KR101412121B1 - 슬래그 칼슘 추출장치 - Google Patents

Abstract

슬래그에서 칼슘이 추출되도록 유기용매가 유입되는 반응조; 및 상기 반응조 내부에 배치되는 회전반응부를 포함하고, 상기 회전반응부는 상기 슬래그가 충진되는 다공성 슬래그 셀(cell)을 구비하며, 상기 슬래그 셀은 회전축을 중심으로 회전가능한 것을 특징으로 하는 슬래그 칼슘 추출장치가 제공된다.

Description

슬래그 칼슘 추출장치{CALCIUM EXTRACTOR FROM SLAG}

본 발명은 슬래그 칼슘 추출장치에 관한 것이다.

제강슬래그는 산화칼슘을 다량 함유하고 있어서, 높은 염기도를 나타내며, 탈류 슬래그를 물속에 넣으면 산화칼슘중의 일부가 용출되어 알칼리성을 나타낸다. 한편, 탈류 슬래그에는 유황(S) 성분이 포함되어 있으므로 물과 반응시키면 유황이 함께 용출되며, 이는 탄산칼슘 제조시 불순물로 작용한다.

한편, 지구온난화의 원인인 이산화탄소 가스를 감소시키기 위해 배가스중의 이산화탄소 가스를 효과적으로 분리하는 분리방법 및 분리된 이산화탄소의 처리 및 활용방법으로 깊은 바다 밑에 저장하는 방법, 메탄올 제조에 사용하는 방법등이 연구되어 왔다. 그러나 아직 경제적이고 실용성 있는 활용방법은 없는 실정이다.

즉 석회석(CaCO₃)을 소성하여 생석회(CaO)를 만들고, 이 생석회(CaO)와 물(H₂O)을 반응시켜 소석회유(Ca(OH)₂)를 제조하고, 이 소석회유(Ca(OH)₂)에 이산화탄소 기체를 불어 넣어 반응시킴으로써 침강성 탄산칼슘(CaCO3)을 석출시킨다. 이러한, 화합방법에서는 탄산칼슘 석출에 필요한 칼슘성분은 석회석을 열분해 시켜 만든 소석회를 사용하고 탄산가스는 석회석 분해시에 발생된 탄산가스를 회수하여 사용하지만, 반응율이 100%가 될 수 없으므로 일부는 반응 중에 대기중으로 방출될 것이다. 즉, 석회석을 원료로 사용할 경우 소성 공정에서 이산화탄소가 발생한다. 따라서, 환경 오염을 야기할 뿐만 아니라 제조공정이 복잡하고 석회석을 1000 도 이상의 고온으로 소성하여 중간 물질인 생석회를 제조함으로, 고가의 제조비용이 소요된다.

따라서, 이산화탄소 발생량을 저감하기 위해서는 칼슘성분을 석회석에서 공급해서는 안되고 이산화탄소와 결합하지 않은 칼슘원을 사용하여야 한다. 이와 같은 칼슘원으로는 염화칼슘, 질산칼슘 등이 있지만 이들 약품 또한 고가이다.

본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제10-2004-0026382호(2004.03.31 공개, 탈류슬래그와 이산화탄소를 이용한 탄산칼슘 제조방법)에 개시되어 있다.

본 발명은 칼슘 추출 효율을 높이고, 운전장비의 효율을 향상시켜 에너지 효율효과를 얻을 수 있는 슬래그 칼슘 추출장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 슬래그에서 칼슘이 추출되도록 유기용매가 유입되는 반응조; 및 상기 반응조 내부에 배치되는 회전반응부를 포함하고, 상기 회전반응부는 상기 슬래그가 충진되는 다공성 슬래그 셀(cell)을 구비하며, 상기 슬래그 셀은 회전축을 중심으로 회전가능한 것을 특징으로 하는 슬래그 칼슘 추출장치가 제공된다.

상기 슬래그 셀은 상기 회전축을 중심으로 복수개가 방사형으로 이격되어 형성될 수 있다.

상기 슬래그 셀은 방사형으로 4개가 구비될 수 있다.

상기 반응조의 하단부에 형성되어, 상기 슬래그에서 추출된 칼슘을 포집하는 포집부를 더 포함할 수 있다.

상기 포집부의 상부에 형성되어, 상기 포집부로 이물질이 유입되는 것을 방지하는 필터부를 더 포함할 수 있다.

상기 유기용매를 반응조 내부로 주입하기 위한 용매 주입 분무노즐을 더 포함할 수 있다.

상기 유기용매는 아세톤일 수 있다.

본 발명에 따르면, 슬래그 칼슘 추출장치를 이용하여, 슬래그 모듈 구조물이 임펠러의 역할을 수행함으로써 추출효율률 증가를 기대할 수 있으며, 또한 고체, 액체 분리를 위한 침전시간을 최소화하여 운전장비의 효율을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 슬래그 칼슘 추출장치를 나타낸 정면도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 슬래그 칼슘 추출장치를 나타낸 평면도.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

또한, 이하 사용되는 제1, 제2 등과 같은 용어는 동일 또는 상응하는 구성 요소들을 구별하기 위한 식별 기호에 불과하며, 동일 또는 상응하는 구성 요소들이 제1, 제2 등의 용어에 의하여 한정되는 것은 아니다.

또한, 결합이라 함은, 각 구성 요소 간의 접촉 관계에 있어, 각 구성 요소 간에 물리적으로 직접 접촉되는 경우만을 뜻하는 것이 아니라, 다른 구성이 각 구성 요소 사이에 개재되어, 그 다른 구성에 구성 요소가 각각 접촉되어 있는 경우까지 포괄하는 개념으로 사용하도록 한다.

본 발명에 따른 슬래그 칼슘 추출장치의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 1 또는 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 슬래그 칼슘 추출장치는 반응조(200), 및 회전반응부(100)을 포함할 수 있다.

칼슘을 다량 함유한 슬래그에서 칼슘을 추출하기 위하여 유기 용매가 유입되고, 칼슘이 유기용매와 반응하여 칼슘이온으로 석출될 수 있다.

이때 칼슘 및 유기용매가 수용되는 반응조(200)가 구비된다.

반응조(200) 내부에는 회전반응부(100)가 배치된다.

회전반응부(100)는 슬래그가 충진되는 다공성 슬래그 셀(110)을 구비하며 슬래그 셀(110)은 회전축을 중심으로 회전가능하게 결합된다.

본 발명의 일 실시예에 따른 슬래그 칼슘 추출장치의 회전반응부(100)를 통하여, 별도의 임펠러를 두지 않고, 회전축과 일체형인 회전반응부(100)를 구비하여, 회전반응부(100)가 임펠러의 역할을 수행함으로써 추출효율을 높일 수 있다. 또한 고체 및 액체 분리를 위한 침전시간을 최소화하여 운전장비의 효율을 향상시킬 수 있다.

회전반응부(100)는 다공성의 슬래그 셀(110)을 구비하여, 슬래그가 슬래그 셀(110)에 투입되고, 투입된 슬래그는 유기용매와 반응하여 칼슘을 석출한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 슬래그 칼슘 추출장치의 슬래그 셀(110)은 회전축을 중심으로 복수개가 방사형으로 이격되게 형성될 수 있다.

이때, 도 2에서처럼 슬래그 셀(110)은 전후좌우 4개의 셀로 구성될 수 있다.

복수개의 슬래그 셀(110)을 포함함으로써, 각 슬래그 셀(110)마다 유입되는 슬래그의 양 및 종류를 달리함으로써 추출효율을 비교할 수 있고, 반응 후 슬래그 회수를 용이하게 할 수 있다.

또한, 본 발명의 슬래그 칼슘 추출장치 운행시 발생할 수 있는 각 슬래그 셀(110)의 고장 또는 교환 및 수리를 위하여, 문제가 되는 각 슬래그 셀(110)만을 교체 또는 수리 할 수 있는 장점이 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 슬래그 칼슘 제조장치는 반응조(200)의 하단부에는 슬래그와 유기용매가 결합하여 추출된 칼슘을 포집하는 포집부(500)를 더 포함할 수 있다.

또한, 포집부(500)로 이물질이나 기타 미세입자가 유입되는 것을 방지하기 위하여 포집부의 상부 그리고 슬래그 셀(110)의 하부에 필터부(300)를 더 포함할 수 있다.

필터부(300)는 미세입자 또는 이물질을 걸러내어, 추출된 칼슘 이송시 파이프의 플러깅(plugging) 현상을 방지하고, 미세입자 등이 포함된 용액을 이송시 펌프 부하에 따른 에너지 손실을 예방할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 슬래그 칼슘 제조장치는 용매 주입 분무노즐(400)을 구비하여 유기용매를 반응조(200) 내부로 주입할 수 있다.

이때 유기용매가 분무 타입으로 주입됨으로써, 주입이 원할하고, 슬래그와의 반응의 효율성을 향상시킬 수 있게 된다.

상기 유기용매는 아세톤을 사용할 수 있다.

이상, 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.

100: 회전반응부
110: 슬래그 셀
200: 반응조
300: 필터부
400: 용매 주입 분무노즐
500: 포집부

Claims (7)

1. 슬래그에서 칼슘이 추출되도록 유기용매가 유입되는 반응조; 및
   상기 반응조 내부에 배치되는 회전반응부를 포함하고,
   상기 회전반응부는 상기 슬래그가 충진되는 다공성 슬래그 셀(cell)을 구비하며, 상기 슬래그 셀은 회전축을 중심으로 회전가능한 것을 특징으로 하는 슬래그 칼슘 추출장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 슬래그 셀은 상기 회전축을 중심으로 복수개가 방사형으로 이격되어 형성되는 것을 특징으로 하는 슬래그 칼슘 추출장치.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 슬래그 셀은 방사형으로 4개가 구비되는 것을 특징으로 하는 슬래그 칼슘 추출장치.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 반응조의 하단부에 형성되어, 상기 슬래그에서 추출된 칼슘을 포집하는 포집부(500)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 슬래그 칼슘 추출장치.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 포집부의 상부에 형성되어, 상기 포집부로 이물질이 유입되는 것을 방지하는 필터부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 슬래그 칼슘 추출장치.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 유기용매를 반응조 내부로 주입하기 위한 용매 주입 분무노즐을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 슬래그 칼슘 추출장치.
   
7. 제1항에 있어서,
   상기 유기용매는 아세톤인 것을 특징으로 하는 슬래그 칼슘 추출장치.

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