KR20130105216A - Resource collection method from fly ash - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 석탄회를 이용한 고 부가 가치 자원 회수방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 석탄 발전소에서 폐기되는 플라이애시로부터 세노스피어, 미연탄소, 자철석, 실리카, 뮬라이트 등을 분리 회수하기 위한 회수방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a method of recovering high value-added resources using coal ash, and more particularly, to a recovery method for separating and recovering cesnosphere, unburned carbon, magnetite, silica, mullite, etc. from fly ash disposed of in a coal power plant. .
석탄화력발전소에서 미분탄을 연소시키면 부산물로 회(재)가 발생하며 석탄 발전소로부터 배출된 다량의 석탄회는 발전소 주변 농업 생태 및 자연 생태에 심각한 오염 및 피해를 초래한다. 따라서 석탄회를 자원으로 이용하는 것은 현재 시급하게 해결될 필요가 있는 연구 과제이다. The combustion of pulverized coal in coal-fired power plant generates ash as a by-product, and the large amount of coal ash emitted from the coal power plant causes serious pollution and damage to the agricultural and natural ecology around the power plant. Therefore, using coal ash as a resource is a research project that needs to be solved urgently.
석탄회는 발생위치에 따라 플라이애시(fly ash), 바텀애시(bottom ash), 신더애시(cinder ash)로 구분할 수 있다. 이 중 플라이애시는 석탄 연소 시 발생하는 발전소 부산물로 집진기에서 포집되는 미분말 구형입자이다. 전체 석탄회 발생량 중 약 75~80%를 차지하는 플라이애시는 석탄 화력 보일러 내 고온 연소과정에서 석탄에 함유되어 있던 금속 및 비금속 광물이 용융되어 속이 빈 구형의 경량물질이나 다공질의 미분말로 변형된 것으로 1~100㎛ 정도의 크기를 가지며 포졸란성(pozzolan)을 지니고 있다.Fly ash can be classified into fly ash, bottom ash, and cinder ash, depending on where it occurs. Among them, fly ash is a fine powder spherical particle collected in a dust collector as a by-product of power plant generated from coal combustion. Fly ash, which accounts for about 75 ~ 80% of the total ash production, is melted metal and non-metallic minerals contained in coal during the high temperature combustion process in coal fired boiler. It has a size of about 100 μm and is pozzolan.
또한 플라이애시는 세노스피어(Cenosphere), 미연탄소 등의 다양한 광물자원을 포함하고 있기 때문에 플라이애시로부터 자원을 회수하기 위한 여러 방법이 연구되고 있으며, 국내의 경우 습식부선을 이용한 미연탄소 제거 및 포수제 개발 연구사례가 있다. In addition, since fly ash contains various mineral resources such as cenosphere and unburned carbon, various methods for recovering resources from fly ash have been studied.In the case of domestic, unburned carbon removal and catcher using wet barges There are development research cases.
또한 플라이애시에 포함된 유용자원의 회수를 위해 화학반응을 수반하는 공정이 연구된 사례가 있으나, 화학적 결합을 통해 회수된 자원을 다시 비결합 상태로 복구하기 위해 별도의 과정을 거쳐야 하는 문제가 있으며, 플라이애시에 포함된 여러 자원 중 일부만 회수되는 단점이 있었다.In addition, there have been cases where a process involving a chemical reaction has been studied for the recovery of useful resources included in fly ash, but there is a problem that a separate process is required to recover the recovered resources through non-combination. However, only some of the resources included in fly ash were recovered.
따라서 화학적 결합을 수반하지 않으면서 연속된 일련의 공정을 통하여 플라이애시에 포함된 대부분의 자원을 효과적으로 회수하는 방법에 대한 필요성이 제기되고 있다.
Therefore, there is a need for a method of effectively recovering most of the resources contained in fly ash through a series of processes without involving chemical bonding.
본 발명은 상기 언급된 종래 기술의 문제점을 개선하기 위해 제안된 것으로서, 플라이애시로부터 세노스피어, 미연탄소, 자철석, 실리카, 뮬라이트를 단계적으로 회수할 수 있는 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been proposed to improve the above-mentioned problems of the prior art, and an object thereof is to provide a method for recovering senose spheres, unburned carbon, magnetite, silica, mullite from fly ash in stages.
또한 습식처리, 부유선별, 원심비중선별, 자력선별, hydrodynamic filtration 등의 방법을 이용하여 효율적으로 자원을 회수할 수 있는 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
In addition, the purpose of the present invention is to provide a method for efficiently recovering resources using methods such as wet treatment, floating screening, centrifugal gravity screening, magnetic screening, and hydrodynamic filtration.
상기 목적을 이루기 위해 본 발명은,The present invention to achieve the above object,
플라이애시와 용수를 혼합한 후 부유된 세노스피어를 회수하는 단계;Recovering suspended cenospheres after mixing the fly ash and water;
세노스피어 회수 후 남은 광액에 미연탄소 분리를 위한 포수제를 첨가하여 미연탄소를 회수하는 단계;Recovering unburned carbon by adding a catcher for separation of unburned carbon to the remaining mineral liquid after the recovery of the cenosphere;
세노스피어 및 미연탄소 분리 후 남은 광액을 자성물질과 비자성물질로 분리하는 자력선별 단계;A magnetic screening step of separating the remaining mineral liquid after separation of cenosphere and unburned carbon into magnetic and nonmagnetic materials;
상기 자력선별 단계에서 분리된 자성물질을 원심 비중선별하여 자철석(Fe3O4)을 회수하는 단계;Recovering magnetite (Fe 3 O 4 ) by centrifugal gravity screening of the magnetic material separated in the magnetic screening step;
상기 자력선별 단계에서 분리된 비자성물질을 원심비중 선별하여 금속성 중광물을 수거하는 단계;Collecting the metallic heavy minerals by centrifugation of the nonmagnetic material separated in the magnetic screening step;
상기 금속성 중광물을 수거하는 단계 후에, 세노스피어, 미연탄소, 자철석(Fe3O4), 금속성 중광물이 회수되고 남은 경광물의 광액 농도를 조절하는 농도조절 단계;After the step of collecting the metallic heavy minerals, the concentration control step of adjusting the concentration of the mineral liquid of the remaining light minerals after recovering the cenosphere, unburned carbon, magnetite (Fe 3 O 4 ), metallic heavy minerals;
상기 농도 조절한 광액에 산을 투여하여 pH를 조절하는 pH조절단계;PH adjustment step of adjusting the pH by administering acid to the concentration-adjusted mineral liquid;
상기 pH를 조절한 광액에 실리카를 분리하기 위한 포수제와 기포제를 투입한 후 부선하여 실리카와 뮬라이트를 분리하는 단계;Adding a catcher and a foaming agent for separating silica to the pH-adjusted mineral liquid, and then separating the silica and mullite by flotation;
상기 실리카와 뮬라이트를 분리하는 단계 후에, 분리된 실리카를 hydrodynamic filtration하여 구형 실리카와, 비구형 실리카로 분류하여 회수하는 단계;After separating the silica from the mullite, hydrodynamic filtration of the separated silica to classify the recovered silica into spherical silica and non-spherical silica to recover the silica;
상기 실리카와 뮬라이트를 분리하는 단계 후에, 분리된 뮬라이트를 hydrodynamic filtraion하여 구형 뮬라이트와, 비구형 뮬라이트로 분류하는 단계;After separating the silica and mullite, hydrodynamic filtration of the separated mullite to classify it into spherical mullite and non-spherical mullite;
상기 구형 뮬라이트 입자를 막필터로 여과하여 5㎛ 이상 구형 뮬라이트, 5㎛ 미만 구형 뮬라이트로 분류, 회수하는 단계;Filtering the spherical mullite particles with a membrane filter and sorting and recovering the spherical mullite into spherical mullite of 5 μm or more and less than 5 μm of spherical mullite;
상기 비구형 뮬라이트 입자를 습식분쇄하는 단계;Wet grinding the non-spherical mullite particles;
상기 비구형 뮬라이트 습식 분쇄 단계 후 막필터로 여과하여 2㎛미만의 비구형 뮬라이트 입자를 회수하는 여과단계;A filtration step of recovering non-spherical mullite particles of less than 2 μm by filtration with a membrane filter after the non-spherical mullite wet grinding step;
상기 2㎛미만의 비구형 뮬라이트 입자를 회수하는 여과단계에서 여과되지 않은 2㎛이상의 비구형 뮬라이트 입자를 회수하여 2㎛ 미만의 뮬라이트 입자가 회수될 때까지 상기 습식분쇄하는 단계 및 상기 여과단계를 반복하는 단계;In the filtration step of recovering the non-spherical mullite particles smaller than 2 μm, non-filtered non-spherical mullite particles of 2 μm or more are recovered and the wet grinding process is repeated until the mullite particles having a size of less than 2 μm are recovered. Making;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라이애시를 이용한 자원 회수 방법을 제공한다.It provides a resource recovery method using a fly ash, characterized in that it comprises a.
또한 상기 미연탄소를 분리하기 위한 포수제로 등유를 첨가하는 것을 특징으로 하는 플라이애시를 이용한 자원 회수 방법을 제공한다.In addition, it provides a resource recovery method using a fly ash, characterized in that the addition of kerosene as a catcher for separating the unburned carbon.
나아가 상기 실리카를 분리하기 위한 포수제는 아민(amine)계열 시약 인 것을 특징으로 하는 플라이애시를 이용한 자원 회수 방법을 제공한다.
Furthermore, the catcher for separating the silica provides a resource recovery method using a fly ash, characterized in that the amine (amine) -based reagent.
본 발명의 자원회수 방법에 따라 플라이애시 내 유용 자원인 세노스피어, 미연탄소, 자철석, 실리카, 뮬라이트를 추출하여 각종 산업용 소재로 재활용이 가능하다. According to the resource recovery method of the present invention, it is possible to extract useful resources in fly ash, such as senosphere, unburned carbon, magnetite, silica, mullite, and recycled into various industrial materials.
본 발명이 제공하는 방법에 의하면 플라이애시에 포함되어 있는 대부분의 자원을 분리, 회수할 수 있어 폐기되는 플라이애시의 양이 대폭 감소하므로 재활용 효율을 높이고 환경오염을 방지할 수 있다.
According to the method provided by the present invention, since most of the resources included in the fly ash can be separated and recovered, the amount of discarded fly ash is greatly reduced, thereby improving recycling efficiency and preventing environmental pollution.
도 1 - 플라이애시를 활용한 유용광물 회수 과정 순서도.Figure 1-Flow chart of useful mineral recovery process using fly ash.
본 발명의 목적은 플라이애시로 부터 자원을 회수하기 위한 방법을 제공하는 것으로, 용수와 플라이애시가 혼합된 광액으로 부터 세노스피어, 미연탄소가 순차적으로 회수되고 남은 광액으로 부터 자철석(Fe3O4)과 금속성 중광물이 회수되며, 최종적으로 실리카와 뮬라이트가 회수되는 방법을 포함한다. It is an object of the present invention to provide a method for recovering resources from fly ash, from which the senosphere and unburned carbon are sequentially recovered from mineral water mixed with water and fly ash, and magnetite (Fe 3 O 4) ) And metallic heavy minerals are recovered, and finally silica and mullite are recovered.
상기 목적을 이루기 위해 본 발명은,The present invention to achieve the above object,
플라이애시와 용수를 혼합한 후 부유된 세노스피어를 회수하는 단계;Recovering suspended cenospheres after mixing the fly ash and water;
세노스피어 회수 후 남은 광액에 미연탄소 분리를 위한 포수제를 첨가하여 미연탄소를 회수하는 단계;Recovering unburned carbon by adding a catcher for separation of unburned carbon to the remaining mineral liquid after the recovery of the cenosphere;
세노스피어 및 미연탄소 분리 후 남은 광액을 자성물질과 비자성물질로 분리하는 자력선별 단계;A magnetic screening step of separating the remaining mineral liquid after separation of cenosphere and unburned carbon into magnetic and nonmagnetic materials;
상기 자력선별 단계에서 분리된 자성물질을 원심 비중선별하여 자철석(Fe3O4)을 회수하는 단계;Recovering magnetite (Fe 3 O 4 ) by centrifugal gravity screening of the magnetic material separated in the magnetic screening step;
상기 자력선별 단계에서 분리된 비자성물질을 원심비중 선별하여 금속성 중광물을 수거하는 단계;Collecting the metallic heavy minerals by centrifugation of the nonmagnetic material separated in the magnetic screening step;
상기 금속성 중광물을 수거하는 단계 후에, 세노스피어, 미연탄소, 자철석(Fe3O4), 금속성 중광물이 회수되고 남은 경광물의 광액 농도를 조절하는 농도조절 단계;After the step of collecting the metallic heavy minerals, the concentration control step of adjusting the concentration of the mineral liquid of the remaining light minerals after recovering the cenosphere, unburned carbon, magnetite (Fe 3 O 4 ), metallic heavy minerals;
상기 농도 조절한 광액에 산을 투여하여 pH를 조절하는 pH조절단계;PH adjustment step of adjusting the pH by administering acid to the concentration-adjusted mineral liquid;
상기 pH를 조절한 광액에 실리카를 분리하기 위한 포수제와 기포제를 투입한 후 부선하여 실리카와 뮬라이트를 분리하는 단계;Adding a catcher and a foaming agent for separating silica to the pH-adjusted mineral liquid, and then separating the silica and mullite by flotation;
상기 실리카와 뮬라이트를 분리하는 단계 후에, 분리된 실리카를 hydrodynamic filtration하여 구형 실리카와, 비구형 실리카로 분류하여 회수하는 단계;After separating the silica from the mullite, hydrodynamic filtration of the separated silica to classify the recovered silica into spherical silica and non-spherical silica to recover the silica;
상기 실리카와 뮬라이트를 분리하는 단계 후에, 분리된 뮬라이트를 hydrodynamic filtraion하여 구형 뮬라이트와, 비구형 뮬라이트로 분류하는 단계;After separating the silica and mullite, hydrodynamic filtration of the separated mullite to classify it into spherical mullite and non-spherical mullite;
상기 구형 뮬라이트 입자를 막필터로 여과하여 5㎛ 이상 구형 뮬라이트, 5㎛ 미만 구형 뮬라이트로 분류, 회수하는 단계;Filtering the spherical mullite particles with a membrane filter and sorting and recovering the spherical mullite into spherical mullite of 5 μm or more and less than 5 μm of spherical mullite;
상기 비구형 뮬라이트 입자를 습식분쇄하는 단계;Wet grinding the non-spherical mullite particles;
상기 비구형 뮬라이트 습식 분쇄 단계 후 막필터로 여과하여 2㎛미만의 비구형 뮬라이트 입자를 회수하는 여과단계;A filtration step of recovering non-spherical mullite particles of less than 2 μm by filtration with a membrane filter after the non-spherical mullite wet grinding step;
상기 2㎛미만의 비구형 뮬라이트 입자를 회수하는 여과단계에서 여과되지 않은 2㎛이상의 비구형 뮬라이트 입자를 회수하여 2㎛ 미만의 뮬라이트 입자가 회수될 때까지 상기 습식분쇄하는 단계 및 상기 여과단계를 반복하는 단계;In the filtration step of recovering the non-spherical mullite particles smaller than 2 μm, non-filtered non-spherical mullite particles of 2 μm or more are recovered and the wet grinding process is repeated until the mullite particles having a size of less than 2 μm are recovered. Making;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라이애시를 이용한 자원 회수 방법을 제공한다.
It provides a resource recovery method using a fly ash, characterized in that it comprises a.
플라이애시의 공급에 있어서, 급광 품질의 균일화를 위해 수 개의 대형 사일로를 설치해 각 사일로로부터 일정량의 플라이애시를 배출하여 용수와 혼합한다. 용수 70-80wt%, 플라이애시 20-30wt%가 되도록 농도를 조절 한 후 상기 광액을 이송펌프를 이용하여 컨디셔너에서 부유선별기로 이송한다. In the supply of fly ash, several large silos are installed to uniform the quality of the flashlight, and a certain amount of fly ash is discharged from each silo and mixed with the water. After adjusting the concentration to 70-80wt% of water and 20-30wt% of fly ash, the mineral liquid is transferred from the conditioner to the floater using a transfer pump.
상기 광액에 포함된 세노스피어는 내부가 CO2 나 N2 가스로 채워져 물 보다 밀도가 낮으므로 부유하게되며, 부유된 세노스피어를 skimming 하여 탈수 및 건조 시키면 세노스피어를 얻을 수 있다. Cenosphere contained in the mineral liquid is suspended because the inside is filled with CO 2 or N 2 gas is less dense than the water, and can be obtained by dehydration and drying by skimming the suspended Cenosphere.
세노스피어가 회수되고 남은 광액을 부유선별기로 이송한 다음 포수제를 첨가하여 3분여간 부유선별한 후 탈수, 건조를 거쳐 미연탄소를 회수할 수 있다. 미연탄소를 부유시키기 위한 포수제는 등유(Kerosene) 등이 사용될 수 있는데, 폐유를 사용할 경우 약 3kg/ton의 양을 첨가해야 하나 등유(Kerosene)을 사용하는 경우 200g/ton 가량을 첨가하면 되므로 등유(Kerosene)을 사용하는 것이 바람직하다. 특히, 상기 단계에 사용되는 포수제인 폐유, 등유(Kerosene), 폐식용유 또는 이들의 혼합액에 올레인산 및 폴리페놀을 소량 첨가하는 경우, 보다 효과적인 미연탄소와 Soot의 회수가 이루어질 수 있다.After the senosphere is recovered, the remaining mineral liquid is transferred to a flotation screener, followed by suspension screening for 3 minutes by adding a catcher, followed by dehydration and drying to recover unburned carbon. Kerosene, etc., may be used as a catcher for floating unburned carbon. When using waste oil, kerosene should be added in an amount of about 3 kg / ton, but when using kerosene, about 200 g / ton may be added. It is preferable to use (Kerosene). In particular, when a small amount of oleic acid and polyphenol are added to the waste oil, kerosene, waste cooking oil or a mixture thereof used in the step, more effective recovery of unburned carbon and soot can be achieved.
만일 미연탄소가 제거되지 않고 남아있는 경우 회수되는 자원의 순도를 떨어트리게 되므로 효과적으로 미연탄소 및 Soot가 제거 되어야 하며, 종래 사용되던 건식 방법과 달리 상기의 습식 방법에 따라 미연탄소를 분리하는 경우, 잔존 미연탄소가 1wt% 이하가 되도록 회수할 수 있다. 특히 포수제로 폐유 40중량wt%, 폐식용유 40중량wt%, 올레산에탄올 6중량wt%, 폴리페놀 4중량wt%로 함유된 시약을 사용한 경우 잔존 광액 내 미연탄소 함유량이 0.1중량wt%로 확인되었으며, 이에 따라 고품위의 자원회수가 가능하게 된다.If unburned carbon is left unremoved, the purity of the recovered resources will be reduced, so unburned carbon and soot should be effectively removed. Unlike the conventionally used dry method, when unburned carbon is separated by the above wet method, The residual unburned carbon can be recovered to be 1 wt% or less. In particular, when using a reagent containing 40 wt% of waste oil, 40 wt% of waste cooking oil, 6 wt% of oleate ethanol, and 4 wt% of polyphenol, the unburned carbon content in the remaining mineral solution was found to be 0.1 wt%. As a result, high quality resource recovery is possible.
상기 단계에 따라 세노스피어와 미연탄소를 분리하고 남은 광액을 이송펌프를 이용하여 tail tank로 이송한 다음 고구배 습식 자력선별기를 이용해 자성물질과 비자성물질로 분리한다. 자력선별기는 중간 매질에 따라 건식과 습식으로 구분할 수 있으며, 본 발명은 플라이애시와 용수가 혼합된 상태에서 세노스피어와 미연탄소를 분리하는 과정이 선행되므로 별도의 건조과정을 거치지 않는 습식 자력선별기를 이용하여 경제성을 도모한다.According to the above steps, the senosphere and unburned carbon are separated, and the remaining mineral liquid is transferred to a tail tank using a transfer pump, and then separated into magnetic materials and non-magnetic materials using a high gradient wet magnetic separator. Magnetic separator can be classified into dry and wet according to the intermediate medium, the present invention is preceded by the process of separating the senosphere and unburned carbon in the state of fly ash and water mixed wet magnetic separator does not go through a separate drying process To promote economics.
상기 자력선별 과정에 의해 분리된 자성물질을 원심비중선별하여 중광물인 자철석(Fe3O4)을 분리하여 탈수, 건조 후 회수한다. 자력선별 후 원심비중선별과정을 추가로 거침으로서 자철석(Fe3O4)의 순도를 50wt%이상으로 향상시킬 수 있다. The magnetic material separated by the magnetic screening process is centrifugally selected for separation of heavy magnetite (Fe 3 O 4 ), which is dehydrated and dried. Purity of magnetite (Fe 3 O 4 ) can be improved to more than 50wt% by additional centrifugal gravity screening process after magnetic screening.
또한 상기 자력선별 과정에 의해 분리된 비자성물질을 원심비중선별하여 금속성 중광물을 분리한 다음 탈수, 건조 후 회수한다. 상기 원심비중 선별 단계에서 얻어지는 금속성 중광물은 적철석(Fe2O3), Ca, Mg, Ti 등이다. 상기와 같이 자력선별 후 원심비중 선별과정을 거침으로써, 중광물을 자성물질과 비자성 물질로 나누어 회수할 수 있는 장점이 있다. In addition, the non-magnetic material separated by the magnetic screening process by centrifugal gravity screening to separate the metallic heavy minerals, and then recovered after dehydration, drying. The metallic heavy minerals obtained in the centrifugal gravity sorting step are hematite (Fe 2 O 3 ), Ca, Mg, Ti and the like. As described above, after the magnetic screening, the centrifugal gravity screening process may be used to recover the heavy minerals divided into magnetic materials and nonmagnetic materials.
상기 단계에 따라 세노스피어, 미연탄소, 자철석(Fe3O4), 금속성 중광물이 제거된 경광물 광액을 부유선별기로 이송하여 광액 농도가 약 20wt%가 되도록 조절하고, 산(acid)을 투입하여 실리카의 부선에 적합하도록 pH를 3-5로 조절한다. 다양한 종류의 산이 이용될 수 있으나, 안전성의 측면 상 황산을 이용하는 것이 바람직하다.According to the above step, transfer the light mineral mineral solution from which the cenosphere, unburned carbon, magnetite (Fe 3 O 4 ) and the metallic heavy minerals are removed to a flotation separator to adjust the concentration of the mineral liquid to about 20wt%, and add acid (acid). PH is adjusted to 3-5 to suit the flotation of the silica. Various kinds of acids can be used, but it is preferable to use sulfuric acid for safety reasons.
pH 조절 단계를 거친 상기 광액에 실리카를 부선시키기 위한 포수제와 기포제를 약 2분 간격으로 순차적으로 투입 후 8-12분간 부선하여 실리카와 뮬라이트를 분리한다. 실리카를 부선시켜 회수하고 남은 광액에는 뮬라이트가 존재하게 된다. After the addition of the catcher and the foaming agent for buoyling the silica to the mineral liquid passed through the pH adjustment step at intervals of about 2 minutes, the silica and mullite are separated by buoyancy for 8-12 minutes. Mullite is present in the remaining mineral liquid by recovering the silica by buoyancy.
상기 실리카의 부선을 위한 포수제는 아민계열의 시약을 사용할 수 있으며 구체적으로 제조사 'AkzoNobel', 수입판매원 'Min N June Chemical'의 'LILA float(상품명)', Armac-C(상품명) 또는 Armoflot-#18(상품명) 등이 있다. 나아가 상기 시약 외에도 실리카와의 부착력이 뛰어난 다양한 시약을 이용할 수 있다. 포수제로 LILA float을 사용하는 경우 약 200g/ton을 투입하며, 기포제로 MIBC(methyl isobutyl carbinol)를 사용하는 경우 약 80g/ton을 투입한다. 상기 포수제와 기포제의 투입량은 하나의 실시 예이므로 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 변경이 가능하다.The catcher for the flotation of the silica may use an amine-based reagent, specifically, the manufacturer 'AkzoNobel', the import and sales company 'Min N June Chemical' 'LILA float (trade name), Armac-C (trade name) or Armoflot- # 18 (brand name). Furthermore, in addition to the above reagents, various reagents having excellent adhesion to silica can be used. In case of using LILA float as catcher, about 200g / ton is used. In case of using MIBC (methyl isobutyl carbinol) as foaming agent, about 80g / ton is added. Since the amount of the catcher and the foaming agent is one embodiment, it can be changed within the scope of the invention.
상기 단계에 따라 분리된 실리카는 hydrodynamic filtration하여 구형 실리카와, 비구형 실리카로 분류하여 회수한다. Hydrodynamic filtration은 유동하는 유체 내에 존재하는 입자의 크기, 모양에 따라 입자의 이동 속도 및 움직임이 다른 원리를 이용하여 입자를 분류하는 기술이다. 분리한 구형, 비구형 실리카는 탈수 및 건조 단계를 거쳐 회수된다.The silica separated according to the above step is hydrodynamic filtration and classified into spherical silica and non-spherical silica to recover. Hydrodynamic filtration is a technique of classifying particles using the principle that the moving speed and movement of the particles are different according to the size and shape of the particles in the flowing fluid. The separated spherical and non-spherical silica is recovered through a dehydration and drying step.
실리카 회수 후 남은 뮬라이트 역시 hydrodynamic filtraion하여 구형, 비구형으로 분류한 다음 구형 뮬라이트 입자를 막필터로 여과하여 5 이상 구형 뮬라이트, 5 미만 구형 뮬라이트로 분류하여 회수한다. The remaining mullite after silica recovery is also classified into spherical and non-spherical by hydrodynamic filtration, and then the spherical mullite particles are filtered through a membrane filter and classified into more than 5 spherical mullites and less than 5 spherical mullites.
비구형 뮬라이트 입자는 습식 분쇄 후 막필터로 여과하여 2 미만의 뮬라이트만 회수한다. 상기 여과되지 않은 2 이상의 비구형 뮬라이트 입자는 다시 상기 습식분쇄기로 이송하여 2 미만의 입자로 회수될 때까지 습식분쇄 및 여과과정을 반복한다.Non-spherical mullite particles are filtered through a membrane filter after wet milling to recover less than 2 mullite. The unfiltered two or more non-spherical mullite particles are again transferred to the wet mill and repeated wet grinding and filtration until recovered to less than two particles.
상기와 같은 연속된 단계를 통해 초기 공급된 플라이애시로부터 세노스피어, 미연탄소, 자철석(Fe3O4), 금속성 중광물, 실리카, 뮬라이트를 얻을 수 있다.Through the continuous steps as described above it can be obtained from the initially supplied fly ash, Cenosphere, unburned carbon, magnetite (Fe 3 O 4 ), metallic heavy minerals, silica, mullite.
세노스피어는 플라이애시 전체 중량의 약 1-2wt% 정도를 차지하며, 본 발명의 방법에 의해 순도 100wt%에 가까운 세노스피어를 회수할 수 있다. 입경은 20 ~ 30 정도이며 경량성, 절연성, 내화학성, 보온성 등이 우수하여 신 재료로 널리 사용되고 있다.Cenosphere accounts for about 1-2 wt% of the total weight of the fly ash, and can be recovered by the method of the present invention close to 100 wt% purity. The particle diameter is about 20 to 30, and it is widely used as a new material because of its excellent light weight, insulation, chemical resistance, and thermal insulation.
또한 실리카는 플라이애시 전체 중량의 약 30wt% 내외를 차지하며, 본 발명에 의해 회수되는 실리카의 순도는 약 85wt% 이상이다.In addition, silica accounts for about 30 wt% of the total weight of the fly ash, and the purity of the silica recovered by the present invention is about 85 wt% or more.
뮬라이트는 플라이애시 전체 중량의 약 45wt% 내외를 차지하며, 본 발명의 방법에 의하면 약 85wt%의 순도를 가지는 뮬라이트를 회수할 수 있다. 특히 뮬라이트는 실리카알루미나계의 내화물로서, 3Al2O32SiO2의 조성을 지니며, 1800℃ 이상의 온도에 견디므로, 전기로의 내화재료로서 이용가치가 높다. 천연으로도 산출되지만 천연에 존재하는 양이 적기 때문에 본 발명에 의한 회수는 경제적 가치가 높다.Mullite occupies about 45 wt% of the total weight of the fly ash, and according to the method of the present invention, it is possible to recover mullite having a purity of about 85 wt%. In particular, mullite is a silica alumina-based refractory, and has a composition of 3Al 2 O 3 2SiO 2 , and withstands a temperature of 1800 ° C. or higher, and thus has high utility as a refractory material for electric furnaces. It is also produced in nature, but since the amount present in nature is small, the recovery by the present invention has a high economic value.
본 발명이 제공하는 방법에 의하면 플라이애시에 포함된 대부분의 자원을 분리, 회수할 수 있어 폐기되는 플라이애시의 양이 대폭 감소하므로 재활용 효율을 높이고 환경오염을 방지할 수 있다.According to the method provided by the present invention, since most of the resources included in the fly ash can be separated and recovered, the amount of the fly ash discarded is greatly reduced, thereby improving recycling efficiency and preventing environmental pollution.
본 발명은 상술한 특정의 실시예 및 설명에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능하며, 그와 같은 변형은 본 발명의 보호 범위 내에 있게 된다.The present invention is not limited to the above-described specific embodiments and descriptions, and various modifications can be made to those skilled in the art without departing from the gist of the present invention claimed in the claims. And such modifications are within the scope of protection of the present invention.
Claims (17)
세노스피어 회수 후 남은 광액에 미연탄소 분리를 위한 포수제를 첨가하여 미연탄소를 회수하는 단계;
세노스피어 및 미연탄소 회수 후 남은 광액을 자성물질과 비자성물질로 분리하는 자력선별 단계;
상기 자력선별 단계에서 분리된 자성물질을 원심 비중선별하여 자철석(Fe3O4)을 회수하는 단계;
상기 자력선별 단계에서 분리된 비자성물질을 원심비중 선별하여 금속성 중광물을 수거하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라이애시를 이용한 자원 회수 방법.
Recovering suspended cenospheres after mixing the fly ash and water;
Recovering unburned carbon by adding a catcher for separation of unburned carbon to the remaining mineral liquid after the recovery of the cenosphere;
A magnetic screening step of separating the remaining mineral liquid after the recovery of cenosphere and unburned carbon into magnetic and nonmagnetic materials;
Recovering magnetite (Fe 3 O 4 ) by centrifugal gravity screening of the magnetic material separated in the magnetic screening step;
Collecting the metallic heavy minerals by centrifugation of the nonmagnetic material separated in the magnetic screening step;
Resource recovery method using a fly ash, characterized in that it comprises a.
상기 금속성 중광물을 수거하는 단계 후에, 금속성 중광물이 회수되고 남은 비자성 광액에 실리카를 분리하기 위한 포수제와 기포제를 투입한 후 부선하여 실리카와 뮬라이트를 분리하는 단계;
를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 플라이애시를 이용한 자원 회수 방법.
The method of claim 1,
After collecting the metallic heavy minerals, injecting a catcher and a foaming agent for separating silica into the remaining non-magnetic minerals after the metallic heavy minerals are recovered, and then separating the silica and mullite by firing;
Resource recovery method using a fly ash, characterized in that it further comprises.
상기 실리카와 뮬라이트를 분리하는 단계 후에, 분리된 실리카를 hydrodynamic filtration하여 구형 실리카와, 비구형 실리카로 분류하여 회수하는 단계;
를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 플라이애시를 이용한 자원 회수 방법.
The method of claim 2,
After separating the silica from the mullite, hydrodynamic filtration of the separated silica to classify the recovered silica into spherical silica and non-spherical silica to recover the silica;
Resource recovery method using a fly ash, characterized in that it further comprises.
상기 실리카와 뮬라이트를 분리하는 단계 후에, 분리된 뮬라이트를 hydrodynamic filtraion하여 구형 뮬라이트와, 비구형 뮬라이트로 분류하는 단계;
를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 플라이애시를 이용한 자원 회수 방법.The method of claim 2,
After separating the silica and mullite, hydrodynamic filtration of the separated mullite to classify it into spherical mullite and non-spherical mullite;
Resource recovery method using a fly ash, characterized in that it further comprises.
상기 실리카와 뮬라이트를 분리하는 단계 후에, 분리된 실리카를 hydrodynamic filtration하여 구형 실리카와, 비구형 실리카로 분류하여 회수하는 단계;
상기 실리카와 뮬라이트를 분리하는 단계 후에, 분리된 뮬라이트를 hydrodynamic filtraion하여 구형 뮬라이트와, 비구형 뮬라이트로 분류하는 단계;
를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 플라이애시를 이용한 자원 회수 방법.
The method of claim 2,
After separating the silica from the mullite, hydrodynamic filtration of the separated silica to classify the recovered silica into spherical silica and non-spherical silica to recover the silica;
After separating the silica and mullite, hydrodynamic filtration of the separated mullite to classify it into spherical mullite and non-spherical mullite;
Resource recovery method using a fly ash, characterized in that it further comprises.
상기 구형 뮬라이트 입자를 막필터로 여과하여 5㎛ 이상 구형 뮬라이트, 5㎛ 미만 구형 뮬라이트로 분류, 회수하는 단계;
를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 플라이애시를 이용한 자원 회수 방법.
The method according to claim 4 or 5,
Filtering the spherical mullite particles with a membrane filter and sorting and recovering the spherical mullite into spherical mullite of 5 μm or more and less than 5 μm of spherical mullite;
Resource recovery method using a fly ash, characterized in that it further comprises.
상기 비구형 뮬라이트 입자를 습식분쇄하는 단계;
상기 비구형 뮬라이트 습식 분쇄 단계 후 막필터로 여과하여 2㎛미만의 비구형 뮬라이트 입자를 회수하는 여과단계;
를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 플라이애시를 이용한 자원 회수 방법.
The method according to claim 4 or 5,
Wet grinding the non-spherical mullite particles;
A filtration step of recovering non-spherical mullite particles of less than 2 μm by filtration with a membrane filter after the non-spherical mullite wet grinding step;
Resource recovery method using a fly ash, characterized in that it further comprises.
상기 2㎛미만의 비구형 뮬라이트 입자를 회수하는 여과단계에서 여과되지 않은 2㎛이상의 비구형 뮬라이트 입자를 회수하여 2㎛ 미만의 뮬라이트 입자가 회수될 때까지 상기 습식분쇄하는 단계 및 상기 여과단계를 반복하는 단계;
를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 플라이애시를 이용한 자원 회수 방법.
8. The method of claim 7,
In the filtration step of recovering the non-spherical mullite particles smaller than 2 μm, non-filtered non-spherical mullite particles of 2 μm or more are recovered and the wet grinding process is repeated until the mullite particles having a size of less than 2 μm are recovered. Doing;
Resource recovery method using a fly ash, characterized in that it further comprises.
세노스피어, 미연탄소, 자성물질, 비자성 금속성 중광물이 회수되고 남은 비자성 경광물 광액에 실리카를 분리하기 위한 포수제와 기포제를 투입 후 부선하여 실리카와 뮬라이트를 분리하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라이애시를 이용한 자원 회수 방법.
Recovering cenosphere, unburned carbon, magnetic material, non-magnetic metallic heavy mineral from fly ash;
Senosphere, unburned carbon, magnetic material, nonmagnetic metallic heavy minerals are recovered, and after the addition of a catcher and a foaming agent for separating silica to the remaining non-magnetic light mineral minerals, and separating the silica and mullite by flotation;
Resource recovery method using a fly ash, characterized in that it comprises a.
상기 실리카와 뮬라이트를 분리하는 단계 후에, 분리된 실리카를 hydrodynamic filtration하여 구형 실리카와, 비구형 실리카로 분류하여 회수하는 단계;
를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 플라이애시를 이용한 자원 회수 방법.
The method of claim 9,
After separating the silica from the mullite, hydrodynamic filtration of the separated silica to classify the recovered silica into spherical silica and non-spherical silica to recover the silica;
Resource recovery method using a fly ash, characterized in that it further comprises.
상기 실리카와 뮬라이트를 분리하는 단계 후에, 분리된 뮬라이트를 hydrodynamic filtraion하여 구형 뮬라이트와, 비구형 뮬라이트로 분류하는 단계;
를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 플라이애시를 이용한 자원 회수 방법.The method of claim 9,
After separating the silica and mullite, hydrodynamic filtration of the separated mullite to classify it into spherical mullite and non-spherical mullite;
Resource recovery method using a fly ash, characterized in that it further comprises.
상기 실리카와 뮬라이트를 분리하는 단계 후에, 분리된 실리카를 hydrodynamic filtration하여 구형 실리카와, 비구형 실리카로 분류하여 회수하는 단계;
상기 실리카와 뮬라이트를 분리하는 단계 후에, 분리된 뮬라이트를 hydrodynamic filtraion하여 구형 뮬라이트와, 비구형 뮬라이트로 분류하는 단계;
를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 플라이애시를 이용한 자원 회수 방법.
The method of claim 9,
After separating the silica from the mullite, hydrodynamic filtration of the separated silica to classify the recovered silica into spherical silica and non-spherical silica to recover the silica;
After separating the silica and mullite, hydrodynamic filtration of the separated mullite to classify it into spherical mullite and non-spherical mullite;
Resource recovery method using a fly ash, characterized in that it further comprises.
상기 구형 뮬라이트 입자를 막필터로 여과하여 5㎛ 이상 구형 뮬라이트, 5㎛ 미만 구형 뮬라이트로 분류, 회수하는 단계;
를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 플라이애시를 이용한 자원 회수 방법.
13. The method according to claim 11 or 12,
Filtering the spherical mullite particles with a membrane filter and sorting and recovering the spherical mullite into spherical mullite of 5 μm or more and less than 5 μm of spherical mullite;
Resource recovery method using a fly ash, characterized in that it further comprises.
상기 비구형 뮬라이트 입자를 습식분쇄하는 단계;
상기 비구형 뮬라이트 습식 분쇄 단계 후 막필터로 여과하여 2㎛미만의 비구형 뮬라이트 입자를 회수하는 여과단계;
를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 플라이애시를 이용한 자원 회수 방법.
13. The method according to claim 11 or 12,
Wet grinding the non-spherical mullite particles;
A filtration step of recovering non-spherical mullite particles of less than 2 μm by filtration with a membrane filter after the non-spherical mullite wet grinding step;
Resource recovery method using a fly ash, characterized in that it further comprises.
상기 2㎛미만의 비구형 뮬라이트 입자를 회수하는 여과단계에서 여과되지 않은 2㎛이상의 비구형 뮬라이트 입자를 회수하여 2㎛ 미만의 뮬라이트 입자가 회수될 때까지 상기 습식분쇄하는 단계 및 상기 여과단계를 반복하는 단계;
를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 플라이애시를 이용한 자원 회수 방법.
The method of claim 14,
In the filtration step of recovering the non-spherical mullite particles smaller than 2 μm, non-filtered non-spherical mullite particles of 2 μm or more are recovered and the wet grinding process is repeated until the mullite particles having a size of less than 2 μm are recovered. Doing;
Resource recovery method using a fly ash, characterized in that it further comprises.
상기 미연탄소를 분리하기 위한 포수제가 등유인 것을 특징으로 하는 플라이애시를 이용한 자원 회수 방법.
The method of claim 1,
Resource recovery method using a fly ash, characterized in that the catcher for separating the unburned carbon is kerosene.
상기 실리카를 분리하기 위한 포수제는 아민(amine)계열 시약인 것을 특징으로 하는 플라이애시를 이용한 자원 회수 방법.
The method according to claim 2 or 9,
The catcher for separating the silica is a resource recovery method using a fly ash, characterized in that the amine (amine) -based reagent.
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