KR101504511B1 - Valuable Mineral Collection Method From Fly Ash By Particle Separation - Google Patents
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Abstract
본 발명은 플라이애시로부터 실리카와 뮬라이트와 같은 고품위의 유용광물을 높은 수율로 회수하는 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 입도선별 공정을 적용하여 석탄 발전소에서 폐기되는 플라이애시(Fly Ash)로부터 실리카, 뮬라이트 등의 유용광물을 높은 품질과 수율로 분리 회수하기 위한 방법에 대한 것이다.The present invention relates to a method for recovering high-quality beneficial minerals such as silica and mullite from fly ash at a high yield, and more particularly, to a method for recovering high-quality useful minerals such as silica and mullite from a fly ash, And a method for separating and recovering useful minerals such as mullite with high quality and yield.
Description
본 발명은 플라이애시로부터 실리카와 뮬라이트와 같은 고품위의 유용광물을 높은 수율로 회수하는 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 입도선별 공정을 적용하여 석탄 발전소에서 폐기되는 플라이애시(Fly Ash)로부터 실리카, 뮬라이트 등의 유용광물을 높은 품질과 수율로 분리 회수하기 위한 방법에 대한 것이다.
The present invention relates to a method for recovering high-quality beneficial minerals such as silica and mullite from fly ash at a high yield, and more particularly, to a method for recovering high-quality useful minerals such as silica and mullite from a fly ash, And a method for separating and recovering useful minerals such as mullite with high quality and yield.
석탄 화력발전소에서 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. Burning pulverized coal in a coal-fired power plant generates ash as a by-product, and a large amount of coal ash discharged from a coal power plant causes severe pollution and damage to agricultural ecology and natural ecology around the power plant. Therefore, the use of coal 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 the location of the fly ash. Of these, fly ash is a by-product of power generation during coal combustion and is a fine powder spherical particle collected at the dust collector. Fly ash, which accounts for about 75 ~ 80% of the total fly ash, is formed by the melting of metals and nonmetal minerals contained in coal during the high temperature combustion process of coal-fired boilers, transformed into hollow spherical lightweight materials or porous fine powders. It has a size of about 100 μm and has pozzolan.
또한 플라이애시는 미연탄소, 자철석, 실리카, 뮬라이트 등 다양한 광물자원을 포함하고 있기 때문에 플라이애시로부터 자원을 회수하기 위한 방법들이 최근 연구되고 있으며, 국내의 경우 습식부선을 이용한 미연탄소 제거 및 포수제 개발 연구사례가 있다. Since fly ash contains various mineral resources such as unburned carbon, magnetite, silica, and mullite, methods for recovering resources from fly ash have been recently studied. In the case of domestic, the removal of unburned carbon using a wet barge and the development of a catcher There are research examples.
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 in which processes involving chemical reactions have been studied in order to recover the useful resources contained in fly ash, but there is a problem in that a separate process is required to recover the resources recovered through the chemical bonding again to the unconjugated state , There is a disadvantage that only a part of the resources contained in the fly ash is recovered.
따라서 화학적 결합을 수반하지 않으면서 연속된 일련의 공정을 통하여 플라이애시에 포함된 대부분의 자원, 특히 실리카 및 뮬라이트를 고품위로 회수할 수 있는 방법의 개발에 대한 필요성이 제기되고 있다.
Therefore, there is a need to develop a method for recovering most of the resources contained in fly ash, especially silica and mullite, through a series of processes without chemical bonding.
본 발명은 상기 언급된 종래 기술의 문제점을 개선하기 위해 제안된 것으로서, 플라이애시로부터 세노스피어, 미연탄소, 자철석, 실리카, 뮬라이트를 단계적으로 회수할 수 있을 뿐만 아니라, 화학적 결합을 이용하지 않고도 포수제와 기포제만을 사용하여 실리카 및 뮬라이트를 고품위로 회수할 수 있는 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
The present invention has been proposed in order to solve the above-mentioned problems of the prior art, and it is an object of the present invention to provide a method for recovering senosphere, unburned carbon, magnetite, silica, mullite from fly ash stepwise, And a method of recovering silica and mullite with high quality by using only a foaming agent.
상기 목적을 이루기 위해 본 발명은,According to an aspect of the present invention,
플라이애시(Fly Ash)로부터 세노스피어, 미연탄소, 자성물질, 비자성 금속성 중광물이 회수되고 남은 비자성 경광물 광액에 포수제와 기포제를 순차적으로 투입한 후 부선하여 실리카와 뮬라이트를 분리하는 단계; 및 상기 분리된 실리카와 뮬라이트를 입도선별하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라이애시로부터 고품위 유용광물을 회수하는 방법을 제공한다.Separating the silica and mullite by sequentially injecting a capturing agent and a foaming agent into the non-magnetic light mineral material liquid from which fly ash, senosphere, unburned carbon, magnetic material and non-magnetic metallic heavy material are recovered, ; And a step of sorting the separated silica and mullite. The present invention also provides a method for recovering high-quality useful minerals from fly ash.
또한, 상기 목적을 이루기 위해 본 발명은,According to another aspect of the present invention,
플라이애시와 용수를 혼합한 후 부유된 세노스피어를 회수하는 단계; 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; 및 상기 자력선별 단계에서 분리된 비자성물질을 원심비중 선별하여 금속성 중광물을 수거하는 단계; 상기 비자성 금속성 중광물이 회수되고 남은 비자성 경광물 광액의 농도를 10~30%로 조절하고, 산을 투입하여 광액의 산도를 pH 3~5로 조절하는 단계; 상기 pH가 조절된 광액에 실리카를 분리하기 위한 포수제와 기포제를 투입 후 부선하여 실리카와 뮬라이트를 분리하는 단계; 및 상기 분리된 실리카와 뮬라이트를 입도선별하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라이애시로부터 고품위 유용광물을 회수하는 방법을 제공한다. Recovering suspended Senospheres after mixing fly ash and water; Recovering the unburned carbon by adding a captive agent for separating the unburned carbon to the remaining liquid after collecting Senosphere; A magnetic force selecting step of separating the remaining liquid after collecting senescospher and unburned carbon into a magnetic material and a non-magnetic material; Collecting magnetite (Fe 3 O 4 ) by selecting centrifugal specific gravity of the magnetic material separated in the magnetic force selecting step; And collecting the metallic heavy metals by selecting centrifugal gravity of the non-magnetic material separated in the magnetic force selecting step; Adjusting the concentration of the non-magnetic light mineral material remaining after recovering the non-magnetic metallic heavy metal to 10 to 30% and adding acid to adjust the acidity of the light liquid to pH 3 to 5; Adding a trapping agent and foaming agent for separating silica into the pH-adjusted light solution, and then removing the silica and mullite by barging; And a step of sorting the separated silica and mullite. The present invention also provides a method for recovering high-quality useful minerals from fly ash.
이때, 고품위의 실리카를 회수하기 위하여 상기 실리카의 입도 선별 단계는, 상기 분리한 실리카를 습식 입도선별 하여 25㎛ 미만, 25~90㎛, 90㎛ 초과로 분리하는 단계; 및 상기 입도 분리된 실리카 광액 중 25~90㎛ 입자 광액을 미분쇄하여 회수하고, 25㎛ 미만 입자 광액은 이송펌프로 뮬라이트 입도 선별 단계로 이송하며, 90㎛ 초과 입자 광액은 폐기하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다. At this time, in order to recover the silica of high quality, the step of selecting the particle size of the silica may include separating the separated silica by less than 25 탆, 25 to 90 탆, and more than 90 탆 by selecting the wet particle size; And a step of finely pulverizing and recovering 25 to 90 mu m particle light in the particle size separated silica liquid, transferring the particle light of less than 25 mu m to a mullite particle size selecting step with a transfer pump, and discarding the 90 mu m or more particle lightwave .
또한, 고품위의 뮬라이트를 회수하기 위하여 상기 뮬라이트의 입도 선별 단계는, 상기 분리한 뮬라이트를 습식 입도선별하여 25㎛ 이하, 25㎛ 초과로 분리하는 단계; 및 상기 입도 분리된 뮬라이트 광액 중 25㎛ 이하의 입자 광액은 회수하고, 25㎛ 초과의 입자 광액은 폐기하는 단계;를 포함하는 것이 바람직하다. In order to recover the high-quality mullite, the step of selecting the size of the mullite may include separating the separated mullite into 25 탆 or smaller and 25 탆 or larger by selecting wet granules; And recovering the particle light of 25 mu m or less in the mullite-separated light and separating the particle light of 25 mu m or more.
한편, 상기 미연탄소를 분리하기 위한 포수제는 등유인 것이 바람직하며, 상기 실리카를 분리하기 위한 포수제는 아민(amine)계열 시약인 것이 바람직하다.
Meanwhile, the capturing agent for separating the unburned carbon is preferably kerosene, and the capturing agent for separating the silica is preferably an amine-based reagent.
본 발명의 입도선별을 통한 자원회수 방법은 고품위의 광물을 회수하기 위하여 화학적 결합을 거쳐야 하는 기존의 방법들과는 달리, 포수제와 기포제만을 사용하여서도 90% 이상의 품위를 가지는 실리카 및 뮬라이트의 회수가 가능하다. Unlike the conventional methods in which a chemical bond is required to recover high-quality minerals, the method of recovering resources through particle size selection of the present invention can recover silica and mullite having a durability of 90% or more even using only a catching agent and a foaming agent Do.
즉, 플라이애시로부터 세노스피어, 미연탄소, 자철석, 실리카, 뮬라이트를 단계적으로 회수할 수 있을 뿐만 아니라, 실리카 및 뮬라이트를 고품위로 회수할 수 있어 폐기되는 플라이애시의 양이 대폭 감소하므로 재활용 효율을 높이고 환경오염을 방지할 수 있다.
That is, it is possible not only to recover the senosphere, unburned carbon, magnetite, silica and mullite from the fly ash step by step, but also to recover silica and mullite with high quality, thereby significantly reducing the amount of fly ash to be discarded, Environmental pollution can be prevented.
도 1 - 입도선별을 통한 플라이애시로부터의 유용광물 회수 과정 순서도.
도 2a~2b - 입도선별 전 후의 실리카의 SEM 이미지
도 3a~3b - 입도선별 전 후의 뮬라이트의 SEM 이미지 Figure 1 - Flowchart of the recovery process of beneficial minerals from fly ash through particle size selection.
Figs. 2a-2b - SEM image of silica before and after particle sizing
3A-3B - SEM image of mullite before and after screening
이하에서는, 본 발명의 입도선별을 통하여 플라이애시로부터의 실리카 및 뮬라이트를 고품위로 회수하는 방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, a method for recovering silica and mullite from fly ash in high quality through particle size selection according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명의 유용광물 회수 방법은 도 1에 도시된 바와 같이 플라이애시(Fly Ash)로부터 세노스피어, 미연탄소, 자성물질, 비자성 금속성 중광물이 회수되고 남은 비자성 경광물 광액에 포수제와 기포제를 순차적으로 투입한 후 부선하여 실리카와 뮬라이트를 분리하는 단계, 및 상기 분리된 실리카와 뮬라이트를 입도선별하는 단계를 포함한다. As shown in FIG. 1, the beneficial mineral recovery method of the present invention is a method for recovering minerals from a fly ash, which comprises withdrawing senospheres, unburned carbon, magnetic materials and non-magnetic metallic heavy metals, And then separating silica and mullite from each other, and sorting the separated silica and mullite.
이때, 고품위의 실리카를 회수하기 위하여 상기 실리카의 입도 선별 단계는, 상기 분리한 실리카를 습식 입도선별 하여 25㎛ 미만, 25~90㎛, 90㎛ 초과로 분리하는 단계, 및 상기 입도 분리된 실리카 광액 중 25~90㎛ 입자 광액을 미분쇄하여 회수하고, 25㎛ 미만 입자 광액은 이송펌프로 뮬라이트 입도 선별 단계로 이송하며, 90㎛ 초과 입자 광액은 폐기하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다. The step of selecting the size of the silica to recover the high quality silica may include separating the separated silica into a size of less than 25 탆, 25 to 90 탆 and more than 90 탆, It is preferable to include a step of finely grinding and recovering 25 to 90 mu m particle light, transferring the particle light of less than 25 mu m to the mullite particle size selecting step by using a transfer pump, and discarding the 90 mu m or more particle lightwave.
상기 25㎛ 미만의 실리카에는 구형의 뮬라이트 입자 조성이 대부분을 차지하므로 이를 뮬라이트 입도선별 공정으로 이송함으로써 뮬라이트의 품위 및 회수율을 높일 수 있다. 또한, 상기 90㎛ 초과의 실리카에는 불순물이 포함된 저품위의 실리카가 다량 함유되므로 폐기하는 것이 바람직하며, 이에 반하여 25~90㎛ 입도의 실리카는 고품위의 비구형 실리카 입자의 함량이 높아 미분쇄하여 사용할 경우 제품으로의 활용도가 제일 높다. Since the spherical mullite particle composition accounts for most of the silica having a particle size of less than 25 탆, it can be transferred to a mullite particle sorting process to improve the quality and recovery rate of mullite. It is preferable to discard silica having a particle size of 25 to 90 mu m because the silica having a particle size of 25 to 90 mu m has a high content of high-quality non-spherical silica particles. If the product is used as the highest.
또한, 고품위의 뮬라이트를 회수하기 위하여 상기 뮬라이트의 입도 선별 단계는, 상기 분리한 뮬라이트를 습식 입도선별하여 25㎛ 이하, 25㎛ 초과로 분리하는 단계, 및 상기 입도 분리된 뮬라이트 광액 중 25㎛ 이하의 입자 광액은 회수하고, 25㎛ 초과의 입자 광액은 폐기하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다. In order to recover the high-quality mullite, the step of selecting the size of the mullite comprises the steps of separating the separated mullite into 25 탆 or smaller and 25 탆 or larger of the wet granules, Preferably, the particle light liquid is recovered, and the particle light liquid having a particle size exceeding 25 mu m is discarded.
상기 25㎛ 이하의 뮬라이트에는 고품위의 구형 뮬라이트 입자자의 함량이 높아 제품으로의 활용도가 높으나, 25㎛ 초과의 뮬라이트에는 불순물이 포함된 저품위의 뮬라이트가 다량 함유되어 폐기하는 것이 바람직하다. The mullite having a particle size of 25 μm or less has a high content of high-quality spherical mullite particles and is highly utilized as a product. However, it is preferable that mullite having a particle size exceeding 25 μm contains a large amount of low-grade mullite containing impurities.
이와 같은 과정을 통하여 고품위의 광물을 회수하기 위하여 화학적 결합을 거쳐야 하는 기존의 방법들과는 달리, 포수제와 기포제만을 사용하여서도 90% 이상의 품위를 가지는 실리카 및 뮬라이트의 회수가 가능하다.Unlike the conventional methods which require chemical bonding to recover high-quality minerals through such a process, it is possible to recover silica and mullite having a durability of 90% or more even using only a catching agent and a foaming agent.
도 2a~2b는 입도선별 전후의 실리카의 SEM 이미지로서, 25~90㎛의 입도를 가지는 실리카가 입도선별 전에 비하여 불순물이 거의 없는 높은 품위를 가지는 것을 알 수 있다. 도 3a~3b는 입도선별 전후의 뮬라이트의 SEM 이미지로서, 실리카와 마찬가지로 25㎛ 이하의 입도를 가지는 뮬라이트가 입도선별 전에 비하여 불순물이 거의 없는 높은 품위를 가지는 것을 확인할 수 있다.
FIGS. 2A and 2B are SEM images of silica before and after the particle size selection, and it can be seen that silica having a particle size of 25 to 90 μm has a higher quality with almost no impurities compared to that before particle size selection. FIGS. 3A and 3B are SEM images of mullite before and after sorting, and it can be confirmed that mullite having a particle size of 25 μm or less like silica has a high quality without impurities compared with that before sorting.
한편, 본 발명의 입도선별을 통한 유용광물 회수방법은 플라이애시로부터 세노스피어, 미연탄소, 자철석, 실리카, 뮬라이트를 단계적으로 회수함과 동시에 실리카 및 뮬라이트를 고품위로 회수하기 위하여, 플라이애시와 용수를 혼합한 후 부유된 세노스피어를 회수하는 단계, 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, 및 상기 자력선별 단계에서 분리된 비자성물질을 원심비중 선별하여 금속성 중광물을 수거하는 단계, 상기 비자성 금속성 중광물이 회수되고 남은 비자성 경광물 광액의 농도를 10~30%로 조절하고, 산을 투입하여 광액의 산도를 pH 3~5로 조절하는 단계, 상기 pH가 조절된 광액에 실리카를 분리하기 위한 포수제와 기포제를 투입 후 부선하여 실리카와 뮬라이트를 분리하는 단계, 및 상기 분리된 실리카와 뮬라이트를 입도선별하는 단계를 포함할 수 있다. Meanwhile, in the method for recovering beneficial minerals through particle selection according to the present invention, in order to recover senosphere, unburned carbon, magnetite, silica and mullite from fly ash step by step and to recover silica and mullite with high quality, fly ash and water Recovering suspended semen spheres, recovering unburned carbon by adding a trapping agent for separating unburned carbon to the remaining liquid after collecting senescosphere, recovering the remaining liquid after recovering senescospher and unburned carbon, Separating the magnetic material separated in the magnetic force selecting step to recover the magnetite (Fe 3 O 4 ) by sorting the centrifugal specific gravity, and separating the non-magnetic material separated in the magnetic force selecting step by centrifugal gravity sorting Collecting metallic heavy metals, recovering the non-magnetic metallic heavy metals and recovering the remaining non- Adjusting the pH of the optical solution to a pH of 3 to 5 by adding an acid to the solution, adjusting the pH of the solution to 10 to 30%, adding a trapping agent and a foaming agent for separating the silica into the pH- Separating the separated silica and mullite, and sorting the separated silica and mullite.
이를 자세히 살펴보면, 먼저 급광 품질의 균일화를 위해 수 개의 대형 사일로를 설치해 각 사일로로부터 일정량의 플라이애시를 배출하여 용수와 혼합하는 것이 바람직하며, 일 실시예로 용수 70-80wt%, 플라이애시 20-30wt%가 되도록 농도를 조절 한 후 상기 광액을 이송펌프를 이용하여 컨디셔너에서 부유선별기로 이송한다. In detail, it is preferable that several large silos are installed to uniformize the quality of the light emission, and a certain amount of fly ash is discharged from each silo and mixed with the water. In one embodiment, 70-80wt% of water, 20-30wt of fly ash %, And the optical fluid is transferred from the conditioner to the floating separator by using the 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. The senospheres contained in the optical fluids float because they are filled with CO 2 or N 2 gas and have a density lower than that of water. Thus, when the suspended Senospheres are skimmed and dehydrated and dried, Senospheres can be obtained.
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.The senosphere is recovered and the remaining liquid is transferred to a floating separator. Then, a trapping agent is added to the flue gas for 3 minutes, and the unburned carbon can be recovered through dehydration and drying. Kerosene can be used as a catching agent to float unburned carbon. When Kerosene is used, it is required to add about 3kg / ton. When kerosene is used, 200g / ton of Kerosene can be added. (Kerosene) is preferably used. Particularly, when a small amount of oleic acid and polyphenol are added to waste oil, kerosene, waste cooking oil, or a mixture thereof used as a trapping agent used in the above step, more effective recovery of unburned carbon and soot can be achieved.
만일 미연탄소가 제거되지 않고 남아있는 경우 회수되는 자원의 순도를 떨어트리게 되므로 효과적으로 미연탄소가 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 the unburned carbon remains unremoved, the purity of the recovered resources is lowered, so that the unburned carbon must be effectively removed. In the case of separating the unburned carbon according to the wet method, unlike the conventional dry method, The carbon can be recovered to be 1 wt% or less. Particularly, when a reagent containing 40 wt% of waste oil, 40 wt% of waste cooking oil, 6 wt% of oleic acid ethanol and 4 wt% of polyphenol was used as a captive agent, the content of unburned carbon in the remaining optical fluid was found to be 0.1 wt% , Thereby enabling high-quality resource recovery.
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 도모할 수 있다. According to the above steps, the synovepheres are separated from the unburned carbon, and the remaining liquid is transferred to a tail tank using a transfer pump, and then separated into a magnetic material and a non-magnetic material using a high gradient wet magnetic separator. The magnetic separator can be divided into a dry type and a wet type depending on the medium medium. In the present invention, since a process of separating the senosphere and the unburned carbon is performed in a state where the fly ash and water are mixed, a wet type magnetic separator So that economical efficiency can be achieved.
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 force selection process is separated into centrifugal grains, and the magnetite (Fe 3 O 4 ) as a heavy material is separated, dehydrated, dried and recovered. The magnetic purity of the magnetite (Fe 3 O 4 ) can be improved to 50 wt% or more by further selecting the centrifugal specific gravity after magnetic force selection.
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 force selection process is separated into centrifugal grains to separate metallic heavy metals, and then dehydrated, dried and recovered. The metallic heavy metals obtained in the step of selecting the centrifugal specific gravity are hematite (Fe 2 O 3 ), Ca, Mg, Ti and the like. By selecting the magnetic force and sorting the centrifugal gravity as described above, it is possible to collect the heavy material by dividing it into the magnetic material and the non-magnetic material.
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 steps, the light mineral material from which the senosphere, unburned carbon, magnetite (Fe 3 O 4 ) and metallic heavy material are removed is transferred to a floating separator to adjust the concentration of the light to be about 20 wt% The pH is adjusted to 3-5 to suit the barge of silica. Although various kinds of acids can be used, sulfuric acid is preferably used in terms of safety.
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. The silica and mullite are separated by sequential charging of the catching agent and foaming agent to sieve the silica in the light liquid through the pH control step, at intervals of about 2 minutes, and then by barging for 8 to 12 minutes. The silica is recovered by sulphonation, and mullite is present in the remaining light.
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.As a catching agent for the strand of silica, an amine-based reagent can be used. Specifically, 'AkzoNobel' manufactured by the manufacturer, 'LILA float (product name)' of Min N June Chemical, an import and sales agent, Armac- # 18 (trade name). Further, in addition to the above reagents, various reagents having excellent adhesion to silica can be used. When using LILA float as catcher, about 200g / ton is added. When using MIBC (methyl isobutyl carbinol) as foam, about 80g / ton is added. Since the amount of the catching agent and the amount of the foaming agent is one embodiment, the present invention can be modified without departing from the gist of the invention.
상기와 같이 분리된 실리카와 뮬라이트는 입도선별하는 단계를 거치게 되며, 상세한 내용은 앞서 살펴본 바와 동일하다. The silica and mullite separated as described above are subjected to grading step and the details are the same as described above.
상기와 같은 연속된 단계를 통해 초기 공급된 플라이애시로부터 세노스피어, 미연탄소, 자철석(Fe3O4), 금속성 중광물, 실리카, 뮬라이트를 간단한 공정을 통하여 고품위 및 고효율로 회수할 수 있다. Through such a continuous process, it is possible to recover Senosphere, unburned carbon, magnetite (Fe 3 O 4 ), metallic heavy metal, silica, and mullite from a fly ash supplied at an early stage through a simple process at high quality and high efficiency.
세노스피어는 플라이애시 전체 중량의 약 1-2wt% 정도를 차지하며, 본 발명의 방법에 의해 순도 100wt%에 가까운 세노스피어를 회수할 수 있으며, 경량성, 절연성, 내화학성, 보온성 등이 우수하여 신 재료로 널리 사용되고 있다.The senescospher occupies about 1-2 wt% of the total weight of the fly ash, and can recover the senescosphere close to 100 wt% purity by the method of the present invention, and is excellent in light weight, insulation, chemical resistance, It is widely used as a new material.
또한 실리카는 플라이애시 전체 중량의 약 30wt% 내외를 차지하며, 본 발명에 의해 회수되는 실리카의 순도는 약 90wt% 이상이다.Also, the silica accounts for about 30 wt% or more of the total weight of the fly ash, and the purity of the silica recovered by the present invention is about 90 wt% or more.
뮬라이트는 플라이애시 전체 중량의 약 45wt% 내외를 차지하며, 본 발명의 방법에 의하면 약 90wt% 이상의 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 accounts for about 45 wt% of the total weight of the fly ash, and according to the method of the present invention, mullite having a purity of about 90 wt% or more can be recovered. In particular, mullite is a refractory material of silica alumina type, has a composition of 3Al 2 O 3 2SiO 2 , and can withstand temperatures of 1800 ° C or higher, thus being highly useful as a refractory material for an electric furnace. The amount recovered by the present invention is high in economic value because it is produced naturally but is small in amount present in nature.
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, most of the resources contained in the fly ash can be separated and recovered, thereby significantly reducing the amount of fly ash to be discarded, thereby enhancing the 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 (8)
상기 pH가 조절된 광액에 실리카를 분리하기 위한 아민(amine) 계열의 포수제와 기포제를 순차적으로 투입한 후, 실리카를 부선시켜 회수함으로써 실리카와 뮬라이트를 분리하는 단계; 및
상기 분리된 실리카와 뮬라이트를 입도선별하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라이애시로부터 고품위 유용광물을 회수하는 방법.Controlling the acidity of the non-magnetic light mineral light remaining from the fly ashes to recover the senosphere, unburned carbon, magnetic material, and non-magnetic metallic heavy metal to pH 3 to 5;
Sequentially injecting an amine-based trapping agent and a foaming agent for separating silica into the pH-adjusted light solution, separating the silica and mullite by withdrawing the silica by sluicing; And
Sorting the separated silica and mullite;
And recovering the high-quality beneficial minerals from the fly ash.
상기 실리카의 입도 선별 단계가,
상기 분리한 실리카를 습식 입도선별 하여 25㎛ 미만, 25~90㎛, 90㎛ 초과로 분리하는 단계; 및
상기 입도 분리된 실리카 광액 중 25~90㎛ 입자 광액을 미분쇄하여 회수하고, 25㎛ 미만 입자 광액은 이송펌프로 뮬라이트 입도 선별 단계로 이송하며, 90㎛ 초과 입자 광액은 폐기하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라이애시로부터 고품위 유용광물을 회수하는 방법.The method according to claim 1,
Wherein the step of selecting the particle size of the silica comprises:
Separating the separated silica by less than 25 [mu] m, 25 to 90 [mu] m, and more than 90 [mu] m by selecting wet particles; And
Separating the silica liquid with a particle size of 25 to 90 占 퐉 into fine powder and recovering the liquid; discharging the particles having a particle size of less than 25 占 퐉 to a mullite particle sorting step using a transfer pump;
And recovering the high-quality beneficial minerals from the fly ash.
상기 뮬라이트의 입도 선별 단계가,
상기 분리한 뮬라이트를 습식 입도선별하여 25㎛ 이하, 25㎛ 초과로 분리하는 단계; 및
상기 입도 분리된 뮬라이트 광액 중 25㎛ 이하의 입자 광액은 회수하고, 25㎛ 초과의 입자 광액은 폐기하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라이애시로부터 고품위 유용광물을 회수하는 방법.The method according to claim 1,
Wherein the particle size selection step of the mullite comprises:
Separating the separated mullite at a wet particle size of 25 mu m or less and more than 25 mu m; And
Recovering a particle light liquid having a particle size of 25 mu m or less and discarding a particle light liquid having a particle size of more than 25 mu m among the particle-separated mullite lightwaves;
And recovering the high-quality beneficial minerals from the fly ash.
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;
상기 비자성 금속성 중광물이 회수되고 남은 비자성 경광물 광액의 산도를 pH 3~5로 조절하는 단계;
상기 pH가 조절된 광액에 실리카를 분리하기 위한 아민(amine) 계열의 포수제와 기포제를 순차적으로 투입한 후, 실리카를 부선시켜 회수함으로써 실리카와 뮬라이트를 분리하는 단계; 및
상기 분리된 실리카와 뮬라이트를 입도선별하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라이애시로부터 고품위 유용광물을 회수하는 방법.Recovering suspended Senospheres after mixing fly ash and water;
Recovering the unburned carbon by adding a captive agent for separating the unburned carbon to the remaining liquid after collecting Senosphere;
A magnetic force selecting step of separating the remaining liquid after collecting senescospher and unburned carbon into a magnetic material and a non-magnetic material;
Collecting magnetite (Fe 3 O 4 ) by selecting centrifugal specific gravity of the magnetic material separated in the magnetic force selecting step;
Collecting the metallic heavy metals by selecting centrifugal gravity of the non-magnetic material separated in the magnetic force selecting step;
Adjusting the acidity of the non-magnetic light mineral material remaining after the non-magnetic metallic heavy metal is recovered to a pH of 3 to 5;
Sequentially injecting an amine-based trapping agent and a foaming agent for separating silica into the pH-adjusted light solution, separating the silica and mullite by withdrawing the silica by sluicing; And
Sorting the separated silica and mullite;
And recovering the high-quality beneficial minerals from the fly ash.
상기 실리카의 입도 선별 단계가,
상기 분리한 실리카를 습식 입도선별 하여 25㎛ 미만, 25~90㎛, 90㎛ 초과로 분리하는 단계; 및
상기 입도 분리된 실리카 광액 중 25~90㎛ 입자 광액을 미분쇄하여 회수하고, 25㎛ 미만 입자 광액은 이송펌프로 뮬라이트 입도 선별 단계로 이송하며, 90㎛ 초과 입자 광액은 폐기하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라이애시로부터 고품위 유용광물을 회수하는 방법.5. The method of claim 4,
Wherein the step of selecting the particle size of the silica comprises:
Separating the separated silica by less than 25 [mu] m, 25 to 90 [mu] m, and more than 90 [mu] m by selecting wet particles; And
Separating the silica liquid with a particle size of 25 to 90 占 퐉 into fine powder and recovering the liquid; discharging the particles having a particle size of less than 25 占 퐉 to a mullite particle sorting step using a transfer pump;
And recovering the high-quality beneficial minerals from the fly ash.
상기 뮬라이트의 입도 선별 단계가,
상기 분리한 뮬라이트를 습식 입도선별하여 25㎛ 이하, 25㎛ 초과로 분리하는 단계; 및
상기 입도 분리된 뮬라이트 광액 중 25㎛ 이하의 입자 광액은 회수하고, 25㎛ 초과의 입자 광액은 폐기하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라이애시로부터 유용광물을 회수하는 방법.5. The method of claim 4,
Wherein the particle size selection step of the mullite comprises:
Separating the separated mullite at a wet particle size of 25 mu m or less and more than 25 mu m; And
Recovering a particle light liquid having a particle size of 25 mu m or less and discarding a particle light liquid having a particle size of more than 25 mu m among the particle-separated mullite lightwaves;
≪ / RTI > characterized in that the method comprises recovering the beneficial minerals from fly ash.
상기 미연탄소를 분리하기 위한 포수제가 등유인 것을 특징으로 하는 플라이애시로부터 유용광물을 회수하는 방법.5. The method of claim 4,
Wherein the catcher for separating the unburned carbon is kerosene.
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