KR0144547B1 - 건식 선택분쇄 및 분급에 의한 납석 및 납석질 도석의 AI2O3 품위향상 및 Fe2O3 제거방법 - Google Patents

Abstract

Al₂O₃및 Fe₂O₃품위가 부적합하여 유리 섬유용 원료로 사용키 어려운 중,저품위 또는 고철분 함유 납석 및 납석질 도석을 유리 섬유용 원료로 공급하기 위해 건식 선택분쇄 및 분급방법을 적용하여 품위향상을 위한 건식 선택분쇄 및 분급에 의한 납석 및 납석질 도석의 Al₂O₃품위향상 및 Fe₂O₃제거방법

Description

건식 선택분쇄 및 분급에 의한 납석 및 납석질 도석의 Al2O3품위향상 및 Fe2O3제거방법

제1도는 본 발명의 제조 공정도이다.

본 발명은 건식 선택분쇄 및 분급에 의한 납석 및 납석질 도석의 Al₂O₃품위향상 및 Fe₂O₃제거방법에 관한 것으로, 특히 중·저품위 납석 및 납석질 도석의 품위향상을 위하여 연질의 광물은 분쇄가 쉽게 이루어지지만 경질의 광물은 분쇄가 잘 되지 않는 특성을 가지는 분쇄기인 펄버라이저(Pulverizer)나 롤라밀(Rpller Miller)을 사용하여 선택분쇄한 후, 이와같은 선택 분쇄방법에 의해 제공된 경도에 따라 다르게 분쇄된 입자를 원심력을 이용하여 분류하는 공기분급기(Air Classifier)를 사용하여 분급하는 방법에 관한 것이다.

납석 및 납석질 도석은 내화물, 충전제, 도자기 원료, 시멘트 첨가제, 타일용, 농약 첨가제, 유리섬유 등 다양하게 이용되고 있다.

용도별 원료의 규격은 다양하며 용도에 따라 가격 차이가 심한 편이다.

납석 및 납석질 도석의 품위를 결정하는 주 성분은 Al₂O₃, Fe₂O₃, SiO₂이며 이러한 성분의 함량에 따라 용도가 결정된다.

현재 가장 고가로 거래되고 있는 유리섬유용 원료요건은 20±0.5% Al₂O₃, 0.2% Fe₂O₃, 71±2% SiO₂등의 제품을 요구하고 있다.

따라서 납석 생산업체에서는 불순광물인 석영과 철분(주로 황철석)의 제거에 많은 노력을 경주해 왔으나 만족할 만한 성과는 없었다.

즉, 납석의 불순광물은 석영과 철분이며 철분의 근원광물은 주로 황철석이다.

이러한 불순광물은 납석에 비하여 경도가 매우 높다.

즉, 분쇄도와 관계있는 납석의 모호스(Moh's) 경도는 1.5∼2인 반면 석영은 7, 황철석은 6∼6.5이다.

특히 황철석의 비중은 5.02로 납석이나 석영의 2.7에 비하여 높은 편이다.

납석의 등급은 알루미나와 철분의 품위로 결정되는바 알루미나 품위를 향상시키고 철분의 품위를 낮추기 위하여는 불순물인 석영과 황철석을 제거함으로써 납석의 알루미나 품위를 향상시키는 것이 중요하다.

그러나 지금까지 현장에서 적용하고 있는 선별법은 융안으로 선별하는 수선법, 습식법인 부유선별법과 수비법을 적용하고 있다.

상기 수선법이란 광석을 육안으로 식별하여 선별하는 방법으로 광석의 크기에 절대적인 영향을 받으며 작업 능률이 비효율적이며 품위 향상에도 한계가 있다.

또한 상기 수선법은 인력의 과다한 투입으로 인건비 지출이 많아 현장조업에 매우 불합리한 선별법이다.

상기 습식선별법을 적용하기 위하여는 구성광물인 유용광물과 불순물광물 상호간의 단체분리를 위하여 가장 강력한 마광기인 볼밀 및 롯드밀을 사용하여 왔는데, 볼밀의 분쇄 메카니즘은 충격력을 이용하므로 구성광물의 경도에 관계없이 낙하하는 볼의 충격력에 의해 무차별적으로 광석을 분쇄하므로 광석의 경도와 관계없이 무차별로 미세하게 마광함으로서 마광비상승 요인이 되며, 미립화된 불순광물이 정광으로 혼입될 가능성이 높아진다는 단점이 있다.

또한 상기 부유선별법은 유용광물과 불순광물의 선별을 위해 포수제, 기포제, 그리고 각종 조절제 등의 시약이 사용되는 습식선별 공정이므로 용수, 정광산물의 탈수, 건조, 해쇄 그리고 폐수처리등 선별공정이 복잡하고 처리비 상승요인이 많아 현장 적용시 경쟁력이 취약하다는 문제점이 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서 본 발명에서는 중저품위 납석, 및 납석질 도석과 고철분 납석 원광을 유리섬유용 원료로 공급키 위해 경제적인 선별공정 개발하도록 건식 선택 분쇄 및 분급공정을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 본 발명의 목적은 납석 및 납석질 도석의 Al₂O₃품위향상 및 Fe₂O₃제거방법에 있어서, 원광을 죠 크러셔(Jaw crusher)를 사용하여 1차적으로 분쇄한 후 다시 롤 크러셔(Roll crusher)를 사용하여 2차적으로 분쇄하는 분쇄공정과; 분쇄된 원광을 유용광물과 불순광물과의 단체 분리를 위해 연질광물의 분쇄에 적합한 전단력과 마찰력을 이용한 분쇄기인 펄버라이저(Pulverizer)나 롤라 밀(Rpller Miller)을 사용하여 광석의 주 불순광물인 경도가 높은 석영(모호스 경도:7) 및 황철석(모호스 경도:6∼6.5)은 굵은 입자로 남고, 경도가 낮은 유용광물인 납석(모호스 경도:1∼2)은 가늘게 분쇄되도록 하는 선택분쇄공정과; 선택 분쇄공정에 의해 제공된 굵게 분쇄된 석영과 굵으면서도 비중이 높은 황철석 그리고 미세하면서도 비중이 낮은 납석을 동일한 분리조 안에 넣고 원심력을 작용하면 비중이 높고 굵은 황철석과 석영은 원심력을 많이 받아 입자가 분리조의 밖으로 향하고 비중이 낮고 미세한 납석은 원심력을 적게 받아 안쪽으로 모이게 하여 입자를 별도의 통로를 이용하여 회수함으로써 불순물과 납석을 분리하는 공기분급기(Air Classifer)를 이용하는 건식 분급공정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 건식 선택분쇄 및 분급에 의한 납석 및 납석질 도석의 Al₂O₃품위향상 및 Fe₂O₃제거방법을 제공함으로써 달성된다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 과제를 수행하는 본 발명의 실시예인 구성과 그 작용을 첨부도면에 연계시켜 상세히 설명하면 다음과 같다.

제1도는 본 발명의 제조 공정도이다.

본 발명은 저품위 납석 및 납석질 도석의 품위향상을 위하여 원광을 죠 크러셔(Jaw crusher)를 사용하여 1차적으로 분쇄한 후 롤 크러셔(Roll crusher)를 사용하여 2차적으로 분쇄하고, 분쇄된 원광을 단체분리가 가능하도록 즉, 연질의 광물은 분쇄가 쉽게 이루어지지만 경질의 광물은 분쇄가 잘 되지 않는 특성을 가지는 분쇄기인 펄버라이저(Pulverizer)나 롤라밀(Rpller Miller)을 사용하여 선택 분쇄한 후, 이와 같은 선택 분쇄방법에 의해 제공된 경도에 따라 다르게 분쇄된 입자를 원심력을 이용하여 분류하는 공기분급기(Air Classifier)를 사용하여 건식 분급하는 방법이다.

건식 선택분쇄란 유용광물과 불순광물과의 단체 분리를 위해 연질광물의 분쇄에 적합한 전단력과 마찰력을 이용한 분쇄기인 펄버라이저(Pulverizer)나 롤라밀(Rpller Miller)을 사용하여 광석의 주 불순광물인 경도가 높은 석영(모호스 경도:7) 및 황철석(모호스 경도:6∼6.5)은 굵은 입자로 남고, 경도가 낮은 유용광물인 납석(모호스 경도:1∼2)은 가늘게 분쇄되도록 하는 방법이다.

이렇게 경도에 따라 다르게 분쇄된 입자 즉, 굵은 상태의 석영과황철석 그리고 가늘게 분쇄된 납석을 분리하기 위하여 분급법을 사용하였다.

분급법이란 원래 입자의 침강속도 차이를 이용하는 것으로 비중이 낮고 미세한 입자는 천천히 가라앉는 반면 비중이 높고 굵은 입자는 빠르게 가라앉는 원리를 이용하여 빨리 가라앉는 입자와 천천히 가라앉는 입자를 분리하는 습식선별법이다.

따라서 본 발명에서는 이러한 원리를 응용하여 비중이 높고 굵은 입자와 비중이 낮고 미세한 입자가 받는 원심력 차이를 이용하였다.

즉, 굵게 분쇄된 석영과 굵으면서도 비중이 높은 황철석 그리고 미세하면서도 비중이 낮은 납석을 동일한 분리조 안에 넣고 원심력을 작용하면 비중이 높고 굵은 황철석과 석영은 원심력을 많이 받아 입자가 분리조의 밖으로 향하고 비중이 낮고 미세한 납석은 원심력을 적게 받아 안쪽으로 모이게 된다.

이렇게 다르게 거동하는 입자를 별도의 통로를 이용하여 회수함으로써 불순물과 납석을 분리하는 공기분급기(Air Classifer)를 이용하여 건식 선별법이다.

상기에서 사용된 롤라밀이나 펄버라이저를 이용하여 건식 선택 분쇄시 분쇄 최대 입도는 200∼250메쉬이고, 공기분급기의 분급점은 325메쉬이다.

상기 공기 분급기를 거친후 광물은 325메쉬 이하의 미분산물과 325메쉬 이상의 굵은 산물로 구분되는데, 미 분산물은 유리섬유 또는 충전제로 사용되고, 굵은 산물은 농약충전제 등으로 사용된다.

상기와 같은 본 발명을 다시 한번 각 공정에 따라 설명하면 다음과 같다.

납석 및 납석질 도석의 Al₂O₃품위향상 및 Fe₂O₃제거방법에 있어서, 원광을 죠 크러셔(Jaw crusher)를 사용하여 1차적으로 분쇄한 후 다시 롤 크러셔(Roll crusher)를 사용하여 2차적으로 분쇄하는 분쇄공정과; 분쇄된 원광을 유용광물과 불순광물과의 단체 분리를 위해 연질광물의 분쇄에 적합한 전단력과 마찰력을 이용한 분쇄기인 펄버라이저(Pulverizer)나 롤라 밀(Rpller Miller)을 사용하여 광석의 주 불순광물인 경도가 높은 석영(모호스 경도:7) 및 황철석(모호스 경도:6∼6.5)은 굵은 입자로 남고, 경도가 낮은 유용광물인 납석(모호스 경도:1∼2)은 가늘게 분쇄되도록 하는 선택분쇄공정과; 선택분쇄공정에 의해 제공된 굵게 분쇄된 석영과 굵으면서도 비중이 높은 황철석 그리고 미세하면서도 비중이 낮은 납석을 동일한 분리조 안에 넣고 원심력을 작용하면 비중이 높고 굵은 황철석과 석영은 원심력을 많이 받아 입자가 분리조의 밖으로 향하고 비중이 낮고 미세한 납석은 원심력을 적게 받아 안쪽으로 모이게 하여 입자를 별도의 통로를 이용하여 회수함으로써 불순물과 납석을 분리하는 공기분급기(Air Classifer)를 이용하는 건식 분급공정으로 이루어진다.

다음은 본 발명의 실시예이다.

[실시예]

표 1과 같은 품위의 저품위 납석과 납석질 도석, 고철분 납석원광을 일정 입도로 건식 선택 분쇄후 분급기를 사용하여 생산한 산물의 분석결과를 표 2에 기재하였다.

표 1, 표 2를 보면 유리섬유용 원료로는 SiO₂및 Fe₂O₃의 품위가 높고 Al₂O₃의 품위가 낮아 저가인 타일용 등으로 매광하거나 수선공정을 거쳐 유리섬유용으로 사용하는 저급 납석, 납석질 도석, 고철분 납석을 본 공정으로 유리섬유용 납석 정광의 생산이 가능함을 알 수 있다.

[각 선별법의 비교]

기존의 선별법인 수선법 및 부유선별법과 본 발명의 건식 선택분쇄 및 분급법에 대하여 개략적으로 비교한 결과는 다음과 같다.

상기와 같이 본 발명의 효과로는 건식 선택분쇄를 하게 되면 경도가 높은 불순광물을 분쇄하는데 소요되는 분쇄비의 낭비를 방지할 수 있으며, 처리량을 증가시킬 수 있으므로 분쇄기의 효율을 향상시킬 수 있으며 미립화된 불순광물의 혼입으로 정광의 품위저하 현상을 방지할 수 있는 장점이 있다.

또한 선택분쇄된 산물을 건식 공기 분급기(Air Classfier)를 사용하여 굵은 입자와 미세한 입자로 분급을 함으로써 분급에 영향을 주는 요소인 즉, 입자의 크기, 비중, 입형, 전자기적 성질 등 여러 가지가 있으나 입자의 크기와 비중의 영향이 절대적이므로 비교적 굵은 상태의 불순광물과 비중이 높은 철분(비중:5∼5.2)은 당연히 굵은 산물로 배출되어 불순광물의 제거가 이루어져 정광의 품위향상이 가능하다는 장점이 있다.

또한 본 공정의 장점은 분쇄율과 분급점의 적절한 조절로 정광의 생산율 및 품위조절이 용이하다는 장점이 있다.

즉, 분급점을 보다 미세한 입도로 기준하면 쉽게 미립화된 고품위 정광만을 회수하게 되며, 분급점을 굵은 입도로 조절하면 비교적 굵은 상태의 불순광물의 혼입이 많아 품위가 저하될 것이다.

또한 본 공정은 모두 건식선별 공정이므로 습식 부유선별시 문제점이였던 용수, 탈수, 건조, 해쇄, 폐수처리 문제점의 완전해결이 가능하며 시약을 사용하지 않으므로 시약비가 전혀 없으며, 공정이 단순하여 매우 유리한 조건으로 현장조업이 가능할 것이다.

현재 타일용으로 매광하는 납석 및 납석질 도석과 철분함량이 높아 수선후 유리섬유용 원료로 사용하는 고철분 납석을 본 공정으로 선별하여 유리섬유용 원료로 공급이 가능하므로 부존 자원의 효율적인 활용이나 부가가치 향상 및 공해문제 해결에 크게 도움이 될 것이라는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 납석 및 납석질 도석의 Al₂O₃품위향상 및 Fe₂O₃제거방법에 있어서, 원광을 죠 크러셔(Jaw crusher)를 사용하여 1차적으로 분쇄한 후 다시 롤 크러셔(Roll crusher)를 사용하여 2차적으로 분쇄하는 분쇄공정과; 분쇄된 원광을 유용광물과 불순광물과의 단체 분리를 위해 연질광물의 분쇄에 적합한 전단력과 마찰력을 이용한 분쇄기인 펄버라이저(Pulverizer)나 롤라 밀(Rpller Miller)을 사용하여 광석의 주 불순광물인 경도가 높은 석영(모호스 경도:7) 및 황철석(모호스 경도:6∼6.5)은 굵은 입자로 남고, 경도가 낮은 유용광물인 납석(모호스 경도:1∼2)은 가늘게 분쇄되도록 하는 선택분쇄공정과; 선택분쇄공정에 의해 제공된 굵게 분쇄된 석영과 굵으면서도 비중이 높은 황철석 그리고 미세하면서도 비중이 낮은 납석을 동일한 분리조 안에 넣고 원심력을 작용하면 비중이 높고 굵은 황철석과 석영은 원심력을 많이 받아 입자가 분리조의 밖으로 향하고 비중이 낮고 미세한 납석은 원심력을 적게 받아 안쪽으로 모이게 하여 입자를 별도의 통로를 이용하여 회수함으로써 불순물과 납석을 분리하는 공기분급기(Air Classifer)를 이용하는 건식 분급공정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 건식 선택분쇄 및 분급에 의한 납석 및 납석질 도석의 Al₂O₃품위향상 및 Fe₂O₃제거방법.