KR101186588B1 - 리턴 벨트 세척 및 철광석 분리장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 리턴 벨트 표면에 부착되어 있는 부착광 및 분진을 세척하는 장치에 있어서, 상기 리턴 벨트 표면을 세척하여 상기 리턴 벨트 표면으로부터 상기 부착광 및 분진을 분리시키는 세척부; 및 상기 세척부에 의해 분리된 상기 부착광 및 분진을 포함하는 슬러지를 포집하고, 상기 슬러지로부터 철광석을 분리 선별하는 분리 선별부를 포함하여 형성되되, 상기 분리 선별부는 자력을 이용하여 철광석을 분리하고, 철광석이 분리된 상기 슬러지를 탈수시켜 상기 분진을 인고트 형태로 제조하며, 배출되는 물을 회수하여 상기 세척부로 순환시키는 것을 특징으로 하는 리턴 벨트 세척 및 철광석 분리장치를 제공한다.
본 발명에 의하면, 리턴 벨트에 부착된 부착광 및 분진을 세척하고 세척 시 리턴 벨트로부터 분리된 철광석 및 분진을 포함하는 슬러지를 포집한 후 슬러지로부터 철광석을 분리 선별함으로써, 낙광 및 비산을 방지하여 주변 설비 및 환경 오염을 방지할 수 있고, 이를 통해 그린 앤 클린(green & clean) 제철소를 실현할 수 있다.

Description

리턴 벨트 세척 및 철광석 분리장치{APPARATUS FOR CLEANING AND IRON ORE SEPARATING OF RETURN BELT}
본 발명은 리턴 벨트 세척 및 철광석 분리장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 리턴 벨트에 부착된 부착광 및 분진을 세척하고 세척 시 리턴 벨트로부터 분리된 철광석 및 분진을 포함하는 슬러지를 포집한 후 슬러지로부터 철광석을 분리 선별함으로써, 낙광 및 비산을 방지하여 주변 설비 및 환경 오염을 방지할 수 있는 리턴 벨트 세척 및 철광석 분리장치에 관한 것이다.
일반적으로, 도 1에 도시한 바와 같이, 야적장에 적치된 각종 원료를 원거리에 위치한 목적지로 운반할 때에는 벨트 컨베이어를 이용하게 된다.
종래의 벨트 컨베이어에는 원료가 수송되는 컨베이어 벨트(1)가 설치되어 있고, 컨베이어 벨트(1)의 저면에는 원료가 낙광되는 것을 방지하기 위해 컨베이어 벨트(1)의 중앙부는 낮고 양단부는 높은 만곡 형상을 유지한 상태로 컨베이어 벨트(1)를 지지하는 복수개의 케리어 롤러(2)가 지지바(3)를 매개로 설치되어 있다.
한편, 벨트 컨베이어의 단부에는 종동 롤러(4)가 설치되어 있고, 케리어 롤러(2)의 하부에는 컨베이어 리턴 벨트(1a)가 이동하게 된다. 이때, 컨베이어 리턴 벨트(1a)의 저면에는 컨베이어 리턴 벨트(1a)를 지지하는 리턴 롤러(5)가 설치되어 있다.
이 상태에서, 벨트 컨베이어를 작동시키면, 원료가 컨베이어 벨트(1)에 의해서 수송되고, 수송되는 원료는 벨트 컨베이어의 일단부에 설치된 종동 롤러(4)를 통과하면서 하부로 낙하하게 된다. 이때, 컨베이어 리턴 벨트(1a)는 리턴 롤러(5)에 지지된 상태로 회전하게 된다.
그러나 상기 컨베이어 리턴 벨트(1a)의 표면에는 자중에 의해서 낙하되지 않는 이물질 즉, 미세한 분진 및 고착광 등이 부착된 상태로 이동하게 된다. 이때, 이러한 분진 및 고착광이 이동 중에 리턴 벨트(1a)의 표면으로부터 분리되면, 주변설비 및 환경을 오염시키는 문제점이 있었다.
이러한 이물질을 제거하기 위해서, 종래에는 블레이드 등을 이용하여 리턴 벨트(1a)의 표면에 부착되어 있는 고착광이나 분진을 강제로 긁어 내거나 리턴 벨트(1a)를 타격하여 이들 이물질을 강제로 분리시키는 방법이 사용되었다.
그러나 이러한 방법들은 분리과정에서 분진 등의 비산으로 인한 이차 오염이 발생될 수 있고, 분리시킨 이물질의 후처리에 대한 고려가 없어, 결국, 낙광량 증가로 인한 낙광 처리문제와 이에 따른 비산 문제가 계속적으로 악순환되는 구조를 이루게 된다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 리턴 벨트에 부착된 부착광 및 분진을 세척하고 세척 시 리턴 벨트로부터 분리된 철광석 및 분진을 포함하는 슬러지를 포집한 후 슬러지로부터 철광석을 분리 선별함으로써, 낙광 및 비산을 방지하여 주변 설비 및 환경 오염을 방지할 수 있는 리턴 벨트 세척 및 철광석 분리장치의 제공을 그 목적으로 한다.
본 발명은 리턴 벨트 표면에 부착되어 있는 부착광 및 분진을 세척하는 장치에 있어서, 상기 리턴 벨트 표면을 세척하여 상기 리턴 벨트 표면으로부터 상기 부착광 및 분진을 분리시키는 세척부; 및 상기 세척부에 의해 분리된 상기 부착광 및 분진을 포함하는 슬러지를 포집하고, 상기 슬러지로부터 철광석을 분리 선별하는 분리 선별부를 포함하여 형성되되, 상기 분리 선별부는 자력을 이용하여 철광석을 분리하고, 철광석이 분리된 상기 슬러지를 탈수시켜 상기 분진을 인고트 형태로 제조하며, 배출되는 물을 회수하여 상기 세척부로 순환시키는 것을 특징으로 하는 리턴 벨트 세척 및 철광석 분리장치를 제공한다.
여기서, 상기 세척부는, 상기 리턴 벨트 표면에 1차 세척수를 분사하는 제1 워터분사노즐; 상기 제1 워터분사노즐을 거쳐 이동하는 상기 리턴 벨트의 표면을 브러싱하는 브러싱 유닛; 상기 브러싱 유닛을 거쳐 이동하는 상기 리턴 벨트 표면에 2차 세척수를 분사하는 제2 워터분사노즐; 및 상기 제2 워터분사노즐을 거쳐 이동하는 상기 리턴 벨트 표면을 건조하는 건조 유닛을 포함하고, 상기 제1 워터분사노즐, 상기 브러싱 유닛, 상기 제2 워터분사노즐 및 상기 건조 유닛은 상기 리턴 벨트의 일측에 상기 리턴 벨트의 이동방향을 따라 순차적으로 배치되어 있는 것에도 그 특징이 있다.
또한, 상기 분리 선별부는, 낙하하는 상기 슬러지를 회수하는 호퍼; 상기 호퍼 하부에 배치되고 상기 호퍼로부터 배출되는 상기 슬러지 중 철광석을 부착시켜 이송하는 영구자석 컨베이어 벨트; 및 상기 철광석이 분리된 상기 슬러지를 모아 탈수시켜 분진 인고트를 제조하는 탈수 처리부를 포함하는 것에도 그 특징이 있다.
더불어, 상기 분리 선별부는 상기 탈수 처리부와 연결되어 상기 탈수 처리부로부터 배출되는 물을 회수하여 저장하는 저장 탱크를 더 포함하는 것에도 그 특징이 있다.
이때, 상기 저장 탱크에 저장되어 있는 물은 상기 세척부로 순환 공급되어 세척수로 재사용되는 것에도 그 특징이 있다.
본 발명에 의하면, 리턴 벨트에 부착된 부착광 및 분진을 세척하고 세척 시 리턴 벨트로부터 분리된 철광석 및 분진을 포함하는 슬러지를 포집한 후 슬러지로부터 철광석을 분리 선별함으로써, 낙광 및 비산을 방지하여 주변 설비 및 환경 오염을 방지할 수 있고, 이를 통해 그린 앤 클린(green & clean) 제철소를 실현할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 분리 선별 과정에서 탈수된 물을 순환시켜 부착광 및 분진 세척을 위한 세척수로 재사용함으로써, 장치의 운용 비용을 절감할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 분진을 인고트(ingot) 형태로 제조하여 비산을 방지하고, 제조된 분진 인고트에 대한 성분 분석을 통해 희소금속을 추출할 수 있다.
도 1은 일반적인 벨트 컨베이어를 나타낸 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 리턴 벨트 세척 및 철광석 분리장치를 나타낸 구성도.
도 3은 본 발명에 따른 분리 선별부를 나타낸 개념도.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.
그러면, 본 발명에 따른 리턴 벨트 세척 및 철광석 분리장치에 대하여 도 2 및 도 3을 참조하여 설명하기로 한다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 리턴 벨트 세척 및 철광석 분리장치 (100)는 리턴 벨트(1a)에 부착된 부착광 및 분진을 세척하고, 세척된 부착광 및 분진을 포함하는 슬러지로부터 철광석을 분리하고, 슬러지를 탈수시켜 분진을 인고트 형태로 제조하여 비산 발생을 원천적으로 차단하는 장치로, 세척부(110) 및 분리 선별부(120)를 포함하여 형성된다.
세척부(110)는 세척수를 분사시켜 리턴 벨트(1a) 표면에 부착되어 있는 부착광 및 분진을 씻어 내는 장치이다. 즉, 종래에 블레이드 등을 사용하여 리턴 벨트(1a) 표면에 부착되어 있는 부착광 및 분진을 긁어 내면, 이 과정에서 분진이 발생되지만, 세척수를 분사시켜 부착광 및 분진을 씻어 내면, 분진 발생을 방지할 수 있게 된다.
이러한 세척부(110)는 리턴 벨트(1a)의 측부에 배치된다. 그리고 세척부(110)는 이동하는 리턴 벨트(1a)를 여러 단계에 걸쳐 세척하게 되는데, 이를 위해, 제1 워터분사노즐(111), 브러싱 유닛(112), 제2 워터분사노즐(113) 및 건조 유닛(114)를 포함하여 형성된다.
여기서, 제1 워터분사노즐(111)은 리턴 벨트(1a) 표면에 세척수를 일차적으로 분사하여 이에 부착되어 있는 부착광 및 분진을 씻어 내는 습식 세척장치이다. 이때, 제1 워터분사노즐(111)로 공급되는 세척수는 하기의 저장탱크(124)로부터 공급되는데, 이에 대해서는 하기에서 보다 상세히 설명하기로 한다. 그리고 제1 워터분사노즐(111)로부터 분사되는 세척수는 밸브(미도시)에 의해 수압 및 분사량이 제어될 수 있다.
제1 워터분사노즐(111)은 세척수의 수압을 높여 부착광을 리턴 벨트(1a) 표면으로부터 분리시킬 수 있다. 하지만, 리턴 벨트(1a)가 계속적으로 이동하기 때문에 단시간 내에 부착광을 제거하기 위해 고압의 세척수를 분사하는 것은 비효율적인 측면이 있다. 때문에, 제1 워터분사노즐(111)은 분진의 비산 방지에 더욱 초점이 맞추어져 있다. 그렇지만, 세척수에 의해 부착광도 리턴 벨트(1a) 표면과의 부착력이 현저히 감소된 상태가 되므로, 브러싱 유닛(112)에 의한 부착광 제거 작업이 수월해질 수 있게 된다.
브러싱 유닛(112)는 부착광에 물리적인 힘을 가해 이를 리턴 벨트(1a) 표면으로부터 분리시키는 장치로, 제1 워터분사노즐(111) 후방에 배치된다. 이러한 브러싱 유닛(112)은 철심 브러시 롤러로 형성될 수 있고 고강도 플라스틱 소재로 형성될 수도 있는 바, 본 발명에서 이러한 브러싱 유닛(112)의 형태 및 소재를 한정하는 것은 아니다. 즉, 브러싱 유닛(112)은 별도의 모터(미도시)에 의해 회전하며 부착광을 물리적으로 제거하게 된다. 여기서, 이동하는 리턴 벨트(1a)는 회전하는 브러싱 유닛(112)과 계속적으로 접촉하게 되고, 이로 인해, 리턴 벨트(1a)의 표면에는 스크래치와 같은 결함이 발생될 수 있다. 그러나 제1 워터분사노즐(111)로부터 분사된 세척수는 리턴 벨트(1a) 표면을 타고 흐르며 리턴 벨트(1a)와 브러싱 유닛(112) 간의 마찰을 저하시키는 역할을 한다. 즉, 제1 워터분사노즐(111)로부터 분사되는 세척수는 브러싱 유닛(112)의 윤활제 역할을 하게 된다.
제2 워터분사노즐(113)은 세척수의 세척효율을 높이기 위해 추가적으로 세척수를 더 분사하는 습식 세척장치이다. 이러한 제2 워터분사노즐(113)은 브러싱 유닛(112)의 후방에 배치된다. 그리고 제2 워터분사노즐(113)은 브러싱 유닛(112)을 거친 리턴 벨트(1a)에 세척수를 분사하여 리턴 벨트(1a) 표면에 잔존하는 부착광 및 분진을 세척하게 된다. 이때, 제2 워터분사노즐(113)로 공급되는 세척수도 저장탱크(124)로부터 순환 공급되는 재활용수일 수 있다. 그리고 제2 워터분사노즐(113)에는 밸브(미도시)가 설치되어 분사되는 세척수의 수압이나 분사량을 제어할 수 있게 된다.
제2 워터분사노즐(113)로부터 분사되는 세척수에 씻겨 하부로 낙하하는 부착광 및 분진은 세척수와 섞여 슬러지 형태로 낙하하게 되고, 낙하하는 슬러지는 분리 선별부(120)로 유입된다.
건조 유닛(114)은 리턴 벨트(1a)에 예열된 공기를 공급하여 그 표면을 건조시킴은 물론 리턴 벨트(1a) 표면에 잔존하는 미세 부착물을 최종적으로 제거하는 건식 세척장치이다. 이를 위해, 건조 유닛(114)은 에어 나이프(air knife)로 형성될 수 있다. 이러한 건조 유닛(114)은 제2 워터분사노즐(113)의 후방에 배치되는데, 제2 워터분사노즐(113)과의 사이에 분리 선별부(120)가 위치되도록 설치 간격이 조절될 수 있다. 이는, 건조 유닛(114)에 의해 리턴 벨트(1a) 표면으로부터 분리되는 미세 부착물이 분리 선별부(120)로 유입되도록 하기 위함이다. 그리고 이를 위해, 건조 유닛(114)으로부터 분출되는 공기는 제2 워터분사노즐(113)로 향하게 된다.
분리 선별부(120)는 리턴 벨트(1a) 하부 보다 상세하게는 제2 워터분사노즐(113)과 건조 유닛(114)으로 구획되는 리턴 벨트(1a)의 하부에 배치되어 세척부(110)에 의해 만들어져 낙하하는 슬러지를 포집하고 자력을 이용하여 슬러지로부터 철광석(O)을 분리 선별하는 장치이다. 또한, 분리 선별부(120)는 철광석(O)이 분리된 슬러지를 탈수시켜 분진을 인고트(I)로 제조하는 장치이다. 그리고 분리 선별부(120)는 배출되는 물을 순환시켜 세척수로 재사용되도록 하는 장치이다. 이러한 분리 선별부(120)는 호퍼(121), 영구자석 컨베이어벨트(122), 탈수 처리부(123)를 포함하여 형성된다.
여기서, 호퍼(121)는 낙하하는 슬러지를 회수하고, 회수된 슬러지를 하부에 배치되는 영구자석 켄베이어벨트(122)로 배출시킨다. 이러한 호퍼(121)는 통상 상단의 개구부가 하단의 개구부보다 넓게 형성되고 이에 따라, 측면은 경사지게 형성된다. 그리고 이러한 형태로 인해 낙하하는 슬러지는 적체됨 없이 호퍼(121)의 하단 중심으로 모이게 된다.
영구자석 컨베이어벨트(122)는 호퍼(121) 하단에 배치되고, 낙하하며 상부면에 떨어지는 슬러지 중 분광 및 괴광 형태의 철광석(O)을 표면에 부착시킨다. 이를 위해, 영구자석 컨베이어벨트(122)는 스틸 형태의 벨트와 벨트 내측에 위치하는 영구자석을 구비하여 형성될 수 있다. 여기서, 영구자석 컨베이어벨트(122)의 표면에 부착된 철광석(O)을 이동시켜 수거부(140)에 떨어지도록 하려면, 자력이 제거되어야 하는데, 이러한 자력은 철광석(O)이 영구자석 컨베이어벨트(122)를 회전시키는 롤러 혹은 풀리 상측을 지나가는 동안 제거된다. 이에 따라, 수거부(140)는 영구자석 컨베이어벨트(122)로부터의 구속이 해제되는 철광석(O)을 적절히 수거하기 위해, 영구자석 컨베이어벨트(122)의 측부 즉, 롤러 혹은 풀리의 인접부에 배치되어야 한다.
탈수 처리부(123)는 철광석(O)이 분리된 슬러지를 모아 탈수시켜 분진 인고트(I)를 제조하는 장치이다. 이러한 탈수 처리부(123)는 영구자석 컨베이어벨트(122)의 하부에 배치된다. 즉, 탈수 처리부(123)에 유입되는 슬러지는 철광석이 제거되어, 물과 분진으로 구성된다. 이러한 슬러지를 탈수 처리하면, 분진 성분으로 이루어진 반죽형 고형물이 남게 된다. 그리고 이러한 반죽형 고형물을 압축시키면, 분진 인고트(I)가 제조된다. 여기서, 이와 같이, 슬러지를 탈수 처리하여 분진 인고트(I)를 제조하는 이유는 반죽형 고형물에서 수분이 증발될 경우 다시 분진화되어 비산되는 것을 방지하기 위함이고, 분진 인고트(I)의 성분 분석을 통해 희소금속을 추출하기 위함이다.
또한, 슬러지를 탈수 처리하게 되면, 탈수 처리 시 배출되는 물을 세척수로 재사용할 수 있다. 이를 위해, 탈수 처리부(123)에는 저장 탱크(124)가 연결된다. 여기서, 저장 탱크(124)는 탈수 처리부(123)로부터 배출되는 물을 회수하고, 이 물을 세척수로 공급하기 위해 저장한다. 그리고 저장 탱크(124)는 저장된 물을 세척부(110)의 제1 워터분사노즐(111)과 제2 워터분사노즐(113)로 공급하기 위해, 이들과 워터라인(130)을 통해 연결된다. 이때, 저장 탱크(124)에 저장되어 있는 물은 펌프(미도시)에 의해 펌핑되어 제1 워터분사노즐(111)과 제2 워터분사노즐(113)로 순환 공급될 수 있다. 이와 같이, 세척수를 사용해 리턴 벨트(1a)를 세척하고, 그 세척수를 회수하여 다시 세척수로 사용하면, 장치(100)의 운용 비용을 절감할 수 있고, 활용 가능한 자원을 낭비를 줄일 수 있게 된다.
상술한 바와 같이, 리턴 벨트(1a) 표면에 부착된 부착광 및 분진을 제1 워터분사노즐(111)을 통한 1차 습식 세척, 브러싱 유닛(112)을 통한 부착광 분리, 제2 워터분사노즐(113)을 통한 2차 습식 세척 그리고 건조 유닛(114)을 통한 건식 세척으로 말끔히 제거할 수 있다. 그리고 이에 더해, 세척 과정 중 낙하하는 슬러지로부터 자력을 이용하여 철광석(O)을 분리하고 남겨진 슬러지를 탈수시켜 슬러지에 포함되어 있는 분진을 고형의 분진 인고트(I)로 만들어 분진의 비산을 방지할 수 있다. 또한, 슬러지에 대한 탈수 처리 시 배출되는 물을 세척수로 재사용하여 장치(100) 운용 비용을 절감할 수 있고 버려지는 자원을 재활용하는 효과가 있다.
즉, 이와 같은 본 발명에 따른 리턴 벨트 세척 및 철광석 분리장치(100)를 통해, 그린 앤 클린(green & clean) 제철소를 실현할 수 있다.
더불어, 제조된 분진 인고트(I)에 대한 성분 분석을 통해 희소금속을 추출할 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
100: 리턴 벨트 세척 및 철광석 분리장치 110: 세척부
111: 제1 워터분사노즐 112: 브러싱 유닛
113: 제2 워터분사노즐 114: 건조 유닛
120: 분리 선별부 121: 호퍼
122: 영구자석 컨베이어벨트 123: 탈수 처리부
124: 저장탱크 130: 워터라인
140: 수거부
O: 철광석 I: 분진 인고트

Claims (5)

  1. 리턴 벨트 표면에 부착되어 있는 부착광 및 분진을 세척하는 장치에 있어서,
    상기 리턴 벨트 표면을 세척하여 상기 리턴 벨트 표면으로부터 상기 부착광 및 분진을 분리시키는 세척부; 및
    상기 세척부에 의해 분리된 상기 부착광 및 분진을 포함하는 슬러지를 포집하고, 상기 슬러지로부터 철광석을 분리 선별하는 분리 선별부를 포함하여 형성되되,
    상기 분리 선별부는 자력을 이용하여 철광석을 분리하고,
    철광석이 분리된 상기 슬러지를 탈수시켜 상기 분진을 인고트 형태로 제조하며,
    배출되는 물을 회수하여 상기 세척부로 순환시키는 것을 특징으로 하는 리턴 벨트 세척 및 철광석 분리장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 세척부는,
    상기 리턴 벨트 표면에 1차 세척수를 분사하는 제1 워터분사노즐;
    상기 제1 워터분사노즐을 거쳐 이동하는 상기 리턴 벨트의 표면을 브러싱하는 브러싱 유닛;
    상기 브러싱 유닛을 거쳐 이동하는 상기 리턴 벨트 표면에 2차 세척수를 분사하는 제2 워터분사노즐; 및
    상기 제2 워터분사노즐을 거쳐 이동하는 상기 리턴 벨트 표면을 건조하는 건조 유닛을 포함하고,
    상기 제1 워터분사노즐, 상기 브러싱 유닛, 상기 제2 워터분사노즐 및 상기 건조 유닛은 상기 리턴 벨트의 일측에 상기 리턴 벨트의 이동방향을 따라 순차적으로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 리턴 벨트 세척 및 철광석 분리장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 분리 선별부는,
    낙하하는 상기 슬러지를 회수하는 호퍼;
    상기 호퍼 하부에 배치되고 상기 호퍼로부터 배출되는 상기 슬러지 중 철광석을 부착시켜 이송하는 영구자석 컨베이어 벨트; 및
    상기 철광석이 분리된 상기 슬러지를 모아 탈수시켜 분진 인고트를 제조하는 탈수 처리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 리턴 벨트 세척 및 철광석 분리장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 분리 선별부는 상기 탈수 처리부와 연결되어 상기 탈수 처리부로부터 배출되는 물을 회수하여 저장하는 저장 탱크를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 리턴 벨트 세척 및 철광석 분리장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 저장 탱크에 저장되어 있는 물은 상기 세척부로 순환 공급되어 세척수로 재사용되는 것을 특징으로 하는 리턴 벨트 세척 및 철광석 분리장치.
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