KR900008927B1 - 비금속광물 선광장치 및 선광방법 - Google Patents

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내용 없음.

Description

비금속광물 선광장치 및 선광방법

제1도는 본 말명의 자력선광장치의 입면개략도이다.

제2도는 본 발명의 자력선광장치의 측면개략도이다.

제3도는 본 발명의 자력선광장치의 평면개략도이다.

제4도는 본 발명의 초음파진동분리장치의 입면개략도이다.

제5도는 본 발명의 초음파진동분리장치의 측면개략도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 영구자석 2 : 강철덮개

3 : 흡착필터 4 : 시료주입구

11 : 분리탱크 12 : 초음파진동장치

5 : 배출구 13 : 슬러리주입구

14 : 정광배출구 15 : 불순물배출구

본 발명은 불순물을 함유하고 있는 저품위 비금속광물(활석, 견운모, 납석, 고령토)의 광석으로부터 고품위 비금속광물 정광을 생산할 수 있는 새로운 선광장치 및 선광방법에 관한 것이다.

국내산 활석광석은 그 순도가 높은 경우도 있으나, 대체로 녹니석, 투각섬석, 운모, 사문석, 돌로마이트, 마그네사이트, 방해석, 장석, 석영 등과 같은 이질광물(異質鑛物)들을 불순물로 상당량 함유하고 있어서 광석의 품위가 낮은 경우가 많다. 저품위 활석광석은 이에 불순물로 함유되어 잇는 각종 이질광물들의 종류가 다양하고 그 양이 많아서 (40%까지) 종래의 방법으로는 고품위 정광의 제조가 어렵다.

현재까지 사용해오고 있는 활석선광 방법으로는 수선방법과 부유선광법이 있으나 이들 방법으로는 활석의 품위를 다수 향상시킬뿐, 불순물로 함유되어 있는 이질광물들이 완전히 제거되지 않기 때문에 고품위 활석 정광의 제조가 어렵다. 수선방법은 원시적인 선광법이며, 부유선광법으로는 현재 활석 60%, 이질광물 40%를 함유하고 있는 원광석으로부터 이를 선광하여 활석 89%, 이질광물 11%의 활석정광을 만들고 있으나 아직도 정광중에 11%의 이질광물들이 함유되어 있기 때문에 정광의 백색도와 원활도가 높지 못하여 상품적 가치가 없다.

견운모 및 납석광석은 순도가 높은 경우도 있으나, 종종 황화철광물(주로 황철석) 또는 산화철을 다량 함유하고 있어서 광석의 상품적 가치가 없는 경우가 많다. 그러나 이 중에 함유되어 있는 황화철 또는 산화철 광물만 제거하면 고품위 견운모 또는 납석정광이 된다. 지금까지 국내에서는 견운모 및 납석광석에 함유되어 있는 황화철 또는 산화철 광물들을 제거하는 공정이 이루어지지 않고 있다. 그것은 광체중에 황화철 또는 산화철광물들이 함유되어 있는 저품위광석은 이를 폐기하고 황화철 또는 산화철광물들이 섞이지 않은 고품위광석만 수선방법으로 골라 생산하고 있기 때문이다.

시약을 사용하여 황화철 및 산화철광물을 용해시키는 방법이 알려져 있으나 이 방법은 사용할 경우 비용이 많이들고 공해요소가 있어 문제가 있다.

고령토광석도 부분적으로는 선광하지 않아도 될 정도의 고품위인 경우가 있으나 대체로 함철광물들을 함유하고 있어서 품위가 낮다. 저품위 고령토광석도 이중에 함유되어 있는 함철광물들만 제거하면 고품위 고령토정광이 된다. 고령토 품위를 낮추는 가장 큰 원인인 철분은 산화철 또는 특수 규산염광물의 형태로 함유되어 있다.

고령토중의 철분을 제거하기 위하여 지금까지 국내에서는 수비방법, 부유선광법 및 환원침출법을 사용해 오고 있다. 그러나 수비방법으로는 저품위 고령토의 선광이 불가능하며 고품위 원광석인 경우에도 실수율이 30% 내지 50%로 대단히 낮으며 환원칠출법과 부유선광법에서는 고품위 원광석을 선광하여 이를 다소 그 품위를 높이는 효과는 있으나 비용이 많이들 뿐만 아니라 저품위 고령토광석을 고품위 고령토 정광으로 만들수는 없는 방법이다. 그것은 고령토중에 함유되어 있는 함청광물들이 완전히 제거되지 않기 때문이다. 그래서 부유선광법과 환원침출법은 실용화되고 있지 않다.

본 발명의 비금속광물 선광장치에 의한 선광방법은 원광석이 품위에 상관없이 이를 고품위 비금속광물 정광으로 선광 가능한 새로운 방법으로서 광물의 물리적 성질(자기감응력, 비중, 점착성등)의 차이를 이용한 성광방법이다. 본 발명의 비금속광물 선광방법은 비금속광물의 광석에 불순물로 함유되어 있는 이질광물들을 비금속광물과의 물리적 성질의 차이에 따라 단체적으로 분리해내는 방법으로서 크게 두 단계로 구성된다.

첫째단계는 광물들의 자기감응력의 차이를 이용한 자력선광이고, 둘재단계는 광물들의 점착성과 비중의 차이를 이용한 초음파 진동분리법에 의한 선광이다. 이 두 선광공정을 거치게 되면 저품의 비금속광물 원광석으로부터 고품위 비금속광물 정광이 만들어진다.

첫째단계의 자력분리는 광석중에 불순물로 함유되어 있는 상자성 광물들을 분리해내기 위한 방법이다. 종래의 자력분리는 주로 강자성 또는 상자성 광물들을 분리해내기 위하여 전자석을 사용하였다. 그러나 이 경우 전자장 발생에 소요되는 비용이 많이 들게된다. 그러나 본 발명에서는 전자석을 사용하지 않고 전자석보다 강력한 영구자석을 사용하는 한편 이 영구자석의 자장을 더욱 상승시키기 위하여 강철 덮개가 있는 특수장치(제1도)를 해놓은 면적이 넓은 자극을 양쪽에 배치하고 두 자극 사이에 스틸울로된 이질광물 흡착필터를 놓아 여기에 심한 불균일 자장을 발생시켜 자화된 상자성광물들을 흡착시켜 제거하는 것이 분자력선광장치의 원리이다.

둘째단계의 초음파 진동분리는 불순물로 존재하는 상자성광물들을 자력선광장치에 의하여 일차적으로 제거한 일차정광중에 아직도 잔류해 있을 수 있는 반자성광물(석영, 방해석, 마그네사이트, 운모, 돌로마이트 등) 및 일부 상자성 광물을 제거하기 위한 방법이다. 첫째단계의 자력선광에 사용된 시료를 325메쉬 이하려 분쇄하였을 경우, 모든 광물들이 다같이 같은 크기로 분쇄되지 않고 광물종류에 따라 입도분포가 다르게 나타난다. 즉, 회수하려고 하는 유용 비금속 광물들은 주로 세립질쪽으로 편중하고 무용한 이질광물들은 대체로 다소 조립질쪽으로 편중한다.

이들을 초음파 전동탱크에 물과함께 넣고 진동시키면 유용한 비금속 광물들은 불순물로 섞여있는 이질광물들보다 입도와 비중이 다소 낫기 때문에 쉽게 수중에 분산되지만 이질광물들은 초음파 진동탱크의 밑바닥에 모이게 된다. 초음파 진동탱크 밑바닥에 쌓이는 이질 광물들을 제거함으로서 비금속 광물정광을 만드는 것이 본 발명의 초음파 진동분리법의 원리이다. 광석의 성질에 따라서는 첫째단계와 둘째단계의 순서를 바꾸어 시행할 수도 있다.

본 발명의 비금속광물 자력선광장치는 첨부도면 제1도 내지 제3도에 도시한 바와같이 좁고 긴 모양을 가진 여러개의 영구자석(1), 영구자석의 자력의 강도를 증가시키는 장치인 강철덮개(2) 및 상자성 광물흡착필터(3)로 구성되어 있다. 영구자석은 좀더 넓은 판자모양이어도 된다. 시료주입구(4)를 통하여 광석슬러리를 주입시키면 슬러리에 섞여있던 녹니석, 운모, 황철석, 산화철 등 이질 불순광물들은 필터에 흡착되고 활석, 견운모, 납석 및 고령토 입자들은 그대로 아래쪽 배출구(5)를 통하여 빠져 나가게 된다. 흡착필터에 흡착되어 있는 불순물들은 흡착필터를 바깥쪽으로 자동으로 이동시켜 물로 세척하여 제거한다.

영구자석의 자장의 강도를 더 높일 필요가 있는 경우에는 영구자석을 더 강력한 것으로 교체하든가 또는 영구자석의 자장 주위에 솔레노이드 코일을 감아서 충분하게 높일 수 있다.

본 발명의 초음파 진동분리장치는 첨부도면 제4도 및 제5도에 도시한 바와같이 분리탱크(11)와 초음파 진동장치(12)로 구성되어 있다. 슬러리주입구(13)를 통하여 분리탱크내로 슬러리를 주입시킨 후 초음파 진동장치(12)를 가동시켜 분리탱크를 진동시키면 비중 및 입도의 차이에 의하여 부유하기 어려운 이질광물들은 탱크의 밑바닥에 집적되고 점토 광물들은 탱크 중심부 및 상부쪽에 부유하게 된다. 활석점토 부유물은 정광배출구(14)로 배출시키고 불순물인 침전물들은 불순물배출구(15)를 통하여 배출시킨다.

이상과 같이 두단계의 선광공정을 거치는 동안에 비금속광물 원광석에 불순물로 함유되어 있던 이질불순물들은 거의 완전히 제거되어 고품위 비금속 광물정광이 만들어진다.

본 발명의 비금속광물 선광장치 및 선광방법은 부유선광법에서처럼 시약을 사용하지 않을뿐만 아니라 비용이 많이드는 전자석 대신 영구자석을 사용하기 때문에 선광비용이 극히 저렴하며 공해요소가 거의 없는 것이 장점이다.

본 발명의 비금속광물 선광장치 및 선광방법에 의한 선광실시예를 광종별로 설명하면 다음과 같다.

[선광실시예 1]

시료 : 불순물이 14% 함유되어 있는 활석광석

원광석중에 활석이 86%이고 불순물이 14%인 활석시료의 구성광물을 분석한 결과 위의 표에서 보는 바와 같이 불순물로 녹니석, 백운모, 사문석, 투각섬석, 돌로마이트 등이 함유되어 있었다. 이 활석광석을 325메쉬로 마광하여 본 발명의 자력선광장치를 사용하여 선광하였더니 불순물중의 녹니석, 백운모, 투각섬석 등이 거의 제거되었다. 이를 다시 초음파 진동분리를 하였더니 소량으로 함유되어 있던 돌로마이트와 사문석이 거의 완전히 제거되어 99.5%의 순도를 갖는 고품위 활석정광이 제조되었다. 금광의 백색도가 77이었으나 최종정광의 백색도는 82였다. 활석 86%의 광석시료 200g을 처리한 결과 활석정광 153g을 회수했기 때문에 실수율은 87%였다.

[선광실시예 2]

시료 : 불순물이 42% 함유되어 있는 저품위 활석광석

원광석중에 불순물이 42%나 되는 저품위 활석광석으로서 구성광물을 분석한 결과 위의 표에서 보는 바와 같이 불순물로 녹니석, 백운모, 사문석, 투각섬석, 돌로마이트, 마그네사이트, 장석, 석영 등의 함유되어 있었다.

이 저품위 활석광석을 325메쉬로 마광하여 본 발명의 자력선광장치와 초음파 진동분리장치를 사용하여 선광하였더니 활석 99%의 순도를 갖는 고품위 활석정광이 제작되었다. 급광의 백색도가 65였으나 본 선광후의 최종 정광의 백색도는 81이었다. 활석 58%의 광석시료 200g을 처리한 결과 활석정광 102g을 회수했기 때문에 실수율은 88%였다.

[선광실시예 3]

시료 : 불순물로서 황화철(황철석)을 11% 함유하고 있는 저품위 견운모광석

원광석중에 불순물로 황화철(주로 황철석)을 11% 함유하고 있는 저품위 견운모 광석으로서 이 광석은 철분이 많이 함유되어 있기 때문에 상품으로서의 가치가 없다. 그러나 이 중에 함유되어 있는 황화철 광물만 제거하면 고가의 견운모 정광이 된다. 본 저품위 견운모 광석은 구성광물을 분석한 결과 위의 표에서 보는 바와같이 불순물로 황철석 이외에 석영이 소량 함유되어 있었다. 이 저품위 견운모 원광석을 200메쉬로 분쇄하여 본 발명의 자력선광장치 및 초음파 진동분리장치를 사용하여 선광한 결과 견운모 98.5%의 고품위 견운모 정광이 제작되었다. 급광의 백색도는 55정도였으나 정광의 백색도는 90정도였다. 견운모 85.5%인 광석시료 200g을 처리하여 활석정광 156g을 회수했기 때문에 실수율이 91%였다. 광석에 따라서는 산화철이 함유되는 경우도 있으나 이것도 쉽게 제거된다.

[선광실시예 4]

시료 : 불순물로서 황화철(황철석)을 6% 함유하고 있는 납석광석

원광석중에 황화철(주로 황철석)을 6% 함유하고 있는 저품위 납석광석으로서 광물조성을 분석한 결과 위의 표에서 보는 바와같이 불순물로서 황철석 이외에 전기석과 석영이 함유되어 있다. 이들 불순물을 제거하지 않으면 이 광석은 상품적 가치가 없다. 이 저품위 납석광석을 200메쉬로 분쇄하여 본 발명의 자력선광장치 및 초음파 진동분리장치를 사용하여 선광한 결과 납석 98%의 고품위 납석정광이 제작되었다.

급광의 백색도는 73이었으나 정광의 백색도는 81이었다. 납석 88.5%의 광석시료 200g을 처리한 결과 납석정광 154g을 회수했기 때문에 실수율이 87%였다.

[선광실시예 5]

시료 : 철분을 3.15% 함유하고 있는 저품위 고령토 광석

철분을 3.15% 함유하고 있는 황갈색 고령토 광석은 높은 철분함량 때문에 고령토로서의 상품적 가치가 없다. 이 저품위 광석의 광물조성을 X선 회절분석을 한 결과 위의 표에서 보는 바와같이 고령토 광물 이외에 일라이트, 버미클라이트, 침철석, 적철석, 석영 등이 불순물로 다량 함유되어 있었다. 이 광석은 불순물만 제거하면 상품으로서의 충분한 가치가 있다. 본 저품위 고령토 광석을 본 광명의 자력선광장치와 초음파 진동분리장치를 사용하여 선광한 결과 캐올리나이트 65%, 할로이사이트 34%를 함유하고 Fe₂O₃0.51%의 고령토가 제작되었다. 이 고령토를 디지오나이트로 처리한 결과 Fe₂O₃0.48%의 정광이 만들어졌다. 고령토 광물 도합 78%의 원광석시료 200g을 처리한 결과 고령토정광 115g을 회수하였으므로 실수율 74%였다. 정광의 백색도는 91이었다. 한편 원광석이 Fe₂O₃1.1%인 고령토는 Fe₂O₃0.34%의 고품위 정광으로 제작되었다.

Claims (7)

1. 철판덮개(2)를 부착한 홈이 파진 판상의 강한 영구자석(1)의 양면극 사이에 스틸올로 된 흡착필터(3)을 장치하고 스틸율에 심한 불균일 자광이 발생되게 한, 영구자석식 자력선광장치 및 초음파 발생장치(12)가 부착된 철제탱크에 광석 슬러리를 넣고 초음파로 진동시켜서 비중과 입도가 큰 광물들을 분리해내는 초음파 진동광물 분리장치가 결합된 비금속광물 선광장치.
2. 제1항에서 영구자석이 판자모양이거나 또는 홈의 수가 적은 것.
3. 제1항에서 흡착필터가 고정되어 있지 않고 이동식으로 된 것.
4. 제1항에 있어서 영구자석의 자장 주위에 솔레노이드 코일을 감은 것.
5. 제1항에서 초음파 진동장치가 원통모양인 것.
6. 영구자석식 자력선광장치를 사용하여 비금속 광물을 선광한 후 초음파 진동광물 분리장치를 사용하여 불순물을 제거하여 비금속광물을 선광하는 방법.
7. 영구자석식 자력선광장치로 선광하기전에 초음파 진동광물 분리장치를 사용하여 불순물을 먼저 제거한 후 영구자석식 자력선광장치로 선광하는 방법.

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