KR20020016699A - 규사 정제방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 규사에 포함된 산화철의 불순물을 효율적으로 제거하고 정제 수율을 높게할 수 있는 규사정제방법에 관한 것으로서, 제1분쇄기를 이용하여 규사원석을 대략 30mm의 크기로 분쇄하는 단계, 상기 제1분쇄기로 분쇄된 규사원석을 제2분쇄기를 이용하여 대략 10mm이하로 분쇄하는 단계, 분당 약 27∼30회로 회전하는 마광기에 적어도 2종 이상의 지름을 갖는 볼밀과 상기 제2분쇄기를 이용하여 분쇄된 규사원석을 2.5∼3.5:4.5∼5.5의 중량비로 혼합하여 상기 규사원석이 60∼150 메쉬의 크기가 되도록 마광하는 단계, 60메쉬 보다 큰 규사는 상기 마광기에 재투입하고, 60메쉬 보다 작은 규사는 제1탱크로 이동시켜 초음파세척하는 단계, 상기 초음파세척된 규사는 펌프를 이용하여 복수의 제2탱크로 이동시켜 불순물을 침전시키는 단계, 상기 불순물이 침전된 규사를 탈수하여 건조시키는 단계를 포함한다.

Description

규사 정제방법{A refining process silica sand}

본 발명은 규석 또는 규사원광으로부터 철분 등의 불순물을 쉽게 분리하여 생산 수율을 높일 수 있는 규사 정제방법에 관한 것이다.

일반적으로 규석이나 규사는 SiO₂를 주성분으로 하는 광석이며 불순물, 경도 입도 및 물리적 화학적 성질의 차이에 의하여 그 사용용도가 달라지므로 그 정제방법이 중요하다.

또, 고 순도의 규사를 정제하기 위해서는 적절한 공정 단계를 거쳐야 하나, 규사나 규석의 원석 상태에 따라 공정이 달라질 수 있고, 수율이 떨어지는 단점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로 제1분쇄기를 이용하여 규사원석을 대략 30mm의 크기로 분쇄하는 단계,

상기 제1분쇄기로 분쇄된 규사원석을 제2분쇄기를 이용하여 대략 10mm이하로 분쇄하는 단계,

분당 약 27∼30회로 회전하는 마광기에 적어도 2종 이상의 지름을 갖는 볼밀과 상기 제2분쇄기를 이용하여 분쇄된 규사원석을 2.5∼3.5:4.5∼5.5의 중량비로 혼합하여 상기 규사원석이 60∼150 메쉬의 크기가 되도록 마광하는 단계,

60메쉬 보다 큰 규사는 상기 마광기에 재투입하고, 60메쉬 보다 작은 규사는 제1탱크로 이동시켜 초음파세척하는 단계,

상기 초음파세척된 규사는 펌프를 이용하여 복수의 제2탱크로 이동시켜 불순물을 침전시키는 단계,

상기 불순물이 침전된 규사를 탈수하여 건조시키는 단계를 포함한다.

상기 볼밀과 규사원석의 혼합물은 물을 투입하여 약 70%의 농도를 갖도록 한상태에서 마광하되, 특히, 상기 마광에 이용되는 규사원석은 철분이 점토 또는 카올린화한 장석으로 함유된 상태이거나, 석영입자의 표면에 부착한 피막 또는 덮게로 된 상태, 각섬석, 석유석, 또는 운모와 같은 철을 부성분으로한 광물입자 상태, 백운모, 견운모, 금홍석 또는 지르콘의 입자 중에 고용체로 함유된 상태, 화강암질 모래 중 비교적 가벼운 광물 중에 기계적으로 혼입된 상태의 것을 이용하는 것이 바람직하다.

상기 규사원석을 상기 공정을 거쳐 정제함으로서 불순물(산화철)을 쉽게 제거하여 규사를 정제할 수 있고, 규사원석의 정제 수율을 크게할 수 있다.

따라서, 본 발명은 불순물이 적고, 수율이 높은 규사의 정제방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1은 본 발명의 제조공정을 설명하기 위한 도면이다.

본 발명의 규사정제 방법은 도 1을 참고하여 상세히 설명한다.

먼저, 규사원석을 선택한다.

상기 규사원석에 가장 보편적으로 함유된 불순물은 산화철로서 상기 산화철을 어떻게 제거할 것인가가 규사의 품질을 좌우하는 요소이다.

본 발명은 규사의 정제효율 및 품질을 높이기 위하여 규사원석에 철분이 점토 또는 카올린화한 장석으로 함유된 상태이거나, 석영입자의 표면에 부착한 피막 또는 덮게로 된 상태, 각섬석, 석유석, 또는 운모와 같은 철을 부성분으로한 광물입자 상태, 백운모, 견운모, 금홍석 또는 지르콘의 입자 중에 고용체로 함유된 상태, 화강암질 모래 중 비교적 가벼운 광물 중에 기계적으로 혼입된 상태의 규사원석을 이용한다.

상기와 같이 선별된 규사원석을 컨베이어벨트를 이용하여 투입한다(S1).

에프론피더(apron feeder)를 이용하여 규사원석과 함께 뒤섞인 불순물광석을 제거한 후 1시간당 20톤 정도의 작업량을 소화할 수 있는 제1분쇄기에 투입하고, 규사원석의 크기를 30mm이하가 되도록 분쇄한다(S2).

이어서, 컨베이어벨트를 이용하여 30mm이하의 크기로 분쇄된 규사원석을 1시강당 20톤 정도의 작업량을 소화할 수 있는 제2분쇄기에 투입하고, 크기가 10mm이하가 되도록 분쇄한다(S3).

하나의 예로 분당 약 27∼30회로 회전하는 마광기에 세라믹으로 만들어진 지름이 7Cm와 3Cm가 혼합된 볼밀이 투입되고, 그 볼밀과 약 10mm 크기로 분쇄된 규사원석은 중량비가 2.5∼3.5:4.5∼5.5의 비율이 되도록 혼합되고, 약 70%의 광액 농도가 되도록 한 후 마광하여 상기 규사원석이 60∼150 메쉬의 크기가 되도록 한다(S4).

상기 마광된 규사는 분급기를 이용하여 규사의 크기가 60메쉬보다 작은 것과 큰 것으로 분리된다(S5).

단계(S5)에서 규사의 크기가 60메쉬 보다 큰 것은 마광기로 다시 이동시켜 마광된다.

또, 규사의 크기가 60메쉬 보다 작은 것으로 분류된 것은 분급기에 의하여 다시 규사의 크기가 150메쉬 보다 작은 것과 큰 것으로 분리된다(S6).

상기 분급기에 의하여 마광된 규사가 150메쉬 보다 작은 것으로 분류된 것은 외부로 배출되고 , 60 ∼150메쉬 범위의 것은 제1탱크로 이동시켜져 초음파 세정된다(S7).

상기 제1탱크에서 규사를 초음파처리한 후 25∼35%의 고체 농도가 되도록 물을 넣고, 펌프를 이용하여 제2탱크로 이동시켜 슬러지를 침전시킨다(S8). 이 단계에서 불순물인 산화철의 함유율이 0.01%이하로 충분히 낮아질 수 있지만 필요에 따라 다른 탱크로 이동시켜 추가적으로 불순물을 제거하는 공정을 더 거칠 수 있다.

이어서, H₂O₂O₄5%의 수용액을 이용하여 탈수된 규사에 주입하여 50%의 고체농도로 한 후 350kHz의 고주파를 가하여 남아있는 산화철을 완전히 제거한다. 상기 산화철을 제거하는데 이용되는 수용액은 진공펌프로 탈수한 후, 셋물로 규사를 세척하고 건조장치를 이용하여 건조 시킨다(S9).

상기 탈수된 수용액은 정수탱크를 이용하여 정수함으로서 재사용이 가능하도록 한다.

본 발명은 철분이 점토 또는 카올린화한 장석으로 함유된 상태이거나, 석영입자의 표면에 부착한 피막 또는 덮게로 된 상태, 각섬석, 석유석, 또는 운모와 같은 철을 부성분으로한 광물입자 상태, 백운모, 견운모, 금홍석 또는 지르콘의 입자 중에 고용체로 함유된 상태, 화강암질 모래 중 비교적 가벼운 광물 중에 기계적으로 혼입된 상태의 규사원석을 본 발명의 정제 과정을 거침으로서 규사에 포함된 산화철의 불순물을 완전히 제거하고 정제 수율을 높게할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

Claims (2)

1. 제1분쇄기를 이용하여 규사원석을 제1크기 군으로 분쇄하는 단계,

   상기 제1분쇄기로 분쇄된 규사원석을 제2분쇄기를 이용하여 제2크기 군으로 분쇄하는 단계,

   분당 약 27∼30회로 회전하는 마광기에 적어도 2종 이상의 지름을 갖는 볼밀과 상기 제2분쇄기를 이용하여 분쇄된 규사원석을 2.5∼3.5:4.5∼5.5의 중량비로 혼합하여 상기 규사원석이 60∼150 메쉬의 크기가 되도록 마광하는 단계,

   60메쉬 보다 큰 규사는 상기 마광기에 재투입하고, 60∼150메쉬의 규사는 제1탱크로 이동시켜 초음파세척하는 단계,

   상기 초음파세척된 규사는 펌프를 이용하여 복수의 제2탱크로 이동시켜 불순물을 제거하는 단계,

   상기 불순물이 제거된 규사를 탈수하여 건조시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 규사정제방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 규사원석은 철분이 점토 또는 카올린화한 장석으로 함유된 상태이거나, 석영입자의 표면에 부착한 피막 또는 덮게로 된 상태, 각섬석, 석유석, 또는 운모와 같은 철을 부성분으로한 광물입자 상태, 백운모, 견운모, 금홍석 또는 지르콘의입자 중에 고용체로 함유된 상태, 화강암질 모래 중 비교적 가벼운 광물 중에 기계적으로 혼입된 상태 중 선택되는 어느 하나를 이용하는 것을 특징으로 하는 규사정제방법.