KR101248183B1

KR101248183B1 - 구리정광을 얻기 위한 연소선광법

Info

Publication number: KR101248183B1
Application number: KR1020110006309A
Authority: KR
Inventors: 안진호
Original assignee: (주)엔엠텍
Priority date: 2011-01-21
Filing date: 2011-01-21
Publication date: 2013-04-15
Also published as: KR20120084961A

Abstract

본 발명은 구리정광을 얻기 위한 연소선광법에 관한 것으로, 황동광(CuFeS₂) 원광을 마광시키는 단계(S100)와, 마광된 원광의 쇄석으로부터 화염을 이용하여 황(S)을 제거하는 단계(S200)와, 황(S)이 제거된 가공석을 자력으로 선별하여 황(S)의 슬러지로부터 분리시키는 단계(S300); 및 자력에 의해 선별된 가공석을 구리정광으로 분류하여 수집하는 단계(S400)가 포함되어 이루어짐으로써, 구리원광에서 황을 연소시켜 얻은 가공성을 자력으로 선별하므로, 화학물에 투입하여 구리정광을 얻는 지금까지의 부유선광법의 습식처리방식이 아닌 새로운 건식처리방식으로 구리정광을 얻을 수 있도록 된 것이다.

Description

구리정광을 얻기 위한 연소선광법{combustion-concentration method for gaining copper-concentrate}

본 발명은 구리정광을 얻기 위한 방법으로, 보다 상세하게는 황동광 원광을 연소시켜 자력으로 선별하도록 된 구리정광을 얻기 위한 연소선광법에 관한 것이다.

일반적으로 황동광(CuFeS₂) 등과 같은 구리원광은 습식처리하여 구리정광을 얻게 된다. 이러한 구리정광을 얻기 위해 부유선광법(浮游選鑛法)을 주로 이용하였다. 이 부유선광법은 광석을 분쇄하여 혼합물에 넣고 현탁액을 만든 후 그 액 속에 기포를 불어넣어 광석 입자 중에서 소수성(疏水性) 표면을 가진 광물이 기포의 표면에 붙어서 액의 표면으로 부상하게 하고, 친수성(親水性) 표면의 광물은 화합물 속에 남게 하여 분리하는 선광법이다. 구리·납·아연 등의 광물을 함유하는 광석을 선광하는 데에 사용된다. 이때, 혼합물에는 포수제(捕收劑), 기포제, 조절제 등의 시약이 포함되었고, 부선기(浮選機)를 통해 구리와 더불어 다른 광물 및 요소들이 부유하도록 하였다.

그러나, 부유선광법을 이용하기 위한 혼합물은 다양한 종류의 시약을 구입하여 정해진 비율로 혼합시켜 제조되었으므로, 시약의 구입비용을 포함한 혼합물의 제조에 많은 비용에 소요되었다.

또한, 혼합물에 침전된 구리원광이 충분히 침출되도록 하기 위해 장시간 동안 부선기로 교반해 주어야만 하였다.

또한, 혼합물이 반복적으로 이용되면 교체해 주어야만 하였고, 교체 후 혼합물에 포함된 많은 화학물을 중화시켜야 하는 등에 별도의 비용이 소요됨은 물론 구리정광을 얻기 위한 작업 이외의 교체, 중화 등의 별도의 작업이 요구되었다.

또한, 부유선광법을 통해 얻은 구리정광은 장시간 동안 침출 및 교반이 이루어지고, 수분이 8% 이하가 되도록 장시간 건조시켜야 하기 때문에 구리정광을 얻는데 많은 시간이 소요되었다.

또한, 지금까지 구리정광을 얻기 위해서는 주로 부유선광법이 사용되었고, 이 부유선광법을 시행하기 위해서는 고가의 장비를 구입하여야만 하였다.

상기와 같은 문제를 해소하기 위해 안출된 본 발명은, 구리원광에 화염을 방사하여 황을 연소시켜 얻은 가공석에 대해 자력으로 선별하여 구리정광을 얻을 수 있도록 된 구리정광을 얻기 위한 연소선광법을 제공함에 그 목적이 있다.

또한, 황을 연소시켜 구리정광을 얻으므로, 습식처리방식으로 황을 산화시키기 위한 장시간의 혼합물 침출과정, 교반과정 및 건조과정이 생략되어 시간당 생산량이 증가되도록 된 구리정광을 얻기 위한 연소선광법을 제공함에 다른 목적이 있다.

상기된 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 구리정광을 얻기 위한 연소선광법은, 황동광(CuFeS₂) 원광으로부터 구리를 선광하는 방법에 있어서, 황동광(CuFeS₂) 원광을 마광시키는 단계(S100); 마광된 원광의 쇄석으로부터 화염을 이용하여 황(S)을 연소시켜 제거하는 단계(S200); 황(S)이 제거된 가공석(CuFe)을 자력으로 선별하여 황(S)의 슬러지로부터 분리시키는 단계(S300); 자력에 의해 선별된 가공석을 구리정광으로 분류하여 수집하는 단계(S400); 및 가공석을 황(S)의 슬러지로부터 분리시키는 단계(S300)에서 자력으로 선별되지 않은 가공석을 마광시키는 단계(S100)로 복귀시키는 단계(S500);가 포함되어 이루어진다.

황(S)을 연소시키는 단계(S200)에서는 쇄석에 화염을 직접 방사하여 황(S)을 연소시켜 제거한다.

이때, 화염의 온도는 황(S)의 용융온도 또는 발화온도에서 철이 자성을 잃게되는 퀴리온도까지의 범위이고, 화염의 방사시간은 0.5초 내지 10초이며, 쇄석을 지속적으로 반전시켜 황(S)의 연소가 고루 이루어지도록 한다.

원광을 마광시키는 단계(S100)에서는 쇄석이 0.01 ∼ 25mm의 입도를 갖도록 시행한다.

가공석을 자력으로 선별하여 분리시키는 단계(S300)에서는, 자력의 세기가 0.4kG ∼ 10kG이다.

한편, 황동광(CuFeS₂)에는 황(S)이 철의 자성을 방해하였기 때문에 자력을 이용한 선광을 이용하지 못하였고, 부유선광법에서는 별도의 자력의 선광을 이용할 필요가 없었다. 하지만, 본 발명은 황(S)이 연소되어 제거되므로 황(S)의 슬러지로부터 가공석(CuFe)을 분리할 필요가 있고, 이를 위해 자력의 선광이 이용된다.

상기된 바와 같이 본 발명에 따르면, 구리원광에서 황을 연소시켜 얻은 가공석을 자력으로 선별하므로, 혼합물에 구리원광을 투입하여 부유시켜 구리정광을 얻는 지금까지의 습식처리방식인 부유선광법이 아닌 새로운 연소선광법의 신기술로 구리정광을 얻을 수 있는 효과가 있다.

또한, 부유선광법에 소요되는 다양한 종류의 시약, 시약의 조성비, 교반, 침출 시간, 침출 온도 등의 복잡한 과정 및 조건을 배제하고, 연소 및 자력에 의한 선별로 간단하면서도 단순한 과정으로 이루어져 작업의 편의성이 향상되고, 저가의 장비를 제작할 수 있는 효과가 있다.

또한, 부유선광법으로 얻은 구리정광은 장시간의 침출, 교반 및 수분 8%를 부합시키기 위한 장시간의 건조가 이루어졌으나, 본 발명의 연소선광법은 연소, 자력 선별 등을 통해 단시간에 구리정광을 얻을 수 있어 시간당 생산량이 증가하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 구리정광을 얻기 위한 연소선광법에 대한 공정도이다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 구리정광을 얻기 위한 연소선광법에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

먼저, 도 1에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 구리정광을 얻기 위한 연소선광법은, 황동광(CuFeS₂) 원광으로부터 구리를 선광하는 방법에 있어서, 황동광(CuFeS2) 원광을 마광시키는 단계(S100)와, 마광된 원광의 쇄석으로부터 화염을 이용하여 황(S)을 연소시키는 단계(S200)와, 황(S)이제거된 가공석(CuFe)을 자력으로 선별하여 황(S)의 슬러지로부터 분리시키는 단계(S300)와, 자력에 의해 선별된 가공석을 구리정광으로 분류하여 수집하는 단계(S400) 및, 가공석을 황(S)의 슬러지로부터 분리시키는 단계(S300)에서 자력으로 선별되지 않은 상기 가공석을 마광시키는 단계(S100)로 복귀시키는 단계(S500)가 포함되어 이루어진다.

황동광 원광을 마광시키는 단계(S100)에서는, 원광을 볼 밀(ball mill)을 포함한 분쇄기로 분쇄시키게 되고, 이때의 분쇄된 쇄석의 입도는 0.01 ∼ 25mm 정도의 범위를 갖게 된다. 여기서, 0.01mm 미만은 쇄석에서 황(S)을 연소시켜 가공석으로부터 구리를 얻을 수 있는 채취량이 극미 미미하기 때문이다. 또한, 25mm 보다 크면 황(S)이 연소되어도 쇄석의 중심부에 있는 황(S)이 잔존하게 되어 자력에 의해 구리정광으로 분류되지 못하고, 구리의 품위가 제련을 위한 기준범위인 20 ∼ 30%에 미달할 수 있기 때문이다. 한편, 쇄석에서 연소로 인해 황(S)이 최적으로 연소되고, 최적의 구리 품위를 얻을 수 있도록 쇄석은 1 ∼ 2mm의 입도를 갖는 것이 가장 바람직하다. 여기서, 쇄석에 황(S)이 다량 잔존하게 되면 황(S)이 자성을 방해하기 때문에 황(S)이 다량 포함하는 가공석은 자력에 의해 선별되지 못한다.

황(S)을 연소시키는 단계(S200)에서는, 이동하는 쇄석에 대해 화염을 방사하여 황(S)을 연소시킴으로써 제거하여 가공석(CuFe)을 얻게 된다. 여기서, 황은 사방정계와 단사정계로 분류할 수 있다. 이때, 사방정계의 황의 인화점은 201.6℃이고, 발화점은 190℃이며, 단사정계의 황의 용융점은 119℃이다. 또한, 구리의 용융점은 1,083℃이고, 철의 용융점은 1,538℃이며, 철(Fe)이 자성을 잃게 되는 온도는 순수한 철(Fe)의 경우 퀴리온도인 768℃이다. 이는 화염의 온도 범위를 정하기 위한 것으로, 황(S)을 연소시키기 위한 화염의 온도는 최저 119℃에서 최고 768℃ 미만이다. 이때, 황(S)을 연소시키기 최적의 온도범위는 황(S)의 인화점인 201.6℃ 또는 발화점인 190℃에서 310℃ 또는 290℃ 정도가 적합하다. 또한, 황(S)의 연소를 위해 쇄석이 화염에 노출되는 시간은 0.5초 ∼ 10초 정도의 범위를 갖는다. 0.5초 미만인 경우에는 화염이 순간적으로 닿지 않는 부분이 발화, 인화 또는 용융되지 않을 수도 있기 때문이고, 10초를 초과하는 경우에는 화염에 쇄석이 장시간 노출되어 쇄석의 온도가 급상승함으로써 철(Fe)의 자성이 급감하기 때문이다. 이때, 화염이 닿지 않는 쇄석 부위에 잔류하는 황(S)의 연소를 위해 별도의 장비를 통해 뒤집어 주거나 흔들어 주게 되고, 화염이 여러 방향에서 방사하게 된다. 한편, 화염에 견딜 수 있도록 특수제작된 컨베이어 벨트를 포함한 이동수단을 통해 쇄석이 이동되면서 일정 범위 동안 화염에 노출되도록 이루어진다. 이때, 화염에 노출되는 동안 쇄석을 뒤집어 주거나 흔들어 주기 위해 요동장치가 설치될 수 있고, 또는 1차 연소된 쇄석을 모아서 교반한 후 배출시켜 2차 연소시키도록 설치될 수 있다. 물론, 필요에 따라 3차 이상의 연소가 이루어질 수 있다. 한편, 쇄석에 대해 화염 방사가 간접적으로 이루어질 수도 있고, 이 경우에는 일정량의 쇄석이 일정 크기로 제작되어 회전하도록 설치된 수집로에 수집되면, 수집로에 화염을 방사하여 수집로의 표면 또는 내부의 열에 의해 황(S)이 용융, 발화 또는 인화되도록 할 수도 있다. 이때의 화염 온도 및 화염 노출 시간은 화염을 직접 방사할 때보다 더 높고 길어질 수 있다.

황(S)이 제거된 가공석을 자력으로 선별하는 단계(S300)에서는, 쇄석에서 연소된 황(S)의 슬러지와 함께 이동하는 가공석을 황(S)의 슬러지로부터 분리시키게 된다. 이때, 자력의 세기는 가공석의 입도와 연관되지만 대략 0.4kG(kilo Gauss) ∼ 10kG로 하는 것이 바람직하다. 0.4kG 미만의 자력의 세기는 자선기에 붙는 가공석이 적어 구리정광의 획득량이 저하되고, 10kG 초과의 자력의 세기는 현실적으로 영구자석이 불가능하므로 반복적으로 교체되어야 하기 때문입니다. 여기서, 황동광(CuFeS₂)은 황(S)이 철의 자성을 방해하였기 때문에 자력을 이용한 선광을 이용하지 못하였지만, 황(S)이 화염에 의해 연소되어 제거되므로 황(S)의 슬러지로부터 가공석(CuFe)을 분리할 필요가 있고, 이를 위해 자력의 선광이 이용된다.

자력에 의해 선별된 가공석을 구리정광으로 분류하여 수집하는 단계(S400)에서는, 자력으로 선별된 구리정광을 별도의 수집조에 수집하거나 또는 일정 구역에 야적시켜 보관하게 된다. 이와 같이 자력에 의해 선별된 구리정광은 대략 25 ∼ 50%의 구리 품위를 갖게 된다.

자력으로 선별되지 않은 가공석을 마광시키는 단계(S100)로 복귀시키는 단계(S500)에서는, 가공석에 황(S)이 대량 잔류하여 자력을 방해함으로써 자선기에 붙지 않은 것으로, 가공석을 다시 마광시켜 입도를 줄이고(S100), 연소(S200)시킴으로써, 자력으로 선별시키게 된다. 물론, 가공석의 입도는 적당하지만 연소(S200)시키는 과정에서 화염이 고루 전해지지 못하여 자력으로 선별되지 않은 경우에는 연소시키는 단계(S200)로 복귀시킬 수도 있다. 이를 위해, 가공석의 입도 정도에 따라 연소시키는 단계(S200)로 구분하여 복귀시키는 단계가 더 포함될 수도 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 상술한 실시예들은 모든 면에 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims

황동광(CuFeS₂) 원광으로부터 구리를 선광하는 방법에 있어서,
상기 황동광(CuFeS₂) 원광을 마광시키는 단계(S100);
마광된 상기 원광의 쇄석으로부터 화염을 이용하여 황(S)을 연소시켜 제거하는 단계(S200);
상기 황(S)이 제거된 가공석(CuFe)을 자력으로 선별하여 상기 황(S)의 슬러지로부터 분리시키는 단계(S300);
상기 자력에 의해 선별된 상기 가공석을 구리정광으로 분류하여 수집하는 단계(S400); 및
상기 가공석을 자력으로 상기 황(S)의 슬러지로부터 분리시키는 단계(S300)에서 자력으로 선별되지 않은 상기 가공석을 다시 상기 마광시키는 단계(S100)로 복귀시키는 단계(S500);가 포함되어 이루어진 것을 특징으로 하는 구리정광을 얻기 위한 연소선광법.
삭제
제1항에 있어서,
상기 황(S)을 연소시키는 단계(S200)에서는 상기 쇄석에 화염을 직접 방사하여 상기 황(S)을 연소시켜 제거하는 것을 특징으로 하는 구리정광을 얻기 위한 연소선광법.
제1항 또는 제3항에 있어서,
상기 화염의 온도는 상기 황(S)의 용융온도 또는 발화온도에서 철이 자성을 잃게 되는 퀴리온도까지의 범위를 갖는 것을 특징으로 하는 구리정광을 얻기 위한 연소선광법.
제4항에 있어서,
상기 화염의 방사시간은 0.5초 내지 10초인 것을 특징으로 하는 구리정광을 얻기 위한 연소선광법.
제3항에 있어서,
상기 쇄석을 지속적으로 뒤집거나 흔들어주어 상기 황(S)의 연소가 고루 이루어지도록 하는 것을 특징으로 하는 구리정광을 얻기 위한 연소선광법.
제1항에 있어서,
상기 원광을 마광시키는 단계(S100)에서는 상기 쇄석이 0.01 ∼ 25mm의 입도를 갖도록 시행하는 것을 특징으로 하는 구리정광을 얻기 위한 연소선광법.
제1항에 있어서,
상기 가공석을 자력으로 선별하여 분리시키는 단계(S300)에서는, 자력의 세기가 0.4kG ∼ 10kG인 것을 특징으로 하는 구리정광을 얻기 위한 연소선광법.