KR20030089109A - 중석광산 폐광미의 무해화 및 재활용을 위한 처리 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 중석광산 폐광미(廢鑛尾)의 무해화 및 재활용을 위한 처리 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 중석광산 폐광미 중에 함유된 유해 금속광물을 물리적으로 분리하여 제거하고, 무해한 비금속광물은 고도 선별 처리를 통하여 각 광물별, 특성별로 분리하여 다시 산업원료로 재활용하도록 하는 처리 방법에 관한 것이다.
이를 위하여 본 발명은 중석광산 폐광미를 벨트콘베어(belt conveyor)를 사용하여 혼합기(mixer)로 이송하여 균질하게 혼합하는 균질혼합단계(S100); 상기 혼합물을 물과 함께 조건조에 투입하여 광액을 제조하는 광액제조단계(S200); 상기 광액을 폐광미의 각종 혼입물을 제거하도록 일정크기의 스크린을 통과시킨 후 샌드펌프를 이용하여 나선형 비중선별기에 투입하여 금속광물과 비금속광물을 분리하는 비중선별단계(S300); 상기 비중선별단계에서 분리ㆍ선별된 저비중의 비금속광물에 대하여 농축 및 탈수시키는 농축탈수단계(S400); 상기 농축탈수된 케이크를 로우터리 드라이어를 이용하여 건조시키는 건조단계(S500); 상기 건조단계에서 형성된 덩어리진 산물을 일정크기의 스크린이 부착된 햄머 크러셔로 해쇄시키는 해쇄단계(S600); 상기 해쇄된 산물을 공기분급기를 이용하여 일정입도를 기준으로 미립광물과 조립광물로 분리시키는 입도분리단계(S700); 및 상기 분리단계에서 분리된 기분입도 이상의 조립광물을 자력선별기를 사용하여 자성광물과 비자성 광물을 분리ㆍ선별하는 자력선별단계(S800);로 이루어져 구성된다.
상기와 같은 본 발명을 통해 분리ㆍ선별된 비자성광물은 유리원료, 경량콘크리트 및 몰탈시멘트 원료로, 자성광물은 소성벽돌, 기와, 타일 등과 같은 세라믹스 제품의 바디 및 무늬용 재료로, 미립 광물은 유약원료, 세라믹스재료, 공업용 충전재, 경량골재, 시멘트 혼화재 등으로 이용되며, 본 발명을 통해 폐광미를 물리적으로 선별ㆍ처리하여 유해물질을 선택적으로 분리ㆍ제거함으로써 오염원을 완전히 격리ㆍ무해화시키는 효과가 있으며, 오염원이 제거된 물질은 각 광물별, 특성별로 분리하여 산업원료 소재로 재활용할 수 있다.
Description
본 발명은 중석광산 폐광미(廢鑛尾)의 무해화 기술 및 회수산물의 이용을 위한 처리 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 중석광산 폐광미 중에 함유된 유해 금속광물을 물리적으로 분리하여 제거하고, 무해한 비금속광물은 고도 선별 처리를 통하여 각 광물별, 특성별로 분리하여 다시 산업원료로 재활용하도록 하는 중석광산 폐광미의 무해화 및 재활용을 위한 처리 방법에 관한 것이다.
일반적으로 폐광미로부터의 환경오염을 저감시키기 위한 처리방법은 폐기물을 토양, 지하수, 지표수 등으로부터 차단하는 매립처리 방법과 침출수로부터 유해성분을 흡착ㆍ분리하여 침출수를 무해화하는 방법 등으로 분류할 수 있다.
이에 국내의 폐광미 처리방법으로는 대부분 매립처리방법이 사용되고 있는 실정이며, 이에 반하여 외국의 경우는 폐광미 적치장의 오염상태를 엄밀히 파악하여 폐기물 중에 함유된 유해성분을 격리시키고 최종적으로 차단형 매립과 같은 환경 친화적인 안정화 처리를 적용하고 있다.
매립처리 방법은 폐기물 적치장 주변에서 단기간 내에 폐기물을 차단 매립함으로써 무해화시킬 수 있다는 장점이 있으나, 매립장 부지의 활용이 어렵고, 차단 매립 재료의 수명에 따라, 일정기간 후에는 재처리해야 하는 문제점이 있다.
침출수의 무해화 처리방법 또한 특정 유해성분을 제거함으로 유출수의 무해화에는 유용한 방법이나 오염원의 제거가 근본적으로 이루어지지 않는 한 계속적인 공정의 운용을 필요로 하는 문제점을 내포하고 있는 실정이다.
본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해소하기 위하여 창출된 것으로서,
본 발명의 주목적은 폐광미를 구성하고 있는 광물들의 광물학적, 물리ㆍ화학적 특성을 규명하여 환경적으로 유해한 금속광물들과 무해한 비금속광물들을 물리적 방법에 의해 분리ㆍ선별함으로써 폐광미를 무해화시킬 수 있는 방법과 상기 방법에 의해 회수된 무해한 비금속광물을 다시 광종별, 특성별로 선택적으로 분리ㆍ회수할 수 있는 단순하면서도 경제적인 기술과 공정을 제시함으로써 회수된 유용광물들은 부가가치가 높은 산업 원료소재로 적절히 이용할 수 있도록 하는 처리 방법을 제공하려는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 폐광미의 처리 및 활용에 있어서 종래 기술의 불합리한 점을 개선하여 폐기물을 무해화시키는 환경적인 측면과 폐기물의 재활용에 따른 경제적인 측면을 동시에 충족시고자 하려는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 재활용을 위한 처리시설확보 및 운용에 일정기간이 소요되지만 오염원을 원척적으로 제거할 수 있고 재활용에 의한 완전 무해화 및 재자원화가 가능하게 함으로서 환경자원을 보호하려는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 회수되는 각종 유용 자원들을 각종 세라믹스 제품의 원료 소재로 이용토록 하여 세라믹스 제품 제조업체의 경쟁력을 제고시키려는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 광산개발에 따른 주변 환경의 오염 방지뿐만 아니라 부존자원의 유효 보전 측면에서도 유용한 방법을 제공하려는 데 있다.
도 1은 본 발명의 폐광미의 처리과정을 보여주는 공정도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
S100균질혼합단계S200광액제조단계
S300비중선별단계S400농축탈수단계
S500건조단계S600해쇄단계
S700입도분리단계S800자력선별단계
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 중석광산 폐광미를 벨트콘베어를 사용하여 혼합기(mixer)로 이송하여 균질하게 혼합하는 균질혼합단계(S100);와 상기 혼합물을 물과 함께 조건조에 투입하여 광액을 제조하는 광액제조단계(S200);와 상기 광액을 폐광미의 각종 혼입물을 제거하도록 일정크기의 스크린을 통과시킨 후 샌드펌프를 이용하여 나선형 비중선별기에 투입하여 금속광물과 비금속광물을 분리하는 비중선별단계(S300);와 상기 비중선별단계에서 분리ㆍ선별된 저비중의 비금속광물에 대하여 농축 및 탈수시키는 농축탈수단계 (S400);와 상기 농축탈수된 케이크를 로우터리 드라이어를 이용하여 건조시키는 건조단계(S500);와 상기 건조단계에서 형성된 덩어리진 산물을 일정크기의 스크린이 부착된 햄머 크러셔로 해쇄시키는 해쇄단계(S600);와 상기 해쇄된 산물을 공기분급기를 이용하여 일정입도를 기준으로 미립광물과 조립광물로 분리시키는 입도분리단계(S700); 및 상기 분리단계에서 분리된 기분입도 이상의 조립광물을 자력선별기를 사용하여 자성광물과 비자성 광물을 분리ㆍ선별하는 자력선별단계(S800);로 이루어져 구성된다.
이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 중석광산 폐광미의 무해화 및 재활용을 위한 처리 방법에 대하여 설명하고자 한다.
여기서 도1은 본 발명의 폐광미의 처리과정을 보여주는 공정도이다.
하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이며, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려야 할 것이다.
본 발명에서의 처리하고자 하는 중석광산 폐광미를 구성하고 있는 주요 물질들은 석영 광물 46%, 운모 광물 17%, 각섬석 광물 12%, 녹니석 광물 10%, 휘석 광물 10%, 방해석 광물 4% 등과 같은 비금속광물과 황철석, 회중석, 섬아연석, 자철석 등과 같은 금속광물이 1% 미만 함유되어 있다. 입자의 크기는 선광 과정에서 파ㆍ분쇄를 실시하였으므로 0.5mm 이하이다. 이들 광물 중 금속광물은 산화 및 환원반응 등으로 중금속이 용출되므로 지하수, 강이나 하천, 토양 등에 중금속이 누적되어 주변 환경을 오염시키는 반면, 비금속 광물은 화학적으로 안정하며 환경적으로 무해한 물질이나 분진의 비산 유실 등에 의하여 환경을 오염시키는 오염원이 되고 있다.
첨부된 도1에서와 같이 중석광산 폐광미 중 미량 함유되어 있으나 주된 환경 오염원이 되는 금속광물을 분리하고 비금속광물을 재활용하기 위하여 불균일한 상태로 적치되어 있는 폐광미를 다수의 벨트콘베어(belt conveyor)를 사용하여 혼합기(mixer)로 이송하여 균질하게 혼합한 후 이를 물과 함께 조건조에 투입하여 15∼25wt.% 정도의 광액을 제조한다.
상기 제조된 광액을 폐광미의 매립이나 유지ㆍ관리과정에서 혼입된 자갈, 쇄석, 나무뿌리 등과 같은 혼입물을 제거하기 위하여 체목크기 5mm의 스크린을 통과시킨 후 샌드펌프(sand pump)를 이용하여 다음 그림1과 같은 나선형 비중선별기에 투입하여 금속광물과 비금속광물을 분리한다.
여기에서, 상기 나선형 비중선별기를 이용한 비중선별 단계를 상세히 설명하면, 먼저 폐광미의 특성을 조사한 결과 금속광물은 비중이 5.0 이상으로 높은 반면, 비금속광물은 비중이 3.5 이하로 낮은 특성에 착안하여 나선형 비중선별기를 사용한 비중선별법에 의해 폐광미로부터 금속광물을 분리, 무해화하는 방법을 채택하게 되었다. 따라서, 비중이 높은 금속광물과 비중이 낮은 비금속광물이 혼재된 폐광미 광액을 원호상의 통을 수직축에 나선형으로 감아 놓은 것과 같은 형상의 나선형 비중선별기에 흘려보내면 원심력과 물의 작용으로 비중이 낮은 비금속광물은 통의 외주를 돌아서 내려오고, 비중이 높은 금속광물은 통의 내주에 모여서 내려오게 되므로 금속광물과 비금속광물이 서로 분리된다.
<그림1> 나선형 비중선별기
상기 비중선별 단계에서 분리ㆍ선별된 저비중의 비금속광물은 물을 많이 함유하므로 침강제를 투여하여 시크너(thickner)에서 농축시키고, 상기 농축된 슬러리를 프레스필터(press filter)를 통해 탈수시킨 케이크(cake) 상태를 다시 로터리 드라이어(rotary dryer)로 건조시킨 후 덩어리진 산물을 체목크기 0.6mm의 스크린이 부착된 햄머 크러셔(hammer crusher)로 해쇄시킨다.
상기 해쇄단계에서의 비금속광물은 무해한 물질로 별도 처리없이 탈수를 거친 케이크 상태나 햄머크러셔로 해쇄한 파우더 상태로서 소성벽돌, 기와, 타일 등과 같은 세라믹스 바디용 소재나 시멘트 혼화재료 등으로 활용할 수 있다.
상기 해쇄단계를 통해 산출되는 파우더 상태의 비금속 광물에는 각종 광물들이 혼합되어 있는데, 이러한 비금속 광물을 특성별, 광물별로 분리하면 부가가치가 높은 특화된 원료소재로 제조할 수 있다. 이를 위하여 공기분급기를 이용하여 입도 325멧시(mesh, 43㎛)를 기준으로 미립광물과 조립광물로 분리시킨다.
상기중 325멧시(mesh, 43㎛) 이하의 미립광물에는 운모 광물, 녹니석 광물 등이 많이 함유되어 있는데, 이 산물은 가소성, 내화도, 소성색상 등 세라믹스 원료로 우수한 물성을 갖고 있으므로 다공성 경량 건자재, 유약, 시멘트 혼화재 등과 같은 세라믹스 원료소재와 또한 입자크기가 매우 미세하므로 공업용 충전제로 활용할 수 있다.
또 325멧시(mesh, 43㎛) 이상의 조립광물은 그림2와 같이 10,000∼20,000 가우스(gauss)의 고자력 영구자석을 이용한 자력선별기를 사용하여 자성광물과 비자성 광물을 분리ㆍ선별하는 단계를 취한다.
비자성 광물은 대부분 석영광물로 실리카 품위가 높으므로 유리공업, 경량기포콘크리트(ALC), 몰탈시멘트 등의 실리카 원료소재로 활용할 수 있으며, 자성광물은 세라믹스 원료소재로 여러 가지의 우수한 물성을 갖고 있어 부가가치가 높은 세라믹스 제품의 무늬용 원료 소재로 활용할 수 있다.
<그림2> 자력선별 장치
이하 바람직한 실시예를 통하여 본 발명의 작용 및 효과를 설명하고자 한다.
(실시 예)
실제 중석광산 폐광미를 본 발명의 물리적, 선별ㆍ처리방법을 적용하여 처리한 결과, 비중선별에 의하여 분리ㆍ선별된 금속광물과 비금속광물의 중량비 및 성분은 다음의 <표 1>과 같이 금속광물로 1.61wt.%가 분리되었으며, 이 산물에는 중금속을 포함한 금속성분들이 다량 농축되어 있음을 확인할 수 있었다.
<표 1>
비중선별에 의하여 분리ㆍ선별된 금속광물과 비금속광물의 특성.
| 물성 ＼ 산물 | 폐광미 | 금속광물 | 비금속광물 | ||
| 중량비(wt.%) | 100.00 | 1.61 | 98.39 | ||
| 화학성분조성 | SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOK2ONa2O | 단위:wt.% | 62.478.4511.207.641.851.89<0.1 | 41.733.0327.2015.411.280.40<0.1 | 62.818.5410.947.511.861.91<0.1 |
| MnCoCrNiCuPbZnAsCd | 단위:ppm | 2,800293919592413736<1 | 17,4001451581351,2361421,3321,316<1 | 2,561273717402211715<1 |
본 발명은 이러한 금속산물을 분리ㆍ선별함으로써 폐광미를 원천적으로 무해화시키고자 하는 것으로 상기 분리된 금속광물과 비금속 광물에 대하여 중금속 용출시험을 실시하여 환경안정성을 입증하고자 하였다.
여기서 용출시험은 국내에서 폐기물을 분류할 때 사용하는 폐기물 공정 시험법과 미국에서 매립시 폐기물의 용출여부를 결정하는 EPT법, 오염물질의 이동성을 결정하는 TCLP법, 산성비에 의한 중금속 침출을 모사하는 MEP법 등을 사용하였으며 용출실험의 결과는 <표 2>와 같다.
상기와 같은 용출시험 결과 폐기물 공정 시험법에서는 모든 산물에서 중금속이 용출되지 않았으며, EPT, TCLP, MEP법에서는 폐광미에서 중금속들이 미량 용출 되었으나, 폐광미에서 금속광물은 분리한 비금속광물에서는 중금속이 전혀 용출되지 않아 환경적으로 무해한 산물임이 입증되었다.
<표 2>
비중선별에 의한 분리ㆍ선별된 금속광물과 비금속광물의 중금속 용출 특성.
| 폐광미 | 금속광물 | 비금속광물 | ||
| 폐기물공정시험법(단위:ppm) | CuPbZnNiCrCdAs | 0000000 | 0000000 | 0000000 |
| EPT법(단위:ppm) | CuPbZnNiCrCdAs | 0.10.30.80.200.10 | 0.21.12.10.500.12.3 | 0000000 |
| TCLP(단위:ppm) | CuPbZnNiCrCdAs | 00.10.20.1000 | 00.31.50.200.10.8 | 0000000 |
| MEP법(단위:ppm) | CuPbZnNiCrCdAs | 0.10.31.60.200.10.4 | 0.31.33.40.600.237.8 | 0000000 |
폐광미에서 분리ㆍ회수된 비금속광물을 분급과 자력선별을 실시하여 광물별, 특성별로 분리ㆍ선별한 각 산물의 특성은 다음의 <표 3>과 같다.
표에서 알 수 있는 것처럼 미립광물의 경우, 51.90wt.%가 분리ㆍ선별되는데 이 산물은 입자크기가 매우 미세하며 운모, 각섬석, 휘석, 녹니석 광물 등이 많이 함유되어 있는 특성을 보였다. 비자성광물은 주로 석영광물로 구성되어 있으며 실리카 품위가 높은 특징을 나타내었다. 또 자성광물은 운모, 각섬석, 휘석, 녹니석 광물들이 다량 함유되어 있었으며 철분 함유량이 높은 특성을 보였다.
<표 3>
비금속 광물에 대해 분급, 자력선별을 실시하여 분리ㆍ선별한 산물의 특성.
| 물성 ＼ 산물 | 비금속광물 | 미립광물 | 비자성광물 | 자성광물 | |
| 중량비(wt.%) | 100.00 | 51.90 | 17.28 | 29.21 | |
| 입자크기 | 0.5mm이하 | 43㎛이하 | 0.5mm이하43㎛이상 | 0.5mm이하43㎛이상 | |
| 구성광물% | 석영광물운모광물각섬석광물휘석광물녹니석광물방해석광물 | 45.717.112.410.410.34.0 | 40.518.713.511.312.07.0 | 86.49.93.0-0.20.4 | 33.419.416.715.513.91.1 |
| 화학성분조성 | SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOK2ONa2O | 62.818.5410.947.511.861.91<0.1 | 59.389.5912.127.812.182.26<0.1 | 85.115.212.003.720.501.04<0.1 | 57.318.5313.899.042.061.82<0.1 |
폐광미에서 분리ㆍ선별한 산물들은 세라믹스 원료소재로 사용하기 위하여 시편을 제작하여 소성 실험한 결과, 각 산물들의 특성은 <표 4>와 같았다.
상기와 같은 소성실험 결과 각 산물들은 단독 또는 타 원료와 혼합하여 소성하였을 때 소성 색상이 특이하고, 물성이 양호하여 고급 세라믹스 원료소재로 사용이 가능한 것으로 판단된다.
<표 4>
비금속광물에 대하여 분급 및 자력선별을 실시하여 분리ㆍ선별한 산물들의 소성 특성.
상기의 방법에 의하여 금속광물이 분리된 폐광미는 다양한 비금속광물로 구성되어 있는데, 이를 산업용 원료소재로 활용이 가능하도록 비금속광물 고유의 파ㆍ분쇄 특성, 자력감응 특성의 차이를 이용하는 분급, 자력선별 등을 실시하여 광물별, 특성별로 분리ㆍ선별을 하고자 하였다. 이때 분급은 공기 분급기를 사용하는 것이 분리효율, 처리능력 등에서 우수하였으며, 자력선별은 정전기 방지용 장치가 부착된 고자력의 영구자석을 사용하는 것이 분리 효율이 양호하고 공정이 단순하며 저비용으로 운전이 가능하였다.
상기의 방법에 의하여 금속광물이 분리된 비금속광물의 경우는 소성벽돌, 기와, 타일, 시멘트 혼화재 등의 원료소재로 매우 양호한 물성을 갖고 있으므로 별도처리 없이 상기 용도로 사용할 수 있다. 또한, 비금속광물을 분리ㆍ선별하여 얻어지는 미립광물은 입자크기가 43미크론(㎛) 이하이고, 내화도가 매우 낮으므로 다공성 경량 건자재, 유약, 시멘트 혼화재 등과 같은 세라믹스 원료소재와 아이콘 채움재와 같은 공업용 충전재로의 활용성이 높으며, 자성광물은 내화도가 낮고, 소성할 때 암갈색, 흑색, 갈색 등 소성색상이 특이하므로 소성벽돌, 기와, 타일 등과 같은 세라믹스 제품의 무늬용 원료소재로 활용할 수 있다. 비자성 광물은 실리카 품위가 높고 철분 함유량이 낮아 백색도 등이 높으므로 유리공업, 경량콘크리크, 몰탈 시멘트 등의 실리카 원료소재로 사용이 적절한 물성을 갖고 있다.
이상과 같이 본 발명을 통해 폐기물로 분류되어 있는 환경저해 물질인 폐광미를 원천적으로 무해화시키고, 유용광물들을 분리ㆍ선별하여 각각의 특성에 맞는 산업용 원료소재로 재활용 할 수 있다.
이상에서 상술한 바와 같이, 본 발명은 폐광미를 재활용함으로써 폐기물을원척적으로 무해화ㆍ감량화 시킬수 있는 기술로 이차적인 오염원을 배출하지 않으면서도 폐기물의 처리와 동시에 경제성을 확보할 수 있는 새로운 환경산업 분야로 발전할 수 있고, 장기적인 문제로 대두되고 있는 지하수, 지표수 및 주변토양의 중금속의 오염확산이라는 토양환경 문제를 해경하는 데에 크게 기여할 수 있는 매우 유익한 효과를 얻을 수 있다.
본 발명에서와 같은 방법으로 중석광산 폐광미를 처리할 경우, 처리비 절감과 자원재활용 효과를 기대할 수 있으며 환경 오염원의 원척적 제거에 따른 국토 청정화, 매립에 따른 토지 이용의 제약 요인 해소 등과 같은 환경적, 경제적, 기술적인 효과가 있다.
또한 폐광미를 본 발명의 방법으로 처리하여 다양한 고급원료를 공급할 경우, 수입에 의하여 조달되는 부가가치의 원료소재의 수입대체는 물론 세라믹스 제품의 품질향상 및 세라믹스 제품 제조업계의 경제성 제고에 기여하는 효과를 가진다.
본 발명에서 회수되는 유용 자원들은 각종 세라믹스 제품의 원료 소재로 이용될 수 있는데, 폐기물을 유용하게 처리하여 고품질의 원료를 저렴하게 대체 할 수 있는 원료 소재로 이용하는 것은 세라믹스 제품 제조 업계의 경쟁력을 제고시킬 수 있는 방안이 될 수 있으며, 또한 광산개발에 따른 주변 환경의 오염 방지뿐만 아니라 부존자원의 유효 보전 측면에서도 매우 유용한 방법이다.
본 발명은 폐광미의 처리 및 활용에 있어서 종래 기술의 불합리한 점을 개선하여 폐기물을 무해화시키는 환경적인 측면과 폐기물의 재활용에 따른 경제적인 측면을 동시에 충족시킬 수 있는 매우 유용한 방법이다.
Claims (6)
- 중석광산 폐광미의 처리 방법에 있어서,중석광산 폐광미를 벨트콘베어를 사용하여 혼합기(mixer)로 이송하여 균질하게 혼합하는 균질혼합단계(S100);상기 혼합물을 물과 함께 조건조에 투입하여 광액을 제조하는 광액제조단계 (S200);상기 광액을 폐광미의 각종 혼입물을 제거하도록 일정크기의 스크린을 통과시킨 후 샌드펌프를 이용하여 나선형 비중선별기에 투입하여 금속광물과 비금속광물을 분리하는 비중선별단계(S300);상기 비중선별단계에서 분리ㆍ선별된 저비중의 비금속광물에 대하여 농축 및 탈수시키는 농축탈수단계(S400);상기 농축탈수된 케이크를 로우터리 드라이어를 이용하여 건조시키는 건조단계(S500);상기 건조단계에서 형성된 덩어리진 산물을 일정크기의 스크린이 부착된 햄머 크러셔로 해쇄시키는 해쇄단계(S600);상기 해쇄된 산물을 공기분급기를 이용하여 일정입도를 기준으로 미립광물과 조립광물로 분리시키는 입도분리단계(S700); 및상기 분리단계에서 분리된 기분입도 이상의 조립광물을 자력선별기를 사용하여 자성광물과 비자성 광물을 분리ㆍ선별하는 자력선별단계(S800);로 이루어지는 것을 특징으로 하는 중석광산 폐광미의 무해화 및 재활용을 위한 처리 방법
- 제1항에 있어서,상기 광액제조단계(S200)에서 광액의 농도는 15∼25wt.%이고 비중선별단계 (S300)에서 가로 및 세로방향으로 5㎜인 간극을 갖는 체(screen)로 체가름한 후에 나선형 비중선별기를 이용하여 고비중 물질을 선별/분리를 통하여 유해중금속 물질을 분리함으로서 광산폐기물의 감량화/무해화를 이루는 것을 특징으로 하는 중석광산 폐광미의 무해화 및 재활용을 위한 처리 방법.
- 제1항에 있어서,상기 해쇄단계(S600)에서 가로 및 세로방향으로 0.6mm의 간극을 갖는 체 (screen)로 체가름하고 입도분리단계(S700)에서 기준입도로 325멧쉬(mesh, 43㎛)를 채택하여 금속광물을 분리/선별하는 것을 특징으로 하는 중석광산 폐광미의 무해화 및 재활용을 위한 처리 방법.
- 제1항 또는 제3항에 있어서,상기 해쇄단계(S600)에서의 분리된 환경적으로 무해한 비금속광물은 별도 처리없이 탈수를 거친 케이크 상태나 햄머크러셔로 해쇄한 파우더 상태로서 소성벽돌, 기와, 타일 등과 같은 세라믹스 바디용 소재나 시멘트 혼화재료 등으로 활용되는 것을 특징으로 하는 중석광산 폐광미의 무해화 및 재활용을 위한 처리 방법.
- 제1항 또는 제3항에 있어서,상기 입도분리단계(S700)에서 분리된 기준입도 325멧쉬(mesh, 43㎛) 이하의 미립광물을 다공성 경량 건자재, 유약, 시멘트 혼화재 등과 같은 세라믹스 원료소재와 공업용 충전제로 활용하는 것을 특징으로 하는 중석광산 폐광미의 무해화 및 재활용을 위한 처리 방법.
- 제1항에 있어서,상기 자력선별단계(S800)에서 자력선별기의 자속밀도가 10,000∼20,000 가우스(gauss)인 영구자석을 이용하여 선별하여 비자성물질은 유리공업, 경량기포콘크리트, 몰탈시멘트 등의 실리카 원료소재로 활용하고, 자성광물은 세라믹스 제품의 무늬용 원료 소재로 활용할 수 있는 특성화된 제품으로 제조하는 것을 특징으로 하는 중석광산 폐광미의 무해화 및 재활용을 위한 처리 방법.
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100928059B1 (ko) * | 2007-10-31 | 2009-11-23 | 한국지질자원연구원 | 형석광물로부터 발생되는 불소 오염 토양의 정화방법 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100928062B1 (ko) * | 2007-10-31 | 2009-11-23 | 한국지질자원연구원 | 인위적 중금속 오염토양의 정화를 위한 고도 선별처리 방법 |
| CN114308375A (zh) * | 2022-01-17 | 2022-04-12 | 山东黄金矿业（玲珑）有限公司 | 一种黄金尾矿资源化利用与无害化处置方法 |
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