KR19980081354A - 전기로에서의 슬래그 세정방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전기로에서 비철금속의 야금공정으로 발생된 슬래그를 세정하는 방법에 관한 것이며, 또한 특히 이 방법은 반연속식 세정공정에 관한 것이다. 새로운 방법에 따르면, 전기로는 2개 이상의 출탕구가 구비되는데, 하부 출탕구는 종래의 배치식으로 작동되는 노의 출탕구와 동일 높이로 배열되고, 또한 제 2 출탕구는 공급구의 높이나 공급구보다 단지 조금 낮은 위치로, 하부 출탕구보다 높게 위치된다.

Description

전기로에서의 슬래그 세정방법

본 발명은 전기로내에서 비철금속의 야금공정으로 발생된 슬래그를 세정하는 방법에 관한 것이며, 보다 구체적으로는 이 방법은 반연속식 세정방법에 관한 것이다.

고온야금 니켈 및 구리공정에서, 미세하게 분할된 니켈 및/또는 황산구리 정광의 건조가 플래시 제련노에서, 정광에 공기, 산소 또는 공기와 산소의 혼합물, 및 모래와 같은 플럭스를 첨가하여 우선 행해진다. 노에서, 정광은 그안에 장입된 다른 물질과 반응하고, 또한 노의 바닥부에서, 두층이 나타나는데, 두 층의 하부층은 유용한 금속의 주요부를 함유하는 매트이고, 상부층은 슬래그층인데, 미량의 유용한 금속을 또한 함유한다.

제 1 공정단계에서 플래쉬 제련노 또는 다른 노로부터 얻어진 산화 슬래그는, 가장 일반적으로는 전기로에서 연속 처리되어 유용한 금속을 함유하고, 슬래그는 코우크스와 같은 환원제에 의해서 환원된다. 전기로 처리에서, 슬래그상(相)에 결합된 유용한 금속은 슬래그층 아래의 특정 매트상을 형성하기 위해서 환원되고 분리된다. 형성된 매트와 폐기할 수 있는 환원된 슬래그가 개별 출탕구를 통해 모두 제거된다. 구리 및 니켈뿐만 아니라, 유용한 금속은 귀금속과 슬래그내에 미량으로 존재하는 코발트등의 비철금속을 포함한다.

가장 일반적으로, 슬래그를 처리하는되 사용된 전기로는 배치식 공정으로 가동된다. 노의 체적, 예를 들면 배치 크기와, 또한 다양한 단계에서 배치를 공정하는데 요구되는 시간등이 노의 용량을 제한한다. 따라서, 만약 정광 제련 용량이 증가한다면, 전기로도 그만큼 커져야 하며, 두 개의 전기로를 보충함으로써 또는 다른 커다란 노로써 교체함으로써 전기로 용량을 증가시켜야 하거나, 또는 환원을 차단하고 배치의 시간을 설정하고 회수율을 감소시킴으로써 전기로 용량을 증가시키는 것이 필요하다.

연속적으로 작동하는 전기로 (이하, 연속식 전기로라 함) 의 용량을 증가시키기 위한 다양한 방법이 개발되었다. 기계적 혼합에 의해 향상된 슬래그 세정방법이 미국 특허 제 3,857,700 호에 기술되고 있다. 환원에 사용된 탄소가 용융 슬래그에 주입되는 방법을 미국 특허 제 4,110,107 호에 기술되어 있으며, 또한 미국 특허 제 4,168,156 호는 용융물속으로 가스를 불어넣어주어 슬래그 제거를 증가시키도록 시도되었다.

미국 특허 제 3,666,440 호로부터, 연속식 전기로가 사용되는 슬래그 세정방법이 공지되었다. 이러한 노의 형태에서, 처리된 폐기 슬래그의 출탕구가 노로 공급되어진 산화된 슬래그의 입구와 동일한 높이로 배열된다. 노의 장점은 슬래그가 노로부터 과범람으로서 출탕된다는 것이다. 가장 완전하게 환원된 슬래그가 표면상에 위치되기 때문에, 슬래그가 우선 방출된다는 장점이 있다. 배치식 공정에서, 슬래그 출탕구는 슬래그 세정이 마지막으로 행해지는 슬래그 층의 바닥부에 위치된다. 반면에 연속식 공정의 단점은, 가장빠른 경로를 매개로하여 들어가는 슬래그가 노로부터 흘려나올 때, 시간의 경과중에 노 부피의 주요부가 불필요하게 남겨진다는 것이다. 미국 특허 3,666,440 호에 따른 방법에서, 상기 단점은 장입단에 위치되고 슬래그층까지 연장되어있는 벽 구조에 의해서 예방되도록 시도되었다.

본 발명에 따르면, 배치식 노의 용량을 증가시키기 위해서, 반연속식이라고 불리어지는 슬래그 세정법이 지금 개발되고 있다. 상기 방법은 배치식과 연속식 방법의 장점을 결합하는데 목적이 있으며, 또한 동시에 양자의 방법의 단점을 최소화하는데 목적이 있다.

상술한 것으로부터 분명해지듯이, 전기로에서는 단지 동시에 하나의 슬래그 출탕구가 일반적으로 사용되는데; 배치식 노에서는 슬래그층의 바닥부에 위치되고, 연속식 노에서는 공급구의 높이에 제공되며, 이러한 경우 환원된 슬래그는 넘쳐흘러 방출된다. 명백하게는 노내에 하나 이상의 저장 출탕구가 구성된다는 것이지만, 이러한 출탕구들은 본 발명에서는 고려되지 않는다. 새로운 방법에 따르면, 전기로는 능동적인 사용을 목적으로 하는 2 개 이상의 슬래그 출탕구로써 제공되어 있는데; 하부 출탕구는 종래의 배치식 노의 출탕구 높이로 위치되고, 또한 다른 홀은 하부 출탕구보다 높게 위치되는데, 그 위치는 공급구 또는 그것보다 단지 조금 낮은 높이이다. 본 장에서 사용된 탭 홀, 탭핑 홀 및 (슬래그) 방출 홀은 동일한 것으로 언급된다. 본 발명의 본질적인 새로운 특징이 첨부된 청구항으로부터 명백해진다.

본 발명에 따른 방법에 의해서, 전기로로 공급되는 배치의 양은 종래의 배치식 공정과 비교하여 20 내지 50% 까지 증가하지만, 배치의 전체 처리 시간은 동일하다.

본 발명에 따른 반연속식 전기로는 두가지 선택적인 방법으로 작동될 수 있다. 더 높은 슬래그 출탕구가 노의 상부에 만들어지는 경우, 동일 위치에서 라운더가 제공되고, 또한 만약 하부 출탕구 및 라운더가 노내에 이미 제공되어 있다면, 그들은 또한 유지된다. 만약 노가 새로운 전기로이면, 배치식 및 연속적인 제거용 라운더와 출탕구가 제공된다.

반연속식 공정의 제 1 작동법은 아래와 같다: 공지된 양식에서, 하부 출탕구가 폐쇄될 때 플래쉬 제련노나 제련노에 대응하는 다른 노로부터 보통의 전기로로 슬래그를 장입하여 충전되도록 시작된 하부 출탕구를 통해 슬래그가 완전히 노에서 비워지도록, 전기로에서의 세정이 시작된다. 슬래그 표면으로, 코우크스와 같은 환원제가 투입된다. 노는 최대 용융높이, 즉 상부 출탕구가 공급구의 높이로 제공될 때 까지 충전되지만, 그 후 공급은 노의 충전 시간의 20 내지 50 % 정도의 시간동안 방해받지 않고 여전히 계속된다. 과범람은 노의 상부 출탕구를 통해 시작된다. 적어도 상부 슬래그 출탕구는 공급구와 관련하여 노의 반대면에 형성되는 것이 명백하다. 상부 출탕구를 통해 흐르는 슬래그는 유출이 시작될때까지 환원제와 접촉하여, 환원 및 안정화될 수 있는 충분한 시간을 가지며, 또한 낮은 유용한 금속 함량을 가진다. 노로 공급된 슬래그가 너무 직접적이여서 과범람으로서 흐르지 못하는 경우 과범람은 정지되어야 한다. 제련노에서부터 전기로까지의 장입은 정지되고, 또한 그런후 전기로가 표준 방식으로 환원, 안정화 및 황화시킴으로써 배치식 노의 양식으로 처리된다. 세정된 슬래그의 최종 출탕이 보통의 배치식 공정과 동일한 방법으로 하부 출탕구에서 일어난다.

소위 다른 반연속식 공정에 따르면, 라운더를 전부 갖춘 상부 슬래그 출탕구가 노의 최대 용융면 아래에 구성되는데, 예를 들면 최대 용융면과 보통의 슬래그 출탕구간 높이의 단지 1/2, 바람직하게는 단지 1/3 이다. 처음에는, 하부 출탕구가 폐쇄될 때, 노는 상술한 동일 양식으로 작동되는데, 다시말해 완전히 비어있는 노의 충전이 플래쉬 제련노에서부터 제련노에 대응하는 전기로까지 보통의 방법으로 슬래그를 장입하여 시작된다. 슬래그 표면으로, 코우크스와 같은 환원제가 공급된다. 노는 상부 출탕구까지 충전되지만, 그 후 장입은 표준 노의 충전 시간의 약 20 내지 50 % 기간동안 방해받지 않고 계속된다. 과범람이 노의 상부 출탕구를 통해 시작된다. 적당한 과범람후, 상부 출탕구는 폐쇄되고 슬래그면은 최대로 상승된다. 노의 방출이 표준 공정시간보다 짧은 공정시간후, 먼저 상부 출탕구를 통해 개시되는데, 그것은 슬래그의 표면층이 이미 처리되고 환원된 슬래그로 이루어져 있기 때문이다. 적당한 시간후, 즉 보통의 배치식 공정에서 소모된 시간후, 슬래그 출탕이 하부 출탕구를 통해 마무리된다.

상술한 공정방법에서 알 수 있듯이, 반연속식으로서 배치 공정용 전기로를 작동시키는 것이 가능하며, 또한 따라서 노의 용량이 현저하게 향상될 수 있다. 유리한 조건에서, 상술한 실시예가 종래의 배치식 공정과 비교하여 2 배 이상의 슬래그의 양을 처리할 수 있기 때문에, 본 발명에 따른 방법은 생산량이 많아질 때 특히 유용하다. 각기, 상기 방법을 이용함으로써, 새로운 노의 장치가 종래의 노보다 크기면에서 더욱 작게 디자인될 수 있다.

Claims (9)

1. 전기로에서 비철금속의 야금공정시 발생하는 슬래그를 세정하는 방법에 있어서, 상기 전기로에서의 슬래그 세정이 반연속식 공정으로 행해지는 것을 특징으로 하는 전기로에서의 슬래그 세정방법.
2. 제 1 항에 있어서, 슬래그 세정용 전기로는 2 개 이상의 배출구와 슬래그 출탕용 개별 라운더가 다른 높이로 위치되어 구비되는 것을 특징으로 하는 전기로에서의 슬래그 세정방법.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 하부 슬래그 출탕구가 슬래그의 하부 표면과 동일한 높이로 배열되는 것을 특징으로 하는 전기로에서의 슬래그 세정방법.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상부 슬래그 출탕구가 공급구의 높이에서 배열되는 것을 특징으로 하는 전기로에서의 슬래그 세정방법.
5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상부 슬래그 출탕구가, 정상으로부터 측정할 경우, 공급구와 하부 슬래그 출탕구간 높이의 단지 1/2 인 거리에서 위치되는 것을 특징으로 하는 전기로에서의 슬래그 세정방법.
6. 제 5 항에 있어서, 상부 슬래그 출탕구가, 정상으로부터 측정할 경우, 공급구와 하부 슬래그 출탕구간 높이의 단지 1/3 인 거리에서 위치되는 것을 특징으로 하는 전기로에서의 슬래그 세정방법.
7. 제 4 항에 있어서, 노의 표준 충전 기간의 20 내지 50 % 정도의 기간동안, 전기로가 최대 용융 높이까지 충전된후라도, 슬래그가 제련노로부터 출탕된 상태로 전기로의 충전이 계속되고, 그런 후 충전이 정지되고 슬래그 배치가 배치식 공정과 동일한 방법으로 진행되는 것을 특징으로 하는 전기로에서의 슬래그 세정방법.
8. 제 5 항에 있어서, 상기 노의 표준 충전 기간의 20 내지 50 % 정도의 기간동안, 전기로가 상부 출탕구의 높이까지 충전된후라도, 슬래그가 제련노로부터 출탕된 상태로 전기로의 충전이 계속되고, 그런 후 충전이 정지되고, 상부 출탕구가 폐쇄되고, 슬래그 표면이 최대 용융 높이까지 상승되고, 또한 슬래그 배치가 배치식 공정과 동일한 방법으로 처리되는 것을 특징으로 하는 전기로에서의 슬래그 세정방법.
9. 제 8 항에 있어서, 배치식 공정과 동일한 방법으로 처리된 슬래그가 먼저 상부 출탕구를 그 후 하부 출탕구를 개방함으로써 배출되는 것을 특징으로 하는 전기로에서의 슬래그 세정방법.