KR100316125B1 - Recycling Method of Metal Mine Waste Articles - Google Patents
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Abstract
본 발명은 금속광산 폐기물의 재활용 방법에 관한 것으로, 특히 금속광산 폐기물 중에 혼합되어 있는 실리카(석영), 장석, 운모, 점토 등의 비금속광물과 금속광물을 분리하여, 각각의 광물별로 사용 가능한 품위를 가지도록 분리·선별하여 재활용하고자 하는 것이다. 따라서, 본 발명은 금속광산 폐기물의 자원화와 무해화를 위한 경제적인 처리방법이라고 할 수 있다. 이를 위해, 진동식 스크린을 이용하여 15mm 이상의 직경을 갖는 쇄석과 자갈을 분리하는 단계, 나선형 비중선별기와 요동형 비중선별기를 이용하여 금속광물을 분리하는 단계, 와류식 열풍건조 분급기를 이용하여 점토광물을 분리하는 단계, Nd계 희토류 자석선별기로 운모 광물과 실리카 광물로 선별하는 단계로 구성되어 있다.The present invention relates to a method for recycling metal mining waste, and in particular, it is possible to separate the non-metallic minerals such as silica (quartz), feldspar, mica, clay and metal minerals mixed in the metal mining waste, and to use the grades for each mineral. It is to be separated and selected to be recycled. Therefore, the present invention can be said to be an economical treatment method for the recycling and harming of metal mine waste. To this end, separating the crushed stone and gravel having a diameter of 15mm or more using a vibrating screen, separating the metal minerals using a spiral specific gravity separator and a rocking type specific gravity separator, clay minerals using a vortex hot air drying classifier Separation step, and comprises the step of separating into mica mineral and silica mineral by Nd rare earth magnet sorter.
Description
본 발명은 금속광산 폐기물의 재활용 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 금속광산 폐기물을 사용가능한 품위의 원료소재로 분리 회수하여 사용함으로서 폐기물의 재자원화를 달성하고, 금속 광산폐기물을 전량 재활용하여 원천적인 무해화를 가능케 하며, 폐광산에 방치되고 있는 광산폐기물의 전량을 유효자원화 할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 금속광산 폐기물의 재활용 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for recycling metal mining waste, and more particularly, by recycling and recovering metal mining waste as a raw material of usable quality, achieving recycling of waste and recycling all the metal mine wastes. The present invention relates to a method for recycling metal mining wastes, which is characterized in that it is possible to make harmless and to make an effective resource the entire amount of mine wastes left in the abandoned mines.
현재, 진행되고 있는 우리나라의 광산폐기물은 폐광산에 그대로 방치되어 있어 각종 금속광물과 비금속광물로 혼합되어 중금속 오염, 산성폐수 및 침출수 유출, 토양오염, 산림의 황폐화, 생활용수의 오염, 토양유실 등 많은 오염이 초래되고 있다.Currently, the ongoing mine wastes in Korea are left in the abandoned mines, which are mixed with various metal minerals and non-metallic minerals, resulting in heavy metal contamination, acidic wastewater and leachate runoff, soil pollution, deforestation, pollution of living water, soil loss, etc. Pollution is causing.
따라서 이를 해결하기 위해, 광산폐기물의 매립, 갱구의 차단, 주변 산림의복구, 갱내수의 유출방지 등의 조치를 취하고 있으나, 이러한 조치는 장기적으로 볼 때는 오염 재발 우려가 있기 때문에 영구적인 측면에서는 효과적이지 않은 것으로 판단된다.Therefore, in order to solve this problem, measures are taken such as landfill of mine waste, block of shaft, restoration of surrounding forest, prevention of outflow of mine water, etc. I don't think so.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결코자 하는 것으로, 본 발명의 목적은, 폐기물로 존재하는 금속광산 폐기물을 분리선별하여 재활용함과 동시에 환경 저해물질을 근본적으로 무해화를 할 수 있는 금속광산 폐기물의 재활용 방법을 제공하는 것이다.The present invention is to solve the above problems, an object of the present invention is to separate and selectively recycle the metal mine waste existing as waste, and at the same time to the fundamentally harmless of environmentally harmful substances of metal mine waste It is to provide a recycling method.
상기 목적을 달성하기 위해, 일정한 간극구조의 체를 이용하여 금속광산 폐기물을 미립산물과 굵은산물로 분리 회수하는 진동식 스크리닝 단계(S10); 상기 미립산물의 비중차이를 이용하여 금속광물과 비금속 광물로 분리 회수하는 나선형 비중선별 및 요동형 비중선별 단계(S20); 상기 비금속 광물을 건조와 함께 공기로 와류시켜 점토광물과 규산염 광물을 분리 회수하는 와류식 열풍건조분급 단계(S30); 및 상기 규산염광물을 자력 감응력의 차이에 의해 자성 광물과 약자성 광물로 선별 회수하는 Nd계 희토류 자석선별 단계(S40)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 금속광산 폐기물의 재활용 방법에 의하여 달성된다.In order to achieve the above object, a vibrating screening step (S10) of separating and recovering the metal mine waste into fine and coarse products using a sieve having a constant gap structure; Spiral specific gravity screening and rocking type specific gravity screening step of separating and recovering the metal mineral and the nonmetallic mineral using the specific gravity difference of the particulate product (S20); Vortex hot-air drying classification step of separating and recovering the clay mineral and silicate mineral by vortexing the non-metallic mineral with air with drying (S30); And an Nd-based rare earth magnet sorting step (S40) for selectively recovering the silicate mineral as a magnetic mineral and a weak magnetic mineral by a difference in magnetic stress sensitivity.
여기서, 상기 체는 가로 및 세로방향으로 15mm 간극을 갖는 것이 바람직하다.Here, the sieve preferably has a 15 mm gap in the horizontal and vertical directions.
또한, 상기 비중선별 단계(S20)의 미립산물은 상기 나선형 비중선별기와 요동형 비중선별기를 지나면서 물과 혼합되고, 원심력에 의해 금속광물과 비금속 광물로 분리 회수하는 것이 가능하다.In addition, the particulate product of the specific gravity selection step (S20) is mixed with water while passing through the spiral specific gravity separator and the oscillation type specific gravity separator, it is possible to separate and recover the metal mineral and non-metallic mineral by centrifugal force.
그리고, 상기 분리 회수된 비금속 광물은 와류식 열풍건조분급단계(S30)에서 100∼200℃의 열풍으로 건조되고, 와류된 공기에 의하여 점토광물을 부유시킴으로써 점토광물과 규산염 광물을 분리 회수하는 것도 또한 가능하다.In addition, the separated and recovered non-metallic mineral is dried by hot air at 100 to 200 ° C. in the vortex type hot air drying classification step (S30), and separating and recovering the clay mineral and silicate mineral by floating the clay mineral by vortexed air. It is possible.
상기 Nd계 희토류 자석선별 단계(S40)의 자성은 영구자석인 것이 가장 바람직하다.The magnetism of the Nd rare earth magnet selection step (S40) is most preferably a permanent magnet.
아울러, 상기 Nd계 희토류 자석선별 단계(S40)에서, 상기 자성광물은 운모광물이고, 상기 약자성광물은 실리카광물로 선별 회수하는 것이 바람직하다.In addition, in the Nd rare earth magnet selection step (S40), the magnetic mineral is a mica mineral, and the weak magnetic mineral is preferably recovered as a silica mineral.
본 발명의 그 밖의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 분명해질 것이다.Other objects, specific advantages and novel features of the present invention will become more apparent from the following detailed description and the preferred embodiments associated with the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 금속광산 폐기물의 재활용 방법을 나타내는 흐름도이다.1 is a flowchart illustrating a recycling method of metal mine waste according to an embodiment of the present invention.
이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거 상세히 설명하기로한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일시예에 따른 금속광산 폐기물의 재활용 방법을 나타내는 흐름도이다. 도 1 에 도시된 바와같이, 본 발명의 진동식 스크리닝 단계(S10)의 금속광산 폐기물은 실리카, 장석, 운모, 점토등의 비금속광물과 금속광물로 구성되어 있으며, 체는 가로 및 세로방향으로 15mm 간극을 가진 진동식 스크린을 사용하여 미립산물과 굵은산물로 분리 회수를 한다.1 is a flow chart showing a recycling method of metal mine waste according to an embodiment of the present invention. As shown in Figure 1, the metal mine waste of the vibrating screening step (S10) of the present invention is composed of non-metallic minerals and metal minerals, such as silica, feldspar, mica, clay, the sieve 15mm gap in the horizontal and vertical direction Using a vibrating screen having a separate recovery of fines and coarse products.
상기 비중선별 단계(S20)의 나선형 비중선별기는 비중이 4.5∼5.5인 금속광물과 비중이 2.5∼3.0인 비금속광물이 혼재된 산물에 물을 혼합하여 광액을 만들면서 원호상의 통을 수직축에 나선형으로 감아놓은 것과 같은 형상의 장치에 흘려 보낸다. 그러면, 원심력과 물의 작용으로 비중이 낮은 비금속광물은 통의 외주를 돌아 내려오고, 비중이 높은 금속광물은 통의 내주에 모여서 내려오게 되므로 금속광물과 비금속광물을 분리할 수 있다. 이렇게 분리·회수된 금속광물은 요동형 비중선별기에 의해 연속적으로 요동치고 있는 경사진 테이블 모양의 장치에 투입하면 테이블의 요동운동과 물의 흐름속도 조절에 의하여 비중이 높은 금속광물을 농축시켜 회수하게 된다.The spiral specific gravity separator of the specific gravity screening step (S20) is a spiral of the circular arc cylinder on the vertical axis while making a mineral liquid by mixing water with a product mixed with a metal mineral having a specific gravity of 4.5 to 5.5 and a nonmetallic mineral having a specific gravity of 2.5 to 3.0. It is sent to a device shaped like a wound. Then, the non-metallic mineral having a low specific gravity is returned to the outer circumference of the barrel by the action of centrifugal force and water, and the metal mineral having a high specific gravity is gathered at the inner circumference of the barrel so that the metal and nonmetal mineral can be separated. When the separated and recovered metal mineral is put into a slanted table-shaped device continuously swinging by a rocking type specific gravity separator, the metal mineral having a high specific gravity is concentrated and recovered by the rocking motion of the table and the flow rate of water. .
상기 와류식 열풍건조분급 단계(S30)는 100∼200℃정도의 열풍으로 원통형 구조물에 주입하면 원통내부의 로터에 의하여 와류를 형성하게 된다. 그러면 비금속광물은 수분이 건조되고, 와류된 공기에 의해 점토광물은 공기중에서 부유하게 된다. 이로써, 입자크기가 큰 실리카광물, 운모광물은 원통의 바닥면으로 침강하여 분리 회수한다.In the vortex type hot air dry classification step (S30) is injected into the cylindrical structure with hot air of about 100 ~ 200 ℃ to form a vortex by the rotor inside the cylinder. The nonmetallic mineral then dries out moisture and the vortexed air causes the clay mineral to float in the air. As a result, silica and mica minerals having a large particle size settle to the bottom of the cylinder and are recovered separately.
상기 Nd계 희토류 자석선별 단계(S40)는 15,000∼20,000가우스의 자력을 갖는 Nd계 희토류 영구자석 선별기로 자력 감응력 차이를 이용하여 자성을 갖는 운모광물과 약자성을 갖는 실리카광물로 선별 회수한다.The Nd rare earth magnet selection step (S40) is a Nd rare earth permanent magnet selector having a magnetic force of 15,000 to 20,000 gauss to recover the mica mineral and magnetic silica mineral having weak magnetic properties by using the magnetic stress sensitivity difference.
이상에서 설명한 본 발명의 실시예들에서 상기 체는 가로 및 세로방향으로 15mm 간극범위를 갖는 것으로 하며 상기 Nd계 희토류 자석선별 단계(S40)의 자성은 영구자석과 전자석 중 임의로 적절히 선택될 수 있다.In the above-described embodiments of the present invention, the sieve has a gap range of 15 mm in the horizontal and vertical directions, and the magnetism of the Nd rare earth magnet selection step S40 may be arbitrarily selected from among permanent magnets and electromagnets.
(실시예)(Example)
본 발명에 대한 기술을 적용한 결과 분리·회수된 각 광물들의 특성은 다음과 같다.[표 2]As a result of applying the technique of the present invention, the characteristics of the separated and recovered minerals are as follows.
이상에서 상술한 바와같이 본 발명은 금속광산 폐기물 중에 혼합되어 있는 실리카, 장석, 운모, 점토 등의 비금속광물과 금속광물을 분리하여, 각각의 광물별로 사용가능한 품위를 가지도록 분리·선별하여 금속 광산폐기물을 각각의 특성에 맞는 산업 소재자원으로 재활용함과 동시에 환경 저해 물질인 중금속과 각종 오염물질을 근본적으로 무해화 시키는 환경보전 효과와 재활용에 따른 자원 절약효과를 얻을 수 있는 방법이다.As described above, the present invention separates non-metallic minerals such as silica, feldspar, mica, clay and metal minerals mixed in the metal mine waste, and separates and selects them to have usable quality for each mineral. It is a method of recycling waste to industrial materials suitable for each characteristic and at the same time, environmental conservation effect that fundamentally harms heavy metals and various pollutants, which are environmental inhibitors, and resource saving effect by recycling.
본 발명 기술을 적용한 파이롯트 플랜트 시험운용 결과에 따르면 이산화규소 품위가 93%이상인 고품위의 실리카광물의 산출량은 전체 광산폐기물의 45.45wt.%, 금속산물은 0.69wt.% , 점토광물은 31.79wt.%, 운모광물은 22.07wt.%가 산출되었다. 따라서, 분리·회수된 각 광물들은 유리용, 제철·제강용 등으로 재활용할 수있는 고품위의 실리카광물의 경우에는 25,000원/톤, 금속광물에서 유가금속을 회수할 경우 Au 140ppm(10,000원/ppm), Ag 145ppm (200원/ppm), 공업용 충전제와 요업원료로 재활용이 가능한 점토광물과 세라믹 원료, 내장용 건자재원료로 사용할 수 있는 운모광물의 경우는 5,000원/톤으로 적용하여 금속광산 폐기물을 처리하는 경우 광산폐기물은 경제적가치와 환경적요인이 증대되는 효과를 얻을 수 있다.According to the pilot plant test operation applying the present invention, the high-quality silica minerals having a silicon dioxide grade of 93% or more were 45.45 wt.% Of the total mine waste, 0.69 wt.% Of metal products, and 31.79 wt.% Of clay minerals. , The mica mineral was 22.07wt.%. Therefore, each of the separated and recovered minerals is 25,000 won / ton for high-quality silica minerals that can be recycled for glass, steelmaking, steelmaking, etc., and 140ppm of Au for recovering valuable metals from metal minerals. ), Ag 145ppm (200 won / ppm), clay minerals that can be recycled as industrial fillers and ceramics, and mica minerals that can be used as raw materials for interior materials, are applied for 5,000 won / ton In the case of treatment, mine waste can increase the economic value and environmental factors.
이러한, 본 발명에 의해 금속광산 폐기물의 재활용 방법이 간단하고, 환경오염물질이 전혀 배출되지 않는 환경친화적 방법이며 최소의 비용으로 금속광산 폐기물을 전량 재활용하는 특징을 가지고 있다.The present invention is characterized by a simple method of recycling metal mine waste, an environmentally friendly method in which no environmental pollutants are discharged, and recycling all of the metal mine waste at a minimum cost.
비록 본 발명이 상기에서 언급한 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어 졌지만, 본 발명의 요지와 범위로 부터 벗어남이 없이 다른 다양한 수정 밑 변형이 가능할 것이다. 따라서, 첨부된 청구의 범위는 본 발명의 지정한 범위 내에 속하는 그러한 수정 및 변형을 포함할 것이라고 여겨진다.Although the present invention has been described in connection with the above-mentioned preferred embodiments, various other modifications and variations will be possible without departing from the spirit and scope of the invention. Accordingly, it is intended that the appended claims cover such modifications and variations as fall within the specified scope of the invention.
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