KR20040087946A - A Dry Separation Method - Google Patents

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KR20040087946A
KR20040087946A KR1020040024059A KR20040024059A KR20040087946A KR 20040087946 A KR20040087946 A KR 20040087946A KR 1020040024059 A KR1020040024059 A KR 1020040024059A KR 20040024059 A KR20040024059 A KR 20040024059A KR 20040087946 A KR20040087946 A KR 20040087946A
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쥰 오시따니
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오까야마 다이가꾸
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Abstract

PURPOSE: A dry separation method and apparatus are provided to continuously separate even the wet subject into each component at a low cost and to be eco-friendly. CONSTITUTION: The dry separation method comprises the steps of: inputting a separation subject to a gas-solid fluidized bed(2) for fluidizing powders and separating the separation subject continuously using an apparent density of the gas-solid fluidized bed, wherein the powders have a water repellency. A contact angle of the powders to a water is at least 10 degrees. The powders have a water repellency in itself or have a water repellent coat. The water repellent coat is selected from the group consisting of a carbon fluoride fiber and a silane based.

Description

건식 분리 방법 {A Dry Separation Method}Dry Separation Method

본 발명은 액체를 사용하지 않으면서 분리 대상물을 다양한 성분들로 비중 분리할 수 있는 건식 분리 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a dry separation method capable of performing gravity separation of an object to be separated into various components without using a liquid.

다양한 원료로부터 각각 제조되는 공업 제품, 광물 자원, 산업 폐기물 등에는 다양한 다른 성분들이 포함된다. 따라서, 광물 자원의 정제 및 자원의 재활용을 위해서는 이들 성분들을 서로 분리하는 것이 필요하다.Industrial products, mineral resources, industrial waste, etc., each made from a variety of raw materials, include a variety of other components. Therefore, it is necessary to separate these components from each other for the purification of mineral resources and the recycling of resources.

지금까지, 습식 분리 방법 및 건식 분리 방법이 분리 방법으로 주로 알려져있었다.To date, wet separation methods and dry separation methods have been known mainly as separation methods.

예를 들어, 건식 분리 방법으로서, 유동층에 대한 매체로서의 분체에 공기를 송풍함으로써 유동층을 형성하고, 기체-고체 유동층 내에 석탄 분체를 투입하여, 유동층 내에 생성된 밀도의 차이를 이용하여 석탄 분체를 유동층의 겉보기 밀도보다 작은 밀도를 갖는 석탄 분체와 유동층의 겉보기 밀도보다 큰 밀도를 갖는 석탄 분체로 분리하는 것을 포함하는, 석탄의 건식 분리 방법이 공지되어 있다 (JPA2000-61398).For example, as a dry separation method, a fluidized bed is formed by blowing air into powder as a medium to a fluidized bed, coal powder is introduced into a gas-solid fluidized bed, and coal powder is fluidized by using a difference in density generated in the fluidized bed. Dry separation methods of coal are known (JPA2000-61398), which include separating into coal powder having a density less than the apparent density of and coal powder having a density greater than the apparent density of the fluidized bed.

선행 기술: JPA2000-61398Prior Art: JPA2000-61398

그러나, 상기 건식 분리 방법에는 높은 장치 비용, 낮은 효율 등의 문제가 있다. 습식 분리 방법에는 폐액 처리에 의해 야기되는 환경 오염의 문제, 수자원이 적은 곳에서는 상기 방법을 이용할 수 없으며, 폐액 처리 또는 분리 후에 건조 단계가 필요하다는 점 등의 문제가 있다.However, the dry separation method has problems such as high device cost and low efficiency. The wet separation method has problems such as environmental pollution caused by waste liquid treatment, the method cannot be used where there is little water resource, and a drying step is required after waste liquid treatment or separation.

또한, 분리 대상물이 목적 성분 이외의 불순물을 포함하고 있는 경우가 종종 있다. 그러나, 불순물을 제거하면서 목적 성분을 연속적으로 회수하는 방법은 지금까지 알려져 있지 않다.In addition, the separation object often contains impurities other than the target component. However, the method of continuously recovering a target component while removing impurities is not known until now.

또한, 분리 대상물이 마른 경우에는 분리가 충분하지만, 분리 대상물이 젖어 있는 경우에는 분리가 곤란하다는 문제가 있다. 이는 습윤 물체가 기체-고체 유동층 내로 투입될 경우에, 습윤 물체 상의 수분이 분체 표면으로 이동하여 서로 분체의 응집을 야기하기 때문이다. 이러한 결과로서, 유동층의 유동화가 불안정화된다. 또한, 분체가 분리된 물체의 표면에 부착되는 또 다른 문제가 있다.In addition, when the separation object is dry, separation is sufficient, but when the separation object is wet, there is a problem that separation is difficult. This is because when the wet objects are introduced into the gas-solid fluidized bed, the moisture on the wet objects moves to the powder surface, causing the powder to agglomerate with each other. As a result of this, fluidization of the fluidized bed becomes unstable. In addition, there is another problem that the powder adheres to the surface of the separated object.

따라서, 본 발명은 분리 대상물이 젖어 있는 상태에서도, 저렴한 비용으로 분리 대상물을 각 성분들로 연속적으로 분리할 수 있으며, 환경에 바람직한 건식 분리 방법 및 장치를 제공하기 위한 것이다.Accordingly, the present invention is to provide a dry separation method and apparatus which is capable of continuously separating the separation object into each component at low cost, even when the separation object is wet.

본 발명자들은, 분체를 유동화시키는 기체-고체 유동층이 밀도, 점도 등에서 액체와 유사한 성질을 갖는다는 점에 주목하였다. 특히, 유동화 조건하에서 다양한 밀도를 갖는 물체의 거동에 관해 검토한 결과, 본 발명을 달성하였다.The inventors noted that the gas-solid fluidized bed which fluidizes the powder has properties similar to liquids in density, viscosity and the like. In particular, as a result of examining the behavior of objects having various densities under fluidization conditions, the present invention has been achieved.

첨부된 도면을 참고하여 본 발명을 기재할 것이다.The present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 분리 대상물을 분리하기 위한 장치의 실시태양을 나타내는 개략도이다.1 is a schematic view showing an embodiment of an apparatus for separating an object to be separated.

도 2는 분리 대상물으로부터 성분을 회수하기 위한 실시태양을 나타내는 개략도이다.2 is a schematic view showing an embodiment for recovering a component from a separation object.

도 3은 분리 대상물로부터 성분을 회수하기 위한 또 다른 실시태양을 나타내는 개략도이다.3 is a schematic view showing another embodiment for recovering a component from a separation object.

도 4는 본 발명에 따른 분리 시스템의 실시태양을 예시하는 개략도이다.4 is a schematic diagram illustrating an embodiment of a separation system according to the present invention.

도 5는 다양한 VS.S.값에서 물체의 밀도 분포를 나타내는 그래프이다.5 is a graph showing the density distribution of an object at various V SS values.

도 6은 통기성을 변화시킴으로써 규석과 납석의 부양-침강 상태를 나타내는 그래프이다.6 is a graph showing the flotation-settling state of silica and feldspar by varying breathability.

도 7은 각 분리 대상물의 유동층 내에서의 높이를 나타내는 그래프이다.7 is a graph showing the height in the fluidized bed of each separation object.

도 8은 각 분리 대상물의 유동층 내에서의 높이를 나타내는 그래프이다.8 is a graph showing the height in the fluidized bed of each separation object.

도 9는 규석 및 납석의 유동층 내에서의 높이를 나타내는 그래프이다.9 is a graph showing the height in the fluidized bed of silica and feldspar.

도 10은 분체의 접촉각과 시간과의 관계를 나타내는 그래프이다.10 is a graph showing the relationship between the contact angle of powder and time.

도 11은 각 분체에 있어서 공기의 상대 습도를 50 내지 80%의 범위로 변화시킨 경우의 압력 손실과 공탑 속도와의 관계를 나타내는 그래프이다.11 is a graph showing the relationship between the pressure loss and the tower speed when the relative humidity of air in each powder is changed in the range of 50 to 80%.

도 12는 각 분체에 있어서 공기의 상대 습도를 50 내지 80%의 범위로 변화시킨 경우에 수득된 결과를 나타내는 그래프이다.Fig. 12 is a graph showing the results obtained when the relative humidity of air in each powder is changed in the range of 50 to 80%.

도 13은 각 분체에 있어서 공기의 상대 습도를 50 내지 80%의 범위로 변화시킨 경우에 수득된 결과를 나타내는 그래프이다.Fig. 13 is a graph showing the results obtained when the relative humidity of air in each powder is changed in the range of 50 to 80%.

도 14는 습윤성이 상이한 3종의 분체를 사용하여 유동층에서의 습윤 석탄의 부양-침강 상태를 나타낸다.FIG. 14 shows the flotation-settling state of wet coal in a fluidized bed using three powders with different wettability.

<부호의 설명><Description of the code>

1 유동층의 겉보기 밀도보다 가벼운 물체1 lighter than the apparent density of the fluidized bed

2 기체-고체 유동층2 gas-solid fluidized beds

3 유동층의 겉보기 밀도보다 무거운 물체3 objects heavier than the apparent density of the fluidized bed

4 분리 탱크4 separation tank

5 기체 분산판5 gas dispersion plate

6 수집 수단6 collection means

7, 7a, 7b 운반 수단7, 7a, 7b means of transport

8 보호판8 shroud

9 유도판9 induction plate

10 기체실10 gas chamber

11 바스켓11 baskets

12 배출구12 outlet

13 다공판13 perforated plate

14 프로펠러14 propeller

15 기체15 gas

16 오리피스 유량계16 orifice flow meter

17 압력 센서17 pressure sensor

18 데이터 로거 (data logger)18 data logger

19 퍼스널 컴퓨터19 personal computers

20 송풍기20 blower

21 모터 밸브21 motor valve

22 전기 신호22 electrical signal

본 발명의 제1 국면에 따라, 분체를 유동화시키는 기체-고체 유동층에 분리 대상물을 투입하고, 기체-고체 유동층의 겉보기 밀도를 이용하여 분리 대상물을 각 성분으로 연속적으로 분리하는 것을 포함하며, 여기서 상기 분체는 발수성을 갖는, 건식 분리 방법이 제공된다.According to a first aspect of the present invention, a separation object is introduced into a gas-solid fluidized bed for fluidizing powder, and the separation object is continuously separated into each component by using the apparent density of the gas-solid fluidized bed. The powder is provided with a dry separation method, having water repellency.

본 발명의 제1 국면의 바람직한 실시태양에서, 상기 연속 분리는 겉보기 밀도를 변화시킴으로써 수행한다.In a preferred embodiment of the first aspect of the invention, the continuous separation is performed by changing the apparent density.

본 발명의 제1 국면의 또 다른 바람직한 실시태양에서, 분체의 물에 대한 접촉각은 10° 이상이다.In another preferred embodiment of the first aspect of the invention, the contact angle of the powder with respect to water is at least 10 °.

본 발명의 제1 국면의 또 다른 바람직한 실시태양에서, 분체는 그 자체가 발수성을 갖거나, 또는 발수성 피막을 갖는다.In another preferred embodiment of the first aspect of the invention, the powder itself is water repellent or has a water repellent coating.

본 발명의 제1 국면의 또 다른 바람직한 실시태양에서, 발수성 피막은 불화탄소 섬유 및 실란계 제제로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상이다.In another preferred embodiment of the first aspect of the invention, the water repellent coating is at least one member selected from the group consisting of fluorocarbon fibers and silane based agents.

본 발명의 제1 국면의 또 다른 바람직한 실시태양에서, 상기 분체의 유동화는 기체-고체 유동층의 하부로 송풍함으로써 수행한다.In another preferred embodiment of the first aspect of the invention, the fluidization of the powder is carried out by blowing to the bottom of the gas-solid fluidized bed.

본 발명의 제1 국면의 또 다른 바람직한 실시태양에서, 상기 송풍은 통기성이 5.0 (㎤/s)/㎠ 이하인 조건하에서 수행한다.In another preferred embodiment of the first aspect of the invention, the blowing is carried out under conditions of breathability of 5.0 (cm 3 / s) / cm 2 or less.

본 발명의 제1 국면의 또 다른 바람직한 실시태양에서, 상기 송풍은 1 내지 4 범위의 u0/umf(여기서, u0는 공탑 속도이고 umf는 분체의 최소 유동화 속도임) 비에서 수행한다.In another preferred embodiment of the first aspect of the invention, the blowing is carried out at a ratio of u 0 / u mf in which u 0 is the tower speed and u mf is the minimum fluidization velocity of the powder. .

본 발명의 제1 국면의 또 다른 바람직한 실시태양에서, 다수개의 분체를 유동화시키는 경우에 상기 송풍을 다수개의 분체가 균일하게 혼합되도록 하는 u0/umf비의 값에서 수행한다.In another preferred embodiment of the first aspect of the invention, the blowing is carried out at a value of the u 0 / u mf ratio which causes the plurality of powders to be uniformly mixed when the plurality of powders are fluidized.

본 발명의 제1 국면의 또 다른 바람직한 실시태양에서, 고체-기체 유동층의 겉보기 밀도는 분리 대상물 중의 성분들의 최대 밀도와 최소 밀도와의 사이로 설정한다.In another preferred embodiment of the first aspect of the invention, the apparent density of the solid-gas fluidized bed is set between the maximum density and the minimum density of the components in the separation object.

본 발명의 제1 국면의 또 다른 바람직한 실시태양에서, 상기 분체는 유니비즈 (unibeads, 등록상표), 유리 비드, 지르콘샌드, 폴리스티렌 입자, 스틸 샷 및 이들과 거의 동등한 밀도를 갖는 분체로 구성된 군으로부터 선택된 1종 이상이다.In another preferred embodiment of the first aspect of the invention, the powder is unibiz (unibeads®), glass beads, zircon sand, polystyrene particles, still shots and powders having a density substantially equal thereto.

본 발명의 제1 국면의 또 다른 바람직한 실시태양에서, 상기 분리 대상물은 폐기물, 광석, 농작물, 플라스틱, 금속을 포함한다.In another preferred embodiment of the first aspect of the invention, the separation object comprises waste, ore, crops, plastics, metals.

본 발명의 제1 국면의 또 다른 바람직한 실시태양에서, 상기 분체의 평균 입경은 100 내지 500 ㎛이다.In another preferred embodiment of the first aspect of the invention, the average particle diameter of the powder is 100-500 μm.

본 발명의 원리를 하기와 같이 설명한다. 즉, 액체계의 비중 선별과 유사한 분체 유동화 매체, 즉 기체-고체 유동층을 이용하여 분체를 유동화시킴으로써 분리 대상물을 주로 그의 밀도에 따라 분리하는 것이다. 이에 추가하여, 상기 분체로서 발수성을 갖는 분체를 사용하는 것도 특징의 하나이다. 발수성을 갖는 분체의 사용은 서로 분리하기 곤란한 습윤 물체를 용이하게 분리가능하게 한다. 따라서, 본 발명은 안정한 유동층을 제공할 수 있다는 점에서 이점을 갖는다. 본 명세서에 사용한 "기체-고체 유동층"이란 용어는 분체를 유동화시킴으로써 액체와 유사한 성질을 갖는 것을 의미한다.The principle of the present invention is explained as follows. In other words, the powder is fluidized using a powder fluidization medium, ie, a gas-solid fluidized bed, similar to the specific gravity screening of a liquid system, thereby separating the separation object mainly according to its density. In addition to this, it is also one of the characteristics to use powder which has water repellency as said powder. The use of water repellent powders makes it easy to separate wet objects that are difficult to separate from one another. Therefore, the present invention has an advantage in that it can provide a stable fluidized bed. As used herein, the term "gas-solid fluidized bed" means having fluid-like properties by fluidizing the powder.

우선, 기체-고체 유동층에 의한 분리의 개념을 하기와 같이 설명한다. 기체를 분체에 공급하여 부유 유동화시킨 경우, 분체로 된 유동층은 액체와 유사한 거동을 나타낸다.First, the concept of separation by gas-solid fluidized bed is explained as follows. In the case of suspended fluidization by supplying gas to the powder, the fluidized bed of powder exhibits a liquid-like behavior.

따라서, 유동층의 겉보기 밀도 ρfb는 하기의 식으로 나타낸다.Therefore, the apparent density ρfb of the fluidized bed is represented by the following formula.

상기 식에서, Wp는 유동화 매체의 분체 중량이고, Vf는 유동화시의 체적이고, εf는 유동화시의 공극률이고, ρp는 유동화 매체의 분체 밀도이다.In the above formula, W p is the powder weight of the fluidizing medium, V f is the volume at the fluidization, ε f is the porosity at the fluidization, and ρ p is the powder density of the fluidizing medium.

상기 겉보기 밀도 ρfb를 갖는 유동층 중에 밀도 ρs를 갖는 분리 대상물이 포함되는 경우, 겉보기 밀도보다 밀도가 작은 분리 대상 성분 (ρs < ρfb)은 유동층 상부에 부유하고, 겉보기 밀도보다 밀도가 큰 분리 대상 성분 (ρs > ρfb)은 유동층 하부에 침강한다. 또한, 겉보기 밀도와 밀도가 동일한 분리 대상 성분 (ρs = ρfb)은 유동층 중간부에 부유한다. 이러한 사실을 이용함으로써, 분리 대상물의 비중 선별을 수행한다.When the separation object having a density ρs is included in the fluidized bed having the apparent density ρfb, the separation target component (ρs <ρfb) having a density lower than the apparent density is suspended above the fluidized bed and has a density higher than the apparent density ( ρs> ρfb) settles under the fluidized bed. In addition, a component to be separated (ρs = ρfb) having the same density as the apparent density is suspended in the middle of the fluidized bed. By using this fact, specific gravity screening of the separation object is performed.

이러한 방법으로, 분리 대상물 중의 각 성분들을 분리할 수 있다. 따라서, 분리된 각 성분을 쉽게 재활용하는 것이 가능해진다.In this way, each component in the separation object can be separated. Therefore, it becomes possible to easily recycle each separated component.

본 발명에서는, 상기 분리 원리에 기초하여 분리 대상물이 특별히 한정되지 않는다. 분리 대상물로서는, 각종 광물 자원, 공업 제품, 슈레더 더스트 (shredder dust) 등을 언급할 수 있다. 광물 자원으로서는, 규석, 납석 등의 언급된 광물; 탄광에서 채굴된 원탄 등을 언급할 수 있다. 슈레더 더스트에는, 가정 분진, 자동차, 가정용 가전 제품 등으로부터의 슈레더 더스트 등을 언급할 수 있다. 상기 언급된 바와 같이, 어떠한 분리 대상물도 사용할 수 있지만, 분리 대상물이 오염된 경우에는 세척 후 분리를 수행하는 것이 바람직하다. 이것은, 본 발명의 분리 방법에 따르면 분리 대상물을 주로 그들의 비중차에 의해서 분리하기 때문에, 분리 대상물이 오염되었다면 비중이 변경되었을 염려가 있기 때문이다.In the present invention, the separation object is not particularly limited based on the separation principle. As the separation object, various mineral resources, industrial products, shredder dust, and the like can be mentioned. As a mineral resource, mentioned minerals, such as a silica, a lead, etc .; And coal mined in coal mines. In shredder dust, shredder dust from household dust, automobiles, household appliances, etc. can be mentioned. As mentioned above, any separation object can be used, but if the separation object is contaminated, it is preferable to perform separation after washing. This is because according to the separation method of the present invention, since the separation objects are mainly separated by their specific gravity difference, the specific gravity may be changed if the separation objects are contaminated.

또한, 습윤 물체를 능률적으로 분리하는 것이 가능하기 때문에, 상기 분리 대상물이 젖어 있어도 문제가 없다.In addition, since it is possible to efficiently separate the wet object, there is no problem even if the separation object is wet.

이어서, 분체의 발수성을 설명할 것이다. 분체의 발수성의 정도는 각 분체의 응집, 분리된 물체와 분체와의 부착을 억제할 수 있으면 특히 한정되지는 않는다. 또한, 발수성의 정도는 분리할 물체가 젖어 있는 정도에 따라 상이하다.Next, the water repellency of the powder will be explained. The degree of water repellency of the powder is not particularly limited as long as the aggregation of each powder and the adhesion of the separated object and the powder can be suppressed. Also, the degree of water repellency differs depending on the degree of wetness of the object to be separated.

분체가 발수성을 갖는 한, 분체는 특히 한정되지 않지만, 예를 들어 10° 이상의 접촉각이 바람직하다. 보다 높은 발수성이 요구되는 경우에, 50° 이상의 접촉각이 바람직하고, 90° 이상의 접촉각이 보다 바람직하다. 접촉각은 시간에 흘러감에 따라 보다 낮아진다. 따라서, 적어도 분리 동안에 접촉각이 0°로 되지 않는 것을 유의할 필요가 있다. 이는 접촉각이 0°가 되면, 분체가 발수성을 갖는 것으로 인정되지 않으며, 따라서 목적하는 발수성 효과를 수득할 수 없기 때문이다.The powder is not particularly limited as long as the powder has water repellency, but a contact angle of 10 ° or more is preferable, for example. When higher water repellency is required, a contact angle of 50 ° or more is preferred, and a contact angle of 90 ° or more is more preferred. The contact angle gets lower over time. Therefore, it should be noted that the contact angle does not go to 0 ° at least during separation. This is because when the contact angle reaches 0 °, the powder is not recognized as having water repellency, and thus, the desired water repellent effect cannot be obtained.

발수성을 갖는 분체의 실시태양도 특히 한정되지 않는다. 예를 들어, 발수성을 갖는 분체 그 자체를 사용할 수 있다. 분체가 그 자체에 발수성을 갖지 않거나 목적하는 발수성을 갖지 않을 경우에, 분체를 발수성을 갖는 특정 물질로 피복할 수 있다. 이러한 피막은 특히 한정되지 않는다. 예를 들어, 발수성을 갖는 피막으로서는 불화탄소 섬유 및 실란계 제제로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 들 수 있다.The embodiment of the powder having water repellency is not particularly limited. For example, the powder itself having water repellency can be used. When the powder itself does not have water repellency or does not have the desired water repellency, the powder may be coated with a specific material having water repellency. Such a coating is not particularly limited. For example, as a film which has water repellency, 1 or more types chosen from the group which consists of a fluorocarbon fiber and a silane type agent are mentioned.

피막의 두께도 피막이 분체의 발수성을 충족시키기에 충분한 두께를 가지는 한, 특히 한정되지는 않는다. 피막을 포함하는 분체의 충분한 입경은 100 내지 500 ㎛이다.The thickness of the coating is not particularly limited as long as the coating has a thickness sufficient to satisfy the water repellency of the powder. The sufficient particle diameter of the powder containing a film is 100-500 micrometers.

본 발명에서, 각 성분의 연속적인 분리는, 예를 들어 기체-고체 유동층의 겉보기 밀도를 변화시키거나, 또는 2개 이상의 기체-고체 유동층을 직렬로 배열하는 것 등에 의해 수행할 수 있다.In the present invention, the continuous separation of each component can be performed, for example, by changing the apparent density of the gas-solid fluidized bed, arranging two or more gas-solid fluidized beds in series, and the like.

기체-고체 유동층에서 겉보기 밀도는, 아래에 기재된 u0/umf비의 값을 변화시키거나, 또는 기체-고체 유동층에 사용되는 분체를 변화시키거나, 분체의 입경을 변화시키거나, 또는 혼합 분체의 혼합비를 변화시키는 것 등에 의해 변경시킬 수 있다.The apparent density in the gas-solid fluidized bed changes the value of the u 0 / u mf ratio described below, or changes the powder used in the gas-solid fluidized bed, changes the particle size of the powder, or the mixed powder. Can be changed by changing the mixing ratio.

겉보기 밀도의 변화는 또한 분리 대상물의 종류에도 의존하기 때문에, u0/umf비의 값이 증가되는 경우에 겉보기 밀도가 반드시 감소되는 것은 아니다. 한편, 기체-고체 유동층에 사용되는 분체의 밀도가 높은 경우에는, 기체-고체 유동층의 겉보기 밀도도 일반적으로 상승하는 경향이 있다. 또한, 분체의 입경이 커지면, 겉보기 밀도도 커지는 경향이 있다. 따라서, 이러한 사실들을 고려할 때, 겉보기 밀도를 변화시킴으로써 각 성분들의 연속적인 분리가 가능해진다.Since the change in the apparent density also depends on the type of separation object, the apparent density does not necessarily decrease when the value of the u 0 / u mf ratio is increased. On the other hand, when the density of the powder used for the gas-solid fluidized bed is high, the apparent density of the gas-solid fluidized bed also tends to generally increase. In addition, when the particle size of the powder increases, the apparent density also tends to increase. Thus, in view of these facts, it is possible to continuously separate each component by changing the apparent density.

본 발명에 따른 건식 분리 방법의 바람직한 실시태양에 있어서, 분체의 유동화를 기체-고체 유동층의 하부로의 송풍에 의해 수행할 수 있고, 이로 인해 분리가능한 성분의 개수가 증가할 수 있다. 그러나, 본 발명을 기체-유동층의 하부로의 송풍에만 한정하려는 것이 아니다. 예를 들어, 비교적 비중이 낮은 성분은 횡방향으로부터의 송풍에 의해서도 분리가 가능하다. 낮은 비중을 갖는 성분이 분명히 존재하는 경우, 성분의 횡방향 비산 거리가 크기 때문에 횡방향 송풍에 의해서도 높은 효율로 성분을 분리할 수 있다. 따라서, 낮은 비중을 갖는 성분을 우선 횡방향 송풍에 의해 제거한 후, 분리 대상물 중 남아있는 각 성분을 제거할 수 있다.In a preferred embodiment of the dry separation process according to the invention, fluidization of the powder can be carried out by blowing to the bottom of the gas-solid fluidized bed, thereby increasing the number of separable components. However, the present invention is not intended to be limited only to blowing to the bottom of the gas-fluidized bed. For example, a component having a relatively low specific gravity can be separated even by blowing from the transverse direction. When a component having a low specific gravity is clearly present, the component can be separated with high efficiency even by the lateral blowing because the transverse scattering distance of the component is large. Therefore, the components having low specific gravity can be first removed by lateral blowing, and then each component remaining in the separation object can be removed.

분리 대상물 중에 낮은 비중을 갖는 성분이 목적 성분 이외의 불순물로 존재하는 경우, 상기 기재된 것과 동일한 공정에 의해 불순물을 제거할 수 있다.When a component having a low specific gravity is present as impurities other than the target component in the object to be separated, impurities can be removed by the same process as described above.

본 발명에서는, 통기성을 제어함으로써 부유-침강의 안정화가 달성되기 때문에 통기성이 5.0 (㎤/s)/㎠ 이하인 조건하에서 송풍을 수행한다. 통기성은 분리 대상물에 따라 정해지며 특별히 한정되지 않는다. 통기성은 5.0 (㎤/s)/㎠ 이하, 바람직하게는 3.0 (㎤/s)/㎠ 이하, 더욱 바람직하게는 1.0 (㎤/s)/㎠ 이하이다.In the present invention, since the stabilization of the flotation-settling is achieved by controlling the air permeability, blowing is performed under the condition of the air permeability of 5.0 (cm 3 / s) / cm 2 or less. Breathability is determined according to the separation object and is not particularly limited. The breathability is 5.0 (cm 3 / s) / cm 2 or less, preferably 3.0 (cm 3 / s) / cm 2 or less, more preferably 1.0 (cm 3 / s) / cm 2 or less.

본 발명에 있어서, u0/umf(여기서, u0는 공탑 속도이고 umf는 분체의 분체의 최소 유동화 속도임)가 분리를 제어하는 하나의 요인이다. 왜냐하면, 공탑 속도를 조절함으로써 매우 근사한 밀도차를 갖는 2개의 성분을 쉽게 제거할 수 있거나, 공탑 속도를 증가시킴으로써 밀도차가 큰 성분을 단시간에 분리할 수 있기 때문이다.In the present invention, u 0 / u mf (where u 0 is the column speed and u mf is the minimum fluidization rate of the powder of the powder) is one factor controlling the separation. This is because two components having very close density differences can be easily removed by adjusting the tower speed, or components having a large density difference can be separated in a short time by increasing the tower speed.

일반적으로, 공탑 속도를 최소 유동화 속도 이상이되 최소 유동화 속도와 근사하게 설정하면, 기체-고체 유동층 내에 부양하는 분리 대상물 중 성분들의 밀도 분포는 좁아지지만, 공탑 속도를 더욱 증가시키면 기체-고체 유동층 내에 부유하는 분리 대상물 중 성분들의 밀도 분포가 넓어진다.In general, if the tower speed is set above the minimum fluidization rate but approximate the minimum fluidization rate, the density distribution of the components in the separation objects suspended in the gas-solid fluidized bed will be narrowed, but further increase of the tower speed will cause the suspended fluid in the gas-solid fluidized bed. The density distribution of components in the separation object is widened.

따라서, 본 발명은 종래 기술로는 분리가 곤란하였던 밀도차가 작은 2종의 성분 (2종의 물질)을 분리할 수 있다는 이점을 갖는다. 공탑 속도를 미묘하게 제어하기 위해서는, 공기를 분산시키는 기체-고체 유동층 하부에서 통기성이 낮은 분체를 사용하는 것 등을 언급할 수 있다.Therefore, the present invention has the advantage of being able to separate two kinds of components (two kinds of substances) having a small density difference which were difficult to separate in the prior art. In order to finely control the tower speed, mention may be made of the use of low breathable powders underneath the gas-solid fluidized bed which disperses the air.

대략적으로 성분을 분리하는 경우에는, 기본적으로 성분을 부양 성분, 중층 부유 성분, 및 침강 성분의 세가지 유형으로 나눌 수 있다. 그러나, 최종적으로는밀도차가 작아 분리가 곤란한 성분들을 분리하는 경우가 많기 때문에, 중층 부유 성분의 밀도 분포를 가능한 좁게 하여 성분이 부양 또는 침강하도록 u0/umf값을 만듦으로써 보다 높은 분리 정밀도 및 보다 높은 회수율로 분리를 수행할 수 있다.In the case of roughly separating the components, the components can basically be divided into three types: flotation components, mesofloating components, and sedimentation components. However, in many cases, components having difficulty in separation due to low density differences are often separated, so that the density distribution of the suspended solids component is narrowed as much as possible to make u 0 / u mf values so that the components float or settle, resulting in higher separation accuracy and higher separation. Separation can be carried out with high recovery.

예를 들어, 안정된 기체-고체 유동층을 형성할 수가 있는 범위이기 때문에, u0/umf값을 1 내지 4의 범위로 만들 수 있다. 그러나, u0/umf값이 이러한 범위에 한정되지는 않으며, 밀도차가 큰 성분들을 신속하게 분리하는 경우에는 u0/umf값이 4 이상일 수 있다.For example, since it is the range in which a stable gas-solid fluidized bed can be formed, the u 0 / u mf value can be made in the range of 1-4. However, the u 0 / u mf value is not limited to this range, and the u 0 / u mf value may be 4 or more when rapidly separating components having a large density difference.

단일 분체를 유동화시키는 경우에는, 밀도차가 작은 성분들을 분리할 때, 사용하는 분체에도 좌우되지만 u0/umf값이 가능한 1에 가까운 것이 바람직하다. u0/umf값은 1 내지 1.5, 바람직하게는 1 내지 1.2, 더욱 바람직하게는 1 내지 1.1일 수 있다.When fluidizing a single powder, when separating components having a small density difference, it is preferable that the u 0 / u mf value is as close to 1 as possible depending on the powder used. The u 0 / u mf value may be 1 to 1.5, preferably 1 to 1.2, more preferably 1 to 1.1.

다수개의 분체를 유동화시킨 경우에 있어서는, 다수개의 분체를 균일하게 혼합하기 위해서 u0/umf비의 값에서 송풍을 수행하는 것이 바람직하다. 다수개의 분체가 균일하게 혼합되지 않는 경우, 기체-고체 유동층의 상측에서 겉보기 밀도가 작아지지만, 기체-고체 유동층의 하측에서는 겉보기 밀도가 커지므로, 기체-고체 유동층 내의 중간 부분에 위치하는 성분의 밀도 분포가 커지는 경향이 있다.In the case where a plurality of powders are fluidized, it is preferable to perform blowing at a value of u 0 / u mf ratio in order to uniformly mix the plurality of powders. In the case where a plurality of powders are not uniformly mixed, the apparent density becomes smaller on the upper side of the gas-solid fluidized bed, but the apparent density becomes higher on the lower side of the gas-solid fluidized bed, so that the density of the component located in the middle portion in the gas-solid fluidized bed. The distribution tends to be large.

분체의 종류는 분리하는 분리 대상물의 종류에 따라 특별히 한정되지 않지만, 분체는 유니비즈 (등록상표), 유리 비드, 지르콘샌드, 폴리스티렌 입자, 스틸샷, 및 이들과 거의 동일한 밀도를 갖는 분체로 구성된 군으로부터 선택된 1종 이상인 것일 수 있다.The type of powder is not particularly limited depending on the type of separation object to be separated, but the powder is a group consisting of unibiz (registered trademark), glass beads, zircon sand, polystyrene particles, still shots, and powders having almost the same density as these. It may be one or more selected from.

사용하는 분체의 평균 입경은 특별히 한정되지 않지만, 분체의 유동화를 비교적 작은 공탑 속도로 수행하며 분체의 응집이 억제된다는 점에서 100 내지 500 ㎛인 것이 바람직하다.Although the average particle diameter of the powder to be used is not specifically limited, It is preferable that it is 100-500 micrometers in that fluidization of powder is performed at a relatively small tower speed, and aggregation of powder is suppressed.

상기 언급된 것과 같이 분리 대상물로부터 분리된 각 성분을 부양시키거나 침강시키고 적절한 방법에 의해 최종적으로 회수할 수 있다.As mentioned above, each component separated from the separation object can be raised or settled and finally recovered by an appropriate method.

본 발명에 따른 건식 분리 장치의 실시태양을 하기 첨부된 도면을 참조하여 설명할 것이다. 도 1은 기체-고체 유동층 내에서의 물체의 부유-침강 상태를 나타낸 것이며, 여기서 (1)은 유동층의 겉보기 밀도보다 가벼운 물체, (2)는 기체-고체 유동층 , (3)은 유동층의 겉보기 밀도보다 무거운 물체, (4)는 분리 탱크, (5)는 기체-분산판이다. 상기 도면으로부터 알 수 있는 바와 같이, 분체의 유동화 상태에서 기체-고체 유동층의 겉보기 밀도에 의해 물체를 분리할 수 있다.An embodiment of a dry separation apparatus according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. 1 shows the suspended-settling state of an object in a gas-solid fluidized bed, where (1) is an object lighter than the apparent density of the fluidized bed, (2) is a gas-solid fluidized bed, and (3) is the apparent density of the fluidized bed. The heavier object (4) is the separation tank and (5) is the gas-dispersion plate. As can be seen from the figure, the object can be separated by the apparent density of the gas-solid fluidized bed in the fluidized state of the powder.

분리 수순의 일례를 설명한다. 먼저, 유리 비드, 유니비즈 (등록상표), 지르콘샌드, 폴리스티렌 입자 등의 유동화 매체를 분리 탱크 (4)에 투입하고, 상기 분리 탱크 (4)의 바닥면으로부터 기체-분산판 (5)를 통해 분리 탱크 (4)의 내부로 기체를 균일하게 공급하여 매체 또는 분체를 유동화시켜, 유동층 (2)를 형성한다. 분리 대상물을 분리 탱크 (4)의 상면 개구로부터 투입하면, 사용한 분체보다 밀도가 큰 분리 대상물 성분이 침강한다. 도 2는 분리 대상물로부터 분리된 성분의 회수용 장치의 예를 나타낸다. 도 2a는 장치의 개략도이며, 도 2b는 장치의 측면도이고, 도 2c는 장치의 정면도이다.An example of a separation procedure is demonstrated. First, a fluidizing medium such as glass beads, unibiz®, zircon sand, polystyrene particles, and the like is introduced into a separation tank 4, and through the gas-dispersion plate 5 from the bottom surface of the separation tank 4. The gas or the powder is fluidized by uniformly supplying gas into the separation tank 4 to form the fluidized bed 2. When the object to be separated is introduced from the upper surface opening of the separation tank 4, the component to be separated having a greater density than the powder used is settled. 2 shows an example of an apparatus for recovering components separated from an object to be separated. 2A is a schematic view of the device, FIG. 2B is a side view of the device, and FIG. 2C is a front view of the device.

도 2a에서 (6)은 수집 수단, (7)은 운반 수단, (8)은 보호판, (9)는 유도판, 및 (10)은 기체실이다. 수집 수단 (6)은 도 2c의 화살표 (c)에 의해 표시된 방향으로 느린 속도로 회전 이동하여, 분리 대상물로부터 침강하는 무거운 성분 (3)을 회수하여 분리 탱크 (4) 밖으로 배출한다. 즉, 유도판 (9)를 통해 분리 대상물 중 무거운 성분 (3)을 수집 수단 (6)으로 유도하여 수집 수단 (6) 내에 설치된 바스켓 (11)에 수집한다. 바스켓 (11) 내의 무거운 성분 (3)은 수집 수단의 회전을 통해 분리 탱크 상부로 이동하여, 무거운 성분 자신의 중량에 의해서 배출구 (12)로 이동한다.In Fig. 2A, 6 is a collecting means, 7 is a conveying means, 8 is a protective plate, 9 is a guide plate, and 10 is a gas chamber. The collecting means 6 is rotated at a slow speed in the direction indicated by the arrow c of FIG. 2C to recover the heavy component 3 that settles from the separation object and discharge it out of the separation tank 4. That is, the heavy component 3 of the object to be separated is guided to the collecting means 6 through the guide plate 9 and collected in the basket 11 installed in the collecting means 6. The heavy component 3 in the basket 11 moves to the upper part of the separation tank through the rotation of the collecting means and moves to the outlet 12 by the weight of the heavy component itself.

한편, 운반 수단 (7)은 느린 속도로 회전하면서 도 2c의 화살표 (d)에 의해 표시된 방향으로 이동되어, 분리 대상물 내에서 부양하는 가벼운 성분 (1)을 회수하여 분리 탱크 (4) 밖으로 배출한다. 이러한 경우, 보호판 (8)이 분리 대상물로부터 가벼운 성분 (1)을 상기 운반 수단으로 쉽게 유도한다. 보호판 (8)을 설치하지 않더라도 가벼운 성분 (1)을 회수할 수 있지만, 가벼운 성분 (1)을 높은 회수율로 효율적으로 회수하기 위해서도 보호판 (8)을 설치하는 것이 바람직하다. 이렇게 유도된 가벼운 성분 (1)을 컨베이어 등의 운반 수단 (7)에 의해 분리 탱크 (4) 밖으로 배출한다.On the other hand, the conveying means 7 is moved in the direction indicated by the arrow d of FIG. 2C while rotating at a slow speed, so as to recover the light component 1 supported in the separating object and discharge it out of the separating tank 4. . In this case, the guard plate 8 easily guides the light component 1 from the object to be separated into the conveying means. Although light component 1 can be collect | recovered without providing the protection plate 8, in order to collect | recover light component 1 efficiently with high recovery rate, it is preferable to provide the protection plate 8 also. The light component 1 thus induced is discharged out of the separation tank 4 by a conveying means 7 such as a conveyor.

도 2에서, (5)는 철망 등의 다공성 재료로 제조된 기체-분산판이다. 이러한 경우, 철망은 분리 대상물이 통과하지 않을 정도로 미세한 망상을 갖는 것이 필요하다. 또한, 유동층을 형성하기 위한 기체는 공기에 한정되지 않고, 다른 기체를포함할 수 있다.In Fig. 2, reference numeral 5 denotes a gas-dispersion plate made of a porous material such as a wire mesh. In this case, the wire mesh needs to have a fine mesh so that the object to be separated does not pass. In addition, the gas for forming the fluidized bed is not limited to air, and may include other gases.

보호판 및 유도판은 각각 도 2에 도시된 실시태양으로 한정되지 않지만, 가벼운 성분 또는 무거운 성분을 운반 수단 또는 수집 수단으로 쉽게 유도할 수 있는 작용을 갖고 있다면 적절하게 변형하는 것도 가능하다. 예를 들어, 다수개의 다공판을 설치하여, 부양 성분과 침강 성분이 회수 도중 혼합되지 않도록 방지할 수 있다. 또한, 보호판 대신에 부양 성분을 위한 프로펠러를 설치할 수 있지만, 운반 수단 대신 기체-고체 유동층의 바닥에 프로펠러를 설치하여 침강 성분을 수집 수단으로 효율적으로 유도할 수 있다.The guard plate and the guide plate are not limited to the embodiment shown in FIG. 2, respectively, but may be appropriately modified as long as they have the action of easily inducing light or heavy components to the conveying or collecting means. For example, a plurality of porous plates can be provided to prevent the flotation component and the settling component from mixing during recovery. It is also possible to install propellers for flotation components instead of guard plates, but propellers can be installed at the bottom of the gas-solid fluidized bed instead of conveying means to efficiently guide the settling components to the collecting means.

회수 방법의 또 다른 예를 도 3에 도시하였고, 이는 슈레더 더스트로부터 분리된 성분을 회수하기 위한 장치를 나타낸다. 도 3에서, 운반 수단 (7b)는 저속으로 회전하는 동안 화살표 방향으로 이동하여, 그 동안 슈레더 더스트로부터 침강하는 무거운 성분을 회수하여 분리 탱크 (4) 밖으로 배출한다.Another example of a recovery method is shown in FIG. 3, which represents an apparatus for recovering components separated from shredder dust. In FIG. 3, the conveying means 7b moves in the direction of the arrow while rotating at a low speed, during which the heavy component settling out of the shredder dust is recovered and discharged out of the separation tank 4.

한편, 운반 수단 (7a)는 저속으로 회전하면서 화살표 방향으로 이동하여, 그 동안 슈레더 더스트로부터 부양하는 가벼운 성분을 회수하여 분리 탱크 (4) 밖으로 배출한다.On the other hand, the conveying means 7a moves in the direction of the arrow while rotating at a low speed, during which the light component supported by the shredder dust is recovered and discharged out of the separation tank 4.

또한, 도 3에서 (13)은 철망 등의 다공성 재료로 제조된 다공판이다. 이러한 경우, 철망은 분리 대상물이 통과하지 않을 정도로 미세한 망상을 갖는 것이 필요하다. 기체-분산판도 또한 동일하다. 또한, 유동층을 형성하기 위한 기체는 공기에 한정되지 않고, 다른 기체를 포함할 수 있다.3, reference numeral 13 denotes a porous plate made of a porous material such as a wire mesh. In this case, the wire mesh needs to have a fine mesh so that the object to be separated does not pass. Gas-dispersion plates are also the same. In addition, the gas for forming the fluidized bed is not limited to air, and may include other gases.

다공판 (13)이 분리하려는 부양 성분 및 침강 성분을 컨베이어 등의 운반 수단으로 유도하는 것이 가능한 경우, 도 3에 도시된 구조에 한정되지 않으며 적절하게 변형될 수 있다. 예를 들어, 다수개의 다공판을 설치하여 부양 성분과 침강 성분이 회수 도중 혼합되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 도 3에는 부양 성분을 위한 프로펠러 (14)가 설치된다. 또한, 기체-고체 유동층의 바닥에 프로펠러를 설치하여 침강 성분을 컨베이어로 효율적으로 유도할 수 있다.If it is possible for the porous plate 13 to guide the flotation component and the settling component to be separated to a conveying means such as a conveyor, it is not limited to the structure shown in FIG. 3 and can be modified as appropriate. For example, a plurality of porous plates may be provided to prevent the flotation component and the settling component from mixing during recovery. 3, a propeller 14 for the flotation component is provided. In addition, a propeller may be installed at the bottom of the gas-solid fluidized bed to efficiently guide the settling components to the conveyor.

하기 실시예들은 본 발명을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 한정하기 위한 것은 아니다.The following examples are intended to illustrate the invention and are not intended to limit the invention.

<실시예 1><Example 1>

우선, 도 4에 도시된 것과 같은 분리 시스템을 사용하여 혼합된 분체의 혼합 비율과 겉보기 밀도간의 관계를 조사하였다. 분리 탱크의 바닥에 구멍 직경 0.2 cm, 피치 0.3 cm, 개공률 40.3%의 다공성 스테인레스 스틸판 2개 사이에 천을 끼움으로써 공기-분산판을 설치하였다. 분체를 분리 탱크에 높이 40 cm로 투입하고 송풍기를 통해 공기를 공급함으로써 유동화시키고, 모터 밸브의 개폐에 의해 공탑 속도를 미세하게 조정하였다. 대형 탱크 (가로 60 cm ×깊이 45 cm ×분체 높이 40 cm)를 분리 탱크로 이용하였기 때문에, 기체-분산판 아래의 공기실을 6 부분으로 나누었으며, 장치의 대형화에 따라 단면적도 증가되었으므로 각 부분에서 양호한 정밀도로 공탑 속도를 제어하였다.First, the relationship between the mixing ratio and the apparent density of the mixed powders was investigated using a separation system as shown in FIG. An air-dispersion plate was installed at the bottom of the separation tank by sandwiching a cloth between two porous stainless steel plates having a hole diameter of 0.2 cm, a pitch of 0.3 cm, and a porosity of 40.3%. The powder was poured into the separation tank at a height of 40 cm and fluidized by supplying air through a blower, and the tower speed was finely adjusted by opening and closing the motor valve. Since a large tank (width 60 cm × depth 45 cm × powder height 40 cm) was used as the separation tank, the air chamber under the gas-distribution plate was divided into six parts, and the cross-sectional area also increased as the device was enlarged. The tower speed was controlled with good precision at.

도 4에서, (4)는 분리 탱크, (15)는 기체, (16)은 오리피스 유량계, (17)는 압력 센서, (18)은 데이터 로거, (19)는 퍼스널 컴퓨터, (20)은 송풍기, (21)은 모터 밸브 및 (22)는 전기 신호이다.In FIG. 4, 4 is a separation tank, 15 is a gas, 16 is an orifice flow meter, 17 is a pressure sensor, 18 is a data logger, 19 is a personal computer, 20 is a blower And 21 are motor valves and 22 are electrical signals.

오리피스 유량계 (16)의 압력, 및 유동층 바닥부와 대기간의 압력차를 압력 센서 (17)에 의해 전압값으로 판독하고, 미리 얻어진 전압-공탑 속도 및 전압-압력 손실의 관계식을 이용하여 공탑 속도 u0및 압력 손실 ΔP를 구하였다. 본 명세서에 사용한 "압력 손실 ΔP"란 용어는 기체가 분체를 유동화시킬 때에 기체가 분체로부터 받는 압력을 의미한다. 예를 들어, 기체를 바닥으로부터 공급하는 경우, 분체의 중량에 상응하는 압력이 기체에 인가되는데, 이것을 압력 손실 ΔP라 한다. 공탑 속도가 특정값을 초과하면 분체의 유동이 시작되고 압력 손실이 일정해진다. 다시 말해서, 압력 손실이 일정할 경우에는 분체의 유동화 상태를 나타낸다.The pressure of the orifice flowmeter 16 and the pressure difference between the fluidized bed bottom and the atmosphere are read by the pressure sensor 17 as a voltage value, and the tower speed u is obtained by using the relationship between the voltage-to-air speed and voltage-pressure loss obtained in advance. 0 and pressure loss ΔP were obtained. As used herein, the term "pressure loss ΔP" means the pressure the gas receives from the powder when the gas fluidizes the powder. For example, when gas is supplied from the bottom, a pressure corresponding to the weight of the powder is applied to the gas, which is called the pressure loss ΔP. When the tower speed exceeds a certain value, the powder starts to flow and the pressure loss is constant. In other words, when the pressure loss is constant, the fluidization state of the powder is indicated.

u0를 점차적으로 감소시키는 과정에서, ΔP를 측정하고, ΔP가 일정한 값으로부터 감소하기 시작할 때의 u0값을 최소 유동화 속도 umf로 하였다.In the process of gradually decreasing u 0 , ΔP was measured and the u 0 value when ΔP began to decrease from a constant value was taken as the minimum fluidization rate u mf .

실제로, 탱크 내의 다양한 체적 용적률 VS.S로 혼합된 스틸 샷 (S.S.)과 유리 비드 (G.B.)의 2종의 분체를 높이 약 40 cm로 투입하고 유동화시켜 공탑 속도 u0와 최소 유동화 속도 umf와의 관계, u0/umf가 1.7이 되도록 함으로써 시험을 수행하였다. 또한, 통기성을 0.3 (㎤/s)/㎠로 설정하였다. 또한, 최소 유동화 속도를 2 성분 분체가 완전히 혼합되는 u0값으로부터 편석이 야기되지 않도록 u0를 감소시키는 과정에서 얻어진 공탑 속도-압력 손실의 관계에 의해 계산하였다. 사용한 분체의 특성을 하기 표 1에 제시하였다.In practice, two powders of steel shot (SS) and glass beads (GB) mixed at various volumetric volume ratios V SS in the tank were injected and fluidized at a height of about 40 cm, and the relationship between the tower speed u 0 and the minimum fluidization speed u mf The test was performed by making u 0 / u mf 1.7. In addition, the air permeability was set to 0.3 (cm 3 / s) / cm 2. In addition, the minimum fluidization rate was calculated by the relationship of the tower speed-pressure loss obtained in the process of reducing u 0 so that segregation was not caused from the u 0 value at which the bicomponent powders were completely mixed. The properties of the powder used are shown in Table 1 below.

분체Powder 크기 (㎛)Size (μm) 실제 밀도(kg/㎥)Actual density (kg / ㎥) 겉보기 밀도(kg/㎥)Apparent density (kg / ㎥) 스틸 샷Steel shot 45-10645-106 76007600 43004300 유리 비드Glass beads 180-250180-250 25002500 15001500

도 5에 실험 결과를 나타낸다. 도 5는 탱크 내에서 낮은 통기성 (0.3 (㎤/s)/㎠)을 갖는 기체-분산판에서 각 밀도의 구의 부유-침강 상태를 나타낸다. 스틸 샷의 양이 적은 경우 (0.35)는 가벼운 구가 침강하였고, 스틸 샷의 양이 많은 경우 (0.45)는 무거운 구가 침강하였다. 부유-침강 경계에서 구의 밀도가 유동층의 겉보기 밀도를 나타내기 때문에, 유리 비드보다 무거운 밀도를 갖는 스틸 샷의 비율이 커짐에 따라 겉보기 밀도가 증가하였다. 분체들의 혼합 비율에 관하여, VS.S.= 0.35는 S.S. : G.B. = 35 : 6이고, VS.S.= 0.40는 S.S. : G.B. = 40 : 60이고, VS.S.= 0.45는 S.S. : G.B. = 45.55임을 나타낸다.5 shows the results of the experiment. FIG. 5 shows the suspended-settling state of spheres of each density in a gas-dispersion plate with low breathability (0.3 (cm 3 / s) / cm 2) in the tank. In the case of small amounts of steel shots (0.35), light spheres settled, and in the case of large amounts of steel shots (0.45), heavy spheres settled. Since the density of the spheres at the suspended-settling boundary represents the apparent density of the fluidized bed, the apparent density increased as the proportion of steel shots having a heavier density than the glass beads increased. Regarding the mixing ratio of the powders, V SS = 0.35 indicates SS: GB = 35: 6, V SS = 0.40 indicates SS: GB = 40: 60, and V SS = 0.45 indicates SS: GB = 45.55.

도 5의 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 겉보기 밀도는 혼합된 분체내의 무거운 분체의 비율이 증가할수록 증가하였다.As can be seen from the results of FIG. 5, the apparent density increased as the proportion of heavy powder in the mixed powder increased.

<실시예 2><Example 2>

다음으로, 분리 대상물로 광석, 특히 규석 및 납석을 이용한 분리 시험을 실시예 1과 동일한 시스템을 사용하여 수행하였다. 규석은 2300 내지 2550 kg/㎥에 피크를 갖는 반면, 납석은 2650 내지 2750 kg/㎥의 좁은 범위에 분포하고 2700 kg/㎥에 피크를 갖는다. 이들은 10 내지 50 mm 범위 내에서 동등한 체적 직경을 갖고, 여기서 규석은 30.5 ± 8.6 mm, 납석은 30.3 ± 8.1 mm 이었다.Next, a separation test using ore, in particular silica and leadstones, as separation objects was carried out using the same system as in Example 1. Quartzite has a peak at 2300 to 2550 kg / m 3, while leadstone is distributed in a narrow range of 2650 to 2750 kg / m 3 and has a peak at 2700 kg / m 3. They had equivalent volume diameters in the range of 10 to 50 mm, where the silica was 30.5 ± 8.6 mm and the feldspar was 30.3 ± 8.1 mm.

도 6은 다양한 조건하에서 규석 및 납석의 층 내에서의 부유-침강을 나타낸다. 도 6a는 조건이 통기성 = 8.13 (㎤/s)/㎠, VS.S.= 0.40인 경우이고, 도 6b는 조건이 통기성 = 0.30 (㎤/s)/㎠, VS.S.= 0.35인 경우이고, 도 6c는 조건이 통기성 = 0.30 (㎤/s)/㎠, VS.S.= 0.40인 경우이고, 도 6d는 조건이 통기성 = 0.30 (㎤/s)/㎠, VS.S.= 0.45인 경우이다.6 shows suspended-sedimentation in layers of silica and feldspar under various conditions. FIG. 6A is the case where the condition is breathable = 8.13 (cm 3 / s) / cm 2, V SS = 0.40, and FIG. 6B is the case when the condition is breathable = 0.30 (cm 3 / s) / cm 2, V SS = 0.35, and FIG. 6C Is a case where the condition is breathable = 0.30 (cm 3 / s) / cm 2, V SS = 0.40, and FIG. 6D is a case where the condition is breathable = 0.30 (cm 3 / s) / cm 2, V SS = 0.45.

실험에 사용한 광석으로, 특정 평균 밀도를 갖는 스톤을 규석 및 납석으로부터 각각 선별하였다. 상기 스톤을 탱크 내 6개의 기체실에 각각 투입하고, 투입한지 1분 후 탱크의 높이를 측정하였고, 이러한 공정을 10회 반복하였다. 이렇게 얻어진 결과로부터 각 높이에 존재하는 스톤 개수의 비율을 플롯팅하였다. 통기성이 높은 기체-분산판의 경우, 두 가지의 광석이 각 높이에 대략 동등한 비율로 존재하여 안정한 부유-침강이 얻어지지 않았다. 한편, VS.S.= 0.35의 경우에는 유동층의 겉보기 밀도가 지나치게 작기 때문에 광석이 둘 다 침강하는 반면, VS.S.= 0.45의 경우에는 겉보기 밀도가 지나치게 크기 때문에 광석이 둘 다 부양하였다. VS.S.= 0.40의 경우에는, 규석이 부양하고 납석이 침강하기 때문에 광석이 실질적으로 완전히 분리되었다.As the ore used in the experiment, stones having a specific average density were selected from silica and leadstone, respectively. The stones were introduced into each of six gas chambers in the tank, and the height of the tank was measured 1 minute after the injection, and this process was repeated 10 times. From the results thus obtained, the ratio of the number of stones present at each height was plotted. In the case of highly breathable gas-dispersed plates, two ores existed at approximately equal ratios at each height, so that no stable suspended-settling was obtained. On the other hand, in the case of V SS = 0.35, both ores settle because the apparent density of the fluidized bed is too small, whereas in the case of V SS = 0.45, the ore was supported both because the apparent density was too large. In the case of V SS = 0.40, the ore was substantially completely separated because the silica was buoyed and the sediment was settled.

상기 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 통기성이 8.13 (㎤/s)/㎠에 비해 낮은 경우, 부유-침강이 상당히 안정하며 더욱 정확하게 분리할 수 있었다.As can be seen from the above results, when the air permeability is low compared to 8.13 (cm 3 / s) / cm 2, the suspension-sedimentation is considerably stable and can be separated more accurately.

<실시예 3><Example 3>

다음으로, 연속적으로 불순물을 제거하면서 목적 성분의 분리를 시도하였다.내부 직경 25.4 cm, 높이 52 cm 및 두께 0.5 cm의 아크릴 실린더를 분리 탱크로 제조하였다. 탱크 바닥에 구멍 직경 0.2 cm, 피치 0.3 cm, 개공률 40.3%의 다공성 스테인레스 스틸판 2개 사이에 천을 끼움으로써 공기-분산판을 설치하였다. 통기성을 0.3 (㎤/s)/㎠로 조절하고 분체를 탱크에 높이 10 cm로 투입한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 시험을 수행하였다.Next, separation of the target components was attempted while continuously removing impurities. An acrylic cylinder with an inner diameter of 25.4 cm, a height of 52 cm, and a thickness of 0.5 cm was prepared as a separation tank. An air-dispersion plate was installed at the bottom of the tank by sandwiching a cloth between two porous stainless steel plates having a hole diameter of 0.2 cm, a pitch of 0.3 cm, and a porosity of 40.3%. The test was carried out in the same manner as in Example 1 except that the breathability was adjusted to 0.3 (cm 3 / s) / cm 2 and the powder was introduced into the tank at a height of 10 cm.

분리 대상물로는 규석 및 납석을 사용하였다. 불순물로는 목편, 석탄, 엔지니어링 플라스틱 및 고철을 사용하였다.Silica and leadstone were used as the separation object. As impurities, wood chips, coal, engineering plastics and scrap metal were used.

분체로 유리 비드 (입경: 180 - 250 ㎛) 및 스틸 샷 (입경: 45 - 106 ㎛)을 사용하였다.Glass beads (particle diameter: 180-250 μm) and still shots (particle size: 45-106 μm) were used as the powder.

우선, 유리 비드만을 높이 10 cm로 투입하여 u0/umf= 1.1, 1.5 및 2.0의 세가지 조건하에서 유동화시켰다. 실험 공정 및 결과는 하기와 같았다. 유리 비드만의 경우에, 6 종류의 분리 대상물을 하나씩 탱크에 투입하고, 모든 각 상태를 투입한지 1분 후 탱크 내의 높이를 측정하였다.First, only glass beads were introduced at a height of 10 cm and fluidized under three conditions of u 0 / u mf = 1.1, 1.5 and 2.0. The experimental process and the result were as follows. In the case of glass beads only, 6 types of separation objects were put into the tank one by one, and the height in the tank was measured 1 minute after all the states were put.

결과를 도 7에 나타낸다. 도 7에 도시한 바와 같이, u0/umf= 1.1 및 1.5에서는 목편, 석탄 및 엔지니어링 플라스틱 등은 부양하였고, 나머지의 것들은 침강하였다. u0/umf= 2.0에서는, 송풍 속도의 증가에 따라 유동층의 겉보기 밀도가 작아지기 때문에 엔지니어링 플라스틱도 침강하였다. 이러한 결과로부터, u0/umf= 1.1 및 1.5의 경우에는, 6종의 대상물로부터 목편, 석탄 및 엔지니어링 플라스틱을 분리할 수 있다는 것을 알 수 있었다.The results are shown in FIG. As shown in FIG. 7, at u 0 / u mf = 1.1 and 1.5, wood chips, coal, engineering plastics, and the like were supported and the rest were settled. At u 0 / u mf = 2.0, the engineering plastics also settled because the apparent density of the fluidized bed decreased with increasing blowing speed. From these results, it was found that in the case of u 0 / u mf = 1.1 and 1.5, wood chips, coal and engineering plastics can be separated from six objects.

실제로, 도 2의 분리 장치를 이용하여 목편, 석탄 및 엔지니어링 플라스틱과 같은 불순물을 u0/umf값을 변화시킴으로써 연속적으로 분리하고 제거하였다. 또한, 규석, 납석 및 고철을 침강물로서 도 2에 도시된 분리 장치를 이용하여 일단 분리 탱크로부터 제거하였다.Indeed, impurities such as wood chips, coal and engineering plastics were continuously separated and removed by varying u 0 / u mf values using the separation device of FIG. 2. In addition, silica, feldspar and scrap iron were once removed from the separation tank using the separation device shown in FIG. 2 as sediment.

다음으로, 스틸 샷만을 10 cm 높이로 탱크에 투입하고 u0/umf= 1.1, 1.5 및 2.0의 세가지 조건하에서 유동화시킴으로써, 또 다른 불순물인 고철의 제거를 시도하였다.Next, only steel shots were put into the tank at a height of 10 cm and fluidized under three conditions of u 0 / u mf = 1.1, 1.5, and 2.0, to remove another impurity scrap metal.

침강한 규석, 납석 및 고철을 유동층 내에 투입하고, 모든 각 상태를 투입한지 1분 후 층 내에서의 높이를 측정하였다.Precipitated silica, feldspar and scrap iron were introduced into the fluidized bed and the height in the bed was measured one minute after all the states were added.

결과를 도 8에 나타낸다. 도 8에 도시한 바와 같이, 어떠한 u0/umf에서도 고철만이 침강하였다. 침강한 고철을 분리 장치에 의해 분리하고 회수하였다. 부양하는 규석 및 납석을 또한 동일한 방법으로 회수하여, 다음 분리 탱크로 유도하였다.The results are shown in FIG. As shown in FIG. 8, only scrap iron precipitated in any u 0 / u mf . The settled scrap was separated and recovered by a separator. Floating silica and leadstones were also recovered in the same way and led to the next separation tank.

최종적으로, 규석과 납석의 분리를 시도하였다. 유리 비드 및 스틸 샷의 혼합 분체를 사용하여 부양한 규석과 납석을 유동층에 투입하고, 하기 언급된 각 상태를 투입한지 1분 후의 층 내에서의 높이를 측정하였다. 구체적으로, 유리 비드 및 스틸 샷을 60:40의 체적비로 혼합하고 높이가 10 cm가 되도록 투입한 후, u0/umf= 1.1, 2.0 및 3.0의 세가지 조건하에서 유동화시켰다.Finally, an attempt was made to separate the silica and the lead. The mixed powder of glass beads and still shots was used to feed the supported silica and feldspar into the fluidized bed, and the height in the bed 1 minute after the respective states mentioned below was measured. Specifically, glass beads and still shots were mixed at a volume ratio of 60:40 and charged to a height of 10 cm, followed by fluidization under three conditions: u 0 / u mf = 1.1, 2.0 and 3.0.

결과를 도 9에 나타낸다. 도 9에 도시한 바와 같이, u0/umf= 3.0의 경우에는 규석이 부양하고 납석이 침강하였다. 한편, 다른 u0/umf값에서는 동일한 결과가 얻어지지 않는 이유는, u0/umf가 작은 경우에 유리 비드가 스틸 샷과 잘 혼합되지 않거나 유동화가 너무 적다는 사실에 의한 것이라 생각된다.The results are shown in FIG. As shown in FIG. 9, in the case of u 0 / u mf = 3.0, silica was supported and feldspar precipitated. On the other hand, the reason why the same result is not obtained at other u 0 / u mf values is considered to be due to the fact that the glass beads do not mix well with the steel shot or the fluidization is too small when u 0 / u mf is small.

각각 도 2에 도시된 장치를 사용하여 상기 기재된 것과 동일한 방법으로 부양한 규석 및 침강한 납석을 회수하였다.Respective silica and precipitated feldspar were recovered in the same manner as described above using the apparatus shown in FIG. 2, respectively.

상기 언급한 3종의 유동층을 연속적으로 사용함으로써 6종의 대상물로부터 목편, 석탄, 엔지니어링 플라스틱 및 고철과 같은 불순물을 제거한 후, 규석 및 납석을 분리할 수 있다.The continuous use of the three fluidized beds mentioned above can remove impurities such as wood chips, coal, engineering plastics and scrap metal from the six objects and then separate the silica and leadstones.

<실시예 4><Example 4>

다음으로, 상술한 실시예에 기재된 방법에 따라, 발수성을 갖는 분체를 사용함으로써 분리 효과를 검토하였다.Next, the separation effect was examined by using the powder which has water repellency according to the method as described in the Example mentioned above.

본 시험에 사용된 3종의 분체의 입자 크기 및 겉보기 밀도를 표 2에 나타내었다.The particle size and apparent density of the three powders used in this test are shown in Table 2.

분체Powder 입자 크기 (㎛)Particle size (μm) 겉보기 밀도 (kg/㎥)Apparent density (kg / ㎥) AA 250-300250-300 15301530 BB 250-300250-300 15301530 CC 210-420210-420 15301530

이들 입자에 부착된 물의 습윤성을 조사하기 위해, 세로 70 mm ×가로 15 mm× 깊이 15 mm의 케이스에 각 입자를 투입한 후에 입자 표면에 물 0.6 ml를 적하하고, 측면으로부터 사진을 찍고, 수득된 사진으로부터 분체의 접촉각을 판독하였다. 이 접촉각이 클수록, 발수성이 높고 습윤성이 낮다. 물을 적하한 후의 시간과 접촉각의 변화를 도 10에 나타내었다.In order to investigate the wettability of the water adhered to these particles, 0.6 ml of water was added dropwise to the surface of the particles after taking the particles into a case having a length of 70 mm × 15 mm × 15 mm in depth, and a photograph was taken from the side. The contact angle of the powder was read from the photograph. The larger the contact angle, the higher the water repellency and the lower the wettability. The change of time and contact angle after dripping water is shown in FIG.

그 결과, 분체 A에 대해, 물을 적하한 순간에 물이 분체를 투과하여, 물방울이 분체의 표면에 형성되지 않았다. 즉, 분체 A는 매우 높은 습윤성을 갖는다. 물이 적하될 때 분체 B의 표면에 물방울이 형성되었고, 그 결과로 접촉각이 시간에 따라 낮아지고, 물이 분체 B에 투과하였다. 한편, 분체 C에 있어서, 물방울은 장시간 동안 존재하여, 접촉각도 높았다. 그 결과, 분체 C는 가장 높은 발수성을 가지며, 다음으로 분체 B, 그리고 마지막으로 분체 A가 그들 중 가장 낮은 발수성을 가졌다.As a result, the water permeated the powder A at the moment of dropping water, and no water droplets were formed on the surface of the powder. That is, powder A has very high wettability. When water was dripped, water droplets formed on the surface of the powder B, and as a result, the contact angle decreased with time, and water permeated through the powder B. On the other hand, in the powder C, water droplets existed for a long time, and the contact angle was also high. As a result, the powder C had the highest water repellency, followed by the powder B, and finally the powder A had the lowest water repellency among them.

그후, 압력 손실 (분체층의 바닥에 적용된 압력)과 공탑 속도 (분체층의 하부로부터 송출된 공기의 속도) 사이의 관계를 이들 분체 A-C를 사용하여 조사하였다.Then, the relationship between the pressure loss (pressure applied at the bottom of the powder layer) and the tower speed (the speed of air discharged from the bottom of the powder layer) was investigated using these powders A-C.

공기의 상대 습도를 50 내지 80%의 범위로 변화시키는 경우에, 수득된 결과를 도 11에 나타내었다. 또한, 유동화의 안정성을 도면에서 점선으로 나타낸 최소 유동화 속도에 의해 평가하였다. 최소 유동화 속도는 공탑 속도가 감소할 때 유동화의 부재하에 분체층이 고정층으로 되는 공탑 속도를 의미한다. 발수성이 낮은 분체 A에 있어서, 최소 유동화 속도는 상대 습도 50% 및 60%에서의 유동화 속도와 거의 동일한 값이었다. 한편, 최소 유동화 속도는 상대 습도가 증가함에 따라 커졌다. 이는 상대 습도의 증가에 따라 분체가 서로 응집하여, 유동화가 불안정해지기 때문이다. 분체 A보다 높은 발수성을 갖는 분체에서는 단지 상대 습도 80%에서 최소 유동화 속도가 커졌다. 또한, 발수성이 높은 분체 C에서는 최소 유동화 속도가 어느 상대 습도에서도 거의 동일한 값이 되었다. 즉, 발수성이 높은 분체를 유동화 매체로서 사용하여 습도의 증가에 증가에 따라 분체의 응집을 억제함으로써 유동화는 안정화되는 것으로 밝혀졌다.When the relative humidity of air was changed in the range of 50 to 80%, the obtained result is shown in FIG. In addition, the stability of fluidization was evaluated by the minimum fluidization rate, indicated by the dashed lines in the figure. The minimum fluidization rate means the tower speed at which the powder bed becomes a fixed bed in the absence of fluidization when the tower speed decreases. For powder A with low water repellency, the minimum fluidization rate was about the same as the fluidization rate at 50% and 60% relative humidity. On the other hand, the minimum fluidization rate increased with increasing relative humidity. This is because the powder agglomerates with each other as the relative humidity increases, so that the fluidization becomes unstable. In powders having higher water repellency than powder A, the minimum fluidization rate was increased at only 80% relative humidity. In addition, in powder C having high water repellency, the minimum fluidization rate was almost the same at any relative humidity. In other words, it has been found that fluidization is stabilized by using powder having high water repellency as the fluidizing medium and suppressing aggregation of the powder with increasing increase in humidity.

<실시예 5>Example 5

다양한 밀도를 갖는 분리 대상물의 부유-침강을 조사하였다. 상기 실시예 4에서 사용된 분체 A-C를 사용하여 공기 습도가 미치는 유동화에 대한 영향 및 물체의 부유-침강과 관련한 안정성에 대한 영향을 조사하기 위해, 다양한 밀도를 갖는 입자의 부유-침강을 조사하였다. 분체를 최소 유동화 속도의 1.1배 (u0/umf= 1.1)로 유동화시켜, 다양한 밀도를 갖는 상기 입자 (철분을 소정량 함유하는 직경 3.75 cm의 탁구공)를 유동층 내에 투입하고, 투입한지 1분 후에 층 내에서의 높이를 측정하였다.The flotation-sedimentation of the separation objects having various densities was investigated. In order to investigate the effect of air humidity on fluidization and stability on the floating-sedimentation of an object using the powder AC used in Example 4, the floating-sedimentation of particles having various densities was investigated. The powder was fluidized at 1.1 times the minimum fluidization rate (u 0 / u mf = 1.1), and the particles having various densities (table tennis balls having a diameter of 3.75 cm containing a predetermined amount) were introduced into the fluidized bed, and 1 was added. After minutes the height in the layer was measured.

각 분체에 있어서 공기의 상대 습도를 50 내지 80%의 범위로 변화시킨 경우에, 수득된 결과를 도 12에 나타내었다. 또한, 종축의 부유-침강 계수는 입자가 완전히 부양하는 경우에 1.0으로 정의되고 입자가 완전히 침강하는 경우에 0으로 정의되는 것을 의미한다. 발수성이 낮은 분체 A에 있어서, 상대 습도 50% 및 60%에서는 1400 kg/㎥ 이하인 입자는 부양하고, 상기보다 밀도가 큰 다른 입자는 침강한다. 그러나, 1400 kg/㎥보다 작은 밀도를 갖는 입자는 침강하고, 특히 습도 80%에서 부유하거나 침강하지 않으면서 층 내에 현탁된 입자의 밀도 범위가 커져, 그 결과로서 입자의 부유-침강이 불안정하게 되었다. 이는 분체가 상대 습도의 증가에 따라 서로 응집하여, 유동화가 불안정해지기 때문이다. 이때에, 입자의 부유-침강의 경계 밀도는 기체-고체 유동층의 겉보기 밀도를 나타낸다. 예를 들어, 겉보기 밀도는 상대 습도 50% 및 60%에서 약 1410 kg/㎥일 것이다. 또한, 물체가 실제로 비중 분리에 의해 분리되는 경우에, 부유-침강하지 않으면서 층 내에 현탁된 입자의 밀도 범위가 커짐에 따라, 밀도차가 작은 2개의 물체 사이의 분리가 곤란할 것이다. 한편, 분체 B에 있어서는, 상대 습도가 80%인 경우에만, 저밀도측으로 분포되는 경향이 있었다. 발수성이 높은 분체 C에 있어서, 동일한 거동은 상대 습도의 어느 상태에서도 수득되었다. 즉, 입자가 부유-침강하지 않으면서 층 내에 현탁되는 입자가 형성되는 것을 억제되는 우수한 결과가 수득되었다. 이는 유동화 매체로서 발수성이 높은 입자를 사용함으로써 상대 습도가 높은 경우에도 입자의 유동화 및 부유-침강이 안정화되기 때문이다.In the case where the relative humidity of air in each powder was changed in the range of 50 to 80%, the obtained result is shown in FIG. In addition, the suspended-sedimentation coefficient of the longitudinal axis is defined as 1.0 when the particle fully floats and 0 when the particle fully settles. In powder A having low water repellency, particles of 1400 kg / m 3 or less are supported at 50% and 60% relative humidity, and other particles having a higher density than the above settle. However, particles having a density of less than 1400 kg / m 3 settle and, in particular, the density range of the particles suspended in the layer without floating or sedimenting at 80% humidity results in an unstable floating-settling of the particles. . This is because the powders aggregate with each other as the relative humidity increases, so that the fluidization becomes unstable. At this time, the boundary density of the suspended-sediment of the particles represents the apparent density of the gas-solid fluidized bed. For example, the apparent density would be about 1410 kg / m 3 at 50% and 60% relative humidity. In addition, in the case where the objects are actually separated by specific gravity separation, as the density range of particles suspended in the layer becomes larger without floating-sedimentation, it will be difficult to separate between two objects having a small density difference. On the other hand, in powder B, there existed a tendency to distribute to the low density side only when relative humidity is 80%. In the powder C having high water repellency, the same behavior was obtained in either state of relative humidity. In other words, excellent results were obtained in which the formation of particles suspended in the layer was suppressed without the particles being suspended-settling. This is because the fluidization and suspension-precipitation of the particles are stabilized even when the relative humidity is high by using particles having high water repellency as the fluidizing medium.

이상에서 기재된 바와 같이, 발수성이 높은 입자를 유동화 매체로서 사용하는 것에 의해 습도가 증가하는 경우에도 입자의 유동화 및 부유-침강이 안정화되고, 비중 분리에 적합한 조건이 수득되는 것으로 밝혀졌다.As described above, it has been found that fluidization and suspension-sedimentation of particles are stabilized and conditions suitable for specific gravity separation are obtained even when the humidity is increased by using particles having high water repellency as the fluidizing medium.

<실시예 6><Example 6>

다음으로, 다양한 습도 조건 (50, 60, 70 및 80%)하에서 다양한 밀도를 갖는 건조된 광석의 부유-침강을 건조된 광석의 부유-침강과 관련하여 조사하였다. 광석의 크기는 어느 밀도에서도 약 3 cm이었다. 실험 조건은 상기 실시예와 동일한 조건이다. 각 입자를 최소 유동화 속도의 1.1배 (u0/umf= 1.1)로 유동화시켜, 각 광석을 유동층 내에 투입하고, 투입한지 1분 후에 층 내에서의 높이를 측정하였다. 각 분체에 있어서 공기의 상대 습도를 50 내지 80%의 범위로 변화시킨 경우에, 수득된 결과를 도 13에 나타내었다.Next, the suspended-sedimentation of the dried ore with various densities under various humidity conditions (50, 60, 70 and 80%) was investigated in relation to the suspended-sedimentation of the dried ore. The size of the ore was about 3 cm at any density. Experimental conditions are the same conditions as in the above example. Each particle was fluidized at 1.1 times the minimum fluidization rate (u 0 / u mf = 1.1), and each ore was introduced into the fluidized bed and the height in the bed was measured 1 minute after the addition. In the case where the relative humidity of air in each powder was changed in the range of 50 to 80%, the obtained result is shown in FIG.

그 결과로서, 발수성이 높은 분체를 사용하는 경우에 안정한 유동화가 수득되며, 우수한 분리를 수행할 수 있는 것으로 밝혀졌다.As a result, it was found that stable fluidization is obtained when using a high water repellent powder, and excellent separation can be performed.

<실시예 7><Example 7>

다음으로, 상기 실시예에서 사용된 분체 A-C를 사용하여 습윤 물체로서의 광석의 분리를 조사하였다. 광석을 물에 유입하고 이를 취출한 후에 유동층에 투입하였다. 각 입자를 최소 유동화 속도의 1.1배 (u0/umf= 1.1)로 유동화시켜, 광석을 유동층 내에 투입하고, 투입한지 1분 후에 층 내에서의 높이를 측정하였다. 본 실험은 상대 습도 50% 및 80%의 조건하에 수행하였다. 그 결과를 도 14에 나타내었다. 분체 A에 있어서, 습윤 광석을 투입하는 경우에, 거의 침강하지 않았다. 이는 습윤 광석이 층 내로 투입되는 경우에 습도 또는 수분에 따르는 응집으로 인해 광석은 침강할 수 없고 광석의 표면에 존재하는 입자는 유동화할 수 없기 때문이다. 분체 B에 있어서, 밀도가 큰 광석의 근소한 양이 침강할 수 있었다. 발수성이 큰 분체 C에 있어서, 물체의 습윤 물체를 투입하는 경우에도 물체 표면의 근처에서 입자 사이에 응집이 일어나지 않으면서 건조 물체를 투입한 경우에서와 동일한 부유-침강이 발생하는 것으로 밝혀졌다.Next, the powder AC used in the above example was used to investigate the separation of the ore as a wet object. Ore was introduced into the water, taken out and then introduced into the fluidized bed. Each particle was fluidized at 1.1 times the minimum fluidization rate (u 0 / u mf = 1.1) to inject ore into the fluidized bed and the height in the bed was measured 1 minute after the addition. This experiment was conducted under conditions of 50% and 80% relative humidity. The results are shown in FIG. In powder A, hardly sedimented when wet ore was thrown in. This is because when wet ore is introduced into the bed, the ore cannot sediment due to aggregation due to humidity or moisture and the particles present on the surface of the ore cannot fluidize. In powder B, a small amount of dense ore could settle. In powder C having a high water repellency, it was found that even when the wet object of the object was charged, the same flotation and sedimentation occurred as when the dry object was added without aggregation between the particles in the vicinity of the object surface.

<실시예 8><Example 8>

다음으로, 습윤 광석에 부착된 입자의 양을 조사하였다. 각 입자를 최소 유동화 속도의 1.1배 (u0/umf= 1.1)로 유동화시키고, 각 습윤 광석을 유동층에 투입하여, 투입한지 30초 후에 광석의 중량에 대한 광석 표면 부착 입자 중량의 비를 조사하였다. 또한, 상이한 밀도 (1275 kg/㎥, 1380 kg/㎥ 및 1517 kg/㎥)를 갖는 광석을 사용하여 부착된 입자의 중량비의 평균량을 조사하였다. 결과를 표 3에 나타내었다.Next, the amount of particles attached to the wet ore was investigated. Each particle was fluidized at 1.1 times the minimum fluidization rate (u 0 / u mf = 1.1), and each wet ore was introduced into the fluidized bed to investigate the ratio of the ore surface adhered particle weight to the weight of the ore 30 seconds after the input. It was. In addition, the average amount of the weight ratio of the attached particles was investigated using ores having different densities (1275 kg / m 3, 1380 kg / m 3 and 1517 kg / m 3). The results are shown in Table 3.

분체Powder 부착 입자 중량비 (%)Adhesion Particle Weight Ratio (%) AA 19.7±1.219.7 ± 1.2 BB 9.9±1.99.9 ± 1.9 CC 6.5±1.06.5 ± 1.0

발수성이 낮은 분체 A에 있어서, 광석 중량의 약 20%가 광석 표면에 부착되었다. 분체 B에 있어서, 광석 중량의 약 10%가 광석 표면에 부착되었다. 발수성이 높은 분체 C는 6.5%의 낮은 값을 갖는다. 발수성이 높은 분체를 유동화 매체로서 사용하여 습윤 물체를 투입하면 완전하지는 않지만 물체 표면에의 입자 부착이 크게 감소하는 것으로 밝혀졌다.For powder A having low water repellency, about 20% of the weight of the ore was attached to the ore surface. In powder B, about 10% of the ore weight was attached to the ore surface. Powder C having high water repellency has a low value of 6.5%. It has been found that the addition of a wet object using a high water repellent powder as the fluidizing medium greatly reduces particle adhesion to the surface of the object, although not complete.

그 결과를 도 14에 나타내었다. 도 14는 습윤성이 상이한 3종의 분체를 사용하여 유동층에서의 습윤 석탄의 부유-침강 상태를 나타낸다.The results are shown in FIG. FIG. 14 shows the suspended-settled state of wet coal in a fluidized bed using three powders with different wettability.

이러한 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 분체 C는 습도 50% 및 80% 둘 다에서 분체 C를 사용한 경우에서 가장 효율적인 분리를 가능하게 한다.As can be seen from these results, powder C enables the most efficient separation when powder C is used at both 50% and 80% humidity.

본 발명은 장치 비용이 저렴하고, 효율이 높고, 폐액 처리 또는 분리 후의 건조 공정이 불필요하며, 환경에의 영향도 거의 없는 유리한 효과를 발휘한다.The present invention exhibits an advantageous effect that the apparatus cost is low, the efficiency is high, the drying step after waste liquid treatment or separation is unnecessary, and there is little effect on the environment.

또한, 본 발명은 건식 분리이기 때문에 수자원이 적은 지역에서도 이용가능하다.In addition, the present invention can be used in areas where there is little water resources because of the dry separation.

또한, 본 발명은 습윤 물체의 효율적인 분리를 가능하게 한다. 본 발명은 습도 또는 수분에 의해 유발되는 각 입자의 응집을 억제할 수 있어, 안정한 유동층을 형성시킬 수 있다. 또한, 본 발명은 분리하고자 하는 물체 또는 분리된 물체 표면에 입자가 부착하는 것을 방지할 수 있다.In addition, the present invention enables efficient separation of wet objects. The present invention can suppress aggregation of each particle caused by humidity or moisture, thereby forming a stable fluidized bed. In addition, the present invention can prevent the particles from adhering to the object to be separated or the surface of the separated object.

Claims (12)

분체를 유동화시키는 기체-고체 유동층에 분리 대상물을 투입하고, 기체-고체 유동층의 겉보기 밀도를 이용하여 분리 대상물을 각 성분으로 연속적으로 분리하는 것을 포함하며, 여기서 상기 분체는 발수성을 갖는, 건식 분리 방법.The separation object is introduced into a gas-solid fluidized bed which fluidizes the powder, and the separation object is continuously separated into each component by using the apparent density of the gas-solid fluidized bed, wherein the powder has water repellency. . 제1항에 있어서, 분체의 물에 대한 접촉각이 10° 이상인 건식 분리 방법.The dry separation method according to claim 1, wherein the contact angle of the powder with respect to water is 10 ° or more. 제1항 또는 제2항에 있어서, 분체가 그 자체로 발수성을 갖거나, 또는 발수성 피막을 갖는 것인 건식 분리 방법.The dry separation method according to claim 1 or 2, wherein the powder itself is water repellent or has a water repellent coating. 제1항 또는 제2항에 있어서, 발수성 피막이 불화탄소 섬유 및 실란계 제제로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인 건식 분리 방법.The dry separation method according to claim 1 or 2, wherein the water repellent coating is at least one member selected from the group consisting of fluorocarbon fibers and silane-based agents. 제1항 내지 제4항 중의 어느 한 항에 있어서, 분체의 유동화를 기체-고체 유동층의 하부로 송풍함으로써 수행하는 건식 분리 방법.The dry separation method according to any one of claims 1 to 4, wherein the fluidization of the powder is carried out by blowing the lower part of the gas-solid fluidized bed. 제1항 내지 제5항 중의 어느 한 항에 있어서, 송풍을 통기성이 5.0 (㎤/s)/㎠ 이하인 조건하에서 수행하는 건식 분리 방법.The dry separation method according to any one of claims 1 to 5, wherein the blowing is performed under conditions of breathability of 5.0 (cm 3 / s) / cm 2 or less. 제1항 내지 제6항 항 중의 어느 한 항에 있어서, 송풍을 u0/umf(여기서, u0는 공탑 속도이고 umf는 분체의 최소 유동화 속도임) 비가 1 내지 4인 범위에서 수행하는 건식 분리 방법.The blowing process according to any one of claims 1 to 6, wherein the blowing is carried out in a range of 1 to 4, wherein u 0 / u mf (where u 0 is the tower speed and u mf is the minimum fluidization velocity of the powder). Dry separation method. 제1항 내지 제7항 중의 어느 한 항에 있어서, 다수개의 분체를 유동화시키는 경우에 상기 송풍을 다수개의 분체가 균일하게 혼합되도록 하는 u0/umf비의 값에서 수행하는 건식 분리 방법.The dry separation method according to any one of claims 1 to 7, wherein when blowing a plurality of powders, the blowing is performed at a value of a u 0 / u mf ratio such that the plurality of powders are uniformly mixed. 제1항 내지 제8항 중의 어느 한 항에 있어서, 기체-고체 유동층의 겉보기 밀도를 분리 대상물 중의 성분들의 최대 밀도와 최소 밀도 사이로 설정하는 건식 분리 방법.The dry separation method according to any one of claims 1 to 8, wherein the apparent density of the gas-solid fluidized bed is set between the maximum density and the minimum density of the components in the separation object. 제1항 내지 제7항 중의 어느 한 항에 있어서, 분체가 유니비즈 (unibeads, 등록상표), 유리 비드, 지르콘샌드 (zirconsand), 폴리스티렌 입자, 스틸 샷 (steel shot) 및 이들과 거의 동등한 밀도를 갖는 분체로 구성된 군으로부터 선택된 1종 이상인 건식 분리 방법.The powder according to claim 1, wherein the powder has a density almost equal to unibeads®, glass beads, zirconsand, polystyrene particles, steel shots and the like. Dry separation method selected from the group consisting of powders having. 제1항 내지 제10항 중의 어느 한 항에 있어서, 분리 대상물이 폐기물, 광석, 농작물, 플라스틱 및 금속을 포함하는 것인 건식 분리 방법.The dry separation method according to any one of claims 1 to 10, wherein the object to be separated comprises waste, ore, crops, plastics, and metals. 제1항 내지 제11항 중의 어느 한 항에 있어서, 분체의 평균 입경이 100 내지 500 ㎛인 건식 분리 방법.The dry separation method according to any one of claims 1 to 11, wherein the average particle diameter of the powder is 100 to 500 µm.
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