KR102313805B1 - 조대한 재료와 미세한 재료를 스크러빙하고 분류하기 위한 시스템 및 그의 방법 - Google Patents
조대한 재료와 미세한 재료를 스크러빙하고 분류하기 위한 시스템 및 그의 방법 Download PDFInfo
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Abstract
조대한 입자와 미세한 입자를 스크러빙하고 분류하기 위한 시스템(100) 및 그의 방법이 개시된다. 본 시스템(100)은 재료를 최대 5개의 크기로 분류하기 위해 스크러빙, 하이드로 사이클론닝, 헹굼, 사이징(sizing), 탈수 및 전달을 위한 설비를 통합하고 있다. 본 시스템(100)은 다양한 산업에서 사용될 수 있도록 실리카, 점토 및 알루미나분과 같은 표면 오염물이 실질적으로 감소된 분류되는 세척된 제품을 상이한 원료로부터 추출할 수 있다. 이 제안된 시스템 및 방법은 제강의 비용, 생산성 및 효율을 상당히 개선시킨다. 다른 예는, 재료에 유해물로서 존재하는 점토 및 초미세물을 효율적으로 제거하는 것이 시멘트 사용을 상당히 낮출 수 있고 또한 콘크리트의 전체 강도를 개선할 수 있는 건설과 같은 산업의 생산성을 향상시키고 가치를 더해주는 것이다.
Description
본 발명은 재료 과학 및 광물 공학에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 완전한 재료 사이징(sizing) 방안을 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.
현재의 고체 분류 시스템
현재 건식 또는 습식 분류를 위해, 건식 및 습식 스크린과 같은 장비가 사용되어 더 조대한 입자(coarser particles)를 분류하고, 더 미세한 용도로는 스크류/버킷 휠 분류기가 사용된다. 건식 분류의 경우, 단일 유닛으로부터 제조될 수 있는 제품의 수는 크게 제한되며, 또한 먼지 오염을 발생시킨다. 이 외에도, 건식 시스템은 습기를 갖는 재료를 분류하는데는 매우 비효율적이다. 건식 스크린 및 습식 스크린 모두는 재료의 표면에 달라 붙은 오염물을 효과적으로 제거할 수 없고, 단일 유닛으로 제조될 수 있는 제품의 수에 제한을 받는다. 스크류/버킷 휠 분류기의 경우, 이는 더 조대한 입자를 분류하는데는 사용될 수 없고 일반적으로 더 미세한 입자로부터 점토를 제거하는데 사용된다. 이 장비는 또한 표면 오염물을 제거하거나 또는 단일의 유닛에서 복수 크기의 제품을 제조하지는 못한다.
현재 기술의 단점
현재 분류는 상기 장비를 격리된 상태로 사용하고 처리할 수 있는 재료의 크기 및 단일의 유닛으로 사용자에게 전달할 수 있는 제품의 수에 제한을 받는다. 예컨대, 건식/습식 스크린 또는 스크류 분류기/버킷 휠은 재료들을 다른 크기로 절단하지만, 제품은 여전히 실리카, 점토 및 알루미나와 같은 다른 이물질을 포함하며, 거절 대상 역시 다량의 사용가능 재료를 포함한다. 그래서 이 재료는 거절 대상으로부터 사용가능 재료를 회수하기 위해 다른 시스템을 사용하여 처리되어야 한다. 이 시스템에서 나온 최종 제품은 재료의 표면에 달라 붙은 이물질을 여전히 포함하고 있으며, 어떤 스크러빙 및 헹굼 작용도 없기 때문에 적절히 정화되지 않는다. 그래서, 유해한 물질을 재료에서 제거하여 그 재료의 충분한 잠재성을 최대화하기 위해서는 추가적인 스크러빙 시스템이 요구된다. 또한 그러한 시스템에서는 매우 미세한 재료를 회수하기 위한 공정이 없고, 이 때문에 사용자는 거절 대상을 재처리하기 위해 별도의 미세 물질 회수 시스템을 설치해야 하는데, 그렇지 않으면 중요한 천연 자원이 크게 낭비된다.
위에서 언급한 단점들을 감안하여, 재료 및/또는 광물을 포함할 수 있는 물질을 분류하기 위해 스크러빙, 하이드로 사이클론닝, 헹굼, 사이징(sizing), 탈수 및 전달을 위한 설비를 단일로 제공하는 효율적인 통합형 시스템이 필요하다.
본 요약은 조대한 입자와 미세한 입자를 스크러빙하고 분류하기 위한 시스템 및 그의 방법에 관한 개념을 소개하기 위해 제공되는 것이며, 그 개념은 상세한 설명에서 더 설명될 것이다. 본 요약은 청구 대상 내용의 본질적인 특징을 나타내는것이 아니고 또한 청구 대상 내용의 범위를 결정하거나 한정하는데 사용되는 것도 아니다.
전술한 문제들을 다루고, 재료를 분류하기 위해 스크러빙, 하이드로 사이클론닝, 헹굼, 사이징(sizing), 탈수 및 전달과 같은 여러 기술을 조합한 시스템을 제공함으로써 본 발명에서 해결 방안이 얻어진다.
그러므로, 본 발명의 주 목적은, 전체적인 플랜트 풋프린트를 최소로 유지하고 물의 이용을 최대로 하며 실리카, 점토 및 알루미나 등의 제거가 효과적으로 이루어지고 그래서 사용자에게 더 낮은 생산비의 이득을 보장하면서, 재료 및 광물 산업을 위한 단일의 통합형 시스템에서 최대 5종의 제품(조대한 제품 및 미세한 제품 모두)을 스크러빙하고 분류하기 위한 시스템, 공정 및 장치를 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 미세한 사용가능 입자를 재활용하고 천연 자원의 낭비를 제한하여 회수를 최대화하는 것이다.
본 발명의 일 양태에서, 본 발명은, 단일의 컴팩트한 통합형 설계로 재료를 최대 5개 크기로 분류하기 위해 스크러빙, 하이드로 사이클론닝, 헹굼, 사이징, 탈수 및 전달을 위한 설비를 통합하는 최초의 기술인 것이다. 본 시스템은 다양한 산업에서 사용될 수 있도록 실리카, 점토 및 알루미나분과 같은 표면 오염물이 실질적으로 감소된 분류되는 세척된 제품을 상이한 원료로부터 추출할 수 있다. 본 발명의 일 사용예는, 노(furnace) 또는 가마에서의 상류 처리를 위해 매일 사용되는 고품질의 풍부한 철광석으로 된 최대 5개의 다른 크기를 갖는 재료를 제조하는 것이다. 본 발명은 제강의 비용, 생산성 및 효율을 상당히 개선시킬 것이다. 다른 예는, 재료에 유해물로서 존재하는 점토 및 초미세물을 효율적으로 제거하는 것이 시멘트 사용을 상당히 낮출 수 있고 또한 콘크리트의 전체 강도를 개선할 수 있는 건설과 같은 산업의 생산성을 향상시키고 가치를 더해주는 것이다.
따라서, 본 발명의 일 실시 형태에서, 인클로저 내에 들어 있는 복수의 물질을 스크러빙하고 분류하기 위한 방법을 수행하는 시스템(100)이 개시된다. 이 시스템은, 상기 인클로저를 사용하여 공급되는 마멸 워시 박스(AWB)(01) - 그리하여, 공급 물질의 표면으로부터 유해 물질을 제거하기 위해 적절한 양의 고압수가 AWB(01)의 혼합물 관에 추가됨 -; 특정 데크(deck)의 헹굼 스크린(02); 적어도 하나의 조대한(coarse)제품을 저장하기 위한 적어도 하나의 통합형 제품 컨베이어 - 이 통합형 제품 컨베이어는 제품 컨베이어-1, 제품 컨베이어-2 및 제품 컨베이어-3 중에서 선택됨 -; 슬러리 펌프-1(05)와 특수한 종류의 파이프라인을 통한 특정 압력을 갖는 일 세트의 주 하이드로 사이클론(들)(04) - 주 하이드로 사이클론(들)은 웅덩이-1(03)로부터 슬러리 펌프-1(05)를 통해 혼합물을 받고 찌끼로서 적어도 하나의 미세한 입자를 제거하여 적어도 하나의 거절 대상을 제거하게 됨 -; 분할형 사이징 및 탈수 스크린(10)의 적어도 일 부분에 배출하기 위한 분할형 공급 박스(09); 제 1 미세 제품을 저장하기 위한 제품 컨베이어-4(11); 슬러리 펌프-2(15)와 특수한 종류의 파이프라인을 통한 특정 압력을 갖는 일 세트의 보조 하이드로 사이클론(들)(14) - 보조 하이드로 사이클론(들)(14)은 웅덩이-2(13)로부터 슬러리 펌프-2(15)를 통해 혼합물을 받고 찌끼로서 적어도 하나의 미세한 입자를 제거하여 적어도 하나의 거절 대상을 제거하게 됨 -; 분할형 사이징 및 탈수 스크린(10); 제 2 미세 제품을 저장하기 위한 제품 컨베이어-5(12); 및 상기 시스템(100)에 의해 수행되는 방법을 모니터링하도록 구성된 프로그래머블 논리 제어 모터 제어 패널(16)을 포함한다.
본 발명의 다른 실시 형태에서는, 시스템(100)에서 인클로저(enclosure) 내에 들어 있는 복수의 물질을 스크러빙하고 분류하기 위한 방법이 개시된다. 이 방법은 다음과 같은 단계들을 포함한다:
● 마멸 워시 박스(AWB)(01)에 상기 물질을 수용하여, 수용된 물질을 스크러빙하는 단계;
● AWB(01)로부터 상기 물질을 헹굼 스크린(02)에 배출하고, 그리하여
적어도 하나의 크기를 갖는 조대한 세척된 제품을 분류하기 위해 적절한 양의 가압수를 헹굼 스크린(02)에 추가하며,
적어도 하나의 크기를 갖는 상기 얻어진 조대한 세척된 제품을 탈수해서 배출시키며, 그리고
적어도 하나의 크기를 갖는 상기 얻어진 조대한 세척된 제품을 회수하고 저장을 위해 적어도 하나의 통합형 제품 컨베이어에 제공하는 단계 - 상 기 통합형 제품 컨베이어는 제품 컨베이어-1, 제품 컨베이어-2 및 제품 컨베이어-3 중에서 선택됨 -;
● 상기 헹굼 스크린(02)에서 나온 회수된 물을 얻어진 모든 미세한 입자와 함께 슬러리 형태로 웅덩이-1(03)에 배출하는 단계;
● 상기 슬러리를 슬러리 펌프-1(05)를 통해 펌핑하여 특정 압력으로 주 하이드로 사이클론(들)(04)에 보내는 단계;
● 웅덩이-1(03) 및 슬러리 펌프-1(05)로부터 혼합물을 얻고 동시에 적어도 하나의 거절 대상을 제거하는 단계;
● 주 하이드로 사이클론(04)에 의해 슬러리 형태로 얻어진 미세한 입자를 분할형 공급 박스(09)에 배출하는 단계;
● 제 1 미세 제품의 회수를 위해, 얻어진 미세한 입자를 탈수하고 분할형 사이징 및 탈수 스크린(10)에 배출하는 단계;
● 얻어진 상기 제 1 미세 제품을 탈수하고 저장을 위해 제품 컨베이어-4(11)에 전달하는 단계;
● 상기 분할형 사이징 및 탈수 스크린(10)에서 나온 얻어진 미세한 입자와 함께 언더플로우를 재처리를 위해 슬러리 형태로 웅덩이-2(13)에 배출하는 단계;
● 상기 슬러리를 슬러리 펌프-2(15)를 통해 펌핑하여 특정 압력으로 보조 하이드로 사이클론(14)에 보내는 단계;
● 웅덩이-2(13) 및 슬러리 펌프-2(15)로부터 혼합물을 얻고 동시에 적어도 하나의 거절 대상을 제거하는 단계;
● 제 2 미세 제품의 회수를 위해, 얻어진 미세한 입자를 상기 분할형 사이징 및 탈수 스크린(10)에서 탈수시키고 배출하는 단계;
● 얻어진 제 2 미세 제품을 회수하고 저장을 위해 제품 컨베이어-5(12)에 전달하는 단계; 및
● 주 하이드로 사이클론(들)(04) 및 보조 하이드로 사이클론(들)(14)으로부터 거절 대상 초미세 입자들을 물과 함께 배출하는 단계.
이들 및 다른 특징과 이점들은 예시적인 실시 형태에 대한 이하의 상세한 설명으로부터 명확히 알 수 있을 것이며, 상세한 설명은 첨부 도면과 관련하여 읽혀져야 한다.
상세한 설명은 첨부 도면을 참조하여 설명된다. 도면에서, 참조 번호의 맨 좌측 자릿수는 그 참조 번호가 처음 나오는 도를 나타낸다. 유사한 부분 또는 구성 요소를 나타내기 위해 동일한 번호가 도면에서 사용된다.
대응하는 참조 부호는 몇 개의 도에 걸쳐 대응하는 부분을 나타낸다. 여기에 나타나 있는 예는 일 형태로 본 발명의 바람직한 실시 형태를 도시하며, 그러한 예는 본 발명의 범위를 어떤 식으로든 한정하는 것으로 생각해서는 아니 된다.
도 1 은 본 주제의 일 실시 형태에 따른, 나타나 있는 다양한 재료를 스크러빙하고 분류하기 위한 본 발명의 방법 흐름과 함께 시스템을 도시한다.
도 2 는 본 주제의 일 실시 형태에 따른, 나타나 있는 다양한 재료를 스크러빙하고 분류하기 위한 본 발명의 방법 흐름을 도시한다.
도 3 은 본 주제의 일 실시 형태에 따른 제안된 시스템(100)의 평면도(상면도)를 도시한다.
도 4 는 본 주제의 일 실시 형태에 따른 제안된 시스템(100)의 입면도(측면도)를 나타낸다.
당업자라면 도면에 있는 구성 요소들은 단순성과 명확성을 위해 도시되어 있고 축척에 맞게 그려지지 않을 수 있음을 이해할 것이다. 예컨대, 본 개시의 다양한 예시적인 실시 형태에 대한 이해를 돕기 위해, 도면에 있는 일부 구성 요소들의 치수는 다른 구성 요소에 비해 과장될 수 있다.
첨부 도면은 본 발명의 개념을 도시하기 위한 목적이고 축척에 맞지 않을 수 있음을 이해해야 한다.
도 2 는 본 주제의 일 실시 형태에 따른, 나타나 있는 다양한 재료를 스크러빙하고 분류하기 위한 본 발명의 방법 흐름을 도시한다.
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첨부 도면은 본 발명의 개념을 도시하기 위한 목적이고 축척에 맞지 않을 수 있음을 이해해야 한다.
본 출원의 상기 목적, 기술적 해결 방안 및 이점들을 더 잘 이해할 수 있도록, 이하 첨부 도면을 참조하여 실시 형태를 설명하도록 한다.
본 발명의 목적, 이점 및 다른 신규한 특징들은, 이하의 상세한 설명을 첨부된 청구 범위 및 첨부 도면과 함께 읽으면 그 상세한 설명으로부터 당업자에게 명확하게 될 것이다.
이하의 설명 및 청구 범위에서 사용되는 용어 및 단어는 서지학적인 의미에 한정되지 않고, 본 발명이 명확하고 일관적으로 이해될 수 있게 하기 위해 단지 발명자에 의해 사용되는 것이다. 따라서, 본 발명의 예시적인 실시 형태에 대한 이하의 설명은 단지 예시적인 목적으로 제공된 것이고 첨부된 청구 범위 및 그의 균등물로 규정되는 바와 같은 본 발명을 한정하기 위한 목적은 아님이 당업자에게 명백해야 한다.
단수 표현은 명확한 다른 언급이 없으면 복수도 포함하는 것임을 이해해야 한다.
"실질적으로" 라는 용어는, 언급된 특성, 파라미터 또는 값이 정확하게 얻어질 필요는 없고 당업자에게 알려져 있는 예컨대 공차, 측정 오차, 측정 정확도 한계 및 다른 인자를 포함한 편차 또는 변동이 특성이 제공하고자 하는 효과를 배제하지 않는 양으로 일어날 수 있음을 의미한다.
일 실시 형태에 대하여 설명되고/설명되거나 도시되는 특징들은 하나 이상의 다른 실시 형태에서 그리고/또는 다른 실시 형태의 특징들과 조합하여 또는 그 대신에 동일한 방식으로 또는 유사한 방식으로 사용될 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 "포함한다/포함하는" 이라는 용어는 진술된 특징, 완전체, 단계 또는 구성 요소의 존재를 특정하는 것이고, 하지만 하나 이상의 다른 특징, 완전체, 단계, 구성 요소 또는 이들의 그룹의 존재 또는 추가를 배제하는 것은 아님을 강조해야 한다.
본 발명은 소비자를 위한 최종 제품을 개선하고 채광, 채석장 및 재료 재활용 산업에서 사용자를 위한 생산 비용을 낮추기 위해, 고효율의 통합형 연속 또는 뱃치(batch) 공정을 통해, 어떤 양의 저급하고 유해한 입자를 포함하는 광물 광석, 모래 등과 같은 다양한 크기의 재료를 분리하여, 분류되는 조대한 재료 및 미세한 재료를 제조하는 것에 관한 것이다.
본 발명의 이점은, 전체적인 회수를 증가시키기 위해 거절 대상을 연속적으로 재처리하고 미세한 재료의 손실을 상당히 감소시키면서 최대 5개 크기의 제품을제조하기 위해 통합형 스크러빙 및 선별 공정에 의해 공급물로부터 표면 오염물 및 유해한 입자를 거절하는 특유의 공정을 제공한다는 것이다.
본 발명의 제안된 시스템 및 방법은 철, 보크사이트, 망간, 석탄, 갈탄, 크롬철광, 실리카 모래 등과 같은 광물 광석 및 제조된 모래, 분쇄기 먼지, 강 모래, 프랙(frac) 모래, 주물사(foundry sand), 건설 및 해체 폐기물 등과 같은 재료(이에 한정되지 않음)를 처리하는데 광범위하게 사용될 수 있다. 본 시스템은 덩어리, 광석 미립자, 채광 과적재물, 저장된 광석 비축물로부터 표면 오염물 및 유해한 입자를 효과적으로 제거하는데 특히 적합하다.
본 발명은, 단일의 컴팩트한 통합형 설계로 재료를 최대 5개 크기로 분류하기 위해 스크러빙, 하이드로 사이클론닝, 헹굼, 사이징, 탈수 및 전달을 위한 설비를 통합하는 최초의 기술인 것이다. 본 시스템은 다양한 산업에서 사용될 수 있도록 실리카, 점토 및 알루미나분과 같은 표면 오염물이 실질적으로 감소된 분류되는 세척된 제품을 상이한 원료로부터 추출할 수 있다. 본 발명의 일 사용예는, 노(furnace) 또는 가마에서의 상류 처리를 위해 매일 사용되는 고품질의 풍부한 철광석으로 된 최대 5개의 다른 크기를 갖는 재료를 제조하는 것이다. 본 발명은 제강의 비용, 생산성 및 효율을 상당히 개선시킬 것이다. 다른 예는, 재료에 유해물로서 존재하는 점토 및 초미세물을 효율적으로 제거하는 것이 시멘트 사용을 상당히 낮출 수 있고 또한 콘크리트의 전체 강도를 개선할 수 있는 건설과 같은 산업의 생산성을 향상시키고 가치를 더해주는 것이다.
이제, 본 발명의 바람직한 실시 형태를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 도면에서, 동일하거나 유사한 구성 요소는 다른 도면에 나타나 있더라도 동일한 참조 번호로 표시된다. 이하의 설명에서, 여기에 포함되어 있는 공지된 기능 및 구성들에 대한 상세한 설명은 본 발명의 주제를 불명확하게 할 수 있을 때에는 생략될 것이다.
본 발명의 예시적인 실시 형태를 이제 설명하겠지만, 본 발명은 특정된 상세 없이 실시될 수 있고, 시스템 관련 및 사업 관련 제약 조건(시스템 마다 다를 것이다)에의 부합과 같은 개발자의 특정한 목표를 달성하기 위해, 여기서 설명하는 본 발명에 대해 많은 실행 특정적 결정이 이루어질 수 있음을 알 것이다. 그러한 개발 노력은 복잡하고 시간 소모적일 수 있는데, 그럼에도 불구하고, 본 개시의 이득을 얻는 당업자에게는 통상적인 일이다. 예컨대, 본 발명이 모호해지거나 부당하게 한정되는 것을 피하기 위해, 선택된 점들은 상세하게 나타나 있지 않고 블럭도 형태로 나타나 있다. 당업자는 그의 작업 내용을 다른 당업자에게 설명하고 전달하기 위해 그러한 설명 및 표현을 사용한다. 이제 본 발명을 아래에서 설명하는 도면을 참조하여 설명하도록 한다.
조대한 입자와 미세한 입자를 스크러빙하고 분류하기 위한 시스템 및 그의 방법의 양태가 개시되고 많은 다른 계산 시스템, 환경 및/또는 구성으로 실행될 수 있지만, 실시 형태는 이하의 예시적인 시스템과 관련하여 설명한다.
본 명세서에서 사용되는 "포함한다/포함하는" 이라는 용어는 진술된 특징, 완전체, 단계 또는 구성 요소의 존재를 특정하는 것이고, 하지만 하나 이상의 다른 특징, 완전체, 단계, 구성 요소 또는 이들의 그룹의 존재 또는 추가를 배제하는 것은 아님을 강조해야 한다.
이제 도 1 을 참조하면, 인클로저(enclosure) 안에 들어 있는 복수의 물질을 스크러빙하고 분류하기 위한 방법을 수행하는 시스템(100)이 개시된다. 이 시스템은, 인클로저를 사용하여 공급되는 마멸 워시 박스(AWB)(01)(그리하여, 공급 물질의 표면으로부터 유해 물질을 제거하기 위해 적절한 양의 고압수가 AWB(01)의 혼합물 관에 추가됨); 특정 데크(deck)의 헹굼 스크린(02); 적어도 하나의 조대한(coarse)제품을 저장하기 위한 적어도 하나의 통합형 제품 컨베이어(이 통합형 제품 컨베이어는 제품 컨베이어-1, 제품 컨베이어-2 및 제품 컨베이어-3 중에서 선택됨); 슬러리 펌프-1(05)와 특수한 종류의 파이프라인을 통한 특정 압력을 갖는 일 세트의 주 하이드로 사이클론(들)(04)(주 하이드로 사이클론(들)은 웅덩이-1(03)로부터 슬러리 펌프-1(05)를 통해 혼합물을 받고 찌끼로서 적어도 하나의 미세한 입자를 제거하여 적어도 하나의 거절 대상을 제거하게 됨); 분할형 사이징 및 탈수 스크린(10)의 적어도 일 부분에 배출하기 위한 분할형 공급 박스(09); 제 1 미세 제품을 저장하기 위한 제품 컨베이어-4(11); 슬러리 펌프-2(15)와 특수한 종류의 파이프라인을 통한 특정 압력을 갖는 일 세트의 보조 하이드로 사이클론(들)(14)(보조 하이드로 사이클론(들)(14)은 웅덩이-2(13)로부터 슬러리 펌프-2(15)를 통해 혼합물을 받고 찌끼로서 적어도 하나의 미세한 입자를 제거하여 적어도 하나의 거절 대상을 제거하게 됨); 분할형 사이징 및 탈수 스크린(10); 제 2 미세 제품을 저장하기 위한 제품 컨베이어-5(12); 및 시스템(100)에 의해 수행되는 방법을 모니터링하도록 구성된 프로그래머블 논리 제어 모터 제어 패널(16)을 포함한다.
일 실시 형태에서, 상기 헹굼 스크린은 단일 데크, 이중 데크, 삼중 데크 및 이들의 조합을 포함하는 군에서 선택될 수 있다.
일 실시 형태에서, 상기 물질은 재료 또는 광물일 수 있다. 재료는 제조된 모래, 분쇄기 먼지, 강 모래, 유리 등급 모래, 프랙(frac) 모래, 주물사(foundry sand), 건설 폐기물, 해체 폐기물 및 이들의 조합을 포함하는 군에서 선택될 수 있다. 광물은 철광석, 보크사이트, 망간, 석탄, 갈탄, 크롬철광, 실리카 모래 및 이들의 조합을 포함하는 군에서 선택될 수 있다. 철광석은 광물 및 재료의 채광, 채광 과적재물, 저장된 비축물 및 이들의 조합으로부터 얻어진다.
실시 형태에서, 상기 물질은 바람직하게는 최대 5개의 크기로 분류된다. 물질은 바람직하게는 0.045 미크론 내지 100 mm 범위의 입자 크기를 갖는다.
본 발명의 일 실시 형태에서, 여기서 사용되는 "스크러빙 및 분류"는, 재료의 표면을 실질적으로 정화하면서 최대 5개 크기의 제품을 제조하기 위해 상기 장치에 의해 사용되는 공정을 의미한다. 그리고 거절 입자는 추가 분류 작업을 위해 상기 시스템에 의해 재처리되며 그래서 재료의 낭비가 줄어든다.
본 시스템은, 상기 공정의 다른 단계에서 제조되며 0.045 mm 내지 100 mm 의 넓은 크기 범위로 분류되는 5개 크기의 제품을 분리할 수 있다. 예컨대, 철광석의 경우에, 장치는 0.045 mm 내지 2 mm, 2 mm 내지 5 mm, 5 mm 내지 18 mm, 18 mm 내지 40 mm 및 과대 크기로 또는 사용자의 요구에 따라 분류할 것이다.
일 실시 형태에서, 가변적인 크기를 갖는 다양한 재료 및/또는 광물을 분류하는 방법/공정이 제공된다. 상기 시스템은 포함할 수 있고, 처리될 재료 및/또는 광물이 일반적인 공급 시스템을 통해 마멸 워시 박스(AWB)(01)에 공급된다. 그리고 적절한 양의 고압수가 공급 재료의 표면으로부터 유해 물질을 제거하기 위해 AWB의 혼합물 관에 추가된다. AWB 박스의 지능적인 설계에 의해 스크러빙 작용이 제공될 수 있고 재료의 표면에 달라 붙은 오염물이 떨어진다. AWB 에서는 추가적인 구동 시스템이 필요 없고, 스크러빙 작용은 폐쇄 챔버 안에서 일정한 힘의 고압 수류(water jet) 하에서 일어나는 재료의 강제 회전 및 난류에 의해 달성된다. 이 스크러빙 시스템은 낮은 유지 보수 요건을 갖게 될 것이다.
그리고, AWB에서 나온 스크러빙된 재료는 조대한 입자의 일차 선별을 위한 헹굼 스크린(02)에 배출된다. 그리고 나서 적절한 양의 가압수가 더 깨끗해진 조대한 입자를 얻기 위해 헹굼 스크린의 각 데크에 추가된다. 헹굼 스크린(02)은 사용자가 요구하는 조대한 제품의 수에 따라 단일/이중/삼중 데크일 수 있다. 그리고, 세 종류의 크기로 분류된 조대 입자들은 개별적으로 저장되기 위해 통합형 제품 컨베이어-1(06), 제품 컨베이어-2(07) 및 제품 컨베이어-3(08)에 전달된다.
그리고, 미세한 입자(보통 - 5mm)과 함께 헹굼 스크린의 바닥 데크에서 나온 분류되지 않은 더 미세한 재료는 밑에 있는 웅덩이-1("03"으로 표시되어 있음)에 슬러리 형태로 배출된다.
슬러리는 슬러리 펌프-1(05) 및 특수한 종류한 파이프 라인을 통해 특정 압력으로 일 세트의 주 하이드로 사이클론(들)(04)에 펌핑된다. 주 하이드로 사이클론(들)은 웅덩이-1(03)로부터 슬러리 펌프-1(05)를 통해 혼합물을 받고, 찌끼로서 미세한 입자를 제거하여 거절 대상을 제거한다. 분류된 입자는 동시에 제 1 미세 제품으로서 최대한으로 회수된다.
여기서, 제 1 크기의 미세한 제품은 물과 함께 슬러리 형태로 주 하이드로 사이클론(들)에 의해 배출되어, 분할형 사이징 및 탈수 스크린(10)의 일 부분에 배출되기 위해 분할형 공급 박스(09)의 일 부분에 공급된다. 그리고, 남아 있는 거절 대상 입자들을 물로 씻어내기 위해 적절한 양의 물이 스프레이 바아를 통해 이 스크린에 추가된다. 그리고, 이 분류된 제 1 미세 제품은 동시에 탈수되고 저장을 위해 제품 컨베이어-4(11)에 전달된다.
이 분할형 사이징 및 탈수 스크린(10)의 언더플로우는 초미세 거절 대상 입자와 함께 슬러리 형태로 밑의 웅덩이-2(13)에 배출된다
그리고, 하나 이상의 제품을 더 회수하기 위해 상기 슬러리는 시스템에 의해 재처리된다.
상기 슬러리를 더 재활용하여 제 2 미세 제품을 회수하기 위해 그 슬러리는 슬러리 펌프-2(15) 및 특수한 종류의 파이프 라인을 통해 특정 압력으로 일 세트의 보조 하이드로 사이클론(들)(14)에 펌핑된다. 보조 하이드로 사이클론(들)은 웅덩이-2(13)로부터 슬러리 펌프-2(15)를 통해 혼합물을 받고 찌끼로서 초미세 거절 대상 입자를 제거하여 거절 대상을 제거한다. 분류된 입자는 동시에 제 2 미세 제품으로서 최대한으로 회수된다.
그리고, 사이징된 유용한 제품은 물과 함께 슬러리 형태로 보조 하이드로 사이클론(들)에 의해 배출되어, 분할형 사이징 및 탈수 스크린(10)의 다른 부분에 배출되기 위해 분할형 공급 박스("09"로 표시되어 있음)의 다른 부분에 공급된다. 그리고, 분류된 최종 제품은 탈수되어 저장을 위해 제품 컨베이어-5(12)에 전달된다.
주 및 보조 하이드로 사이클론(들)(04, 14)에서 나온 폐 슬러리는, 사용자가 수행하고 싶어하는 다른 처리를 위해 내마모성 배관을 통해 공급된다. 프로그래머블 논리 제어 모터 제어 패널(16)이 전체 공정 시스템을 요망되는 파라미터에 따라 통제하게 된다.
본 발명은 파견 전에 공장에서 행해지는 광범위한 시험으로 충분히 사전에 조립되고 전기적 배선이 이루어지게 되며, 그래서 설치 및 위탁 엔지니어에 의해 요구되는 개입이 최소한으로 되도록 해준다.
이제 도 2 를 참조하면, 시스템(100)에서 인클로저 내에 들어 있는 복수의 물질을 스크러빙하고 분류하기 위한 방법이 개시된다.
단계 202 에서, 상기 물질이 마멸 워시 박스(AWB)(01)에 수용된다. 또한, 수용된 물질이 스크러빙된다.
단계 204 에서, AWB(01)로부터 상기 물질이 헹굼 스크린(02)에 배출된다. 적어도 하나의 크기를 갖는 조대한 세척된 제품을 분류하기 위해 적절한 양의 가압수가 헹굼 스크린(02)에 추가된다. 또한, 적어도 하나의 크기를 갖는 상기 얻어진 조대한 세척된 제품은 탈수되어 배출된다. 또한, 적어도 하나의 크기를 갖는 상기 얻어진 조대한 세척된 제품은 회수되어 저장을 위해 적어도 하나의 통합형 제품 컨베이어에 제공되며, 그 통합형 제품 컨베이어는 제품 컨베이어-1, 제품 컨베이어-2 및 제품 컨베이어-3 중에서 선택된다.
단계 206 에서, 헹굼 스크린(02)에서 나온 회수된 물은 얻어진 모든 미세한 입자와 함께 슬러리 형태로 웅덩이-1(03)에 배출된다.
단계 208 에서, 상기 슬러리는 슬러리 펌프-1(05)를 통해 펌핑되어 특정 압력으로 주 하이드로 사이클론(들)(04)으로 가게 된다.
단계 210 에서, 웅덩이-1(03) 및 슬러리 펌프-1(05)로부터 혼합물이 얻어지고 동시에 적어도 하나의 거절 대상이 제거된다.
단계 212 에서, 주 하이드로 사이클론(04)에 의해 슬러리 형태로 얻어진 미세한 입자는 분할형 공급 박스(09)에 배출된다.
단계 214 에서, 얻어진 미세한 입자는 분할형 사이징 및 탈수 스크린(10)으로 가서 탈수되고 제 1 미세 제품의 회수를 위해 배출된다.
단계 216 에서, 얻어진 상기 제 1 미세 제품은 탈수되고 저장을 위해 제품 컨베이어-4(11)에 전달된다.
단계 218 에서, 상기 분할형 사이징 및 탈수 스크린(10)에서 나온 얻어진 미세한 입자와 함께 언더플로우는 재처리를 위해 슬러리 형태로 웅덩이-2(13)에 배출된다.
단계 220 에서, 상기 슬러리는 슬러리 펌프-2(15)를 통해 펌핑되어 특정 압력으로 보조 하이드로 사이클론(14)으로 가게 된다.
단계 222 에서, 웅덩이-2(13) 및 슬러리 펌프-2(15)로부터 혼합물이 얻어지고 동시에 적어도 하나의 거절 대상이 제거된다.
단계 224 에서, 얻어진 미세한 입자는 상기 분할형 사이징 및 탈수 스크린(10)에 가서 탈수되고 제 2 미세 제품의 회수를 위해 배출된다.
단계 226 에서, 얻어진 제 2 미세 제품이 회수되고 저장을 위해 제품 컨베이어-5(12)에 전달된다.
단계 228 에서, 주 하이드로 사이클론(들)(04) 및 보조 하이드로 사이클론(들)(14)으로부터 거절 대상 초미세 입자들이 물과 함께 배출된다.
일 실시 형태에서, 상기 헹굼 스크린은 단일 데크, 이중 데크, 삼중 데크 및 이들의 조합 중에서 선택될 수 있다.
일 실시 형태에서, 상기 물질은 재료 또는 광물일 수 있다. 재료는 분쇄기 먼지, 강 모래, 유리 등급 모래, 주물사, 건설 폐기물, 해체 폐기물 및 이들의 조합을 포함하는 군에서 선택될 수 있다. 광물은 철광석, 보크사이트, 망간, 석탄, 갈탄, 크롬철광, 실리카 모래 및 이들의 조합을 포함하는 군에서 선택될 수 있다. 철광석은 광물 및 재료의 채광, 채광 과적재물, 저장된 비축물 및 이들의 조합으로부터 얻어진다.
일 실시 형태에서, 상기 물질은 바람직하게는 최대 5개의 크기로 분류된다. 물질은 바람직하게는 0.045 미크론 내지 100 mm 범위의 입자 크기를 갖는다.
이제 도 3 을 참조하면, 본 주제의 일 실시 형태에 따른 제안된 시스템(100)의 평면도(상면도)가 나타나 있다.
이제 도 4 를 참조하면, 본 주제의 일 실시 형태에 따른 제안된 시스템(100)의 입면도(측면도)가 나타나 있다.
본 발명에 사용되는 마멸 워시 박스, 헹굼 스크린, 웅덩이, 하이드로 사이클론(들), 분할형 공급 박스, 분할형 사이징 및 탈수 스크린, 제품 컨베이어를 포함할 수 있으나 이에 한정되지 않는 본 발명에 사용되는 다양한 구성 요소들은 그의 용도에 있어 이미 알려져 있고 이를 신규하게 하기 위해 행해지는 특별한 수정 또는 변경은 없음을 당업자라면 잘 이해할 것이다. 또한, 본 발명에서 청구되고 있는 바와 같은 이들 구성 요소의 단순성 및 간단한 사용은 본 발명을 더욱 효율적이고 사용자 친화적으로 만들어 준다. 또한, 인클로저 안에 들어 있는 복수의 물질은 본 발명에서 사용되는 일반적인 공급 시스템에서 사용되고 또한 본 기술이 허용하는 것과 같은 정확한 크기와 형상을 가질 필요는 없고 하지만 간단한 재고품을 사용하여 제조될 수 있음을 잘 이해할 것이다.
위에서 논의한 예시적인 실시 형태는 어떤 이점들을 제공할 수 있다. 본 발명의 양태를 실행할 필요는 없지만, 이들 이점은 다음을 포함할 수 있다:
1. 스크러빙 시스템은 오염물을 격리시킬 수 있고 재료의 표면에 달라 붙은 그러한 대상을 떼어낼 수 있다. 이는 시스템과 통합된 스크러빙 설비를 갖지 않는 전통적인 시스템과 비교할 때 큰 이점인 것이다.
2. 필요한 설치 공간은 매우 큰 영역을 필요로 하는 동일 용량의 전통적인 시스템과 비교하여 놀랍도록 더 적게 된다. 시스템은 그의 컴팩트한 특성으로 인해 도시 지역, 공장, 폐기물 관리 장소, 이동용, 언덕이 많은 지역 등에서 편리하게 사용될 수 있다. 또한 상기 시스템에는 상류 공정이 쉽게 부착될 수 있다.
3. 모든 제품을 저장하기 위한 벨트 컨베이어가 부착된다. 이는 제품을 위한 별도의 재료 취급 시스템을 설치해야 하는 전통적인 시스템과 비교하여 큰 이점인 것이다.
4. 재료의 움직임을 덜 필요로 하는 시스템의 컴팩트한 설계로 인해 동력 소비가 놀라울 정도로 감소한다.
5. 공장에서 완전히 만들어지고 조립될 수 있으며, 그래서 설치 시간이 상당히 짧아지고 또한 현장 제작과 관련한 위험이 없어지게 된다. 더 긴 설치 시간 외에 현장 제작의 높은 비용 및 위험이 일반적으로 전통적인 시스템과 관련되어 있다.
6. 쉽게 해체될 수 있고 전세계에서 컨테이너로 선적될 수 있는 모듈형 설계. 가장 전통적인 장비는 효율적으로 선적될 수 없다. 또한, 모듈성은 사용자가 플랜트를 다른 프로젝트 현장에 재배치할 때 도움이 된다. 이 역시 전통적인 시스템으로는 어렵다.
7. 도면의 표준화로 인해, 본 발명을 제조하는데 걸리는 시간이 상당히 더 적게 된다. 종래의 시스템은 현장의 요건에 따라 설계되며 그래서 비 표준적이며, 그 결과 제조를 위한 리드(lead) 시간이 더 길어지게 된다.
8. 시스템에 설치되는 구성품들의 중량이 더 잘 분산되게 해주는 일체형 강재 샤시로 인해 기초 지반에 대한 요건 수준이 낮아진다. 전통적인 시스템은 높은 비용과 건설 시간을 소요하는 큰 기대(civil pedestal) 상에 설치된다.
9. 본 시스템은 모든 전기 케이블 및 프로그래머블 논리 제어 패널을 완비하고 있어 현장에서의 전기 작업이 필요 없다. 이는 프로젝트 현장에서 전기적으로 연결되어야 하는 전통적인 시스템과 비교할 때 큰 이점인 것이다.
마지막으로, 상기 실시 형태들은 단지 본 발명의 기술적 해결 방안을 설명하기 위해 사용되는 것으로 그를 제한하는 것은 아님을 이해해야 한다. 상기한 바람직한 실시 형태를 참조로 하여 본 출원을 상세히 설명했지만, 다양한 수정, 변경 또는 등가적인 대체가 본 출원의 범위를 벗어남이 없이 당업자에 의해 이루어질 수 있으며 본 출원의 청구 범위에 포함됨을 이해해야 한다.
Claims (17)
- 시스템(100)에서 인클로저(enclosure) 내에 들어 있는 복수의 물질을 스크러빙하고 분류하기 위한 방법으로서,
마멸 워시 박스(AWB)(01)에 상기 물질을 수용하여, 수용된 물질을 스크러빙하고, 폐쇄 챔버 안에서 일정한 힘의 고압 수류(water jet) 하에서 일어나는 물질의 강제 회전 및 난류에 의해서 물질의 표면에 달라 붙은 오염 물질을 떼어내는 단계;
AWB(01)로부터 상기 물질을 헹굼 스크린(02)에 배출하는 단계로서, 이에의해
적어도 하나의 크기를 갖는 조대한 세척된 제품을 분류하기 위해 적절한 양의 가압수를 헹굼 스크린(02)에 추가하며,
적어도 하나의 크기를 갖는 상기 얻어진 조대한 세척된 제품을 탈수해서 배출시키며, 그리고
적어도 하나의 크기를 갖는 상기 얻어진 조대한 세척된 제품을 회수하고 저장을 위해 적어도 하나의 통합형 제품 컨베이어에 제공하고, 상기 통합형 제품 컨베이어는 제품 컨베이어-1, 제품 컨베이어-2 및 제품 컨베이어-3 중에서 선택되는, 상기 물질을 헹굼 스크린에 배출하는 단계;
상기 헹굼 스크린(02)에서 나온 회수된 물을 얻어진 모든 미세한 입자와 함께 슬러리 형태로 웅덩이-1(03)에 배출하는 단계;
웅덩이-1(03) 및 슬러리 펌프-1(05)로부터 혼합물을 얻고 동시에 적어도 하나의 거절 대상을 제거하는 단계;
상기 슬러리를 슬러리 펌프-1(05)를 통해 펌핑하여 특정 압력으로 주 하이드로 사이클론(들)(04)에 보내는 단계;
주 하이드로 사이클론(04)에 의해 슬러리 형태로 얻어진 미세한 입자를 분할형 공급 박스(09)에 배출하는 단계;
제 1 미세 제품의 회수를 위해, 얻어진 미세한 입자를 탈수하고 분할형 사이징 및 탈수 스크린(10)에 배출하는 단계;
얻어진 상기 제 1 미세 제품을 탈수하고 저장을 위해 제품 컨베이어-4(11)에 전달하는 단계;
상기 분할형 사이징 및 탈수 스크린(10)에서 나온 얻어진 미세한 입자와 함께 언더플로우를 재처리를 위해 슬러리 형태로 웅덩이-2(13)에 배출하는 단계;
웅덩이-2(13) 및 슬러리 펌프-2(15)로부터 혼합물을 얻고 동시에 적어도 하나의 거절 대상을 제거하는 단계;
상기 슬러리를 슬러리 펌프-2(15)를 통해 펌핑하여 특정 압력으로 보조 하이드로 사이클론(14)에 보내는 단계;
제 2 미세 제품의 회수를 위해, 얻어진 미세한 입자를 상기 분할형 사이징 및 탈수 스크린(10)에서 탈수시키고 배출하는 단계;
얻어진 제 2 미세 제품을 회수하고 저장을 위해 제품 컨베이어-5(12)에 전달하는 단계; 및
주 하이드로 사이클론(들)(04) 및 보조 하이드로 사이클론(들)(14)으로부터 거절 대상 초미세 입자들을 물과 함께 배출하는 단계를 포함하는, 시스템에서 인클로저 내에 들어 있는 복수의 물질을 스크러빙하고 분류하기 위한 방법. - 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 물질은 재료이고, 상기 재료는 제조된 모래, 분쇄기 먼지, 강 모래, 유리 등급 모래, 프랙(frac) 모래, 주물사(foundry sand), 건설 폐기물, 해체 폐기물 및 이들의 조합을 포함하는 군에서 선택되는, 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 물질은 광물인, 방법. - 제 4 항에 있어서,
상기 광물은 철광석, 보크사이트, 망간, 석탄, 갈탄, 크롬철광, 실리카 모래 및 이들의 조합을 포함하는 군에서 선택되는, 방법. - 제 5 항에 있어서,
상기 철광석은 광물 및 재료의 채광, 채광 과적재물, 저장된 비축물 및 이들의 조합으로부터 얻어지는, 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 물질은 바람직하게는 최대 5개의 크기로 분류되는, 방법. - 제 7 항에 있어서,
상기 물질은 바람직하게는 0.045 미크론 내지 100 mm 범위의 입자 크기를 갖는, 방법. - 인클로저 내에 들어 있는 복수의 물질을 스크러빙하고 분류하기 위한 방법을 수행하는 시스템(100)으로서,
상기 인클로저를 사용하여 공급되는 마멸 워시 박스(AWB)(01)로서, 이에의해 공급 물질의 표면으로부터 유해 물질을 제거하고, 폐쇄 챔버 안에서 일정한 힘의 고압 수류(water jet) 하에서 일어나는 물질의 강제 회전 및 난류에 의해서 물질의 표면에 달라 붙은 오염 물질을 떼어내기 위해 적절한 양의 고압수가 AWB(01)의 혼합물 관에 추가되는, 마멸 워시 박스(AWB)(01);
특정 데크(deck)의 헹굼 스크린(02);
적어도 하나의 조대한 제품을 저장하기 위한 적어도 하나의 통합형 제품 컨베이어로서, 상기 통합형 제품 컨베이어는 제품 컨베이어-1, 제품 컨베이어-2 및 제품 컨베이어-3 중에서 선택되는, 적어도 하나의 통합형 제품 컨베이어;
슬러리 펌프-1(05)와 특수한 종류의 파이프라인을 통한 특정 압력을 갖는 일 세트의 주 하이드로 사이클론(들)(04)으로서, 상기 주 하이드로 사이클론(들)은 웅덩이-1(03)로부터 슬러리 펌프-1(05)를 통해 혼합물을 받고 찌끼로서 적어도 하나의 미세한 입자를 제거하여 적어도 하나의 거절 대상을 제거하게 되는, 주 하이드로 사이클론(들);
분할형 사이징 및 탈수 스크린(10)의 적어도 일 부분에 배출하기 위한 분할형 공급 박스(09);
제 1 미세 제품을 저장하기 위한 제품 컨베이어-4(11);
슬러리 펌프-2(15)와 특수한 종류의 파이프라인을 통한 특정 압력을 갖는 일 세트의 보조 하이드로 사이클론(들)(14)으로서, 상기 보조 하이드로 사이클론(들)(14)은 웅덩이-2(13)로부터 슬러리 펌프-2(15)를 통해 혼합물을 받고 찌끼로서 적어도 하나의 미세한 입자를 제거하여 적어도 하나의 거절 대상을 제거하게 되는, 보조 하이드로 사이클론(들);
분할형 사이징 및 탈수 스크린(10);
제 2 미세 제품을 저장하기 위한 제품 컨베이어-5(12); 및
상기 시스템에 의해 수행되는 방법을 모니터링하도록 구성된 프로그래머블 논리 제어 모터 제어 패널(16)을 포함하는, 인클로저 내에 들어 있는 복수의 물질을 스크러빙하고 분류하기 위한 방법을 수행하는 시스템. - 제 9 항에 있어서,
상기 헹굼 스크린은 단일 데크, 이중 데크, 삼중 데크 및 이들의 조합을 포함하는 군에서 선택되는, 시스템(100). - 삭제
- 제 9 항에 있어서,
상기 물질은 재료이고, 상기 재료는 제조된 모래, 분쇄기 먼지, 강 모래, 유리 등급 모래, 주물사, 건설 폐기물, 해체 폐기물 및 이들의 조합을 포함하는 군에서 선택되는, 시스템(100). - 제 9 항에 있어서,
상기 물질은 광물인, 시스템(100). - 제 13 항에 있어서,
상기 광물은 철광석, 보크사이트, 망간, 석탄, 갈탄, 크롬철광, 실리카 모래 및 이들의 조합을 포함하는 군에서 선택되는, 시스템(100). - 제 14 항에 있어서,
상기 철광석은 광물 및 재료의 채광, 채광 과적재물, 저장된 비축물 및 이들의 조합으로부터 얻어지는, 시스템(100). - 제 9 항에 있어서,
상기 물질은 바람직하게는 최대 5개의 크기로 분류되는, 시스템(100). - 제 16 항에 있어서,
상기 물질은 바람직하게는 0.045 미크론 내지 100 mm 범위의 입자 크기를 갖는, 시스템(100).
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