KR20060026950A - 아연 잔류물로부터 비철 금속을 회수하는 방법 - Google Patents

아연 잔류물로부터 비철 금속을 회수하는 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20060026950A
KR20060026950A KR20067000139A KR20067000139A KR20060026950A KR 20060026950 A KR20060026950 A KR 20060026950A KR 20067000139 A KR20067000139 A KR 20067000139A KR 20067000139 A KR20067000139 A KR 20067000139A KR 20060026950 A KR20060026950 A KR 20060026950A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
residues
fume
metallic
phase
bearing
Prior art date
Application number
KR20067000139A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101084927B1 (ko
Inventor
캠프 모리츠 반
조나단 아츠
베네딕트 잔센스
Original Assignee
유미코르
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 유미코르 filed Critical 유미코르
Publication of KR20060026950A publication Critical patent/KR20060026950A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101084927B1 publication Critical patent/KR101084927B1/ko

Links

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
    • C22B13/00—Obtaining lead
    • C22B13/02—Obtaining lead by dry processes
    • 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
    • C22B13/00—Obtaining lead
    • C22B13/02—Obtaining lead by dry processes
    • C22B13/025—Recovery from waste materials
    • 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
    • C22B19/00—Obtaining zinc or zinc oxide
    • C22B19/04—Obtaining zinc by distilling
    • 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
    • C22B19/00—Obtaining zinc or zinc oxide
    • C22B19/28—Obtaining zinc or zinc oxide from muffle furnace residues
    • 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
    • C22B19/00—Obtaining zinc or zinc oxide
    • C22B19/30—Obtaining zinc or zinc oxide from metallic residues or scraps
    • 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
    • C22B19/00—Obtaining zinc or zinc oxide
    • C22B19/34—Obtaining zinc oxide
    • 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
    • C22B5/00—General methods of reducing to metals
    • C22B5/02—Dry methods smelting of sulfides or formation of mattes
    • C22B5/10—Dry methods smelting of sulfides or formation of mattes by solid carbonaceous reducing agents
    • 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
    • C22B5/00—General methods of reducing to metals
    • C22B5/02—Dry methods smelting of sulfides or formation of mattes
    • C22B5/12—Dry methods smelting of sulfides or formation of mattes by gases
    • 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
    • C22B5/00—General methods of reducing to metals
    • C22B5/02—Dry methods smelting of sulfides or formation of mattes
    • C22B5/16—Dry methods smelting of sulfides or formation of mattes with volatilisation or condensation of the metal being produced
    • 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
    • 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

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Electrolytic Production Of Metals (AREA)
  • Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)

Abstract

본 발명은 아연 함유 잔류물로부터, 특히 아연 제조 산업에서 생성되는 잔류물로부터 비철 금속을 분리하고 회수하는 방법에 관한 것이며, 상기 방법으로 Zn, Fe 및 Pb 함유 잔류물 중 금속가를 밸러리제이션시키며, 하기 공정 (a), (b), (c) 및 (d)을 포함하는 것을 특징으로 하며, 본 발명의 주요 잇점은 Fe용으로 환경적으로 허용가능한 생성물이 수득되는 것이다:
(a) 상기 잔류물을 직접 환원 공정을 실행하여 금속성 Fe-함유 상 및 Zn과 Pb 함유 제1 퓸을 생성하는 공정;
(b) Zn와 Pb 함유 제1 퓸을 추출하고, Zn과 Pb를 밸러리제이션시키는 공정;
(c) 금속성 Fe 함유 상을 산화 제련 공정을 실행하여 Fe 함유 슬래그와 제2 금속 함유 퓸을 생성하는 공정;
(d) 제2 금속 함유 퓸을 추출하고 일부 또는 전부의 금속 함유물을 밸러리제이션시키는 공정.

Description

아연 잔류물로부터 비철 금속을 회수하는 방법{RECOVERY OF NON-FERROUS METALS FROM ZINC RESIDUES}
본 발명은 아연을 함유하는 잔류물로부터, 특히 아연 제조 산업 분야에서 생성된 잔류물로부터 비철 금속(non-ferrous metal)을 회수하는 방법에 관한 것이다.
불순한(impure) ZnS 광석(ore)인 광물(blende)은 Zn을 제조하기 위한 주요 출발 물질이다. 통상적인 산업적 방법에서는 불순물의 산화물 또는 황산과 함께 ZnO를 제조하는 산화 로스팅 공정(oxidative roasting step)을 포함한다. 이후의 공정에서는, 본 설명에서 로스팅된 광물 중의 ZnO을 중성 조건 또는 약산성 조건에서 용출(leaching)시킴으로서 용액으로 만들어 각각 중성 용출 잔류물 및 약산성 용출 잔류물로서 Zn-감손 잔류물(Zn-depleted residue)을 생성한다. 그러나 로스팅 중에 일부 Zn은 광물 중에 존재하는 전형적인 불순물인 Fe과 반응하고, 비교적 불용성인 아연 페라이트(zinc ferrite)를 형성한다. 따라서 용출 잔류물은 황산 납, 황산 칼슘 및 기타 불순물이외에도, 페라이트 형태로 상당히 큰 부분의 Zn을 함유한다. 본 발명의 방법에 의하면, 페라이트로부터 Zn의 회수 방법은 산 농도를 높게, 즉 H2SO4 1 ℓ당 50 g 내지 200 g을 사용하는 특이 습식제련법(hydro-metallurgical)이 요구된다. 이러한 형태의 방법은 US 4,415,540에 설명되어 있다.
상기 산성 처리의 잇점은 Zn 이외에 거의 모든 Fe, 및 또한 기타 불순물(예컨대 As, Cu, Cd, Ni, Co, Tl, Sb)이 용해된다는 것이다. 이 후의 Zn의 전해채취(electrowinning)에 지장을 주는 상기 요소들은 심지어 매우 낮은 농도라도 황산 아연 용액에서 제거되어야 한다. Zn 분말을 첨가하여 Cu, Cd, Co, Ni 및 Tl을 침전시키면서, 가수분해를 통해서 헤머타이트(hematite), 자로사이트(jarosite) 또는 침철석(goethite)으로서 Fe을 제거시키는 것이 통상적이다. 중금속이 유실되는 것은 위험하므로 이러한 Fe을 함유하는 잔류물은 제어가 잘 된 매립지에서 처리되어야 한다. 그러나 이러한 잔류물 매립지는 환결 파괴 없이 지속될 수 있는 방법으로서 의심스러운 강한 환경 규제 하에 있다. 상기 처리의 또 다른 단점은 Fe을 함유하는 잔류물 중에서의 금속(예컨대 In, Ge, Ag 및 Zn)의 손실이다.
페라이트를 함유하는 잔류물의 대안 처리 방법은 슬래그(slag)와 Zn 및 Pb를 함유하는 퓸(fume)을 생성하는, Waelz kilns를 사용하는 공장에 적용하는 방법이다. 유사하게 Dorschel 타입의 회전하는 불꽃-연소 노(rotary flame-fired furnace)가 배치 방법(batch process)에 사용될 수 있다. 또 다른 접근으로는 하프 샤프트 블래스트 노(half shaft blast furnace)에서 연료로서 코크스(coke)를 사용하여 용출 잔류물을 처리하여 Zn 및 Pb를 함유하는 퓸, 매트(matte) 및 슬래그 를 생성하는 것이다. 이러한 건식야금(pyro-metallurgical) 처리로 Zn과 Pb의 회수율이 탁월하며, 그 중에서도 Ag, Ge 및 In의 회수율이 매우 큰 결과를 가져오는 것이 통상적이다.
그러나, 이러한 방법들은 큰 단일-용기 작동(large single-vessel operation)으로 규모를 늘릴 수 없기 때문에 요즘의 아연 스멜터(zinc smelter)에 부적합하다. 이러한 사실 때문에 요즘의 Zn 스멜터는 비용면에서 효율적인 용액이 아니다.
Erzmetall 53 (2000) Nr. 6, p. 373-384에는 제련(smelting) 반응기 방법을 '산업적으로 낮은 아연을 함유하는 잔류물로부터 아연을 회수하기 위한 제련 반응기'로 기재하고 있다. 상기 방법에서 아연과 납은 환원제와 연료로서 잔류물에 함유하고 있는 탄소에 의해서 순간-휘발된다. 산화철, 실리카 및 알루미나와 같은 구성성분은 이의 표면상에 부푼 산소와 천연 가스의 혼합물을 사용하여 아연과 납이 추가로 고갈된 슬래그를 형성한다. 그러나 산화철은 금속 상태로 결코 환원되지 않는다. 제련 반응기를 고온에서 작동시켜 순수한 산소를 사용하면 상기 방법의 경제적인 면이 문제가 된다.
다수의 Zn 퓸화 방법을 기재하고 있지만, 최근 문헌은 Zn을 함유하는 Fe계 제2 잔류물, 예컨대 EAF 더스트의 처리에 촛점을 맞추고 있다. 이러한 관점에서 직접 환원 방법에 의한 DRI(직접 환원 철)의 생산으로 금속이 고형상으로 환원되고, 따라서 제련물을 생성하기 위한 아주 높은 온도를 피할 수 있다. Fe 풍부 잔류물을 처리하는 목적은 순수한 금속성 Fe을 회수하는 것이 통상적이다. 이러한 방법은 Fe-풍부 원료, 예컨대 EAF 더스트를 처리하기에 매우 적당하지만 본 발명의 목적인 Fe 함량이 낮으며 오염이 많이 된 잔류물로부터 품질이 좋은 DRI를 생성할 수는 없다. 이러한 경우, 생성된 DRI는 실제로 Cu, Ag 및 Ge와 같은 금속이 부족하여 강철 산업 분야에서 추가로 가공하기에는 적당하지 않다.
Fe-풍부 잔류물을 처리하기 위한 방법 중 하나의 예로는 Iron Steelmaker I and SM, Vol. 30, Nr 4, p. 55-60에 'Primus(상표명) 방법으로의 아연을 함유하는 잔류물의 재순환'에 기재된 Primus 방법이 있다. 이러한 2-공정 방법은 철 산업 분야에 유용한 형태[예컨대 주선철(cast pig iron)]로 환원된 철을 변환시킴으로써 전기로와 함께 다단 DRI 노(multiple-hearth DRI furnace)가 결합된 것이다. 상기 방법의 제2 공정에서 DRI로 최종 환원 탈황법(desulphurisation)과 탄화법(carburization)를 실행한다. 임의의 철을 슬래그로 재산화시키는 것은 의도적으로 피한다.
본 발명의 일차 목적은 Zn 제조 산업에서의 잔류물로부터 Cu, Ag, Ge 및 Zn과 같은 광범위한 범위의 비철 금속의 회수와 분리를 위한 방법을 제공하는 것이며; 또한 상기 방법으로 생성된 Fe은 환경적으로 허용가능한 산출물이여야 한다. 그러나 Fe의 실제 밸러리제이션(valorisation)은 계획된 잔류물에서 Fe의 농도가 비교적 낮고, Fe의 내재 가치(intrinsic value)가 약간 낮기 때문에 중요하지 않다. 상기 목적은 하기 공정 (a), (b), (c) 및 (d)을 포함하며, Zn, Fe 및 Pb 함유 잔류물에 금속가(metal value)의 밸러리제이션을 위한 방법에 의해서 획득된다:
a) 상기 잔류물을 직접 환원 처리하여, 금속성 Fe-함유 상(metallic Fe-bearing phase)과 Zn 및 Pb를 함유하는 제1 퓸(fume)을 생성하는 공정;
b) Zn 및 Pb를 함유하는 제1 퓸을 추출하고, Zn 및 Pb를 밸러리제이션시키는 공정;
c) 금속성 Fe-함유 상을 산화 제련(oxidising smelting) 처리하여, Fe-함유 슬래그와 제2 금속 함유 퓸을 생성하는 공정; 및
d) 제2 금속 함유 퓸을 추출하고, 이들의 금속성 함유물의 일부 또는 전부를 밸러리제이션시키는 공정.
본 발명의 하나의 실시양태에서 보면, 직접 환원 공정에서 Zn, Fe 및 Pb를 함유하는 잔류물 중 50 % 이상, 바람직하게는 90 % 이상의 Fe을 함유하는 금속성 Fe-함유 상이 수득되며; 또 다른 실시양태에서 산화 공정 도중에 금속성 Fe-함유 상 중의 Fe은 슬래그 중의 FeO로 주로 산화되며, 금속성 Fe-함유 상 중 90 % 이상의 Fe은 FeO로 산화된다.
Zn, Fe 및 Pb를 함유하는 잔류물은 중성 용출 잔류물 또는 약산성 용출 잔류물일 수 있다. 슬래그의 유동성은 Fe2O3이 대량 형성되는 것을 피함으로써 획득되어 주로 FeO 형성으로의 산화를 제한한다. 적당한 양의 모래와 같은 산성 플럭스(flux), 및 바람직하게는 산성과 염기성 플럭스[예컨대 라임(lime), 석회암(limestone) 또는 돌로마이트(dolomite)]의 혼합물이 존재하면 슬러그 유동성이 강화되어 작업 온도를 낮게 할 수 있다.
존재한다면 금속성 Fe-함유 상으로부터의 대량의 Cu와 Ag은 산화 제련 공정에서 분리된 Cu-함유 상에 수집될 수 있다.
Zn, Fe 및 Pb를 함유하는 잔류물이 또한 Ge를 함유한다면 직접 환원 공정에서 생성된 제1 퓸 중에 존재하는 Ge의 분획물은 분리될 수 있으며, 이후에 산화 제련 공정을 거칠 수 있다. 이러한 Ge 분리는 Fe 수산화물과 공침시키거나 또는 탄닌산을 첨가하여 실행하는 것이 바람직하다. 동일한 원리가 In에도 적용된다.
제1 퓸은 직접 환원 공정에서 사용되는 반응기에서 산화되는 것이 유리할 수 있다.
직접 환원 공정에서 사용하는 반응기는 다단로일 수 있으며; 산화 제련 공정에서의 반응기는 수중 랜스로(submerged lance furnace)일 수 있다.
본 발명을 상세하게 지금 설명할 것이다. 제1 공정은 천연 가스, 석탄 또는 코크스와 같은 환원제, 및 선택적으로 플럭스들(로드의 소결을 피하기 위해), 예컨대 석회암(CaCO3)을 첨가한 후 잔류물을 환원시켜, Zn를 함유하는 퓸 및 Pb를 함유하는 퓸과 Fe 이외에 Cu와 Ag와 같은 귀금속을 함유하는 DRI-함유 상을 생성하는 공정으로 구성되어 있다. 상기 퓸의 용출에도 불구하고, Zn와 Pb는 Pb를 함유하는 잔류물과 Zn을 함유하는 용출 액상으로 분리될 수 있다. 존재한다면 Ge는 또한 용출 액상에 용해되며, Ge을 함유하는 잔류물로서 침전될 수 있고, 산화로에 공급되어 추가로 구형 Ge-회수를 강화시킨다.
DRI-함유 상은 바람직하게 석회암과 모래의 첨가 후에 제2 노에서 제련되고 산화된다. Fe의 FeO로의 산화, 가능하다면 Fe의 Fe2O3로의 산화는 특히 발열성이며, 모든 필요한 엔탈피를 생성시킨다. 상기 방법은 심지어 예를 들어 총 원료의 10 %가 약 25 %의 수분 함량을 갖는 Ge을 함유하는 잔류물로 구성되는 경우에도 자용이다. 그러나, Fe 중 50 % 이상이 FeO 대신에 Fe2O3로 산화되면, 슬래그의 액상 온도가 증가하여 라이닝 웨어(lining wear)가 증가하고 요구되는 에너지가 높아지는 것과 같은 단점이 생긴다. Fe이 금속으로 회수되는 대신에 슬래그화된다는 사실은 비철 금속의 탁월한 분리와 회수를 획득하기 위해 지불해야 하는 금액보다 저렴하다. 상기 슬래그는 환경적으로 허용가능한 상태이며, 심지어 실질적으로 사력층 대체물(gravel substitute)로 등급을 높일 수 있다. 상기 슬래그 다음에 2개의 다른 스트림은 상기 작업에서 회수될 수 있다: 통상적으로 Ge와 In을 함유하는 퓸, 귀금속, 예컨대 Ag를 함유하는 Cu-함유 상. 상기 상은 Cu-풍부 스트림과 Ag-풍부 스트림으로 Cu와 Ag를 분리하여 고전적인 Cu 또는 귀금속 플로우시트로 정련될 수 있다. 상기 퓸은 용출되어 Ge 생성에 있어서 공급재료로서 사용될 수 있다.
다단로와 수중 랜스로와 같은 유용한 반응기는 본 발명에서 기재된 큰 단일-용기 작동에서 그 자체로 사용한다. 전체 방법은 에너지가 효율적이며, 작동 비용이 적고 높은 금속가 회수율이 수득된다. 따라서 본 발명은 습식제련 Zn 잔류물 처리가 경제적으로 완료될 수 있는 실질적으로 폐기물이 없는 방법으로서 제공된다.
하기의 실시예에서는 로스트되고 이후에 용출되는 광물에 함유되어 있는 상이한 비철 금속을 분리하는 방법을 설명한다. 상이한 원료와 생성물 분석은 물질 균형과 함께 표 1에 나타내었다.
약산성 용출 잔류물 10,000 g[주로 아연 페라이트(ZnO.Fe2O3), 황산 납(PbSO4), 황산 칼슘(CaSO4), 황산 아연(ZnSO4) 및 불순물, 예컨대 CaO, SiO2, MgO, Al2O3, Cu2O, SnO로 구성되어 있음]을 건조시키고, 3,000g의 코크스(순도 85 % 이상)와 완전히 혼합하였다. 코크스 양은 원료 조성물 중에 변동폭을 조작하기 위해 약 5 % 이상으로, DRI 중의 Fe과 기타 금속, 퓸 중의 퓸 Zn과 기타 금속을 환원시키기 위해서 계산하였다. 용출 잔류물 중의 금속 함량은 표 1에 나타내었고, 여기서 "기타(others)"라는 용어는 상기를 모두 합한 불순물과 연결된 산소와 황을 나타낸다. 코크스에 있어서 "기타(others)"라는 용어는 이의 재 함량을 나타낸다. 본 실험에서 첨가하는 플럭스는 없다.
그 다음에 상기 혼합물을 내부 직경이 454 mm이고 높이가 470 mm인 직접 환원 노에 로딩하였다. 두개의 팔은 수직으로 중심 샤프트에 부착되어 있다. 상기 샤프트는 2 rpm으로 회전한다. 4개의 이(teeth)는 각각의 팔에 위치하고 있으며, 상기는 로딩물을 연속적으로 교반시킨다. 상기 이는 하나의 팔이 중심 샤프트를 향해 로딩물을 밀면서, 다른 팔은 반대 방향으로 밀어 노 주위에서 쌓이지 않고 로 딩물이 연속적으로 교반하도록 위치시킨다. 노의 환경은 공기와 천연 가스의 혼합물이 연소되는 분리된 연소 챔버(separate combustion chamber)를 사용하여 조절한다. 아주 적은 가스 흐름물은 람다 값을 1로 유도하는 천연 가스가 6 Nm3/hr이고, 공기는 47 Nm3/hr이다. 2 시간 동안 상기 혼합물을 점차적으로 노의 대기 온도가 1100 ℃에 도달할 때 까지 가열시키고; 상기 온도를 대략 4 시간 동안 유지시킨다. 퓸은 카트리지 필터를 사용하여 수집하고, 상기 카트리지 필터는 매 시간 마다 비운다. 표 1에 나타낸 퓸 분석은 시간 당 수집된 샘플 분석의 평균이다. 이러한 퓸은 ZnO와 PbO/PbSO4로서 존재하는 Zn과 Pb가 풍부하다. 표 1에서의 "기타(others)"는 주로 약간의 잔재물과 함께, 퓸화된 금속과 연결된 산소와 황으로 구성되어 있다.
환원 공정의 마지막에 DRI는 노에서 제거되며, 분석용으로 시료를 채취한다. 수득된 DRI는 원료에 관련하여 Ag 88 %, Cu 99 %, Ge 70%, Zn 7 % 및 Fe 98 %를 포함한다. 잔류물로부터 코크스 잔여물과 경금속 산화물, 예컨대 CaO, SiO2, Al2O3 및 MgO로 희석하면 DRI(41.9 %) 중 Fe이 소량이 된다. 상기는 통상적으로 80 % 내지 90 %의 Fe을 함유하는 고전적인 DRI에서 수득된 DRI와는 상이하다.
제2 공정에서, 모래와 석회암을 DRI에 첨가하여 수득된 혼합물을 산화로에 로딩한다. 제련조를 통해 공기가 거품으로 일어나도록 하면서 도가니내에 N2-대기하에서 제련시키고 약 3 시간 동안 1200 ℃를 유지시켜 코크스로부터 잔존하는 C를 버닝(burning)시키고 Fe를 FeO로 산화시킨다. Fe를 FeO로 산화시키는데 필요한 공기의 양은 표 1에 나타나 있는 DRI의 분석을 기초로 계산하였다. Fe2O3가 생성되는 것은 액상 온도가 가능한 낮은 슬래그를 수득하기 위해서 피한다. 코크스의 버닝과 Fe의 FeO로의 전환은 임의의 O2 농축없이 노를 작동시키기 위한 충분한 에너지를 발생시킨다.
산화 제련 공정 후 3개의 분리 상이 회수된다: 퓸, 슬래그 및 Cu-함유 상. 상기 퓸은 카트리지 필터에 수집된다. 표 1은 이러한 퓸에 Zn과 Pb가 다시 풍부해진 것을 보여준다. 퓸 총량이 작기 때문에 Ge와 In와 같은 구성 성분과 As, Sn, Bi 및 Sb와 같은 불순물은 원료에 비하여 상당한 양이다.
슬래그의 환경적인 안정성은 30 % 슬래그와 10 % 시멘트를 함유하는 콘크리트를 형성한 후와 형성되도록 슬래그를 시험하였다. 이러한 시험은 European norm NEN 7343에 따라 실행하여 물질이 4 mm 이하의 PSD로 깨지며, 산성수로 여과된다. 용출력은 비철 금속 슬래그(non-ferro metallurgical slag)를 기준으로 VLAREA("Vlaams reglement voor afvalvoorkoming")에 따라 평가하였다. 슬래그와 슬래그-함유 콘크리트 둘 다의 용출력은 건축 산업용으로 의도되는 제품에 적용가능한 제한 이하임이 입증되었다.
Cu-함유 상과 슬래그는 경사분리에 의해서 분리시키고, 시료로 채취하고, 분석하였다. 슬래그 분석으로 환경적으로 완전한 슬래그가 수득되는 것을 확신할 수 있는 용출성 중금속(예컨대 Pb)이 최소량인 것을 보여준다. 슬래그 중 "기타 (others)" 퍼센트가 높은 것은 CaO, SiO2, MgO 및 Al2O3 때문이다.
Cu-합금은 다소의 불순물, 주로 Fe, As, Sb 및 Sn과 함께 원료에 89 % Ag와 80 % Cu를 함유한다.
Figure 112006000268455-PCT00001
따라서 본 발명의 방법으로 하기와 같은 금속을 분리할 수 있다:
- 상이한 잔류물 중 Pb와 Ge의 분리, 및 용출 액상 중 Zn의 분리를 위해 공지된 방법으로 처리될 수 있는 제1 퓸 중의 Zn, Pb, 및 소량의 Ge;
- 고전적인 Cu와 이전의 금속 플루오시트를 사용하여 정련할 수 있는 합금 중의 Cu와 Ag;
- Ge가 매우 풍부한 제2 퓸 중의 Ge(Ge는 비용이 저렴하게 정련될 수 있음);
- 비활성 및 환경적으로 안정한 슬래그 중의 Fe(예를 들어 콘크리트 중의 사력층 대체물로서 재사용가능함).

Claims (12)

  1. Zn, Fe 및 Pb 함유 잔류물 중 금속가(metal value)를 밸러리제이션(valorisation)하는 방법으로서,
    하기 공정 (a), (b), (c) 및 (d)를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법:
    (a) 상기 잔류물을 직접 환원 처리하여 금속성 Fe-함유 상(metallic Fe-bearing phase)과 Zn 및 Pb를 함유하는 제1 퓸(fume)을 생성하는 공정;
    (b) Zn 및 Pb를 함유하는 제1 퓸을 추출하고, Zn 및 Pb를 밸러리제이션하는 공정;
    (c) 금속성 Fe-함유 상을 산화 제련 처리하여, Fe 함유 슬래그(slag)와 제2 금속 함유 퓸을 생성하는 공정; 및
    (d) 제2 금속 함유 퓸을 추출하고 일부 또는 전부의 금속 함유물을 밸러리제이션하는 공정.
  2. 제 1 항에 있어서,
    Zn, Fe 및 Pb 함유 잔류물 중 Fe이 50 % 이상, 바람직하게는 90 % 이상 함유되어 있는 금속성 Fe 함유 상은 직접 환원 공정 중에 수득되는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    금속성 Fe 함유 상내의 Fe은 산화 공정 중에 주로 슬래그내의 FeO로 산화되는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    금속성 Fe 함유 상내 50 % 이상, 바람직하게는 90 % 이상의 Fe은 산화 제련 공정 중에 FeO로 산화되는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    Zn, Fe 및 Pb 함유 잔류물은 중성 용출 잔류물(neutral leach residue)이거나 또는 약산성 용출 잔류물인 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 3 항 또는 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    산성 플럭스(acidic flux), 바람직하게는 산성 플럭스와 염기성 플럭스의 혼합물은 산성 제련 공정 중에 존재하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    Zn, Fe 및 Pb 함유 잔류물은 Cu와 Ag를 함유하며, 분리된 Cu 합금 상은 산화 제련 공정 중에 Cu와 Ag를 다량 함유하여 생성되는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    Zn, Fe 및 Pb 함유 잔류물은 Ge를 함유하며, 직접 환원 공정 후에 제 1 퓸 중에 존재하는 Ge의 분획물을 분리하여, 산화 제련 공정을 실행하는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    Fe 수산화물과 공침(co-precipitation)시키거나 또는 탄닉산(tannic acid)을 첨가하여 Ge를 분리하는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    제1 퓸은 직접 환원 공정에서 사용하는 반응기에서 산화시키는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    직접 환원 공정에 사용되는 반응기는 다단로(multiple hearth furnace)인 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    산화 제련 공정에 사용되는 반응기는 수중 랜스로(submerged lance furnace)인 것을 특징으로 하는 방법.
KR20067000139A 2003-07-04 2004-06-08 아연 잔류물로부터 비철 금속을 회수하는 방법 KR101084927B1 (ko)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP03077120 2003-07-04
EP03077120.8 2003-07-04
US48464803P 2003-07-07 2003-07-07
US60/484,648 2003-07-07
PCT/EP2004/006238 WO2005005674A1 (en) 2003-07-04 2004-06-08 Recovery of non-ferrous metals from zinc residues

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20060026950A true KR20060026950A (ko) 2006-03-24
KR101084927B1 KR101084927B1 (ko) 2011-11-17

Family

ID=34923959

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR20067000139A KR101084927B1 (ko) 2003-07-04 2004-06-08 아연 잔류물로부터 비철 금속을 회수하는 방법

Country Status (16)

Country Link
US (1) US7597740B2 (ko)
EP (1) EP1641948B1 (ko)
JP (1) JP4461283B2 (ko)
KR (1) KR101084927B1 (ko)
CN (1) CN100392123C (ko)
AT (1) ATE364726T1 (ko)
AU (1) AU2004256162B2 (ko)
BR (1) BRPI0412304B1 (ko)
CA (1) CA2528139C (ko)
DE (1) DE602004006998T2 (ko)
ES (1) ES2289525T3 (ko)
MX (1) MXPA06000016A (ko)
NO (1) NO341671B1 (ko)
PL (1) PL1641948T3 (ko)
WO (1) WO2005005674A1 (ko)
ZA (1) ZA200510136B (ko)

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7815708B2 (en) 2003-09-29 2010-10-19 Umicore Process and apparatus for recovery of non-ferrous metals from zinc residues
WO2006133777A1 (en) * 2005-06-13 2006-12-21 Umicore Separation of metal values in zinc leaching residues
CN101610977B (zh) * 2006-12-22 2012-12-19 尤米科尔公司 合成电活性晶态纳米LiMnPO4粉末
US8641921B2 (en) * 2007-03-19 2014-02-04 Umicore Room temperature single phase Li insertion/extraction material for use in Li-based battery
EP1997919A1 (fr) * 2007-05-24 2008-12-03 Paul Wurth S.A. Procédé de valorisation de résidus riches en zinc et en sulfates
US8043408B2 (en) * 2007-09-04 2011-10-25 Cardero Resource Corporation Direct smelting of zinc bearing compounds to produce metallic zinc
CN101845551B (zh) * 2009-08-24 2012-02-22 中国恩菲工程技术有限公司 从含锌渣中回收有价金属的工艺
CN102198428B (zh) * 2011-04-13 2013-01-02 济源市东方化工有限责任公司 锌业回转窑锌渣选铁后选碳的生产方法
FI124912B (fi) * 2012-04-16 2015-03-31 Outotec Oyj Menetelmä ei-rautametallien metallurgisten kuonien käsittelemiseksi
CN103334011B (zh) * 2013-07-22 2015-01-21 云南临沧鑫圆锗业股份有限公司 从提锗煤渣和提锗酸渣中二次回收锗的工艺方法
CN103436707B (zh) * 2013-08-19 2016-06-22 昆明理工大学 一种回收锌挥发窑窑渣中铁、铟、锡的方法
CN104307628A (zh) * 2014-09-19 2015-01-28 河南金利金铅有限公司 一种铅锌冶炼烟化炉渣综合利用的方法
CN105331804B (zh) * 2015-09-28 2017-11-03 中国钢研科技集团有限公司 钢厂脱锌炉共处理含锌浸出渣的方法
CN105441683B (zh) * 2015-11-13 2017-12-08 湖南中大联合创新科技发展有限公司 一种混合废渣的综合处理方法
CN108291271A (zh) * 2015-11-23 2018-07-17 株式会社永豊 环保的锌冶炼方法
CN105483387B (zh) * 2015-12-09 2017-09-19 中南大学 一种含铁冶金废料无害化处理及回收有价金属的方法
IT201600089470A1 (it) * 2016-09-05 2018-03-05 Giovanni Modica Processo per ottenere piombo metallico dai composti del piombo presenti in una batteria piombo acido a fine mediante reazione con zinco metallico.
CN106868306B (zh) * 2016-12-23 2018-08-14 河南豫光锌业有限公司 一种锌浸渣有价金属高效回收的方法
CN112442606A (zh) * 2020-11-24 2021-03-05 荆门市格林美新材料有限公司 一种从含锗铜钴合金中回收锗的方法
CN112760497B (zh) * 2021-01-26 2022-09-09 云南东昌金属加工有限公司 提锗尾气净化处理的吸收碱液中锗的回收方法
CN114934185A (zh) * 2022-05-05 2022-08-23 广西万仕智稀贵金属科技有限公司 一种炼锑废渣回收金银铂贵金属的工艺及装置
CN116875826B (zh) * 2023-09-07 2023-11-14 昆明理工大学 一种氧化锌烟尘深度、短流程提锗的方法

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2836487A (en) * 1955-01-31 1958-05-27 Fur Unternehmungen Der Eisenun Process for the separation of iron from other metals accompanying iron in ores or waste materials
US2932566A (en) * 1957-03-01 1960-04-12 Metallurgical Dev Co Blast furnace smelting of zinciferous materials
US3721547A (en) * 1971-09-15 1973-03-20 Cleveland Flux Co Method of fluxing and fluidizing slag in a cupola
US3756804A (en) * 1972-02-16 1973-09-04 Deltech Inc Process for reclamation of flue dust
AU462882B2 (en) * 1972-03-08 1975-06-24 The Calumite Company Manufacture of colored glass
NO135428C (ko) * 1974-03-21 1977-04-05 Norske Zinkkompani As
US4415540A (en) * 1978-05-05 1983-11-15 Provincial Holdings Ltd. Recovery of non-ferrous metals by thermal treatment of solutions containing non-ferrous and iron sulphates
US4248624A (en) * 1979-04-26 1981-02-03 Hylsa, S.A. Use of prereduced ore in a blast furnace
US4415356A (en) * 1980-10-01 1983-11-15 Inco Limited Process for autogenous oxygen smelting of sulfide materials containing base metals
IT1137505B (it) 1981-03-13 1986-09-10 Samim Soc Azionaria Minero Met Procedimento per il recupero o la concentrazione di materiali non ferrosi quali zinco e piombo ed apparecchiatura per condurre detto procedimento
SU1048810A1 (ru) 1982-02-10 1989-07-07 Институт проблем литья АН УССР Плазменна установка дл плавки и рафинировани металла
US4519836A (en) * 1983-07-20 1985-05-28 Vsesojuzny Nauchno-Issledovatelsky Institut Tsvetnoi Metallurgii Method of processing lead sulphide or lead-zinc sulphide ores, or sulphide concentrates, or mixtures thereof
US4521245A (en) * 1983-11-02 1985-06-04 Yarygin Vladimir I Method of processing sulphide copper- and/or sulphide copper-zinc concentrates
AU565803B2 (en) * 1984-02-07 1987-10-01 Boliden Aktiebolag Refining of lead by recovery of materials containing tin or zinc
US5282881A (en) * 1989-08-24 1994-02-01 Ausmelt Pty. Ltd. Smelting of metallurgical waste materials containing iron compounds and toxic elements
US5256186A (en) * 1990-10-12 1993-10-26 Mount Isa Mines Limited Method for the treatment of dusts and concentrates
FI910692A (fi) * 1991-02-13 1992-08-14 Outokumpu Oy Foerfarande foer tillvaratagande av metallinnehaollet i metallurgiska avfallsutfaellning och -damm genom att anvaenda suspensionssmaeltningsfoerfarande.
US5738694A (en) * 1994-01-21 1998-04-14 Covol Technologies, Inc. Process for recovering iron from iron-containing material
US5942023A (en) * 1997-02-12 1999-08-24 Exide Corporation Process for recovering metals from electric arc furnace (EAF) dust
WO1998036102A1 (en) * 1997-02-17 1998-08-20 Buka Technologies Pty. Ltd. Refining zinc sulphide ores
US6379421B1 (en) * 1999-02-25 2002-04-30 Hylsa S.A. De C.V. Method and apparatus removing undesirable metals from iron-containing materials
CN1405338A (zh) * 2001-09-17 2003-03-26 中南大学 浸锌渣中有价元素的综合回收方法
US7815708B2 (en) * 2003-09-29 2010-10-19 Umicore Process and apparatus for recovery of non-ferrous metals from zinc residues

Also Published As

Publication number Publication date
CN100392123C (zh) 2008-06-04
US20070125197A1 (en) 2007-06-07
ATE364726T1 (de) 2007-07-15
NO341671B1 (no) 2017-12-18
JP4461283B2 (ja) 2010-05-12
DE602004006998T2 (de) 2008-05-15
AU2004256162B2 (en) 2009-03-26
EP1641948A1 (en) 2006-04-05
KR101084927B1 (ko) 2011-11-17
ES2289525T3 (es) 2008-02-01
PL1641948T3 (pl) 2007-11-30
CA2528139A1 (en) 2005-01-20
WO2005005674A1 (en) 2005-01-20
DE602004006998D1 (de) 2007-07-26
NO20060574L (no) 2006-04-03
AU2004256162A1 (en) 2005-01-20
BRPI0412304A (pt) 2006-07-04
US7597740B2 (en) 2009-10-06
EP1641948B1 (en) 2007-06-13
CA2528139C (en) 2012-07-10
MXPA06000016A (es) 2006-04-07
CN1813075A (zh) 2006-08-02
JP2007506860A (ja) 2007-03-22
BRPI0412304B1 (pt) 2013-11-26
ZA200510136B (en) 2007-04-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101084927B1 (ko) 아연 잔류물로부터 비철 금속을 회수하는 방법
US8557174B2 (en) Process and apparatus for recovery of non-ferrous metals from zinc residues
US8101153B2 (en) Method for the valorisation of zinc-and sulphate-rich residue
EP0489083B1 (en) Smelting of metallurgical waste materials containing iron compounds and toxic elements
US4741770A (en) Zinc smelting process using oxidation zone and reduction zone
CA1279198C (en) Zinc smelting process using oxidation zone and reduction zone
Jones ConRoast: DC arc smelting of deadroasted sulphide concentrates
CN115821054A (zh) 一种铅精矿的冶炼方法
Iones DC arc smelting of dead-roasted sulphide
MXPA06003545A (en) Process and apparatus for recovery of non-ferrous metals from zinc residues

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20141023

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20151016

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20161019

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20171018

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20181018

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20191016

Year of fee payment: 9