국가가 환경 보호에 중요성을 부여함에 따라, 고형 폐기물의 일종인 제강 슬래그의 활용 방안이 중요한 화두로 떠올랐습니다. 본 논문에서는 제강 슬래그 재활용을 위한 종합적인 기술 솔루션을 소개합니다. 건식 처리 기술은 금속의 효율적인 회수와 폐기물의 종합적인 활용을 동시에 보장해야 합니다. 제강 슬래그 처리 단계는 선별 파쇄, 자력 분리, 그리고 신형 장비인 단일 구동 고압 롤러 밀의 제강 슬래그 종합 활용에 대한 내용을 포함합니다. 신형 장비의 도입은 제강 슬래그 파쇄 비용을 크게 절감하여 슬래그 활용의 효율성을 극대화할 수 있습니다. 제강 슬래그 종합 활용의 확산은 가능성을 열어주었습니다. 이러한 종합적인 개념을 산업계에 널리 보급하기 위해서는 철강 제조업체, 광물 처리 전문가 및 학자들의 공동 노력과 전반적인 적용 및 홍보 활동이 필요합니다.
제철소 슬래그의 건설 활용
1) 제강 슬래그는 시멘트 및 콘크리트 혼화제 생산에 사용됩니다. 제강 슬래그에는 삼칼슘 규산염(C3S), 이칼슘 규산염(C2S), 철 알루미네이트와 같은 수경성 접착 특성을 지닌 활성 광물이 함유되어 있어 시멘트의 특성과 유사합니다. 따라서 무클링커 시멘트, 저클링커 시멘트 생산을 위한 원료 및 혼화제로 사용될 수 있습니다. 제강 슬래그 시멘트는 내마모성, 높은
2) 제강 슬래그는 쇄석 및 잔골재를 대체할 수 있습니다. 제강 슬래그 쇄석은 고강도, 거친 표면, 우수한 내마모성 및 내구성, 큰 부피, 뛰어난 안정성, 아스팔트와의 견고한 결합 등의 장점을 가지고 있습니다. 일반 쇄석에 비해 저온 균열에 대한 저항성도 뛰어나 도로 공사 되메움재로 널리 사용될 수 있습니다. 철도 자갈로 사용되는 제강 슬래그는 철도 시스템의 통신 작업에 지장을 주지 않고 우수한 전기 전도성을 갖는 특징이 있습니다. 또한 투수성과 배수성이 우수하고, 함유된 시멘트질 성분으로 인해 큰 덩어리로 굳어질 수 있습니다. 따라서 제강 슬래그는 습지 및 해안 지역의 도로 건설에도 적합합니다.
현재 국내에서 가장 일반적인 제철소 슬래그 활용 방법은 제철소 슬래그를 -5mm 크기로 분쇄하여 건축 자재로 사용되는 강모래 대체재로 사용하거나, 분쇄된 제철소 슬래그를 볼밀로 미세 분말화하여 시멘트 첨가제로 사용하는 것입니다. 산둥 화테 자기전기기술 유한회사(Shandong Huate Magnetoelectric Technology Co., Ltd.)는 제철소 슬래그의 종합적 활용에 대한 심층적인 연구를 진행하여, 단일 구동 고압 롤러밀을 제철소 슬래그 미세 분쇄에 혁신적으로 적용함으로써 제철소 슬래그 처리 기술을 개선하고 높은 경제적 효과를 달성했습니다. 이 기술은 판강광업(Pangang Mining)과 롄윈강(Lianyungang)의 한 제철소 슬래그 기업에 성공적으로 적용되었습니다.
전통적인 제강 슬래그 생산 공정은 다음과 같습니다.
1) 큰 조각들은 턱형 분쇄기로 -50도까지 분쇄하고, 자철은 자석 풀리를 이용하여 분리합니다.
2) 금속 분리 크기를 +45mm로 설정합니다. 나머지 0~45mm는 일반적으로 도로 건설 및 성토재로 사용됩니다. 활용 가치를 높이기 위해 제강 슬래그를 0~4mm, 4~8mm 등 다양한 등급으로 분류할 수 있습니다. 이 기술은 초기 투자 비용과 운영 비용이 적게 듭니다. 그러나 슬래그 내 금속 함량의 50% 이상이 -10mm에 집중되어 있으므로 이 기술은 대부분의 금속 손실을 초래하고 중금속 함량은 증가시킬 수 있습니다.
따라서 습식 미세 분쇄는 특히 고품질 크롬, 니켈, 몰리브덴 등을 함유하는 고합금강 제조 과정에서 발생하는 슬래그 처리에 널리 사용되어 왔다. 대표적인 공정으로는 파쇄와 2단계 미세 분쇄(로드밀/볼밀)가 있다. 연성이 있는 금속은 분쇄가 어렵기 때문에 금속과 강철 슬래그의 분리는 체질이나 분류를 통해 이루어진다. 슬래그의 광물 부분의 미분도는 일반적으로 95% 이상, 입자 크기는 0.2mm 이하이다. 이 공정의 금속 회수율은 95%를 초과하며, 생산되는 금속 정광의 수율은 90~92%에 달한다. 금속과 슬래그 분리 측면에서 볼 때, 이 공정은 최적의 공정이라고 할 수 있다.
이 공정의 주된 단점은 분리된 제강 슬래그가 미세한 입자의 슬러리라는 점입니다. 습식 공정이기 때문에 건축 현장에 적용하기 어렵습니다. 따라서 금속 선별 후 남은 제강 슬래그 대부분은 폐기되는데, 이는 주로 습식 건조 비용이 높고 전 세계적으로 법규가 엄격하기 때문입니다. 더 높은 가치를 지닌 용도로 사용하려면 습식 슬러지를 처리하는 다른 방법(건조, 농축 등)이 필요합니다.
일반적으로 금속 회수율과 남은 슬래그의 활용 가능성 사이에서 선택을 해야 합니다. 대개 이러한 선택은 회수된 금속의 가치에 따라 달라집니다.
이 단계에서의 일반적인 절차는 다음과 같습니다.
큰 덩어리는 턱형 분쇄기로 -50도까지 분쇄하고, 자철은 자석 풀리를 이용해 분리합니다.
-50 제강 슬래그는 해머 크러셔, 콘 크러셔, 임팩트 크러셔로 분쇄한 후 다층 체를 통과시켜 -20~10 그릿 제품은 자갈로, -10~1 그릿 제품은 고운 모래로 사용할 수 있습니다.
표 I
해머 크러셔에 투입된 50mm 공급물의 입자 크기 분석
-10 그레인 크기의 강철 슬래그를 건식 볼밀에서 분쇄하여 -200 메쉬의 미세 분말로 만든 다음, 전자기 건식 분말 자력 분리기를 사용하여 철을 제거하여 시멘트 첨가제로 사용합니다.
게시 시간: 2021년 4월 12일