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KR20160077468A - Reductant for production of silicon or ferrosilicon, and method for manufacturing the same - Google Patents

Reductant for production of silicon or ferrosilicon, and method for manufacturing the same Download PDF

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KR20160077468A
KR20160077468A KR1020140187095A KR20140187095A KR20160077468A KR 20160077468 A KR20160077468 A KR 20160077468A KR 1020140187095 A KR1020140187095 A KR 1020140187095A KR 20140187095 A KR20140187095 A KR 20140187095A KR 20160077468 A KR20160077468 A KR 20160077468A
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KR
South Korea
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ferrosilicon
composite
coffee
producing
reducing agent
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KR1020140187095A
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KR101693524B1 (en
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김종호
김명균
정진호
박준표
이동제
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주식회사 포스코
재단법인 포항산업과학연구원
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    • C01B33/00Silicon; Compounds thereof
    • C01B33/02Silicon

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  • Silicon Compounds (AREA)

Abstract

실리콘 또는 페로실리콘 제조용 환원제, 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 커피 부산물(coffee residue); 및 석유 코크스(petroleum coke);를 포함하는 복합체인, 실리콘 또는 페로실리콘 제조용 환원제 및 이의 제조방법을 제공할 수 있고, 이와 독립적으로, 상기 복합체; 저회분 석탄(Low Ash Coal); 숯(charcoal); 및 목재 칩(wood chip);을 포함하는, 실리콘 또는 페로실리콘 제조용 환원제 및 이의 제조방법을 제공할 수 있다.A reducing agent for making silicon or ferrosilicon, and a method for producing the same, wherein the coffee residue; And a petroleum coke; and a method for producing the same, and independently, the complex; Low Ash Coal; Charcoal; And a wood chip, and a method for producing the same.

Description

실리콘 또는 페로실리콘 제조용 환원제, 및 이의 제조 방법 {REDUCTANT FOR PRODUCTION OF SILICON OR FERROSILICON, AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}TECHNICAL FIELD The present invention relates to a reducing agent for producing silicon or ferrosilicon, and a method for producing the same. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001]

실리콘 또는 페로실리콘 제조용 환원제, 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
A reducing agent for producing silicone or ferrosilicon, and a process for producing the same.

실리콘(silicon) 소재 또는 페로실리콘(ferrosilicon) 소재는, 일반적으로 규석광 및 탄소계 환원제를 고온의 아크로에 투입하여, 환원 반응에 의해 수득하는 것이 일반적이며, 이러한 반응은 하기 반응식 1로 표시될 수 있다.Generally, a silicon material or a ferrosilicon material is generally obtained by introducing silicate light and a carbonaceous reducing agent into a high-temperature arc and obtaining by a reduction reaction. This reaction can be represented by the following reaction formula 1 have.

[반응식 1] SiO2 + 2C → Si + 2CO[Reaction Scheme 1] SiO 2 + 2C → Si + 2CO

구체적으로, 상기 반응식 1의 SiO2 원료 물질로는 상기 규석광을 사용하고, C 원료 물질로는 숯, 저회분 석탄, 석유 코크스, 또는 목재칩 등 다양한 탄소계 환원제가 사용될 수 있다. 이때, 상기 환원제의 특성에 따라 실리콘 회수율이 변화하며, 특히 상기 환원제의 반응성이 주요 변수 중 하나로 작용할 수 있다.Specifically, as the SiO 2 raw material of the above reaction formula 1, the above-mentioned silica light can be used. As the C raw material, various carbon-based reducing agents such as char, low ash coal, petroleum coke, wood chips and the like can be used. At this time, the recovery rate of silicon varies depending on the characteristics of the reducing agent, and in particular, the reactivity of the reducing agent may be one of the main parameters.

일반적으로는 가격이 가장 저렴한 석유 코크스를 환원제로 사용하지만, 반응성이 낮아 상기 환원 반응의 수율이 좋지 않은 문제가 있다. 그에 반면, 숯은 가장 반응성이 좋은 환원제로 알려져 있지만, 가격이 높다는 단점이 있다.Generally, petroleum coke having the lowest price is used as a reducing agent, but the yield of the reduction reaction is poor due to low reactivity. On the other hand, charcoal is known as the most reactive reducing agent, but it has a disadvantage of high price.

따라서, 실리콘 또는 페로실리콘 제조를 위해 환원 반응성이 우수하면서도 가격이 합리적인 환원제를 제조할 필요가 있으나, 아직까지 이에 대한 연구가 부족한 실정이다.
Therefore, it is necessary to prepare a reducing agent which is excellent in reduction reactivity and reasonable in price for the production of silicon or ferrosilicon.

전술한 문제점을 해소하기 위하여, 본 발명자들은 커피 부산물을 석유 코크스와 복합화하여 환원제로 사용하고자 한다. 이에 대한 구체적인 내용은 다음과 같다.In order to solve the above-mentioned problems, the present inventors intend to use the coffee by-product as a reducing agent by complexing with petroleum coke. The details of this are as follows.

본 발명의 일 구현예에서는, 커피 부산물(coffee residue); 및 석유 코크스(petroleum coke);를 포함하는 복합체인, 실리콘 또는 페로실리콘 제조용 환원제를 제공할 수 있다.In one embodiment of the invention, a coffee residue; And a petroleum coke; and a reducing agent for producing silicone or ferrosilicon.

본 발명의 다른 일 구현예에서는, 커피 부산물(coffee residue) 분말 및 석유 코크스(petroleum coke) 분말을 원료 물질로 사용하여, 상기 복합체인 환원제의 제조방법을 제공할 수 있다.In another embodiment of the present invention, it is possible to provide a method for producing a reducing agent, which is the complex, using a coffee residue powder and a petroleum coke powder as raw materials.

본 발명의 또 다른 일 구현예에서는, 상기 복합체; 저회분 석탄(Low Ash Coal); 숯(charcoal); 및 목재 칩(wood chip);을 포함하는, 실리콘 또는 페로실리콘 제조용 환원제를 제공할 수 있다.In another embodiment of the present invention, the complex; Low Ash Coal; Charcoal; And a wood chip. The present invention also provides a reducing agent for the production of silicon or ferrosilicon.

본 발명의 또 다른 일 구현예에서는, 상기 복합체를 원료 물질로 사용하여, 상기 복합체를 포함하는 환원제의 제조방법을 제공할 수 있다.
In another embodiment of the present invention, a method for producing a reducing agent comprising the complex may be provided by using the complex as a raw material.

본 발명의 일 구현예에서는, 커피 부산물(coffee residue); 및 석유 코크스(petroleum coke);를 포함하는 복합체인, 실리콘 또는 페로실리콘 제조용 환원제를 제공한다.In one embodiment of the invention, a coffee residue; And a petroleum coke. The present invention also provides a reducing agent for producing silicone or ferrosilicon.

상기 복합체의 조성은, 상기 석유 코크스에 대한 상기 커피 부산물의 중량이, 20:80 내지 40:60인 것일 수 있다.The composition of the composite may be such that the weight of the coffee by-product to the petroleum coke is 20:80 to 40:60.

상기 복합체는, 상기 복합체의 전체 중량에 대하여, 35 내지 45 중량%의 고정 탄소를 포함한 것일 수 있다.The composite may include 35 to 45% by weight of fixed carbon based on the total weight of the composite.

상기 커피 부산물은, 상기 커피 부산물의 전체 중량에 대하여, 16 내지 20 중량%의 고정 탄소를 포함한 것일 수 있다.The coffee by-product may include 16 to 20% by weight of fixed carbon based on the total weight of the coffee by-product.

상기 커피 부산물은, 상기 커피 부산물의 전체 중량에 대하여, 5 내지 15 중량%의 수분을 포함하는 것일 수 있다.The coffee by-product may comprise 5 to 15% by weight of water, based on the total weight of the coffee by-product.

상기 복합체의 직경은, 1 내지 30 ㎝인 것일 수 있다.The diameter of the composite may be 1 to 30 cm.

상기 복합체의 형상은, 펠렛(pellet), 브리켓(briquette), 브릭(brick), 및 이들의 조합을 포함하는 군에서 선택된 어느 하나인 것일 수 있다.
The shape of the composite may be any one selected from the group consisting of pellets, briquette, brick, and combinations thereof.

본 발명의 다른 일 구현예에서는, 커피 부산물(coffee residue) 분말 및 석유 코크스(petroleum coke) 분말의 혼합 분말을 준비하는 단계; 상기 혼합 분말을 건조하는 단계; 상기 건조된 혼합 분말을 분쇄하는 단계; 및 상기 분쇄된 혼합 분말을 성형하여, 복합체를 수득하는 단계;를 포함하는, 실리콘 또는 페로실리콘 제조용 환원제의 제조방법을 제공한다.In another embodiment of the present invention, there is provided a method for producing a coffee beverage, comprising: preparing a mixed powder of a coffee residue powder and a petroleum coke powder; Drying the mixed powder; Pulverizing the dried mixed powder; And molding the pulverized mixed powder to obtain a composite. The present invention also provides a method for producing a reducing agent for producing silicon or ferrosilicon.

커피 부산물(coffee residue) 분말 및 석유 코크스(petroleum coke) 분말을 각각 준비하는 단계;에서, 상기 석유 코크스에 대한 상기 커피 부산물의 중량 비율은 20:80 내지 40:60인 것일 수 있다.Preparing a coffee residue powder and a petroleum coke powder, respectively, the weight ratio of the coffee by-product to the petroleum coke may be 20:80 to 40:60.

상기 분쇄된 혼합 분말을 성형하여, 복합체를 수득하는 단계;는, 50 내지 400톤의 하중을 가하여 수행하는 것일 수 있다.The step of molding the pulverized mixed powder to obtain a composite may be carried out by applying a load of 50 to 400 tons.

상기 분쇄된 혼합 분말을 성형하여, 복합체를 수득하는 단계;에서, 상기 수득된 복합체는, 상기 복합체의 전체 중량에 대하여, 35 내지 45 중량%의 고정 탄소를 포함한 것일 수 있다.In the step of molding the pulverized mixed powder to obtain a composite, the obtained composite may contain 35 to 45% by weight of fixed carbon based on the total weight of the composite.

상기 분쇄된 혼합 분말을 성형하여, 복합체를 수득하는 단계;에서, 상기 수득된 복합체의 직경은, 1 내지 30 ㎝인 것일 수 있다.In the step of molding the pulverized mixed powder to obtain a composite, the diameter of the obtained composite may be 1 to 30 cm.

상기 분쇄된 혼합 분말을 성형하여, 복합체를 수득하는 단계;에서, 상기 수득된 복합체의 형상은, 펠렛(pellet), 브리켓(briquette), 브릭(brick), 및 이들의 조합을 포함하는 군에서 선택된 어느 하나인 것일 수 있다.Wherein the shape of the resulting composite is selected from the group consisting of a pellet, a briquette, a brick, and combinations thereof, wherein the shape of the composite obtained is at least one selected from the group consisting of a pellet, a briquette, a brick, It can be either.

상기 건조된 혼합 분말을 분쇄하는 단계;는, 1 내지 5 시간 동안 수행하는 것일 수 있다.The step of pulverizing the dried mixed powder may be carried out for 1 to 5 hours.

상기 혼합 분말을 건조하는 단계;에 의해, 상기 혼합 분말 내 수분 ?량이 5 중량% 이하로 제어되는 것일 수 있다.
And drying the mixed powder, the moisture content in the mixed powder may be controlled to 5 wt% or less.

본 발명의 또 다른 일 구현예에서는, 커피 부산물(coffee residue) 및 석유 코크스(petroleum coke)를 포함하는 복합체; 저회분 석탄(Low Ash Coal); 숯(charcoal); 및 목재 칩(wood chip);을 포함하는, 실리콘 또는 페로실리콘 제조용 환원제를 제공한다.In another embodiment of the present invention, there is provided a composition comprising a coffee residue and a petroleum coke; Low Ash Coal; Charcoal; And a wood chip. The present invention also provides a reducing agent for producing silicon or ferrosilicon.

상기 환원제 내 함유된 고정 탄소의 전체 중량(100 중량%)에 대하여, 상기 복합체 내 함유된 고정 탄소의 비율은, 35 내지 55 중량%인 것일 수 있다.The ratio of the fixed carbon contained in the composite to the total weight (100 wt%) of the fixed carbon contained in the reducing agent may be 35 to 55 wt%.

상기 복합체의 조성은, 상기 석유 코크스에 대한 상기 커피 부산물의 중량 비율은 20:80 내지 40:60인 것일 수 있다.The composition of the composite may be such that the weight ratio of the coffee byproduct to the petroleum coke is 20:80 to 40:60.

상기 복합체는, 상기 복합체의 전체 중량에 대하여, 35 내지 45 중량%의 고정 탄소를 포함한 것일 수 있다.
The composite may include 35 to 45% by weight of fixed carbon based on the total weight of the composite.

본 발명의 또 다른 일 구현예에서는, 커피 부산물(coffee residue) 및 석유 코크스(petroleum coke)를 포함하는 복합체를 준비하는 단계; 및 상기 복합체에 저회분 석탄(Low Ash Coal), 숯(charcoal), 및 목재 칩(wood chip)을 혼합하는 단계;를 포함하는 것인, 실리콘 또는 페로실리콘 제조용 환원제의 제조방법을 제공한다.In another embodiment of the present invention, there is provided a process for preparing a complex comprising a coffee residue and a petroleum coke; And mixing the composite with low Ash Coal, charcoal, and wood chips. The present invention also provides a method for producing a reducing agent for producing silicon or ferrosilicon.

커피 부산물(coffee residue) 및 석유 코크스(petroleum coke)를 포함하는 복합체를 준비하는 단계;는, 커피 부산물(coffee residue) 분말 및 석유 코크스(petroleum coke) 분말의 혼합 분말을 준비하는 단계; 상기 혼합 분말을 건조하는 단계; 상기 건조된 혼합 분말을 분쇄하는 단계; 및 상기 분쇄된 혼합 분말을 성형하여, 복합체를 수득하는 단계;를 포함하는 것일 수 있다.
Preparing a composite comprising a coffee residue and a petroleum coke, comprising: preparing a mixed powder of a coffee residue powder and a petroleum coke powder; Drying the mixed powder; Pulverizing the dried mixed powder; And molding the pulverized mixed powder to obtain a composite.

본 발명의 일 구현예에서는, 커피 부산물(coffee residue); 및 석유 코크스(petroleum coke);이 복합된 형태에 의해, 환원 반응성이 우수하고 가격이 저렴한, 실리콘 또는 페로실리콘 제조용 환원제를 제공할 수 있다.In one embodiment of the invention, a coffee residue; And a petroleum coke; it is possible to provide a reducing agent for producing silicon or ferrosilicon which is excellent in reduction reactivity and low in cost.

본 발명의 다른 일 구현예에서는, 커피 부산물(coffee residue) 분말 및 석유 코크스(petroleum coke) 분말을 원료 물질로 사용하여 상기 복합체인 환원제를 제조하는 방법을 제공할 수 있다. In another embodiment of the present invention, it is possible to provide a method for producing a reducing agent, which is a complex, using a coffee residue powder and a petroleum coke powder as raw materials.

본 발명의 또 다른 일 구현예에서는, 상기 복합체 및 다른 종류의 탄소계 환원제들을 포함한 혼합물 형태에 의해, 환원 반응성이 우수하고 가격이 저렴한, 실리콘 또는 페로실리콘 제조용 환원제를 제공할 수 있다.In another embodiment of the present invention, it is possible to provide a reducing agent for the production of silicon or ferrosilicon, which is excellent in reduction reactivity and low in cost, by the mixture form containing the above-mentioned complex and other kinds of carbon-based reducing agents.

본 발명의 또 다른 일 구현예에서는, 상기 복합체 및 다른 종류의 탄소계 환원제들을 원료 물질로 사용하여, 상기 혼합물 형태의 환원제를 제조하는 방법을 제공할 수 있다.
In another embodiment of the present invention, it is possible to provide a method for producing the reducing agent in the form of a mixture using the complex and other kinds of carbon-based reducing agents as a raw material.

도 1은, 본 발명의 일 구현예에 따른 환원제를 제조하는 과정을 개략적인 순서도로 나타낸 것이다.FIG. 1 is a schematic flowchart illustrating a process for preparing a reducing agent according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.

이하, 본 발명의 구현예를 상세히 설명하기로 한다.  다만, 이는 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며 본 발명은 후술할 청구범위의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. However, it should be understood that the present invention is not limited thereto, and the present invention is only defined by the scope of the following claims.

앞서 설명한 바와 같이, 실리콘(silicon) 소재 또는 페로실리콘(ferrosilicon) 소재의 제조 시 탄소계 환원제를 사용하여, 상기 반응식 1로 표시되는 환원 반응을 이용하는 것이 일반적이며, 이때 사용되는 환원제의 반응성은 최종 물질의 수율에 영향을 미칠 수 있다.As described above, it is general to use a reducing reaction represented by the reaction formula (1) by using a carbon-based reducing agent in the production of a silicon material or a ferrosilicon material, Can be influenced.

구체적으로, 상기 환원 반응 중에는 기체 상태의 SiO가 형성될 수 있고, 이러한 SiO는 상기 환원제와 반응하여 SiC를 생성할 수 있는데, 이는 하기 반응식 2로 표시될 수 있다.Specifically, during the reduction reaction, gaseous SiO 2 may be formed, and the SiO 2 may react with the reducing agent to form SiC, which can be represented by the following reaction formula 2.

[반응식 2] SiO(g) + 2C(s) → SiC(s) + CO(g)(G) + 2C (s)? SiC (s) + CO (g)

상기 반응식 2로 표시되는 반응은, 사용되는 환원제의 반응성에 따라 매우 달라지는 양상을 보이고 있으며, 숯이 가장 반응성이 우수하고, 석탄 종류가 중간 정도이며, 석유 코크스는 반응성이 가장 나쁜 것으로 알려져 있다. It is known that the reaction represented by the reaction formula 2 varies greatly depending on the reactivity of the reducing agent used, and the char is the most reactive, the coal is medium, and the petroleum coke has the worst reactivity.

이러한 석유 코크스의 낮은 반응성의 원인은, 조직적으로 밀도가 높아 표면만 반응하고 내부까지 반응이 완전하게 이루어지지 않는 문제로 평가된다. The reason for the low reactivity of petroleum coke is that it is structurally densely reacted, so that it reacts only on the surface and does not completely react to the inside.

이와 같이 낮은 반응성에 의하여, 석유 코크스를 이용한 환원 반응 시 전력 소비가 증가하는 문제가 유발될 뿐만 아니라, 상부에 견고한 원료 응고층이 형성되어 기체 상태의 SiO이 다량 유실될 우려가 있다. 이 뿐만 아니라, 석유 코크스는 분말 형태인 경우가 많아, 투입 시 손실되는 문제가 있으며, 다량을 투입하게 되면 미반응 물질이 하부에 축적되는 문제를 야기한다.Due to such low reactivity, there is a problem that power consumption is increased during the reduction reaction using petroleum coke, and there is a fear that a solid raw material solidification layer is formed on the upper part, and a large amount of gaseous SiO is lost. In addition, since petroleum coke is often in powder form, there is a problem in that it is lost in the input, and when a large amount of the coke is injected, unreacted material is accumulated in the lower part.

결과적으로, 석유 코크스만을 이용할 경우에는 환원 반응의 수율이 낮은 경향이 있는 바, 석유 코크스를 대체하기 위해, 가격이 저렴하되 반응성이 우수한 환원제에 대한 연구가 필요하다.As a result, the use of petroleum coke only tends to lower the yield of the reduction reaction. Therefore, it is necessary to study a reducing agent that is inexpensive but highly reactive to replace petroleum coke.

이와 더불어, 환원제의 크기는 대략 1 내지 30 ㎜인 것을 사용하는 것이 일반적이며, 아크로 내부에서의 기체의 흐름이 매우 빨라 미분의 환원제가 투입되면 가스 배출구로 유실되는 경우가 발생하기 때문에, 상기 최소 크기가 확보될 필요가 있다. In addition, it is generally used that the size of the reducing agent is approximately 1 to 30 mm. Since the flow of the gas in the arc is very fast and the reducing agent is introduced into the arc, the gas may be lost to the gas outlet. Needs to be secured.

이에 대한 인식을 바탕으로, 본 발명자들은 커피 부산물(coffee residue); 및 석유 코크스(petroleum coke);를 포함하는 복합체의 형태인 환원제 및 이의 제조방법과 더불어, 상기 복합체 및 다른 탄소계 환원제들을 포함하는 환원제 및 이의 제조방법을 제공하고자 한다.
Based on this awareness, the present inventors have found that coffee residues; And a petroleum coke; and a reducing agent comprising the complex and other carbon-based reducing agents, as well as a method for producing the same.

본 발명의 일 구현예에서는, 커피 부산물(coffee residue); 및 석유 코크스(petroleum coke);를 포함하는 복합체인, 실리콘 또는 페로실리콘 제조용 환원제를 제공한다.In one embodiment of the invention, a coffee residue; And a petroleum coke. The present invention also provides a reducing agent for producing silicone or ferrosilicon.

구체적으로, 상기 커피 부산물은 탄화하여 숯과 동일한 구조로 변화되므로, 숯과 유사한 정도의 우수한 반응성을 지닌 환원제로 작용할 수 있다는 점에 착안하여, 가격이 저렴한 상기 석유 코크스와 복합화된 형태로 제공하는 것이다.In particular, since the coffee by-products are carbonized to have the same structure as that of char, attention is paid to the fact that the coffee by-products can act as a reducing agent having a reactivity similar to that of char, .

상기 복합체를 실리콘(silicon) 소재 또는 페로실리콘(ferrosilicon) 소재의 제조 시 사용할 경우, 상기 커피 부산물은 숯 형태로 변화되어 향상된 반응성을 나타낼 수 있고, 이에 따라 상부에 견고한 원료 응고층이 형성되는 것을 억제하며, 이로 인해 기체 상태의 SiO이 유실되는 것을 방지할 수 있다.When the composite is used in the production of a silicon material or a ferrosilicon material, the coffee by-product may be changed to a char form to exhibit improved reactivity, thereby inhibiting formation of a solid raw material solidification layer on the upper part And it is possible to prevent the SiO 2 from being lost in the gaseous state.

이하, 본 발명의 일 구현예에서 제공되는 복합체인 환원제에 대해, 자세히 설명하기로 한다.
Hereinafter, the reducing agent that is a composite provided in one embodiment of the present invention will be described in detail.

상기 복합체의 조성은, 상기 석유 코크스에 대한 상기 커피 부산물의 중량이, 20:80 내지 40:60인 것일 수 있다.The composition of the composite may be such that the weight of the coffee by-product to the petroleum coke is 20:80 to 40:60.

상기 범위의 조성을 만족할 경우, 상기 복합체는 우수한 환원 반응성을 가질 수 있다. 그러나, 상기 범위를 초과하는 석유 코크스가 포함될 경우에는 전술한 바와 같이 환원 반응성이 낮아질 수 있고, 상기 범위 미만으로 석유 코크스가 포함될 경우에는 후술할 고정 탄소의 함량이 불충분한 문제가 있으므로, 상기와 같이 조성을 한정하는 바이다.
When the composition in the above range is satisfied, the composite may have excellent reduction reactivity. However, when petroleum coke exceeding the above range is included, the reduction reactivity may be lowered as described above, and when petroleum coke is contained in the range below the above range, there is a problem that the content of fixed carbon, which will be described later, is insufficient. The composition is limited.

상기 복합체는, 상기 복합체의 전체 중량에 대하여, 35 내지 45 중량%의 고정 탄소를 포함한 것일 수 있다. The composite may include 35 to 45% by weight of fixed carbon based on the total weight of the composite.

일반적으로 고정 탄소란, 석탄, 코크스 따위의 물질에서 수분, 회분(灰分), 휘발성 성분을 제거하고 남은 고체로서, 주성분은 탄소이고, 소량의 수소, 산소, 질소 등이 함유되어 있는 것을 의미한다. In general, fixed carbon means that the main constituent is carbon and contains a small amount of hydrogen, oxygen, nitrogen and the like as a solid remaining after removing water, ash and volatile components from coal or coke.

이와 관련하여, 상기 복합체는 후술할 바와 같이 성형 과정을 거쳐 제조된 것이므로, 상기 복합체에 포함된 고정 탄소의 화학적인 구조는, 일반적으로 알려진 탄소계 환원제(저회분 석탄, 숯, 목재 칩 등)에 포함된 것과 상이할 수 있다. 그럼에도 불구하고, 기본적으로 탄소를 주성분으로 하는 것이기 때문에, 탄소계 환원제로서 동일한 역할을 수행할 수 있다.In this regard, since the composite material is manufactured through a molding process as described later, the chemical structure of the fixed carbon contained in the composite material is generally known as a carbon-based reducing material (low-ash coal, charcoal, wood chips, etc.) It may be different from the one included. Nevertheless, since it basically consists of carbon as the main component, it can perform the same role as the carbon-based reducing agent.

본 발명의 일 구현예에서는, 반응식 1 및 2에서 환원제로 작용하는 탄소(C)를 적정량으로 제공하기 위하여, 상기 복합체 전체 중량에 대하여 고정 탄소의 함량을 35 내지 45 중량%로 한정하는 바이다.In one embodiment of the present invention, the amount of fixed carbon is limited to 35 to 45 wt% with respect to the total weight of the composite in order to provide an adequate amount of carbon (C) serving as a reducing agent in Reaction Schemes 1 and 2.

다만, 45 중량%를 초과하는 경우 상기 석유 코크스의 함량이 증가하면서 환원성이 저하되는 문제가 있다. 이와 달리, 35 중량% 미만인 경우에는 환원 반응성이 낮아, 환원 반응 시 다른 고가의 탄소계 환원제(예를 들면, 숯 등)를 첨가할 필요가 있다.
However, when the amount exceeds 45% by weight, the content of the petroleum coke increases and the reducing property is deteriorated. On the other hand, when it is less than 35% by weight, the reduction reactivity is low, and it is necessary to add another expensive carbon-based reducing agent (for example, charcoal) in the reduction reaction.

한편, 일반적인 커피 부산물은 수분, 휘발 성분, 회분, 및 고정 탄소를 포함한다.On the other hand, common coffee by-products include moisture, volatile components, ash, and fixed carbon.

이와 관련하여, 상기 커피 부산물은, 상기 커피 부산물의 전체 중량에 대하여, 20 중량% 이하의 고정 탄소를 포함한 것일 수 있다.In this regard, the coffee by-product may comprise up to 20% by weight of fixed carbon, based on the total weight of the coffee by-product.

상기 커피 부산물 내 고정 탄소의 함량이 20 중량% 이상인 경우, 오히려 상기 환원제의 반응성이 향상되는 효과가 저감되는 문제가 있다. 이를 고려하여, 상기와 같이 범위를 한정하는 바이다.When the content of the fixed carbon in the coffee by-products is 20 wt% or more, the effect of improving the reactivity of the reducing agent is reduced. In consideration of this, the range is limited as described above.

상기 커피 부산물은, 상기 커피 부산물의 전체 중량에 대하여, 15 중량% 이하의 수분을 포함하는 것일 수 있다.The coffee by-product may contain up to 15% by weight of water, based on the total weight of the coffee by-product.

구체적으로, 상기 복합체는 후술할 바와 같이 성형 과정을 거쳐 제조된 것이므로, 상기 커피 부산물 내 수분의 함량이 15 중량%를 초과하는 경우, 상기 복합체의 제조 시 성형체의 강도가 저하되는 문제가 있다. 이를 고려하여, 상기와 같이 범위를 한정하는 바이다.
Specifically, when the content of water in the coffee by-product exceeds 15% by weight, the strength of the formed body is lowered during the production of the composite, because the composite is manufactured through a molding process as described later. In consideration of this, the range is limited as described above.

상기 복합체의 직경은, 1 내지 30 ㎝인 것일 수 있다.The diameter of the composite may be 1 to 30 cm.

전술한 바와 같이, 환원제의 크기 역시 환원 반응에 영향을 미치는 요인 중 하나이다. As described above, the size of the reducing agent is also one of the factors affecting the reduction reaction.

이와 관련하여, 상기 복합체가 30 ㎝를 초과하는 큰 직경을 가지는 경우, 환원 반응이 불균일하게 일어나는 문제가 발생하며, 이와 달리 1 ㎝ 미만의 작은 직경을 가지는 경우 아크로 내부에서의 기체의 흐름이 매우 빨라 가스 배출구로 유실되는 경우가 발생하기 때문에, 상기와 같이 범위를 한정하는 바이다.
In this regard, when the complex has a large diameter of more than 30 cm, there is a problem that the reduction reaction occurs unevenly. In contrast, if the complex has a small diameter of less than 1 cm, the flow of gas inside the arc is very fast It may be lost to the gas outlet, so the range is limited as described above.

상기 복합체의 형상은, 특별히 한정되지는 않으나, 환원 반응이 일어나는 전기로의 크기에 맞추어 결정할 수 있다The shape of the composite is not particularly limited, but may be determined according to the size of the electric furnace in which the reduction reaction takes place

예를 들면, 펠렛(pellet), 브리켓(briquette), 브릭(brick), 및 이들의 조합을 포함하는 군에서 선택된 어느 하나인 것일 수 있다.
For example, be selected from the group consisting of pellets, briquette, brick, and combinations thereof.

본 발명의 다른 일 구현예에서는, 커피 부산물(coffee residue) 분말 및 석유 코크스(petroleum coke) 분말의 혼합 분말을 준비하는 단계; 상기 혼합 분말을 건조하는 단계; 상기 건조된 혼합 분말을 분쇄하는 단계; 및 상기 분쇄된 혼합 분말을 성형하여, 복합체를 수득하는 단계;를 포함하는, 실리콘 또는 페로실리콘 제조용 환원제의 제조방법을 제공한다.In another embodiment of the present invention, there is provided a method for producing a coffee beverage, comprising: preparing a mixed powder of a coffee residue powder and a petroleum coke powder; Drying the mixed powder; Pulverizing the dried mixed powder; And molding the pulverized mixed powder to obtain a composite. The present invention also provides a method for producing a reducing agent for producing silicon or ferrosilicon.

이는, 상기 복합체 형태의 환원제를 제조하는 방법에 해당되며, 도 1은 상기 복합체를 제조하는 과정을 개략적인 순서도로 나타낸 것이다. 이를 참고하여 각 단계를 상세히 설명한다.
This corresponds to a method of preparing the complex-type reducing agent, and FIG. 1 is a schematic flow chart of the process for producing the complex. Each step will be described in detail with reference to this.

커피 부산물(coffee residue) 분말 및 석유 코크스(petroleum coke) 분말을 각각 준비하는 단계;에서, 상기 석유 코크스에 대한 상기 커피 부산물의 중량 비율은 20:80 내지 40:60인 것일 수 있다. 이에 대한 자세한 설명은 전술한 바와 같다.Preparing a coffee residue powder and a petroleum coke powder, respectively, the weight ratio of the coffee by-product to the petroleum coke may be 20:80 to 40:60. A detailed description thereof is as described above.

한편, 상기 성형을 거쳐 수득된 복합체는 기본적으로 일정 강도를 유지하여야 운반 및 낙하 시 파괴되지 않을 수 있다. 이와 같이 상기 복합체의 강도를 향상시키기 위하여, 일반적으로 사용되는 결합제를 혼합하여 상기 성형을 수행할 수 있다. 다만, 그 양이 많아 불순물로 작용하지 않도록, 상기 분쇄된 혼합 분말의 전체 중량에 대해 5 중량% 이내로 한정하여 투입할 필요가 있다.
On the other hand, the composite obtained through the above-mentioned molding may not be destroyed when it is transported and dropped when basically a certain strength is maintained. In order to improve the strength of the composite, the conventional binder may be mixed to perform the molding. However, it is necessary to limit the amount to 5 wt% or less of the total weight of the pulverized powder mixture so as not to act as an impurity due to its large amount.

상기 분쇄된 혼합 분말을 성형하여, 복합체를 수득하는 단계;에서, 상기 수득된 복합체에 대한 설명은 다음과 같고, 이에 대한 구체적인 설명은 전술한 바와 같다.In the step of molding the pulverized mixed powder to obtain a composite, the obtained composite is described as follows, and a detailed description thereof is as described above.

상기 복합체의 전체 중량에 대하여, 35 내지 45 중량%의 고정 탄소를 포함한 것일 수 있다. And may include 35 to 45 wt% of fixed carbon based on the total weight of the composite.

상기 수득된 복합체의 직경은, 1 내지 30 ㎝인 것일 수 있다. The diameter of the obtained composite may be 1 to 30 cm.

상기 수득된 복합체의 형상은, 펠렛(pellet), 브리켓(briquette), 브릭(brick), 및 이들의 조합을 포함하는 군에서 선택된 어느 하나인 것일 수 있다.
The shape of the resulting composite may be any one selected from the group consisting of pellets, briquette, brick, and combinations thereof.

상기 건조된 혼합 분말을 분쇄하는 단계;는, 상기 커피 부산물의 평균 직경이 상기 석유 크코스 분말보다 커서 불균일한 혼합이 일어나는 것을 방지하기 위하여, 볼밀링하여 균일한 혼합물을 형성하는 것일 수 있다.
The step of pulverizing the dried mixed powder may be a ball milling to form a homogeneous mixture in order to prevent the non-uniform mixing of the coffee by-products with an average diameter larger than that of the petroleum coke powder.

상기 혼합 분말을 건조하는 단계;에 의해, 상기 원료 물질 내 수분 ?량이 5 중량% 이하로 제어되는 것일 수 있다.And drying the mixed powder, the moisture content in the raw material may be controlled to 5 wt% or less.

구체적으로, 상기 혼합 분말 내 5 중량%을 초과하는 과다한 수분만을 제거할 필요가 있으며, 이는 상기 원료 물질에 함유된 과다한 수분은 로내 반응에서 에너지 손실의 원인으로 작용하므로, 이러한 수분을 최소화 하는 것이 좋기 때문이다.
Specifically, it is necessary to remove excess moisture exceeding 5% by weight in the mixed powder, because excessive moisture contained in the raw material acts as a cause of energy loss in the furnace reaction, so that it is preferable to minimize such moisture Because.

본 발명의 또 다른 일 구현예에서는, 커피 부산물(coffee residue) 및 석유 코크스(petroleum coke)를 포함하는 복합체; 저회분 석탄(Low Ash Coal); 숯(charcoal); 및 목재 칩(wood chip);을 포함하는, 실리콘 또는 페로실리콘 제조용 환원제를 제공한다.In another embodiment of the present invention, there is provided a composition comprising a coffee residue and a petroleum coke; Low Ash Coal; Charcoal; And a wood chip. The present invention also provides a reducing agent for producing silicon or ferrosilicon.

이는, 상기 복합체 및 다른 탄소계 환원제가 혼합된 형태의 환원제에 해당된다. 이때, 상기 복합체를 포함함으로써, 고가인 상기 숯 및 상기 목재칩의 함량을 낮출 수 있다. 이하에서는, 전술한 내용과 중복되는 설명을 생략한다.
This corresponds to a reducing agent in the form of a mixture of the above complex and other carbon-based reducing agent. At this time, by including the composite, the content of the expensive char and the wood chip can be reduced. Hereinafter, the description overlapping with the above description will be omitted.

상기 환원제 내 함유된 고정 탄소의 전체 중량(100 중량%)에 대하여, 상기 복합체 내 함유된 고정 탄소의 비율은, 35 내지 55 중량%인 것일 수 있다.The ratio of the fixed carbon contained in the composite to the total weight (100 wt%) of the fixed carbon contained in the reducing agent may be 35 to 55 wt%.

상기 환원제 내 고정 탄소의 함량이 55 중량%를 초과하는 경우, 오히려 환원제의 반응성이 저하되는 문제가 있다. 이와 달리, 35 중량% 미만인 경우, 환원제로서의 역할을 하기에는 고정 탄소의 함량이 불충분한 문제가 있다. 이를 고려하여, 상기와 같이 범위를 한정하는 바이다.
When the content of the fixed carbon in the reducing agent is more than 55% by weight, the reactivity of the reducing agent deteriorates. On the other hand, if it is less than 35% by weight, there is a problem that the content of the fixed carbon is insufficient to serve as a reducing agent. In consideration of this, the range is limited as described above.

한편, 상기 환원제에 포함된 복합체에 관한 설명은 다음과 같고, 보다 자세한 설명은 전술하였으므로 생략한다.The composite material contained in the reducing agent is described below, and a detailed description thereof has been given above, so that the description thereof will be omitted.

상기 복합체의 조성은, 상기 석유 코크스에 대한 상기 커피 부산물의 중량 비율은 20:80 내지 40:60인 것일 수 있다.The composition of the composite may be such that the weight ratio of the coffee byproduct to the petroleum coke is 20:80 to 40:60.

상기 복합체는, 상기 복합체의 전체 중량에 대하여, 35 내지 45 중량%의 고정 탄소를 포함한 것일 수 있다.
The composite may include 35 to 45% by weight of fixed carbon based on the total weight of the composite.

본 발명의 또 다른 일 구현예에서는, 커피 부산물(coffee residue) 및 석유 코크스(petroleum coke)를 포함하는 복합체를 준비하는 단계; 및 상기 복합체에 저회분 석탄(Low Ash Coal), 숯(charcoal), 및 목재 칩(wood chip)을 혼합하는 단계;를 포함하는 것인, 실리콘 또는 페로실리콘 제조용 환원제의 제조방법을 제공한다.In another embodiment of the present invention, there is provided a process for preparing a complex comprising a coffee residue and a petroleum coke; And mixing the composite with low Ash Coal, charcoal, and wood chips. The present invention also provides a method for producing a reducing agent for producing silicon or ferrosilicon.

이는, 상기 복합체 및 다른 탄소계 환원제가 혼합된 형태의 환원제를 제조하는 방법에 해당된다.This is a method for producing a reducing agent in the form of a mixture of the complex and other carbon-based reducing agent.

커피 부산물(coffee residue) 및 석유 코크스(petroleum coke)를 포함하는 복합체를 준비하는 단계;는, 커피 부산물(coffee residue) 분말 및 석유 코크스(petroleum coke) 분말의 혼합 분말을 준비하는 단계; 상기 혼합 분말을 건조하는 단계; 상기 건조된 혼합 분말을 분쇄하는 단계; 및 상기 분쇄된 혼합 분말을 성형하여, 복합체를 수득하는 단계;를 포함하는 것일 수 있다.
Preparing a composite comprising a coffee residue and a petroleum coke, comprising: preparing a mixed powder of a coffee residue powder and a petroleum coke powder; Drying the mixed powder; Pulverizing the dried mixed powder; And molding the pulverized mixed powder to obtain a composite.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 기재한다. 그러나 하기 실시예는 본 발명의 바람직한 일 실시예일뿐 본 발명이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described. However, the following examples are only a preferred embodiment of the present invention, and the present invention is not limited to the following examples.

커피 부산물의 성분 확인Identification of components of coffee by-products

우선, 상기 복합체의 제조에 앞서, 상기 커피 부산물의 성분을 확인하고자 한다.First, prior to the preparation of the complex, the components of the coffee by-products are to be identified.

상기 커피 부산물 및 우드칩(woodchip)의 성분을 비교하면 하기 표 1과 같다,
The components of the coffee by-products and the woodchip are shown in Table 1 below,

성분ingredient 우드칩(Wood chips ( WoodchipWoodchip )) 커피 부산물Coffee byproduct 수분 (wt%)Moisture (wt%) 38.038.0 11.511.5 휘발성분 (wt%)Volatile matter (wt%) 50.550.5 69.569.5 회분 (wt%)Ash (wt%) 0.60.6 0.70.7 고정탄소 (wt%)Fixed carbon (wt%) 10.910.9 18.318.3

표 1를 참고하면, 상기 커피 부산물의 성분 및 각각의 함량이 상기 우드칩(woodchip)과 유사하므로, 상기 커피 부산물 역시 상기 우드칩과 마찬가지로 탄화하여 숯과 동일한 구조로 변화될 수 있으며, 숯과 유사한 정도의 우수한 반응성을 지닌 환원제로 작용할 수 있다고 판단된다.As shown in Table 1, the components of the coffee by-products and the content of each of the coffee by-products are similar to those of the woodchip, so that the coffee by-products can be carbonized like the wood chips and changed into the same structure as char, Of the total amount of the reaction mixture.

이 점에 착안하여, 가격이 저렴한 석유 코크스와 복합화된 형태로 환원제를 제조하였다.
In consideration of this point, a reducing agent was produced in a form complexed with petroleum coke which is low in price.

실시예Example

(1) 커피 부산물 및 석유 코크스의(1) coffee by-products and petroleum coke 복합체 제조Composite manufacturing

커피 부산물(coffee residue) 분말 및 석유 코크스(petroleum coke) 분말을 7:3의 중량 비율로 배합하여, 혼합 분말을 준비하였다.A coffee residue powder and a petroleum coke powder were mixed in a weight ratio of 7: 3 to prepare a mixed powder.

상기 혼합 분말을 건조하여, 상기 혼합 분말 내 수분의 함량을 3 중량%로 제어하였다.The mixed powder was dried to control the water content in the mixed powder to 3 wt%.

이후, 상기 건조된 혼합 분말을 3 시간 동안 볼밀링하여 분쇄하였다.Thereafter, the dried mixed powder was ball milled for 3 hours and pulverized.

최종적으로, 상기 분쇄된 혼합 분말을 50 톤의 하중을 가하여 성형함으로써, 복합체를 수득할 수 있었다.
Finally, the pulverized mixed powder was molded by applying a load of 50 tons, whereby a composite was obtained.

(2) 상기 복합체를 포함하는 혼합물 형태의 환원제의 제조(2) Preparation of a reducing agent in the form of a mixture containing the complex

본 발명의 일 구현예에 따르는 발명예 1은, 상기 복합체, 저회분 석탄, 숯, 및 목재칩이 혼합된 환원제를 제조하여, 상기 환원제 내 고정 탄소 중 대부분은 상기 복합체에 의해 제공되도록 하였다.Inventive Example 1 according to one embodiment of the present invention produced a reducing agent in which the composite, low ash coal, charcoal, and wood chips were mixed, so that most of the fixed carbon in the reducing agent was provided by the complex.

발명예 1과 대비되도록, 커피 부산물과 복합화되지 않은 석유 코크스가 저회분 석탄, 숯, 및 목재칩과 혼합된 환원제(비교예 1 및 2)를 제조하였다.Reductions (Comparative Examples 1 and 2) in which petroleum coke not complexed with coffee by-products were mixed with low ash coal, charcoal, and wood chips were prepared so as to contrast with Inventive Example 1.

각각의 환원제에 포함된 성분의 배합 비율은, 하기 표 2에 나타난 바와 같이, 각각의 환원제 내 고정 탄소의 전체 중량을 기준으로, 각 성분에 의해 제공되는 고정 탄소의 함량을 고려하여 결정하였다.
The mixing ratio of the components contained in each reducing agent was determined in consideration of the content of the fixed carbon provided by each component, based on the total weight of the fixed carbon in each reducing agent, as shown in Table 2 below.

구 분division 고정 탄소의 함량 (중량%)Content of fixed carbon (% by weight) 비교예Comparative Example 1 One 비교예Comparative Example 2 2 발명예Honor 1 One 배합 비율Mixing ratio
(고정 탄소 기준)(Based on fixed carbon)
석유 코크스Petroleum coke 3030 3030 --
저회분Low ash 석탄 Coal 4040 4040 3838 charcoal 2020 00 1010 목재칩Wood chips 1010 3030 44 커피 부산물 및 석유 코크스의 복합체Composite of coffee by-products and petroleum coke
(7:3의 중량 비율)(Weight ratio of 7: 3)
-- -- 4848

평가예Evaluation example 1 One

표 1에 따르면, 비교예 1 및 2의 경우, 고가의 원료인 숯 및 목재칩에 의해 제공되는 고정 탄소 비율이 30 중량% 정도로 높아, 제조 원가가 상승하는 단점이 있다. According to Table 1, in the case of Comparative Examples 1 and 2, the fixed carbon ratio provided by the expensive raw materials of charcoal and wood chips is as high as about 30% by weight, and the manufacturing cost is increased.

그에 반면, 석유 코크스 및 커피 부산물의 복합체를 포함하는 발명예 1의 경우에는, 숯 및 목재칩에 의해 제공되는 고정 탄소의 비율이 14 중량%로 낮아지게 되어, 제조 원가를 절감할 수 있는 이점이 있다. On the other hand, in the case of Inventive Example 1 including a composite of petroleum coke and coffee by-products, the proportion of the fixed carbon provided by charcoal and wood chips is reduced to 14% by weight, have.

나아가, 발명예 1의 환원제를 이용하여 아크로 실험을 실시하게 되면 전체적으로 환원 반응성이 개선되며, 소비 전력량이 감소하게 될 것으로 추론된다.Further, it is deduced that when the arc test is performed using the reducing agent of Inventive Example 1, the reduction reactivity as a whole improves and the power consumption is reduced.

평가예Evaluation example 2 2

실제로, 발명예 1, 비교예 1 및 2의 환원제를 각각 사용하고, 70kW급 소형 직류 아크로를 이용하여 소비 전력량, 그리고 먼지 및 실리카 흄(hume) 발생량을 검증하였다. Actually, the power consumption and the amount of dust and silica fume generated were verified by using a reducing agent of Inventive Example 1 and Comparative Examples 1 and 2 respectively and using a 70 kW small-sized DC arc furnace.

구체적으로, 페로실리콘(FeSi75)의 생산하기 위해, 규석광 61kg을 투입하고, 이에 필요한 고정 탄소 비율에 맞추어 환원제 및 철을 대략 10번에 나누어 투입하였다. 평균 60 내지 70kW기준으로 실시하였으며, 총 환원 반응 시간은 8 내지 10 시간 소요되었다. Specifically, in order to produce ferrosilicon (FeSi7 5 ), 61 kg of quartzite was added, and a reducing agent and iron were added in divided amounts to approximately 10 times according to the fixed carbon ratio required. The reaction was carried out on an average of 60 to 70 kW, and the total reduction reaction time was 8 to 10 hours.

환원 반응 중에 발생하는 실리카 흄은 포집하여 그 무게를 측정하였으며, 반응의 완료 후 아크로를 해체하여 최종적으로 생성된 페로실리콘의 양을 측정하여, 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.
The silica fume generated during the reduction reaction was collected and weighed. After completion of the reaction, the silica was disassembled to measure the amount of the finally produced ferrosilicon. The results are shown in Table 3 below.

구 분division 비교예Comparative Example 1 One 비교예Comparative Example 2 2 발명예Honor 1 One 페로실리콘Ferro silicon 회수량 ( Recovery ( kgkg )) 21.721.7 23.423.4 18.818.8 전략량Strategic amount ( ( kWhkWh // kgkg )) 30.530.5 31.331.3 27.027.0 먼지 및 실리카 흄 발생량 (Dust and silica fume emissions ( kgkg )) 0.30.3 0.70.7 0.140.14

표 3에 따르면, 비교예 1 및 2의 경우 페로실리콘의 생성에 사용된 총 전략량이 kg당 30 kWh를 상회하고 있어, 환원 반응에 소비된 전력량이 높은 것을 알 수 있다. 그에 반면, 상기 복합체를 포함하는 실시예 1의 경우에는 소비 전력량이 27 kWh/kg으로 감소함을 확인할 수 있다. According to Table 3, in the case of Comparative Examples 1 and 2, the total amount of the strategy used for the production of ferro silicon exceeded 30 kWh per kg, so that the amount of power consumed in the reduction reaction was high. On the other hand, in the case of Example 1 including the composite, it can be confirmed that the power consumption is reduced to 27 kWh / kg.

또한, 먼지 및 실리카 흄의 발생량을 살펴보면, 발명예 1의 경우 비교예 1 및 2에 대비하여 상당히 감소되었고, 특히 비교예 2 대비 50 %이하의 수준으로 감소됨을 확인할 수 있다. In the case of Inventive Example 1, the amount of dust and silica fume was significantly reduced compared to Comparative Examples 1 and 2, and it was confirmed that the amount of dust and silica fume was reduced to 50% or less of Comparative Example 2.

이를 통해, 발명예 1에서는 커피 부산물 및 석유 코크스의 복합체를 포함함에 따라 고가의 숯 및 목재칩의 함량을 낮추어 원가를 절감할 수 있을 뿐만 아니라, 단위 페로실리콘의 회수량을 기준으로 소비 전력량이 감소되며, 환원 반응 시 먼지 및 실리카 흄의 발생량이 적어져 환경 문제를 해소하는 이점이 있다. As a result, in Inventive Example 1, it is possible to reduce the cost by lowering the content of expensive charcoal and wood chips by including the coffee by-product and the complex of petroleum coke, as well as reduce the amount of power consumption based on the recovery amount of per- And the generation of dust and silica fume is reduced during the reduction reaction, thereby solving the environmental problem.

아울러, 발명예 1에서 회수된 페로실리콘의 절대적인 양은 비교예 1 및 2 보다 적지만, 발명예 1의 각 성분의 함량을 변화시키며 조절하게 되면, 비교예 1 및 2와 유사한 정도로 회수할 수 있다고 평가된다.
In addition, although the absolute amount of ferrosilicon recovered in Inventive Example 1 is smaller than that of Comparative Examples 1 and 2, it can be evaluated that the amount of ferrosilicon can be recovered to the extent similar to Comparative Examples 1 and 2 when the content of each component of Inventive Example 1 is changed and controlled do.

평가예Evaluation example 3 3

한편, 규석광, 철, 및 발명예 1의 환원제를 원료로 사용하고, 이들 원료를 하기 표 4에 기록된 바와 같이 배합하여, 페로실리콘 1톤이 생산되는 것을 확인하였다.
On the other hand, it was confirmed that 1 ton of ferrosilicon was produced by using these raw materials as shown in Table 4, using raw silica, light of iron, and a reducing agent of Production Example 1 as raw materials.

구 분division 무게 (weight ( kgkg )) 페로실리콘Ferro silicon 1톤 생산을 위한 원료 배합Ingredients for 1 ton production 규석광Quartzite 18001800 iron 195195 환원제reducing agent 커피 부산물 및 석유 코크스의 복합체Composite of coffee by-products and petroleum coke
(7:3의 중량 비율)(Weight ratio of 7: 3)
857857
저회분Low ash 석탄 Coal 555555 charcoal 104104 목재칩Wood chips 300300

따라서, 이와 같이 커피 부산물 및 석유 코크스의 복합체가 다른 탄소계 환원제와 적절한 함량으로 배합된 환원제를 사용함으로써, 실리콘 또는 페로실리콘의 절대적인 회수율 또한 개선하는 것이 가능함을 알 수 있다.
Thus, it can be seen that the absolute recovery of silicon or ferrosilicon can be improved by using a reducing agent in which the complex of coffee by-product and petroleum coke is blended with other carbon-based reducing agent in an appropriate amount.

본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the present invention as defined by the following claims. As will be understood by those skilled in the art. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive.

Claims (19)

커피 부산물(coffee residue); 및
석유 코크스(petroleum coke);를 포함하는 복합체인,
실리콘 또는 페로실리콘 제조용 환원제.
Coffee residue; And
A petroleum coke comprising a complex comprising:
Reducing agents for making silicon or ferrosilicon.
제1항에 있어서,
상기 복합체의 조성은,
상기 석유 코크스에 대한 상기 커피 부산물의 중량이, 20:80 내지 40:60인 것인,
실리콘 또는 페로실리콘 제조용 환원제.
The method according to claim 1,
The composition of the above-
Wherein the weight of the coffee by-products to the petroleum coke is 20:80 to 40:60.
Reducing agents for making silicon or ferrosilicon.
제1항에 있어서,
상기 복합체는,
상기 복합체의 전체 중량에 대하여, 35 내지 45 중량%의 고정 탄소를 포함한 것인,
실리콘 또는 페로실리콘 제조용 환원제.
The method according to claim 1,
The composite may comprise:
By weight, based on the total weight of the composite, of 35 to 45%
Reducing agents for making silicon or ferrosilicon.
제1항에 있어서,
상기 커피 부산물은,
상기 커피 부산물의 전체 중량에 대하여, 16 내지 20 중량%의 고정 탄소를 포함한 것인,
실리콘 또는 페로실리콘 제조용 환원제.
The method according to claim 1,
The coffee by-
By weight based on the total weight of the coffee by-products.
Reducing agents for making silicon or ferrosilicon.
제1항에 있어서,
상기 커피 부산물은,
상기 커피 부산물의 전체 중량에 대하여, 5 내지 15 중량%의 수분을 포함하는 것인,
실리콘 또는 페로실리콘 제조용 환원제.
The method according to claim 1,
The coffee by-
By weight based on the total weight of the coffee by-product.
Reducing agents for making silicon or ferrosilicon.
제1항에 있어서,
상기 복합체의 직경은,
1 내지 30 ㎝인 것인,
실리콘 또는 페로실리콘 제조용 환원제.
The method according to claim 1,
The diameter of the composite,
1 to 30 cm.
Reducing agents for making silicon or ferrosilicon.
제1항에 있어서,
상기 복합체의 형상은,
펠렛(pellet), 브리켓(briquette), 브릭(brick), 및 이들의 조합을 포함하는 군에서 선택된 어느 하나인 것인,
실리콘 또는 페로실리콘 제조용 환원제.
The method according to claim 1,
The shape of the composite,
Wherein the composition is any one selected from the group consisting of pellets, briquette, brick, and combinations thereof.
Reducing agents for making silicon or ferrosilicon.
커피 부산물(coffee residue) 분말 및 석유 코크스(petroleum coke) 분말의 혼합 분말을 준비하는 단계;
상기 혼합 분말을 건조하는 단계;
상기 건조된 혼합 분말을 분쇄하는 단계; 및
상기 분쇄된 혼합 분말을 성형하여, 복합체를 수득하는 단계;를 포함하는,
실리콘 또는 페로실리콘 제조용 환원제의 제조방법.
Preparing a mixed powder of a coffee residue powder and a petroleum coke powder;
Drying the mixed powder;
Pulverizing the dried mixed powder; And
And molding the pulverized mixed powder to obtain a composite.
A method for producing a reducing agent for producing silicon or ferrosilicon.
제8항에 있어서,
커피 부산물(coffee residue) 분말 및 석유 코크스(petroleum coke) 분말을 각각 준비하는 단계;에서,
상기 석유 코크스에 대한 상기 커피 부산물의 중량 비율은 20:80 내지 40:60인 것인,
실리콘 또는 페로실리콘 제조용 환원제의 제조방법.
9. The method of claim 8,
Preparing a coffee residue powder and a petroleum coke powder, respectively,
Wherein the weight ratio of the coffee by-product to the petroleum coke is 20:80 to 40:60.
A method for producing a reducing agent for producing silicon or ferrosilicon.
제8항에 있어서,
상기 분쇄된 혼합 분말을 성형하여, 복합체를 수득하는 단계;에서,
상기 수득된 복합체는,
상기 복합체의 전체 중량에 대하여, 35 내지 45 중량%의 고정 탄소를 포함한 것인,
실리콘 또는 페로실리콘 제조용 환원제의 제조방법.
9. The method of claim 8,
Molding the pulverized mixed powder to obtain a composite,
The resultant complexes,
By weight, based on the total weight of the composite, of 35 to 45%
A method for producing a reducing agent for producing silicon or ferrosilicon.
제8항에 있어서,
상기 분쇄된 혼합 분말을 성형하여, 복합체를 수득하는 단계;에서,
상기 수득된 복합체의 직경은,
1 내지 30 ㎝인 것인,
실리콘 또는 페로실리콘 제조용 환원제의 제조방법.
9. The method of claim 8,
Molding the pulverized mixed powder to obtain a composite,
The diameters of the resulting complexes,
1 to 30 cm.
A method for producing a reducing agent for producing silicon or ferrosilicon.
제8항에 있어서,
상기 분쇄된 혼합 분말을 성형하여, 복합체를 수득하는 단계;에서,
상기 수득된 복합체의 형상은,
펠렛(pellet), 브리켓(briquette), 브릭(brick), 및 이들의 조합을 포함하는 군에서 선택된 어느 하나인 것인,
실리콘 또는 페로실리콘 제조용 환원제의 제조방법.
9. The method of claim 8,
Molding the pulverized mixed powder to obtain a composite,
The shape of the composite obtained above is,
Wherein the composition is any one selected from the group consisting of pellets, briquette, brick, and combinations thereof.
A method for producing a reducing agent for producing silicon or ferrosilicon.
제8항에 있어서,
상기 혼합 분말을 건조하는 단계;에 의해,
상기 혼합 분말 내 수분 ?량이 5 중량 % 이하로 제어되는 것인,
실리콘 또는 페로실리콘 제조용 환원제의 제조방법.
9. The method of claim 8,
And drying the mixed powder,
Wherein the moisture content in the mixed powder is controlled to 5 wt% or less.
A method for producing a reducing agent for producing silicon or ferrosilicon.
커피 부산물(coffee residue) 및 석유 코크스(petroleum coke)를 포함하는 복합체;
저회분 석탄(Low Ash Coal);
숯(charcoal); 및
목재 칩(wood chip);을 포함하는,
실리콘 또는 페로실리콘 제조용 환원제.
Complexes comprising coffee residue and petroleum coke;
Low Ash Coal;
Charcoal; And
Comprising a wood chip;
Reducing agents for making silicon or ferrosilicon.
제14항에 있어서,
상기 환원제 내 함유된 고정 탄소의 전체 중량(100 중량%)에 대하여, 상기 복합체 내 함유된 고정 탄소의 비율은, 35 내지 55 중량%인 것인,
실리콘 또는 페로실리콘 제조용 환원제.
15. The method of claim 14,
Wherein the ratio of the fixed carbon contained in the composite to the total weight (100 wt%) of the fixed carbon contained in the reducing agent is 35 to 55 wt%
Reducing agents for making silicon or ferrosilicon.
제14항에 있어서,
상기 복합체의 조성은,
상기 석유 코크스에 대한 상기 커피 부산물의 중량 비율은 20:80 내지 40:60인 것인,
실리콘 또는 페로실리콘 제조용 환원제.
15. The method of claim 14,
The composition of the above-
Wherein the weight ratio of the coffee by-product to the petroleum coke is 20:80 to 40:60.
Reducing agents for making silicon or ferrosilicon.
제14항에 있어서,
상기 복합체는,
상기 복합체의 전체 중량에 대하여, 35 내지 45 중량%의 고정 탄소를 포함한 것인,
실리콘 또는 페로실리콘 제조용 환원제.
15. The method of claim 14,
The composite may comprise:
By weight, based on the total weight of the composite, of 35 to 45%
Reducing agents for making silicon or ferrosilicon.
커피 부산물(coffee residue) 및 석유 코크스(petroleum coke)를 포함하는 복합체를 준비하는 단계; 및
상기 복합체에 저회분 석탄(Low Ash Coal), 숯(charcoal), 및 목재 칩(wood chip)을 혼합하는 단계;를 포함하는 것인,
실리콘 또는 페로실리콘 제조용 환원제의 제조방법.
Preparing a complex comprising a coffee residue and petroleum coke; And
And mixing the composite with low Ash Coal, charcoal, and wood chips.
A method for producing a reducing agent for producing silicon or ferrosilicon.
제18항에 있어서,
커피 부산물(coffee residue) 및 석유 코크스(petroleum coke)를 포함하는 복합체를 준비하는 단계;는,
커피 부산물(coffee residue) 분말 및 석유 코크스(petroleum coke) 분말의 혼합 분말을 준비하는 단계;
상기 혼합 분말을 건조하는 단계;
상기 건조된 혼합 분말을 분쇄하는 단계; 및
상기 분쇄된 혼합 분말을 성형하여, 복합체를 수득하는 단계;를 포함하는 것인,
실리콘 또는 페로실리콘 제조용 환원제의 제조방법.
19. The method of claim 18,
Preparing a complex comprising a coffee residue and a petroleum coke,
Preparing a mixed powder of a coffee residue powder and a petroleum coke powder;
Drying the mixed powder;
Pulverizing the dried mixed powder; And
And molding the pulverized mixed powder to obtain a composite.
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