KR100271394B1 - 가네트미분제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 균일한 입도분포를 갖는 가네트(Garnet) 미분의 제조방법에 관한 것으로, 특히 가네트 샌드를 제트(Z) 기류와 함께 제트밀(Z-Mill)내로 분사하여 가네트 샌드를 서로 충돌시켜 분말로 만드는 단계와, 상기 분말을 1차 분급 과정을 통해 입도가 30㎛이하인 미립분말과 30㎛를 초과하는 과립분말로 분리하는 단계와, 상기 1차 분급과정을 거쳐 분리된 분말중 입도가 30㎛를 초과하는 과립분말을 다시 제트밀로 이송 재분쇄하고 입도가 30㎛이하인 미립분말은 2차 분급과정으로 이송하는 단계와 상기 2차 분급과정으로 이송된 미립분말중 입도가 10㎛미만인 초미립분말은 배출하여 폐기처분하고 입도범위가 10~30㎛인 미립분말만을 분리 회수하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 가네트 미분 제조방법을 제공한다.

Description

가네트 미분 제조방법

본 발명은 균일한 입도분포를 갖는 가네트(Garnet) 미분의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 10~30㎛ 범위의 입도분포를 갖는 가네트분말을 건식분쇄과정과 분급과정을 이용하여 효율적으로 제조하는 방법에 관한 것이다.

가네트는 SiO₂, Al₂O₃, Fe₂O₃등을 주성분으로하는 무기질재료로서 TV 브라운관과 같은 유리질 제품의 표면연마재로 적합하게 사용될 수 있다.

종래 가네트 미분 제조방법은 볼밀(Ball Mill)에 가네트와 물을 집어넣고 회전시켜 미분쇄한 후 이를 습식 싸이클론에 넣고 일정 범위이외의 과립이나 미립을 제거하는 공정을 거쳐 사용목적에 맞는 적당한 입도분포를 갖는 가네트 미분을 제조하는 방법이 주로 사용되고 있다.

상기와 같은 종래의 방법은 가네트를 장시간에 걸쳐 마쇄하므로 가네트 미분의 입형이 구형으로 만들어져 연마재의 수명을 향상시키는 장점이 있으나 생산성 및 수율이 떨어지고, 최근 연마기술의 발달로 인하여 이러한 연마재의 입형보다는 연마재의 균일한 입도분포를 더욱 중요시하는 경향이 있어 그 사용의 중요도가 떨어지고 있다.

또한, 상기의 종래 방법은 배치타입의 불연속공정으로 진행됨에 따라 파쇄되지 않은 과립을 계속 분쇄하는 동안 기분쇄된 미분이 적정범위를 벗어나는 입도를 갖게 되어 가네트 분말의 수율 저하를 초해하게되고 넓은 입도분포를 가지게 되는 문제점이 있다.

그리고 상기 과정이 습식사이클론에 행해지는 것임으로 인해 미분과 수분을 분리시키기 위한 건조공정이 추가로 필요하며이러한 건조공정중 미분들이 뭉쳐 적정 입도로 재파쇄하여야 하는 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 기분쇄된 미립은 배출하면서 과립만을 분쇄하는 연속공정이 가능하여 분쇄효율과 균일한 입도분포를 얻을 수 있고 별도의 건조공정을 생략할 수 있는 건식법이 연구된 바 있으나, 지금까지 연구된 건식법은 과중한 비용소요가 수반되는 설비의 건조 선택과 까다로운 조업조건의 확립이 필요하며 이러한 제반문제로 인해 현재 실용화되고 있지 못한 실정에 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 적절한 조업조건의 확립으로 가네트 미분을 건식 제조함으로써 건조,재파쇄 등의 공정을 생략할 수 있는 연속적인 분쇄공정으로 가네트 미분 제조공정의 단순화 및 수율 향상을 가져올 수 있고, 보다 균일한 입도분포를 갖는 연마재를 제조할 수 있는 가네트 미분 제조방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다

제1도는 본 발명과 종래 방법에 의해 가네트 샌드 1Kg을 가네트 분말로 제조시 가네트 분말의 입도분포 및 수율을 나타내는 그래프도.

제2도는 본 발명과 종래 방법에 의해 가네트 샌드 3톤을 가네트 분말로 제조시 가네트 분말의 입도분포 및 수율을 나타내는 그래프도.

제3도는 본 발명의 개략 공정도이다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 가네트 샌드를 제트(Z) 기류와 함께 제트밀(Z-Mill)내로 분사하여 가네트 샌드를 서로 충돌시켜 분말로 만드는 단계와, 상기 분말을 1차 분급과정으로 이송해서 30㎛이하의 미립분말과 30㎛를 초과하는 과립분말로 분리하는 단계와, 상기 1차 분급과정에서 분리된 분말중 입도가 30㎛를 초과하는 과립분말은 다시 제트밀로 이송하여 재분쇄하고 입도가 30㎛이하인 미립분말은 2차 분급과정으로 이송하는 단계와, 상기 2차 분급과정으로 이송된 미립분말중 입도가 10㎛미만인 초미립분말은 폐기처분하고 입도범위가 10∼30㎛인 미립분말만을 분리 회수하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 가네트 미분 제조방법을 제공한다.

상기 1차 분급과정은 바람직하게는 내부압력이 5.5∼6.5 Bar범위로 유지되면서 공기를 송풍하여 과립과 미립을 분리할 수 있는 분급기를 사용하여 이루어지고, 상기 2차 분급과정은 바람직하게는 내부압력이 4.5~5.5 Bar범위로 유지되면서 900~1000 rpm의 속도로 회전하여 본 발명이 목적하는 2차 분급작용을 일으키는 분급기를 사용하여 이루어진다.

이하, 본 발명의 수치한정의 이유에 대하여 설명한다.

먼저, 가네트 분말의 적정 입도범위를 10∼30㎛로 한정하는 이유는 입도가 10㎛미만이면 너무 미세하여 연마재로서의 역할을 수행할 수 없고, 입도가 30㎛를 초과하면 표면에 스크래치(Scratch)가 발생하기 때문이다.

상기 1차 분급과정을 수행하는 분급기의 내부압력을 5.5∼6.5 Bar로 유지하는 이유는 내부압력이 5.5Bar 미만이면 30㎛이하의 입도를 갖는 가네트 분말이 과립영역쪽으로 이동되고,내부압력이 6.5Bar를 초과하면 입도가 30㎛이상인 과립이 다음 공정으로 옮겨가 품질을 저하되기 때문이다.

또한,상기 2차 분급 과정을 수행하는 분급기의 내부압력을 4.5∼5.5 Bar로 유지하는 이유는 4.5Bar미만일 경우 10∼30㎛내의 분말이 회수되지 못하고 폐기되기 때문이고, 5.5Bar를 초과할 경우는 10㎛이하의 분말이 회수되어 제품의 품질을 저하되기 때문이다.

상기 2차 분급과정을 수행하는 분급기를 900∼1000 rpm의 속도로 회전시키는 이유는, 회전속도가 900rpm 미만이면 너무 미세한 가네트 분말이 유입되어 품질을 저하시키고, 1000rpm 을 초과하면 분말의 수율이 떨어지기 때문이다.

이하, 본 발명의 실시예를 설명한다.

[실시예 1]

본 실시예에 있어서는 먼저, 하기 표 1에 표시된 것과 같은 입도분포를 갖는 가네트 샌드를 대상으로 독일 알피네사의 100AFG 제트밀을 사용하여 분쇄를 실시하였다

분쇄조건은 시간당 500g의 피드속도, 회전수 855 rpm이고 1Kg의 가네트 샌드를 제트밀에 투입하여 분쇄를 행하여 1차 분급과정으로 이송후 일정 입도이하의 입자는 계속 배출하고 큰 입자는 다시 투입하여 분쇄하였다.

상기와 같은 공정으로 분쇄된 가네트 분말을 2차 분급과정에 공급하여 초미립분말은 제거하고 적정 입도의 미립분말은 회수 처리하였는데 이때 2차 분급과정에서 분급조건은 시간당 1Kg의 투입속도, 회전수는 970rpm으로 하였고, 적정 입도범위는 10∼30㎛로하였으며 최종 회수량은 470g으로 수율이 47%이었다.

상기와 같이 본 발명에 의해 제조된 가네트 분말과, 습식볼밀을 사용하여 제조된 가네트 분말을 비교하기 위하여 가네트 샌드1Kg, 물 0.5Kg 및 스틸볼(Steel Ball) 1Kg을 볼밀에 투입하고 회전수 27rpm으로 8시간 분쇄하였다.

그리고, 상기와 같이 분쇄된 가네트 분말을 습식사이클론을 이용하여 일정범위이외의 입자들을 제거하여 10∼30㎛의 입도범위를 갖는 가네트 분말 390g을 최종회수하였고, 수율은 39%였다.

상기와 같은 결과를 도 1에 나타냈으며, 본발명과 종래방법에 의한 가네트 분말의 회수량에 큰 차이가 있다는 것을 알 수있다.

[실시예 2]

상기 표 1과 같은 입도분포를 갖는 가네트 샌드를 이용하여 대규모 처리를 행하였다.

먼저 가네트 샌드 3톤을 500Kg/hr의 투입속도로 870rpm의 회전수를 갖는 제트밀에 투입하였고, 분쇄되어 나온 가네트 분말을 950rpm의 회전속도를 갖는 2차 분급과정을 수행하는 분급기에 1.2톤/hr의 속도로 투입하였으며 이때 최종 회수량은 1.35톤이었다.

한편, 비교를 위해 가네트 샌드 3톤, 물 1.5톤 및 스틸볼 3톤을 볼밀에 투입하여 12시간 분쇄하고, 습식싸이클론이 이용하여 미분과 과립을 제거후 과립을 재분해하는 과정을 거쳐 최종 1.05톤의 가네트 분말을 회수하였고 그 비교결과를 도 2에 나타내었다

상기와 같은 본 발명에 의해 가네트 미분 생산에 있어서 가네트 분말의 건조, 재분해 등의 불필요한 공정을 생략할 수 있어 생산성을 향상시킬 수 있고, 보다 균입한 입도분포를 갖는 양질의 가네트 미분 연마재를 제조공급할 수 있는 효과가 얻어진다.

Claims (1)

1. 가네트 샌드를 제트(Z) 기류와 함께 제트밀(Z-Mill)내로 분사하여 가네트 샌드를 서로 충돌시켜 분말로만드는 단계와; 상기 분말을 1차 분급과정을 통해 입도가 30㎛이하인 미립분말과 30㎛를 초과하는 과립분말로 분리하는 단계와; 상기 1차 분급과정을 통해 분리된 분말 중 입도가 30㎛를 초과하는 과립분말을 다시 제트밀로 이송하여 재분쇄하고, 입도가 30㎛이하인 미립분말을 2차 분급과정으로 이송하는 단계와; 상기 2차 분급과정으로 이송된 미립분말중 입도가 10㎛미만인 초미립분말은 배출하여 폐기처분하고 입도범위가 10∼30㎛인 미립분말만을 분리 회수하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 가네트 미분 제조방법.