KR101124378B1 - 광산폐기물 처리를 위한 금속 선별용 장치 - Google Patents

광산폐기물 처리를 위한 금속 선별용 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 광산폐기물 처리를 위한 금속 선별용 장치에 관한 것으로, 광산폐기물 처리를 위한 금속 선별용 장치는 중공의 원통형상으로 형성되고, 상기 원통의 내부로 광미(鑛尾, Tailing)가 투입되는 금속선별부; 상기 금속선별부의 내주면 일측에 위치하고, 상기 금속선별부에 투입된 상기 광미로부터 분리되는 금속물질을 회수하는 금속회수부; 및 상기 금속선별부의 외주면 일측에 위치하고, 상기 금속선별부를 일 방향으로 회전시키는 회전부; 를 포함하며, 상기 금속선별부는 상기 금속선별부의 내부로 투입된 상기 광미 중 자성물질을 분리하기 위해 자석으로 형성된 것을 특징으로 하며, 그로 인해 광미에 포함된 중금속 및 유가금속을 선별적으로 분리하는 기술을 제공한다.
본 발명에 의하면, 광미의 분리과정 상에서 별도의 화학약품을 사용하지 않아도 되므로 화학약품으로 인한 환경오염을 방지하는 효과가 있으며, 그에 따른 경제적인 효과가 발생한다. 아울러, 본 발명은 금속선별부에 광미를 투입하는 단순한 동작을 통해 광미에 포함된 자성물질 및 비자성물질이 분리되므로 종래에 제시된 유가금속 분리공정보다 제조공정이 단축된다는 장점이 있다. 또한, 본 발명은 광미로부터 유가금속 및 중금속을 신속하게 분리 및 회수할 수 있는 효과가 있다.

Description

광산폐기물 처리를 위한 금속 선별용 장치{A METAL SORTING APPARATUS FOR PROCESSING MINE WASTE}
본 발명은 광산폐기물 처리를 위한 금속 선별용 장치에 관한 것이다.
광산폐기물로 알려져 있는 광미(鑛尾, Tailing)는 선광(選鑛) 과정에서 생기는 산물 중에서 회수대상이 되는 성분의 함유율이 낮은 물질이다. 통상적으로 이러한 광미에는 비소, 황, 카드뮴 등의 중금속이 포함되어 있으므로, 이를 그대로 배출할 경우 주변의 하천이나 토양 등이 오염될 가능성이 있다.
한편, 광미에는 환경오염을 일으키는 유해한 중금속 뿐만 아니라 금, 은, 철 등의 유가금속도 포함되어 있으므로, 광미에 포함된 환경오염 물질을 제거하고 유가금속을 분리하여 재활용하기 위한 기술이 개발되는 추세이다.
종래에는 광산폐기물로부터 유가금속을 분리하기 위하여 부유선광법을 주로 사용하였다. 하지만, 이러한 부유선광법은 공정상에서 기포제(起泡劑) 및 부선제(浮選劑)가 다량으로 광미와 혼합됨에 따라 화학약품으로 인한 2차적인 환경오염을 야기시킬 위험이 있었고, 공정상에서 화학약품이 필수적으로 추가됨에 따라 비용상의 문제가 발생하였다.
위와 같은 문제점을 해결하기 위해, 대한민국 등록특허공보 제10-0318754호에는 "금광선광폐기물로부터 건식방법에 의한 유가광물의 분리회수방법"이 제안된 바 있다(이하, '종래기술 1' 이라 함).
하지만, 종래기술 1은 건식공정을 통해 광미로부터 유가금속을 분리하는 방법을 제시하였으나, 광미에 포함된 중금속을 효율적으로 분리하지 못하는 단점이 있었다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 광미에 포함된 중금속 및 유가금속을 선별적으로 분리하는 기술을 제공하는데 그 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 태양으로 광산폐기물 처리를 위한 금속 선별용 장치는 중공의 원통형상으로 형성되고, 상기 원통의 내부로 광미(鑛尾, Tailing)가 투입되는 금속선별부; 상기 금속선별부의 내주면 일측에 위치하고, 상기 금속선별부에 투입된 상기 광미로부터 분리되는 금속물질을 회수하는 금속회수부; 및 상기 금속선별부의 외주면 일측에 위치하고, 상기 금속선별부를 일 방향으로 회전시키는 회전부; 를 포함하며, 상기 금속선별부는 상기 금속선별부의 내부로 투입된 상기 광미 중 자성물질을 분리하기 위해 자석으로 형성된 것을 특징으로 한다.
상기 금속선별부는 상기 광미가 이동하는 방향으로 차등적인 세기의 자력을 보유한 자석으로 형성된 것을 특징으로 한다.
상기 금속선별부 내에 투입된 광미 중 상기 자성물질 외의 고비중 금속을 비중차에 의해 분리하기 위해, 상기 고비중 금속과 마찰력을 형성함으로써 상기 금속선별부의 회전방향으로 상기 고비중 금속이 용이하게 수집되도록 상기 금속선별부의 내주면이 고무재질의 코팅층으로 형성된 것을 특징으로 한다.
상기 금속선별부로 투입되는 상기 광미를 비중차에 의해 분리하기 위해 상기 금속선별부의 내부에 삽입되어, 상기 금속선별부의 내주면을 향해 물을 분사하는 분사노즐부; 를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 금속선별부의 내부에 투입된 상기 광미가 중력에 의해 외부로 배출되도록 상기 금속선별부는 지면으로부터 일정한 각도로 경사지게 설치된 것을 특징으로 한다.
상기 금속회수부는 상기 금속선별부의 자력에 의해 상기 금속선별부의 내주면에 결합된 상기 자성물질을 상기 내주면으로부터 분리하여 수집하는 제1회수부; 및 상기 금속선별부에 투입된 상기 광미 중 고비중 금속을 수집하는 제2회수부; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제1회수부는 상기 금속선별부의 내주면에 결합된 상기 자성물질을 분리시키기 위해 고무재질로 형성된 것을 특징으로 한다.
상기 금속선별부 내에 투입된 광미 중 자성물질 외의 고비중 금속이 비중차에 의해 분리되도록 상기 금속선별부가 상기 회전부에 의해 일 방향으로 연속 회전하는 것을 특징으로 한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 금속선별부의 내부로 투입된 광미 중 자성물질은 금속선별부의 내주면에 결합되고, 내주면에 결합된 자성물질은 제1회수부에 의해 별도로 분리되어 수집된다.
또한, 광미에 포함된 비자성물질은 금속선별부의 회전에 의해 비중선별이 이루어짐에 따라 고비중 금속이 일 방향으로 모이게 되며, 고비중 금속은 제2회수부에 의해 수집된다.
즉, 본 발명에 의하면, 광미의 분리과정 상에서 별도의 화학약품을 사용하지 않아도 되므로 화학약품으로 인한 환경오염을 방지하는 효과가 있으며, 그에 따른 경제적인 효과가 발생한다.
아울러, 본 발명은 금속선별부에 광미를 투입하는 단순한 동작을 통해 광미에 포함된 자성물질 및 비자성물질이 분리되므로 종래에 제시된 유가금속 분리공정보다 제조공정이 단축된다는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 광미로부터 유가금속 및 중금속을 신속하게 분리 및 회수할 수 있는 효과가 있다.
도1은 본 발명의 바람직한 실시예를 도시한 사시도이다.
도2는 도1의 A-A' 선을 절개한 단면도이다.
도3은 본 발명의 바람직한 실시예를 도시한 정면도이다.
도4는 도2의 a-a' 선을 절개한 단면도이다.
도5는 도2의 b-b' 선을 절개한 단면도이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 더 구체적으로 설명하되, 이미 주지되어진 기술적 부분에 대해서는 설명의 간결함을 위해 생략하거나 압축하기로 한다.
본 발명에 따른 광산폐기물 처리를 위한 금속 선별용 장치(100)는 금속선별부(110), 금속회수부(120), 회전부(130), 분사노즐부(140) 및 코팅층(150)을 포함하여 구성되고, 이에 대하여 도1 내지 도5를 참조하여 설명한다.
금속선별부(110)는 그 내부로 광미를 투입시켜 광미에 포함된 자성물질 및 비자성물질을 분리하는 장치이다. 금속선별부(110)는 자체적으로 회전하며 금속선별부(110)의 내부로 투입된 광미를 분리함에 따라, 금속선별부(110)의 형상은 중공의 원통형상으로 이루어지는 것이 바람직하다.
또한, 금속선별부(110)가 자석으로 형성됨에 따라, 금속선별부(110)의 내부로 투입된 광미 중 자성물질은 금속선별부(110)의 내주면에 자력결합하게 된다. 예를 들어, 도4에 도시된 바와 같이, 자성물질은 금속선별부(110)의 내주면에 결합되고, 금속선별부(110)의 회전방향으로 회전한다.
한편, 금속선별부(110)의 자석이 보유한 자력의 세기는 금속선별부(110)의 내부로 투입된 광미가 이동하는 방향에 따라서 차등적으로 구성할 수 있다.
금속선별부(110)의 내부에 투입된 광미가 중력에 의해 자연스럽게 외부로 배출될 수 있도록 금속선별부(110)는 지면으로부터 일정한 각도로 경사지게 설치되는 것이 바람직하다.
즉, 금속선별부(110)는 사용자의 설정에 따라 지면과 일정한 각도를 형성하되, 지면으로부터 약 5° 내지 15°의 각도로 설치되는 것이 바람직하다. 만일, 금속선별부(110)가 지면과 5° 이하의 각도로 설치된다면 금속선별부(110)의 내부로 투입되는 광미가 신속하게 외부로 배출되지 못하며, 금속선별부(110)가 지면과 15° 이상의 각도로 설치된다면, 중력 및 관성력에 의해 금속선별부(110)의 내부로 투입되는 광미가 금속선별부(110) 내부에 잔류하는 시간이 감소함에 따라 광미로부터 유가금속 및 중금속이 선별되는 효율이 저하될 가능성이 있다.
금속선별부(110)의 내주면은 고무재질의 코팅층(150)으로 형성되어, 금속선별부(110)의 내부에 투입되는 광미 중 비자성물질을 비중차에 의해 분리한다. 즉, 도4에 도시된 바와 같이, 광미가 금속선별부(110)의 내부로 투입되면, 금속선별부(110)는 회전부(130)에 의해 일 방향으로 연속 회전함으로써 광미 중 비자성물질을 비중선별한다.
금속선별부(110)가 연속으로 회전하는 과정에서, 비자성물질 중 고비중 금속은 비중차에 의해 금속선별부(110)의 회전 방향쪽으로 집적되며, 비중이 낮은 비자성물질은 수면 내에 잔류하게 된다.
이때, 금속선별부(110)의 내주면이 고무재질의 코팅층(150)으로 코팅되어 있기 때문에 고비중 금속은 코팅층(150)과 마찰력을 형성한다. 따라서, 고비중 금속은 금속선별부(110)의 회전방향으로 용이하게 수집될 수 있다.
금속회수부(120)는 금속선별부(110)의 내주면 일측에 위치하며, 금속선별부(110)에 투입된 광미로부터 분리되는 금속물질을 회수하는 장치이다. 금속회수부(120)는 제1회수부(121), 제1고정축(121a), 제2회수부(122) 및 제2고정축(122a)을 포함하여 구성된다.
제1회수부(121)는 금속선별부(110)의 자력에 의해 금속선별부(110)의 내주면에 결합된 자성물질을 분리하여 수집하고, 외부로 이동시킨다. 제1회수부(121)의 일측은 제1고정축(121a)에 의해 고정된다.
특히, 제1회수부(121)는 금속선별부(110)의 내주면에 자력에 의해 결합된 자성물질을 분리시키기 위해 고무재질로 형성된다. 예를 들어, 도4에 도시된 바와 같이, 자성물질은 금속선별부(110)의 내주면에 결합된 상태로 금속선별부(110)와 함께 회전하다가 제1회수부(121)에 의해 금속선별부(110)로부터 분리된다. 금속선별부(110)의 내주면으로부터 분리된 자성물질은 제1회수부(121)의 일면을 통해 이동하여, 제1회수부(121) 상에 수집된다.
한편, 제1회수부(121) 상에 수집된 자성물질이 금속선별부(110)의 외부에 구비된 금속저장용 호퍼(미도시)로 용이하게 이동될 수 있도록 제1회수부(121)의 일측에 별도의 물 공급관(미도시)을 구비하고, 물 공급관이 제1회수부(121) 상에 수집된 자성물질에 물을 공급하는 것이 바람직하다.
제2회수부(122)는 금속선별부(110)에 투입된 광미 중 고비중 금속을 수집하는 장치로서, 제2고정축(122a)에 의해 고정된다. 도5에 도시된 바와 같이, 금속선별부(110)의 연속 회전에 의해 고비중 금속이 비중선별되면, 제2회수부(122)는 일 방향에 집적된 고비중 금속을 수집하여 외부로 이동시킨다.
이때, 금속선별부(110)의 내부에서 비중선별 과정이 충분히 진행된 후에 고비중 금속이 수집될 수 있도록, 제2회수부(122)의 길이는 도2에 도시된 바와 같이 제1회수부(121)의 길이보다 짧게 형성되는 것이 바람직하다.
회전부(130)는 금속선별부(110)의 외주면 일측에 위치하고, 금속선별부(110)를 일 방향으로 회전시켜 금속선별부(110)의 내부에 투입된 광미가 비중선별되도록 한다. 여기서, 회전부(130)는 체인(131), 구동모터(132), 롤러(133) 및 고정대(134)를 포함하여 구성된다.
도4 내지 도5에 도시된 바와 같이, 회전부(130)의 구동모터(132)가 금속선별부(110)에 감겨있는 체인(131)을 이동시킴으로써, 금속선별부(110)가 일 방향으로 연속하여 회전한다. 또한, 금속선별부(110)의 하부에 위치한 롤러(133) 및 고정대(134)는 금속선별부(110)의 회전이 원활히 이루어지도록 돕는다.
분사노즐부(140)는 금속선별부(110)의 길이 방향을 따라 금속선별부(110)의 내부에 위치하며, 금속선별부(110)의 내주면을 향해 물을 분사한다. 금속선별부(110)에 투입되는 광미는 분사노즐부(140)에 의해 분사되는 물과 혼합되어 비중선별이 이루어지므로 종래의 건식방법에 의한 선별방법보다 유가금속 및 중금속의 선별이 용이하다.
한편, 분사노즐부(140)에는 다수의 노즐이 구비되어 금속선별부(110)의 내주면 전체에 균일하게 물이 분사되도록 하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일실시예에서는 금속선별부(110)의 내부 원통의 직경을 60 cm, 금속선별부(110)의 총 길이를 4 m로 설정하고, 금속선별부(110)는 지면과 5°의 경사를 이루도록 설치되었다. 아울러, 금속선별부(110)의 자력의 세기는 금속선별부(110)의 내부에서 광미가 흐르는 방향에 따라 3등분으로 나누어 차등적으로 형성하였다.
즉, 금속선별부(110)의 총 길이 중 광미가 투입되는 지점으로부터 1 m까지를 10,000 가우스, 1 m부터 2 m까지를 6,000 가우스, 2 m부터 4 m까지를 4,000 가우스의 자력의 세기를 갖는 자석으로 형성하였다. 또한, 회전부(130)의 구동모터(132)는 금속선별부(110)가 1분에 3회전하도록 설정되었다.
이러한 금속선별부(110)의 설치용량 및 자력의 세기는 광산폐기물의 일일처리량 또는 설치장소 등의 조건에 따라 다양한 변형이 가능하다.
위에서 설명한 바와 같이 본 발명에 대한 구체적인 설명은 첨부된 도면을 참조한 실시예에 의해서 이루어졌지만, 상술한 실시예는 본 발명의 바람직한 예를 들어 설명하였을 뿐이기 때문에, 본 발명이 상기의 실시예에만 국한되는 것으로 이해되어져서는 아니 되며, 본 발명의 권리범위는 후술하는 청구범위 및 그 등가개념으로 이해되어져야 할 것이다.
100 : 광산폐기물 처리를 위한 금속 선별용 장치
110 : 금속선별부
120 : 금속회수부
121 : 제1회수부
121a : 제1고정축
122 : 제2회수부
122a : 제2고정축
130 : 회전부
131 : 체인
132 : 구동모터
133 : 롤러
134 : 고정대
140 : 분사노즐부
150 : 코팅층

Claims (8)

  1. 중공의 원통형상으로 형성되고, 상기 원통의 내부로 광미(鑛尾, Tailing)가 투입되는 금속선별부;
    상기 금속선별부의 내주면 일측에 위치하고, 상기 금속선별부에 투입된 상기 광미로부터 분리되는 금속물질을 회수하는 금속회수부;
    상기 금속선별부의 외주면 일측에 위치하고, 상기 금속선별부를 일 방향으로 회전시키는 회전부; 및
    상기 금속선별부로 투입되는 상기 광미를 비중차에 의해 분리하기 위해 상기 금속선별부의 내부에 삽입되어, 상기 금속선별부의 내주면을 향해 물을 분사하는 분사노즐부; 를 포함하며,
    상기 금속선별부는 상기 금속선별부의 내부로 투입된 상기 광미 중 자성물질을 분리하기 위해 자석으로 형성된 것을 특징으로 하는
    광산폐기물 처리를 위한 금속 선별용 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 금속선별부는 상기 광미가 이동하는 방향으로 차등적인 세기의 자력을 보유한 자석으로 형성된 것을 특징으로 하는
    광산폐기물 처리를 위한 금속 선별용 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 금속선별부 내에 투입된 광미 중 상기 자성물질 외의 고비중 금속을 비중차에 의해 분리하기 위해, 상기 고비중 금속과 마찰력을 형성함으로써 상기 금속선별부의 회전방향으로 상기 고비중 금속이 용이하게 수집되도록 상기 금속선별부의 내주면이 고무재질의 코팅층으로 형성되며, 상기 금속선별부가 상기 회전부에 의해 일 방향으로 연속 회전하는 것을 특징으로 하는
    광산폐기물 처리를 위한 금속 선별용 장치.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 금속선별부의 내부에 투입된 상기 광미가 중력에 의해 외부로 배출되도록 상기 금속선별부는 지면으로부터 일정한 각도로 경사지게 설치된 것을 특징으로 하는
    광산폐기물 처리를 위한 금속 선별용 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 금속회수부는
    상기 금속선별부의 자력에 의해 상기 금속선별부의 내주면에 결합된 상기 자성물질을 상기 내주면으로부터 분리하여 수집하는 제1회수부; 및
    상기 금속선별부에 투입된 상기 광미 중 고비중 금속을 수집하는 제2회수부; 를 포함하는 것을 특징으로 하는
    광산폐기물 처리를 위한 금속 선별용 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1회수부는 상기 금속선별부의 내주면에 결합된 상기 자성물질을 분리시키기 위해 고무재질로 형성된 것을 특징으로 하는
    광산폐기물 처리를 위한 금속 선별용 장치.
  8. 삭제
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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