1. 붕사 광석 부유 공정으로, 그 공정 흐름도가 물 분해, 산 분해, 1차 부유, 정제 부유 및 기계적 탈수 단계를 포함하여 제품을 얻는 것을 특징으로 하며; 공정 조건은 다음과 같다: 수분해 단계에서 원료와 물의 고체 대 액체 부피 비율은 1:0.6–4이며, 분해 시간은 0.1–5시간이다; 산 분해 단계에서, 첨가되는 농황산의 양은 총 칼슘-마그네슘 당량 기준 중량으로 10–40%이며, 산 분해 시간은 0.1–2시간이다; 1차 선광 및 정제 선광 단계에서, 선광제는 농황산이다; 1차 선광 단계에서 매회 첨가되는 선광제의 양은 총 칼슘-마그네슘 당량 중량 기준으로 7–25%이며, 정제 선광 단계에서 매회 첨가되는 선광제의 양은 총 칼슘-마그네슘 당량 중량 기준으로 4–15%이다.
2. 제1항에 따른 공정으로서, 예비 선광 단계에서 슬러리에 대해 적어도 2단계의 예비 선광을 수행한다는 점이 특징인 공정.
3. 제1항 또는 제2항에 따른 공정으로서, 세정 부유 단계에서 붕소를 함유한 거품을 대상으로 적어도 2단계의 세정 부유를 수행한다는 점이 특징인 공정.

붕사 광석 부양 선광 공정

I. 기술 분야: 본 발명은 붕사 광석 선광 공정의 기술 분야에 속하며, 특히 붕사 광석 부양 공정에 관한 것이다.

II. 배경 아트: 붕사 광석에는 종종 진흙, 모래, 석고, 미라빌라이트, 할라이트와 같은 불순물이 다량 포함되어 있습니다. 붕사 광석의 선광 공정은 이러한 다량의 불순물을 제거하면서 붕사 정광만을 남기는 과정입니다. 현재 널리 채택되고 있는 붕사 광석 선광 공정에는 주로 황산 분해를 이용한 직접 부유 공정과 산 분해 부유 공정을 결합한 건식 붕사 광석 혼합 공정이 포함된다. 이 두 방법 모두 공정이 복잡하고, 제어하기 어렵고, 산 소비량이 많으며, 붕사 광석의 반응이 불충분하고, 붕소 회수율이 낮으며, 생산 비용이 높다는 단점이 있다.

III. 발명의 개요: 본 발명의 목적은 종래 기술의 상기 단점을 해결하기 위한 새로운 붕사 광석 부양 공정을 고안하는 데 있다. 기존 공정에 비해, 이 새로운 공정은 공정이 간단하고, 운전 및 제어가 용이하며, 산 소비량이 적고, 붕소 회수율이 높으며, 생산 비용이 낮다는 장점을 갖는다.

기술적 해결책은 다음과 같다. 붕사 광석 부유 공정은 수분해, 산 분해, 1차 부유, 정제 부유 및 기계적 탈수 단계를 거쳐 제품을 얻는 공정 흐름도를 특징으로 한다. 공정 조건은 다음과 같다. 물 분해 단계에서 원료와 물의 고체 대 액체 부피 비율은 1:0.6–4이며, 분해 시간은 0.1–5시간이다; 산 분해 단계에서 첨가되는 농황산의 양은 총 칼슘-마그네슘 당량 기준 중량으로 10–40%이며, 산 분해 시간은 0.1–2시간이다; 1차 선광 및 정선 단계에서 선광제는 농황산이다; 1차 선광 단계에서 매회 첨가되는 선광제의 양은 총 칼슘-마그네슘 당량 중량 기준으로 7–25%이며, 정제 선광 단계에서 매회 첨가되는 선광제의 양은 총 칼슘-마그네슘 당량 중량 기준으로 4–15%이다. “총 칼슘-마그네슘 당량 중량 백분율”의 개념은 다음과 같습니다. 먼저, 붕사 광석 원료의 칼슘 및 마그네슘 이온 함량을 분석하여 칼슘 및 마그네슘 이온의 함량을 확인한 후, 붕사 광석 원료의 단위 부피(입방미터) 또는 단위 중량(톤)당 칼슘 및 마그네슘 이온의 총량을 계산한다. 그런 다음, 이 칼슘 및 마그네슘 이온의 총량을 등가 기준으로 환산하여 황산칼슘과 황산마그네슘을 형성하는 데 소비되는 농축 황산의 총 중량으로 환산하면, 이것이 총 칼슘-마그네슘 등가량이다. 총 칼슘-마그네슘 등가 중량 백분율은 중량 백분율로 계산되며, 예를 들어 총 칼슘-마그네슘 등가가 100인 경우, 첨가된 농축 황산 또는 부양제의 양은 부(parts) 단위로 표시됩니다. 예를 들어, 분석 결과 붕사 광석 원료의 총 칼슘-마그네슘 등가량이 80 kg/m³이고, 산 분해 단계에서 첨가되는 농축 황산의 양을 총 칼슘-마그네슘 등가량의 중량 기준으로 20%로 선정한 경우, 이때 산 분해 단계에서 첨가해야 할 농축 황산량은 80 kg/m³ × 20% = 16 kg/m³이며, 즉 산 분해 단계에서 붕사 광석 원료 1m³당 16 kg의 농축 황산을 첨가해야 합니다. 후속 단계인 1차 선광 및 정선 단계에서 첨가되는 부상제의 양도 이와 같은 방식으로 계산됩니다.

붕소 회수율을 높이기 위해, 1차 선광 공정에서는 슬러리에 대해 최소 두 단계의 1차 선광 공정을 실시한다. 즉, 1차 선광 후의 슬러리를 2차 또는 여러 차례의 1차 선광 공정에 다시 투입하여, 이전 1차 선광 후 슬러리에 남아 있는 붕소를 추가로 회수한다. 붕사 농축물의 B₂O₃ 함량을 높이기 위해, 정제 부양 공정에서는 붕소 함유 거품을 대상으로 최소 두 단계의 정제 부양 공정을 실시하며, 즉, 첫 번째 정제 부유 공정 후의 거품을 대상으로 두 번째 또는 여러 차례의 정제 부유 공정을 수행하여 이전 정제 부유 공정 후 잔류한 불순물 거품을 제거함으로써, 붕사 제품의 품위를 향상시킨다. 수분 분해 단계는 저품위 붕사 광석 원료에 일정량의 물을 첨가하고, 일정 기간 침지시킨 후 원료가 분해되고 흩어지게 하는 공정이다. 산 분해 단계는 물 분해 후 슬러리에 일정량의 농축 황산을 첨가하여 이 산에 용해되는 유기 및 무기 물질을 추가로 분해하는 공정으로, 이는 후속 조제 선광 및 붕소 회수율 향상에 도움이 된다. 1차 선광 단계는 산 분해 후 진흙, 모래 및 기타 불순물이 다량 포함된 슬러리를 처리하는 과정으로, 일정 비율의 선광제를 첨가하고 선광 방식을 사용하여 진흙, 모래 및 기타 불순물을 제거합니다. 단일 조부유 공정만으로는 슬러리에서 붕소 제품의 일부만 회수할 수 있으므로, 실제 운영 시에는 두 번 또는 여러 번의 조부유 공정을 채택하여 이전 조부유 공정의 하류를 대상으로 추가 조부유 공정을 실시함으로써 잔여 붕소 제품을 회수해야 한다. 각 조부유 공정에서 얻은 붕소 함유 거품 제품을 합친 후, 다음 정제 부유 단계로 진행합니다. 여러 차례의 조부유 공정 후, 하류액에 대해서도 추가 회수 공정을 실시하여 그 안에 포함된 붕소 제품을 더욱 회수할 수 있습니다. 회수된 언더플로우를 기계적으로 분리하고 탈수한 후, 수용액은 재사용을 위해 물 분해 단계로 되돌려 보내고, 슬러지 케이크는 광미로 배출됩니다. 정제 부유 단계는 조부유 단계에서 합쳐진 붕소 함유 거품에 부유제를 첨가하여 부유 처리를 하는 공정입니다. 각 정제 부유 공정 후의 붕소 함유 거품은 제품의 붕소 함량을 높이기 위해 다음 정제 부유 공정에 투입될 수 있다. 각 정제 부유 공정 후의 하류액은 처리를 위해 조부유 단계로 되돌려진다. 기계적 탈수 단계는 여러 차례의 정제 부유 공정 후, 기계적 수단을 통해 붕소 함유 거품 제품에서 수분을 제거하여 붕사 농축물을 얻는 공정이다. 기계적으로 제거된 물은 재사용을 위해 정제 부유 단계로 되돌려 보낼 수 있다. 전체 공정은 상온 및 상압에서 수행된다.

기존 공정에 비해, 본 발명의 공정은 공정이 간단하고, 제어 및 조작이 용이하며, 산 소비량이 적고, 생산 비용이 낮으며, 붕소 회수율이 높고, 사용자의 요구에 따라 붕사 농축물 제품을 유연하게 조정할 수 있다는 장점을 갖는다.

IV. 실시예에 대한 상세한 설명:

예 1: B₂O₃ 함량이 약 4–10%인 붕사 광석 10 m³을 취한다. 분석 결과, 붕사 광석 1 m³당 총 칼슘-마그네슘 당량은 농축 황산 60 kg으로 나타났다. 수분해 단계에서는 물 20 m³을 첨가하고, 혼합물을 교반하며 1시간 동안 침지하여 분해시킨다. 산 분해 단계에서는 첨가하는 농축 황산의 양을 총 칼슘-마그네슘 당량에 대한 중량 비율로 20%로 선정하므로, 따라서 농축 황산 사용량은 10 m³ × 60 kg/m³ × 20% = 120 kg이 되며, 산 분해 시간은 1시간입니다. 1차 선광 단계에서 매회 첨가되는 선광제의 양은 총 칼슘-마그네슘 당량에 대한 중량 기준으로 10%로 선정되므로, 10 m³ × 60 kg/m³ × 10% = 60 kg의 선광제가 필요합니다. 첫 번째 조부유 후, 슬러리는 두 번째 조부유 공정을 거칩니다. 정제 부유 공정 단계에서, 매번 첨가되는 부유제의 양은 총 칼슘-마그네슘 당량 중량 기준으로 8%로 선정되므로, 10 m³ × 60 kg/m³ × 8% = 48 kg의 농축 황산이 필요합니다. 붕소를 함유한 거품에 대해 2단계의 정제 부유 공정을 거친 후, 원심 탈수 공정을 적용하여 B₂O₃ 함량이 30%인 붕사 농축물을 얻습니다.

예 2: 총 칼슘-마그네슘 당량 10 kg의 농축 황산과 B₂O₃ 함량이 4.8–9.2%인 붕사 광석 20 m³을 취해, 물 30 m³을 첨가한 후 2시간 동안 침지하여 분해시킨다. 산 분해 단계에서 첨가되는 농축 황산의 양은 총 칼슘-마그네슘 당량 중량 기준으로 30%로 선정되므로, 420 kg의 농축 황산을 첨가해야 하며, 산 분해 시간은 1시간이다. 1차 선광 단계에서 매회 첨가하는 선광제의 양은 총 칼슘-마그네슘 당량 중량 기준으로 20%로 선정되므로, 280 kg이 되어야 합니다. 슬러리는 3단계의 1차 선광 공정을 거치며, 선광 거품은 통합됩니다. 정제 부유 공정에서 매회 첨가되는 부유제의 양은 총 칼슘-마그네슘 당량 중량 기준으로 10%로 선정되므로, 140 kg이 되어야 합니다. 붕소를 함유한 거품에 대해 3단계의 정제 부유 공정을 거치고, 이후 원심 탈수를 실시하면 B₂O₃ 함량이 40%인 붕사 농축물이 얻어집니다.