a predetermined amount of molten slag falls in a vertical direction at the lower end of the barrel, and a predetermined distance is placed apart from the lower end of the barrel. When high-pressure air or gas is injected from the nozzle, the molten slag becomes fine droplets and floats in the atmosphere and becomes spherical by the surface tension, solidifies as it is, and becomes particles with a very spherical shape and a smooth surface with little curvature. Is made. That is, it is possible to manufacture spherical artificial casting sand directly from the molten slag in the melting reduction furnace.
한편, 본 발명의 실시예에 따라 제조된 인공 주물사가 주조 공정에 사용된 후 발생된 폐주물사는 다시 본 발명의 실시예에 따른 공정을 통해 인공 주물사로 재생될 수 있으므로, 본 발명은 자원 순환적인 공정을 구현한다.On the other hand, since the artificial foundry sand produced according to the embodiment of the present invention is used in the casting process and then the generated waste foundry sand can be regenerated into the artificial foundry sand through the process according to the embodiment of the present invention, the present invention is a resource cyclical process. Implement
Claims (11)
(b) 상기 장입된 원료를 가열하여, 상기 폐기물과 폐주물사의 포함된 성분을 통해 슬래그를 형성함과 동시에 상기 폐기물에 포함된 금속 중 일부를 환원시키는 용해 단계와,
(c) 상기 슬래그와 환원된 금속을 분리하는 단계와,
(d) 상기 금속이 분리된 슬래그를 사용하여 구형 입자를 제조하는 단계를 포함하는, 폐주물사를 이용한 폐기물에 포함된 금속의 회수와 인공 주물사의 제조방법.(a) Wet process Wet process The step of charging waste containing sludge or waste catalyst, waste casting sand, and raw materials including a reducing agent into a reduction furnace,
(b) a dissolution step of heating the charged raw material to form slag through components contained in the waste and the waste foundry sand and at the same time reducing some of the metals contained in the waste,
(c) separating the slag from the reduced metal,
(d) a method of recovering metals contained in waste using waste casting sand and manufacturing artificial foundry sand, comprising the step of producing spherical particles using the slag from which the metal is separated.
상기 (a) 단계에 있어서, 상기 원료는 용제를 더 포함하는, 폐주물사를 이용한 폐기물에 포함된 금속의 회수와 인공 주물사의 제조방법.The method of claim 1,
In the step (a), the raw material further comprises a solvent, the recovery of metal contained in the waste using the waste casting sand and the manufacturing method of the artificial foundry sand.
상기 용제는 실리콘(Si) 산화물, 칼슘(Ca) 산화물, 알루미늄(Al) 산화물, 망간(Mn) 산화물 및 철(Fe) 산화물 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는, 폐주물사를 이용한 폐기물에 포함된 금속의 회수와 인공 주물사의 제조방법.The method of claim 2,
The solvent contains at least one selected from silicon (Si) oxide, calcium (Ca) oxide, aluminum (Al) oxide, manganese (Mn) oxide, and iron (Fe) oxide. Recovery and manufacturing method of artificial foundry sand.
상기 (a) 단계에 있어서, 상기 원료는 폐기물에 포함된 유가금속의 회수량의 증가 또는 슬래그의 점도를 조절하기 위한 금속 또는 금속 산화물로 이루어진 포집제를 더 포함하는, 폐주물사를 이용한 폐기물에 포함된 금속의 회수와 인공 주물사의 제조방법.The method of claim 1,
In the step (a), the raw material is included in the waste using the waste foundry sand, further comprising a collecting agent made of a metal or metal oxide for increasing the recovery amount of the valuable metal contained in the waste or adjusting the viscosity of the slag. Metal recovery and manufacturing method of artificial foundry sand.
상기 환원제는 코크스, 흑연 및 카본 블랙 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는, 폐주물사를 이용한 폐기물에 포함된 금속의 회수와 인공 주물사의 제조방법.The method of claim 1,
The reducing agent comprises at least one selected from coke, graphite, and carbon black, recovery of metals contained in waste using waste casting sand and manufacturing method of artificial casting sand.
상기 환원제는 상기 폐기물의 중량에 대해 5 ~ 40중량%로 포함되는, 폐주물사를 이용한 폐기물에 포함된 금속의 회수와 인공 주물사의 제조방법.The method of claim 5,
The reducing agent is contained in an amount of 5 to 40% by weight based on the weight of the waste, a method of recovering metals contained in waste using waste foundry sand and manufacturing method of artificial foundry sand.
상기 (b) 단계는 1100 ~ 1700℃에서 수행되는, 폐주물사를 이용한 폐기물에 포함된 금속의 회수와 인공 주물사의 제조방법.The method of claim 1,
Step (b) is performed at 1100 ~ 1700 ℃, recovery of the metal contained in the waste using the waste foundry sand and manufacturing method of artificial foundry sand.
상기 (d) 단계에 있어서, 상기 구형 입자의 제조는 냉각된 슬래그를 파쇄 및 분쇄하는 단계와, 분쇄된 슬래그를 분급하는 단계와, 분급된 슬래그를 화염 용사, 플라즈마 용사 또는 아토마이징을 통해 구형 입자로 만드는 단계를 포함하는, 폐주물사를 이용한 폐기물에 포함된 금속의 회수와 인공 주물사의 제조방법.The method of claim 1,
In the step (d), the production of the spherical particles comprises the steps of crushing and pulverizing the cooled slag, classifying the pulverized slag, and forming the classified slag through flame spraying, plasma spraying, or atomizing spherical particles. A method of manufacturing an artificial foundry sand and recovery of metals contained in waste using waste foundry sand, comprising the step of making into.
상기 분급 단계에서 소정 입자 크기 범위보다 큰 조대 입자 또는 소정 입자 크기 범위보다 작은 미세 입자는 상기 환원로에 재장입하여 슬래그로 만드는데 사용하는, 폐주물사를 이용한 폐기물에 포함된 금속의 회수와 인공 주물사의 제조방법.The method of claim 8,
In the classification step, coarse particles larger than a predetermined particle size range or fine particles smaller than a predetermined particle size range are reloaded into the reduction furnace and used to make slag. Way.
상기 (d) 단계에 있어서, 상기 구형 입자의 제조는 상기 슬래그의 냉각 없이 상기 환원로의 용융 슬래그를 용융풍쇄법으로 직접 구형 입자로 만드는, 폐주물사를 이용한 폐기물에 포함된 금속의 회수와 인공 주물사의 제조방법.The method of claim 1,
In the step (d), in the production of the spherical particles, the molten slag of the reduction furnace is directly converted into spherical particles by the melt-winding method without cooling the slag, and the recovery of metal contained in the waste using the waste foundry sand and the artificial foundry sand Manufacturing method.
실리콘(Si) 산화물, 칼슘(Ca) 산화물, 알루미늄(Al) 산화물, 망간(Mn) 산화물 및 철(Fe) 산화물 중에서 선택된 3종 이상을 포함하고, 구형으로 이루어진, 인공 주물사.It is produced through the method according to any one of claims 1 to 10,
Including three or more selected from silicon (Si) oxide, calcium (Ca) oxide, aluminum (Al) oxide, manganese (Mn) oxide and iron (Fe) oxide, and made of a spherical, artificial casting sand.
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2020
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