KR100388575B1 - A manufacture carefully of phosphoric acid gypsum - Google Patents
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Abstract
본 발명은 인산석고 정제방법에 관한 것으로서, 인산비료 제조공정에서 부산물로 생산되는 인산석고를 공기의 회전력과 흡입력을 이용하여 일정범위의 입도를 이루고 있는 산물만을 정제시켜 추출하는 간단한 분급공정을 통해 산업원료로 재활용이 가능토록 하는 정제방법을 제공하기 위한 것이다.The present invention relates to a method for refining phosphate gypsum, the industrial process through a simple classification process of refining and extracting only the product forming a particle size range of a certain range by using the rotational force and suction force of the air phosphate gypsum produced as a by-product in the process It is to provide a purification method that can be recycled as a raw material.
Description
본 발명은 인산석고의 정제방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 천연석고를 이용한 각종 제조공정에서 발생되는 폐석고중 특히 인산분이 포함되어져 있는 인산 석고를 정제시켜 중금속과 같은 유해한 불순물을 제거한 후 재활용할 수 있도록 하기 위한 정제방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for refining phosphate gypsum, and more particularly, it is possible to recycle after removing harmful impurities such as heavy metals by refining phosphate gypsum, which contains phosphate, among waste gypsum generated in various manufacturing processes using natural gypsum. It relates to a purification method to make.
석고는 황산 칼슘 광물의 일반적인 형태로 흔히 매우 대규모 증발광상에서 발견되는데, 일반적으로 경석고가 먼저 생성된 후 현재의 지표면하 0 ∼ 300M사이 (지질, 지질구조 및 기후 조건에 따라)에서 수분이 첨가되어짐으로서 석고로 변하게 된다.Gypsum is a common form of calcium sulphate minerals and is often found in very large evaporation deposits, which usually form first and then add water between 0 and 300M below the surface (depending on geological, geological and climatic conditions). As it turns into gypsum.
한편, 국내에는 천연석고의 부존량이 없으므로 모로코, 일본, 중국 등지에서수입사용하고 있으며, 인산비료 제조공정에서 부산물로 생산되는 인산석고, 석유화학 및 화력발전소의 탈황공정에서 생산되는 탈황석고, 럭키 및 고려아연 등의 제련부산물인 제련석고, 영일화학 등지에서 생산되는 PAC(폴리염화알루미늄)석고 등이 생산되고 있다.On the other hand, since there is no natural gypsum in Korea, it is imported from Morocco, Japan, and China, and is used in phosphate fertilizer manufacturing process as a by-product of phosphate gypsum, petrochemical and thermal power plant desulfurization gypsum, lucky and Smelting gypsum, smelting byproducts such as Korea Zinc, and PAC (polyaluminum chloride) gypsum produced in Yeongil Chemical are produced.
우리나라의 석고 자급도는 0%로 전량 수입에 의존한다. 이중 천연석고는 과거 국내에서 생산 실적이 있었으나 1985년을 끝으로 전혀 생산이 이루어지지 않고 있다.Korea's gypsum self-sufficiency is 0%, which depends on total imports. Natural gypsum has been produced domestically in the past but has not been produced since 1985.
그러나 국내 산업이 다양해짐에 따라 석고수요는 꾸준히 증가하고 있고 이에 따라 수입량 또한 계속적으로 증가함에 따라, 국내무역수지에 악영향을 미치게 되는 문제가 발생된다.However, as the domestic industry is diversified, gypsum demand is steadily increasing, and as imports continue to increase, there is a problem that adversely affects the domestic trade balance.
또한, 사용후 방치되는 폐석고의 양 역시 점차 증가하게 되는데, 일 예로 남해화학에서 발생되어지는 폐석고중 여천공단 인근지역에 쌓인 양만 해도 10여년간 약 1,700만톤으로 추정할 정도로 막대한 양으로서 환경오염을 일으키는 요인으로 지적받고 있지만, 이를 산업원료로 재사용하기 위해서는 비용이 많이 소요되는 복잡한 정제공정을 거쳐야 함으로 대부분이 방치되는 실정이다.In addition, the amount of waste gypsum left unused also increases gradually.For example, the amount of waste gypsum generated by Namhae Chemical, which is accumulated in the area near Yeocheon Industrial Complex, is estimated to be about 17 million tons over 10 years, causing environmental pollution. Although it has been pointed out, most of them are left unattended because they have to go through a complicated and expensive purification process to reuse them as industrial raw materials.
특히, 인산 폐석고의 경우 년간 200만톤 이상으로 산출되고 있는데 그 결정상이 불규칙하며 유해요소인 인산분과 중금속 등 불순성분을 다량 함유하고 있어 재자원화를 위해서는 많은 소요될 수 밖에 없으며, 이를 그대로 방치할 경우에는 치명적인 환경오염을 발생시키게 되는 문제점이 있었다.In particular, phosphate waste gypsum is estimated at more than 2 million tons per year, and its crystal phase is irregular and contains a large amount of impurities such as phosphate and heavy metals, which are harmful elements, and it is necessary to recycle them. There was a problem that causes environmental pollution.
본 발명은 상기한 종래 폐석고 처리에 대한 문제점을 해결코자 제안된 것으로서, 인산 폐석고를 저비용의 정제공정을 통해 일정범위내의 입도를 유지하는 추출물을 얻어냄으로서 석고로의 재생 사용이 가능한 폐석고의 재활용방법을 제공 하는데 목적이 있다.The present invention has been proposed to solve the above problems with the conventional waste gypsum treatment, by recycling the waste gypsum can be recycled to gypsum obtained by obtaining the extract to maintain the particle size within a certain range through a low-cost purification process The purpose is to provide.
상기 목적은, 상호 연통되어진 다수의 챔버내에서 인산 석고 원료를 투입하여 일정범위 내의 입도를 이루는 정제석고 산물을 추출하는 방법에 있어서:The above object is a method for extracting the purified gypsum product having a particle size within a certain range by inputting gypsum phosphate in a plurality of chambers in communication with each other:
(1) 상기 각 챔버에 공통의 공기 흡입력이 진공펌프에 의해 외부로 부터 인가됨과 동시에 제1챔버 내부에서 풍력을 이용하여 인산 석고 원료를 일정 입도 기준으로 분급시키는 단계;(1) classifying the phosphate gypsum raw material on a predetermined particle size basis using wind power inside the first chamber while the air suction force common to the respective chambers is applied from the outside by the vacuum pump;
(2) 상기 분급되어진 석고 원료중 일정 입도 이하의 선별된 석고산물을 상기의 공기 흡입력을 이용하여 제2챔버로 유입시키는 단계;(2) introducing the selected gypsum product having a predetermined particle size among the classified gypsum raw materials into the second chamber by using the air suction force;
(3) 상기 제2챔버로 유입된 일정 입도 이하의 석고산물중 미세입자들은 계속되어지는 공기 흡입력에 의해 상승되어 제3챔버측으로 집진되도록 하고, 제2챔버 하부에는 자중에 의해 일정의 입도범위를 갖는 정제석고가 선별되어지는 단계;(3) The fine particles in the gypsum product having a predetermined particle size or less introduced into the second chamber are raised by the air suction force which is continued to be collected to the third chamber side, and the lower part of the second chamber has a predetermined particle size range by its own weight. Having the purified gypsum selected;
(4) 상기 제2챔버내에 선별되어진 정제석고 산물을 추출하는 단계;가 포함되는 인산석고 정제방법을 통해 이루어질 수 있게된다.(4) extracting the purified gypsum product selected in the second chamber; it can be made through a phosphate purification method comprising a.
도 1은 본 발명의 정제공정을 수행키 위한 장치의 실시예도.1 is an embodiment of an apparatus for carrying out the purification process of the present invention.
도 2는 본 발명의 정제공정을 나타낸 순서도.2 is a flow chart showing a purification process of the present invention.
도 3은 본 발명에 따라 수거되어진 불순산물의 사진.Figure 3 is a photograph of the impurity product collected in accordance with the present invention.
도 4는 본 발명에 따라 선별되어진 정제석고 산물의 사진.Figure 4 is a photograph of the purified gypsum product screened according to the present invention.
이하, 본 발명의 구체적인 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 살펴보기로 한다.Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
먼저, 본 발명의 정제방법을 살펴보기에 앞서 정제공정에 투입될 인산 폐석고의 입도별 분포를 하기 [표 1]을 통해 살펴보기로 한다.First, before looking at the purification method of the present invention, the distribution of particle size of the phosphate waste gypsum to be put into the purification process will be described with reference to the following [Table 1].
상기에서 알 수 있듯이 인산 폐석고의 전체적인 입도분포는 -65메쉬 에서 +200메쉬 사이의 입단이 전체의 약 70Wt%로 나타났으며, 200메쉬 보다 가는 미세입자들(-200메쉬)도 약 13Wt%의 분포를 이루고 있음을 알 수 있다. 이는 석고산물의 분체 특성상 미립의 산물보다는 조립으로 탈수, 건조공정가 매우 유리한 장점을 지니고 있었으며, 현미경 관찰에서도 확인할 수 있는 양질의 석고 산물을 불순물로 부터 분리, 선별하기가 용이할 것으로 사료된다.As can be seen from the above, the overall particle size distribution of the phosphate waste gypsum was found to be about 70 Wt% of the total grain size between -65 mesh and +200 mesh, and fine particles (-200 mesh) thinner than 200 mesh were also about 13 Wt%. It can be seen that the distribution. This is because of the characteristics of gypsum product powder, the dehydration and drying process is more advantageous than granule product, and it is easy to separate and select high quality gypsum product from impurities.
또한, 인산 폐석고의 산물에 대한 화학분석을 수행한 결과 인성분(P2O5)은 0.46Wt%로 나타났으며, 입도를 여러 등급으로 나누어 분석한 결과에서도 주로 굵은 입도의 석고산물에서 P2O5의 함유량이 비교적 많이 잔류하고 있음을 확인할 수 있었다.In addition, the results of the chemical analysis of the products of the phosphate pyeseokgo phosphorus (P 2 O 5) was shown to 0.46Wt%, a particle size in the share in the results of analysis of different levels, mainly gypsum product of the coarse particle P 2 It was confirmed that a relatively large amount of O 5 remained.
또한, 그외의 중금속 성분(Ba, Co 등) 역시 비교적 큰 입도의 산물에서 주로 검출되었는데, [표2]는 이러한 인산 폐석고 산물의 주요 광물학적 화학성분을 나타낸 것이다.In addition, other heavy metal components (Ba, Co, etc.) were also mainly detected in products of relatively large particle size, Table 2 shows the main mineral chemical composition of these phosphate waste gypsum products.
상기 [표2]에서 살펴보면 폐석고 산물중 선별되어지는 입자의 입도가 작아질 수록 잔류하고 있는 불순물이 감소되어짐을 확인할 수 있다.Looking at [Table 2] it can be seen that as the particle size of the particles being selected from the waste gypsum product is smaller, the remaining impurities are reduced.
그러나, 입도 기준을 과도하게 작게 설정하는 경우에는 중량에 따른 재활용 비율이 감소하게 됨으로 상기 [표 1]에서 70Wt%를 상회할 수 있는 대략 -65메쉬, 즉 65의 수치보다 작은 입도범위를 이루는 산물을 선별토록 함이 바람직하다 할 수 있다.However, if the particle size standard is set too small, the recycling ratio according to the weight is reduced, so that the product having a particle size range of approximately -65 mesh, that is, a value of less than 65, which can exceed 70 Wt% in the above [Table 1]. It may be desirable to select.
따라서, 본 발명의 실시예에서는 도 1에 도시된 바와 같은 구성의 건식장치를 이용하여 인산 폐석고를 입도별로 추출함으로서, 석고산물에 포함되어져 있는 불순물을 최소화한 정제석고 산물을 선별할 수 있게된다.Therefore, in the embodiment of the present invention by using a dry device having a configuration as shown in Figure 1 by extracting the phosphate waste gypsum by particle size, it is possible to select the refined gypsum products minimized impurities contained in the gypsum product.
먼저, 상기 건식장치의 구성을 살펴보면 다음과 같다.First, look at the configuration of the dry device as follows.
제1챔버(10) 위에는 공기 흡기통(1)이 설치되고, 그 내측에는 원통형 관체로 형성된 가이드벤(3)이 장착되었고, 상기 가이드벤(3)의 상부로 석고산물을 공급하기 위한 공급호퍼(2)가 설치되며, 가이드벤(3)의 내부에는 구동모터(4)로 부터 회전력을 전달받는 회전팬(5)이 장착되되, 상기 회전팬(5)은 중심으로 부터 분기되어 방사각으로 배열된 다수의 패들에 의해 원통체로 이루어져 있다.An air intake cylinder 1 is installed on the first chamber 10, and a guide ben 3 formed of a cylindrical tube is mounted therein, and a supply hopper for supplying a gypsum product to the upper part of the guide ben 3. (2) is installed, the inside of the guide ben (3) is equipped with a rotary fan (5) receiving the rotational force from the drive motor (4), the rotary fan (5) is branched from the center to the radial angle It consists of a cylindrical body with a number of paddles arranged.
그리고 상기 회전팬(5)의 하방에는 제2챔버(20)의 하단부와 연통되어지는 안내관(7)이 연결되어져 있으며, 상기 제2챔버(20)는 상단부에 연결되는 또다른 안내관(8)을 통해 제3챔버(30)와 연통되어져 있고, 상기 제3챔버(30)의 하단부에는 진공펌프(40)와 연통되어짐으로서 내부 흡입력이 발생되어지게 된다.And below the rotating fan (5) is connected to the guide tube (7) which is in communication with the lower end of the second chamber 20, the second chamber 20 is another guide tube (8) connected to the upper end It is in communication with the third chamber (30), and the lower end of the third chamber 30 is in communication with the vacuum pump 40 is generated internal suction force is generated.
도면중 미설명 부호 9, 19는 각각 챔버하부의 저장통을 나타내며, 31은 석고산물의 분말입자를 포집하기 위한 필터를 나타낸다.In the drawings, reference numerals 9 and 19 denote reservoirs under the chambers, respectively, and 31 denote filters for collecting powder particles of the gypsum product.
이와같은 개략적인 구성을 갖는 상기 장치를 이용한 본 발명의 인산석고 정제공정은 도 2의 순서도를 참조하여 이하에서 살펴보기로 한다.The gypsum phosphate purification process of the present invention using the apparatus having such a schematic configuration will be described below with reference to the flowchart of FIG. 2.
참고로, 본 실시예에서 사용되는 석고산물은 남해화학으로 부터 제공받은 원료이며, 정제되어질 석고산물의 입도범위는 -65∼+200메쉬 범위로 설정하였다.For reference, the gypsum product used in this embodiment is a raw material provided from Namhae Chemical, and the particle size range of the gypsum product to be refined was set to -65 to +200 mesh.
전원이 인가됨에 따라 구동모터(4)와 진공펌프(40)가 작동되면, 회전팬(5)의 고속 회전이 시작되면서 강력한 공기 흡입력이 발생하여 공기 흡기통(1)의 양측면을 통하여 외부 공기가 내부로 빨려 들어가게 된다.(ST 1) When the driving motor 4 and the vacuum pump 40 are operated as the power is applied, the high speed rotation of the rotary fan 5 starts to generate a powerful air suction force so that external air can flow through both sides of the air intake cylinder 1. It is sucked inside. (ST 1)
그리고, 상기 발생된 흡입력에 의하여 회전팬(5)의 상부로 투입되는 석고원료는 원심력에 의한 외향력을 받아 외측으로 분산되면서 가이드벤(3)의 내측 상부에 설치된 충돌통체(미도시)에 부딪히면서 가이드벤(3)과 회전팬(5)의 간격부 사이로 하강된다.(ST 2) And, the gypsum raw material is injected into the upper portion of the rotary fan 5 by the suction force generated while being displaced to the outside by the outward force by the centrifugal force hitting the collision cylinder (not shown) installed on the inner upper portion of the guideben (3) It is lowered between the gap of the guideben (3) and the rotary fan (5). (ST 2)
이때, 비교적 입도가 큰 산물(+65메쉬)들은 원심력 및 중력에 의하여 하부의 제1챔버(10)로 낙하하여 하단의 입체입자 저장통(9)에 쌓이게 되고, -65메쉬의 입도를 이루는 산물들은 자체중량이 상대적으로 가벼운 상태이므로 그대로 흡입력에 의해 회전팬(5)의 내부로 빨려들어가 안내관(7)을 거쳐 제2챔버(20) 내부로 유입되게 된다.(ST 3) At this time, products having a relatively large particle size (+65 mesh) are dropped into the lower first chamber 10 by centrifugal force and gravity to be accumulated in the three-dimensional particle storage tank (9) at the bottom, the products forming a particle size of -65 mesh Since its own weight is relatively light, it is sucked into the rotary fan 5 by suction force and is introduced into the second chamber 20 through the guide tube 7. (ST 3)
그리고, 제2챔버(20)내에도 계속적인 공기 흡입력이 작용하고 있으므로, 안내관(7)을 통해 유입된 입자중 일부 미세입자들(-200메쉬)은 공기 흡입력에 의해 다시 상승하여 안내관(8)을 통해 제3챔버(30)로 유입되고 일정 입도범위를 만족하게 되는 -65메쉬 에서 +200메쉬 사이의 산물들은 자중에 의해 하강하여 제2챔버(20) 하단의 저장통(19)에 쌓여지게 된다.(ST 4) In addition, since the continuous air suction force is also acting in the second chamber 20, some of the fine particles (-200 mesh) of the particles introduced through the guide tube 7 are raised again by the air suction force and thus the guide tube ( 8) Products between -65 mesh and +200 mesh flowing into the third chamber 30 and satisfying a predetermined granularity range are lowered by their own weight to be stacked in the reservoir 19 at the bottom of the second chamber 20. You lose. (ST 4)
이후, 제3챔버(30)로 유입되어진 미세입자들은 필터(31)에 의해 포집되어지게 됨으로서, 외부환경의 오염을 방지하는 가운데 순수한 공기만이 진공펌프(40)를 통해 외부로 배기되어지게 된다.Thereafter, the fine particles introduced into the third chamber 30 are collected by the filter 31, so that only pure air is exhausted to the outside through the vacuum pump 40 while preventing contamination of the external environment. .
그리고, 제2챔버의 저장통(19)에 모여진 석고산물을 확인하여 선별된 산물의 입도가 -65메쉬 에서 +200메쉬 사이의 입도값을 충분히 만족시키지 못할 경우에는 다시한번 상기의 정제과정을 거치도록 한다.(ST 5) In addition, if the particle size of the selected product does not satisfy the particle size value between -65 mesh and +200 mesh enough to check the gypsum products collected in the reservoir 19 of the second chamber, the purification process is performed once again. do. (ST 5)
이와같은 공정을 수행함에 있어, 가장 중요한 요소는 공기의 흡입력 설정에 있다 하겠다.In carrying out this process, the most important factor is the setting of the suction power of the air.
따라서, 1차에서는 약한 흡입력으로 하여 투입된 석고 산물을 분리시키고, 점차 흡입력을 증가시키면서 약 3번에 걸쳐 정제석고를 회수함으로서 원하는 입도범위에서 한층 균일화된 석고산물을 추출할 수 있게된다.(ST 6) Therefore, in the primary, the gypsum product, which is introduced with a weak suction force, is separated, and the purified gypsum is recovered three times while gradually increasing the suction power, thereby making it possible to extract a more uniform gypsum product in a desired particle size range. (ST 6)
한편, 도 3에는 상기 과정에서 제1챔버 하단의 저장통(9)에 쌓여진 산물들을 사진으로 나타낸 것으로, 대부분 해당 입도가 +65메쉬의 크고 불규칙한 상태로서 초기에 투입된 인산석고의 약 7Wt% 정도가 검출되었으며 중금속과 같은 불순물이다량 함유되어져 있음을 확인하였다.On the other hand, Figure 3 is a photograph showing the products accumulated in the reservoir (9) at the bottom of the first chamber in the process, most of the particle size of +65 mesh is large and irregular state of about 7Wt% of the phosphate initially injected It was confirmed that it contains a large amount of impurities such as heavy metals.
그리고 제2챔버 하단의 저장통(19)에 쌓여진 최종 정제된 석고산물들은 약 70Wt%이며 대체로 -65메쉬 그리고 +200메쉬 범위의 것들로, 이는 도 4에서 사진으로 나타낸 바와같이 균일한 입도를 이루고 있음을 알 수 있다.The final refined gypsum products accumulated in the reservoir 19 at the bottom of the second chamber are about 70 Wt% and generally in the range of -65 mesh and +200 mesh, which have a uniform particle size as shown in the photograph in FIG. 4. It can be seen.
상기 제2챔버의 저장통(19)에서 선별되어지는 최종 정제석고에는 [표 2]에서 확인한 바와 같이 인산 폐석고에 잔류되어져 있던 인성분 뿐만 아니라 각종 중금속 성분이 크게 감소된 산물이므로 재활용이 가능한 상태임을 알 수 있다.In the final refined gypsum screened in the reservoir 19 of the second chamber, as shown in [Table 2], not only phosphorus components remaining in the phosphate waste gypsum but also various heavy metal components are greatly reduced, and thus it is known that recycling is possible. Can be.
그외, 23Wt%의 석고산물은 대부분 -200메쉬의 미세입자들로서 제3챔버(30)의 필터(31)에서 포집되어지게 된다.In addition, the 23Wt% gypsum product is mostly collected in the filter 31 of the third chamber 30 as fine particles of -200 mesh.
따라서, 상기와 같은 과정을 통해 최종 추출된 정제석고를 후처리 공정을 거쳐 농,축용, 시멘트용, 건축재용 등 다양한 산업원료로 재활용이 가능하게 됨을 알 수 있다.Therefore, it can be seen that the final extracted refined gypsum can be recycled into various industrial raw materials such as agricultural, livestock, cement, and building materials through the post-treatment process.
그리고, 상기에서 본 발명의 특정한 실시예가 설명되었지만 본 발명의 인산석고 정제방법이 당업자에 의해 다양하게 변형되어 실시될 가능성이 있는것은 자명한 사실이다.In addition, although specific embodiments of the present invention have been described above, it is apparent that the present invention may be modified in various ways by those skilled in the art.
예를들면, 상기 실시예에서는 공기의 회전력을 발생시키는 수단으로서 회전팬에 의한 원심력을 이용하는 분급장치가 사용되었지만, 기타 다른 방식의 풍력 및 흡입력을 이용하여 석고산물을 입도별로 분류시킬 수도 있게된다.For example, in the above embodiment, a classification apparatus using a centrifugal force by a rotating fan is used as a means for generating a rotational force of air, but it is also possible to classify the gypsum product by particle size using other methods of wind and suction force.
따라서, 이와 같은 여러가지 변형된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안되며, 이와 같은 변형된 실시예들은 본발명의 첨부된 특허청구범위 안에 속한다 해야 할 것이다.Accordingly, these various modified embodiments should not be understood individually from the spirit or scope of the present invention, these modified embodiments should fall within the scope of the appended claims of the present invention.
이상에서 살펴본 바와같은 본 발명의 인산석고 정제방법은, 인산비료 제조공정에서 부산물로 생산되는 인산석고를 공기의 회전력과 흡입력을 이용하여 일정범위의 입도를 이루고 있는 산물만을 정제시켜 추출하는 간단한 분급공정을 통해 산업원료로 재활용이 가능토록 하는 효과를 나타낸다.As described above, the phosphate gypsum refining method of the present invention is a simple classification process for refining and extracting only phosphate gypsum produced as a by-product in the phosphate fertilizer manufacturing process using a rotational force and suction force of air to achieve a specific particle size range. Through this, it is possible to recycle as industrial raw materials.
이로 인하여, 환경오염의 원인으로 작용하는 폐석고의 방치량을 감소시킴과 동시에 저비용으로 석고의 재자원화를 이루어 천연석고의 수입대체효과를 누릴 수 있는 이점을 나타내게 된다.This reduces the amount of waste gypsum that acts as a cause of environmental pollution, and at the same time makes the recycling of gypsum at a low cost, thus showing the advantage of replacing imports of natural gypsum.
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