KR100797255B1 - 고품위 철원확보를 위한 정광의 처리방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 제선슬래그나 제강슬래그를 파쇄하고 자력선별처리하는 과정에서 발생하는 정광의 처리방법에 관한 것으로, 그 목적은 정광중의 철분분포 상태에 대한 정밀한 해석을 바탕으로 정광을 맥석과 철분의 혼합분쇄물로 처리하는 조건과 이 혼합분쇄물로부터 고품위의 철분 농축물을 분리하는 조건들을 적절히 조합함으로써, 정광으로부터 철분이 80% 이상으로 농축된 고품위 철분을 분리하는 방법을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 슬래그로부터 회수한 정광을 1~3mm의 입경을 기준으로 조립과 미립으로 1차 분급하는 단계,

상기 1차분급한 조립정광을 파쇄한 다음 1~3mm의 입경을 기준으로 조립과 미립으로 2차 분급하는 단계, 상기 2차 분급된 조립정광은 자력선별기에서 1000~2000 가우스로 자력분리하고, 상기 1, 2차미립분광은 자력선별기에서 300~1000가우스로 자력분리하여 자착물을 얻는 단계를 포함하여 이루어지는 고품위 철원확보를 위한 정광의 처리방법에 관한 것을 그 기술요지로한다.

본 발명에 따라 처리한 정광은 철품위가 85.7~91.1%이고, 철분회수율은 72.5~74.2%로서 종래의 정광에 비해 철품위는 약 21.6%, 최분회수율은 약 9.6% 상승하는 효과가 있다.

슬래그, 정광, 자력선별, 철품위, 철분회수율

Description

고품위 철원확보를 위한 정광의 처리방법{Treatment method of iron bearing concentrate for high iron content }

본 발명은 제선슬래그나 제강슬래그를 파쇄하고 자력선별처리하는 과정에서 발생하는 정광의 처리방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 정광을 재처리하여 철품위가 높은 철입자으로 회수하는 처리방법에 관한 것이다.

고로에 의한 제선공정이나 전로나 전기로를 이용하는 제강공정은 용선과 용강을 제조하는 것이 주목적이지만, 이 과정에서 산화칼슘, 실리카, 알루미나, 산화철등을 주성분으로 하는 슬래그가 부산물로 발생된다. 이 슬래그는 제선공정에서는 용선과 함께, 제강공정에서는 용강과 함께 배출된 후 비중차에 의해 분리수집된다. 용융슬래그에는 상기 성분 이외에도 용선 입자나 용강 입자가 용융욕에 포함되지 못하고 용융슬래그층내에 미분리된 상태로 존재한다. 따라서 배출 후 냉각. 응고된 슬래그에는 슬래그에서 미분리된 철 혹은 강입자가 단독으로 또는 이들 입자의 표면이 산화된 상태의 입자들로 분포하고 있다.

따라서 일반적인 제철공정에서는 이러한 슬래그 중에 포함된 철입자(이후 강입자를 포함하여 일컬음)를 회수하기 위하여 슬래그를 파쇄한 후 자력선별하는 공정을 적용하여 지금, 입철, 정광, 분슬래그로 분류한다. 지금은 용융슬래그를 담았던 래이들의 바닦에 고여있던 용철이 응고되어 굳은 대형 괴로 형성된 것이며, 나머지 입철, 정광, 분슬래그는 슬래그 괴로부터 철분을 효율적으로 분리하기 위하여 단계적으로 파쇄하고 철분을 자력선별하는 과정에서 얻어지는 것이다. 입철은 대형 슬래그를 500~8mm의 입경 수준까지 파쇄한 후 자력선별하는 과정에서 자석에 붙는 자착물로 회수된 것으로 통상 Fe 80% 이상, 입도 8~10mm 이상인 입자로써, 통상 전로나 전기로에서 철원으로 사용된다. 정광과 분슬래그는 약 8mm 이하로 파쇄된 철분을 함유한 슬래그 입자들을 자력선별하는 과정에서 얻어지는 것으로 자착물인 정광은 Fe 50~70%, 비자착물인 분슬래그는 Fe 20~30% 수준인 입자들이며, 일반적으로 철광석 소결공정에서 철원으로 사용한다. 즉 슬래그로부터 회수된 자착물 중 철품위가 높고 입도도 큰 입철 입자는 제강공정에서 고철과 함께 철원으로 사용되며, 철품위가 낮으며 입도도 작은 정광 입자는 소결공정에서 철광석과 함께 철원으로 사용되고, 분슬래그는 철원으로 보다는 산화칼슘의 공급원으로 소결공정에서 석회석 대용으로 사용된다.

이상과 같이 대형 슬래그에서 철분을 회수하기 위한 전처리과정으로 파쇄단계에서는 햄머 크러셔, 조 크러셔, 임팩트 밀, 롯드 밀 등이 사용되어 덩어리의 슬래 그를 약 500~300mm, 50~30mm, 20~8mm, 약 10mm 이하의 입경 수준으로 단계적으로 파쇄한다. 그리고 자력선별과정은 슬래그 입경이 약 50~8mm 이하의 입경수준에서 정광을, 약 10mm 이하의 입경 수준에서 정광을 자착물로 회수하게 되는데, 자석의 세기는 대체적으로 2000~3000 가우스인 조건에서 수행한다.

슬래그의 철분회수 공정에서 얻어지는 상기의 정광은 철품위가 50~70%로써 전로나 전기로의 제강용 철원으로 사용하기는 다소 낮지만, 철품위를 약 80% 이상으로 향상할 수 있다면 철광석대체의 소결용보다 고가인 제강용 철원대체재로 사용할 수 있다. 그러나 이 정광은 이미 철품위를 올리기 위하여 슬래그 중의 맥석-금속철 혼합입자를 파쇄하고 입도별로 분급하여 자력선별하여 자착물로 회수한 것이기 때문에 일반적인 파쇄-자선처리조건에 의해서는 고품위의 철분을 얻을 수 없다는 제약이 있다.

이에 본 발명자는 이 정광 중의 철분분포 상태에 대한 정밀한 해석을 바탕으로 정광에서 고품위의 철분을 얻을 수 있는 방법을 도출하여 본 발명을 제한한 것으로, 본 발명에서는 정광을 파쇄하여 정광을 맥석과 철분의 혼합분쇄물로 처리하는 조건과 이 혼합분쇄물로부터 고품위의 철분 농축물을 분리하는 조건들을 적절히 조합함으로써, 정광으로부터 철분이 80% 이상으로 농축된 고품위 철분을 분리하는 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 슬래그로부터 회수한 정광의 처리방법은,

상기 정광을 1~3mm의 입경을 기준으로 조립과 미립으로 1차 분급하는 단계,

상기 1차분급한 조립정광을 파쇄한 다음 1~3mm의 입경을 기준으로 조립과 미립으로 2차 분급하는 단계,

상기 2차 분급된 조립정광은 자력선별기에서 1000~2000 가우스로 자력분리하고, 상기 1, 2차 미립분광은 자력선별기에서 300~1000가우스로 자력분리하여 자착물을 얻는 단계를 포함하여 구성된다.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명자들은 미세한 입자가 자력선별기에서 자착될 때 자장이 작은 경우에는 맥석입자가 철분입자에 혼입되는 양이 적어질뿐 만 아니라 철분입자의 자착도 약화되는 사실에 주목하고 정광을 조립과 미립으로 구분하고 입도에 따라 적용하는 자력세기를 달리하면 고품위의 철원을 얻을 수 있다는 사실에 착안하였다. 실제 슬래그를 파쇄하여 얻은 정광중의 철분분포 상태에 대한 정밀한 해석한 결과 정광을 1~3mm의 입도를 기준으로 분급하고 자력세기를 조립의 경우에는 1000~2000가우스로 자력분리하고, 미립의 경우에는 300~1000가우스로 자력분리하면 철품위와 철분회수율을 높일 수 있다는 사실을 실험을 통해 확인하여 본 발명을 완성한 것이다. 본 발명의 제조공정을 구체적으로 설명한다.

본 발명에서는 먼저 정광을 조립과 미립으로 분급한다. 분급기준은 1~3mm를 기준으로 한다. 분급기준이 1mm 보다 작은 경우에는 통상적인 광석을 분급할 때 사용하는 체의 망목이 너무 미세하여 체로 공급되는 원료 즉 정광의 분급이 원활하지 못하게 되는 문제점이 있고, 3mm 보다 클 경우에는 3mm이하인 정광들의 입도분포 범위가 넓게 되고 따라서 후술하는 미립의 자력선별 공정의 효율을 저하시키는 문제가 야기될 수 있다.

1차 분급한 조립정광을 파쇄하여 다시 1~3mm의 입경을 기준으로 조립과 미립으로 분급한다.

상기 2차 분급한 조립정광은 자력선별기에서 1000~2000가우스로 자력분리한다. 이때 자력세기 1000가우스 미만의 경우에는 자석에 잘 달라붙는 고품위 입자가 주로 선별되는 장점이 있지만 자장이 약하기 때문에 조립 정광 중에서 자착물로 회수되는 양이 저하하는문제점이 있으며, 자력세기가 2000가우스 보다 클 경우에는 철품위가 다소 낮더라도 자석에 달라붙기 때문에 회수되는 물량은 많아지지만 회수된 정광 중의 철품위가 저하되는 문제점이 있다.

상기 1차, 2차 분급한 미립정광은 자력선별기에서 300~1000가우스로 자력분리한다. 이때 자력세기가 300가우스 미만의 경우에는 약자장하에서 고품위 정광입자가 회수되나 그 회수량이 극단적으로 감소하게 되는 문제점이 있고, 1000가우스 보다 클 경우에는 품위가 낮은 정광입자가 다량으로 회수되기 때문에 전체적인 품위가 떨어지는 문제점이 있다.

본 발명에 따라 정광을 처리하면, 철품위가 85.7~91.1%이고, 철분회수율은 72.5~74.2%인 고품위 철원을 확보할 수 있다.

이하, 본 발명을 실시예를 통하여 보다 구체적으로 설명한다.

[ 실시예 1 ]

제강공정이나 제선공정원의 슬래그에서 기원하는 정광의 대표적인 입도분포 및 입도별 철품위를 표 1에 나타내었다.

	입경
	10~5 mm	5~2.5 mm	2.5~1 mm	1 mm 이하	평균
중량비,%	15~30 %	25~42 %	10~20 %	15~40 %	2~4 mm
Fe,%	55~80 %	60~80 %	55~73 %	45~60 %	55~75 %

이러한 정광의 철품위를 향상시키기 위하여 철품위 70.3%인 정광의 처리방법을 A~G와 같이 원시료의 파쇄, 입도분급, 자력선별시 자장의 세기 등을 7가지로 변화시키고 자력선별하여 얻은 자착물의 철품위와 자착물 회수율 및 정광 중 철분회수 율을 산출하여 표 2에 나타내었다.

실험 번호	A	B	C	D	E	F	G
자착물의 Fe 농도,%	75.0	78.0	79.4	85.7	87.7	91.2	92.5
자착물비,%	90.3	90.0	88.5	84.6	82.9	81.4	64.5
철분 회수율,%	67.7	70.2	70.3	72.5	72.7	74.2	59.7
비고	비교예	비교예	비교예	발명예	발명예	발명예	비교예
자착물 Fe 농도(%) : 자력선별기에서 자착물로 회수된 산물 중 철분(Fe) 농도 자착물비(%) : (자착물 중량x100%)/(정광 중량) 철분 회수율(%) : (자착물 중 Fe 중량x100%)/(정광 중 Fe 중량)

표 2에 나타난 바와 같이, 정광을 그대로 통상적인 자장으로 자선했을 경우의 자착물은 철품위 75.0%, 자착물비 90.3%로 정광 중의 철분은 총 67,7%가 회수되었다.

이에 반해, 본 발명에 따라 D)-F)에서와 같이 분급입경을 약 2.5mm로 하여 조립과 미립을 별도로 자선하는 한편 미립의 자선시 자장의 세기를 약 300~1000가우스로 할 경우에는 자착물의 철품위를 85.7~ 91.1%, 철분회수율을 72.5~74.2%로 향상시킬 수 있었다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따라 정광을 처리하여 얻은 산물은 철품위가 최초의 정광에 비하여 최대 21.6% 향상되었으며, 이에 따라 최초 정광으로부터 회수되는 철분회수율도 최대 9.6% 상승하는 효과를 얻을 수 있었다. 본 처리방법에서 파쇄는 정광입자로부터 철분과 맥석을 분리하는 역할을 하며, 분급은 미세한 입자의 과잉파쇄 방지와 입자의 입경별로 다른 자장을 가할 수 있게 하는 작용을 한다. 발명예에서 자장이 낮아질수록 Fe농도가 증가하고 자착물비가 감소하는 것은 미세한 입자가 자력선별기에서 자착될 때 자장이 작은 경우에는 맥석입자가 철분입자에 혼입되는 양이 적어질뿐 만아니라 철분입자의 자착도 약화되기 때문으로 해석된다.

Claims (2)

1. 슬래그로부터 회수한 정광의 처리방법에 있어서,

   상기 정광을 1~3mm의 입경을 기준으로 조립과 미립으로 1차 분급하는 단계,

   상기 1차분급한 조립정광을 파쇄한 다음 1~3mm의 입경을 기준으로 조립과 미립으로 2차 분급하는 단계,

   상기 2차 분급된 조립정광은 자력선별기에서 1000~2000 가우스로 자력분리하고, 상기 1, 2차미립분광은 자력선별기에서 300~1000가우스로 자력분리하여 자착물을 얻는 단계를 포함하여 이루어지는 고품위 철원확보를 위한 정광의 처리방법.
2. 제 1항에 있어서, 상기 자착물은 철품위가 85.7~91.1%이고, 철분회수율은 72.5~74.2%임을 특징으로 하는 고품위 철원확보를 위한 정광의 처리방법.