WO2013172652A1 - 미분광석의 입도 선별방법 및 입도 선별장치 - Google Patents

미분광석의 입도 선별방법 및 입도 선별장치 Download PDF

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Abstract

미분광석 입도 선별방법 및 입도 선별장치가 개시된다. 본 발명에 의한 미분광석 입도 선별장치는 하부에서 열풍을 공급하여 미분광석을 건조시키면서 상부로 배가스를 배출하고, 하부로 열풍에 의해 비산되지 않은 미분광석을 배출시키는 유동층형 건조기, 상기 유동층형 건조기와 연결되고, 상기 배가스 함께 배출되는 기준 입도이상의 미분광석을 분리하는 사이클론 분리기, 및 상기 사이클론 분리기와 연결되고, 사이클론 분리기에서 포집되지 않은 미분광석을 포집하는 집진기를 포함한다.

Description

미분광석의 입도 선별방법 및 입도 선별장치
본 발명은 미분광석의 입도 선별방법 및 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 선광공정을 거친 미분광석을 선별하여 용융환원공정 및 펠릿제조공정에 각각 공급할 수 있는 미분광석의 입도 선별방법 및 장치에 관한 것이다.
일반적으로 제선공정에서 사용하는 광석은 입도를 기준으로 하여 약 10 mm이하의 괴광석, 8 mm 이하의 소결광 제조용 광석 및 약44㎛이하의 입자가 80% 이상을 차지하는 펠렛(pellet) 제조용 광석 3가지로 나눌 수 있다.
이중 펠렛 제조용 광석은 불순물을 많이 함유한 광석을 대상으로 선광공정을 거쳐서 제조하게 되어 상대적으로 입도가 작으며, 수 ㎛ 의 미립자로 구성되어 있다.
도1은 선광 과정 후 얻어지는 미분광석의 입도 분포를 나타낸 그래프이다. 도1에 도시된 바와 같이 광산에서 철의 함량을 약60% 이상으로 조절할 경우 대부분의 미분광석의 평균입도는 약 50 ~ 200 ㎛ 부근으로서 펠렛 제조용 광석의 입도 기준보다 입자크기가 크다.
따라서 철 성분의 함량을 높이기 위해 철광산에서 실시하는 선광 공정을 통해 배출되는 미분광석의 입도는 펠렛 제조 공정에서 바로 사용하기에는 입자가 크기 때문에, 펠렛 제조 공정 전단계에서 다시 재파쇄하여 일정 조건으로 입도 분포를 조절할 필요가 있다. 미분광석을 재파쇄하는 과정에서 추가로 많이 에너지가 필요하다. 만일 입도 분포가 펠렛제조공정에서 필요한 사양보다 클 경우에는 입자간 응집력이 저하되어 펠렛 제조 수율이 저하된다. 철 성분이 낮은 광산에서 생산된 미분광석을 추가로 에너지를 소비하지 않고 효율적으로 사용하기 위한 방법이 필요한 실정이다.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 펠렛 제조를 위해 광산에서 이미 극미분으로 파쇄된 광석을 대상으로 분급과정을 통하여 용융환원공정과 펠렛제조공정으로 나누어 용선을 제조함으로써 재파쇄에 의한 추가적인 에너지 손실을 최소화시킬 수 있는 미분광석 입도 선별방법 및 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 미분광석 입도 선별방법은 선광공정을 통해 파쇄된 미분광석을 유동층형 건조기에 공급하는 단계; 상기 공급된 미분광석을 열풍에 의해 건조시키면서 입도가 작은 미분광석을 배가스와 함께 배출시키고, 입도가 큰 미분광석은 광석배출구로 배출시키는 1차 분리단계; 상기 배가스에 포함된 미분광석을 사이클론 분리기에 의해 기준입도 이상의 미분광석을 분리하는 2차 분리단계; 및 상기 2차 분리단계에서 분리되지 않은 미분광석을 포집하는 집진단계를 포함한다.
상기 2차 분리단계의 기준입도는 30 ~ 70㎛ 일 수 있다.
상기 집진단계에서 포집된 미분광석의 평균입도는 50 ㎛이하 일 수 있다.
또한 본 발명의 일실시예에 따른 미분광석의 입도 선별장치는 하부에서 열풍을 공급하여 미분광석을 건조시키면서 상부로 배가스를 배출하고, 하부로 열풍에 의해 비산되지 않은 미분광석을 배출시키는 유동층형 건조기; 상기 유동층형 건조기와 연결되고, 상기 배가스 함께 배출되는 기준 입도이상의 미분광석을 분리하는 사이클론 분리기; 및 상기 사이클론 분리기와 연결되고, 사이클론 분리기에서 포집되지 않은 미분광석을 포집하는 집진기를 포함한다.
상기 사이클론 분리기의 기준입도는 30~70㎛일 수 있다.
상기 집진기는 백필터를 포함하고 포집되는 미분광석의 입도는 50㎛일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 미분광석 입도 선별방법 및 장치는 선광과정 후 얻어진 극미분 광석으로 펠렛을 제조하기 위하여 다시 파쇄하는 공정을 생략할 수 있어 상대적으로 에너지소비가 적은 기술적 효과가 있다.
또한 본 발명의 일실시예는 입도에 따라 용융환원공정 및 펠렛제조공정을 선택적으로 사용할 수 있기 때문에 유동환원공정에서 작은 분광철석 입자들에 의한 발생할 수 있는 비산손실을 막고, 펠렛공정에서의 재파쇄 공정을 생략하여 보다 효율적으로 미분광석을 사용할 수 있는 기술적 효과가 있다.
도 1은 선광 과정 후 얻어지는 미분광석의 입도 분포를 나타낸 그래프이다.
도2는 본 발명의 일실시예에 따른 미분광석 입도 선별방법의 공정도이다.
도3은 본 발명의 일실시예에 따른 미분광석 입도 선별장치의 개략도이다.
여기서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.
다르게 정의하지는 않았지만, 여기에 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 보통 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다. 이러한 실시예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다.
도2는 본 발명의 일실시예에 따른 미분광석 입도 선별방법의 공정도이다. 도3은 본 발명의 일실시예에 따른 미분광석 입도 선별장치의 개략도이다.
도2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 미분광석 입도 선별방법은 선광공정을 통해 파쇄된 미분광석을 유동층형 건조기에 공급하는 단계(S1); 상기 공급된 미분광석을 열풍에 의해 건조시키면서 입도가 작은 미분광석을 배가스와 함께 배출시키고, 입도가 큰 미분광석은 광석배출구로 배출시키는 1차 분리단계(S2); 상기 배가스에 포함된 미분광석을 사이클론 분리기에 의해 기준입도 이상의 미분광석을 분리하는 2차 분리단계(S3); 및 상기 2차 분리단계에서 분리되지 않은 미분광석을 포집하는 집진단계(S4)를 포함한다.
광산에서 선광공정을 통해 파쇄된 미분광석을 유동층형 건조기에 공급한다.(S1) 상기 미분광석의 평균입도는 약 50 ~ 200 ㎛ 부근으로서 펠렛 제조용으로 사용하기에는 입도가 커서 재파쇄과정이 필요하다.
상기 공급된 미분광석은 유동층형 건조기에서 열풍에 의한 건조됨과 동시에 입도크기에 따라 1차 분리가 이루어진다.(S2) 상기 유동층형 건조기의 하부에서 상부측으로 열풍을 공급하면 입자가 큰 광석은 건조기의 하부로 배출되지만, 입자가 작은 미분광석은 열풍과 함께 상부쪽으로 배출되게 된다. 유동층 건조기에서의 분급조건은 미분광석의 수분함량, 입도분포, 밀도 등의 입자특성과 열풍의 유량, 온도에 의해 변화될 수 있다. 1차 분리단계 후의 분리공정에서의 부하를 줄이기 위해서는 50 ㎛ 이하의 미분광석이 상부쪽으로 배출되게 하는 것이 바람직하다.
하부로 배출되는 입자가 큰 미분광석은 유동환원로 공정에서 직접 용선제조시에 사용될 수 있다.
상기 1차 분리단계에서 상부로 배가스와 함께 배출되는 미분광석은 사이클론 방식을 이용하여 기준 입도로 2차적으로 분리된다.(S3) 사이클론 방식은 유체의 선회류에 의해서 발생하는 원심력을 이용한 분리 방식이다. 유동층형 건조기로부터 배가스와 함께 배출되는 미분광석은 원둘레의 접선방향으로 유입되어 사이클론 속에서 고속의 선회류의 원심력 작용에 의해 기준 입도보다 큰 미분광석은 벽에 부딪히게 되고 운동 에너지가 감소되어 밑으로 떨어지며, 기준 입도보다 작은 미분광석을 포함하는 배가스는 중심에 있는 관을 통하여 유출되게 된다.
이 때 기준 입도는 입도분포에 따라 변화할 수 있는데 30~70㎛일 수 있다. 더욱 바람직하게는 50㎛일 수 있다. 50 ㎛ 보다 작은 입도를 가지는 미분광석은 유동환원 공정에서 유동층에서 쉽게 비산 손실되기 때문에 사용이 어려운 반면에 50㎛ 이상의 입자들은 유동층에서 유동 환원이 잘 이루어지기 때문이다.
2차분리단계에서 분리된 미분광석은 상기 1차분리단계에서 배출된 미분광석과 마찬가지로 용융환원로에 투입되어 용선을 제조하는 데 사용될 수 있다.
상기 2차분리단계에서 분리되지 않은 미분광석을 집진단계에서 포집된다.(S4) 미분광석의 포집은 백필터에 이루어 질 수 있다. 백필터는 주머니 모양의 여과포로써 집진기에 설치되며 분리되지 않은 미분광석과 배가스를 분리하게 된다. 백필터에 의해 포집된 미분광석은 입도가 50㎛일 수 있다. 이 경우 추가적인 파쇄공정을 생략할 수 있게 된다.
상기 집진단계에서 포집된 미분광석은 펠렛 제조기의 원료로 사용된다. 제조된 펠렛은 펠렛 소성기를 거쳐 제선 공정에서 사용할 수 있는 펠렛으로 제조된다.
도3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 미분광석의 입도 선별장치는 하부에서 열풍을 공급하여 미분광석(10)을 건조시키면서 상부로 배가스를 배출하고, 하부로 열풍에 의해 비산되지 않은 미분광석을 배출시키는 유동층형 건조기(20); 상기 유동층형 건조기(20)와 연결되고, 상기 배가스 함께 배출되는 기준 입도이상의 미분광석을 분리하는 사이클론 분리기(30); 및 상기 사이클론 분리기(30)와 연결되고, 사이클론 분리기(30)에서 포집되지 않은 미분광석을 포집하는 집진기(40)를 포함한다.
상기 유동층형 건조기(20)는 선광공정을 통해 파쇄된 미분광석(10)을 공급받는 호퍼가 구비되어 있다. 상기 호퍼를 통하여 공급된 미분광석(10)은 하부로부터 공급되는 열풍에 의해 건조되며, 입도가 작은 미분광석은 상부를 통하여 배가스와 함께 배출되며, 입도가 큰 광석은 하부의 광석배출구를 통하여 배출된다.
광석배출구를 통하여 배출된 미분광석은 유동환원로(50)로 공급되어 유동환원공정에서 용선을 제조할 때 사용될 수 있다.
상기 배출된 미분광석을 포함하는 배가스는 사이클론 분리기(30)에 의해 기준입도에 따라 분리된다. 이 때 기준 입도는 입도분포에 따라 변화할 수 있는데 30~70㎛일 수 있다. 더욱 바람직하게는 50㎛일 수 있다. 50 ㎛ 이하의 입도를 가지는 미분광석은 유동환원 공정에서 유동층에서 쉽게 비산 손실되기 때문에 사용이 어려운 반면에 50㎛이상의 입자들은 유동층에서 유동 환원이 잘 이루어지기 때문이다.
사이클론 분리기(30)에서 분리되는 미분광석은 유동층형 건조기(20)에서 광석배출구를 통해 배출되는 미분광석과 함께 유동환원로로 공급될 수 있다. 사이클론 분리기(30)에서 배출되는 입자의 크기는 전체 공정 효율과 조업 조건 등에 따라 변경될 수 있기 때문에 입자의 크기에 맞추에 유동환원로(50) 또는 펠렛 제조기(60)의 원료로 보내질 수 있다.
사이클론 분리기(30)를 통과한 배가스는 집진기(40)에 공급된다. 집진기(40)에는 1개이상의 백필터가 설치될 수 있다. 백필터에 의해 미분광석과 가스를 분리하고 포집된 미분광석은 펠렛 제조기(60)의 원료로 사용될 수 있다. 백필터에 의해 포집된 미분광석은 입도가 50㎛ 이하일 수 있다. 이 경우 추가적인 파쇄공정을 생략할 수 있게 된다.
제조된 펠렛은 펠렛 소성기(70)를 거쳐 제선 공정에서 사용할 수 있는 펠렛으로 제조될 수 있다. 펠렛공정에서 사용되는 미분광석의 재파쇄공정이 생략될 수 있어 에너지 절약이 가능하고 더욱 효율적으로 미분광석을 이용하여 용선을 제조할 수 있게 된다.
이상 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시할 수 있다.

Claims (6)

  1. 선광공정을 통해 파쇄된 미분광석을 유동층형 건조기에 공급하는 단계;
    상기 공급된 미분광석을 열풍에 의해 건조시키면서 입도가 작은 미분광석을 배가스와 함께 배출시키고, 입도가 큰 미분광석은 광석배출구로 배출시키는 1차 분리단계;
    상기 배가스에 포함된 미분광석을 사이클론 분리기에 의해 기준입도 이상의 미분광석을 분리하는 2차 분리단계; 및
    상기 2차 분리단계에서 분리되지 않은 미분광석을 포집하는 집진단계;
    를 포함하는 미분광석 입도 선별방법.
  2. 제1항에서,
    상기 2차 분리단계의 기준입도는 30 ~ 70㎛ 인 것을 특징으로 하는 미분광석 입도 선별방법.
  3. 제1항에서,
    상기 집진단계에서 포집된 미분광석의 평균입도는 50 ㎛이하인 것을 특징으로 하는 미분광석 입도 선별방법.
  4. 하부에서 열풍을 공급하여 미분광석을 건조시키면서 상부로 배가스를 배출하고, 하부로 열풍에 의해 비산되지 않은 미분광석을 배출시키는 유동층형 건조기;
    상기 유동층형 건조기와 연결되고, 상기 배가스 함께 배출되는 기준 입도이상의 미분광석을 분리하는 사이클론 분리기; 및
    상기 사이클론 분리기와 연결되고, 사이클론 분리기에서 포집되지 않은 미분광석을 포집하는 집진기;
    를 포함하는 미분광석의 입도 선별장치.
  5. 제4항에서,
    상기 사이클론 분리기의 기준입도는 30~70㎛인 것을 특징으로 하는 미분광석의 입도 선별장치.
  6. 제4항에서,
    상기 집진기는 백필터를 포함하고 포집되는 미분광석의 입도는 50㎛이하인 것을 특징으로 하는 미분광석의 입도 선별장치.
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