아연 슬래그(아연 스키밍 또는 아연 재라고도 함)는 아연 및 아연 합금의 제련, 주조 및 가공 중에 생성되는 부산물입니다. 이 복잡한 무기 혼합물(UVCB - 알려지지 않거나 가변적인 조성, 복잡한 반응 생성물 또는 생물학적 물질로 분류됨)은 주로 아연, 산화아연 및 미량의 기타 금속 원소 및 그 화합물로 구성됩니다. 폐기물이 아닌 아연 슬래그는 아연 금속 또는 아연 화합물을 회수하기 위해 처리할 수 있는 귀중한 2차 아연 자원이며, 자원 보존 및 환경 보호에 중요한 역할을 합니다.

아연 슬래그의 형성은 고온 가공 중 아연의 화학적 특성으로 인해 불가피하게 발생합니다. 용융 아연이 대기 중의 산소와 반응하면 산화아연이 형성되고, 합금 원소 및 플럭스제와의 상호 작용은 복잡한 표면 혼합물을 생성합니다. 이러한 부유 응집체는 냉각 시 아연 슬래그로 인식되는 형태로 굳어집니다. 자원 부족과 환경 지속 가능성에 대한 전 세계적인 강조가 증가함에 따라, 아연 슬래그의 재활용은 열야금 및 습식 야금 회수 방법을 통해 산업적으로 중요한 의미를 갖게 되었습니다.

• 아연(Zn): 연성 및 내식성으로 인해 가치가 있으며, 아연 도금, 합금 생산 및 배터리 제조에 널리 사용되는 청백색 금속 원소(원자 번호 30).
• 산화아연(ZnO): 우수한 착색 및 항균 특성을 가진 백색 무기 화합물로, 고무, 플라스틱, 코팅 및 제약 분야에 광범위하게 사용됩니다.
• 슬래그: 금속 제련 중에 형성되는 표면 불순물로, 기저 금속의 산화물, 합금 원소 및 플럭스 잔류물로 구성됩니다.
• 2차 자원: 산업 부산물, 스크랩 또는 폐기물 흐름에서 얻은 회수 가능한 물질.

아연 슬래그는 네 가지 주요 메커니즘을 통해 생성됩니다.

1. 아연 산화: 고온 노출로 인해 아연이 대기 중의 산소와 반응하여 용융 표면에 떠 있는 불용성 산화아연이 형성됩니다.
2. 합금 원소 산화: 첨가된 합금 성분(알루미늄, 구리, 철)도 마찬가지로 산화되어 슬래그 형성에 기여합니다.
3. 플럭스 상호 작용: 특수 플럭스제는 표면 장력을 감소시켜 불순물 응집을 촉진하고 용융 아연으로부터 분리합니다.
4. 고화: 축적된 표면 물질이 고체 슬래그 형태로 냉각됩니다.

아연 슬래그는 두 가지 주요 출처에서 발생합니다.

• 용융 욕 스키밍: 아연 잉곳 제련 및 합금 공정 중 표면 축적(주요 출처)
• 배출 제어 잔류물: 제련 배기 가스에서 수집된 미립자 물질(백하우스 먼지)

일반적인 구성 범위는 다음과 같습니다.

• 아연 함량: 50-99%(평균 97.35%)
• 산화아연 함량: 5.39-10.67%
• 미량 원소: 구리(0-1%), 철(0-2%), 알루미늄(0-3.75%)

고온 회수 기술이 산업 관행을 지배합니다.

• 로터리 킬른: 아연 증기를 생산하기 위한 탄소 환원제를 사용한 대규모 처리
• 유도 용광로: 효율적인 금속 회수를 위한 정밀한 온도 제어
• Waelz 킬른: 저등급 재료를 위한 특수 처리

용액 기반 추출 대안:

• 산 침출: 황산 또는 염산 용해
• 알칼리 침출: 수산화나트륨 처리
• 암모니아 침출: 선택적 아연 추출

아연 슬래그 재활용은 상당한 지속 가능성 이점을 제공하지만, 부적절한 취급은 환경적 위험을 초래합니다.

• 잠재적인 중금속 오염(아연, 납, 카드뮴)
• 취급 중 비산 먼지 배출
• 공정 가스 배출(열처리 시 SO₂, NOₓ)
• 습식 야금 공정에서 폐수 발생

최신 시설에서는 이러한 영향을 완화하기 위해 밀폐형 처리 시스템, 첨단 배출 제어 및 엄격한 환경 모니터링을 포함한 포괄적인 제어 조치를 구현합니다.

회수된 물질은 여러 산업에 사용됩니다.

• 아연 도금 및 합금을 위한 아연 금속 생산
• 아연 화합물 제조(산화물, 황산염, 염화물)
• 제강 탈산제
• 세라믹 생산 투입물

아연 슬래그 재활용 부문은 다음과 같은 방향으로 발전하고 있습니다.

• 향상된 회수 효율 기술
• 더 깨끗한 생산 공정
• 포괄적인 자원 활용
• 자동화된 공정 제어

글로벌 순환 경제 이니셔티브가 발전함에 따라, 아연 슬래그 재활용은 첨단 회수 방법을 통해 경제적 가치와 환경적 책임을 결합하여 지속 가능한 금속 생산에 점점 더 중요해질 것입니다.