KR19980065149A - Iron-based magnetic powder manufacturing apparatus and its method for use in magnetic fluid separation system of suspended solids in wastewater - Google Patents
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Abstract
본 발명은 폐수의 부유 고형물과 자성 미분체 사이에 판데르 발스(van der Waals) 힘과 같은 응집력이 발생되어 플럭(Floccule)을 형성시키는 자성 미분체 제조장치 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 제철소에서 제선공정의 소결로에 사용되는 미분의 자철광석, 또는 적철광의 환원로에서 발생되는 자철분, 또는 제강공정에서 배출되는 제강슬러지, 또는 전기로의 더스트(dust)를 이물질제거, 건조, 분급 및 분쇄하는 다수의 공정을 거쳐 자성 미분체를 제조함에 따라 상기 자성 미분체의 회수 효율을 극대화하고, 저렴한 가격으로 공급하여 페수처리 비용을 절감할 수 있도록 하는 폐수내 부유 고형물의 자성 유체분리에 있어서 제철계 자성 미분체의 제조장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a magnetic fine powder production apparatus and a method of manufacturing the same, in which flocculation, such as van der Waals force, is generated between suspended solids and magnetic fine powder of wastewater to form flocs. Is the removal of foreign substances from the magnetic iron ore of fine powders used in the sintering process of steel making in ironworks, the magnetic iron generated from the reduction of hematite or the steel sludge discharged from the steelmaking process, or the dust of the electric furnace. In the magnetic fluid separation of the suspended solids in the waste water to maximize the recovery efficiency of the magnetic fine powder and to reduce the wastewater treatment cost by supplying at a low price as the magnetic fine powder is manufactured through a plurality of processes of grinding. The present invention relates to an apparatus for manufacturing iron-based magnetic fine powder and a method of manufacturing the same.
이를 위하여 본 발명은 폐수내 부유 고형물의 자성 유체분리 시스템에 사용되는 자성 미분체 제조방법에 있어서, 제철소에서 제선공정의 소결로에 사용되는 미분의 자철광석, 환원로에서 발생되는 자철분 및 제강공정에서 배출되는 제강 슬러지, 전기로의 더스트에 포함되는 이물질을 제거하여 제철계 자성 분체를 얻는 과정과, 상기 제철계 자성 분체를 약 100~140℃ 온도에서 함수율을 3~7%로 건조시키는 과정과, 상기 건조된 제철계 자성 분체를 1~2㎜의 입자를 기준하여 그 이하의 미립자와 그 이상의 대립자로 분급시키는 과정과, 상기 분급된 제철계 자성 분체를 약 10μm 이하로 분쇄하는 과정으로 이루어진 것에 특징이 있다.To this end, the present invention is a magnetic fine powder manufacturing method used in the magnetic fluid separation system of the suspended solids in the wastewater, the magnetic iron ore of the fine powder used in the sintering furnace of the iron making process in the steel mill, the iron powder and the steelmaking process generated in the reduction furnace Removing the foreign matter contained in the dust of the steelmaking sludge discharged from the electric furnace to obtain the iron-based magnetic powder, drying the iron-based magnetic powder at a temperature of about 100 ~ 140 ℃ to 3 to 7%, Classifying the dried steel-based magnetic powder into particles having a smaller particle size and larger alleles based on particles of 1 to 2 mm, and pulverizing the classified steel-based magnetic powder to about 10 μm or less. There is this.
Description
본 발명은 폐수의 부유 고형물과 자성 미분체 사이에 판데르 발스(van der Waals) 힘과 같은 응집력이 발생되어 플럭(Floccule)을 형성시키는 자성 미분체 제조장치 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 제철소에서 제선공정의 소결로에 사용되는 미분의 자철광석, 또는 적철광의 환원로에서 발생되는 자철분, 또는 제강공정에서 배출되는 제강슬러지, 또는 전기로의 더스트(dust)를 이물질제거, 건조, 분급 및 분쇄하는 다수의 공정을 거쳐 자성 미분체를 제조함에 따라 상기 자성 미분체의 회수 효율을 극대화하고, 저렴한 가격으로 공급하여 페수처리 비용을 절감할 수 있도록 하는 폐수내 부유 고형물의 자성 유체분리에 있어서 제철계 자성 미분체의 제조장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a magnetic fine powder production apparatus and a method of manufacturing the same, in which flocculation, such as van der Waals force, is generated between suspended solids and magnetic fine powder of wastewater to form flocs. Is the removal of foreign substances from the magnetic iron ore of fine powders used in the sintering process of steel making in ironworks, the magnetic iron generated from the reduction of hematite or the steel sludge discharged from the steelmaking process, or the dust of the electric furnace. In the magnetic fluid separation of the suspended solids in the waste water to maximize the recovery efficiency of the magnetic fine powder and to reduce the wastewater treatment cost by supplying at a low price as the magnetic fine powder is manufactured through a plurality of processes of grinding. The present invention relates to an apparatus for manufacturing iron-based magnetic fine powder and a method of manufacturing the same.
일반적으로 폐수내 부유 고형물과 자성 미분체사이에 판데르 발스 힘과 같은 응집력이 작용하여 플럭 (Floccule)을 형성시키게 됨에 착안하여 폐수 내에 자성 미분체를 혼합 교반시켜 부유 고형물이 흡착된 자성 플럭을 만들고, 상기 자성 플럭을 유체의 흐름 과정에서 중력이나 유체력 보다 강한 반경 방향의 자력으로 분리 배출하는 자성 유체분리 방식에 의해 폐수내 부유 고형물을 제거하는 방법으로는 본 출원인이 제안한 대한민국 공개특허공보 제97-74666호를 들수 있다.In general, the flocculation force, such as the van der Waals force, is formed between the suspended solids and the magnetic fine powder in the wastewater to form flocs, and the magnetic fine powder is mixed and stirred in the wastewater to form a magnetic floc with the suspended solids adsorbed. As a method of removing the suspended solids in the wastewater by a magnetic fluid separation method in which the magnetic flocs are separated and discharged by a magnetic force in a radial direction stronger than gravity or fluid force in the flow of the fluid, the present applicant has proposed Korean Patent Application Publication No. 97-A. 74666.
즉, 도 1에 도시된 바와 같이 폐수내의 부유고형물(S)이 마그네타이트와 같은 자성미분체(MF)를 만나면 부유 고형물(S)이 자성 미분체(MF)에 흡착되어 자성플럭(MF)을 형성하게 되며, 상기 자성플럭(MF)이 자성유체분리탑(7)을 경유할 때 상기 자성유체분리탑(7)의 외주연에 설치된 자석세트(8)에 흡착되어 연속분리시키고 분리 배출된 자성플럭(MF)의 건조 또는 연소과정을 통해 부유 고형물(S)이 분리된 자성 미분체(MF)는 회수하여 폐수 정제에 재사용할 수 있도록 한 것이다.That is, as shown in FIG. 1, when the suspended solids S in the wastewater meet the magnetic fine powder MF such as magnetite, the suspended solids S are adsorbed onto the magnetic fine powder MF to form the magnetic flocs MF. When the magnetic flocs MF pass through the magnetic fluid separation tower 7, the magnetic flocs are continuously separated by being adsorbed to the magnet set 8 installed at the outer periphery of the magnetic fluid separation tower 7 and separated and discharged. Magnetic powder (MF) from which suspended solids (S) are separated through drying or burning (MF) is recovered and reused for wastewater purification.
이와 같은 공개특허공보 제97-74666호에 제시된 폐수내 부유 고형물의 연속제거를 위한 자성 유체분리 시스템에 사용되는 자성 미분체는 마그네타이트(:Magnetite, Iron (II, III) oxide : Merck index 11,3988, 98% Fe3O4,입도는 5μm이하)로 자성 유체분리에 효과적이지만 수입에 의존하며, 또한 수입가격이 매우높아 부유 고형물의 농도에 적정 비율로 혼합되어야 하는 자성 유체분리의 조업 특성상 부유 고형물의 농도가 1,000~10,000ppm으로 높은 축산 폐수와 염색 폐수 등의 처리 비용에 있어서는 기존의 활성오니 또는 응집침전 시스템보다 월등히 높아지게 된다.The magnetic fine powder used in the magnetic fluid separation system for continuous removal of suspended solids in wastewater disclosed in Korean Patent Application Publication No. 97-74666 is a magnetite (: Magnetite, Iron (II, III) oxide: Merck index 11,3988). , 98% Fe 3 O 4, particle size less than 5μm), which is effective for magnetic fluid separation, but depends on import, and due to the operation characteristics of magnetic fluid separation, which has to be mixed at an appropriate ratio to the concentration of suspended solids due to import price, The concentration of is 1,000 ~ 10,000ppm, the treatment cost of high livestock wastewater and dyeing wastewater is much higher than the existing activated sludge or flocculation sedimentation system.
따라서 고가인 마그네타이트의 자성 미분체를 자석 셋트에 의해 흡착된 후 자성 분리탑의 외부로 배출된 자성 플럭 슬러리를 유동층식 회수기에서 고온의 가스 및 공기에 의해 건조 및 연소 과정을 통해 부유 고형물이 분리된 자성 미분체를 회수하여 폐수의 자성 유체분리에 재사용 함으로써 마그네타이트의 운전비용을 절감하고 있으나, 여러 가지 요인으로 인해 마그네타이트의 회수율이 낮아지는 등 많은 문제점이 발생되는 것이다.Therefore, the magnetic solid slurry of expensive magnetite is adsorbed by the magnet set, and then the magnetic flux slurry discharged to the outside of the magnetic separation column is dried and combusted by hot gas and air in a fluidized bed recoverer to separate the suspended solids. By recovering the magnetic fine powder and reusing it for separating the magnetic fluid from the wastewater, the operation cost of the magnetite is reduced, but various problems occur such as the recovery rate of the magnetite is lowered due to various factors.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위하여 폐수내 부유 고형물의 자성 유체분리에 사용되는 자성 미분체를 제철소에서 제선공정의 소결로에 사용되는 미분의 자철광석 또는 적철광의 환원로에서 발생되는 자철분 또는 제강공정에서 배출되는 제강슬러지 또는 전기로의 더스트(dust)의 폐자원을 이물질 제거, 건조, 분급 및 분쇄과정 등의 공정을 거쳐 종래 사용되던 자성 미분체인 마그네타이트와 성능이 거의 동일하며, 회수율이 높은 제철계 자성 분체를 이용하여 제조함으로서 저렴한 가격으로 자성 미분체를 공급토록 함은 물론 회수효율의 상승으로 폐수처리 비용을 절감할 수 있도록 하는 폐수내 부유 고형물의 자성 유체분리에 있어서 제철계 자성 미분체의 제조방법을 제공하는데 본 발명의 목적이 있는 것이다.The present invention is to solve the above problems, the magnetic fine powder used in the magnetic fluid separation of the suspended solids in the waste water in the iron mills of the fine iron magnet ore or hematite produced in the reduction furnace used in the sintering furnace of the steelmaking process Alternatively, the waste resources of steelmaking sludge or electric furnace dust discharged from the steelmaking process are removed, dried, classified and pulverized. Iron-based magnetic fine powder in magnetic fluid separation of suspended solids in wastewater that can be manufactured by using magnetic-based magnetic powder to supply magnetic fine powder at low price and reduce wastewater treatment cost by increasing recovery efficiency. It is an object of the present invention to provide a method for producing.
이와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명은, 폐수내 부유 고형물의 자성 유체분리 시스템에 사용되는 제철계 자성 미분체의 제조장치에 있어서, 제철소에서 제선공정의 소결로에 사용되는 미분의 자철광석 또는 적철광의 환원로에서 발생되는 자철분 또는 제강공정에서 배출되는 제강슬러지 또는 전기로의 더스트에 포함된 불순물을 제거하는 불순물 분리기와, 상기 불순물 분리기를 경유하여 배출되는 제철계 자성 분체를 소정의 함수율을 갖도록 건조시키는 분체건조기와, 상기 분체건조기에 의해 소정의 함수율을 갖도록 건조된 제철계 자성분체 중 대립자를 분리 제거시켜 미립자의 분율을 높히는 분급기와, 상기 분급기를 경유하여 분급된 미립자 계통의 제철계 자성 분체를 수 ㎛ 크기로 분쇄하여 비표면적을 증가시켜 제철계 자성 미분체를 형성하는 미분쇄기로 구성된 것에 특징이 있다.In order to achieve the above object, the present invention provides a magnetic iron ore or hematite of fine powder used in a sintering furnace of a steelmaking process in an ironworks in an apparatus for producing a magnetic iron-based fine powder used in a magnetic fluid separation system of suspended solids in wastewater. An impurity separator for removing impurities contained in the magnetic iron powder generated in the reduction furnace or the dust of the steelmaking sludge or the electric furnace discharged from the steelmaking process, and drying the iron-based magnetic powder discharged through the impurity separator to have a predetermined water content. And a classifier which separates and removes alleles of the iron-based magnetic powder dried to have a predetermined moisture content by the powder dryer to increase the fraction of the fine particles, and the iron-based magnetic powder of the fine particle system classified through the classifier. Is made into several micrometers in size to increase specific surface area to form steel-based magnetic fine powder. US is characterized in consisting of a grinder.
또한 본 발명의 다른 특징은 폐수내 부유 고형물의 자성 유체분리 시스템에 사용되는 자성 미분체 제조방법에 있어서, 제철소에서 제선공정의 소결로에 사용되는 미분의 자철광석, 환원로에서 발생되는 자철분 및 제강공정에서 배출되는 제강 슬러지, 전기로의 더스트에 포함되는 이물질을 제거하여 제철계 자성 분체를 얻는 과정과, 상기 제철계 자성 분체를 약 100~140℃ 온도에서 함수율을 3~7%로 건조시키는 과정과, 상기 건조된 제철계 자성 분체를 1~2㎜의 입자를 기준하여 그 이하의 미립자와 그 이상의 대립자로 분급시키는 과정과, 상기 분급된 제철계 자성 분체를 약 10μm 이하로 분쇄하는 과정으로 이루어진 것에 있다.In another aspect, the present invention provides a method for producing magnetic fine powder used in a magnetic fluid separation system of suspended solids in wastewater, the magnetic iron ore of fine powder used in a sintering furnace of a steelmaking process in a steel mill, the magnetic powder generated in a reducing furnace, and Removing the foreign substances contained in the steelmaking sludge discharged from the steelmaking process, to obtain the iron-based magnetic powder, and to dry the iron-based magnetic powder to 3 to 7% water content at about 100 ~ 140 ℃ temperature And classifying the dried steel-based magnetic powder into fine particles and larger alleles based on the particles of 1 to 2 mm, and pulverizing the classified steel-based magnetic powder to about 10 μm or less. Is in.
도 1은 폐수내 부유 고형물의 자성플럭 형성과 자성분리의 개념도.1 is a conceptual diagram of magnetic floc formation and magnetic separation of suspended solids in wastewater;
도 2는 불순물이 제거된 제철계 자성 미분체별 폐수내 부유 고형물의 자성FIG. 2 shows the magnetic properties of suspended solids in the wastewater for each of the iron-based magnetic fine powder from which impurities are removed.
유체분리에서의 제거효율에 대한 공탑 폐수 유속의 영향도.Effect of Column Wastewater Flow Rate on Removal Efficiency in Fluid Separation.
도 3은 마그네타이트 및 불순물이 제거된 제철계 자성 미분체의 입도분포도.3 is a particle size distribution diagram of a magnetic iron-based fine powder from which magnetite and impurities are removed.
도 4는 마그네타이트 및 불순물이 제거된 제철계 자성 분체의 한 종류인Figure 4 is a kind of magnetic powder of magnetic iron and impurities removed
제강슬러지의 분쇄 후 입도분포도.Particle size distribution after grinding of steelmaking sludge.
도 5는 본 발명에 따른 폐수내 부유 고형물의 자성 유체분리 시스템에 사용5 is used in a magnetic fluid separation system of suspended solids in wastewater according to the present invention.
되는 제철계 자성 미분체 제조장치의 구성도.A schematic diagram of a steel-based magnetic fine powder production apparatus.
도 6은 본 발명에 따른 폐수내 부유 고형물의 자성 유체분리 시스템에 사용Figure 6 is used in the magnetic fluid separation system of suspended solids in wastewater according to the present invention
되는 제철계 자성 미분체의 제조공정도.Process diagram of the production of iron-based magnetic fine powder.
도 7은 본 발명에 따른 제철계 자성 미분체 투입시 폐수내 부유 고형물의Figure 7 is a suspended solids in the waste water when the steel-based magnetic fine powder input according to the present invention
자성플럭 형성과 자성분리의 개념도.Conceptual diagram of magnetic floc formation and magnetic separation.
도 8은 본 발명에 따른 제철계 자성 미분체를 사용하여 폐수내 부유 고형물8 is a suspended solids in wastewater using the steel-based magnetic fine powder according to the present invention
의 제거효율에 대한 공탑 폐수 유속의 영향도.Effect of Tower Wastewater Flow Rate on Removal Efficiency of
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉<Explanation of symbols for main parts of drawing>
S : 부유고형물 SMP : 제철게 자성 분체S: Suspended solid SMP: Seasonal crab magnetic powder
SMF : 제철계 자성 미분체 MSS : 제철계 자성 플럭SMF: Iron-based magnetic powder MSS: Iron-based magnetic flux
10 : 불순물 제거기 20 : 분체건조기10: impurity remover 20: powder dryer
30 : 분급기 40 : 미분쇄기30: classifier 40: pulverizer
이하 첨부된 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, described in detail by the accompanying drawings as follows.
먼저 폐수내 부유 고형물(S)의 자성 유체분리에 사용되는 자성 미분체(MF)는 폐수내 부유 고형물(S)과의 사이에 판데르 발스 힘과 같은 응집력이 작용하여 응집체를 쉽게 형성하고, 또한 자성 유체 분리탑을 통과하면서 자석 셋트로 흡착될 수 있는 자성을 갖고 있되 가격이 저렴한 자성 미분체를 얻기위해 여러 미분체의 특성을 연구한 결과 제철소에서 제선 공정의 소결로에 사용되는 미분의 자철광석, 그리고 적철광의 환원로에서 발생되는 자철분, 그리고 제강공정에서 배출되는 제강 슬러지, 그리고 전기로의 더스트로 부터 가격이 저렴한 자성 미분체를 얻어 낼 수 있다.First, the magnetic fine powder (MF) used for the magnetic fluid separation of the suspended solids (S) in the wastewater has a cohesive force such as the van der Waals force acting between the suspended solids (S) in the wastewater and easily forms the aggregates. As a result of studying the characteristics of various fine powders in order to obtain magnetic powders that can be adsorbed by magnet set while passing through the fluid separation tower, the fine magnetite ore used in the sintering process of steel making process in steel mill, In addition, it is possible to obtain low-cost magnetic fine powder from magnetic iron generated from the hematite reduction furnace, steelmaking sludge discharged from the steelmaking process, and dust from the electric furnace.
또한, 제강공정에서 배출되는 제강 슬러지 그리고 전기로의 더스트는 제철 폐기물로 현재 제철업계에서는 산업 폐기물 처리업체에 처리비용을 지불하여 처리하고 있어 폐수내 부유 고형물의 자성 유체분리에 있어서의 자성 미분체로 사용시 원료 비용의 부담이 거의 없는 것이다.In addition, the dust from steelmaking sludge and the electric furnace discharged from the steelmaking process are steel wastes. The steelmaking industry currently pays treatment costs to industrial waste treatment companies, and is used as magnetic fine powder in the magnetic fluid separation of suspended solids in wastewater. There is little cost.
따라서 상기 미분의 자철광석, 적철광의 환원로에서 발생되는 자철분, 제강공정에서 배출되는 제강 슬러지, 전기로의 더스트를 회수하여 불순물을 제거한 제철계 자성 분체를 부유 고형물의 농도가 약 3,000ppm인 축산 폐수에 1:1.5 혼합비로 투입하여 폐수내 부유 고형물의 제거효율을 측정하였다.Therefore, the livestock wastewater having the concentration of suspended solids of about 3,000ppm of the iron-based magnetic powder from which the impurities are removed by recovering dust of the magnetite ore of the fine powder, the magnetic iron generated from the hematite reduction furnace, the steelmaking sludge discharged from the steelmaking process, and the electric furnace. Was added in a 1: 1.5 mixing ratio to measure the removal efficiency of suspended solids in wastewater.
즉, 도 2는 불순물만 제거된 제철계 자성 분체의 폐수내 부유 고형물의 자성 유체분리에서의 제거효율에 대한 공탑 폐수 유속의 영향도를 나타낸 그래프로서, 기존의 마그네타이트를 사용한 결과와 비교시 폐수내 부유 고형물의 제거 효율이 15~25% 저하되며, 특히 폐수의 공탑 유속이 높아지면서 마그네타이트와의 제거효율 차이가 증가되는 것으로 나타났다.That is, FIG. 2 is a graph showing the influence of the air column wastewater flow rate on the removal efficiency in the magnetic fluid separation of suspended solids in the wastewater of the iron-based magnetic powder in which only impurities are removed, and compared with the result of using the magnetite in the wastewater. The removal efficiency of suspended solids is reduced by 15 ~ 25%, and the difference in removal efficiency with magnetite is increased by increasing the tower flow velocity of wastewater.
따라서 불순물만 제거된 제철계 자성 분체의 폐수내 부유 고형물의 자성 유체분리에서의 제거효율이 기존의 마그네타이트를 사용한 결과 보다 폐수내 부유 고형물의 제거 효율이 15~25% 저하되는 원인을 규명한 결과 도 3에 도시된 입도 분포도에서와 같이 마그네타이트의 평균입도는 약 2.3μm인데 비해 불순물만이 제거된 제철계 자성 분체의 평균 입도는 제강 슬러지가 약 50μm, 미분 자철광석이 약 270μm, 그리고 전기로 더스트는 약 220μm로 불순물이 제거된 제철계 자성 분체의 입도가 마그네타이트에 비해 매우 크며, 이로 인해 마그네타이트에 비하여 상대적으로 중력이 증가되면서 응집력이 약화되어 자성 유체분리에서의 제거 효율이 감소된 것으로 나타났다.Therefore, the result of finding out the reason that the removal efficiency of the suspended solids in the wastewater of the iron-based magnetic powder in which only the impurities are removed is reduced by 15-25% in the removal efficiency of the suspended solids in the wastewater is higher than that of the conventional magnetite. As shown in the particle size distribution chart shown in Fig. 3, the average particle size of magnetite is about 2.3 μm, whereas the average particle size of the iron-based magnetic powder from which impurities are removed is about 50 μm for steel sludge, about 270 μm for fine magnetite ore, and electric dust The particle size of the iron-based magnetic powder from which impurities were removed was about 220 μm, which is much larger than that of magnetite. As a result, the gravitational force is increased and the cohesion is weakened compared to the magnetite, thereby reducing the removal efficiency in the magnetic fluid separation.
여기서 동일한 폐수내 부유 고형물의 농도에 대하여 불순물이 제거된 제철계 자성 분체의 혼합비를 높히면 어느 정도의 제거효율 향상을 가져올 수 있으나, 제철계 자성 분체의 회수 비용을 줄이고 미회수시 자성 플럭의 발생량을 줄이기 위해서도 제철계 자성 분체의 사용비를 낮출 수 있는 방안이 필요하게 됨으로서 제트 밀(Jet Mill)과 같은 미분쇄기에서 제철계 자성 분체의 미분쇄를 실시하여 도 3에서와 같이 제철계 자성 미분체의 한 종류인 제강 슬러지의 평균입도를 약 2.5μm로 하였다.Increasing the mixing ratio of the iron-based magnetic powder from which impurities have been removed with respect to the concentration of suspended solids in the same wastewater can improve the removal efficiency to some extent, but reduces the cost of recovering the iron-based magnetic powder and the amount of magnetic flux generated when not recovered. In order to reduce the cost, it is necessary to reduce the cost of using the steel-based magnetic powder, so that the steel-based magnetic powder is pulverized in a fine grinding machine such as a jet mill, as shown in FIG. The average particle size of the steelmaking sludge which is one type of was about 2.5 μm.
즉, 제철소에서 제선공정의 소결로에 사용되는 미분의 자철광석, 그리고 적철광의 환원로에서 발생되는 자철분 및 제강공정에서 배출되는 제강 슬러지, 그리고 전기로의 더스트를 이용하여 본 발명에 따른 폐수내 부유 고형물의 자성 유체분리 시스템의 제철계 자성 미분체 제조장치 및 제조공정을 상세히 설명하면 다음과 같다.That is, in the steel mill, the fine powders are used in the sintering furnace of the steelmaking process, the magnetic powders generated from the reduction of hematite, the steelmaking sludge discharged from the steelmaking process, and the dust of the electric furnace. The steelmaking magnetic powder manufacturing apparatus and manufacturing process of the magnetic fluid separation system of a solid will be described in detail as follows.
먼저 도 5는 본 발명에 따른 폐수내 부유 고형물의 자성 유체분리 시스템에 사용되는 제철계 자성 미분체 제조장치의 구성도로서, 제철소에서 제선공정의 소결로에 사용되는 미분의 자철광석 또는 적철광의 환원로에서 발생되는 자철분 또는 제강공정에서 배출되는 제강슬러지 또는 전기로의 더스트에 포함된 불순물을 제거하는 불순물 분리기(10)와, 상기 불순물 분리기(10)를 경유하여 배출되는 제철계 자성 분체(SMP)를 소정의 함수율을 갖도록 건조시키는 분체건조기(20)가 구비된다.First, FIG. 5 is a schematic diagram of an apparatus for manufacturing magnetic iron-based magnetic fine powder used in a magnetic fluid separation system of suspended solids in wastewater according to the present invention, and reducing fine magnetite ore or hematite used in a sintering furnace of a steelmaking process in a steel mill. Impurity separator 10 for removing impurities contained in the magnetic iron powder generated from the furnace or the dust of the steelmaking sludge discharged from the steelmaking process or the electric furnace, and steel-based magnetic powder (SMP) discharged through the impurity separator 10 Powder dryer 20 is provided to dry to have a predetermined moisture content.
그리고 상기 분체건조기(20)에 의해 소정의 함수율을 갖도록 건조된 제철계 자성 분체(SMP) 중 대립자를 분리 제거시켜 미립자의 분율을 높히는 분급기(30)와, 상기 분급기(30)를 경유하여 분급된 미립자 계통의 제철계 자성 분체(SMP)를 수㎛ 크기로 분쇄하여 비표면적을 증가시켜 제철계 자성 미분체(SMF)를 형성하는 제트 밀과 같은 미분쇄기(40)로 구성되어 있다.In addition, the classifier 30 separates and removes alleles from the steel-based magnetic powder (SMP) dried to have a predetermined moisture content by the powder dryer 20, and passes through the classifier 30. It is composed of a fine pulverizer 40 such as a jet mill to grind the steel-based magnetic powder (SMP) of the fine-grained classifier to a size of several μm to increase the specific surface area to form the steel-based magnetic fine powder (SMF).
이와 같이 이루어진 제철계 자성 미분체 제조장치에 의해 제철계 자성 미분체를 제조하는 과정을 도 6에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.The process of manufacturing the steel-based magnetic fine powder by the steel-based magnetic powder manufacturing apparatus made as described above will be described in detail with reference to FIG. 6.
먼저 제철소에서 제선공정의 소결로에 사용되는 미분의 자철광석, 그리고 적철광의 환원로에서 발생되는 자철분 및 제강공정에서 배출되는 제강 슬러지, 그리고 전기로의 더스트를 불순물 분리기(10)에 투입하여 이물질을 제거한 후 순수한 제철계 자성 분체(SMP)를 분리한 다음 내부 온도가 약 100~140℃로 유지되는 분체건조기(20)에 유입시켜 제철계 자성 분체(SMP)내 수분 함량이 높은 경우 함수율을 3~7%로 낮추게 된다.First, the magnetic iron ore of the fine powder used in the sintering furnace of the steelmaking process in the steel mill, the magnetic iron powder generated from the reduction furnace of hematite, the steelmaking sludge discharged from the steelmaking process, and the dust of the electric furnace are introduced into the impurity separator 10 to remove foreign substances. After removal, pure steel magnetic powder (SMP) is separated, and then introduced into a powder dryer (20) having an internal temperature maintained at about 100 to 140 ° C., so that the moisture content is 3 ~ when the moisture content in the steel magnetic powder (SMP) is high. It will be lowered to 7%.
이때 상기 제철계 자성 분체(SMP)를 함수율 3~7%로 건조시키는 이유는 제철계 자성 분체(SMP)의 미분쇄 효율을 저하시키는 1~2㎜ 이상의 대립자를 분급시키는데 있어 대립자의 표면에 액교 부착된 미립자를 분리 회수하고 또한 상호 응집되어 있는 미립자를 개체 분리하기 위함이다.The reason for drying the steel-based magnetic powder (SMP) at a moisture content of 3 to 7% is to attach liquid bridges to the surface of the alleles in classifying alleles of 1 to 2 mm or more, which reduces the pulverization efficiency of the steel-based magnetic powder (SMP). This is to separate and collect the fine particles and to separate the aggregated fine particles.
따라서 상기 분체건조기(20)에 의해 제철계 자성 분체(SMP)의 함수율을 3~7%로 낮춘 다음 체나 진동 스크린 식의 분급기(30)에 투입하여 1~2㎜의 입자를 기준하여 그 이하의 미립자와 그 이상의 대립자로 분급시키게 되며, 상기 분급기(30)로 부터 배출되는 분급된 제철계 자성 분체(SMP)를 제트 밀(Jet Mill)과 같은 미분쇄기(40)로 공급하여 약 10μm 이하로 미분쇄함으로서 제철계 자성 미분체(SMF)의 제조를 완료하게 된다.Therefore, by lowering the moisture content of the steel-based magnetic powder (SMP) to 3-7% by the powder dryer 20, and then put it into a sieve or vibrating screen classifier 30, the particle size of 1 ~ 2㎜ or less And fine particles of fine particles and more alleles, and the classified steel-based magnetic powder (SMP) discharged from the classifier 30 is supplied to a pulverizer 40 such as a jet mill to about 10 μm or less. By pulverizing the furnace, production of the steel-based magnetic fine powder (SMF) is completed.
이와 같은 공정에 의해 제조된 본 발명에 따른 제철계 자성 미분체를 사용하여 폐수내 부유 고형물의 자성플럭 형성과정과 제거효율을 측정하여 보면 다음과 같다.The magnetic flux formation process and removal efficiency of the suspended solids in the wastewater using the steel-based magnetic fine powder according to the present invention prepared by such a process are as follows.
즉, 도 7에 도시된 본 발명에 따른 제철계 자성 미분체 투입시 폐수내 부유 고형물의 자성플럭 형성과 자성분리의 개념도에서와 같이 폐수내의 부유 고형물(S)이 본 발명의 제철계 자성 미분체(SMF)를 만나면 부유 고형물(S)이 제철계 자성 미분체(SMF)에 흡착되어 제철계 자성 플럭(MSS)을 형성하게 되며, 상기 제철계 자성 플럭(MSS)이 자성 유체 분리탑(7)을 경유할 때 상기 자성 유체분리탑(7)의 외주연에 설치된 자석세트(8)에 흡착되어 제철계 자성 플럭(MSS)를 분리시키고, 분리 배출된 제철계 자성 플럭(MSS)을 미도시된 회수장치에 의해 건조 또는 연소과정을 통해 부유 고형물(S)이 분리된 제철계 자성 미분체(SMF)를 회수하여 폐수 정제에 재사용할 수 있도록 한 것이다.That is, when the steel-based magnetic fine powder according to the present invention shown in FIG. 7 is suspended solids (S) in the wastewater as shown in the conceptual diagram of magnetic flotation and magnetic separation of the suspended solids in the wastewater, the steel-based magnetic fine powder of the present invention When the SMF is met, the suspended solids S are adsorbed on the steel-based magnetic fine powder SMF to form the steel-based magnetic flux MSS, and the steel-based magnetic flux MSS is a magnetic fluid separation tower 7. When passing through is adsorbed to the magnet set (8) installed on the outer periphery of the magnetic fluid separation tower (7) to separate the steel-based magnetic flux (MSS), the separated and discharged steel-based magnetic flux (MSS) not shown The steel-based magnetic fine powder (SMF) from which the suspended solids (S) are separated by drying or burning by a recovery device is recovered and reused in wastewater purification.
도 8은 이와 같이 본 발명에 의해 제조된 약 2.5μm로 미분쇄된 제강 슬러지를 사용한 자성 유체분리에서 부유 고형물(S) 농도가 약 3,000ppm인 축산 폐수내 부유 고형물의 제거효율에 대한 공탑 폐수 유속과의 관계를 나타낸 것으로, 미분쇄전의 제강 슬러지의 경우에 비해 뚜렷하게 제거 효율이 향상되었음을 알 수 있다.FIG. 8 is an aerated wastewater flow rate for removal efficiency of suspended solids in a livestock wastewater having a suspended solids (S) concentration of about 3,000 ppm in the magnetic fluid separation using the finely ground steelmaking sludge prepared as described above according to the present invention. In this regard, it can be seen that the removal efficiency is significantly improved as compared with the steelmaking sludge before grinding.
이때 공탑 폐수 유속의 증가에 따른 제거효율의 저하도 뚜렷하게 줄어들며 미분쇄된 제강 슬러지의 사용비를 높히면 이와 같은 효과가 상승되며, 또한 폐수내 부유 고형물(S)에 대한 제철계 자성 미분체(SMF)의 비는 1:1∼1:4 범위내가 적당함을 확인할 수 있다.At this time, the reduction of the removal efficiency by the increase of the tower wastewater flow rate is also markedly reduced, and the increase of the use ratio of the pulverized steelmaking sludge increases the effect, and also the steel-based magnetic fine powder (SMF) for the suspended solids (S) in the wastewater. It can be seen that the ratio of) is within the range of 1: 1 to 1: 4.
또한, 부유 고형물(S)과 제철계 자성 미분체(SMF)의 비를 1:1 이하의 비를 사용하여도 어느 정도의 효과는 있지만 자성 유체분리의 목적을 확실히 달성하기 위해서는 1:1 이상 사용하는 것이 좋으며, 1:4 이상의 비를 사용하는 것은 제거효율의 향상에 긍정적 효과는 있지만 경제적 측면을 고려하는 경우 1:4 정도 범위까지가 매우 적당하고, 다량으로 사용하면 상대적으로 제철계 자성 미분체의 회수 비용이 증가하게 된다.In addition, although the ratio between the suspended solids (S) and the steel-based magnetic fine powder (SMF) is less than 1: 1, there is some effect, but in order to achieve the purpose of magnetic fluid separation, the ratio is 1: 1 or more. It is better to use a ratio of 1: 4 or more, but it has a positive effect on the improvement of the removal efficiency, but considering the economic aspect, it is very suitable to be in the range of about 1: 4. The recovery cost of is increased.
이상에서 상술한 바와 같이 본 발명은, 폐수내 부유 고형물의 자성 유체분리에 사용되는 자성 미분체를 제철소에서 제선공정의 소결로에 사용되는 미분의 자철광석, 또는 적철광의 환원로에서 발생되는 자철분, 또는 제강공정에서 배출되는 제강슬러지 또는 전기로의 더스트(dust)의 폐자원을 이물질 제거과정, 건조, 분급 및 분쇄과정 등의 공정을 거쳐 종래 사용되던 자성 미분체인 마그네타이트와 성능이 거의 동일하며, 회수율이 높은 제철계 자성 분체를 이용하여 제조함으로서 저렴한 가격으로 자성 미분체를 공급토록 함은 물론 회수효율의 상승으로 폐수처리 비용을 절감할 수 있는 것이다.As described above, in the present invention, the magnetic powder used in the magnetic fluid separation of the suspended solids in the wastewater is produced in the iron ore of the fine powder used in the sintering furnace of the iron making process in the ironworks, or the magnetic iron powder generated in the reduction furnace of hematite. The waste resources of steelmaking sludge or electric furnace dust discharged from the steelmaking process, or from the steelmaking process are substantially the same as those of the magnetic fine powder magnetite used in the past through the process of removing foreign substances, drying, classifying and pulverizing. By using this high iron-based magnetic powder, it is possible to supply magnetic fine powder at a low price and to reduce wastewater treatment costs by increasing recovery efficiency.
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| KR1019980026528A KR100285169B1 (en) | 1998-06-25 | 1998-06-25 | Iron-based magnetic fine powder production apparatus and its method for use in magnetic fluid separation system of suspended solids in wastewater |
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|---|---|---|---|---|
| KR100568339B1 (en) * | 2001-08-24 | 2006-04-05 | 주식회사 포스코 | process for making iron by recycling dust containing Fe in smelting reduction apparatus |
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1998
- 1998-06-25 KR KR1019980026528A patent/KR100285169B1/en not_active IP Right Cessation
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