WO2016195186A1 - 정광 건조 방법 및 이를 이용한 정광 건조 장치 - Google Patents

정광 건조 방법 및 이를 이용한 정광 건조 장치 Download PDF

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WO2016195186A1
WO2016195186A1 PCT/KR2015/012955 KR2015012955W WO2016195186A1 WO 2016195186 A1 WO2016195186 A1 WO 2016195186A1 KR 2015012955 W KR2015012955 W KR 2015012955W WO 2016195186 A1 WO2016195186 A1 WO 2016195186A1
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sludge
concentrate
air
filter plate
pressure filter
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PCT/KR2015/012955
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Inventor
김진영
Original Assignee
(주)우영엔지니어링
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B1/00—Preliminary treatment of ores or scrap
    • C22B1/14—Agglomerating; Briquetting; Binding; Granulating
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B1/00—Preliminary treatment of ores or scrap
    • C22B1/14—Agglomerating; Briquetting; Binding; Granulating
    • C22B1/24—Binding; Briquetting ; Granulating

Definitions

  • the present invention relates to a concentrate drying method and a concentrate drying apparatus using the same, and more particularly, to remove moisture from the sludge-type concentrate containing a large amount of moisture using a high-pressure dry air to low moisture content (less than 6% ⁇ 8%) It can be dehydrated and dried, and there is no harmful gas, so it can be eco-friendly work by re-electing the working environment, and there is little mechanical error due to dust, so durability can be secured. It relates to a concentrate drying method and a concentrate drying apparatus using the same.
  • concentrate is a high-grade mineral obtained by beneficiation, and in most cases, it is a mineral that has been enhanced to be used directly as a smelting raw material or industrial raw material.
  • This concentrate is formed through the process of crushing, crushing, stirring, grinding and wet flotation of the ore resources mined in mines to a certain size.
  • Concentrates produced through beneficiation are dehydrated and dried in the form of sludge containing a large amount of water, and then processed into powder to obtain final products through smelting.
  • the water content is reduced to about 15% by first removing the water through high-pressure compression, and then heating by drying it secondly. -1167014 is described.
  • An object of the present invention has been proposed to improve the conventional problems as described above, by using a high pressure dry air to remove moisture from the sludge-type concentrate containing a large amount of water to lower the moisture content (less than 6% ⁇ 8%) It can be dehydrated and dried, and there is no harmful gas, so it can be eco-friendly work by re-electing the working environment, and there is little mechanical error due to dust, so durability can be secured.
  • a concentrate drying method and a concentrate drying apparatus using the same To provide a concentrate drying method and a concentrate drying apparatus using the same.
  • the present invention has the following configuration to achieve the above object.
  • a concentrate drying method for removing moisture from sludge in a state in which a large amount of water is contained in the concentrate of the present invention comprising: 1) supplying sludge into a dewatering part using a sludge supply part; 2) drying the sludge contained in the dewatering part using dry air; And 3) recovering the dried concentrate.
  • the high pressure air is injected into the dehydration unit by using the pressurized air supply unit to pressurize the sludge to remove water, and the high pressure air is injected into the sludge from which the water is removed using the dry air supply unit. It is divided into the step of forming a dry concentrate by drying, and after the step of forming the dry concentrate further comprises the step of forming a vacuum inside the dewatering portion to be dehydrated.
  • the step 2) includes a filtrate recovery step for recovering the filtrate generated during the dehydration and drying process.
  • the concentrate recovered in the concentrate drying method is preferably a moisture content of less than 6 ⁇ 8%.
  • the concentrate drying apparatus using the concentrate drying method of the present invention, a plurality of pressure filter plates are arranged in a horizontal direction to form a constant space between each other dewatering portion arranged to accommodate the sludge; A filtration filter disposed between the pressure filter plates to filter sludge; A sludge supply unit for supplying sludge to the interspace side formed by the pressure filter plate; A pressurized air supply unit supplying pressurized air into the pressurized filter plate to pressurize the sludge located in the space between the pressurized filter plates; A dry air supply unit supplying dry air into the sludge; A filtrate recovery unit for recovering the filtrate generated during the dehydration and drying process in the dehydration unit and returning it to the sludge supply unit; And a concentrate recovery unit for recovering the concentrated concentrate.
  • the sludge supply unit is composed of a storage tank in which the sludge is stored, a pump for transferring the sludge from the storage tank to the dehydration unit side through a supply line, and a compressor for supplying air for driving the pump.
  • the compressed air supply unit is a compressed air storage tank for storing air for supplying air through a first air supply line connected to the pressure filter plate side of the dehydration unit, and a compressor for supplying compressed air to the compressed air storage tank. It is composed.
  • the dry air supply unit may further include a compressed air storage tank for storing air for supplying air through a second air supply line connected to the pressure filter plate side of the dehydration unit, and for removing moisture from the air stored in the compressed air storage tank. And a compressor for supplying compressed air to the compressed air storage tank.
  • the second air supply line includes a plurality of separation lines to divide and supply air supplied to the dewatering part.
  • the separation line alternates with each other to the dehydration part to supply air, and the plurality of filtrate recovery lines disposed below the dehydration part are discharged with the filtrate recovery line positioned at an alternating separation line and open.
  • the dewatering unit includes a frame, a plurality of pressure filter plates installed to move in a horizontal direction while guiding the guide rails along the frame, a pressure filter plate conveying member for moving the pressure filter plates in a horizontal direction, and disposed under the frame. And a leakage receiver for collecting the filtrate leaked from the pressure filter plate and conveying it to the sludge supply part side, and a pressing member for pressing the pressure filter plate in a horizontal direction to be in close contact with each other.
  • the pressure filter plate may include a first pressure filter plate and a second pressure filter plate, and the first pressure filter plate and the second pressure filter plate may be alternately installed in a horizontal direction, or only the second pressure filter plate may be horizontal. Direction is installed.
  • the first pressure filter plate may include a rectangular base plate having irregularities formed on both side surfaces thereof, an injection hole penetrating through a central portion of the base plate, and a plurality of penetrating edges of the base plate, respectively.
  • the injection hole and the discharge hole, and is provided on the side of the base plate is composed of a plurality of guide brackets to guide the base plate along the guide rail.
  • the second pressure filter plate is formed of a rectangular base plate, and a pressing plate which is disposed to surround both sides of the base plate is fixed to the base plate by a fixing bracket and a predetermined pattern of irregularities on the surface, the base plate And an injection hole penetrating the center of the pressure plate, and a plurality of injection holes and discharge holes penetrating the respective edge portions, the injection holes being in communication with the side of the interspace formed between the pressure filter plates.
  • a first air inlet for injecting into the space side is formed, and the discharge hole is formed in the air hole to communicate with the interspace and discharge the water from the sludge filled with the air injected into the interspace side, the base plate One side is formed with a second air inlet for injecting air between the base plate and the pressure plate.
  • one side of the base plate is further provided with a vacuum exhaust port connected to the discharge hole for evacuating the air and the filtrate injected between the pressure filter plate.
  • the pressing plate preferably has elasticity. This is to allow dehydration by pressurizing the sludge filled in between the press plate when the high pressure air is injected.
  • the pressure filter plate transfer member is a sprocket which is installed on both sides in the longitudinal direction of the frame, the chain connected to the sprocket, the plurality of pressure connected in the horizontal direction and connected in the horizontal direction along the progress of the chain is arranged in the horizontal direction It consists of a latch which moves a filter plate individually horizontally.
  • the hanger is composed of a bracket that is connected to the chain, and the locking projection is rotated by a hinge axis on one side of the bracket and restored to maintain a horizontal state by the elastic body and is attached to the pressure filter plate installed to move.
  • the filtrate recovery unit is composed of a recovery tank for recovering and storing the filtrate generated in the process of dewatering the sludge from the dewatering unit through the filtrate recovery line, and a return pump for conveying the filtrate from the recovery tank to the sludge supply unit.
  • the recovery tank is provided with an inclined plate for separating the filtrate and sludge to be stored.
  • the concentrate recovery unit is composed of a hopper for guiding the dry concentrate falling from the dehydration unit, a recovery cloth installed in the lower portion of the hopper to recover the dry concentrate falling from the hopper, and a clamp for fixing the recovery cloth to the hopper, A load cell for measuring the weight of the recovery cloth and a cylinder for moving the recovery cloth in a horizontal position may be further provided.
  • the present invention it is possible to dehydrate and dry at low water content (less than 6% to 8%) by removing moisture from the sludge concentrate containing a large amount of moisture using high pressure dry air, and there is no harmful gas. Re-environmental work is possible, there is little mechanical error due to dust, etc., durability can be secured, and heating is unnecessary, so the cost of mineral production can be greatly reduced.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a concentrate drying apparatus according to the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a dehydration unit illustrated in FIG. 1.
  • FIG. 3 is a plan view showing the dehydration unit shown in FIG.
  • FIGS. 2 and 3 are views showing the first pressure filter plate shown in FIGS. 2 and 3.
  • FIGS. 2 and 3 are views showing the second pressure filter plate shown in FIGS. 2 and 3.
  • FIG. 7 is a schematic view showing the pressure filter plate conveying member shown in FIG.
  • FIG. 8 is a sectional view showing a first embodiment of the concentrate drying apparatus according to the present invention.
  • FIG. 9 is a sectional view showing a second embodiment of the concentrate drying apparatus according to the present invention.
  • first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are only used to distinguish one component from another.
  • a method for selecting a material, a measurement, and a control method for efficient and stable operation is as follows.
  • Material selection in consideration of materials, material selection step of piping material, processing capacity, combination and cycle time of the above processing steps, measurement and control method of processing process, It is to be designed through a method comprising a dehydration step such as step-by-step design operating conditions.
  • the present invention is to crush the mining stone containing the mineral resources mined in the mine to a certain size and to remove the impurities from the sludge-type concentrate by removing the impurities from the mining stone through the wet screening process to dewater the concentrate and
  • a method for drying the method includes: 1) supplying sludge into the dehydration unit by using a sludge supply unit, wherein the concentrate drying method for removing water from the concentrate of the sludge in the state containing a large amount of water; 2) drying the sludge contained in the dewatering part using dry air; And 3) recovering the dried concentrate.
  • a high pressure air is injected into the dehydration unit by using a pressurized air supply unit to compress a sludge to remove a large amount of water, and a high pressure air is injected using a dry air supply unit into the sludge from which water is removed. And drying the sludge to form a dry concentrate having a moisture content of less than 6% to 8%, and after the forming of the dry concentrate, further removing the residual moisture by applying a vacuum to the dehydration unit. Can be.
  • the step 2) includes a filtrate recovery step for recovering the filtrate generated during the dehydration and drying process.
  • the concentrate recovered in the concentrate drying method is preferably a moisture content of less than 6 ⁇ 8%.
  • the high pressure air injected by injection of high pressure air into the dehydration part in a large amount (4 ⁇ 10m3) within 30 ⁇ 60 seconds passes through the sludge surface and removes the water in the sludge to remove moisture from the sludge (concentrate containing water).
  • the content By lowering the content to less than 6 ⁇ 8%, it improves the working efficiency of dry concentrates, prevents the generation of harmful gases that can be generated during dehydration and drying process, and prevents the scattering and loss of concentrates with fine characteristics, thereby improving production efficiency. To make it possible.
  • a vacuum is formed separately in step 2) so as to easily remove (dehydrate) the water remaining in the concentrate particles or in the minute gap depending on the moisture retention form and the harmfulness of the concentrate. Vacuum evacuation of moisture can maximize dewatering efficiency.
  • the concentrate is formed in the form of fine particles and is a mineral resource, but in most cases, moisture is contained in the spaces between the concentrates or water is distributed on the surfaces of the concentrates, but it is difficult to remove the moisture present in the concentrate particles or in the minute gaps. Therefore, only the method using the high-pressure air as in the present invention does not dehydrate the water inside the concentrate is to remove it by adding a vacuum exhaust as a method for dewatering it.
  • the concentrate drying apparatus 10 of the present invention includes a sludge supply unit 100, a pressurized air supply unit 200, a dry air supply unit 300, a dehydration unit 400, a filtrate recovery unit 500, and It is comprised by the concentrate collection part 600.
  • the sludge supply unit 100 is a storage tank 110 for storing sludge having a water content of 70% or more in the form of a mixture of water and mineral resources (concentrate), and is connected to a lower portion of the storage tank 110 for dewatering unit 400.
  • the supply line (L1) is formed with a line (not shown) connected to the filtrate recovery unit 500, which will be described later to recover and supply the purified reuse water except the sediment and the pump 140 is installed in the line have.
  • the pressurized air supply unit 200 forms a first air supply line A1 for injecting high pressure air into the dewatering unit 400 and stores compressed air for storing high pressure air in the first air supply line A1. It consists of a tank 220 and a compressor 210 for compressing and supplying air to the compressed air storage tank 220.
  • the first air supply line (A1) is preferably connected to the pressure filter plate using a flexible material. This is to allow the pressure filter plate to move flexibly as much as the moving distance because the pressure filter plate moves horizontally.
  • the dry air supply unit 300 includes a compressor 310 for compressing air, an air drying member 320 for removing moisture from the air compressed by the compressor 310, and the air drying member 320.
  • Compressed air storage tank 330 for storing the dried compressed air, and the second air supply line (A2) for supplying compressed air to the dewatering unit 400 side.
  • the second air supply line A2 includes separate separation lines A2a and A2b for separating and supplying compressed air supply to the dehydration unit 400.
  • the dewatering unit 400 is a plurality of frames 410, a plurality of pressure filter plates 420, 430, a pressure filter plate transfer member 440, a leakage solution 450 and the pressure member as shown in Figures 2 and 3 It consists of 460.
  • the frame 410 is a structure having a predetermined length and width.
  • the plurality of pressure filter plates are arranged in the frame 410 in the horizontal direction, and the ones divided into the first pressure filter plate 420 and the second pressure filter plate 430 are alternately installed or the second pressure filter.
  • the plate 430 may be selectively disposed to be installed and used in a horizontal direction, and specific embodiments thereof will be described later.
  • the first pressure filter plate 420 is formed of a base plate 421 having a uneven surface 421a having a predetermined pattern on both surfaces thereof.
  • Guide brackets 425 are disposed on both sides in the width direction, respectively.
  • an injection hole 422 is formed in the center of the base plate 421 so that the sludge supplied from the sludge supply unit is introduced into the interspace, and the injection of the high pressure air supplied from the dry air supply unit is injected into the interspace side.
  • the ball 423 is formed, and the lower portion is formed through the discharge hole 424 through the high-pressure air injected into the interspace side discharged like water in the sludge.
  • the second pressure filter plate 430 has a base plate 431 which is a plate body having a square shape, and is disposed to surround both sides of the base plate 431.
  • the base plate 431 and the pressure plate 432 is formed with a fixing protrusion 432a and a fixing groove 431a to have a mutual fastening force, the injection hole 433 penetrated through each of the central portion so that the sludge can move through ) Is formed, the upper edge portion is connected to the injection hole 434 and the injection hole 434 and the inter-space space (S) penetrated so that the high-pressure air supplied for drying the sludge is injected and guided to the inter-space side;
  • a first air inlet 434a is formed, and a discharge hole 435 formed to guide the high pressure air supplied to the interspace S and water in the sludge to be discharged together at the lower edge portion, and the discharge hole 435.
  • an air discharge port 435a connecting the space S therebetween, and the second air injection hole 436 formed to inject high pressure air from the pressurized air supply unit between the base plate and the pressure plate from the side of the base plate 431 is formed. older brother It is.
  • the side of the base plate 431 is connected to the discharge hole 435, controlled by the valve (V8) and to form a separate vacuum exhaust line (VL) vacuum exhaust port 435b for evacuating from the dehydration side ) Is further formed.
  • the pressure filter plate transfer member 440 is connected to the sprocket 443 installed at both sides of the frame in the longitudinal direction of the guide rail 446 to guide the pressure filter plates in the horizontal direction, and the sprocket 443. It is composed of a chain 442 to be operated and a stopper 445 connected to the chain 442 to move the pressure filter plate to move along the guide rail individually.
  • the hanger 445 is a bracket 441 fixed to the chain 442, the hook is disposed in the bracket 441 and rotated about the hinge axis (444a) and is retained to be restored to a horizontal state by the elastic body (444b)
  • a bundle 444c and a locking protrusion 444d protruding from one side of the upper surface of the latching block 444c and one side of the bundle 444c are inclined.
  • the hanger 445 when the hanger 445 moves to the left side in the drawing, it passes through the pressure filter plate by the inclined surface, and when it moves in the opposite direction, the hanger 445 is configured to move in the moving direction of the hanger (right direction on the drawing).
  • the leakage receiver 450 is disposed to be inclined in one direction in a state in which a plate-shaped plate (not shown) is zigzag arranged, and the filtrate collection part 500 is disposed through the drain line L4. It is discharged to the side or it is conveyed to the sludge supply part 100 side, and is arrange
  • the leakage receiver 450 is configured to recover the filtrate and the sludge that may leak to the lower portion of the pressure filter plate in the process of separating the sludge and water in the dehydration unit.
  • the leakage receiver may be horizontally moved using a cylinder or a chain belt.
  • the pressing member 460 is fixed to the frame 410 in such a configuration that one side of the pressure filter plates of the frame are horizontally moved to the end side to press the pressure filter plates in the direction of the arrow shown in FIG. It consists of a bracket 461, a cylinder 462 fixed to the fixed bracket 461 and a pressure block 463 for pressurizing the pressure filter plate while being guided by a guide rail (not shown).
  • the filtrate recovery part 500 includes a recovery tank 510 for discharging the filtrate separated from the dehydration part (a state in which a certain amount of concentrate is included) is discharged and stored along the filtrate recovery line L2. ), A pump 520 for conveying the sludge concentrate stored and precipitated in the recovery tank 510 to the storage tank 110 side of the sludge supply unit 100, the recovery tank 510 and the storage tank 110. ) Is composed of filtrate conveying line (L3) connecting.
  • the inclined plate 530 is disposed to separate the sludge concentrate and water from the filtrate and increase the precipitation efficiency, so that the precipitation efficiency is increased, and the treated water is supplied to the sludge supply unit.
  • the pump 140 connected to the line (L1) can be recovered and reused or discharged to the outside.
  • the concentrate recovery unit 600 is disposed below the dehydration unit 400 by a hopper 610 for guiding when the concentrate concentrates from the dehydration unit and a clamp 630 to surround the lower portion of the hopper 610.
  • the fixed fabric is composed of a recovery cloth 620 to recover the concentrate, the load cell 640 for measuring the weight of the recovery cloth 620 and the cylinder 650 for horizontal movement can be further configured.
  • the injection holes 422 and 433 formed in the pressurized filter plates on the dewatering part side are called F1, and the injection holes 423 and 434 are referred to as F2 on the upper left side and F3 on the right side.
  • the lower left side is defined as F4 and the right side is defined as F5.
  • the sludge in the state stored in the storage tank 110 is supplied to the dehydration unit 400 through the supply line L1 using the pump 130 to pressurized filter plate as shown in FIG. 6.
  • the sludge is filled in the interspace (S) formed by being in close contact with each other, and only water is discharged through the filtration filter 439 by using the pressure formed during the sludge filling process, so that a certain amount of dehydration is performed through the sludge supply pressure.
  • valve V1 on the supply line L1 is opened and the valve V2 of the line for supplying the reused water recovered from the filtrate collection part side can be selectively used in a manner of opening or shutting off.
  • the pressurized air supply unit 200 is operated to supply the high pressure air to the pressurized filter plate side of the dewatering unit through the first air supply line A1.
  • the high pressure air supplied to the pressure filter plate side is supplied between the base plate 431 and the pressure plate 432 through the second air inlet 436 formed in the second pressure filter plate 430 shown in FIGS. 5 and 6. .
  • the high pressure air injected by the second air inlet 436 expands between the base plate 431 and the pressure plate 432 and pushes the pressure plate 432 to press the sludge in a state of filling in the interspace S.
  • the sludge is moved to the lower side along the concave-convex water to guide the discharge hole 435 through the air discharge port 435a formed in the lower side through the filtrate recovery line (L2) connected to the F4 and F5 filtrate recovery unit 500 To the side.
  • the dry air supply unit 300 selectively opens high-pressure air stored in the compressed air storage tank 330 in the valves V4 and V5 disposed in the separation lines A2a and A2b of the second air supply line A2. By the high pressure air is supplied to the F2 or F3 side.
  • the valve V7 when high pressure air is supplied to the F2 side, the valve V7 is opened to induce the filtrate to the F5 side.
  • F3 When F3 is supplied to the F2 side, the filtrate is induced to the F4 side and the filtrate is induced to the F4 side.
  • the recovered filtrate is stored in the recovery tank 510 through the filtrate recovery line (L2) to precipitate a predetermined amount of water, and then the precipitated sludge is returned to the storage tank 110 through the filtrate conveying line (L3). Allows to recover lost concentrate.
  • the treated water is recovered when the sludge is supplied to the dewatering part from the sludge supply part 100 by using the pump 140 as reused water, or after the process is finished, it is necessary to clean the concentrate or sludge accumulated in the supply line and the pump 130. If the supply line (L1) is used as washing water or discharged to the outside.
  • a separate vacuum exhaust line VL is formed to connect the dehydration unit 400 and the filtrate recovery unit 500.
  • the vacuum exhaust line VL is It operates in conjunction with the dry air supply unit 300 and the pressurized air supply unit 200.
  • the concentrate dehydrated and dried by the pressurized air supply unit 200 and the dry air supply unit 300 has moisture in the interior or minute gaps, so that only the operation of the pressurized air supply unit and the dry air supply unit to the moisture in the concentrate. Since it is difficult to dehydrate, a strong vacuum exhaust pressure acts in the dehydration unit to force a vacuum evacuation so that the residual moisture in the concentrate can be dehydrated by the vacuum pressure.
  • a vacuum exhaust port 435b is formed to be connected to the discharge hole 435 formed in the lower portion of the second pressure filter plate 430, and the recovery tank 510 of the vacuum exhaust port 435b and the filtrate recovery part 500 is formed.
  • a vacuum exhaust line (VL) Arrange a vacuum exhaust line (VL) to be connected and operate the vacuum pump (VP) installed on the vacuum exhaust line (VL) by additionally installing a configuration that can dehydrate water in the concentrate by vacuum pressure have.
  • the vacuum exhaust line (VL) is provided with a valve (V8) for opening and closing the vacuum exhaust line can be selectively operated only when necessary.
  • the pressure member 460 that pressurizes the pressure filter plates is retracted to release the pressing force of the pressure filter plate, and then the chain of the pressure filter transfer member 440 shown in FIG.
  • the sprocket is operated to move the catch 444 in the left direction on the drawing.
  • the holding bundle 444c is supported by the elastic body 444b to maintain a horizontal state.
  • the inclined surface is rotated by the guide brackets of the guide bracket, and the jammed bundle is positioned between the pressure filter plates beyond the guide brackets.
  • the leakage receiver disposed below the dewatering part has a structure that is movable in the horizontal direction.
  • the pressure member 460 is operated for the next operation to close the pressure filter plates to one side.
  • the pressure filter plates installed in the dewatering unit 400 are alternately disposed between the first pressure filter plate 420 and the second pressure filter plate 430.
  • the pressure filter plates installed in the dewatering unit 400 are alternately disposed between the first pressure filter plate 420 and the second pressure filter plate 430.
  • filtration filters 439 fixed to the base plate are disposed on the pressure filter plates, respectively, to prevent the concentrate from coming out, such as dehydrated water, when water is dewatered from the sludge during the dehydration process.

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Abstract

본 발명은 광산 등에서 채굴된 광물자원이 포함된 채굴석을 일정한 크기로 분쇄하고 습식선별 과정을 거쳐 채굴석에서 불순물을 제거하여 품위를 높인 슬러지 형태의 정광으로부터 물과 정광을 분리하는 정광 건조 방법 및 정광 건조 장치에 관한 것으로, 본 발명에 따르면, 고압의 건조 공기를 이용해 다량의 수분이 함유된 슬러지 형태의 정광으로부터 수분을 제거하여 낮은 함수율(6%~8% 미만)로 탈수 및 건조 가능하며, 유해 가스 발생이 없어 작업 환경 재선으로 환경친화적인 작업이 가능하고, 분진 등에 의한 기계적 오류가 적어 내구성을 확보할 수 있고, 가열이 불필요함에 따라 광물생산 경비를 대폭 낮출 수 있는 효과가 있다.

Description

정광 건조 방법 및 이를 이용한 정광 건조 장치
본 발명은 정광 건조 방법 및 이를 이용한 정광 건조 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고압의 건조 공기를 이용해 다량의 수분이 함유된 슬러지 형태의 정광으로부터 수분을 제거하여 낮은 함수율(6%~8% 미만)로 탈수 및 건조 가능하며, 유해 가스 발생이 없어 작업 환경 재선으로 환경친화적인 작업이 가능하고, 분진 등에 의한 기계적 오류가 적어 내구성을 확보할 수 있고, 가열이 불필요함에 따라 광물생산 경비를 대폭 낮출 수 있는 정광 건조 방법 및 이를 이용한 정광 건조 장치에 관한 것이다.
일반적으로 정광(concentrate, 精鑛)은 선광으로 얻어지는 높은 품도의 광물로 대부분의 경우 제련원료 또는 공업원료로 직접 사용할 수 있을 정도로 품위가 높여진 광물을 말한다.
이러한 정광은 광산 등에서 채굴된 광석자원을 일정한 크기로 파쇄, 분쇄, 교반, 연마 및 습식부유선별(Froth flotation) 등의 과정을 거치며 형성된다.
선광을 통해 생산된 정광은 다량의 수분을 함유한 슬러지 형태로 수분을 탈수 및 건조하는 과정을 거쳐 분말 형태로 가공하여 제련 공정을 통해 최종 생산물을 얻게 된다.
종래의 수분이 함유된 슬러지 형태의 정광 탈수장치의 경우 1차 고압 압축을 통해 수분을 제거하고, 다시 2차로 가열하여 건조하는 방식을 거쳐 수분함량을 15% 정도까지 떨어뜨리는 기술로서 등록특허 제10-1167014호가 기재되어 있다.
하지만 이 방식을 이용할 경우 가열 과정에 심한 악취와 더불어 미스트 형태의 유독가스가 발생되어 주변 환경이나 작업자에게 상당한 피해를 주는 문제가 있었으며, 탈수 및 건조 과정에서 다량의 분진이 발생하여 정광의 유실에 의한 생산성 저하, 분진에 의한 기기 수명의 단축, 흡입에 의한 작업자 안전 문제 초래 등의 문제점이 있고, 건조시 소요되는 많은 에너지로 인한 운전비용 상승의 문제점이 있었다.
본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 개선하기 위하여 제안된 것으로서, 고압의 건조 공기를 이용해 다량의 수분이 함유된 슬러지 형태의 정광으로부터 수분을 제거하여 낮은 함수율(6%~8% 미만)로 탈수 및 건조 가능하며, 유해 가스 발생이 없어 작업 환경 재선으로 환경친화적인 작업이 가능하고, 분진 등에 의한 기계적 오류가 적어 내구성을 확보할 수 있고, 가열이 불필요함에 따라 광물생산 경비를 대폭 낮출 수 있는 정광 건조 방법 및 이를 이용한 정광 건조 장치를 제공함에 있다.
본 발명은 앞서 본 목적을 달성하기 위하여 다음과 같은 구성을 가진다.
본 발명의 정광에 다량의 수분이 포함된 상태의 슬러지로부터 수분을 제거하기 위한 정광 건조 방법에 있어서, 1) 슬러지 공급부를 이용해 탈수부 내부로 슬러지를 공급하는 단계; 2) 건조 공기를 이용해 탈수부 내에 수용된 슬러지를 건조시키는 단계; 및 3) 건조된 정광을 회수하는 단계;를 포함한다.
그리고 상기 2) 단계는 가압공기 공급부를 이용해 탈수부 내부에 고압의 공기를 주입하여 슬러지를 압착하여 수분을 제거하는 단계와, 수분이 제거된 슬러지 내에 건조공기 공급부를 이용해 고압의 공기를 주입하여 슬러지를 건조시켜 건조 정광을 형성시키는 단계로 구분되며, 상기 건조 정광을 형성시키는 단계 이 후에 탈수부 내부에 진공을 형성시켜 탈수되게 하는 단계를 더 포함한다.
또한 상기 2) 단계에는 탈수 및 건조 과정에 발생되는 여액을 회수하는 여액회수 단계;를 포함한다.
그리고 상기 정광 건조 방법에서 회수되는 정광은 함수율이 6~8% 미만인 것이 바람직하다.
한편 본 발명의 정광 건조 방법을 이용한 정광 건조 장치로써, 상기 정광 건조 장치는, 다수개의 가압필터판이 수평방향으로 배치되어 상호 간에 일정한 사이 공간을 형성하여 슬러지를 수용할 수 있게 배치된 탈수부; 상기 가압필터판 사이에 배치되어 슬러지를 여과하는 여과필터; 상기 가압필터판에 의해 형성되는 사이 공간 측으로 슬러지를 공급하는 슬러지 공급부; 상기 가압필터판 사이 공간 내에 위치된 슬러지를 가압하도록 가압필터판 내부로 가압 공기를 공급하는 가압공기 공급부; 상기 슬러지 내에 건조 공기를 공급하는 건조공기 공급부; 상기 탈수부 내에서 탈수 및 건조 과정에 발생되는 여액을 회수하여 슬러지 공급부 측으로 반송하는 여액회수부; 및 건조가 끝난 정광을 회수하는 정광 회수부;를 포함한다.
또한 상기 슬러지 공급부는 슬러지가 저장된 저장탱크와, 상기 저장탱크로부터 탈수부 측으로 슬러지를 공급라인을 통해 이송하기 위한 펌프와, 펌프를 구동하기 위해 에어를 공급하는 콤프레셔로 구성된다.
그리고 상기 가압공기 공급부는 탈수부의 가압필터판 측과 연결되는 제1에어공급라인을 통해 에어를 공급하기 위해 에어를 저장하는 압축공기 저장탱크와, 상기 압축공기 저장탱크에 압축공기를 공급하는 콤프레셔로 구성된다.
또한 상기 건조공기 공급부는 탈수부의 가압필터판 측으로 연결된 제2에어공급라인을 통해 에어를 공급하기 위해 에어를 저장하는 압축공기 저장탱크와, 상기 압축공기 저장탱크에 저장되는 공기로부터 수분을 제거하기 위한 에어건조부재와, 상기 압축공기 저장탱크로 압축공기를 공급하는 콤프레셔로 구성된다.
그리고 상기 제2에어공급라인은 탈수부 측으로 공급되는 공기를 분할하여 공급하도록 복수개의 분리라인을 포함한다.
또한 상기 분리라인은 탈수부 측으로 서로 교번하며 공기를 공급하고, 탈수부의 하측에 배치되는 복수개의 여액회수라인은 교번되는 분리라인과 대각에 위치된 여액회수라인이 개방되며 배출된다.
그리고 상기 탈수부는 프레임과, 상기 프레임을 따라 가이드레일을 안내를 받으며 수평 방향 이동하도록 설치된 다수개의 가압필터판과, 상기 가압필터판을 수평 방향 이동시키는 가압필터판 이송부재와, 상기 프레임 하부에 배치되어 가압필터판으로부터 누수되는 여액을 회수하여 슬러지 공급부 측으로 반송시키는 누액받이와, 상기 가압필터판을 수평 방향 가압하여 상호 밀착되게 하는 가압부재로 구성된다.
또한 상기 가압필터판은 제1가압필터판과 제2가압필터판으로 구비되며, 상기 제1가압필터판과 제2가압필터판은 수평 방향으로 상호 교번 설치되거나 또는 제2가압필터판만이 수평 방향 설치된다.
그리고 상기 제1가압필터판은 양 측면 표면에 일정한 패턴을 갖는 요철이 형성된 사각 형태의 베이스판과, 상기 베이스판의 중앙 부분을 관통하는 주입구와, 상기 베이스판의 엣지 부분에 각각 관통되는 복수개의 주입공 및 배출공과, 상기 베이스판의 측면에 설치되어 베이스판이 가이드레일을 따라 안내되게 하는 복수개의 가이드브라켓으로 구성된다.
또한 상기 제2가압필터판은 사각 형태의 베이스판과, 상기 베이스판의 양측면을 감싸도록 배치되어 고정브라켓에 의해 베이스판에 고정되며 표면에 일정한 패턴의 요철이 형성된 가압판으로 구성되며, 상기 베이스판과 가압판의 중심을 관통하는 주입공과, 각각의 엣지 부분을 관통하는 복수개의 주입공 및 배출공을 포함하고, 상기 주입공에는 가압필터판과의 사이에 형성되는 사이 공간 측과 연통되어 공기를 사이 공간 측으로 주입하게 하는 제1에어주입구가 형성되고, 배출공에는 상기 사이 공간과 연통되어 사이 공간 측에 주입된 공기와 충진되는 슬러지로부터 물을 배출할 수 있게 하는 에어배출구가 형성되며, 상기 베이스판 일측에는 베이스판과 가압판 사이에 에어를 주입하는 제2에어주입구가 형성된다.
그리고 상기 베이스판 일측에는 배출공과 연결되어 가압필터판 사이로 주입되는 에어와 여액을 진공배기시키는 진공배기구가 더 구비된다.
또한 상기 가압판은 탄성을 갖는 것이 바람직하다. 이는 고압 공기가 주입되었을 때 가압판의 배불림 현상을 이용해 사이에 충진된 슬러지를 가압하여 탈수될 수 있게 하기 위함이다.
그리고 상기 가압필터판 이송부재는 프레임의 길이 방향으로 양측에 설치되는 스프로켓과, 상기 스프로켓에 연결되는 체인과, 상기 체인에 연결되어 체인의 진행에 따라 수평 방향 이동하며 수평 방향으로 배치된 다수개의 가압필터판을 개별적으로 수평 방향 이동시키는 걸림대로 구성된다.
또한 상기 걸림대는 체인과 연결되는 브라켓과, 상기 브라켓 일측에 힌지축에 의해 회동되고 탄성체에 의해 수평 상태를 유지하도록 복원되며 설치된 가압필터판에 결착시켜 이동되게 하는 걸림돌기로 구성된다.
그리고 상기 여액회수부는 탈수부로부터 슬러지가 탈수되는 과정에 발생되는 여액을 여액회수라인을 통해 회수하여 저장하는 회수탱크와, 상기 회수탱크로부터 슬러지 공급부측으로 여액을 반송시키는 회송펌프로 구성된다.
또한 상기 회수탱크 내에는 저장되는 여액과 슬러지를 분리하기 위한 경사판이 구비된다.
그리고 상기 정광 회수부는 탈수부로부터 낙하하는 건조 정광을 안내하는 호퍼와, 상기 호퍼 하부에 설치되어 호퍼로부터 낙하하는 건조 정광을 회수하는 회수포와, 상기 회수포를 호퍼에 고정하는 클램프로 구성되며, 상기 회수포의 무게를 측정하는 로드셀과, 회수포를 수평 방향 위치 이동하는 실린더를 더 구비할 수 있다.
본 발명에 따르면, 고압의 건조 공기를 이용해 다량의 수분이 함유된 슬러지 형태의 정광으로부터 수분을 제거하여 낮은 함수율(6%~8% 미만)로 탈수 및 건조 가능하며, 유해 가스 발생이 없어 작업 환경 재선으로 환경친화적인 작업이 가능하고, 분진 등에 의한 기계적 오류가 적어 내구성을 확보할 수 있고, 가열이 불필요함에 따라 광물생산 경비를 대폭 낮출 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명에 따르면, 고압 공기를 이용해 정광으로부터 물을 제거함으로써 응집제(폴리머)를 사용하지 않아 뭉침 현상이 발생하지 않고 분말 형태로 형성시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 정광 건조 장치를 나타내는 블록도.
도 2는 도 1에 도시된 탈수부를 나타내는 블록도.
도 3은 도 1에 도시된 탈수부를 나타내는 평면도.
도 4는 도 2 및 도 3에 도시된 제1가압필터판을 나타내는 도면.
도 5 및 도 6은 도 2 및 도 3에 도시된 제2가압필터판을 나타내는 도면.
도 7은 도 2에 도시된 가압필터판 이송부재를 나타내는 개략도.
도 8은 본 발명에 따른 정광 건조 장치의 제1실시예를 나타내는 단면도.
도 9는 본 발명에 따른 정광 건조 장치의 제2실시예를 나타내는 단면도.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예들을 첨부된 도면을 참고하여 더욱 상세히 설명한다. 본 발명의 실시 예들은 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 설명하는 실시 예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예들은 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 상세하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에 나타난 각 요소의 형상은 보다 분명한 설명을 강조하기 위하여 과장될 수 있다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명의 정광 건조 방법을 설명하기에 앞서 효율적이고 안정적인 운전을 위한 재질, 계측 및 제어방법을 선정하는 방법은 다음과 같다.
-다 음-
정광을 생산하기 위한 공정의 구성을 조사하여 정광입자크기, 부유선별의 특성 및 투입약품의 성상 등을 조사하는 단계, 현장에서 생산되는 샘플을 채취하는 단계, 채취한 샘플을 대상으로 정광의 함수율, 부식성 및 유해성 등을 측정하는 단계, 500~1000mL의 실험실 규모 탈수 장치를 이용하여 공정, 재질, 압력, 시간 등의 조건을 달리하여 수행하는 실험 단계, 실험을 통해 처리된 정광의 함수율, 건조물의 두께 및 체적, 각 공정별 적정 시간, 탈리 여액의 체적 및 청등 상태 등을 측정하는 단계, 측정된 결과를 분석하여 상세하게는 여과판의 종류 및 수량, 여과필터의 재질 및 공극 크기, 접액부의 내마모성, 내산성 등을 고려한 재질선정, 배관 자재의 재질 선정 단계, 처리용량, 상기 처리 단계의 조합 및 사이클 타임, 처리 공정의 계측 및 제어방법, 각 처리단계별 운전조건 등의 탈수 처리공정을 디자인하는 단계를 거쳐 설계되게 된다.
본 발명은 광산 등에서 채굴된 광물자원이 포함된 채굴석을 일정한 크기로 분쇄하고 습식선별 과정을 거쳐 채굴석에서 불순물을 제거하여 품위를 높인 슬러지 형태의 정광으로부터 물과 정광을 분리하여 정광을 탈수 및 건조하기 위한 방법이며, 이를 위한 방법으로는 다량의 수분이 포함된 상태의 슬러지의 정광으로부터 수분을 제거하기 위한 정광 건조 방법에 있어서, 1) 슬러지 공급부를 이용해 탈수부 내부로 슬러지를 공급하는 단계; 2) 건조 공기를 이용해 탈수부 내에 수용된 슬러지를 건조시키는 단계; 및 3) 건조된 정광을 회수하는 단계;를 포함한다.
그리고 상기 2) 단계는 가압공기 공급부를 이용해 탈수부 내부에 고압의 공기를 주입하여 슬러지를 압착하여 다량의 수분을 제거하는 단계와, 수분이 제거된 슬러지 내에 건조공기 공급부를 이용해 고압의 공기를 주입하여 슬러지를 건조시켜 함수율 6~8% 미만의 건조 정광을 형성시키는 단계로 구분되며, 상기 건조 정광을 형성시키는 단계 이 후에 탈수부 내부에 진공을 가하여 잔류수분을 추가로 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한 상기 2) 단계에는 탈수 및 건조 과정에 발생되는 여액을 회수하는 여액회수 단계;를 포함한다.
그리고 상기 정광 건조 방법에서 회수되는 정광은 함수율이 6~8% 미만인 것이 바람직하다.
즉, 탈수부 측으로 고압의 공기를 30~60초 이내에 다량(4~10㎥)으로 주입하여 주입된 고압공기가 슬러지 표면을 통과하며 슬러지 내의 수분을 제거하여 슬러지(물이 포함된 정광)로부터 수분 함량이 6~8% 미만이 되게 함으로써 건조 정광의 작업 효율성을 높이고 탈수 및 건조 과정에서 발생될 수 있는 유해가스의 발생을 방지하며, 미세한 특징을 갖는 정광의 비산, 유실을 방지하여 생산 효율을 높일 수 있게 하는 것이다.
또한 본 발명의 정광 건조 방법에서는 정광의 수분 보유 형태와 유해성에 따라 정광 입자 내부 또는 미세한 틈새에 잔류하는 상태의 수분을 쉽게 제거(탈수)할 수 있도록 2) 단계에서 별도로 진공을 형성시켜 정광에 잔류한 수분을 진공배기함으로써 탈수 효율성을 극대화시킬 수 있다.
즉, 정광은 미립자 형태로 형성되어 있고 광물자원이기 때문에 정광들 사이 공간에 수분을 머금고 있거나 정광의 표면에 수분이 분포되어 있는 경우가 대부분이지만 정광 입자 내부 또는 미세한 틈에 존재하는 수분의 제거가 어렵기 때문에 본 발명에서와 같이 고압의 공기를 이용한 방식만으로는 정광 내부의 수분이 탈수되지 않아 이를 탈수하기 위한 방법으로 진공배기를 추가하여 이를 통해 제거하게 되는 것이다.
본 발명의 정광 건조 방법을 실시하기 위한 구체적인 장치로는 아래와 같다.
도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 정광 건조 장치(10)는 슬러지 공급부(100), 가압공기 공급부(200), 건조공기 공급부(300), 탈수부(400), 여액회수부(500) 및 정광 회수부(600)로 구성되어 있다.
상기 슬러지 공급부(100)는 물과 광물자원(정광)이 혼합된 형태로 수분 함량이 70% 이상인 슬러지를 저장하는 저장탱크(110)와, 상기 저장탱크(110) 하부에 연결되어 탈수부(400) 측과 연결되는 공급라인(L1)을 통해 슬러지를 이송하는 펌프(130)와 고압의 공기를 공급하여 펌프를 구동하게 하는 콤프레셔(120)로 구성되어 있다.
또한 상기 공급라인(L1)에는 후술하는 여액회수부(500) 측과 연결되어 침전물을 제외한 정제된 재사용수를 회수하여 공급하는 라인(미도시)이 형성되고 상기 라인에는 펌프(140)가 설치되어 있다.
상기 가압공기 공급부(200)는 탈수부(400) 내부로 고압 공기를 주입하기 위한 제1에어공급라인(A1)을 형성하고 상기 제1에어공급라인(A1)에는 고압 공기를 저장하는 압축공기 저장탱크(220)와, 상기 압축공기 저장탱크(220)로 공기를 압축 공급하는 콤프레셔(210)로 구성되어 있다.
여기서 상기 제1에어공급라인(A1)은 가압필터판과 플렉시블한 소재를 이용해 연결되는 것이 바람직하다. 이는 가압필터판이 수평방향 이동하기 때문에 이동하는 거리만큼 유연하게 동작할 수 있게 하기 위함이다.
상기 건조공기 공급부(300)는 공기를 압축하는 콤프레셔(310)와, 상기 콤프레셔(310)에 의해 압축된 공기로부터 수분을 제거하기 위한 에어건조부재(320)와, 상기 에어건조부재(320)에 건조된 압축 공기를 저장하는 압축공기 저장탱크(330)와, 상기 탈수부(400) 측으로 압축공기를 공급하기 위한 제2에어공급라인(A2)으로 구성되어 있다.
또한 상기 제2에어공급라인(A2)은 상기 탈수부(400) 측으로의 압축공기 공급을 분리하여 공급하기 위해 구분된 분리라인(A2a,A2b)이 포함되어 있다.
상기 탈수부(400)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 다수개의 프레임(410), 다수개의 가압필터판(420,430), 가압필터판 이송부재(440), 누액받이(450) 및 가압부재(460)로 구성되어 있다.
상기 프레임(410)은 일정한 길이와 폭을 갖는 구조물이다.
상기 가압필터판은 프레임(410) 내에 수평 방향으로 다수개가 배치되며, 제1가압필터판(420)과, 제2가압필터판(430)으로 구분된 것을 서로 교번하여 설치하거나 또는 제2가압필터판(430)을 수평 방향 설치하여 이용하도록 선택적으로 배치 설치할 수 있으며, 이에 대한 구체적인 실시예들은 후술하도록 한다.
상기 제1가압필터판(420)은 도 4에 도시된 바와 같이 사각 형태의 판체로 양표면에 일정한 패턴을 갖는 요철(421a)이 형성된 베이스판(421)으로 구성되며, 상기 베이스판(421) 폭 방향 양측에는 각각 가이드브라켓(425)이 배치되어 있다.
또한 상기 베이스판(421) 중앙에는 슬러지 공급부로부터 공급되는 슬러지가 사이 공간에 유입되도록 관통된 주입구(422)가 형성되고, 상부에는 건조공기 공급부로부터 공급되는 고압 공기가 사이 공간 측으로 주입되도록 관통된 주입공(423)이 형성되며, 하부에는 사이 공간 측으로 주입된 고압공기가 슬러지 내의 물과 같이 배출되도록 관통된 배출공(424)이 형성되어 있다.
상기 제2가압필터판(430)은 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 사각 형태를 한 일정한 크기의 판체인 베이스판(431)과, 상기 베이스판(431) 양 측면을 감싸도록 배치되며 표면에 일정한 패턴의 요철(432b)이 형성된 가압판(432)과, 상기 가압판(432)을 베이스판(431)에 고정하기 위한 고정브라켓(437)과, 상기 베이스(431) 측면에 설치되는 가이드브라켓(438)으로 구성되어 있다.
또한 상기 베이스판(431)과 가압판(432)에는 상호 체결력을 갖도록 고정돌기(432a)와 고정홈(431a)이 형성되어 있으며, 각각의 중앙 부분을 관통하여 슬러지가 이동할 수 있게 관통된 주입구(433)가 형성되고, 상부 엣지 부분에는 슬러지의 건조를 위해 공급되는 고압공기가 사이 공간 측으로 주입되어 안내되도록 관통된 주입공(434)과, 상기 주입공(434)과 사이 공간(S)을 연결하는 제1에어주입구(434a)가 형성되며, 하부의 엣지 부분에는 사이 공간(S)으로 공급된 고압공기와 슬러지 내의 수분이 함께 배출되도록 안내하도록 형성된 배출공(435)과, 상기 배출공(435)과 사이 공간(S)을 연결하는 에어배출구(435a)가 형성되고, 상기 베이스판(431) 측면으로부터 상기 베이스판과 가압판 사이로 가압공기 공급부로부터 고압공기가 주입되도록 형성된 제2에어주입구(436)가 형성되어 있다.
한편 상기 베이스판(431) 측면에는 상기 배출공(435)과 연결되고, 밸브(V8)에 의해 통제되며 별도의 진공배기라인(VL)을 형성하여 탈수부 측으로부터 진공 배기하게 하는 진공배기구(435b)가 추가로 형성되어 있다.
상기 가압필터판 이송부재(440)는 가압필터판들을 수평 방향 안내하는 가이드레일(446)의 길이 방향을 따라 동작되도록 프레임의 길이 방향 양측에 설치된 스프로켓(443)과, 상기 스프로켓(443)과 연결되어 동작하는 체인(442)과, 상기 체인(442)에 연결되어 가이드레일을 따라 이동하는 가압필터판들을 개별적으로 이동시키게 하는 걸림대(445)로 구성되어 있다.
상기 걸림대(445)는 체인(442)에 고정되는 브라켓(441)과, 상기 브라켓(441) 내에 배치되며 힌지축(444a)을 기준으로 회전하고 탄성체(444b)에 의해 수평 상태로 복원 유지되는 걸림뭉치(444c)와, 상기 걸림뭉치(444c)의 상면에서 일측은 수직하고 일측은 경사면으로 돌출된 걸림돌기(444d)로 구성되어 있다.
즉, 걸림대(445)가 도면상의 좌측으로 이동할 경우에는 경사면에 의해 가압필터판을 지나가고 반대 방향으로 진행할 경우에는 걸림돌기에 걸려 걸림대의 이동 방향(도면상의 우측 방향)으로 같이 이동하게 구성된 것이다.
상기 누액받이(450)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 판체 형태의 플레이트(미도시)가 지그재그 배치된 상태로 일측 방향으로 경사지게 배치되어 드레인라인(L4)을 통해 여액회수부(500) 측으로 배출되거나 또는 슬러지 공급부(100) 측으로 반송되게 하여 다시 사용할 수 있게 배치된 구성이다.
즉, 상기 누액받이(450)는 탈수부에서 슬러지와 물을 분리하는 과정에 가압필터판 하부로 누출될 수 있는 여액과 슬러지들을 회수할 수 있게 배치된 구성이다.
또한 도면상에 도시하고 있지는 않지만 상기 누액받이는 실린더 또는 체인벨트 등을 이용해 수평 방향 이동될 수 있다.
상기 가압부재(460)는 프레임의 일측 가압필터판들이 수평으로 이동하는 단부 측에 배치되어 가압필터판들을 도 3에 도시된 화살표 방향으로 가압하여 밀착되게 하는 구성으로 프레임(410)에 고정되는 고정브라켓(461)과, 상기 고정프라켓(461)에 고정되는 실린더(462)와 가이드레일(미도시)의 안내를 받으며 가압필터판을 가압하는 가압블록(463)으로 구성되어 있다.
상기 여액회수부(500)는 도 1에 도시된 바와 같이 탈수부로부터 분리된 여액(일정량의 정광이 포함된 상태의 것)이 여액회수라인(L2)를 따라 배출되어 저장되게 하는 회수탱크(510)와, 상기 회수탱크(510)에 저장되고 침전된 슬러지 형태의 정광을 슬러지 공급부(100)의 저장탱크(110) 측으로 반송하기 위한 펌프(520)와, 회수탱크(510)와 저장탱크(110)를 연결하는 여액반송라인(L3)으로 구성되어 있다.
또한 상기 회수탱크(510) 내에는 여액으로부터 슬러지 형태의 정광과 물을 분리하고 침전 효율을 높일 수 있도록 경사판(530)이 배치되어 침전 효율을 높일 수 있도록 하고 있고, 처리된 물은 슬러지 공급부의 공급라인(L1)과 연결된 펌프(140)에 의해 회수되어 재사용되거나 외부로 배출할 수 있다.
상기 정광 회수부(600)는 상기 탈수부(400) 하부에 배치되어 탈수부로부터 정광된 정광이 낙하시 안내하는 호퍼(610)와, 상기 호퍼(610) 하부를 감싸도록 크램프(630)에 의해 고정되어 정광을 회수하는 회수포(620)로 구성되며, 상기 회수포(620)의 무게를 측정하기 위한 로드셀(640)과 수평 이동시키기 위한 실린더(650)를 더 구성할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 동작 상태를 설명한다.
본 발명의 동작 설명에 앞서 탈수부 측의 가압필터판들에 형성된 주입구(422,433)는 F1이라 하고, 주입공(423,434)은 상부의 좌측을 F2로 우측을 F3이라 하며, 배출공(424,435)은 하부의 좌측을 F4로 우측을 F5로 정의하여 설명하도록 한다.
도 1에 도시된 바와 같이 저장탱크(110)에 저장된 상태의 슬러지를 펌프(130)를 이용하여 공급라인(L1)을 통해 탈수부(400)로 공급하여 도 6에 도시된 것과 같이 가압필터판들이 밀착되어 형성된 사이 공간(S)에 슬러지를 충진시키며, 슬러지 충진 과정 중 형성되는 압력을 이용해 여과필터(439)를 통과시켜 물만 배출시키게 되어 슬러지 공급 압력을 통한 일정량의 탈수가 이루어지게 된다.
이때, 공급라인(L1) 상의 밸브(V1)는 개방되고 여액회수부 측으로부터 회수되는 재사용수를 공급하는 라인의 밸브(V2)는 개방하거나 또는 차단하는 방식으로 선택적으로 이용할 수 있다.
다음으로 가압공기 공급부(200)를 동작시켜 제1에어공급라인(A1)을 통해 고압공기를 탈수부의 가압필터판 측으로 공급하게 한다. 가압필터판 측으로 공급되는 고압공기는 도 5 및 도 6에 도시된 제2가압필터판(430)에 형성된 제2에어주입구(436)를 통해 베이스판(431)과 가압판(432) 사이로 공급하게 된다.
제2에어주입구(436)에 의해 주입된 고압공기는 베이스판(431)과 가압판(432) 사이를 팽창시키며 가압판(432)을 밀어 사이 공간(S)에 충진 상태의 슬러지를 가압하게 되고 가압된 슬러지는 함유된 물을 요철을 따라 하부로 이동시켜 하부에 형성된 에어배출구(435a)를 통해 배출공(435) 측으로 유도되어 F4 및 F5와 연결된 여액회수라인(L2)을 통해 여액회수부(500) 측으로 이동하게 된다.
즉, 1차적으로 가압판의 팽창력에 의해 사이 공간에 충진된 슬러지로부터 일정량 수분을 제거하게 되는 것이며, 건조공기 공급부(300)를 통해 공급되는 고압의 건조 공기를 슬러지 표면에 통과시켜 정광 표면수와 내부수를 배출하여 2차적으로 함수율 6~8% 미만의 건조 정광을 형성하게 되는 것이다.
이를 위해 상기 건조공기 공급부(300)는 압축공기 저장탱크(330)에 저장된 고압공기를 제2에어공급라인(A2)의 분리라인(A2a,A2b)에 배치된 밸브(V4,V5)의 선택적 개방에 의해 F2 또는 F3 측으로 고압공기를 공급하게 된다.
즉, 상기 F2 측을 통해 고압공기를 공급할 경우 탈수부의 F5를 통해 여액이 배출되도록 여액회수라인(L2)의 밸브(V6,V7) 중 밸브(V7)를 개방시켜 탈수부 내에서 고압공기의 진행 방향이 대각 방향으로 진행되게 함으로써 사이 공간 내의 슬러지로부터 수분을 균일하게 제거할 수 있게 한다.
예컨대 F2 측으로 고압공기가 공급될 경우에는 밸브(V7)를 개방하여 F5 측으로 여액이 유도되게 하고, F3으로 공급될 경우에는 밸브(V6)를 개방하여 F4 측으로 여액이 유도되어 각각 대각 방향으로 고압의 건조공기가 자연스럽게 흐르도록 하여 균일한 건조가 가능하게 되는 것이며, 이를 시간 흐름에 따라 교체하여 동작하게 함으로써 전체적으로 함수율 6~8% 미만의 균일한 건조가 가능하게 된다.
이때, 회수되는 여액은 여액회수라인(L2)을 통해 회수탱크(510)에 저장되어 일정량 물을 침전 분리한 후 침전된 슬러지는 다시 여액반송라인(L3)을 통해 저장탱크(110)로 반송하여 유실된 정광을 회수할 수 있게 한다. 처리된 물은 재사용수로 펌프(140)를 이용해 회수하여 슬러지 공급부(100)에서 탈수부 측으로 슬러지를 공급할 때 사용하거나 공정이 끝난 후 공급라인과 펌프(130)에 쌓인 정광 또는 슬러지의 세척이 필요한 경우 공급라인(L1) 세척수로 이용하거나 또는 외부로 배출하게 된다.
또한 슬러지로부터 탈수과정에 가압필터판 하부로 누수될 수 있는 누액(여액 또는 슬러지 정광 등)의 경우 탈수부 하부에 배치된 누액받이를 통해 회수하여 저장탱크 또는 회수탱크 측으로 이동시켜 여액내 포함된 정광을 회수하고 정광이 분리된 여액은 재사용할 수 있게 하는 것이 가능하다.
한편 도 1 및 도 5에 도시된 바와 같이 본 발명에는 탈수부(400)와 여액회수부(500)를 연결하는 별도의 진공배기라인(VL)이 형성되어 있으며, 상기 진공배기라인(VL)은 건조공기 공급부(300) 및 가압공기 공급부(200)와 연계 동작하게 된다.
즉, 상술한 바와 같이 가압공기 공급부(200)과 건조공기 공급부(300)에 의해 탈수 및 건조되는 정광은 입자 내부 또는 미세한 틈에 수분이 존재하여 가압공기 공급부와 건조공기 공급부의 동작만으로는 정광 내의 수분까지 탈수하기 어렵기 때문에 탈수부 내에 강한 진공배기 압력이 작용하게 하여 강제로 진공배기시켜 진공압에 의해 정광 내의 잔류수분까지 탈수할 수 있게 하는 것이다.
이를 위해서 제2가압필터판(430)의 하부에 형성된 배출공(435)과 연결되는 진공배기구(435b)를 형성시키고 상기 진공배기구(435b)와 여액회수부(500)의 회수탱크(510)를 연결하는 진공배기라인(VL)을 배치하고 진공배기라인(VL) 상에 설치되는 진공펌프(VP)를 동작시켜 진공압에 의해 정광 내의 수분을 탈수할 수 있게 하는 구성을 추가로 설치하여 이용할 수 있다.
이때 상기 진공배기라인(VL)에는 진공배기라인의 개폐를 위한 밸브(V8)가 설치되어 필요시에만 선택적으로 동작할 수 있게 하고 있다.
다음으로 고압공기의 공급을 통해 탈수가 끝나면 가압필터판들을 가압하고 있던 가압부재(460)를 후퇴시켜 가압필터판의 가압력을 해지한 후 도 6에 도시된 가압필터 이송부재(440)의 체인과 스프로켓을 동작시켜 도면상의 좌측 방향으로 걸림대(444)를 이동시킨다.
이동된 걸림대(444)는 걸림뭉치(444c)가 탄성체(444b)에 의해 지지되어 수평 상태를 유지하고 있고 경사면과 수직면으로 구성된 걸림돌기(444d)의 경사면이 가압필터판 측을 향하고 있어 가압필터판의 가이드브라켓에 경사면이 가압되어 회전하며 가이드브라켓을 지나쳐 걸림뭉치가 가압필터판들 사이에 위치하게 된다.
이 후 도면상의 우측 방향으로 걸림대를 이동시키면 밀착된 다수개의 가압필터판들 중 최우측에 배치된 가압필터판부터 하나씩 개별적으로 분리하여 우측으로 이동할 수 있게 된다.
이러한 방식으로 계속적으로 걸림대를 동작시켜 각각의 가압필터판들을 개별적으로 분리 이동하여 결과적으로 가압필터판들 사이 공간에서 수분이 제거된 상태의 건조 정광이 분리되며 하부의 정광 회수부(600) 측으로 낙하되어 회수하게 된다.
이때 탈수부 하부에 배치된 누액받이는 수평 방향 이동 가능한 구조를 하고 있어 정광 회수시에는 수평 이동하여 탈수부 하부로부터 이탈하여 탈수부의 하부가 개방된 형태로 있게 된다.
정광 회수가 끝나면 다음 작업을 위해 가압부재(460)를 동작시켜 가압필터판들을 일측으로 밀착시킨다.
한편 본 발명에 따른 제1실시예는 도 8에 도시된 바와 같이 탈수부(400)에 설치되는 가압필터판들을 제1가압필터판(420)과 제2가압필터판(430)이 서로 교번되게 배치한 후 제2가압필터판(430) 측으로만 고압공기를 공급하게 하거나 또는 도 9에 도시된 바와 같이 제2가압필터판(430)만을 순차적으로 배치하여 동작하게 하는 것이 가능하다. 이는 정광되는 슬러지의 수분 함유 정도와 정광의 함수율을 조정할 필요가 있을 경우 배치를 달리하여 사용하는 것이다.
또한 가압필터판들에는 각각 베이스판에 고정되는 여과필터(439)가 배치되어 탈수 과정에 슬러지로부터 물이 탈수될 때 탈수되는 물과 같이 정광이 빠져나가는 것을 방지하고 있다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 통해 설명하였으나, 이는 본 발명의 기술적 내용에 대한 이해를 돕고자 하는 것일 뿐 발명의 기술적 범위를 이에 한정하고자 함이 아니다.
즉, 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 않고도 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 다양한 변형이나 개조가 가능함은 물론이고, 그와 같은 변경이나 개조는 청구범위의 해석상 본 발명의 기술적 범위 내에 있음은 말할 나위가 없다.

Claims (18)

  1. 다량의 수분이 포함된 상태의 슬러지의 정광으로부터 수분을 제거하기 위한 정광 건조 방법에 있어서,
    1) 슬러지 공급부를 이용해 탈수부 내부로 슬러지를 공급하는 단계;
    2) 건조 공기를 이용해 탈수부 내에 수용된 슬러지를 건조시키는 단계; 및
    3) 건조된 정광을 회수하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 정광 건조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 2) 단계는 가압공기 공급부를 이용해 탈수부 내부에 공기를 주입하여 슬러지를 압착하여 수분을 제거하는 단계와, 수분이 제거된 슬러지 내에 건조공기 공급부를 이용해 공기를 주입하여 슬러지를 건조시켜 건조 정광을 형성시키는 단계로 구분되며,
    상기 건조 정광을 형성시키는 단계 이후에 탈수부 내부에 진공을 형성시켜 잔류수분을 추가로 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정광 건조 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 2) 단계에는 탈수 및 건조 과정에 발생되는 여액을 회수하는 여액회수 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 정광 건조 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항의 정광 건조 방법을 이용한 정광 건조 장치로써,
    상기 정광 건조 장치는,
    다수개의 가압필터판이 수평방향으로 배치되어 상호 간에 일정한 사이 공간을 형성하여 슬러지를 수용할 수 있게 배치된 탈수부;
    상기 가압필터판 사이에 배치되어 슬러지를 여과하는 여과필터;
    상기 가압필터판에 의해 형성되는 사이 공간 측으로 슬러지를 공급하는 슬러지 공급부;
    상기 가압필터판 사이 공간 내에 위치된 슬러지를 가압하도록 가압필터판 내부로 가압 공기를 공급하는 가압공기 공급부;
    상기 슬러지 내에 건조 공기를 공급하는 건조공기 공급부;
    상기 탈수부 내에서 탈수 및 건조 과정에 발생되는 여액을 회수하여 슬러지 공급부 측으로 반송하는 여액회수부; 및
    건조가 끝난 정광을 회수하는 정광 회수부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 정광 건조 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 슬러지 공급부는 슬러지가 저장된 저장탱크와, 상기 저장탱크로부터 탈수부 측으로 슬러지를 공급라인을 통해 이송하기 위한 펌프와, 펌프를 구동하기 위하여 에어를 공급하는 콤프레셔로 구성된 것을 특징으로 하는 정광 건조 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 가압공기 공급부는 탈수부의 가압필터판 측과 연결되는 제1에어공급라인을 통해 에어를 공급하기 위해 에어를 저장하는 압축공기 저장탱크와, 상기 압축공기 저장탱크에 압축공기를 공급하는 콤프레셔로 구성된 것을 특징으로 하는 정광 건조 장치.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 건조공기 공급부는 탈수부의 가압필터판 측으로 연결된 제2에어공급라인을 통해 에어를 공급하기 위해 에어를 저장하는 압축공기 저장탱크와, 상기 압축공기 저장탱크에 저장되는 공기로부터 수분을 제거하기 위한 에어건조부재와, 상기 압축공기 저장탱크로 압축공기를 공급하는 콤프레셔로 구성된 것을 특징으로 하는 정광 건조 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제2에어공급라인은 탈수부 측으로 공급되는 공기를 분할하여 공급하도록 복수개의 분리라인을 포함하는 것을 특징으로 하는 정광 건조 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 분리라인은 탈수부 측으로 서로 교번하며 공기를 공급하고, 탈수부의 하측에 배치되는 복수개의 여액회수라인은 교번되는 분리라인과 대각에 위치된 여액회수라인이 개방되며 배출되게 하는 것을 특징으로 하는 정광 건조 장치.
  10. 제5항에 있어서,
    상기 탈수부는 프레임과, 상기 프레임을 따라 가이드레일의 안내를 받으며 수평 방향 이동하도록 설치된 다수개의 가압필터판과, 상기 가압필터판을 수평 방향 이동시키는 가압필터판 이송부재와, 상기 프레임 하부에 배치되어 가압필터판으로부터 누수되는 여액을 회수하여 슬러지 공급부 측으로 반송시키는 누액받이와, 상기 가압필터판을 수평 방향 가압하여 상호 밀착되게 하는 가압부재로 구성된 것을 특징으로 하는 정광 건조 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 가압필터판은 제1가압필터판과 제2가압필터판으로 구비되며, 상기 제1가압필터판과 제2가압필터판은 수평 방향으로 상호 교번 설치되거나 또는 제2가압필터판만이 수평 방향 설치되는 것을 특징으로 하는 정광 건조 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1가압필터판은 양 측면 표면에 일정한 패턴을 갖는 요철이 형성된 사각 형태의 베이스판과, 상기 베이스판의 중앙 부분을 관통하는 주입구와, 상기 베이스판의 엣지 부분에 각각 관통되는 복수개의 주입공 및 배출공과, 상기 베이스판의 측면에 설치되어 베이스판이 가이드레일을 따라 안내되게 하는 복수개의 가이드브라켓으로 구성된 것을 특징으로 하는 정광 건조 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제2가압필터판은 사각 형태의 베이스판과, 상기 베이스판의 양측면을 감싸도록 배치되어 고정브라켓에 의해 베이스판에 고정되며 표면에 일정한 패턴의 요철이 형성된 가압판으로 구성되며,
    상기 베이스판과 가압판의 중심을 관통하는 주입공과, 각각의 엣지 부분을 관통하는 복수개의 주입공 및 배출공을 포함하고,
    상기 주입공에는 가압필터판과의 사이에 형성되는 사이 공간 측과 연통되어 공기를 사이 공간 측으로 주입하게 하는 제1에어주입구가 형성되고, 배출공에는 상기 사이 공간과 연통되어 사이 공간 측에 주입된 공기와 충진되는 슬러지로부터 물을 배출할 수 있게 하는 에어배출구가 형성되며, 상기 베이스판 일측에는 베이스판과 가압판 사이에 에어를 주입하는 제2에어주입구가 형성된 것을 특징으로 하는 정광 건조 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 베이스판 일측에는 배출공과 연결되어 가압필터판 사이로 주입되는 에어와 여액을 진공배기시키는 진공배기구가 더 구비된 것을 특징으로 하는 정광 건조 장치.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 가압필터판 이송부재는 프레임의 길이 방향으로 양측에 설치되는 스프로켓과, 상기 스프로켓에 연결되는 체인과, 상기 체인에 연결되어 체인의 진행에 따라 수평 방향 이동하며 수평 방향으로 배치된 다수개의 가압필터판을 개별적으로 수평 방향 이동시키는 걸림대로 구성된 것을 특징으로 하는 정광 건조 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 걸림대는 체인과 연결되는 브라켓과, 상기 브라켓 일측에 힌지축에 의해 회동되고 탄성체에 의해 수평 상태를 유지하도록 복원되며 설치된 가압필터판에 결착시켜 이동되게 하는 걸림돌기로 구성된 것을 특징으로 하는 정광 건조 장치.
  17. 제4항에 있어서,
    상기 여액회수부는 탈수부로부터 슬러지가 탈수되는 과정에 발생되는 여액을 여액회수라인을 통해 회수하여 저장하는 회수탱크와, 상기 회수탱크로부터 슬러지 공급부측으로 여액을 반송시키는 회송펌프를 포함하며,
    상기 회수탱크 내에는 저장되는 여액과 슬러지를 분리하기 위한 경사판이 구비된 것을 특징으로 하는 정광 건조 장치.
  18. 제4항에 있어서,
    상기 정광 회수부는 탈수부로부터 낙하하는 건조 정광을 안내하는 호퍼와, 상기 호퍼 하부에 설치되어 호퍼로부터 낙하하는 건조 정광을 회수하는 회수포와, 상기 회수포를 호퍼에 고정하는 클램프를 포함하며,
    상기 회수포의 무게를 측정하는 로드셀과, 회수포를 수평 방향 위치 이동되게 하는 실린더로 구성된 것을 특징으로 정광 건조 장치.
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