KR102241009B1 - Method and system for floating screen of fluorine-copntaminated soil - Google Patents

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KR102241009B1
KR102241009B1 KR1020200149123A KR20200149123A KR102241009B1 KR 102241009 B1 KR102241009 B1 KR 102241009B1 KR 1020200149123 A KR1020200149123 A KR 1020200149123A KR 20200149123 A KR20200149123 A KR 20200149123A KR 102241009 B1 KR102241009 B1 KR 102241009B1
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fluorine
floating
screening
contaminated soil
flotation
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김주엽
이철효
정재윤
강두레
최다현
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주식회사 대일이앤씨
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Abstract

The present invention relates to a method and a system for fluorine-contaminated soil floating screening that attach specific contaminants such as fluorine present in the soil to air bubbles and then have the same floated for screening. The system for fluorine-contaminated soil floating screening comprises: a hydrogen ion concentration control unit having a floating screening cell with an air flow controller attached thereto and adjusting the pH to 3.5±0.2 by receiving a fluorine-contaminated soil slurry prepared in a predetermined particle size group; a collector agent stirring tank that stirs while adding a collector agent; a foaming agent stirring tank in which a foaming agent is added and stirred after a first reaction time has elapsed after the addition of the collector agent; a floating material recovery unit for injecting compressed air and recovering the floating material after a second reaction time elapses after the addition of the foaming agent; and a filtration-drying unit configured to filter and dry recovered suspended matter and the soil slurry remaining in the floating screening cell after the floating time has elapsed. Specific contaminants such as fluorine present in soil can be attached to air bubbles, floated and screened by using the difference between hydrophobicity and hydrophilicity, which is the physicochemical surface characteristic of particles containing fluorine contaminants and particles without fluorine contaminants.

Description

불소 오염토양 부유선별 방법 및 시스템{METHOD AND SYSTEM FOR FLOATING SCREEN OF FLUORINE-COPNTAMINATED SOIL}Fluorine-contaminated soil floating screening method and system {METHOD AND SYSTEM FOR FLOATING SCREEN OF FLUORINE-COPNTAMINATED SOIL}

본 발명은 불소 오염토양 부유선별 방법 및 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 토양에 존재하는 불소와 같은 특정 오염물을 기포에 부착한 후 부유시켜 선별하는 불소 오염토양 부유선별 방법 및 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a method and system for floating screening of fluorine-contaminated soil, and more particularly, to a method and system for floating screening of fluorine-contaminated soil by attaching a specific contaminant such as fluorine present in the soil to a bubble and then floating it.

불소는 토양환경보전법에서 유해물로 규정하여 토양오염우려기준 400ppm으로 그 함량을 규제하고 있다. 불소는 수돗물 사용 등 인간생활과 밀접한 관련이 있고 독성뿐 아니라, 기준치 이상으로 섭취하면 뼈와 신경계의 손상을 야기하는 원인이 된다. 불소 오염토양의 정화는 토양경작, 열탈착, 기존의 토양세척 등과 같은 물리적 방법으로는 정화되지 않으며, 화학적인 처리법은 환경문제를 야기하고 경제성이 부족하여 실제로 거의 활용되지 않고 있다.Fluoride is regulated as a hazardous substance in the Soil Environment Conservation Act, and its content is regulated at 400ppm, the level of concern for soil pollution. Fluoride is closely related to human life, such as the use of tap water, and is not only toxic, but also causes damage to bones and nervous systems if consumed above the standard. The purification of fluoride-contaminated soil is not purified by physical methods such as soil cultivation, thermal desorption, and conventional soil washing, and chemical treatment causes environmental problems and is rarely used due to lack of economic feasibility.

한편, 불소 오염토양은 인위적으로 배출된 불소화합물에 의해서도 발생되지만, 주로 토양이나 암석에 함유되어 있는 운모류에서 OH-(수산화기)와 불소가 자연적으로 치환되어 발생된다. 이에 따라, 불소 오염토양으로부터 불소 오염원인 물질로 대표적인 운모류광물을 효과적으로 분리 및 제거하기 위한 처리방법이 요구되고 있다. On the other hand, the fluorine contaminated soil, but also by the generated artificially fluorine compounds discharged, mainly OH in unmoryu contained in soil or rock - is generated (OH), and fluorine is naturally substituted. Accordingly, there is a need for a treatment method for effectively separating and removing mica-like minerals as a source of fluorine contamination from fluorine-contaminated soil.

0001)한국등록특허 제10-1937106호(2019. 01. 03.)0001) Korean Patent Registration No. 10-1937106 (2019. 01. 03.) 0002)한국등록특허 제10-0928060호(2009. 11. 16.)0002) Korean Patent Registration No. 10-0928060 (November 16, 2009) 0003)한국공개특허 제10-2020-0019315호(2020. 02. 24.)0003) Korean Patent Application Publication No. 10-2020-0019315 (2020. 02. 24.)

본 발명의 목적은 입자 표면의 소수성-친수성의 차이를 이용하여 토양에 존재하는 불소와 같은 특정 오염물을 기포에 부착한 후 부유시켜 선별하는 불소 오염토양 부유선별 방법을 제공하는 것이다. An object of the present invention is to provide a method for floating fluorine-contaminated soil in which a specific contaminant such as fluorine existing in the soil is attached to a bubble by using the difference in hydrophobicity-hydrophilicity of the particle surface and then floated.

본 발명의 다른 목적은 상기한 불소 오염토양 부유선별 방법을 수행하는 불소 오염토양 부유선별 시스템을 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide a fluorine-contaminated soil floatation screening system that performs the above-described fluorine-contaminated soil floatation screening method.

상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위하여 일실시예에 따른 불소 오염토양 부유선별 방법은, (i) 소정의 입도군으로 제조한 불소 오염토양 슬러리를 공기유량 조절기가 부착된 부유선별 셀에 투입하고 pH를 3.5±0.2로 맞추는 단계; (ii) 불소 오염원인 운모류의 표면에 흡착하여 그 표면을 소수성으로 변화시켜 기포에 부착을 용이하게 하는 부유선별 시약인 포수제를 단계(i)의 결과물에 첨가하면서 교반하는 단계; (iii) 단계(ii)의 결과물에서 제1 반응시간이 경과된 후 기포제를 첨가하면서 교반하는 단계; (iv) 단계(iii)의 결과물에서 제2 반응시간이 경과된 후 압축 공기 주입 및 부유물을 회수하는 단계; 및 (v) 부유 시간이 경과한 부유선별 종료 후 회수한 부유물과 부유선별 셀 내에 남아있는 토양 슬러리를 여과 및 건조하는 단계를 포함한다. In order to realize the object of the present invention, a method for floating selection of fluorine-contaminated soil according to an embodiment includes: (i) Injecting a fluorine-contaminated soil slurry prepared in a predetermined particle size into a floating selection cell equipped with an air flow controller, and adjusting the pH to 3.5±0.2; (ii) stirring while adding to the resultant of step (i) a catching agent, which is a flotation screening reagent, which is adsorbed to the surface of mica as a source of fluorine contamination and changes its surface to hydrophobicity to facilitate attachment to air bubbles; (iii) stirring while adding a foaming agent after the first reaction time has elapsed in the resultant of step (ii); (iv) injecting compressed air and recovering the suspended matter after the second reaction time has elapsed in the resultant product of step (iii); And (v) filtering and drying the recovered suspended matter and the soil slurry remaining in the flotation cell after completion of the flotation screening after the passage of the flotation time has elapsed.

일실시예에서, 직경이 0.3mm 내지 0.5mm인 입도군의 불소 오염토양 슬러리는 조부선(rougher flotation)에 의해 처리되고, 직경이 0.3mm보다 작은 인도군의 불소 오염토양 슬러리는 정제부선에 의해 처리될 수 있다. In one embodiment, a fluorine-contaminated soil slurry of a particle size group having a diameter of 0.3 mm to 0.5 mm is treated by a rougher flotation, and a fluorine-contaminated soil slurry of an Indian group having a diameter of less than 0.3 mm is treated by a refinery barge. Can be processed.

일실시예에서, 불소 오염토양 부유선별 방법은, 무게 측정을 통해 부유물의 산출율(Yield of floating product, YF, 또는 오염토 제거율) 및 불소 제거율(Removal of fluoride by floation, Rm)을 산출하는 단계를 더 포함할 수 있다. 여기서, 상기 부유물의 산출율은,

Figure 112020119902604-pat00001
(여기서, R은 원시료의 무게(g), F는 부유물의 무게(g))에 의해 산출되고, 상기 불소 제거율은
Figure 112020119902604-pat00002
(여기서, Rr'은 원시료의 F 함량, Ff'은 부유물의 F 함량, Ss'은 잔유물의 F 함량, S는 잔유물의 무게(g), r'은 원시료내 F 농도(mg/kg), s'은 잔류물내 F 농도(mg/kg))에 의해 산출될 수 있다. In one embodiment, the method of floating fluoride-contaminated soil is a step of calculating a yield of floating product (YF, or contaminated soil removal rate) and a removal rate of fluorine (Removal of fluoride by floation, Rm) through weight measurement. It may further include. Here, the yield of the floating material is,
Figure 112020119902604-pat00001
(Where, R is the weight of the raw material (g), F is calculated by the weight of the floating material (g)), the fluorine removal rate is
Figure 112020119902604-pat00002
(Where, Rr' is the F content of the raw material, Ff' is the F content of the suspension, Ss' is the F content of the residue, S is the weight of the residue (g), and r'is the F concentration in the raw material (mg/kg). , s'can be calculated by the F concentration in the residue (mg/kg)).

일실시예에서, 상기 포수제는, Armac-C 또는 Armac-T를 포함할 수 있다. 역;서, 상기 Armac-T는 300g/ton일 수 있다. In one embodiment, the catcher may include Armac-C or Armac-T. Conversely, the Armac-T may be 300g/ton.

일실시예에서, 상기 기포제는, AF65를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 AF65는 50g/ton일 수 있다. In one embodiment, the foaming agent may include AF65. Here, the AF65 may be 50g/ton.

일실시예에서, 상기 압축 공기는 2.0L/min의 공기주입량으로 주입될 수 있다. In one embodiment, the compressed air may be injected at an air injection amount of 2.0 L/min.

상기한 본 발명의 다른 목적을 실현하기 위하여 일실시예에 따른 불소 오염토양 부유선별 시스템은, 공기유량 조절기가 부착된 부유선별 셀을 구비하여 소정의 입도군으로 제조된 불소 오염토양 슬러리를 투입받아 pH를 3.5±0.2로 맞추는 수소 이온 농도 조절부; 불소 오염원인 운모류의 표면에 흡착하여 그 표면을 소수성으로 변화시켜 기포에 부착을 용이하게 하는 부유선별 시약인 포수제를 첨가하면서 교반하는 포수제 교반조; 상기 포수제 첨가후 제1 반응시간이 경과된 후 기포제를 첨가하면서 교반하는 기포제 교반조; 상기 기포제 첨가후 제2 반응시간이 경과된 후 압축 공기를 주입하고 부유물을 회수하는 부유물 회수부; 및 부유 시간이 경과한 부유선별 종료 후 회수한 부유물과 부유선별 셀 내에 남아있는 토양 슬러리를 여과 및 건조하는 여과-건조부를 포함한다. In order to realize another object of the present invention, the fluorine-contaminated soil floating screening system according to an embodiment includes a floating screening cell equipped with an air flow rate controller to receive a fluorine-contaminated soil slurry prepared in a predetermined particle size group. a hydrogen ion concentration control unit that adjusts the pH to 3.5±0.2; A water catcher stirring tank for adsorbing on the surface of mica, which is a source of fluorine contamination, to change the surface to hydrophobicity and stirring while adding a catcher, which is a floating screening reagent that facilitates attachment to the air bubbles; A foaming agent stirring tank for stirring while adding a foaming agent after the first reaction time has elapsed after the addition of the foaming agent; A floating material recovery unit for injecting compressed air and recovering the floating material after the second reaction time has elapsed after the addition of the foaming agent; And a filtration-drying unit for filtering and drying the recovered suspended matter and the soil slurry remaining in the floatation cell after completion of the floatation after the floatation time has elapsed.

일실시예에서, 불소 오염토양 부유선별 시스템은, 무게 측정을 통해 부유물의 산출율(Yield of floating product, YF, 또는 오염토 제거율) 및 불소 제거율(Removal of fluoride by floation, Rm)을 산출하는 산출부를 더 포함하되, 상기 부유물의 산출율은,

Figure 112020119902604-pat00003
(여기서, R은 원시료의 무게(g), F는 부유물의 무게(g))에 의해 산출된다. 또한 상기 불소 제거율은
Figure 112020119902604-pat00004
(여기서, Rr'은 원시료의 F 함량, Ff'은 부유물의 F 함량, Ss'은 잔유물의 F 함량, S는 잔유물의 무게(g), r'은 원시료내 F 농도(mg/kg), s'은 잔류물내 F 농도(mg/kg))에 의해 산출될 수 있다. In one embodiment, the fluorine-contaminated soil floating screening system is calculated to calculate a yield of floating product (YF, or contaminated soil removal rate) and a fluorine removal rate (Removal of fluoride by floation, Rm) through weight measurement. It further includes wealth, but the yield of the floating material,
Figure 112020119902604-pat00003
(Where R is the weight of the raw material (g), F is calculated by the weight of the floating material (g)). In addition, the fluorine removal rate is
Figure 112020119902604-pat00004
(Where, Rr' is the F content of the raw material, Ff' is the F content of the suspension, Ss' is the F content of the residue, S is the weight of the residue (g), and r'is the F concentration in the raw material (mg/kg). , s'can be calculated by the F concentration in the residue (mg/kg)).

이러한 본 발명의 불소 오염토양 부유선별 방법 및 시스템에 의하면, 불소 오염물질을 함유하는 입자와 미함유 입자의 물리화학적 표면특성인 소수성-친수성의 차이를 이용하여 토양에 존재하는 불소와 같은 특정 오염물을 기포에 부착한 후 부유시켜 선별할 수 있다. According to the method and system for floating screening of fluorine-contaminated soil of the present invention, specific contaminants such as fluorine present in the soil are determined by using the difference in hydrophobicity-hydrophilicity, which is a physicochemical surface characteristic of particles containing and without fluorine contaminants. After attaching to the air bubble, it can be floated and sorted.

도 1은 부유선별을 설명하기 위한 개념도이다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명에 따른 불소 오염토양 부유선별 시스템이 채용된 토양오염 정화 시스템을 개략적으로 설명하기 위한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 불소 오염토양 부유선별 시스템을 설명하기 위한 블록도이다.
도 4는 불소 오염토양의 부유선별 실증실험 공정도이다.
도 5는 부유선별 용수의 pH에 따른 표준 운모의 마이크로-부유선별 산출율을 나타낸 그래프이다.
도 6은 혼합광물을 대상으로 pH에 따른 마이크로-부유선별 산출율을 나타낸 그래프이다.
도 7a은 포수제 종류 및 입도군에 따른 운도류의 마이크로-부유선별 산출율을 나타낸 그래프이다.
도 7b는 포수제 종류 및 사용량에 따른 운모류의 마이크로-부유선별 산출율을 나타낸 그래프이다.
도 8은 포수제의 종류 및 첨가량에 따른 마이크로-부선 부유물의 입도분포도이다.
도 9는 중저농도 불소 오염토양의 Armac-T 첨가량에 따른 부유선별 결과를 나타낸 그래프이다.
도 10은 중저농도 불소 오염토양의 Armac-T 첨가량에 따른 부유선별 결과를 나타낸 그래프이다.
도 11은 고농도 불소 오염토양의 Armac-T 첨가량에 따른 부유선별 결과를 나타낸 그래프이다.
도 12는 고농도 불소 오염토양의 Armac-T 첨가량에 따른 부유선별 결과를 나타낸 그래프이다.
도 13은 고농도 오염토양의 주부선-정제부선 결과를 나타낸 그래프이다.
도 14는 불소 농도가 1,044㎎/㎏인 고농도 불소 오염토양을 대상으로 조부선(1차 부유선별) 및 정제부선(2차 부유선별) 결과를 나타낸 그래프이다.
도 15는 불소 농도가 1,044㎎/㎏인 고농도 불소 오염토양을 대상으로 조부선(1차 부유선별)-재분쇄-정제부선(2차 부유선별) 결과를 나타낸 그래프이다.
도 16은 슬러리 농도별 중저농도 오염토양 부선 결과를 나타낸 그래프이다.
도 17은 슬러리 농도별 고농도 오염토양 부선 결과를 나타낸 그래프이다.
1 is a conceptual diagram for explaining floating screening.
2A and 2B are block diagrams schematically illustrating a soil pollution purification system employing a fluorine-contaminated soil floatation system according to the present invention.
3 is a block diagram for explaining a floating screening system for fluorine contaminated soil according to an embodiment of the present invention.
4 is a flow chart of a demonstration experiment for floating screening of fluorine-contaminated soil.
5 is a graph showing the calculation rate of micro-floating screening of standard mica according to the pH of the flotation screening water.
6 is a graph showing the yield of micro-floating selection according to pH for mixed minerals.
7A is a graph showing the calculation rate for micro-floating selection of Undo-ryu according to the type of catcher and the particle size group.
7B is a graph showing the calculation rate for micro-floating selection of mica according to the type and amount of the catcher.
8 is a particle size distribution diagram of a floating micro-float according to the type and amount of the catcher.
9 is a graph showing the results of flotation selection according to the amount of Armac-T added in medium and low concentration fluorine-contaminated soil.
10 is a graph showing the results of flotation selection according to the amount of Armac-T added in medium and low concentration fluorine-contaminated soil.
11 is a graph showing the results of flotation selection according to the amount of Armac-T added in high-concentration fluorine-contaminated soil.
12 is a graph showing the results of flotation selection according to the amount of Armac-T added in high-concentration fluorine-contaminated soil.
13 is a graph showing the results of the mainbu line-refining line of high-concentration contaminated soil.
FIG. 14 is a graph showing the results of a fluorine-contaminated soil with a fluorine concentration of 1,044 mg/kg (first flotation sorting) and refinement flotation (second flotation sorting).
FIG. 15 is a graph showing the results of a fluoride-contaminated soil with a fluorine concentration of 1,044 mg/kg (first flotation sorting)-regrinding-refining flotation line (second flotation sorting).
16 is a graph showing the results of flotation of contaminated soil at medium and low concentrations by slurry concentration.
17 is a graph showing the result of flotation of high-concentration contaminated soil by slurry concentration.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명을 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. In the present invention, various modifications may be made and various forms may be applied, and specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the text. However, this is not intended to limit the present invention to a specific form disclosed, it should be understood to include all changes, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. Terms such as first and second may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another component. For example, without departing from the scope of the present invention, a first element may be referred to as a second element, and similarly, a second element may be referred to as a first element. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise.

본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. In the present application, terms such as "comprise" or "have" are intended to designate the presence of features, numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof described in the specification, but one or more other features. It is to be understood that the presence or addition of elements or numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof, does not preclude in advance the possibility of the presence or addition.

또한, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. In addition, unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. Terms as defined in a commonly used dictionary should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related technology, and should not be interpreted as an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in the present application. Does not.

일반적으로, 물속에 분산되어 있는 고체입자가 물의 비중보다 클 경우, 그에 작용하는 중력이 부력보다 크기 때문에 침강한다. 그러나 고체입자가 기포에 부착할 경우에는 그에 작용하는 부력이 중력보다 커져서 수면으로 부유하게 된다. 이처럼 고체입자에 기포가 부착할 수 있는 것은 그의 표면이 소수성일 때만 가능하다. In general, when solid particles dispersed in water are larger than the specific gravity of water, the gravity acting thereon is greater than the buoyancy force, so that they settle. However, when solid particles adhere to the air bubbles, the buoyancy acting on them becomes greater than gravity and floats to the water surface. Bubbles can attach to solid particles in this way only when their surface is hydrophobic.

그러므로 부유선별(froth flotation)은 고체입자 간의 물리적 특성을 이용하는 것이 아니고 고체입자 표면의 물리화학적 특성차를 이용하는 선별이다. Therefore, the float flotation is not using physical properties between solid particles, but by using the difference in physical and chemical properties of the surface of solid particles.

최근에는 광산폐기물(또는 광물찌꺼기)인 광미(tailing)로부터 유가광물 회수, 폐플라스틱 상호분리, 고지(폐지)로부터 잉크제거, 석탄회 정제 등 폐기물 처리 분야뿐만 아니라, 중금속 오염토양으로부터 중금속 함유 입자를 부유시켜 제거하는 토양 정화법으로도 활용되고 있다. In recent years, not only waste treatment fields such as recovery of valuable minerals from tailings, which are mine waste (or mineral debris), mutual separation of waste plastics, ink removal from waste paper, and coal ash refining, as well as floating heavy metal-containing particles from heavy metal contaminated soil. It is also used as a soil purification method to remove it.

도 1은 부유선별을 설명하기 위한 개념도이다. 1 is a conceptual diagram for explaining floating screening.

도 1을 참조하면, 부유선별은 고체혼합물이 현탁되어 있는 슬러리 내에 공기를 불어넣어 기포(air bubble)를 발생시키면, 소수성(hydrophobic) 입자는 기포에 부착되어 수면 위로 부유되고, 반면에 친수성(hydrophilic) 입자는 슬러리 내에 남게 되는 특성을 이용하는 선별방법이다. Referring to FIG. 1, when air bubbles are generated by blowing air into a slurry in which a solid mixture is suspended, hydrophobic particles adhere to the bubbles and float on the water surface. ) Particles are a sorting method that uses the properties that remain in the slurry.

상기 부유선별의 종류로서, 목적물질을 부유시키느냐 아니면 현탁액 속에 남기느냐에 따라 직접부유선별(direct flotation)과 역부유선별(reverse flotation)으로 나눌 수 있고, 다수의 목적물질을 부유시키느냐 아니면 한가지의 목적물질을 부유시키느냐에 따라서 종합부유선별(bulk flotation)과 우선부유선별(differential flotation)으로 대별한다. As the kind of floating screening, it can be divided into direct flotation and reverse flotation depending on whether the target material is floated or left in a suspension, and whether a plurality of target materials is suspended or a single target material Depending on whether or not to float, they are roughly classified into bulk flotation and differential flotation.

중금속 오염토양은 중금속 함유광물, 금속 등과 같은 중금속 물질을 부유시켜 제거하는 역부유선별을 적용하여 정화한다. Heavy metal contaminated soil is purified by applying reverse flotation screening, which floats and removes heavy metal substances such as heavy metal-containing minerals and metals.

한편, 부유선별에 영향을 끼치는 인자로서 고체 입도, 슬러리의 농도, 교반속도, 공기주입량, 슬러리의 pH 및 Eh, 그리고 부유선별 시약(포수제, 기포제, 조건제)의 종류 및 첨가량 등이다. On the other hand, factors influencing the flotation selection include solid particle size, slurry concentration, stirring speed, air injection amount, slurry pH and Eh, and the type and amount of flotation screening reagents (water trapping agent, foaming agent, conditioner).

상기 부유선별에서는 광석광물과 맥석광물과의 부유도의 차를 크게 하여, 선별이 효과적으로 이루어지게 하기 위하여 슬러리에 여러 가지 시약을 첨가한다. 이와 같은 여러 가지 목적으로 첨가하는 시약을 통틀어 부유선별 시약(flotation reagent)라고 한다. In the flotation sorting, various reagents are added to the slurry in order to increase the difference in flotation between the ore mineral and the gangue mineral so that sorting can be performed effectively. Reagents added for these various purposes are collectively referred to as flotation reagents.

상기 부유선별 시약은 그 기능에 따라 포수제(collector), 기포제(frother), 조건제(modifier, regulator)로 크게 구분된다. 상기 포수제는 부유시킬 광물의 표면에 흡착하여 그 표면을 소수성으로 변화시켜 기포에 부착을 용이하게 하는 부유선별 시약이다. 상기 기포제는 물의 표면장력을 저하시켜 미세한 기포의 발생을 용이하게 할 뿐만 아니라 기포의 안정성을 향상시키는 부유선별 시약이다. 상기 조건제는 광물 간의 부유선별을 효과적으로 하기 위해 부유선별 조건을 부여하는 부유선별 시약이다. The flotation screening reagent is largely divided into a collector, a foamer, and a modifier, according to its function. The catcher is a flotation screening reagent that adsorbs on the surface of a mineral to be suspended and changes the surface to hydrophobic to facilitate attachment to air bubbles. The foaming agent is a flotation screening reagent that not only facilitates generation of fine bubbles by lowering the surface tension of water, but also improves the stability of bubbles. The conditioner is a flotation screening reagent that imparts flotation conditions for effective flotation between minerals.

상기 조건제는 다시 억제제(depressant or depressing agent), 활성제(activator), pH조절제, Eh조절제(redox agent), 분산제(dispersant) 등으로 세분할 수 있다. 여기서, 상기 억제제는 소수성 표면을 친수성 표면으로 변화시키거나 포수제의 흡착을 방해하여 부유를 억제시키는 시약이고, 상기 활성제는 포수제의 흡착이 어려운 광물 또는 이미 억제를 받아 비부유성이 된 광물에 다시 포수제의 흡착을 용이하게 하는 시약이다. 상기 pH조절제는 현탁액의 pH를 조절하는 시약이고, 상기 Eh조절제는 현탁액의 산화환원전위를 조절하는 시약이고, 상기 분산제는 현탁액내의 입자들을 분산시켜 친수성 입자들이 동반부유(aggregation, entrapment) 하지 못하도록 하는 시약이다. The conditional agent may be further subdivided into an inhibitor (depressant or depressing agent), an activator, a pH adjusting agent, an Eh adjusting agent (redox agent), a dispersant, and the like. Here, the inhibitor is a reagent that inhibits floating by changing a hydrophobic surface to a hydrophilic surface or by interfering with the adsorption of a catcher, and the activator is recombined to a mineral that is difficult to adsorb by a catcher or a mineral that has already been inhibited and has become non-floating. It is a reagent that facilitates the adsorption of the water trapping agent. The pH adjuster is a reagent that adjusts the pH of the suspension, the Eh adjuster is a reagent that adjusts the redox potential of the suspension, and the dispersant disperses the particles in the suspension to prevent the hydrophilic particles from being entrapped. It is a reagent.

이들 각 부유선별 시약을 단독으로 사용하지 않고 여러 가지를 조합하여 사용함으로써 부유선별은 보다 효과적으로 이루어진다. Float screening is made more effectively by using a combination of several of these flotation screening reagents instead of alone.

도 2a 및 도 2b는 본 발명에 따른 불소 오염토양 부유선별 시스템이 채용된 토양오염 정화 시스템을 개략적으로 설명하기 위한 블록도이다. 2A and 2B are block diagrams schematically illustrating a soil pollution purification system employing a fluorine-contaminated soil floatation system according to the present invention.

도 2a 및 도 2b를 참조하면, 불소 오염토양 정화시스템은, 투입호퍼(T-201), 투입 콘베이어(T-202), 습식파쇄기(T-203), 습식자력 선별기(T-204), 황산 저장탱크(CT-201), 황산 주입펌프(CP-201), 포수제 저장탱크(CT-202), 포수제 주입펌프(CP-202), 기포제 저장탱크(CT-203), 기포제 주입펌프(CP-203), 부유선별 컨디셔너(T-205A/B), 부유선별기(T-206), 부유선별기 이송탱크(T-206-1), 중간이송저수조(T-208), 중화제 저장탱크(CT-204), 침사지(T-209), 응집조(T-210), 응집제 저장탱크(CT-205), 침전조(T-211), 슬러지 저장조(T-212), 집수조 스컴탱크(T-213), 공정수 저장조(T-214), 보충수 저장조(T-215), 필터프레스(T-216A, T-216B), 습식 세정장치(T-217), 콤프레샤(T-218)를 포함한다. 2A and 2B, the fluorine-contaminated soil purification system includes an input hopper (T-201), an input conveyor (T-202), a wet crusher (T-203), a wet magnetic separator (T-204), and sulfuric acid. Storage tank (CT-201), sulfuric acid injection pump (CP-201), water catcher storage tank (CT-202), water catcher injection pump (CP-202), foam storage tank (CT-203), foam injection pump ( CP-203), Float Sorting Conditioner (T-205A/B), Float Sorter (T-206), Float Sorter Transfer Tank (T-206-1), Intermediate Transfer Water Tank (T-208), Neutralizer Storage Tank (CT -204), sedimentation tank (T-209), coagulation tank (T-210), coagulant storage tank (CT-205), sedimentation tank (T-211), sludge storage tank (T-212), water collection tank scum tank (T-213) ), process water storage tank (T-214), make-up water storage tank (T-215), filter press (T-216A, T-216B), wet cleaning device (T-217), compressor (T-218). .

투입호퍼(T-201)에는 불소 오염토가 투입되어 불순물이 제거된다. 투입호퍼(T-201)의 투입구에는 불소 오염토에 혼합되어 있는 불순물을 제거하도록 선별스크린이 구비되는데, 선별스크린에 의해 불소 오염토는 입도 2mm 이상의 돌 등의 불순물이 제거되고 투입 콘베이어(T-202)에 의해 습식파쇄기(T-203)로 이송된다. Fluorine contaminated soil is introduced into the input hopper (T-201) to remove impurities. At the input port of the input hopper (T-201), a screen is provided to remove impurities mixed with the fluorine-contaminated soil. The fluorine-contaminated soil is removed from impurities such as stones with a particle size of 2 mm or more, and the input conveyor (T- 202) to the wet crusher (T-203).

투입 콘베이어(T-202)는 투입호퍼(T-201)의 종단 하부에서부터 습식파쇄기(T-203)까지 연장 설치되어 불순물이 제거된 불소 오염토를 습식파쇄기(T-203)에 정량으로 이송한다. The input conveyor (T-202) extends from the lower end of the input hopper (T-201) to the wet crusher (T-203) and transfers the fluorine-contaminated soil from which impurities are removed to the wet crusher (T-203) in a fixed amount. .

습식파쇄기(T-203)는 투입 콘베이어(T-202)로부터 공급되는 불소 오염토를 습식 조건에서 0.05mm 미만으로 파쇄하는 것으로, 불소 오염토가 공급되고 배출되도록 형성된 공급구 및 배출구와, 공급구 및 배출구에 연결되는 내부공간에 회전하면서 토양을 파쇄할 수 있는 파쇄봉이 구비되어 있다. 습식 파쇄기(T-203)의 공급구를 통해 내부공간으로 물과 함께 투입된 불소 오염토는 회전하는 파쇄봉에 의해 파쇄된다. 0.05mm 미만으로 파쇄된 불소 오염토는 습식 파쇄기(T-203)의 배출구를 통해 습식자력 선별기(T-204)로 이송된다. The wet crusher (T-203) crushes the fluorine-contaminated soil supplied from the input conveyor (T-202) to less than 0.05mm under wet conditions. And a crushing rod capable of crushing soil while rotating in an internal space connected to the discharge port. The fluorine-contaminated soil injected with water into the inner space through the supply port of the wet crusher (T-203) is crushed by the rotating crusher. The fluorine-contaminated soil crushed to less than 0.05mm is transferred to the wet magnetic separator (T-204) through the outlet of the wet crusher (T-203).

습식자력 선별기(T-204)는 습식파쇄기(T-203)에서 공급된 불소 오염토에서 약자성의 광물을 분리하며, 자성을 띤 성분의 폐기물을 선별하여 폐기하고, 잔여 불소 오염토를 부유선별 컨디셔너(T-205A/B)에 공급한다. The wet magnetic separator (T-204) separates weakly magnetic minerals from the fluorine-contaminated soil supplied from the wet crusher (T-203), sorts and disposes the waste of magnetic components, and floats the remaining fluorine-contaminated soil. Supply to (T-205A/B).

황산 저장탱크(CT-201)에는 황산이 수용되고, 저장된 황산은 황산 주입펌프(CP-201)에 의해 부유선별 컨디셔너(T-205A/B)에 공급된다. 포수제 저장탱크(CT-202)에는 불소 오염원인 운모류의 표면에 흡착하여 그 표면을 소수성으로 변화시켜 기포에 부착을 용이하게 하는 부유선별 시약인 포수제가 수용되고, 저장된 포수제는 포수제 주입펌프(CP-202)에 의해 부유선별 컨디셔너(T-205A/B)에 공급된다. 기포제 저장탱크(CT-203)에는 기포제가 수용되고, 저장된 기포제는 기포제 주입펌프(CP-203)에 의해 부유선별 컨디셔너(T-205A/B)에 공급된다. Sulfuric acid is accommodated in the sulfuric acid storage tank (CT-201), and the stored sulfuric acid is supplied to the flotation conditioner (T-205A/B) by a sulfuric acid injection pump (CP-201). The catcher storage tank (CT-202) contains a catcher, a flotation screening reagent that absorbs the surface of mica, which is a source of fluorine contamination, and changes the surface to hydrophobic so that it can be easily attached to the air bubbles, and the stored catcher is a catcher injection pump. It is supplied to the floatation conditioner (T-205A/B) by (CP-202). The foaming agent is accommodated in the foaming agent storage tank (CT-203), and the stored foaming agent is supplied to the flotation sorting conditioner (T-205A/B) by the foaming agent injection pump (CP-203).

부유선별 컨디셔너(T-205A/B)는 습식자력 선별기(T-204)에서 제공되는 불소 오염토에 황산 주입펌프(CP-201)에 의해 공급되는 황산, 포수제 주입펌프(CP-202)에 의해 공급되는 포수제, 기포제 주입펌프(CP-203)에 의해 공급되는 기포제 등 약품과 습식자력 선별기(T-204)에서 선별된 비자성 토양을 혼합한다. 부유선별기(T-206)는 부유선별 컨디셔너(T-205A/B)를 거쳐온 약품 및 토양 혼합물에 대해 토사 내 오염농도가 집적되어 있는 물질(입자)를 부유 후 제거하여 처리한다. 선별토사는 폐기물 침전조로 이송되며 침전된 처리토는 초기 유입농도에 따라 침사지로 이송된다. The flotation sorting conditioner (T-205A/B) is supplied to the fluorine-contaminated soil provided by the wet magnetic separator (T-204) and the sulfuric acid and water catcher injection pump (CP-202) supplied by the sulfuric acid injection pump (CP-201). The non-magnetic soils selected by the wet magnetic separator (T-204) are mixed with chemicals such as the foaming agent supplied by the foaming agent and the foaming agent supplied by the foaming agent injection pump (CP-203). The flotation sorter (T-206) floats and removes substances (particles) that have accumulated pollutant concentration in the soil for chemicals and soil mixtures that have passed through the flotation sorting conditioner (T-205A/B). Selected soil is transferred to the waste sedimentation tank, and the treated soil is transferred to the sedimentation site according to the initial inflow concentration.

부유선별기(T206A/B)에서는 포수제와 기포제를 이용하여 운모류를 부선시키고, 부선시킨 운모류는 부유배수펌프(P-202)를 통해 침전조(T-211)로 이송시킨다. 부선되지 않은 정화토양은 부유선별기 이송탱크(T-206-1)로 이송된다. In the flotation sorter (T206A/B), mica is floated using a catcher and a foaming agent, and the floated mica is transferred to the settling tank (T-211) through the floating drainage pump (P-202). Purified soil that has not been floated is transferred to the flotation separator transfer tank (T-206-1).

부유선별기 이송탱크(T-206-1)는 스크류콤베어(T-207)에 모래이송펌프(P-203)를 이용하여 이송시킨다. 탈수된 정화토양을 배출하고 공정수는 중간이송저수조(T-208)로 이송한다. The flotation separator transfer tank (T-206-1) is transferred to the screw conveyor (T-207) using a sand transfer pump (P-203). The dehydrated purified soil is discharged and the process water is transferred to the intermediate transfer and storage tank (T-208).

중간이송저수조(T-208)에는 스크류콤베어(T-207)에서 이송된 공정수가 수용되고, 수용된 공정수는 침사지(T-209)로 이송된다.The process water transferred from the screw compressor (T-207) is accommodated in the intermediate transfer storage tank (T-208), and the received process water is transferred to the grit chamber (T-209).

중화제 저장탱크(CT-204)에는 중화제가 수용되고, 중화제주입펌프(CP-204)에 의해 중화제는 침사지(T-209)에 공급된다. The neutralizing agent is accommodated in the neutralizing agent storage tank (CT-204), and the neutralizing agent is supplied to the gritroom (T-209) by the neutralizing agent injection pump (CP-204).

침사지(T-209)에는 부유선별 잔류 토양이 물과 함께 이송된다. 침사지(T-209)에 이송된 잔류 토양은 비중차에 의해 비중이 높은 토양은 반송되어 재선별이 진행되고, 반송되지 않은 토양은 응집조(T-210)로 이송된다. Residual soil for flotation is transported with water to the sedimentation site (T-209). As for the residual soil transferred to the sedimentation site (T-209), the soil with high specific gravity is returned due to the difference in specific gravity, and re-selection proceeds, and the soil that has not been returned is transferred to the coagulation tank (T-210).

응집조(T-210)에서는 응집제 저장탱크(CT-205)에서 응집제가 투입되어 교반시켜 미세토사를 플록화시키며 응집배수펌프(P-206)를 통해 침전조(T-211)로 이송된다. In the coagulant tank (T-210), the coagulant is introduced from the coagulant storage tank (CT-205) and stirred to floculate the fine soil, and is transferred to the settling tank (T-211) through the coagulation drainage pump (P-206).

응집제 저장탱크(CT-205)에는 응집제가 수용되고, 수용된 응집제는 폴리머주입펌프(CP-205)에 의해 응집조(T-210)와 침전조(T-211)에 공급된다. The coagulant storage tank (CT-205) contains a coagulant, and the coagulant is supplied to the coagulant tank (T-210) and the settling tank (T-211) by the polymer injection pump (CP-205).

침전조(T-211)는 미세토사 및 운모류를 침전시키기 위해 제작되었으며, 침전 후 슬러지저장조(T-212)로 이송되었다가 필터프레스(T-216A, T-216B)로 이송된다.The sedimentation tank (T-211) was manufactured to precipitate fine soil and mica, and after sedimentation, it was transferred to the sludge storage tank (T-212) and then transferred to the filter presses (T-216A, T-216B).

슬러지저장조(T-212)에는 침전되는 슬러지가 수용되고, 저장된 슬러지는 필터프레스(T-216A, T-216B)에 공급된다. 필터프레스(T-216A, T-216B)에서는 미세토사와 운모류를 필터를 이용해 케익화하여 배출되며 여과된 공정수는 공정수조로 이송하여 공정수로 재활용한다.The sludge settled in the sludge storage tank T-212 is accommodated, and the stored sludge is supplied to the filter presses T-216A and T-216B. In filter presses (T-216A, T-216B), fine soil and mica are converted into cakes using a filter and then discharged, and the filtered process water is transferred to the process water tank to be recycled as process water.

공정수 저장조(T-214)는 공정수를 재순환 하기위해 설치되며, 모자라는 공정수는 보충수 저장조(T-215)에서 제공한다.The process water storage tank (T-214) is installed to recycle process water, and the insufficient process water is provided from the make-up water storage tank (T-215).

필터프레스(T-216A, T-216B)는 용출처리토 또는 부유선별 후 처리토를 탈수하는 장치로 농축조 내에서 슬러지이송펌프(P-208A/B)를 이용하여 이송된 0.05mm 미만의 미세토사를 탈수 케이크로 배출시켜 처리장 내 보관장으로 운반하고 탈수여액은 공정수 저장조(T-214)로 이송시켜 세척수 공정에 재활용한다.The filter press (T-216A, T-216B) is a device that dewaters the treated soil after the eluted treated soil or floating screening. Fine soil of less than 0.05mm transferred using the sludge transfer pump (P-208A/B) in the thickening tank Is discharged to the dehydration cake and transported to the storage in the treatment plant, and the dehydrated filtrate is transferred to the process water storage tank (T-214) for recycling in the washing water process.

습식 세정장치(T-217)는 본 장치에서 발생하는 분진과 혹시 발생가능한 가스를 습식 세정하여 제거한다.The wet cleaning device (T-217) removes dust and possible gases generated by the device by wet cleaning.

콤프레샤(T-218)는 에어다이어프램(AOD) 펌프를 가동하는데 사용되며 필터프레스(T-216A, T-216B)에 공기를 주입하는데 사용된다. The compressor (T-218) is used to operate the air diaphragm (AOD) pump and is used to inject air into the filter press (T-216A, T-216B).

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 불소 오염토양 부유선별 시스템을 설명하기 위한 블록도이다. 3 is a block diagram for explaining a floating screening system for fluorine contaminated soil according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 불소 오염토양 부유선별 시스템은 수소 이온 농도 조절부(110), 포수제 교반조(120), 기포제 교반조(130), 부유물 회수부(140), 여과-건조부(150), 및 산출부(160)를 포함한다. 3, the fluorine-contaminated soil floating screening system according to an embodiment of the present invention includes a hydrogen ion concentration control unit 110, a water catcher stirring tank 120, a foaming stirring tank 130, and a floating material recovery unit 140. ), a filtration-drying unit 150, and a calculation unit 160.

상기 수소 이온 농도 조절부(110)는 공기유량 조절기가 부착된 부유선별 셀을 구비하여 소정의 입도군을 갖는 불소 오염토양 슬러리를 투입받아 pH를 3.5±0.2로 맞춘다. 여기서, 직경이 0.3mm 내지 0.5mm인 입도군의 불소 오염토양 슬러리는 조부선(rougher flotation)에 의해 처리될 수 있고, 직경이 0.3mm보다 작은 인도군의 불소 오염토양 슬러리는 정제부선에 의해 처리될 수 있다. 조부선으로 처리되는 경우 슬러리 농도는 30% 정도이고, 정제부선으로 처리되는 경우 슬러리 농도는 20% 정도이다. The hydrogen ion concentration control unit 110 includes a floating screening cell equipped with an air flow rate controller to receive a fluorine-contaminated soil slurry having a predetermined particle size group and adjust the pH to 3.5±0.2. Here, the fluorine-contaminated soil slurry of a particle size group having a diameter of 0.3mm to 0.5mm can be treated by a rougher flotation, and a fluorine-contaminated soil slurry of the Indian army having a diameter of less than 0.3mm is treated by a refinery. Can be. When treated with a coarse barge, the slurry concentration is about 30%, and when treated by a refining barge, the slurry concentration is about 20%.

상기 포수제 교반조(120)는 부유시킬 광물의 표면에 흡착하여 그 표면을 소수성으로 변화시켜 기포에 부착을 용이하게 하는 부유선별 시약으로 Armac-C 또는 Armac-T와 같은 포수제를 톤당 200 내지 400g으로 첨가하면서 예를 들어 1200 rpm의 교반 속도로 교반한다. 여기서, Armac-T는 300g/ton일 수 있다. The catcher agitating tank 120 is a flotation screening reagent that adsorbs to the surface of the mineral to be suspended and changes the surface to hydrophobic to facilitate attachment to the air bubbles.A catcher such as Armac-C or Armac-T is used per ton of 200 to While adding at 400 g, the mixture is stirred at a stirring speed of, for example, 1200 rpm. Here, Armac-T may be 300g/ton.

상기 기포제 교반조(130)는 상기 포수제 첨가후 제1 반응시간이 경과된 후 기포제를 톤당 100 내지 200g을 첨가하면서 예를 들어 1200 rpm의 교반 속도로 교반한다. 상기 기포제는 AF65를 포함한다. 여기서, AF65는 50g/ton일 수 있다. The foaming agent stirring tank 130 is stirred at a stirring speed of, for example, 1200 rpm while adding 100 to 200 g per ton of the foaming agent after the first reaction time has elapsed after the addition of the foaming agent. The foaming agent includes AF65. Here, AF65 may be 50 g/ton.

상기 부유물 회수부(140)는 상기 기포제 첨가후 제2 반응시간이 경과된 후 압축 공기를 주입하고 부유물을 회수한다. 여기서, 압축 공기는 2.0L/min의 공기주입량으로 주입된다. 또한 부유물 회수 시간은 대략 2분이다. The floating material recovery unit 140 injects compressed air and recovers the floating material after the second reaction time has elapsed after the addition of the foaming agent. Here, the compressed air is injected at an air injection amount of 2.0 L/min. In addition, the recovery time of the floating matter is approximately 2 minutes.

상기 여과-건조부(150)는 부유 시간이 경과한 부유선별 종료 후 회수한 부유물과 부유선별 셀 내에 남아있는 토양 슬러리를 여과 및 건조한다. The filtration-drying unit 150 filters and dries the recovered suspended matter and the soil slurry remaining in the floatation cell after the floatation period has elapsed.

상기 산출부(160)는 무게 측정을 통해 부유물의 산출률(Yield of floating product, YF, 또는 오염토 제거율) 및 불소 제거율(Removal of fluoride by floation, RM)을 산출한다. 본 실시예에서, 상기 부유물의 산출율(YF)은 아래의 수식 1에 의해 산출될 수 있다. The calculation unit 160 calculates a yield of floating product (Y F , or contaminated soil removal rate) and a fluorine removal rate (Removal of fluoride by floation, R M ) through weight measurement. In this embodiment, the yield (Y F ) of the floating material may be calculated by Equation 1 below.

[수식 1][Equation 1]

Figure 112020119902604-pat00005
(여기서, R은 원시료의 무게(g), F는 부유물의 무게(g))
Figure 112020119902604-pat00005
(Where, R is the weight of the raw material (g), F is the weight of the floating material (g))

또한 상기 불소 제거율(RM)은 아래의 수식 2에 의해 산출될 수 있다. In addition, the fluorine removal rate (R M ) may be calculated by Equation 2 below.

[수식 2][Equation 2]

Figure 112020119902604-pat00006
(여기서, Rr'은 원시료의 F 함량, Ff'은 부유물의 F 함량, Ss'은 잔유물의 F 함량, S는 잔유물의 무게(g), r'은 원시료내 F 농도(mg/kg), s'은 잔류물내 F 농도(mg/kg))
Figure 112020119902604-pat00006
(Where, Rr' is the F content of the raw material, Ff' is the F content of the suspension, Ss' is the F content of the residue, S is the weight of the residue (g), and r'is the F concentration in the raw material (mg/kg). , s'is the concentration of F in the residue (mg/kg))

그러면, 이하에서 본 발명에 따른 불소 오염토양 부유선별을 설명하기 위해 부유선별 실험예를 설명한다. Then, in order to explain the flotation screening of fluorine-contaminated soil according to the present invention, an experimental example of flotation screening will be described below.

불소 오염토양의 부유선별 실험을 위해, 불소 오염토양이 분포된 부지 내 지반분포 상태와 각 지층의 지반공학적 특성, 기반암의 분포상태 및 풍화도 등을 파악하여 지층의 구조 상태 및 지지층 심도를 확인하였다. For the flotation screening experiment of fluorine-contaminated soil, the geotechnical characteristics of each stratum, the geotechnical characteristics of each stratum, and the distribution status and weathering of the fluorine-contaminated soil were identified, and the structural state of the stratum and the depth of the supporting layer were confirmed.

해당 부지의 암석은 석영(29%)과 장석류(29%), 형석(0.1), 각섬석(1.1) 그리고 운모류(40.6%) 등을 함유하며, 풍화 정도에 따라 점토광물(0.2%)인 카올린광물와 스멕타이트가 소량 포함되어 있다. XRD 회절분석결과를 이용한 Rietveld법에 의거한 정량분석 프로그램을 이용하여 운모류만 따로 분리하여 분석한 결과, 과업 구간내 분포하는 편마암은 운모류를 다량 함유하고 있으며, 운모류(40.6%)는 백운모(15.2%)와 흑운모(13.3%), 리튬운모(12.1%)로 구성된 것으로 판단된다. 암석시료를 대상으로 분석을 수행한 결과, 이는 지표에서의 오염에 의해 불소함량이 증대된 것이 아니라 암석내 광물에 의한 영향으로 불소 농도가 높은 것으로 판단된다. The rocks of the site contain quartz (29%), feldspar (29%), fluorspar (0.1), amphibole (1.1), and mica (40.6%). It contains small amounts of smectite. As a result of separating and analyzing only mica using a quantitative analysis program based on the Rietveld method using XRD diffraction analysis results, gneiss distributed in the task section contains a large amount of mica, and mica (40.6%) is muscovite (15.2%). ), biotite (13.3%), and lithium mica (12.1%). As a result of performing the analysis on rock samples, it was judged that the fluorine content was not increased due to pollution from the surface, but that the fluorine concentration was high due to the influence of minerals in the rock.

불소 오염토양의 불소(F) 오염원이 주로 운모류(백운모, 흑운모, 리튬운모)와 미량의 형석(CaF2)이다. 따라서 불소 오염토양을 정화하기 위해서는 산세척과 같은 정화기술보다는 잔류성 형태의 중금속을 제거하는데 적용하고 있는 선별기술을 적용해야만 가능할 것이다. The sources of fluoride (F) contamination in fluoride-contaminated soil are mainly mica (muscle mica, biotite, lithium mica) and trace amounts of fluorspar (CaF2). Therefore, in order to purify fluorine-contaminated soil, it will be possible only by applying a screening technology applied to remove persistent heavy metals rather than a purification technology such as pickling.

상기 선별기술은 불소 오염물질을 함유하고 있는 입자와 미함유 입자의 물리적 특성(입자의 형상, 밀도, 자화율 등) 또는 물리화학적 표면특성(소수성-친수성) 차이를 이용하는 처리 기술로서, 비중선별, 자력선별, 부유선별 등과 같이 다양하고, 또한 처리 물질의 입도분포에 따라 이에 대한 선별장비 역시 매우 다양하다. The screening technology is a treatment technology that uses differences in physical properties (shape, density, susceptibility, etc.) or physicochemical surface properties (hydrophobicity-hydrophilicity) of particles containing and without fluorine contaminants. It is diverse, such as sorting, flotation sorting, etc., and sorting equipment for it is also very diverse according to the particle size distribution of the treated material.

하지만, 불소 오염물질을 함유한 입자와 미함유 입자가 서로 자유입자(free particle)로 존재할 때 선별기술을 적용할 수 있다. 따라서, 불소 오염물질을 함유하고 있는 입자와 미함유 입자가 미분리(locked) 상태로 존재할 때에는 이들 입자상들의 서로 분리입자(free particle)로 존재하도록 먼저 단체분리도(degree of liberation)가 최소 85% 정도까지 분쇄(grinding)한 다음 선별한다. However, when particles containing fluorine contaminants and particles not containing fluorine contaminants exist as free particles, a screening technique can be applied. Therefore, when particles containing fluorine contaminants and particles that do not contain fluorine contaminants exist in a locked state, the degree of liberation of these particles is at least 85% so that they exist as free particles. After grinding to the degree, it is sorted.

1. 부유선별 실증실험1. Floating screening test

운모류 표준시료(흑운모 및 백운모)와 불소 오염토양 내 존재하는 거대 운모류 시편을 수선(Hand picking)으로 채취한 다음 건식 분쇄 후 체분리한 운모류 시료를 대상으로 마이크로-부유선별 실증실험을 수행하였다. 마이크로-부유선별기(XFG50-100type)는 부유선별 셀(cell) 용량이 200 ㎖로 1회 1인자 실험시 시료의 사용량은 1~2g 정도이다. 부유선별 결과는 순수한 운모 시료만을 사용하므로 불소(F) 분석없이 부유된 시료의 무게만을 측정하여 부유선별 산출율(flotation yield, %)을 구하면 운모 제거율 또는 불소 제거율 등을 예측할 수 있다. 따라서, 운모류 부유선별에 적합한 부유선별 시약과 부유선별 조건 등을 신속하고 간편하게 파악하기 위해 불소 오염토양을 대상으로 실증실험에 앞서 예비 마이크로-부유선별 실증실험을 수행하였다. Mica standard samples (biotite and muscovite mica) and large mica specimens present in fluorine-contaminated soil were collected by hand picking, and then dry pulverized and sieved mica samples were subjected to micro-floating screening empirical experiments. The micro-floating sorter (XFG50-100 type) has a floating sorting cell capacity of 200 ㎖, and the amount of sample used in a single factor test is about 1~2g. Since only pure mica samples are used as the result of flotation, the mica removal rate or fluorine removal rate can be predicted by measuring only the weight of the suspended sample without fluorine (F) analysis and calculating the floatation yield (%). Therefore, a preliminary micro-floating screening test was performed on fluorine-contaminated soil in order to quickly and easily grasp the flotation screening reagent suitable for floating screening of mica and the flotation screening conditions.

불소 오염토양의 정화를 위한 부유선별 실증실험은 공기유량 조절기가 부착된 Sub-A형 부유선별이기(KHD Humboldt Wedag AG)를 이용하여 실시하였다. The demonstration experiment for flotation screening for purification of fluorine-contaminated soil was conducted using a Sub-A type flotation screener (KHD Humboldt Wedag AG) equipped with an air flow controller.

즉, 일정 농도로 제조한 불소 오염토양 슬러리를 용량 1.5*인 부유선별 셀(cell)에 넣고, 소정의 부유선별 시약을 투입하고, 일정 시간동안 교반하면서 조건부여(conditioning)한 다음, 일정량의 압축공기를 주입하여 부유물과 잔유물을 회수하였다. 부유선별 종료 후, 회수한 부유물과 부유선별 셀(cell) 내에 남아있는 토양 슬러리를 진공여과하고, 여과케익(filtering cake)을 완전 건조시켜 부유물(오염토)과 잔유물(정화토)의 무게를 측정하고, 알카리침출법으로 분석하였다. That is, a fluorine-contaminated soil slurry prepared at a certain concentration is placed in a floating screening cell having a capacity of 1.5*, a certain flotation screening reagent is added, and a certain amount of condensation is performed while stirring for a certain period of time while conditioning. Air was injected to recover the suspended matter and the residue. After the flotation screening is completed, the recovered flotation and the soil slurry remaining in the flotation cell are vacuum filtered, and the filtering cake is completely dried to measure the weight of the suspended matter (contaminated soil) and the residual material (purified soil). And analyzed by the alkaline leaching method.

본 실험예에서, 부유물의 산출율(Yield of floating product, YF), 즉, 오염토 제거율(%)은 상술된 수식 1에 나타낸

Figure 112020119902604-pat00007
(여기서, R은 원시료의 무게(g), F는 부유물의 무게(g))에 의해 산출된다. In this experimental example, the yield of floating product (YF), that is, the contaminated soil removal rate (%) is shown in Equation 1 above.
Figure 112020119902604-pat00007
(Where R is the weight of the raw material (g), F is calculated by the weight of the floating material (g)).

또한 불소(F) 제거율(Removal of fluoride by floation, RM)은 상술된 수식 2에 나타낸

Figure 112020119902604-pat00008
(여기서, Rr'은 원시료의 F 함량, Ff'은 부유물의 F 함량, Ss'은 잔유물의 F 함량, S는 잔유물의 무게(g), r'은 원시료내 F 농도(mg/kg), s'은 잔류물내 F 농도(mg/kg))에 의해 산출된다. In addition, the fluorine (F) removal rate (Removal of fluoride by floation, RM) is shown in Equation 2 above.
Figure 112020119902604-pat00008
(Where, Rr' is the F content of the raw material, Ff' is the F content of the suspension, Ss' is the F content of the residue, S is the weight of the residue (g), and r'is the F concentration in the raw material (mg/kg). , s'is calculated by the F concentration in the residue (mg/kg)).

본 부유선별 실증실험에서 사용한 pH조절제, 포수제, 기포제 등의 부유선별 시약은 [표 1]과 같다. 여기서, 실험용수는 수돗물을 사용하였다.[Table 1] shows the flotation screening reagents such as pH adjuster, water catcher, and foaming agent used in this flotation screening demonstration experiment. Here, tap water was used as the experimental water.

[표 1][Table 1]

Figure 112020119902604-pat00009
Figure 112020119902604-pat00009

2. 표준 운모의 마이크로-부유선별2. Micro-floating screening of standard mica

표준 운모(흑운모 및 백운모)를 건식 분쇄 후 체분리한 시료를 대상으로 마이크로-부유선별 실증실험을 수행하였다. Micro-floating screening was performed on samples obtained by dry grinding of standard mica (biotite and muscovite mica) and then sieved.

도 4은 불소 오염토양의 부유선별 실증실험 공정도이다. Figure 4 is a flow chart of fluorine-contaminated soil floating screening demonstration experiment.

도 4을 참조하면, 토양 시료를 습식분쇄하고 습식 분립한 후 오염토를 투입한다. 이어, Ph를 조절하고 시약을 투입하고 공기량을 조절한 후, 포말을 회수한다. 이어, 진공여과 처리하여 여과케이크를 획득하고 획득된 여과케이크를 건조 처리한 후 부유선별 산물을 획득하였다. Referring to FIG. 4, after wet grinding a soil sample, wet grinding, contaminated soil is added. Then, after adjusting the pH, adding a reagent, and adjusting the amount of air, the foam is recovered. Then, vacuum filtration was performed to obtain a filter cake, and after drying the obtained filter cake, a flotation product was obtained.

마이크로-부유선별 실증실험의 부유선별 결과는 순수한 운모 시료만을 사용하므로 불소(F) 분석없이 부유된 시료의 무게만을 측정하여 부유선별 산출율(flotation yield, %)을 구하였다. The flotation result of the demonstration experiment for micro-floating screening uses only pure mica samples, so the floatation yield (%) was calculated by measuring only the weight of the suspended sample without fluorine (F) analysis.

따라서, 운모류 부유선별에 적합한 부유선별 시약과 부유선별 조건 등을 신속하고 간편하게 파악하기 위해, 불소 오염토양을 대상으로 하는 실증실험에 앞서 예비 마이크로-부유선별 실증실험을 수행하였다. 이때 사용한 표준 운모(0.5~0.075㎜)의 사용량은 1g이고, 포수제인 Armac-T는 1,000g/ton이고, 기포제(AF 65)는 1 drop이고, 공기주입량은 80ℓ/hr이고, 부유선별 시약의 조건 부여시간은 각각 3분이고, 부유시간(포말회수시간)은 5분 등으로 고정하고 부유선별 실증실험을 수행하였다. 실험수로 수돗물을 사용하였다. Therefore, in order to quickly and easily grasp the flotation screening reagent and flotation screening conditions suitable for mica flotation screening, a preliminary micro-floating screening test was performed prior to the test of fluorine-contaminated soil. At this time, the amount of standard mica used (0.5~0.075㎜) is 1g, the catching agent Armac-T is 1,000g/ton, the foaming agent (AF 65) is 1 drop, the air injection volume is 80ℓ/hr, and the flotation screening reagent The condition provision time was 3 minutes each, and the floating time (foam recovery time) was fixed at 5 minutes, etc., and a floating screening demonstration experiment was performed. Tap water was used as experimental water.

도 5은 부유선별 용수의 pH에 따른 표준 운모(흑운모, 백운모)의 마이크로-부유선별 산출율을 나타낸 그래프이다. 5 is a graph showing the calculation rate of micro-floating screening of standard mica (biotite, musculoskeletal mica) according to the pH of the floating screening water.

도 5을 참조하면, 부유선별 수용액의 pH가 강산성에서 중성으로 갈수록 흑운모와 백운모 모두 부유선별 산출율이 증가함을 알 수 있다. Referring to FIG. 5, it can be seen that as the pH of the flotation aqueous solution goes from strong acid to neutral, the yield rate of flotation for both biotite and muscovite mica increases.

도 6는 혼합광물(흑운모+석영)을 대상으로 pH에 따른 마이크로-부유선별 산출율을 나타낸 그래프이다. 6 is a graph showing the calculation rate of micro-floating selection according to pH for mixed minerals (biotite + quartz).

도 6을 참조하면, 도 5에 도시된 표준 운모(흑운모, 백운모)의 마이크로-부유선별 산출율과 마찬가지로 pH가 강산성에서 중성으로 갈수록 부유선별 산출율이 증가하였다. 이때 사용한 혼합광물 시료량은 1g(흑운모 0.5g + 백운모 0.5g)으로 혼합광물의 부유선별 산출율만으로는 흑운모와 석영의 선별효율을 알 수 없었다. Referring to FIG. 6, as in the micro-floating screening rate of standard mica (biotite, musculoskeletal mica) shown in FIG. 5, the rate of floating screening increased as the pH went from strong acid to neutral. The amount of the mixed mineral sample used at this time was 1 g (0.5 g of black mica + 0.5 g of muscovite mica), and the efficiency of selection of biotite and quartz could not be determined only by the yield of the mixed minerals.

그러나 [표 2]를 보면 흑운모와 석영의 선별효율과 용수의 폐수처리 차원에서 부유선별 용액의 pH는 3.5일 때 적합하다는 것을 알 수 있다. 여기서 선별효율(%)은 다음과 같은 수식 3으로 계산하였다. However, from [Table 2], it can be seen that the pH of the flotation screening solution is 3.5 in terms of screening efficiency of biotite and quartz and wastewater treatment of water. Here, the screening efficiency (%) was calculated by Equation 3 below.

[수식 3][Equation 3]

Figure 112020119902604-pat00010
Figure 112020119902604-pat00010

[표 2]는 pH에 따른 혼합광물(흑운모+백운모)의 마이크로-부유선별 결과를 표이다.[Table 2] shows the results of micro-floating selection of mixed minerals (biotite + muscovite mica) according to pH.

Figure 112020119902604-pat00011
Figure 112020119902604-pat00011

3. 오염토양 운모류의 마이크로-부유선별3. Micro-floating screening of mica in contaminated soil

불소 오염토양 내 존재하는 거대 운모류 시편을 수선(Hand picking)으로 채취한 다음, 건식 분쇄 후 체분리한 운모류 시료를 대상으로 마이크로-부유선별 실증실험을 수행하였다. 마이크로-부유선별 실증실험의 부유선별 결과는 운모류 시료만을 사용하였으므로, 표준 운모 시료때와 마찬가지로 불소(F) 분석없이 부유된 시료의 무게만을 측정하여 부유선별 산출율(flotation yield, %)을 구하였다. 이때 사용한 운모류의 사용량은 1g이고, 기포제(AF 65)는 1 drop이고, 공기주입량은 80*/hr이고, 부유선별 시약의 조건부여시간은 각각 3분이고, 부유시간(포말회수시간)은 5분 등으로 고정하고 부유선별 실증실험을 수행하였다. 그리고 포수제로는 Armac-T와 Armac-C, 실험수로는 수돗물을 사용하였다. Large mica specimens present in fluorine-contaminated soil were collected by hand picking, and then micro-floating screening empirical experiments were performed on the mica samples that were sieved after dry grinding. The flotation result of the demonstration experiment for micro-floating screening used only mica samples, so as with the standard mica sample, only the weight of the suspended sample was measured without fluorine (F) analysis to obtain the floatation yield (%). . At this time, the amount of mica used is 1g, the foaming agent (AF 65) is 1 drop, the air injection amount is 80*/hr, the conditional time of the flotation screening reagent is 3 minutes each, and the floating time (foam recovery time) is 5 minutes. It was fixed with a back and carried out a demonstration experiment for floating screening. In addition, Armac-T and Armac-C were used as water catchers, and tap water was used as experimental water.

도 7a는 포수제 종류 및 입도군에 따른 운도류의 마이크로-부유선별 산출율을 나타낸 그래프이다. 특히, 부유선별 용수의 pH가 3.5±0.2인 조건에서 포수제(첨가량 1,000g/ton)의 종류(Armac-C, Armac-T) 및 운모류의 입도군에 대한 마이크로-부유선별 산출율을 나타낸 것으로, 포수제의 종류(Armac-C, Armac-T)에 상관없이 입도군이 작아질수록 부유선별 산출율이 증가함을 알 수 있다. 7A is a graph showing the calculation rate for micro-floating selection of Undo-ryu according to the type of catcher and the particle size group. In particular, it shows the calculation rate of micro-floating screening for the type of water catcher (addition 1,000g/ton) (Armac-C, Armac-T) and the particle size group of mica under the condition that the pH of the floating screening water is 3.5±0.2. , Regardless of the type of catcher (Armac-C, Armac-T), it can be seen that the smaller the particle size group, the higher the floating screening yield.

도 7b는 포수제 종류 및 사용량에 따른 운모류의 마이크로-부유선별 산출율을 나타낸 그래프이다. 특히, 부유선별용수의 pH가 3.5±0.2인 조건에서 포수제의 종류(Armac-C, Armac-T) 및 첨가량에 따른 0.5㎜ 이하 운모류에 대한 마이크로-부유선별 산출율을 나타낸 것으로, 포수제의 종류(Armac-C, Armac-T)에 상관없이 첨가량이 증가하면 부유선별 산출량도 증가한다. 그리고 Armac-C에 의한 부유선별 산출율이 Armac-T보다 높은 것을 알 수 있다. 7B is a graph showing the calculation rate for micro-floating selection of mica according to the type and amount of the catcher. In particular, it shows the yield of micro-floating screening for mica less than 0.5 mm depending on the type of catching agent (Armac-C, Armac-T) and the amount added under the condition that the pH of the floating screening water is 3.5±0.2. Regardless of the type (Armac-C, Armac-T), as the addition amount increases, the flotation output also increases. And it can be seen that the calculation rate of flotation selection by Armac-C is higher than that of Armac-T.

도 7b에 나타난 결과로 볼 때, 75 ㎛이하의 입도군 부유는 Armac-T보다 Armac-C가 더 효과적인 포수제 그리고 0.5~0.3㎜의 입도군 운모류 부유에는 Armac-T가 Armac-C보다 약간은 더 효과적인 포수제라고 판단되었다. 이를 확인하기 위해 마이크로-부유선별 부유물에 대한 입도분석을 수행하였다. From the results shown in Fig. 7b, Armac-C is a more effective catcher than Armac-T for particle size group floatation of 75 μm or less, and Armac-T is slightly less than Armac-C for particle size group mica floatation of 0.5 to 0.3 mm. It was judged to be a more effective catcher. To confirm this, particle size analysis was performed on the floating matter by micro-floating screening.

도 8은 포수제의 종류 및 첨가량에 따른 마이크로-부선 부유물의 입도분포도이다. 8 is a particle size distribution diagram of a floating micro-float according to the type and amount of the catcher.

도 9은 0.5㎜ 이하 운모류 및 마이크로-부유선별 부유물에 대한 입도분포도를 나타낸 것으로 포수제 첨가량이 1,000g/ton일 때, Armac-T(tallow - acetic acid salts of n-alkyl amines)에 의해 얻은 부유물의 90% 통과 누적입도(D90)가 382 ㎛로 Armac-C(coconut - acetic acid salts of n-alkyl amines)에 의해 얻은 309 ㎛보다 더 큼을 알 수 있다.Figure 9 shows the particle size distribution of mica and micro-floating sorting suspended matter less than 0.5 mm. When the amount of the catcher added is 1,000 g/ton, the float obtained by Armac-T (tallow-acetic acid salts of n-alkyl amines) It can be seen that the cumulative particle size (D90) of 90% passage is 382 µm, which is greater than 309 µm obtained by Armac-C (coconut-acetic acid salts of n-alkyl amines).

이처럼 도 8과 도 9에서 확인할 수 있듯이, 확실히 75 ㎛ 이하 미립의 운모류 부유에는 Armac-T보다는 Armac-C가 훨씬 더 효과적인 포수제이고, 0.3㎜ 이상의 입도군 운모류 부유에는 Armac-C보다는 Armac-T가 약간 더 효과적인 포수제라는 것을 확인할 수 있다. As can be seen in FIGS. 8 and 9, Armac-C is a much more effective catcher than Armac-T for floating mica of fine particles of 75 μm or less, and Armac-T rather than Armac-C for floating mica of a particle size of 0.3 mm or more. You can see that is a slightly more effective catcher.

하지만, Armac-C와 Armac-T 모두 0.5~0.3㎜의 입도군 운모류 부유율은 7% 내외로 매우 저조한 편이었다. However, in both Armac-C and Armac-T, the floatation rate of mica in the particle size group of 0.5 to 0.3 mm was very low, around 7%.

4. 오염토양의 부유선별 실증실험4. Demonstration test of flotation selection of contaminated soil

물리적 토양세척 공정에 투입되는 오염토양 입도군은 2~0.05㎜이다. 즉 트롬멜을 통해 2㎜ 이상의 자갈이 제거된 토양이 2단의 습식분급기를 거치면서 0.05㎜ 이하의 미립자는 폐기물로 제거되고 2~0.5㎜ 입도군과 0.5~0.05㎜ 입도군으로 분립되어 물리적 토양 세척 공정에 투입된다. The particle size group of contaminated soils input to the physical soil washing process is 2~0.05㎜. In other words, the soil from which gravel of 2 mm or more has been removed through trommel passes through a two-stage wet classifier, and particulates of less than 0.05 mm are removed as waste, and is divided into a 2~0.5㎜ particle size group and a 0.5~0.05㎜ particle size group. It is put into the washing process.

따라서 미립자 운모류의 부유보다 0.5~0.3㎜ 입도군의 부유율에 다소 효과가 좋다고 파악된 포수제 Armac-T와 운모류와 석영의 부유선별에 적합한 pH 3.5의 부유선별 조건에서 부유선별 실증실험을 실시하였다. Therefore, the flotation screening test was conducted under the catching agent Armac-T, which was found to be somewhat more effective in the flotation rate of the particle size group of 0.5 to 0.3 mm than the flotation of particulate mica, and the flotation screening condition of pH 3.5 suitable for flotation screening of mica and quartz. .

먼저, 소정의 입도군으로 제조한 불소 오염토양 슬러리를 공기유량 조절기가 부착된 Sub-A형 부유선별 셀(cell)(용량 1.5ℓ)에 넣고 pH를 3.5±0.2로 맞춘 다음, 소정의 부유선별 시약(포수제, 기포제)을 투입하고, 일정 시간 동안 교반하면서 조건부여(conditioning)하고, 일정량의 압축공기를 주입하면서 일정 시간 동안 부유물을 회수한다. 부유선별 종료 후, 회수한 부유물과 부유선별 셀(cell) 내에 남아있는 불소 오염토양 슬러리를 진공여과하고 여과케익을 완전 건조시켜 부유물(오염토)과 잔여물(정화토)의 무게를 측정하고 알카리침출법으로 자체 분석하였다. First, put the fluorine-contaminated soil slurry prepared in a predetermined particle size group into a Sub-A type floatation cell (capacity 1.5ℓ) equipped with an air flow controller, and adjust the pH to 3.5±0.2, and then the predetermined floatation screening Reagents (foaming agent, foaming agent) are added, conditioning is performed while stirring for a certain period of time, and the suspended matter is recovered for a certain period of time while injecting a certain amount of compressed air. After the flotation screening is complete, the recovered flotation and the fluorine-contaminated soil slurry remaining in the flotation cell are vacuum filtered, and the filter cake is completely dried to measure the weight of the suspended matter (contaminated soil) and the residue (purified soil). It was self-analyzed by leaching.

부유물의 산출율(%), 즉, 오염토 제거율(%) 그리고 불소 제거율(%)을 구하할 수 있다. The yield of floating matter (%), that is, the contaminated soil removal rate (%) and the fluorine removal rate (%) can be calculated.

가. 포수제의 첨가량에 따른 부유선별효율end. Floating screening efficiency according to the amount of water catcher added

불소 농도가 498㎎/㎏인 중저농도 불소 오염토양(D90=484㎛)을 대상으로 Armac-T 첨가량에 따른 부유선별 결과, 포수제 첨가량 100g/ton이면 부유물(오염토)이 4% 제거되면서 불소도 25.2% 제거되어 잔유토의 불소 농도는 390㎎/㎏가 되어 2지역 우려기준치를 만족시켰다. As a result of floating screening according to the amount of Armac-T added to medium and low concentration fluorine-contaminated soil (D90=484㎛) with a fluorine concentration of 498 mg/kg, if the amount of water catcher added 100g/ton, 4% of suspended matter (contaminated soil) was removed and fluorine Fig. 25.2% was removed, and the fluorine concentration in the residual soil became 390 mg/kg, satisfying the 2 area concern criterion.

도 9은 중저농도 불소(498㎎/㎏) 오염토양(D90=484㎛)의 Armac-T 첨가량에 따른 부유선별 결과를 나타낸 그래프이다. 도 10은 중저농도 불소(595㎎/㎏) 오염토양(D90=310㎛)의 Armac-T 첨가량에 따른 부유선별 결과를 나타낸 그래프이다. 도 11은 고농도 불소(1054㎎/㎏) 오염토양의 Armac-T 첨가량에 따른 부유선별 결과를 나타낸 그래프이다. 도 12은 고농도 불소 오염토양(D90=552㎛)의 Armac-T 첨가량에 따른 부유선별 결과를 나타낸 그래프이다. 여기서, 2지역은 공간정보의 구축 및 관리 등에 관한 법률에 따른 지목이 임야, 염전, 대, 창고용지, 하천, 유지, 수도용지, 체육용지, 유원지, 종교용지 및 잡종지인 지역이다. 9 is a graph showing the results of flotation selection according to the amount of Armac-T added in soil (D90 = 484 μm) contaminated with medium and low concentration fluorine (498 mg/kg). 10 is a graph showing the results of flotation selection according to the amount of Armac-T added to soil contaminated with medium and low concentration fluorine (595 mg/kg) (D90 = 310 μm). 11 is a graph showing the results of flotation selection according to the amount of Armac-T added in soil contaminated with high concentration fluorine (1054 mg/kg). 12 is a graph showing the results of flotation selection according to the amount of Armac-T added in high-concentration fluorine-contaminated soil (D90 = 552 μm). Here, the second area is an area in which the land, salt farm, large, warehouse site, river, oil, oil, water supply site, sports site, amusement park, religious site, and hybrid site according to the Act on the Construction and Management of Geospatial Information.

한편, 포수제 첨가량을 증가시킴에 따라 부유되는 오염토양도 증가하여 불소제거율도 증가하였으며, 500g/ton일 때, 오염토제거율은 25%, 그리고 잔유토의 불소 농도가 240㎎/㎏으로, 불소제거율은 63.7%이었다. On the other hand, as the amount of water catcher was increased, the suspended contaminated soil increased and the fluorine removal rate increased. At 500 g/ton, the contaminated soil removal rate was 25%, and the fluorine concentration in the residual soil was 240 mg/kg. The removal rate was 63.7%.

이번에는 불소 농도는 595㎎/㎏로 조금 높으나 입도군은 조금 작은 중/저농도 불소오염토 양(D90=310㎛)을 대상으로 Armac-T 첨가량에 따른 부유선별 결과(도 11에도시됨), 포수제 첨가량 400g/ton이면 부유물로 21% 제거되면서 불소도 47.4% 제거되어 잔여토의 불소 농도는 397㎎/㎏가 되어 2지역 우려기준치를 만족시켰다. 이때의 부유선별조건은 슬러리 농도 2.5%, 조건부여시간은 부유선별 시약별 각각 2분, 공기주입량 2ℓ/min, 포말회수시간 2분이었다. This time, the fluorine concentration was a little high at 595 mg/kg, but the particle size group was a small medium/low concentration fluorine-contaminated soil amount (D90 = 310 μm), and the result of flotation selection according to the amount of Armac-T added (shown in FIG. 11), If the amount of water catcher added was 400g/ton, 21% was removed as a floating matter, and 47.4% of fluoride was also removed, and the fluorine concentration in the residual soil was 397mg/kg, satisfying the level of concern for the 2nd region. At this time, the flotation screening conditions were 2.5% slurry concentration, the conditional time was 2 minutes for each flotation screening reagent, the air injection amount was 2ℓ/min, and the foam recovery time was 2 minutes.

또한, 불소 농도가 1,054㎎/㎏인 고농도 불소 오염토양(D90=478㎛)을 대상으로 Armac-T 첨가량에 따른 부유선별 결과(도 12에 도시됨), 포수제 첨가량이 증가함에 따라 부유되는 오염토양도 증가하여 불소제거율도 증가하였으나 600g/ton까지 증가시켜도 오염 토제거율 24%, 불소제거율 55.7%이었으나 잔유토의 불소 농도가 647㎎/㎏으로 2지역 우려 기준치를 만족시키지 못하였다. In addition, the result of floating screening according to the amount of Armac-T added (shown in Fig. 12) for high-concentration fluorine-contaminated soil with a fluorine concentration of 1,054 mg/kg (D90 = 478 μm), and contamination floating as the amount of water catcher added increased. The soil also increased and the fluoride removal rate increased, but even when the fluoride removal rate was increased to 600 g/ton, the contaminated soil removal rate was 24% and the fluoride removal rate was 55.7%, but the fluorine concentration in the residual soil was 647 mg/kg, which did not satisfy the standard of concern for the 2nd region.

이번에는 불소 농도가 1,044㎎/㎏인 고농도 불소 오염토양(D90=552㎛)을 대상으로 슬러리농도 10%, Armac-T 첨가량 400g/ton 등 동일한 부유선별 조건에서 3회 부유선별을 실시한 결과, 도 13에 나타낸 바와 같이, 부유율 평균 24%, 불소제거율 46%, 잔유 불소 농도 721㎎/㎏이었다. This time, three times of flotation screening under the same flotation conditions, such as 10% slurry concentration and 400 g/ton of Armac-T addition amount, was performed on high-concentration fluorine-contaminated soil (D90=552㎛) with a fluorine concentration of 1,044 mg/kg. As shown in Fig. 13, the average floating ratio was 24%, the fluorine removal ratio was 46%, and the residual fluorine concentration was 721 mg/kg.

도 13은 고농도 오염토양의 주부선-정제부선 결과를 나타낸 그래프이다. 13 is a graph showing the results of the mainbu line-refining line of high-concentration contaminated soil.

이를 통해 불소 오염토양의 농도에 상관없이 Armac-T 첨가량이 400~500g/ton이면 오염토제거율 20~25% 그리고 불소는 50~60% 정도 제거할 수 있으며 급광 입도(Feeding size)에 많은 영향을 받고 있음을 파악하였다. In this way, regardless of the concentration of fluorine-contaminated soil, if the amount of Armac-T added is 400-500g/ton, the contaminated soil removal rate can be removed by 20-25% and fluorine can be removed by 50-60%, which greatly affects the feeding size. I understood that I was receiving it.

따라서, 불소 농도가 1,000㎎/㎏ 이상인 고농도 불소 오염토양의 경우에는 2지역 우려기준치를 만족시키기 위해서는 불소를 60% 이상 제거하기 위한 즉, 불소오염원인 운모류를 좀 더 부유선별하여 제거하기 위한 정제부선(2차 부유선별)을 수행하는 것이 바람직하다. Therefore, in the case of high-concentration fluoride-contaminated soils with a fluorine concentration of 1,000 mg/kg or more, in order to satisfy the concern criterion for area 2, a refinery to remove more than 60% of fluoride, i.e., mica, which is a source of fluoride contamination, is further floated and removed. It is desirable to perform (second flotation screening).

나. 고농도 불소 오염토양의 조부선(1차 부유선별)-정제부선(2차 부유선별)I. High-concentration fluoride-contaminated soils (1st floating screening)-Refining barge (2nd floating screening)

도 14은 불소 농도가 1,044㎎/㎏인 고농도 불소 오염토양(D90=552㎛)을 대상으로 조부선(1차 부유선별) 및 정제부선(2차 부유선별) 결과를 나타낸 그래프이다. FIG. 14 is a graph showing the results of a fluorine-contaminated soil with a fluorine concentration of 1,044 mg/kg (D90 = 552 μm) and a refinery line (first flotation screening) and a refinery flotation line (second flotation screening).

조부선에서는 슬러리농도 10%, Armac-T 첨가량 400g/ton 그리고 정제부선은 조부선 잔여물을 대상으로 슬러리농도 10%, 포수제 첨가량 200g/ton으로 수행하였다. Slurry concentration was 10%, Armac-T added amount 400g/ton in the jobu ship, and the refining ship was carried out with a slurry concentration of 10% and a catcher added amount 200 g/ton for the residues of the Jobu ship.

그래프에서 알 수 있듯이 정제부선을 수행하였지만, 오염토 제거율은 조부선 급광 기준 7%로 매우 저조하였고 불소제거율도 17.4%로 크게 증가하지 못하였다. 즉, 조부선-정제부선 누적 오염토제거율 29% 및 누적 불소제거율 56.7%로 최종 잔여토의 불소 농도는 637㎎/㎏로 우려기준치를 만족시키지 못하였다. 이를 규명하기 위해 조부선 및 정제부선의 급광, 부유물, 잔여물에 대한 입도분석을 수행하였다. As can be seen from the graph, refining was performed, but the contaminated soil removal rate was very low at 7% based on the rapid light of the grandfather ship, and the fluorine removal rate did not increase significantly to 17.4%. That is, the cumulative contaminated soil removal rate of the Jobu-Seon-Jeongbu-seon was 29% and the cumulative fluorine removal rate was 56.7%, and the fluorine concentration of the final residual soil was 637 mg/kg, which did not satisfy the level of concern. In order to clarify this, particle size analysis was performed on the rapid light, suspended solids, and residues of the shipbuilding and refinery ships.

도 15에서 나타나 있듯이 조부선(1차 부유선별)에 공급된 토양시료(급광)의 입도분포도에서 350 ㎛이상의 입도군이 조부선 부유물에서는 거의 보이지 않고 조부선 잔여물에 그대로 존재하고 있음을 알 수 있었다. 또한 정제부선(2차 부유선별)에 공급된 급광(조부선 잔여물)의 입도분포도에 존재하는 350 ㎛이상의 입도군 역시 정제부선 부유물에서는 거의 보이지 않고 정제부선 잔여물에 그대로 존재하고 있음을 알 수 있었다. As shown in Fig. 15, it can be seen that in the particle size distribution diagram of the soil sample (rapid light) supplied to the Jobu boat (first floating screening), a particle size group of 350 µm or more is hardly seen in the Jobu boat float and is present in the Jobu boat residue as it is. there was. In addition, it can be seen that the particle size group of 350 μm or more, which is present in the particle size distribution of the rapid light (remnants of the Jobu ship) supplied to the refinery (second floating screening), is hardly visible in the floatation of the refinery but still exists in the residue of the refinery. there was.

따라서 부유선별에 공급되는 토양시료(급광)의 입도군은 350㎛ 이하가 되어야만 좋은 부유선별 정화효과를 기대할 수 있을 것으로 판단되었다. Therefore, it was judged that a good flotation purification effect could be expected only when the particle size group of soil samples (rapid light) supplied for flotation sorting was 350㎛ or less.

다. 고농도 불소 오염토양의 조부선(1차 부유선별)-재분쇄-정제부선(2차 부유선별) All. High-concentration fluoride-contaminated soils (1st floating screening)-Regrinding-Refining ships (2nd floating screening)

도 15은 불소 농도가 1,044㎎/㎏인 고농도 불소 오염토양(D90=552 ㎛)을 대상으로 조부선(1차 부유선별)-재분쇄-정제부선(2차 부유선별) 결과를 나타낸 그래프이다. 15 is a graph showing the results of the Jobu line (first flotation screening)-regrind-purification bar line (second flotation screening) targeting high-concentration fluorine-contaminated soil (D90=552 μm) with a fluorine concentration of 1,044 mg/kg.

도 15를 참조하면, 조부선(1차부선)과 정제부선(2차부선)의 급광, 부유물 및 잔유물 입도분포도가 도시된다. Referring to FIG. 15, a particle size distribution diagram of light, floating matter, and remnants of the coarse line (primary line) and the refinery line (second line) is shown.

조부선에서는 슬러리 농도 10%, Armac-T 첨가량 400g/ton으로 수행하고 계속해서 조부선 잔여물을 로드 밀(Rod mil)로 90% 통과누적입도(D90)가 300 ㎛되도록 습식분쇄한 다음, 포수제는 조부선 첨가량의 ½에 해당하는 양을 첨가하고 정제부선을 수행하였다. In the Jobu Ship, the slurry concentration was 10% and the amount of Armac-T added was 400 g/ton, and the residues of the Jobu Ship were then wet-milled with a rod mil so that the 90% cumulative particle size (D90) was 300 µm, and then catcher. For the sake of brewing, ½ of the added amount of jobu-seon was added and refining was carried out.

도 15에서 알 수 있듯이, 재분쇄 후 정제부선을 수행한 결과, 오염토제거율은 34%로 많이 증가하였고, 불소제거율도 70%로 크게 증가하여, 조부선-정제부선 누적 오염토제거율 50% 및 누적 불소제거율 83%로 최종 잔여토의 불소 농도는 355㎎/㎏로 2지역 우려기준치를 충분히 만족시키었다. As can be seen from FIG. 15, as a result of performing the refining barge after re-crushing, the contaminated soil removal rate increased a lot to 34%, and the fluorine removal rate also increased significantly to 70%, so that the cumulative soil removal rate of the jobu line-refining barge 50% and The cumulative fluoride removal rate was 83%, and the fluorine concentration in the final residual soil was 355 mg/kg, which satisfies the level of concern for the 2nd region.

이를 규명하기 위해 조부선 및 정제부선의 급광, 부유물, 잔여물에 대한 입도 분석을 수행하였다. 조부선(1차 부유선별)에 공급된 토양시 료(급광)의 입도분포도에서 350 ㎛이상의 입도군이 조부선 부유물에서는 거의 보이지 않고 조부선 잔여물에 그대로 존재하고 있음을 알 수 있었다. 그러나 정제부선(2차 부유선별)을 수행하기 전에 조부선 잔여물을 Rod mill로 D90이 300 ㎛되도록 재분쇄하였다. 이를 통해 조부선에서 부유되지 못하는 입도군(+350㎛)을 없애고 부수적으로 단체분리도(liberation of degree)도 높인 분쇄산물(조부선 잔여물의 분쇄산물, D90=276㎛)을 정제부선 급광으로 공급하여 부유선별을 수행하였더니 오염토 제거율이 높아짐과 동시에 불소제거율이 급격히 증가하였다. To clarify this, particle size analysis was performed on the rapid light, suspended solids, and residues of the shipbuilding and refinery ships. In the particle size distribution of soil samples (rapid light) supplied to the Jobu ship (first flotation screening), it was found that a particle size group of 350 µm or more was hardly seen in the Jobu ship's float, but still exists in the Jobu ship's residue. However, before performing the refining floatation (second floatation), the residues of the crude floatation were re-pulverized with a rod mill so that D90 was 300 μm. This eliminates the particle size group (+350㎛) that cannot be floated on the ship, and supplies the crushed product (crushed product of the remains of the shipbuilder, D90 = 276㎛) with an incidental degree of liberation to the refinery ship. Therefore, when floating screening was performed, the rate of removal of contaminated soil increased and the rate of removal of fluoride increased rapidly.

따라서 부유선별 공정에서는 분쇄처리용량 및 미립자 과다발생을 최소화하기 위해 1차 분쇄 공정에서는 D90이 0.5㎜되도록 분쇄하여 조부선(1차 부유선별) 공정에 투입하고 조부선공 정에서 2지역 우려기준(400㎎/㎏)을 만족시키지 못하였을 경우, 정제부선(2차 부유선별)에 앞서 D90이 0.3㎜되도록 재분쇄하여 투입하면 정화효과를 기대할 수 있을 것으로 판단되었다. Therefore, in the flotation sorting process, in order to minimize the pulverization processing capacity and excessive generation of fine particles, in the first pulverization step, D90 is pulverized to 0.5 mm and put into the grandfather ship (first flotation screening) process. Mg/kg) was not satisfied, it was judged that the purification effect could be expected if D90 was regrind to 0.3mm before the refining float (second floating screening).

라. 오염토양 슬러리 농도에 따른 부유선별효율la. Floating screening efficiency according to the concentration of contaminated soil slurry

현장에서의 오염토양 정화처리 속도(단위시간당 처리량)는 슬러리 농도와 밀접한 관계가 있다. 일반적으로 슬러리 농도가 낮을수록 정화효율이 높아지지만 단위시간당 처리량은 감소하며, 반대로 슬러리 농도를 높일수록 단위시간당 처리량은 증가하지만 정화효율은 감소하는 경향이 예상된다. The rate of purification of contaminated soil at the site (throughput per unit time) is closely related to the concentration of the slurry. In general, the lower the slurry concentration, the higher the purification efficiency, but the throughput per unit time decreases. Conversely, the higher the slurry concentration, the higher the throughput per unit time, but the purification efficiency is expected to decrease.

따라서 토양정화처리 장치의 구성과 장치별 용량을 결정하기 위해 최적의 단위시간당 처리량(슬러리 농도)과 정화 공정도를 파악하는 것이 중요하다. Therefore, it is important to understand the optimum treatment amount per unit time (slurry concentration) and the purification process chart in order to determine the composition of the soil purification treatment device and the capacity of each device.

도 16은 슬러리 농도별 중저농도 오염토양 부선 결과를 나타낸 그래프이고, 도 17은 슬러리 농도별 고농도 오염토양 부선 결과를 나타낸 그래프이다. 특히, 도 16은 불소 농도가 499㎎/㎏인 중저농도 불소 오염토양(D90=543 ㎛)을 대상으로 슬러리 농도 증가에 따른 부유선별 결과를 나타낸 그래프이다. 도 17은 불소 농도가 1,044㎎/㎏인 고농도 불소 오염토양(D90=552 ㎛)을 대상으로 슬러리 농도 증가에 따른 부유선별 결과를 나타낸 그래프이다. FIG. 16 is a graph showing the results of flotation of medium and low concentration contaminated soil by slurry concentration, and FIG. 17 is a graph showing the results of flotation of high concentration contaminated soil by slurry concentration. In particular, FIG. 16 is a graph showing the results of flotation selection according to an increase in slurry concentration for medium-low-concentration fluorine-contaminated soil (D90 = 543 µm) having a fluorine concentration of 499 mg/kg. 17 is a graph showing the result of flotation selection according to an increase in slurry concentration for high-concentration fluorine-contaminated soil (D90 = 552 μm) having a fluorine concentration of 1,044 mg/kg.

도 17에서, 슬러리 농도 증가에 오염토 제거율은 약간씩 감소하여 불소제거율은 약간씩 증가하는 경향을 보이고 있다. 하지만, 정화효율 측면에서 볼 때 공정상 큰 영향을 미치지는 않고 있다. In FIG. 17, the removal rate of contaminated soil slightly decreases as the slurry concentration increases, so that the fluorine removal rate increases slightly. However, in terms of purification efficiency, it does not have a significant effect on the process.

따라서 현장에서의 오염 토양 정화처리 속도를 정화효율의 안정성 및 경제성 측면에서 고려해 볼 때, 2지역 토양오염 우려기준(F 400㎎/㎏)을 충분히 만족시키면서 처리속도를 극대화시킬 수 있는 슬러리 농도는 30%가 적합하다는 판단되었다. Therefore, when considering the rate of purification of contaminated soil at the site in terms of stability of purification efficiency and economical efficiency, the concentration of slurry that can maximize the processing speed while sufficiently satisfying the level of concern for soil contamination in area 2 (F 400 mg/kg) is 30. % Was judged appropriate.

마. 결과hemp. result

부유선별(Armac-T 300g/ton)에 의한 불소제거율은 중저농도 오염토양은 36.7%, 고농도 오염토양에 대해서는 47.2%를 보였다. 따라서 불소 농도가 550㎎/㎏ 이하인 중저농도 오염토양은 조부선(1차 부유선별) 공정만으로도 정화 가능하며, 고농도 오염토양은 불소제거율은 높지만 2차 부유선별 공정이 필요하다.The fluoride removal rate by floating screening (Armac-T 300g/ton) was 36.7% for medium and low concentration soils and 47.2% for high concentration soils. Therefore, medium and low concentration contaminated soils with a fluorine concentration of 550 mg/kg or less can be purified only by the Jobu-seon (first flotation screening) process, and high-concentration contaminated soils have a high fluoride removal rate, but a second flotation screening process is required.

그러나, 고농도 불소 오염토양을 정화할 경우에는 분쇄처리용량 및 미립자 과다발생을 최소화하기 위해 1차 분쇄 공정에서는 D90이 0.5㎜되도록 분쇄하여 조부선(1차 부유선별) 공정에 투입하고, 조부선 공정에서 2지역 우려기준(400㎎/㎏)을 만족시키지 못하였을 경우, 정제부선(2차 부유선별)에 앞서 D90이 0.3㎜되도록 재분쇄하여 투입하면 우려 기준을 만족시키는 정화 효과를 기대할 수 있다. However, in the case of purifying high-concentration fluorine-contaminated soil, in order to minimize the pulverization treatment capacity and excessive generation of fine particles, in the first pulverization process, the D90 is pulverized so that 0.5 mm is put into the shipbuilding (first flotation screening) process, and the shipbuilding process In the case where the concern criterion for area 2 (400 mg/kg) is not satisfied, the purification effect that satisfies the concern criterion can be expected if the D90 is re-grinded to 0.3 mm before the refining barge (second floating screening).

이상에서 설명된 바와 같이, 본 발명에 따르면, 불소 오염물질을 함유하는 입자와 미함유 입자의 물리화학적 표면특성인 소수성-친수성의 차이를 이용하여 토양에 존재하는 불소와 같은 특정 오염물을 기포에 부착한 후 부유시켜 선별할 수 있다. As described above, according to the present invention, by using the difference in hydrophobicity-hydrophilicity, which is the physicochemical surface property of particles containing and without fluorine contaminants, specific contaminants such as fluorine in the soil are attached to the air bubbles. It can be floated and sorted.

이상에서는 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the above has been described with reference to Examples, those skilled in the art can variously modify and change the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention described in the following claims. You can understand.

T-201 : 투입호퍼 T-202 : 투입 콘베이어
T-203 : 습식파쇄기 T-204 : 습식자력 선별기
CT-201 : 황산 저장탱크 CP-201 : 황산 주입펌프
CT-202 : 포수제 저장탱크 CP-202 : 포수제 주입펌프
CT-203 : 기포제 저장탱크 CP-203 : 기포제 주입펌프
T-205A/B : 부유선별 컨디셔너 T-206 : 부유선별기
T-206-1 : 부유선별기 이송탱크 T-208 : 중간이송저수조
CT-204 : 중화제 저장탱크 T-209 : 침사지
T-210 : 응집조 CT-205 : 응집제 저장탱크
T-211 : 침전조 T-212 : 슬러지 저장조
T-213 : 집수조 스컴탱크 T-214 : 공정수 저장조
T-215 : 보충수 저장조 T-216A, T-216B : 제1 및 제2 필터프레스
T-217 : 습식 세정장치 T-218 : 콤프레샤
110 : 수소 이온 농도 조절부 120 : 포수제 교반조
130 : 기포제 교반조 140 : 부유물 회수부
150 : 여과-건조부 160 : 산출부
T-201: input hopper T-202: input conveyor
T-203: Wet Crusher T-204: Wet Magnetic Separator
CT-201: sulfuric acid storage tank CP-201: sulfuric acid injection pump
CT-202: water catcher storage tank CP-202: water catcher injection pump
CT-203: foaming agent storage tank CP-203: foaming agent injection pump
T-205A/B: Float sorting conditioner T-206: Float sorting machine
T-206-1: Float sorter transfer tank T-208: Intermediate transfer reservoir
CT-204: neutralizing agent storage tank T-209: grit site
T-210: coagulation tank CT-205: coagulant storage tank
T-211: Settling tank T-212: Sludge storage tank
T-213: collection tank scum tank T-214: process water storage tank
T-215: Make-up water storage tank T-216A, T-216B: 1st and 2nd filter press
T-217: wet cleaning device T-218: compressor
110: hydrogen ion concentration control unit 120: water catcher stirring tank
130: agitating tank made of foam 140: floating material recovery unit
150: filtration-drying unit 160: calculating unit

Claims (10)

(i) 소정의 입도군으로 제조한 불소 오염토양 슬러리를 공기유량 조절기가 부착된 부유선별 셀에 투입하고 pH를 3.5±0.2로 맞추는 단계;
(ii) 불소 오염원인 운모류의 표면에 흡착하여 그 표면을 소수성으로 변화시켜 기포에 부착을 용이하게 하는 부유선별 시약인 포수제를 단계(i)의 결과물에 첨가하면서 교반하는 단계;
(iii) 단계(ii)의 결과물에서 제1 반응시간이 경과된 후 기포제를 첨가하면서 교반하는 단계;
(iv) 단계(iii)의 결과물에서 제2 반응시간이 경과된 후 압축 공기 주입 및 부유물을 회수하는 단계;
(v) 부유 시간이 경과한 부유선별 종료 후 회수한 부유물과 부유선별 셀 내에 남아있는 토양 슬러리를 여과 및 건조하는 단계; 및
(vi) 무게 측정을 통해 부유물의 산출율(Yield of floating product, YF, 또는 오염토 제거율) 및 불소 제거율(Removal of fluoride by floation, Rm)을 산출하는 단계를 포함하되,
상기 부유물의 산출율은,
Figure 112021012338611-pat00035
(여기서, R은 원시료의 무게(g), F는 부유물의 무게(g))에 의해 산출되고,
상기 불소 제거율은,
Figure 112021012338611-pat00036
(여기서, Rr'은 원시료의 F 함량, Ff'은 부유물의 F 함량, Ss'은 잔유물의 F 함량, S는 잔유물의 무게(g), r'은 원시료내 F 농도(mg/kg), s'은 잔류물내 F 농도(mg/kg))에 의해 산출되는 것을 특징으로 하는 불소 오염토양 부유선별 방법.
(i) adding a fluorine-contaminated soil slurry prepared in a predetermined particle size group to a floating screening cell equipped with an air flow controller and adjusting the pH to 3.5±0.2;
(ii) stirring while adding to the resultant of step (i) a catching agent, which is a flotation screening reagent, which is adsorbed to the surface of mica as a source of fluorine contamination and changes its surface to hydrophobicity to facilitate attachment to air bubbles;
(iii) stirring while adding a foaming agent after the first reaction time has elapsed in the resultant of step (ii);
(iv) injecting compressed air and recovering the suspended matter after the second reaction time has elapsed in the resultant product of step (iii);
(v) filtering and drying the recovered suspended matter and the soil slurry remaining in the flotation cell after completion of the flotation screening after the passage of the flotation time has elapsed; And
(vi) including the step of calculating the yield of floating product (Yeld of floating product, Y F , or contaminated soil removal rate) and the removal rate of fluorine (Removal of fluoride by floation, R m ) through weight measurement,
The yield of the floating material is,
Figure 112021012338611-pat00035
(Where, R is calculated by the weight of the raw material (g), F is the weight of the floating material (g)),
The fluorine removal rate is,
Figure 112021012338611-pat00036
(Where, Rr' is the F content of the raw material, Ff' is the F content of the suspension, Ss' is the F content of the residue, S is the weight of the residue (g), and r'is the F concentration in the raw material (mg/kg). , s'is the flotation screening method of fluorine-contaminated soil, characterized in that calculated by the F concentration in the residue (mg/kg)).
제1항에 있어서, 직경이 0.3mm 내지 0.5mm인 입도군의 불소 오염토양 슬러리는 조부선(rougher flotation)에 의해 처리되고, 직경이 0.3mm보다 작은 인도군의 불소 오염토양 슬러리는 정제부선에 의해 처리되는 것을 특징으로 하는 불소 오염토양 부유선별 방법. The method of claim 1, wherein the fluorine-contaminated soil slurry of the particle size group having a diameter of 0.3 mm to 0.5 mm is treated by a rougher flotation, and the fluorine-contaminated soil slurry of the Indian group having a diameter of less than 0.3 mm is applied to the refining barge. Float screening method for fluorine-contaminated soil, characterized in that it is treated by. 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 포수제는, Armac-C 또는 Armac-T를 포함하는 것을 특징으로 하는 불소 오염토양 부유선별 방법. The method of claim 1, wherein the water catcher contains Armac-C or Armac-T. 제4항에 있어서, 상기 Armac-T는 300g/ton인 것을 특징으로 하는 불소 오염토양 부유선별 방법. The method of claim 4, wherein the Armac-T is 300 g/ton. 제1항에 있어서, 상기 기포제는, AF65를 포함하는 것을 특징으로 하는 불소 오염토양 부유선별 방법. The method of claim 1, wherein the foaming agent contains AF65. 제6항에 있어서, 상기 AF65는 50g/ton인 것을 특징으로 하는 불소 오염토양 부유선별 방법. The method of claim 6, wherein the AF65 is 50 g/ton. 제1항에 있어서, 상기 압축 공기는 2.0L/min의 공기주입량으로 주입되는 것을 특징으로 하는 불소 오염토양 부유선별 방법. The method of claim 1, wherein the compressed air is injected at an air injection amount of 2.0 L/min. 공기유량 조절기가 부착된 부유선별 셀을 구비하여 소정의 입도군으로 제조된 불소 오염토양 슬러리를 투입받아 pH를 3.5±0.2로 맞추는 수소 이온 농도 조절부;
불소 오염원인 운모류의 표면에 흡착하여 그 표면을 소수성으로 변화시켜 기포에 부착을 용이하게 하는 부유선별 시약인 포수제를 첨가하면서 교반하는 포수제 교반조;
상기 포수제 첨가후 제1 반응시간이 경과된 후 기포제를 첨가하면서 교반하는 기포제 교반조;
상기 기포제 첨가후 제2 반응시간이 경과된 후 압축 공기를 주입하고 부유물을 회수하는 부유물 회수부;
부유 시간이 경과한 부유선별 종료 후 회수한 부유물과 부유선별 셀 내에 남아있는 토양 슬러리를 여과 및 건조하는 여과-건조부; 및
무게 측정을 통해 부유물의 산출율(Yield of floating product, YF, 또는 오염토 제거율) 및 불소 제거율(Removal of fluoride by floation, Rm)을 산출하는 산출부를 포함하되,
상기 부유물의 산출율은,
Figure 112021012338611-pat00037
(여기서, R은 원시료의 무게(g), F는 부유물의 무게(g))에 의해 산출되고,
상기 불소 제거율은,
Figure 112021012338611-pat00038
(여기서, Rr'은 원시료의 F 함량, Ff'은 부유물의 F 함량, Ss'은 잔유물의 F 함량, S는 잔유물의 무게(g), r'은 원시료내 F 농도(mg/kg), s'은 잔류물내 F 농도(mg/kg))에 의해 산출되는 것을 특징으로 하는 불소 오염토양 부유선별 시스템.
A hydrogen ion concentration control unit having a floating screening cell with an air flow rate controller attached thereto to receive a fluorine-contaminated soil slurry prepared in a predetermined particle size group and adjust the pH to 3.5±0.2;
A water catcher stirring tank for adsorbing on the surface of mica, which is a source of fluorine contamination, to change the surface to hydrophobicity and stirring while adding a catcher, which is a floating screening reagent that facilitates attachment to the air bubbles;
A foaming agent stirring tank for stirring while adding a foaming agent after the first reaction time has elapsed after the addition of the foaming agent;
A floating material recovery unit for injecting compressed air and recovering the floating material after the second reaction time has elapsed after the addition of the foaming agent;
A filtration-drying unit for filtering and drying the recovered suspended matter and the soil slurry remaining in the floatation cell after completion of the floatation after the floating time has elapsed; And
It includes a calculation unit that calculates the yield of floating product (Y F , or contaminated soil removal rate) and the fluorine removal rate (Removal of fluoride by floation, R m ) through weight measurement,
The yield of the floating material is,
Figure 112021012338611-pat00037
(Where, R is calculated by the weight of the raw material (g), F is the weight of the floating material (g)),
The fluorine removal rate is,
Figure 112021012338611-pat00038
(Where, Rr' is the F content of the raw material, Ff' is the F content of the suspension, Ss' is the F content of the residue, S is the weight of the residue (g), and r'is the F concentration in the raw material (mg/kg). , s'is a fluorine-contaminated soil flotation screening system, characterized in that calculated by the F concentration in the residue (mg/kg)).
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