[논문]아연의 제련 및 리사이클링 현황

손호상

doi:10.7844/kirr.2019.28.5.30

아연의 제련 및 리사이클링 현황
Current Status of Zinc Smelting and Recycling 원문보기

資源리싸이클링 = Journal of the Korean Institute of Resources Recycling, v.28 no.5, 2019년, pp.30 - 41

초록
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아연의 전세계 생산량은 약 1,300만 톤 정도이며, 철, 알루미늄, 구리에 이어서 네 번째로 많이 사용되는 금속이다. 아연을 리사이클링하여 2차지금을 생산하는 경우 광석으로부터 1차지금을 생산하는데 필요한 에너지의 약 75 %를 절약할 수 있으며, $CO_2$ 발생량은 약 40 %를 절감할 수 있다. 그러나 아연의 주 용도가 철강재의 도금용이기 때문에 아연의 리사이클링율은 약 25 % 수준으로 다른 금속보다 낮은 수준이다. 아연의 리사이클링 원료에는 제강분진, 황동 제조시에 발생하는 분진, 비철금속의 제조공정에서 발생하는 슬러지, 아연 잉곳의 재용해나 용융아연도금을 할때 생성되는 드로스, 폐건전지, 그리고 금속성 스크랩 등이 있다. 제강분진과 폐건전지가 가장 활발하게 리사이클링 되고 있다. 이러한 리사이클링 공정의 대부분은 건식제련법을 응용하고 있으나, 최근에는 건식과 습식의 복합처리에 관해서도 많은 관심이 주어져 있다.

Abstract ▼ AI-Helper

Global production of zinc is about 13 million tons and zinc is the fourth-most widely used primary metal in the world following iron, aluminum and copper. When zinc is recycled to produce secondary zinc, it can save about 75 % of the total energy that is needed to produce the primary zinc from ore, and in therms of $CO_2$ emissions reduced by about 40 %. However, since zinc is mainly used for galvanizing of steel, the recycling rate of zinc is about 25 %, which is lower than other metals. The raw materials for recycling of zinc include dusts generated in the production of steel and brass, sludge in the production process of non-ferrous metals, dross in the melting of zinc ingots or hot dip galvanizing, waste batteries, and metallic scrap. Among them, steelmaking dust and waste batteries are most actively recycled up to now. Most of the recycling process uses pyrometallurgical methods. Recently, however, much attention has been given to a combined process of pyrometallurgical and hydrometallurgical processes.

주제어

표/그림 (17)

그림 Fig. 1. World and Korea productions for refineries zinc.
그림 Fig. 2. End use markets for zinc (2014)¹¹⁾.
그림 Fig. 3. Life cycle of zinc¹³⁾.
그림 Fig. 4. Schematic representation of the Indian method for producing zinc¹⁴⁾.
표 Table 1. Sources and types of secondary zinc¹²⁾
그림 Fig. 5. Flwosheet for the extraction of zinc from zinc ore.
표 Table 2. Content range and mineralogical phase distribution of major elements present in EAF dusts¹⁹⁾
그림 Fig. 6. A typical process flow diagram of the Waelz kiln process²⁰⁾.
그림 Fig. 7. A typical TSL furnace and lance²¹⁾.
그림 Fig. 8. Schematic diagram of INDUTEC/EZINEX combined process.
표 Table 3. Comparison of hydrometallurgical processes for EAF dust treatment²⁴⁾
그림 Fig. 9. Flow sheet of the ‘TSL Plant’ at Sukpo Zinc Refinery²⁷⁾.
표 Table 4. Types of zinc batteries
표 Table 5. Elemental composition of zinc batteries (wt%)
그림 Fig. 10. Schematic structures of typical alkaline-manganese and Zn-C batteries²⁸⁾.
그림 Fig. 11. Pyrometallurgical recycling processes of spent batteries²⁹⁾.
그림 Fig. 12. Hydrometallurgical recycling process of spent batteries (RECUPYL^TM process)³⁰⁾.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	구리합금인 황동은 로마에서 어떻게 활용되었는가?	아연은 금속으로 추출되기 훨씬 전인 기원전 4,000년부터 구리합금인 황동(Cu-Zn합금)으로 사용되어왔다2). 로마에서는 기원전 약 30년경에 황동의 제조 방법이 알려졌으며, 주화와 무기를 만들어 사용하였다. 당시의 황동은 능아연광(ZnCO3 )과 이극광(Zn4Si2O7(OH)2 ·H2O)의혼합광석인 칼라민(calamine) 분말을 환원제인 숯, 그리고 합금원소인 구리와 함께 혼합하고 가열하여 제조하였으며, 이러한 황동을 칼라민 황동(calamine brass)이라 부른다3).
	칼라민 황동이란?	로마에서는 기원전 약 30년경에 황동의 제조 방법이 알려졌으며, 주화와 무기를 만들어 사용하였다. 당시의 황동은 능아연광(ZnCO3 )과 이극광(Zn4Si2O7(OH)2 ·H2O)의혼합광석인 칼라민(calamine) 분말을 환원제인 숯, 그리고 합금원소인 구리와 함께 혼합하고 가열하여 제조하였으며, 이러한 황동을 칼라민 황동(calamine brass)이라 부른다3).
	아연의 리사이클링 원료에는 무엇이 있나?	그러나 아연의 주 용도가 철강재의 도금용이기 때문에 아연의 리사이클링율은 약 25 % 수준으로 다른 금속보다 낮은 수준이다. 아연의 리사이클링 원료에는 제강분진, 황동 제조시에 발생하는 분진, 비철금속의 제조공정에서 발생하는 슬러지, 아연 잉곳의 재용해나 용융아연도금을 할때 생성되는 드로스, 폐건전지, 그리고 금속성 스크랩 등이 있다. 제강분진과 폐건전지가 가장 활발하게 리사이클링 되고 있다.

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용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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