Abstract
In this study, we investigated the grinding and sedimentation(elutriation) process of the dusts for the effective separation of high purity iron and iron oxides. For characterization of the dust, particle size distribution and chemical composition, were examined. The results obtained in this study may be summarized as follows : 1. The converter CF(clarifier) dust of the Pohang 1st, 2nd steel making factory and EC(Evaporation Cooler), EP(Eltrostatic precititator) dust of the Kwangyang 2nd steel making factory are composed $\alpha$-Fe(21~50%), FeO(wustite)$Fe_3$$O_4$(magnetite), $Fe_2$$O_3$, CaO, $Al_2$$O_3$, $SiO_2$, and etc. 2. Pure iron has ductile characteristic in nature, particle size of the pure iron increase by increasing the grinding time. On the other hand, it is conformed that bo고 particles of hematite and magnetite become less than 325 mesh after 10 minutes grinding. 3. By applying the elutriation technique for the EC dust of the Kwangyang 2nd steel making factory, the iron powder of high content more than 99.17% of pure Fe was recovered with 37.8% yield at grinding time for 40 minutes. 4. By applying the elutriation technique for the CF dust of the Pohang 2nd steel making factory, the iron powder of high content more than 98.38% of pure Fe was recovered with 44.42% yield at grinding time for 40 minutes. 5. When magnetic separation was performed using plastic bonding magnet of 70 gauss, more than 98% Fe grade of iron powder was recovered in the size range +65 -200 mesh but the recovery of it was low.
본 연구에서는 제철소에서 발생하는 전로 dust를 사용하여 심강법(분급)에 의한 철산화물을 분리하여 고순도의 철분말을 회수하였으며, 아래와 같은 결론을 얻었다. 가. 전로 dust의 물성 1) 재항의 1제강, 2제강 C/F(Clarifier) dust, 광장의 E/C(Evaporation coolar), dust, 중국강철공사(C.S.C) OM(Clarifier underflow) dust 금철분이 63~72%로 높고, Metal Fe 가 21~50% 함유되어 있으며, 기타 산화물로는 CaO, MgO, Al$_{2}O_{3}$, SiO$_{2}$ 등이 있다. 2) 재항의 1제강, 2제강 C/F dust, 광양의 E/C, E/P dust, 중국강철공사(C.S.C), OM(clarifier underflow) dust 입자의 형상은 청입이 주로 구형으로 응고된 모양이었으며, 일반적으로는 출립의 외각부는 magnetite, hematite 등으로 산화가 진해되어 있다. 3) 전로 dust 들에 대한 X-ray 회절분석결과, 재항의 1제강, 2제강, C/F dust, 광양의 E/C, E/P dust는 ${\alpha}$-Fe, FeO(wusute)가 중성분으로 존재하며 그 밖에 FE$_{3}O_{4}$9magnetite), Fe$_{2}O_{3}$ CaO가 소량으로 존재하고 있었으며, 중국강철공사(C.S.D) OM(underflow) dust는 ${\alpha}$-Fe, ${\alpha}Fe_{2}O_{3}$, graphite가 주성분으로 존재하며, 그 밖에 $Fe_{3}O_{4}$, Fe$_{2}O_{3}$, ZnO이 소량으로 존재하고 있었다. 4) 순수한 순철분말과 전로 dust를 구성하고 있는 순철은 마광에 따른 입자의 분쇄보다는 마광시 구형의 입자가 소성변형으로 인해 flake형상으로 변하여 체질입도분석시 입도의 증가를 초래하였으며, 반면 철산화물은 마광에 따른 입자의 미세화가 발생함을 볼 수 있었다. 나. 철분구 외수 실험 1) 광양의 dust를 40분간 마광하여 심강(분급)실험을 행했을 때 Fe 99.17% 품위 철분말을 37.8% 회수할 수 있었다. 2) 재항의 C/F dust를 40분간 마광하여 심강(분급)실험을 행했을 때 Fe 98.38% 품위의 철분말을 44.42% 회수할 수 있었다. 3) 70 gauss 자석을 사용하여 자력선별을 행했을 때 +65-200 mesh 사이에서 Fe 품위 98% 이상의 철분말을 회수 할 수 있으나 회수율(14%)이 낮다.