Silica Sand 의 회수에 관하여...

요즘 제가 참 많은 관심을 가지고 있는 Silica Sand 입니다. 실리카 = 규소 라고 생각하시면 됩니다.

 

1, Mining & Crushing

 

  Sand Stone 이라면 일반적인 Hard Rock 채광법을 적용해야 할것으로 보며, 반드시 Crushing 공정을 거쳐야 합니다.

  Crushing 공정의 규모는 만일 소규모 ( 500 ton/day 미만 ) 이라면 1 Stage Crushing, ! Stage Classification 으로 충분하나

  2,000 ton/day ( 600,000 ton/year ) 이상이라면 2 Stage or 3 Stage Crushing & Classification 이 필요합니다.

  Crushing 공정에 적용되는 장비는

 

  1차 Crusher : Jaw Crusher, 2,3 차 Crusher 로는 Cone Crusher 를 흔히 사용합니다.

  분급 장비로는 흔히 Vibrating Screen 을 사용합니다.

  파쇄가 완료된 산물은 Fine Ore Bin 에 저광 합니다.

 

2, Grinding

 

    White Sand 제조를 위해서는 비교적 균일한 입도를 원하므로 Rod Mill 을 사용 합니다.

    Fine Ore Bin 에서 Belt Feeder 를 통해 파쇄 완료 광석을 배출 시켜 Rod Mill 로 급광 합니다.

    물론 습식 마광입니다. ( 농도 약 65% 내지 70% )

    마광이 완료된 산물은 Mill 앞에 부착된 Spiral Screen 에서 분급하게 됩니다.

    이 공정에서의 분급 Size 는 약 20 mesh ( 0.8 mm 정도 ) 를 기준으로 입자를 나누어 Over Size 는 버리든지, 아니면 

    다시 Milling 하기 위하여 Rod Mill 로 Return 하게 됩니다.

    20 mesh Under Size 는 White Sand 제조공정 중에서 가장 중요한 Washing 공정으로 투입 됩니다.

 

3, Washing 공정

 

   1) Primary Classification

 

          Cyclone 이나 Classifier 를 사용하여 Slime 을 Cyclone Overflow, 또는 Classifier Overflow 로 제거 합니다.

 

   2) Attrition Scrubbing

 

          Primary Classification 공정에서 Slime 을 제거하고 난 산물 ( Cyclone Underflow or Classifier Rake Up Sand ) 에서

          표면 Iron Stain 등의 제거를 위해 Attrition Scrubber 를 적용하여 Scrubbing 을 해야 합니다.

          이 공정은 Impeller 회전의 힘에 의해서 Iron Stain 등이 벗겨 지는 것이 아니고, 젖은 Sand 입자들이 서로의 마찰에 의해

          벗겨 지는 것으로 보면 됩니다. ( 공정중 Pulp Density ; 70% 내지 75% )

 

   3) Secondary Classification

 

          일단 벗겨 냈으면 제거해야 하겠지요!

          그 공정이 Secondary Classification 입니다.

          Scrubbing 공정이 완료된 광액을 25% 내지 30% 농도로 희석한다음 Cyclone 으로 Pumping 하여 Water 와 분리되어

          나온 Slime 을  Cyclone Overflow 로 제거 합니다.

          Cyclone Overflow 로 Slime 을 제거 하고난 Cyclone Underflow ( Sand ) 는 Mica, Feldspar, Iron Oxide 의 완벽한

          제거를 위해 Flotation 공정으로 투입 됩니다.

          그런데 이경우 만일 glass 제조용 White Sand 제조목적이라면 이 공정에서 Final Product 를 생산하는 경우도 있습니다.

          물론 분석과정을 거쳐 확인이 필요 하겠지요.

 

    4) Conditoning & Flotation

 

          Mica, Feldspar, Iron Oxide 를 포함하는 Slime 제거가 완료된 Sand 는 제품의 Spec 및 부가가치 상승을 위하여   

          Flotation 공정을 적용해야 합니다.

          

          Flotation 공정을 간단히 소개 합니다.

         

          * Conditioning ; Pulp Density ; 70% 내지 75%

                                 PH ; 2.5 내지 3.0 ( Sulfuric Acid 를 사용합니다 )

                                 Iron Promoting Reagents

 

                                위의 조건으로 교반을 하여 부선기에 투입하는데 이때는 다시 광액 Pulp Density 를 25% 내지 30%

                                로 희석해야 합니다.

 

           * Flotation      ; 비교적 강산성에서 조업을 하므로 Conditioner, Flotation Machine, Pump 등이 내산, 내식성 재질로

                                 제작 되어져야 합니다.

                                 부선 공정에서 Impurity Metal 은 Froth 로 회수 하여 폐기하든, 용도에 맞게 처리 하든지 해야 하며,

                                 목적으로 하는 White Silica 는 부선기 Tail 로 회수 됩니다.

 

4, Final Desliming

 

       부선 Tail 은 대부분 Clean Silica Sand 와 소량의 Slime , Water 로 구성되는데 따라서 Classifier 를 이용, 소량의

       Slime 과 Water 를 제거 하게 됩니다.

       이러한 공정에서 산출된 최종 산물이 수분 15% 내지 20 % 의 Clean & White Silica Sand 입니다.

 

5, Drying & Dry Grinding.

 

        Silica 분말이 산출되는 현장에서는 건조 공정이 추가 됩니다.

        건조 공정에서는 Rotary Kiln 을 흔히 사용합니다.

 

         100 mesh 나 200 mesh 이하로 하기위해서 dry grinding 을 하게 되는데 이 경우 사용되는 Mill 의 Lining 이나

         Grinding Media 로는 절대 철강제품이 아닌 Ceramic liner 및 고밀도의 Ceramic Ball 을 사용해야 합니다.