1. 초저품위 규조토를 선광하는 방법으로, 다음의 공정 단계를 포함한다는 점이 특징이다:
① 150~200 rpm으로 작동하는 믹서에 물과 함께 생토를 투입하여 농축 슬러리를 제조하는 단계이며, 이때 슬러리의 농도는 30~45%이다;
② 슬러리를 물로 희석하여 농도를 10-20%로 조정한 후, 1000-1500 rpm으로 작동하는 분산기에 투입하고, 동시에 원토의 중량을 기준으로 다음 성분들을 첨가한다:
테인: 0.003-0.005%;
탄성 계수가 3.2보다 큰 워터 글라스: 0.1-0.2%;
③ 슬러리를 1~1.5 m/min의 유속으로 1차 분리기, 2차 분리기 및 미세 분리기에 순차적으로 공급하여 침전 분리를 수행하며, 이때 각 분리기의 슬러리 농도는 각각 10-20%, 각각 10~18% 및 5~10%이다.

2. 제1항에 따른 선광 방법으로서, 단계 ②에서 첨가되는 성분이 다음과 같다는 점을 특징으로 하는 선광 방법:
테인: 0.003-0.005%;
헥사메타인산나트륨: 0.02~0.04%.

3. 제1항에 따른 선광 방법에 사용되는 장비로서, 3단계 분리기를 포함한다는 점이 특징이며, 여기서 1차 분리기는 내부에 제어 배플이 설치된 침전 채널과 해당 채널에 연결된 거친 모래 탱크로 구성되고; 2차 분리기는 내부에 다단계 제어 배플이 설치되어 있고 바닥면에 곡선형 오목면이 형성된 복수의 평행 채널로 구성되며; 3차 분리기는 내부에 제어 게이트가 설치되어 있고, 양 끝단에 각각 슬러리 배출 수로와 슬러지 배출 수로를 갖는 다중 모서리가 있는 침전 채널로 구성된다.

4. 제3항에 따른 장치는, 2차 분리기의 채널 각 단의 바닥부에 곡선형 오목면이 형성되어 있으며, 이 오목면의 종방향 단면이 오목한 형태를 띠는 것을 특징으로 한다.

초저등급 규조토의 순수 물리적 선광 방법 및 설비

기술 분야

본 발명은 규조토 선광 방법에 관한 것으로, 특히 순수한 물리적 습식-건식 공정을 이용하여 초저품위 원료 규조토를 고품질 정제 규조토로 업그레이드하는 선광 방법에 관한 것이다.

배경 아트

규조토는 내부 구조가 잘 보존되어 있고, 수많은 기공과 뚜렷한 세포 구조를 지닌 수화 비결정질 실리카입니다. 비표면적이 넓기 때문에 흡착 능력이 뛰어나, 산업 생산은 물론 식품, 고무, 제지, 플라스틱, 건축 자재, 제약 및 화학 산업 등 다양한 분야에서 널리 사용되고 있습니다. 그러나 현재 전 세계적으로 규조토 자원은 풍부하지 않으며, 특히 고품위 원료 규조토 자원은 점점 고갈되고 있습니다. 따라서 초저품위 규조토를 고품질로 업그레이드하기 위한 선광 기술의 개발이 점점 더 시급해지고 있습니다. 중국의 규조토 자원 대부분은 초저품위입니다. 선광 공정상의 문제가 해결되지 않으면 정제 규조토에 대한 증가하는 시장 수요를 충족할 수 없어, 규조토 산업의 발전이 저해될 수밖에 없습니다. 기존의 선광 방법으로는 원료 규조토, 특히 초저등급 원광에서 고품질의 정제 규조토를 생산하기 어렵습니다.

발명의 개요

본 발명의 목적은 초저급 원료 규조토로부터 고품질 정제 규조토를 생산하기 위한 선광 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 이 선광 방법에 사용되는 전용 장비를 제공하는 데 있다.

본 발명의 선광 공정은 다음 단계를 포함한다:

① 150~200 rpm으로 작동하는 믹서에 물과 함께 생토를 투입하여, 슬러리 농도가 30~45%인 농축 슬러리를 제조하는 단계(중량 백분율; 본 발명에서 언급된 모든 백분율은 중량 백분율임);

② 슬러리를 물로 희석하여 농도를 10-20%로 조정한 후, 1000-1500 rpm으로 작동하는 분산기에 투입하고, 동시에 원토의 중량을 기준으로 다음 성분들을 첨가한다:

• 테인: 0.003-0.005%;
• 탄성 계수가 3.2보다 큰 워터 글라스: 0.1-0.2%;

③ 슬러리를 1~1.5 m/min의 유속으로 1차 분리기, 2차 분리기, 미세 분리기에 차례로 공급하여 침전 분리를 수행하며, 각 분리기의 슬러리 농도는 각각 10-20%, 각각 10~18%, 5~10%로 유지하며;

④ 습식 정제 규조토를 회수한 후, 진공 음압 탈수 처리를 거치고, 150~250°C의 열풍으로 건조한 다음, 분류기에 투입하여 순수한 정제 규조토를 분리한다;

⑤ 선광 공정에서 발생하는 폐수를 수집 및 처리하고, 정화된 물은 저장 탱크로 유입되어 선광 공정의 재이용수로 사용된다.

본 발명의 공정 단계 ②에서, 워터글라스 성분은 0.02~0.04%의 양으로 헥사메타인산나트륨으로 대체될 수 있다. 슬러리가 고속으로 회전하는 동안, 크기가 서로 다른 입자들은 불균일한 운동을 하여 내부 마찰을 발생시킨다. 테인은 양전하를 발생시켜 음전하를 띤 점토 불순물을 흡착한다. 이산화규소로 구성된 규조토와 석영 모래는 중성을 유지하며 자유롭게 침전되어, 단계 ③에서 규조토로부터 불순물을 쉽게 분리할 수 있게 한다. 단계 ③의 분리 과정은 유동 상태와 정지 상태를 번갈아 가며 진행되므로, 규조토로부터 불순물을 철저히 분리할 수 있어 고순도의 정제된 규조토를 얻을 수 있다.

본 발명이 제공하는 장치는 1차 분리기, 2차 분리기 및 미세 분리기로 구성된 3단계 분리 시스템으로 이루어져 있다. 1차 분리기는 제어 배플이 장착된 침전 수로와 이 수로에 연결된 거친 모래 탱크로 구성된다. 2차 분리기는 제어 배플이 장착되어 있고 바닥이 오목하게 휘어진 복수의 병렬 채널로 구성된다. 미세 분리기는 제어 게이트가 장착된 다각형 침전 채널로 구성되며, 양 끝에는 슬러리 배출 수로와 슬러지 배출 수로가 마련되어 있다.

1차 분리기의 침전 채널에 있는 제어 배플은 여러 단계로 배치되어 있어, 이로 인해 슬러리가 이 분리기를 통과하는 동안 100 메쉬보다 큰 거친 불순물은 침전되어 거친 모래 탱크로 배출되는 반면, 규조토와 미세한 석영 모래 및 점토는 흐름에 실려 다음 분리 단계로 이동합니다. 2차 분리기의 제어 배플 또한 여러 단계로 배열되어 있으며, 각 단계의 바닥면은 세로 방향으로 M자형 곡면 오목면을 형성하여, 이러한 특수하게 형성된 채널 내에서 20 마이크로미터보다 큰 잔해 광물과 석영 모래의 침전을 촉진하는 동시에, 규조토와 점토가 다음 분리 단계로 흐르도록 합니다. 미세 분리기의 제어 게이트는 수로의 양쪽 끝 모서리에 위치하여 유효 수로 길이를 늘려, 점토가 포함된 선광 폐수가 슬러지 배출수로로 흘러 들어가 폐수 탱크로 이동하는 반면, 규조토는 정제된 흙으로 바닥에 농축되어 불순물로부터 규조토를 철저히 분리합니다.

기존 기술에 비해, 본 발명은 다음과 같은 장점을 갖는다:

1. 본 발명의 공정은 다양한 등급 및 조성의 원료 규조토에 적용될 수 있다. 이렇게 얻어진 규조토는 품질이 우수하고 함량이 높으며, 규조류 함량이 90%를 초과하고 회수율도 높다. 투자 비용이 적게 들며, 선광 과정에서 발생하는 폐수는 처리 및 재활용이 가능하여 환경 오염을 일으키지 않는다. 또한 에너지 소비가 적고 운영이 간편하다는 특징이 있다.
2. 본 발명이 제공하는 특수 장비는 구조가 간단하고, 설치 면적이 작으며, 적응성이 뛰어나고, 분리 성능이 우수하며, 에너지 소비가 적고, 처리 비용이 저렴하며, 연속 생산이 가능하다.

도면의 간략한 설명

도 1은 본 발명의 1차 분리기의 구조도이다;

도 2는 본 발명의 2차 분리기의 구조도이다;

도 3은 본 발명의 미세 분리기의 평면도이다;

도 4는 본 발명의 미세 분리기의 종단 단면도이다;

도 5는 본 발명의 공정 흐름도이다.

실시예에 대한 상세한 설명

본 발명의 장치는 첨부된 도면을 참조하여 아래에서 더욱 상세히 설명한다.

도면에서: 1은 1차 분리기의 침전 채널이며, 2는 단계별 침전 분리를 위해 채널 내에 여러 단계로 배치된 제어 배플이며, 3은 침전된 굵은 모래가 유입되는 굵은 모래 탱크이며; 4는 2차 분리기의 끝단에 위치한 슬러리 배출관으로, 1차 분리 후의 슬러리가 이를 통해 2차 분리기로 유입됩니다; 5는 2차 분리기의 침전 채널로, 제어 배플 2에 의해 여러 단계로 구분되어 있습니다; 6은 각 침전 단계 하단에 위치한 곡선형 오목한 표면으로, 종단 단면이 “M”자 모양을 띠고 있다; 7은 2차 분리기의 반대쪽 끝에 위치한 슬러리 넘침 수로이다; 8은 미세 분리기의 침전 수로로, 굴곡이 있는 연속적인 수로이다; 9는 굴곡부에 설치된 제어 게이트이다; 10은 우측 굴곡점에 위치한 슬러지 배출구이다; 11은 좌측 굴곡점에 위치한 슬러리 배출구이다.

예시

운남성 어하이현 치펑 규조토 광산에서 채취한 초저품위 원광의 화학 성분은 다음과 같습니다: SiO₂ 60-62%, Al₂O₃ 19-21%, Fe₂O₃ 8-11%. 이 초저품위 원광의 물질 구성은 다음과 같습니다: 석영 모래 및 퇴적 광물 45%, 몬트모릴로나이트, 하이드로무스코바이트, 일라이트 등 25-30%, 소각 손실 7%, 규조류 함량 20-25%입니다.

① 수분 함량이 40%인 습식 원광(건조 원광량 21.6 kg/min)을 분당 36 kg의 속도로 스크류 피더에 공급하고, 분당 25.7 kg의 물을 첨가한 뒤, 그 후 이 혼합물을 저속 믹서에 투입하여 35% 농도의 슬러리를 제조한다;

② 상기 슬러리를 물로 분당 58.3 kg의 속도로 희석하여 18% 농도로 조정한 후 고속 분산기에 투입하고, 이인을 분당 8.6 g, 워터글라스를 분당 32.4 g의 속도로 첨가하며, 1442 rpm의 회전 속도로 분산시킨다;

③ 상기 슬러리는 분당 120kg의 유속으로 1차 분리기의 침전 채널 1로 공급되며, 분당 1m의 속도로 채널을 통과하여 100메쉬보다 큰 불순물을 제거한 후, 그 후 동일한 유속으로 2차 분리기의 침전수로 유입되어 20 마이크로미터보다 큰 불순물을 제거한 뒤, 최종적으로 9.7%의 농도, 유량 76.8 kg/min, 유속 1.2 m/min의 조건으로 미세 분리기의 침전 채널로 유입됩니다. 점토 불순물은 농도 5.2%, 유량 65.5 kg/min으로 슬러지 배출수로 넘쳐나며, 공정수로 재활용하기 위해 처리됩니다. 채널 바닥에 남아 있는 정제된 규조토의 성분은 다음과 같습니다: SiO₂ 78%, Al₂O₃ <9%, Fe₂O₃ <2.5%, 겉부피 밀도 90%이며, 일일 생산량은 수분 함량 58%인 습식 정제 규조토 18.5톤이다. 수집된 습식 정제 규조토는 진공 음압 기기에서 탈수된 후, 200°C의 열풍으로 건조되며, 마지막으로 분류기를 통해 분류되어 정제 규조토를 얻습니다.