니켈 야금 슬래그 재활용 현황 분석 논문

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니켈 야금 찌꺼기 자원화 현황 분석 논문 < /p>

요약: 니켈 야금 찌꺼기는 중요한 2 차 자원으로서 철 니켈 구리 등 유가 금속을 포함하고 있다. 니켈 수요가 증가함에 따라 배출되는 니켈 찌꺼기도 많아지고 있으며, 합리적으로 이용할 수 없다면 자원 낭비와 환경 오염을 초래할 수 있다. 이 글은 니켈 야금 찌꺼기 자원화 현황을 분석하고 추가 자원화 방향을 논의했다. < /p>

키워드: 니켈 야금 슬래그; 자원화 유가 금속 건축재료 < /p>

우리나라가 유색금속에 대한 수요가 증가함에 따라 매년 유색야금 찌꺼기의 수가 증가하고 있으며, 이러한 제련 찌꺼기는 합리적으로 활용되지 않아 대량의 토지자원을 점유할 뿐만 아니라 환경에 잠재적 위협이 있어 지속 가능한 발전에 불리하기 때문에 유색야금 찌꺼기의 자원화는 매우 중요한 의미를 갖는다. 중국은 세계에서 니켈 자원 소비가 가장 많은 나라로, 1t 니켈을 생산할 때마다 약 6~16t 찌꺼기를 배제하고, 김천그룹의 니켈 야금 찌꺼기 더미만 4000 만 T 에 달하며 매년 약 200 만 t[1-3] 를 추가한다. 니켈 찌꺼기의 구성은 광석 종류와 제련 공예에 따라 크게 변한다. 김천 니켈 플래시 난로 찌꺼기의 물상 구성을 예로 들면, 주로 철산화물, 실리콘산화물, 칼슘, 마그네슘의 산화물로 이루어져 있으며, 찌꺼기에는 약 40 개의 철원소가 함유되어 있으며, 또한 일정량의 유색금속원소 니켈, 구리, 코발트도 함유되어 있다. 철은 주로 철감람석 형태로 존재하며, 감람석 사이에 충전된 비정질 유리질과 기계적으로 큰 알갱이 니켈황 [4] 이 섞여 있다. 니켈 찌꺼기의 처리는 이미 니켈 제련 과정의 중요한 공정이 되었으며, 어떻게 정확하고 효과적으로 이러한 2 차 자원을 재활용하여 니켈 제련 과정을 원활히 하고, 찌꺼기 부지와 환경오염 등의 문제를 해결하여 니켈 야금 발전 순환 경제의 주요 문제가 되었다. 이 글은 현재 니켈 찌꺼기 자원화 활용을 종합하여 재활용하는 주요 연구로는 유가 금속 추출, 충전재로 사용, 유리-세라믹 제작, 건설재 생산 등 [5-7] 이 있다. < /p>

1, 니켈 찌꺼기 자원 활용 현황 < /p>

1.1 유가 금속 추출 < /p>

니켈 [8] 등 코크스를 환원제로 사용하는 용융 환원법을 이용하여 플래시 용광로수 니켈 찌꺼기에서 귀중한 철을 추출한다. 그 결과 제어 100g 찌꺼기에 34.7gCaO, 4.04gCaO, 8.5g 코크스, 용융 온도는 1500 C, 복원 시간은 180min, 철의 복원률은 96.32 로 나타났다. 왕시원 [9] 등은 니켈 찌꺼기, 산화 칼슘, 초분을 탄소구단으로 만들어 심도복원회수가 유가금속철, 니켈, 구리를 회수한 결과 알칼리도가 유가금속의 회수율에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 알칼리도를 적절히 높이면 금속상 성장을 촉진할 수 있고, 형태 구조를 바꾸면 후속 분리에 도움이 되고, 알칼리도가 너무 높으면 금속상에 불순물이 생기고, 알칼리도가 1.0 으로 결정되면 철, 구리가 된다 니켈 찌꺼기 속의 철은 깊이를 거쳐 복원된 후 금속철로 존재하고, 니켈과 구리는 주로 쇠와 고용체 형태로 존재한다. 노설봉 [10] 등은 직접 만든 소형 직류 전기로를 이용해 니켈 찌꺼기를 실리콘 칼슘 합금으로 회수하고, 코크스와 환원제로 니켈 찌꺼기, 생석회, 복원제의 비율을 조절하면 해당 실리콘 칼슘 합금을 얻을 수 있다. 쇼경파 [11] 등은 니켈 찌꺼기를 철, 니켈, 마그네슘으로 회수하고, 실험 과정은 니켈 찌꺼기가 부서진 분말을 산침시키고, 산화제와 pH 조절제를 산성물에 넣어 철침전물을 만들고, 분리 후 황산작용과 황산작용을 하여 황산철 용액을 만들고, 정제한 후 산화침전법을 사용하여 고순철 침전물을 얻는다. 침전 용액은 황화물을 첨가하여 황화 니켈 침전을 만들어 분리, 세척, 건조를 거쳐 니켈 정광을 만든다. 니켈 용액을 첨가제 LN 에 첨가하여 잡동사니를 제거하고 정제된 황산 마그네슘 용액과 암모니아수 반응으로 수산화 마그네슘 제품을 만들었다. < /p>

1.2 생산 충전재 < /p>

니켈 찌꺼기는 우물 아래 충전재 기술이 상대적으로 성숙해 니켈 찌꺼기의 자원화 문제를 해결하는 동시에 충전비용을 줄이고 시멘트 소비를 줄이며 시멘트 생산 중 환경오염을 줄일 수 있다.

현재 물 찌꺼기를 충전재로 사용하는 관건은 활성 찌꺼기를 자극하는 데 있다. 여기 방식은 기계적 자극과 화학적 자극으로 나뉜다. 전통적인 기계적 자극은 일반 기계 볼 밀링을 사용하여 물리적 테셀레이션을 수행하고, 고에너지 볼 밀링은 광산 찌꺼기를 빠르게 다듬고, 표면적을 늘리고, 수화 반응면을 증가시켜 재료의 물리 화학적 활성화를 높인다. 니켈 찌꺼기는 고에너지 볼 밀링 처리 후 압축 강도가 현저히 높아질 것이다. 화학자극제는 자극제와 광산 찌꺼기의 화학반응을 이용하여 수경응고 성능을 가진 물질을 만들어 광산 찌꺼기의 활성화를 높인다. 자극제는 황산염류, 탄산염류 등을 많이 사용한다. 양지강 [12] 등은 기계 활성화와 화학 활성화 두 가지 방식으로 실험 연구를 진행한다. < /p>

결과는 기계 활성화 니켈 찌꺼기, 탈황 석고, 칼슘 카바이드 찌꺼기, 시멘트 클링커의 최적 비 표면적이 각각 620,200,200,300M2/KG 인 것으로 나타났다. 화학 활성화는 탈황 석고와 칼슘 찌꺼기를 위주로 하고 황산나트륨과 시멘트 클링커를 보조한다. 3 의 황산나트륨과 2 의 시멘트 숙료를 첨가하면 자극 효과를 높일 수 있다. 플러스 0.156 PC 고인 화제, 플라스틱 모래 비율 1: 4 로 구성, 슬러리 농도가 79 인 충전재는 광산의 충전체 강도 요구 사항을 완벽하게 충족하며, 시멘트를 대체하여 김천 광산이 충전채광을 인계하는 데 사용할 수 있다. 고수걸 [13] 등은 물을 이용하여 2 차 니켈 찌꺼기를 이용하여 광산 충전재를 준비하고, 탈황 석고와 전석 찌꺼기 등의 물질을 이용하여 대량의 수화 산물을 발생시켜 높은 충전 강도를 발생시킨다. 그리고 물 담금질니켈 찌꺼기 충전재의' 유동성도 P42.5 시멘트 충전재의 유동성보다 낫다. 그 결과 탈황고는 전석 찌꺼기와 1: 1 을 섞은 뒤 소량의 황산나트륨 및 시멘트 숙료와 복합활성제를 구성해 더 좋은 자극효과를 보이는 것으로 나타났다. < /p>

1.3 고부가가치 유리 제작 < /p>

유리-세라믹과 거품 유리 모두 고부가가치 유리, 유리-세라믹은 유리와 세라믹의 이중 특성을 가지고 있어 세라믹보다 밝기가 높고 유리보다 인성이 강하다. 거품 유리는 타지 않고, 변형되지 않고, 열 성능이 안정적이며, 역학 강도가 높고 가공이 쉽다는 장점이 있다. 왕아리 [14] 등은 니켈 찌꺼기 용융 제철 남은 용융 찌꺼기 제비 유리 세라믹을 연구했다. 철이차 찌꺼기는 균일화 → 정화 → 주탕 → 결정화 → 어닐링 → 연마 → 연마를 통해 건축장식국가 기준에 맞는 미정유리를 만들어 최적의 원료비를 확정했다. 풍정철 [15] 등은 니켈 찌꺼기와 폐유리를 주원료로 탄산나트륨을 발포제로 넣어 거품유리를 구웠다. 탄산나트륨 첨가량, 발포온도, 보온시간이 거품유리의 품질에 미치는 영향을 검토한 결과, 주요 원료인 니켈 찌꺼기와 폐유리는 각각 20 과 80, 5~7 의 탄산나트륨 발포제, 2 의 붕산은 안정제, 2 의 붕사는 보조용제로 870 C 에서 항온 1h 로 총 공기공률을 85.14 로 만들 수 있는 것으로 나타났다. < /p>

1.4 건축 자재 생산 < /p>

니켈 슬래그의 주성분은 SiO2, Al2O3, Fe2O3 이며 니켈 슬래그를 이용한 포틀랜드 시멘트 생산은 점토와 철분 분말을 부분적으로 대체하여 에너지 소비를 줄일 수 있다. 니켈 찌꺼기에 존재하는 소량의 니켈, 구리, 코발트 등의 원소는 숙료의 액상을 낮추는 데 가장 낮은 * * * 융점과 점도를 낮추는 데 긍정적인 역할을 하며, 그 연소성을 개선하고 숙료 광물의 형성에 도움이 된다. 오양 [16] 등은 철분 가루 대신 도로 실리콘 시멘트를 준비하고, 합리적인 재료를 통해 C3S, C2S, C4AF 를 주요 광물로 하는 도로 실리콘 시멘트 숙료를 준비한다. 강도, 광물 구성, 안전 등의 성능은 국가 표준에 부합한다. 최적의 조건은 니켈 찌꺼기 도핑량 (질량 점수) 10, 소성 온도 1370 C 입니다. 왕순상 [17] 등은 니켈 찌꺼기의 섬세함과 도핑량이 실리콘산염 시멘트의 수화 특성에 미치는 영향에 대해 논의했다. 그 결과, 니켈 찌꺼기의 양이 증가함에 따라 그라우트 응결 시간이 길어지고, 수화 반응 발열 감소, 경화 시멘트 모르타르의 압축 강도, 접기 강도 강사가 나타났다. 반대로, 니켈 찌꺼기의 미세도가 높아짐에 따라 이러한 영향을 개선할 수 있으며, 경화 그라우트의 구조가 치밀화되는 데 도움이 된다. 니켈 찌꺼기를 콘크리트 혼화제와 골재로 사용하면 콘크리트의 강도를 높일 수 있으며, 니켈 찌꺼기 구조가 촘촘하고 금속 함량이 높고 올리브석이 많이 함유되어 있어 니켈 찌꺼기의 경도가 높아 니켈 찌꺼기가 섞인 콘크리트의 내마모성이 높아진다.

이호 [18] 등은 니켈 찌꺼기 함량이 콘크리트의 내마모성에 미치는 영향을 연구했다. 니켈 찌꺼기 가루, 연탄가루, 니켈 찌꺼기가 동시에 콘크리트에 섞여 있을 때, 함량이 각각 10, 10, 40 이면 콘크리트의 내마모성이 가장 좋다. 정천정 [19] 등 니켈 찌꺼기 기반 함량이 콘크리트의 압축 강도에 미치는 영향에 대해 연구한 결과, 니켈 찌꺼기 함량이 20 이면 콘크리트의 압축 강도가 가장 높고 니켈 찌꺼기 함량이 50 이면 콘크리트의 압축 강도가 가장 낮았다. < /p>

2, 발전 추세 < /p>

자원 활용률이 낮고 자원 부족, 산업 구조가 불합리하게 우리 경제사회 발전을 제한하는 전략적 문제가 되고 있다. 우리나라의 현재 광산자원 현황을 보면 니켈 찌꺼기에 함유된 주체 금속은 철이며, 철 제철 위주로 자원화 이용을 해야 하며, 우리나라 철광석 자원의 압력을 완화할 수 있을 뿐만 아니라, 지속 가능한 발전에 도움이 될 뿐만 아니라, 기업의 이익도 증가시킬 수 있다. 철 추출 후 2 차 찌꺼기는 미정유리, 충전재 등 건축 자재를 준비하는 데도 사용할 수 있어 니켈 찌꺼기 자원을 충분히 활용할 수 있다. < /p>

3, 결론 < /p>

< P > 니켈 찌꺼기는 철, 니켈, 코발트, 구리 등 귀중한 원소로, 유가금속의 경제성이 제한되어 있고, 이차 찌꺼기의 폐기 문제가 있다. 단순히 비금속 자원 처리를 하는 것은 귀중한 금속 원소의 낭비를 초래한다. 따라서 유가금속 추출 후 2 차 찌꺼기를 비금속 자원 처리로 하면 니켈 찌꺼기의 효율화와 생태화에 도움이 된다. < /p>

참고 문헌 < /p>

[1] 장연운용융 산화에 의한 니켈 슬래그의 철 자원 농축에 관한 열역학적 연구 [D]. 란저우: 란저우 공과 대학, 2018.

<; 등. 니켈 찌꺼기 자원화 이용 현황 및 발전 추세 분석 [J]. 재료 안내, 2017,31 (5): 100-105.

[4] 류샤오민, 양서항공, 장 2018 (1): 82-85.

[5] 사경. 김천 니켈 찌꺼기의 다 성분 종합 이용 연구 [D]. 산시: 서안 건축과학기술대학, 2015.

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