KR20130045322A

KR20130045322A - 로터리 킬른 및 금속 회수방법

Info

Publication number: KR20130045322A
Application number: KR20137000167A
Authority: KR
Inventors: 잇슈 데츠야마; 류이치 아가와; 마사카즈 야노; 미츠요시 후지카와
Original assignee: 미쓰이 긴조꾸 고교 가부시키가이샤; 스미도모쥬기가이고교 가부시키가이샤
Priority date: 2010-07-12
Filing date: 2011-07-12
Publication date: 2013-05-03
Also published as: CN102893113A; WO2012008453A1; CN102893113B; KR101434807B1; JP5770984B2; JP2012021664A

Abstract

금속을 함유하는 피처리물을 연소처리하는 회전로(rotary furnace)와, 접속부를 통하여 상기 회전로와 접속되고, 상기 회전로에서 연소처리된 상기 피처리물의 용융물로부터, 전기에 의한 가열처리에 의하여 금속을 분리시키는 전기로(electric furnace)와, 상기 전기로에 환원제(還元劑)를 공급하는 환원제 공급수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 로터리 킬른.

Description

로터리 킬른 및 금속 회수방법{Rotary kiln and metal recovery method}

본 발명은, 피(被)처리물로부터 금속을 회수할 수 있는 로터리 킬른 및 그 로터리 킬른을 이용한 금속 회수방법에 관한 것이다.

종래의 로터리 킬른으로서, 금속을 함유하는 피처리물을 연소처리하는 회전로(rotary furnace)를 구비하는 것이 알려져 있다(예컨대, 특허문헌 1 참조). 이 로터리 킬른은, 가전(家電) 등의 기판을 회전로 속에서 회전시키면서 연소시킴으로써 용융시키고, 용융물을 회전로의 출구로부터 슬래그 냉각장치로 떨어뜨리고 있다. 슬래그 냉각장치는, 용융물을 물로 냉각함과 함께 파쇄함으로써, 쇄괴(碎塊)를 형성한다. 이 쇄괴는, 자기(磁氣)선광(選鑛)장치 등에 의하여, 금속의 쇄괴와 슬래그의 쇄괴로 분별된다.

일본국 특허공개 2008-139009호 공보

그러나, 종래의 로터리 킬른에서는, 한번 용융한 피처리물을 냉각하고, 쇄괴를 다른 장치까지 반송하여 금속과 슬래그를 분별할 필요가 있어서, 비효율적이다. 또한, 한번 가열한 피처리물을 냉각할 필요가 있어, 에너지효율 관점에서도 개선의 필요가 있었다. 또한, 상술한 바와 같은 자기(磁氣)선광법에서는, 금속의 회수율에 한계가 있어, 피처리물로부터 충분히 금속을 회수할 수 없는 경우가 있었다. 이상으로부터, 피처리물로부터 금속을 효율적으로 회수함과 함께, 회수율을 향상시킬 것이 요구되고 있었다.

따라서, 본 발명은, 피처리물로부터 금속을 효율적으로 회수함과 함께, 회수율을 향상시킬 수 있는 로터리 킬른을 제공하는 것을 목적으로 한다.

로터리 킬른은, 금속을 함유하는 피처리물을 연소처리하는 회전로(rotary furnace)와, 접속부를 통하여 회전로와 접속되고, 회전로에서 연소처리된 피처리물의 용융물로부터, 전기(電氣)에 의한 가열처리에 의하여 금속을 분리시키는 전기로(electric furnace)와, 전기로에 환원제(還元劑)를 공급하는 환원제 공급수단을 구비한다.

이 로터리 킬른에 의하면, 전기로는, 회전로에서 연소처리된 피처리물의 용융물로부터 전기에 의한 가열처리에 의하여 금속을 더욱 분리시킬 수 있다. 이로써, 피처리물의 용융물에 함유되는 금속을 회수할 수 있다. 또한, 전기로는 회전로와 접속부를 통하여 접속되어 있기 때문에, 피처리물은 회전로에서 연소처리된 후, 냉각공정이나 다음의 처리장치로 이동하는 공정 등을 요하지 않고, 즉시 용융물로서 전기로로 투입된다. 따라서, 피처리물로부터의 금속 회수를 효율적으로 행할 수 있다. 또한, 회전로로부터 배출된 피처리물의 용융물을 냉각하는 공정이 들어가지 않기 때문에, 회전로에서의 연소처리에 의한 열을 전기로에 있어서의 가열처리에 유효하게 이용할 수 있어, 에너지효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 환원제 공급수단이 전기로에 환원제를 공급할 수 있기 때문에, 전기로 내의 용융물 속에 포함되는 금속산화물을 환원반응시킴으로써, 보다 많은 금속을 회수할 수 있다. 이상에 의하여, 피처리물로부터 금속을 효율적으로 회수함과 함께, 회수율을 향상시킬 수 있다.

또한, 로터리 킬른에 있어서, 전기로는, 회전로의 출구의 하방(下方)에 배치되고, 접속부와 비접촉으로 낙하하는 피처리물이 투입되어도 좋다. 회전로에서 연소처리되어 배출되는 피처리물의 용융물은, 접속부와 접촉하지 않고, 그대로 하방으로 낙하하여 전기로에 투입된다. 예컨대, 회전로로부터 배출된 용융물이 접속부의 내벽을 타고 가서 전기로로 투입되는 경우, 용융물의 열이 접속부의 내벽에 빼앗겨, 고화(固化)·부착되어 버린다. 한편, 본 발명에 관한 로터리 킬른에 의하면, 회전로에서의 연소처리에 관한 열을 다른 부재에 빼앗기지 않고, 전기로로 공급할 수 있다. 이로써, 금속 회수를 위한 에너지효율이 한층 향상한다.

또한, 로터리 킬른에 있어서, 전기로는, 피처리물의 용융물이 투입되는 투입부와, 피처리물의 용융물을 전기에 의하여 가열처리하는 전극과, 피처리물의 용융물을 배출하는 전기로용 배출구를 구비하고, 투입부, 전극, 및 전기로용 배출구는, 소정의 방향으로 투입부, 전극, 전기로용 배출구의 순으로 배치되어 있어도 좋다. 이로써, 투입부로부터 전기로에 투입된 피처리물의 용융물은, 전극 부근을 통과하여 충분히 가열되어 금속을 분리한 후에, 전기로용 배출구로부터 배출된다. 이로써, 금속의 회수효율이 향상한다.

또한, 로터리 킬른에 있어서, 전기로는, 회전로의 출구의 하방에 배치되고, 회전로의 회전축선(線)방향으로부터 본 경우에, 회전로의 회전방향에 있어서의 하류측에 배치되어 있어도 좋다. 연소처리된 피처리물 용융물은, 회전로가 회전한 상태에서 배출되기 때문에, 회전로의 출구에 있어서, 회전축선의 바로 아래의 위치보다도 회전방향의 하류측의 위치로부터 낙하한다. 전기로는, 회전방향에 있어서의 하류측에 배치되어 있기 때문에, 접속부도 이 전기로의 위치에 맞춘 구성이 된다. 이로써, 회전에 의하여 낙하위치가 어긋남에도 관계없이, 피처리물의 용융물은 접속부의 내벽 등과 접촉하지 않고 전기로로 투입될 수 있다.

또한, 로터리 킬른에 있어서, 회전로는, 연소처리에 의하여 피처리물로부터 분리한 금속을, 둘레면벽을 통하여 배출하는 회전로용 배출구를 가지고 있어도 좋다. 이로써, 회전로에서의 연소처리의 단계에서 분리되는 순도가 높은 금속을, 전기로로 투입하기 전(前)단계에 있어서 회전로용 배출구로부터 회수할 수도 있다.

금속 회수방법은, 상술한 로터리 킬른을 사용하여, 금속을 함유하는 피처리물로부터 금속을 회수한다. 상술한 로터리 킬른을 이용함으로써, 피처리물로부터 금속을 효율적으로 회수함과 함께, 회수율을 향상시킬 수 있다.

또한, 금속 회수방법에서는, 구체적으로, Au, Ag, Cu, Pd, Pb, Sn 중 어느 하나를 금속으로서 회수한다. 또한, 본 발명에 관한 금속 회수방법에서는, 금속을 함유하는 피처리물로서 폐(廢)전자기판, 전선 조각 혹은, 구리·금·은 중 어느 하나를 제련하였을 때의 슬래그를 원료로 하고 있다.

본 발명에 의하면, 피처리물로부터 금속을 효율적으로 회수함과 함께, 회수율을 향상시킬 수 있다.

[도 1] 한 실시형태에 관한 로터리 킬른의 구성을 나타내는 개략 단면도이다.
[도 2] 전기로의 개략적인 구성을 나타내는 단면도이다.
[도 3] 도 3은, 도 2에 나타내는 Ⅲ-Ⅲ선을 따른 단면도이다.
[도 4] 도 4는, 도 2에 나타내는 Ⅳ-Ⅳ선을 따른 단면도이다.
[도 5] 회전로로부터 투입되고 난 후 슬래그 배출구로부터 배출될 때까지의 동안에 있어서의, 전기로 속의 슬래그의 농도와 체류시간의 관계를 나타내는 그래프이다.
[도 6] 로터리 킬른의 효과를 나타내는 실험결과에 관한 표이다.

이하, 첨부도면을 참조하여, 본 발명의 적절한 실시형태에 대하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시형태에 관한 로터리 킬른의 구성을 나타내는 개략 단면도이다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 로터리 킬른(1)은, 회전로(2)와, 2차 연소실(3)과, 연락슈트(접속부)(4)와, 전기로(6)를 구비하고 있다. 로터리 킬른(1)은, 회전로(2)나 전기로(6)를 이용하여 금속을 함유하는 피처리물(W)을 슬래그와 금속으로 분리하여, 금속을 회수하는 것이다. 금속을 함유하는 피처리물(W)은, 예컨대 가전(家電) 등의 기판이나, 전선 조각, 구리 금 은 찌꺼기 등이다. 또한, 이들에 함유되는 금속, 즉 본 실시형태에 관한 로터리 킬른(1)에 의하여 회수할 수 있는 금속은, Cu, Au, Ag, Pb, Sn이나 Pd 등이다.

회전로(2)는, 피처리물(W)을 연소처리함으로써 용융시킨다. 회전로(2)는, 원통형상을 이루고, 그 내벽이 내화재(耐火材)로 내장 시공되어 있다. 회전로(2)는, 버너(10)로부터의 열풍(熱風)에 의하여, 피처리물(W)을 1400～1500℃에서 연소처리할 수 있다. 이 회전로(2)는, 베이스 상에 고정된 지지부(미도시)에 의하여 회전 가능하게 지지됨과 함께 구동장치에 의하여 회전한다. 이 회전로(2)는, 회전축선을 경사시켜서 설치되어 있고, 이로써, 회전로(2) 속에 투입된 피처리물(W)을 연소하면서, 높은 측의 입구(2a)로부터 낮은 측의 출구(2b)로 유동시킨다. 회전로(2)의 입구(2a) 측에는, 피처리물(W)을 투입하기 위한 투입슈트(7)와, 투입된 피처리물(W)을 회전로(2)로 밀어 넣기 위한 투입푸셔(8)가 설치되어 있다. 본 실시형태에 관한 로터리 킬른(1)에서는, 첨가제 등을 넣는 것에 의한 성분조정을 행할 필요가 없다. 성분조정을 행하기 않기 때문에, 슬래그(S)의 증가가 방지된다. 내화물의 손상을 방지하기 위하여, 회전로(2)를 수막(水膜)냉각함으로써 보호한다. 본 실시형태에 관한 로터리 킬른(1)의 연소처리 온도는 1400～1500℃로 고온이어서 내화물의 손상이 커서, 첨가제 등을 넣는 것에 의한 성분조정을 행하여 피처리물(W)의 용융점을 강하하는 것도 유효적인 수단이지만, 그 경우, 슬래그(S)가 증가한다. 따라서, 가능한 한 첨가제를 사용하지 않고 연소시키고, 내화물은 회전로(2)를 수막냉각함으로써 보호한다.

회전로(2)에 있어서, 연소처리된 피처리물(W)의 용융물은, 비중차에 의하여 슬래그(S)와 금속(M1)으로 분리된다. 또한, 피처리물(W) 속의 가연물(可燃物)은 열분해되어 가스화된다. 피처리물(W)로부터 분리한 금속(M1)은, 용융상태 또는 반용융상태가 되어 하층측에 쌓인다. 용융된 금속(M1)의 표면은, 충분한 양의 슬래그로 덮인다. 이로써, 용융된 금속(M1)의 산화는 방지된다. 회전로(2)는, 태핑(tapping)법에 의하여, 용융한 금속(M1)을, 원통형상의 둘레면벽(2c)을 통하여 취득 가능하게 구성되어 있다. 구체적으로는, 회전로(2)는, 회전로(2)의 바닥부에 쌓여 있는 용융한 금속(M1)을 둘레면벽(2c)을 통하여 아래 방향으로 떨어뜨려서 배출할 수 있는, 태핑용 노즐(배출구)(9)을 가지고 있다. 태핑용 노즐(9)은, 회전로(2)의 둘레면벽(2c)에 장착되어 있다. 구체적으로는, 회전로(2)에서 소정시간 용융운전을 계속한 후, 태핑용 노즐(9)이 소정의 위치(바닥부 이외의 위치)에 배치되는 타이밍에서 회전로(2)를 정지시키고, 태핑용 노즐(9)을 개구(開口)한다. 그 후, 회전로(2)의 회전을 재개하여, 태핑용 노즐(9)을 바닥부의 위치에 배치함으로써 용융한 금속(M1)의 부분에 잠입시킨다. 이로써, 금속(M1)은 자중(自重)에 의하여 태핑용 노즐(9)을 통하여 배출되고, 몰드 등의 조괴(造塊)장치에 부어져서 냉각된다. 금속(M1)의 배출이 종료되면, 슬래그(S)도 태핑용 노즐(9)로부터 배출되기 때문에, 이 슬래그(S)의 배출을 확인한 타이밍에서 회전로(2)의 회전을 재개하여, 태핑용 노즐(9)을 개구한다. 이와 같은 동작을 반복함으로써, 회전로(2) 속에서 분리되고 있는 금속(M1)을 선택적으로 회수할 수 있다. 다만, 회전로(2)로부터 전기로(6)로 투입되는 용융물에는, 슬래그(S) 뿐만 아니라, 회전로(2)에서 전부 회수할 수 없었던 금속(M1)이 일부 혹은 전부 포함되어 있어도 좋다.

2차 연소실(3)은, 회전로(2) 속에서 발생한 가스를 더욱 연소시킴으로써, 예컨대, 다이옥신이나 악취물질 등을 분해하여, 배기가스 처리설비에 공급할 수 있다. 2차 연소실(3)은, 회전로(2)의 출구(2b)와 접속되어 있다. 2차 연소실(3)에는, 회전로(2)의 출구(2b) 부근에 2차 연소용 버너(11)가 장착됨과 함께, 또한 상방에, 요소(尿素), 공기, SCC 온도조절수(水)를 공급하는 공급장치나 교반(攪拌)블로어가 장착되어 있다.

연락슈트(4)는, 회전로(2)와 전기로(6)를 접속하는 연락통로이다. 연락슈트(4)는, 2차 연소실(3)의 하측으로부터 하방으로 뻗도록 설치되어 있고, 이 2차 연소실(3)과 연통(連通)되어 있다. 연락슈트(4)를 구성하는 벽면부는, 회전로(2)의 출구(2b)로부터 배출되는 슬래그(S)와 내벽면이 접촉하지 않도록 위치의 조정이 행하여져 있다. 이와 같은 구성에 의하여, 슬래그(S)는, 연락슈트(4)의 내벽면과 비접촉으로, 이 연락슈트(4) 속을 수직으로(혹은, 회전로(2)의 회전력이나 이 회전로(2) 속에서의 유속(流速)에 의하여, 소정의 각도를 가지고) 낙하하여 전기로(6)로 투입된다. 슬래그(S)가 연락슈트(4)와 접촉하지 않기 때문에, 슬래그(S)의 열은 연락슈트(4)의 벽면부에 빼앗기지 않고, 혹은 부착 고화하지 않고, 전기로(6) 속에 공급된다. 연락슈트(4)에는, 버너(12)가 장착되어 있다. 이 버너(12)는, 슬래그(S)가 연락슈트(4)에서 막혔을 때나, 슬래그(S)가 연락슈트(4)의 벽면에 부착된 경우에 있어서의 비상용 용융수단이다. 즉, 슬래그(S)가 막힌 경우 등에 가열하고 용융시켜, 낙하시킨다.

전기로(6)는, 연락슈트(4)를 통하여 회전로(2)와 접속되고, 회전로(2)에서 연소처리된 피처리물(W)의 용융물로부터, 전기에 의한 가열처리에 의하여 금속을 분리시킨다. 본 실시형태에서는, 회전로(2) 속에서 분리한 슬래그(S) 속에 잔존하고 있는 금속을 회수할 수 있다. 전기로(6)는, 전기저항가열로로서, 용융물을 체류시켜 슬래그(S)로부터 금속(M2)을 분리시키는 탱크(20)와, 슬래그(S)를 전기에 의하여 가열하는 전극(21A, 21B, 21C)을 구비하고 있다. 탱크(20) 속에서는, 하측에 용융한 금속(M2)의 층이 형성되고, 상측에 용융한 슬래그(S)의 층이 형성된다. 또한, 전기로(6)에는, 환원제로서의 코크스를 전기로(6) 속으로 공급하는 코크스 공급장치(22A)가, 공급라인(22B)을 통하여 접속되어 있다. 환원제로서, 코크스 외, 석탄, 폐카본을 이용할 수 있다. 또한, 전기로(6)는, 금속 회수라인(23)을 통하여 탱크(20) 속의 금속(M2)을 배출하고, 슬래그 회수라인(24)을 통하여 탱크(20) 속의 슬래그(S)를 배출한다. 이와 같은 전기로(6)는, 체류하는 슬래그(S)를 버너 등으로 가열하는 경우에 비하여, 열 효율적으로 가열하는 것이 가능하다.

회전로(2)의 출구(2b)로부터 투입되는 슬래그(S)에는 수 ％의 금속분(分)이, 금속미립자 혹은 금속산화물로서 함유되어 있다. 전기로(6)는, 전극(21A, 21B, 21C)끼리의 사이에서의 쥴 열(joule熱)로 슬래그(S) 속의 금속분을 용융시키고, 용융한 금속(M2)으로서 분리시킨다. 이때, 코크스 공급장치(22A)로부터 공급된 코크스에 의한 환원효과에 의하여, 슬래그(S)에 포함되어 있는 금속산화물이 환원되어, 금속(M2)으로서 회수될 수 있다. 전기로(6)의 탱크(20)에 1400～1500℃로 보온한 상태에서 3～6시간 체류시킴으로써, 슬래그(S) 속의 금속성분을 거의 전량을 금속(M2)으로서 회수할 수 있다.

다음으로, 도 2, 도 3 및 도 4를 참조하여, 로터리 킬른(1)에 있어서의 전기로(6) 및 그 주변의 구성에 대하여, 보다 상세히 설명한다. 도 2는, 전기로(6)의 개략적인 구성을 나타내는 단면도이다. 도 3은, 도 2에 나타내는 Ⅲ-Ⅲ선을 따른 단면도이다. 도 4는, 도 2에 나타내는 Ⅳ-Ⅳ선을 따른 단면도이다. 도 2, 도 3, 도 4에 나타내는 바와 같이, 전기로(6)의 탱크(20)는, 슬래그(S) 및 금속(M2)을 체류시키기 위한 체류부(31)와, 이 체류부(31)의 상측을 덮는 뚜껑부(32)를 구비하고 있다. 탱크(20)는, 상방으로부터 본 경우에, 타원형상을 하고 있고, 체류부(31)의 내측면(3lb)으로 둘러싸이는 부분도 타원형상을 이루고 있다. 또한, 체류부(31)의 바닥면(31a)은, 금속 배출구(33) 및 슬래그 배출구(34)측으로 경사져 있다.

탱크(20)의 뚜껑부(32)의 상면벽(32a)에는, 연락슈트(4)와 연결되는 투입부(35)가 형성되어 있다. 이 투입부(35)와 연락슈트(4)의 하단부(下端部)(4a)가 고정됨으로써, 연락슈트(4)와 전기로(6)의 탱크(20)의 내부가 연통된다. 투입부(35) 및 연락슈트(4)는, 탱크(20)의 타원형상에 있어서의 일단측(一端側)에 배치된다. 즉, 회전로(2)로부터 낙하한 슬래그(S)는, 탱크(20)의 타원형상에 있어서의 일단측으로 투입된다.

탱크(20)의 체류부(31)는, 탱크(20) 속의 금속(M2)을 배출하는 금속 배출구(33)와, 탱크(20) 속의 슬래그(S)를 배출하는 슬래그 배출구(34)를 구비하고 있다. 금속 배출구(33) 및 슬래그 배출구(34)는, 탱크(20)의 타원형상에 있어서의 타단측(他端側)에 배치된다. 즉, 탱크(20) 속에서 체류한 슬래그(S) 및 금속(M2)은, 탱크(20)의 타원형상에 있어서의 타단측으로부터 배출된다. 금속 배출구(33)는, 하측의 금속(M2)의 층의 높이에 맞추어, 체류부(31)의 측면벽을 관통시킴으로써 형성되고, 금속 회수라인(23)에 접속된다. 슬래그 배출구(34)는, 상측의 슬래그(S)의 층의 높이에 맞추어, 금속 배출구(33)보다도 높은 위치에 있어서 체류부(31)의 측면벽을 관통시킴으로써 형성되고, 슬래그 회수라인(24)에 접속된다. 다만, 위에서부터 보아, 금속 배출구(33)와 슬래그 배출구(34)는, 어긋나도록 배치되어 있다.

탱크(20)의 뚜껑부(32)의 상면벽(32a)에는, 상하방향으로 뻗는 전극(21A, 21B, 21C)이 각각 삽입되어 있다. 전극(21A, 21B, 21C)은, 투입부(35)와, 금속 배출구(33) 및 슬래그 배출구(34) 사이에 배치되어 있고, 탱크(20)의 타원형상의 일단측으로부터 타단측으로 향하는 방향(D1)으로 전극(21A), 전극(21B), 전극(21C)의 순으로 직선형상으로 나열되어 있다(도 4 참조).

여기서, 도 3에 나타내는 바와 같이, 회전로(2) 속의 슬래그(S)는, 회전로(2)가 회전하고 있는 상태에서 낙하한다. 따라서, 슬래그(S)는, 회전로(2)의 바닥부에 있어서, 회전축선(CL)의 바로 아래의 위치보다도 회전방향에 있어서의 하류측의 위치에서 낙하한다. 즉, 도 3에 있어서 회전로(2)가 반시계방향으로 회전하고 있는 경우, 슬래그(S)는 지면(紙面) 우측에 가까운 위치에서 낙하한다. 이와 같은 슬래그(S)의 낙하위치의 어긋남에 맞추어, 슬래그(S)가 내벽면과 비접촉으로 낙하할 수 있도록, 전기로(6)의 위치 및 연락슈트(4)의 구성이 설정된다. 구체적으로는, 전기로(6)는, 회전축선 방향(CL)으로부터 본 경우에, 회전로(2)의 회전방향에 있어서의 하류측에 배치된다. 전기로(6)의 위치에 맞추어, 연락슈트(4)의 하단부(4a)도, 회전로(2)의 회전방향에 있어서의 하류측에 배치된다. 즉, 전기로(6) 및 연락슈트(4)의 하단부(4a)가, 회전축선(CL)보다도, 도 3에 있어서의 지면 우측에 가깝게 배치된다.

다음으로, 상술한 바와 같이 구성된 로터리 킬른(1)에 있어서의 슬래그 및 당해 분리되는 금속의 흐름을 설명한다. 먼저, 투입슈트로 투입된 피처리물(W)은, 투입푸셔(8)에 의하여 회전로(2)에 밀어 넣어진다. 피처리물(W)은, 버너(10)의 열풍에 의하여 회전로 속에서 연소처리된다. 이 연소처리에 의하여, 피처리물(W)은 용융하여, 슬래그(S)의 층과 금속(M1)의 층으로 분리된다. 하층측의 금속(M1)은, 태핑용 노즐(9)로부터 회수된다. 상층측의 슬래그(S)는, 회전로(2)의 출구로부터 낙하하여, 연락슈트(4)의 내벽 등에는 접촉하지 않고, 투입부(35)를 통하여 전기로(6)에 투입된다. 탱크(20) 속에 있어서 체류하고 있는 슬래그(S)로부터는, 전극(21A, 21B, 21C)에서의 전기에 의한 가열처리에 의하여, 금속(M2)이 분리된다. 또한, 슬래그(S)에 포함되어 있는 금속산화물의 코크스에 의한 환원반응에 의하여, 보다 많은 금속(M2)이 분리된다. 분리한 금속(M2)은, 탱크(20)의 바닥측에 쌓인다. 분리한 금속(M2)은 금속 회수라인(23)으로부터 회수되고, 금속분이 제거된 슬래그(S)는 슬래그 회수라인(24)으로부터 회수된다. 다만, 투입부(35)로부터 투입된 슬래그(S)의 탱크(20) 속에서의 체류시간, 즉, 투입부(35)를 통하여 슬래그(S)가 떨어졌을 때부터 이 슬래그(S)가 배출될 때까지의 시간은 3～6시간이다. 이 체류시간은, 투입량, 배출량 및 탱크(20)의 용적에 의하여 조정된다.

다음으로, 본 실시형태에 관한 로터리 킬른(1)의 작용·효과에 대하여 설명한다.

본 실시형태에 관한 로터리 킬른(1)에 있어서, 전기로(6)는, 회전로(2)에서 연소처리된 피처리물(W)의 용융물(본 실시형태에서는 슬래그(S))로부터 전기에 의한 가열처리에 의하여 금속을 더욱 분리시킬 수 있다. 이로써, 피처리물(W)의 용융물인 슬래그(S)에 함유되는 금속을 회수할 수 있다. 또한, 전기로(6)는 회전로(2)와 연락슈트(4)를 통하여 접속되어 있기 때문에, 피처리물(W)은 회전로에서 연소처리되어 슬래그(S)가 된 후, 냉각공정이나 다음의 처리장치로 이동하는 공정 등을 요하지 않고, 즉시 전기로(6)로 투입된다. 따라서, 피처리물(W)로부터의 금속 회수를 효율적으로 행할 수 있다. 또한, 회전로(2)로부터 배출된 슬래그(S)를 냉각하는 공정이 들어가지 않기 때문에, 회전로(2)에서의 연소처리에 의한 열을 전기로(6)에 있어서의 가열처리에 유효하게 이용할 수 있어, 에너지효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 코크스 공급장치(22A)가 전기로(6)에 환원제로서의 코크스를 공급할 수 있기 때문에, 전기로(6) 속의 슬래그(S) 속에 포함되는 금속산화물을 환원반응시킴으로써, 보다 많은 금속을 회수할 수 있다. 이상에 의하여, 피처리물(W)로부터 금속을 효율적으로 회수함과 함께, 회수율을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 실시형태에 관한 로터리 킬른(1)에 있어서, 전기로(6)는, 회전로(2)의 출구(2b)의 하방에 배치되고, 연락슈트(4)와 비접촉으로 낙하하는 슬래그(S)가 투입된다. 회전로(2)에서 연소처리되어 배출되는 슬래그(S)는, 연락슈트(4)와 접촉하지 않고, 그대로 하방으로 낙하하여 전기로(6)에 투입된다. 예컨대, 회전로(2)로부터 배출된 슬래그(S)가 연락슈트(4)의 내벽을 타고 가서 전기로(6)에 투입되는 경우, 슬래그(S)의 열이 연락슈트(4)의 내벽에 빼앗기고, 고화 부착되어 버린다. 한편, 본 실시형태에 관한 로터리 킬른(1)에 의하면, 회전로(2)에서의 연소처리에 관한 열을 다른 부재에 빼앗기지 않고, 혹은 고화 부착에 의한 트러블이 없이 전기로(6)로 공급할 수 있다. 이로써, 금속 회수를 위한 에너지효율이나 가동율이 한층 향상한다.

또한, 본 실시형태에 관한 로터리 킬른(1)에 있어서, 투입부(35)와, 전극(21A, 21B, 21C)과, 금속 배출구(33) 및 슬래그 배출구(34)는, 도 4에 나타내는 방향(D1)으로 향하여, 이 순번으로 배치되어 있다. 이로써, 투입부(35)로부터 전기로(6)에 투입된 슬래그(S)는, 전극(21A, 21B, 21C)에 의하여 충분히 가열되어 금속(M2)을 분리한 후에, 슬래그 배출구(34)로부터 배출된다. 이로써, 금속(M2)의 회수효율이 향상한다.

또한, 본 실시형태에 관한 로터리 킬른(1)에 있어서, 전기로(6)는, 회전로(2)의 출구(2b)의 하방에 배치되고, 회전로(2)의 회전축선(CL) 방향으로부터 본 경우에, 회전로(2)의 회전방향에 있어서의 하류측에 배치되어 있다. 연소처리된 피처리물(W)의 용융물인 슬래그(S)는, 회전로(2)가 회전한 상태에서 배출되기 때문에, 회전로(2)의 출구(2b)에 있어서, 회전축선(CL)의 바로 아래의 위치보다도 회전방향의 하류측의 위치로부터 낙하한다. 전기로(6)는, 회전방향에 있어서의 하류측에 배치되어 있기 때문에, 연락슈트(4)도 전기로(6)의 위치에 맞춘 구성이 된다. 이로써, 회전에 의하여 낙하위치가 어긋남에도 관계없이, 슬래그(S)는 연락슈트(4)의 내벽 등과 접촉하지 않고 전기로(6)로 투입될 수 있다.

또한, 본 실시형태에 관한 로터리 킬른(1)에 있어서, 회전로(2)는, 연소처리에 의하여 피처리물(W)로부터 분리한 금속을, 둘레면벽(2c)을 통하여 배출하는 태핑용 노즐(9)을 가지는 것이 바람직하다. 이로써, 회전로(2)에서의 연소처리의 단계에서 분리하는 순도가 높은 금속을, 전기로(6)에 투입하기 전(前)단계에 있어서 태핑용 노즐(9)로부터 회수할 수도 있다. 본 실시형태에 있어서, 회전로(2) 속에서 회수되는 금속(M1)은 귀금속농도가 높고, 전기로(6)에서 분리되는 금속(M2)은, 환원효과에 의하여 슬래그(S) 속의 철분도 환원하기 때문에, 귀금속농도가 낮아진다. 따라서, 본 실시형태에 관한 로터리 킬른(1)에 의하면, 태핑용 노즐(9)은, 불순물이 적은 품질이 높은 금속을 회수하고, 전기로(6)는, 회전로(2) 속에서 전부 회수할 수 없었던 금속을 가능한 한 많이 회수함으로써 가려 쓸 수 있다.

이하, 본 발명의 실시예에 대하여 설명한다. 도 6 (a)에 나타내는 표 1은, 본 발명에 관한 피처리물(W)로부터 회전로(2)의 태핑용 노즐(9)로부터 회수되는 금속(M1)과 전기로(6)로부터 회수되는 금속(M2)의 금속농도와 회수율에 있어서의 실험결과를 나타낸다.

표 1에 기재한 값은 3일간의 조업(操業)으로 얻어진 성과물의 전체의 질량을 바탕으로 하고 있고, 본 발명에 관한 로터리 킬른(1)의 전기로(6)에 의하여 금속을 회수하는 경우에 있어서의 실험에서 얻어진 머티리얼 밸런스를 나타내고 있다. 도 5는, 회전로(2)로부터 투입되고 난 후 슬래그 배출구(34)로부터 배출될 때까지의 동안에 있어서의, 전기로(6) 속의 슬래그(S)의 농도와 체류시간의 관계를 나타내는 그래프이다. 도 5는, 피처리물(W)에 포함되는 금속 중, Cu의 농도를 예로 하여 나타낸다. 도 5에 있어서, A로 나타내는 부분은, 회전로(2)의 출구(2b)로부터 낙하하여 전기로(6)에 막 투입된 슬래그(S)의 Cu 농도를 나타내고 있다. 한편, 도 5에 있어서, B로 나타내는 부분은, 전기로(6)로부터 배출되기 직전의 슬래그(S)의 Cu 농도를 나타내고 있다. 도 5에 나타내는 바와 같이, 투입 직후에 있어서의 슬래그(S)의 Cu 농도는 4～5％ 정도인 것에 대하여, 체류시간의 경과와 함께 Cu 농도는 서서히 저하하고(즉, 슬래그(S)에 있어서 이 Cu 농도 저하분(低下分)에 상당하는 Cu의 분리가 진행되고 있음), 2～4시간 노(爐) 내에서 처리됨으로써 Cu 농도가 1％ 이하가 되고 있다. 도 6 (b)에 나타내는 표 2는 종래방법과의 메탈 주요원소의 함유율과 회수율의 비교를 나타내는 것이다. 도 6 (c)에 나타내는 표 3은 실시예와 마찬가지의 회수율을 얻기 위한 조작을 한 경우의 에너지 소비이다. 상층측의 슬래그(S)가, 회전로(2)의 출구로부터 낙하하여, 투입부(35)를 통하여 노(爐)에 투입될 때의 필요에너지를 본 발명에 있어서 열원을 전기로와 가스버너로 변경한 케이스, 또한 종래방법에서 배출된 슬래그(S)를 냉각하여 응고한 다음 전기로에서 재용해한 케이스를 비교한 것이다. 이와 같이, 회전로(2)에 연결된 전기로(6)를 이용함으로써, 종래에 없는 높은 에너지효율을 달성하고, 동시에 금속의 회수효율을 크게 향상시킬 수 있다. 다만, 슬래그(S)의 투입량이나 배출량을 조정함으로써, 도 5의 B로 나타내는 위치보다도 빠른 단계에서 슬래그(S)를 배출하여도 좋다.

본 발명은, 상술한 실시형태에 한정되는 것은 아니다.

예컨대, 상술한 실시형태에서는, 회전로(2) 속에서 분리한 금속(M1)을 태핑용 노즐(9)에서 회수하였지만, 이 태핑용 노즐(9)이 없이, 피처리물(W)의 용융물을 모두 전기로(6)에 투입하여도 좋다.

또한, 전기로(6)의 형상이나, 투입부(35), 전극(21), 전극(21A), 전극(21B), 전극(21C), 슬래그 배출구(34) 및 금속 배출구(33)의 배치위치는, 실시형태에 나타내는 것에 한정되지 않는다.

또한, 상술한 실시형태에 있어서는, 특히 바람직한 예로서, 회전로(2)로부터 배출된 용융물이 장치에 있어서의 어느 쪽의 내벽면에도 접촉하지 않고 전기로(6)로 투입되는 구성으로 되어 있지만, 접촉하는 구성이더라도 좋다.

본 발명은, 로터리 킬른 및 그 로터리 킬른을 이용한 금속 회수방법에 이용가능하다.

1…로터리 킬른, 2…회전로, 4…연락슈트(접속부), 9…태핑용 노즐(회전로용 배출구), 22A…코크스 공급장치(환원제 공급수단), 21A, 21B, 21C…전극, 22B…공급라인(환원제 공급수단), 33…금속 배출구(전기로용 배출구), 34…슬래그 배출구(전기로용 배출구), 35…투입부, W…피처리물, S…슬래그(피처리물의 용융물), M1, M2…금속(피처리물의 용융물)

Claims

금속을 함유하는 피(被)처리물을 연소처리하는 회전로(rotary furnace)와,
접속부를 통하여 상기 회전로와 접속되고, 상기 회전로에서 연소처리된 상기 피처리물의 용융물로부터, 전기(電氣)에 의한 가열처리에 의하여 금속을 분리시키는 전기로(electric furnace)와,
상기 전기로에 환원제(還元劑)를 공급하는 환원제 공급수단
을 구비하는 것을 특징으로 하는 로터리 킬른(rotary kiln).
청구항 1에 있어서,
상기 전기로는, 상기 회전로의 출구의 하방(下方)에 배치되고, 상기 접속부와 비접촉으로 낙하하는 상기 피처리물의 상기 용융물이 투입되는 것
을 특징으로 하는 로터리 킬른.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 전기로는,
상기 피처리물의 상기 용융물이 투입되는 투입부와,
상기 피처리물의 상기 용융물을 전기(電氣)에 의하여 가열처리하는 전극과,
상기 피처리물의 상기 용융물을 배출하는 전기로용 배출구를 구비하고,
상기 투입부, 상기 전극, 및 상기 전기로용 배출구는, 소정의 방향으로 상기 투입부, 상기 전극, 상기 전기로용 배출구의 순으로 배치되어 있는 것
을 특징으로 하는 로터리 킬른.
청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전기로는, 상기 회전로의 출구의 하방에 배치되고,
상기 회전로의 회전축선(線)방향으로부터 본 경우에, 상기 회전로의 회전방향에 있어서의 하류측에 배치되는 것
을 특징으로 하는 로터리 킬른.
청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
상기 회전로는, 연소처리에 의하여 상기 피처리물로부터 분리된 금속을, 둘레면벽을 통하여 배출하는 회전로용 배출구를 가지는 것
을 특징으로 하는 로터리 킬른.
청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 기재된 로터리 킬른을 사용한, 금속을 함유하는 피처리물로부터 금속을 회수하는 금속 회수방법.
청구항 6에 있어서,
Au, Ag, Cu, Pd, Pb, Sn 중 어느 하나를 금속으로서 회수하는 금속 회수방법.
청구항 6 또는 청구항 7에 있어서,
금속을 함유하는 상기 피처리물로서 폐(廢)전자기판, 전선 조각 혹은, 구리·금·은 중 어느 하나를 제련하였을 때의 슬래그를 원료로 하는 금속 회수방법.