크롬철광 모래(크롬철광 모래)는 중요한 주조 내화재이자 야금 원료입니다. 핵심 생산 공정은 원광석에서 불순물을 제거하고, 산화크롬을 농축하고, 용도 요건을 충족하는 입자 크기로 가공하는 것입니다. 다음은 각 단계에 대한 자세한 생산 공정 흐름도와 설명입니다.
I. 핵심 공정 흐름: 원석 크롬철광석 → 파쇄 → 선별 → 분쇄 → 분리(농축) → 탈수 및 건조 → 등급 및 성형 → 검사 및 포장 → 완성된 크롬철광 모래
II. 각 단계에 대한 자세한 설명:
1. 원료 준비: 원광석의 전처리
원료 공급원: 주로 크롬철광 광상(예: 화성 크롬철광 및 사금 크롬철광)에서 추출됩니다. 원광석의 품위는 매우 다양합니다(Cr₂O₃ 함량은 보통 10%~40%). 관련 불순물로는 규산염 광물(휘석, 감람석), 산화철, 알루미나, 산화마그네슘 등이 있습니다.
전처리 단계:
1. 수동 분류: 원광석에서 큰 폐석 조각과 흙 덩어리를 제거합니다.
2. 세척(선택 사항): 진흙 함량이 높은 원광석의 경우 세척기(나선형 세척기, 트로프 세척기)를 사용하여 표면에 붙어 있는 진흙과 모래를 씻어내어 후속 장비 막힘을 방지합니다.
3. 파쇄: 입자 크기를 줄이고 귀중한 광물을 분리합니다. 큰 원광석을 적절한 분쇄 크기로 파쇄하여 맥석 광물(저밀도, 저경도)에서 크롬철광(고밀도, 고경도)을 분리하는 것이 목적입니다. 파쇄 장비 조합(3단계 폐쇄 회로 파쇄):
조분쇄: 조 크러셔, 원광석(최대 입자 크기 500~800mm)을 100~150mm로 분쇄;
중분쇄: 콘 크러셔/임팩트 크러셔, 20~50mm로 분쇄;
미분쇄: 고효율 콘 크러셔/임팩트 크러셔, 5~10mm 미만으로 분쇄;
폐쇄 회로 순환: 미분쇄 후 제품은 진동 스크린으로 선별됩니다. 부적합한 조분쇄 입자는 미분쇄기로 다시 보내져 균일한 입자 크기를 확보하기 위해 재분쇄됩니다.
주요 요구 사항: 과도한 분쇄를 피하고(후속 분쇄에 과도한 부하가 걸리는 것을 방지하기 위해), 분쇄 중 철 오염을 제어합니다(장비 마모로 인해 발생하는 불순물을 줄이기 위해 내마모성 라이너를 사용).
3. 선별: 분류를 위한 전처리
분쇄된 제품은 입자 크기 분류를 위해 다층 진동 스크린(일반적으로 3-4개 스크린)으로 들어갑니다.
조립질 입자(>10mm)는 미세 분쇄기로 반환됩니다.
크기가 작은 입자(<10mm)는 분쇄 단계로 들어갑니다.
원광석 품위가 높으면(Cr₂O₃>35%), 조립질 크롬철사(예: 1-5mm)를 직접 선별할 수 있으며, 추가 분리가 필요 없고 건조 및 성형만 하면 됩니다.
4. 분쇄: 광물의 심층 분리
선별된 광석 입자를 미세하게 분쇄하여 갱석 광물에서 크롬철광 결정을 완전히 분리(분리도 ≥90%)하여 후속 분리를 위한 조건을 만드는 것이 목적입니다.
분쇄 장비: 볼 밀(격자형 볼 밀 + 오버플로우형 볼 밀 조합), 로드 밀;
분쇄 매개변수: 분쇄 농도 60%~70%, 분쇄 시간은 목표 입자 크기에 따라 조정(일반적으로 -200메시, 30%~60%로 분쇄);
폐쇄 회로 분쇄: 분쇄 제품은 분류기(나선형 분류기, 하이드로사이클론)로 분류되고, 거친 입자는 볼 밀로 반환되어 재분쇄되어 효과적인 분리를 보장합니다.
5. 분리(농축): 크롬철광 품위 향상. 핵심 단계로, 크롬철광과 맥석 광물 간의 물리적 특성(밀도, 자성, 전도도 등) 차이를 기반으로 불순물을 분리하여 Cr₂O₃ 함량을 증가시킵니다(목표 품위는 일반적으로 ≥45%, 고급 주물 모래는 ≥50%). 주요 분리 공정(원광석의 특성에 따라 조합하여 사용):
중력 분리(가장 일반적으로 사용): 크롬철광(밀도 4.3~4.8 g/cm³)과 갱석(밀도 2.6~3.2 g/cm³)을 분리합니다.
장비: 지그(굵은 입자용), 진동대(미세 입자용), 나선형 슬루이스(중간 및 미세 입자용)
공정: 분쇄된 제품은 먼저 지그를 사용하여 거친 정광과 미립자를 얻습니다. 그런 다음 거친 정광을 진동대를 사용하여 더욱 정제하여 고급 정광을 얻습니다.
자기 분리: 크롬철광(약한 자성)과 일부 갱석(비자성) 사이의 자기적 차이를 활용합니다.
장비: 습식 영구자석 드럼 분리기, 고구배 자기 분리기;
적용 분야: 중력 분리 후 농축물의 추가 정제(잔류 자기 맥석 제거) 또는 강한 자성을 지닌 크롬철광석의 가공.
정전기 분리(보조): 크롬철광과 갱석 사이의 전기 전도도 차이를 이용하여 미립자 농축물의 심층 정제에 사용되는 방법입니다.
장비: 고전압 정전기 분리기, -0.074mm까지의 미세 입자 제품에 적합.
분리 매개변수: 정광 Cr₂O₃ 등급 ≥45%, 회수율 ≥70%(고품질 원광석의 경우 회수율은 85% 이상에 도달할 수 있음); 미립 Cr₂O₃ 함량 ≤5%, 건축용 골재로 사용하거나 폐기물로 처리할 수 있음.
6. 탈수 및 건조: 수분 제거. 분리된 농축액은 습윤 슬러리(수분 함량 20~30%) 상태이므로, 보관 중 뭉침 현상 및 사용에 영향을 미치지 않도록 수분 함량 ≤0.5%까지 탈수 및 건조해야 합니다.
탈수 단계:
농축: 증점제를 사용하여 슬러리 농도를 50%~60%로 높여 건조 에너지 소비를 줄입니다.
여과: 플레이트와 프레임 필터 프레스 또는 진공 필터를 사용하여 슬러리를 필터 케이크(수분 함량 10%~15%)로 여과합니다.
건조: 회전식 건조기 또는 유동층 건조기를 사용하여 건조 온도를 120~200℃로 하여 수분 함량을 ≤0.5%로 유지합니다.
7. 등급 및 성형: 입자 크기 조정
응용 분야(주조, 야금, 내화재 등)에 따라 건조된 농축물을 특정 입자 크기 범위를 갖는 제품으로 가공합니다.
등급 분류: 고주파 진동 스크린과 공기 분류기를 사용하여 고객 요구 사항에 따라 모래를 등급 분류합니다(예: 주조용 크롬철광 모래의 일반적인 입자 크기: 10-20 메시, 20-40 메시, 40-70 메시, 70-140 메시 등). 성형(선택 사항): 둥근 입자와 날카로운 모서리가 적은 고급 주조 모래의 경우, 충격 성형 기계 또는 볼 밀을 사용하여 가볍게 분쇄하여 입자의 날카로운 모서리를 제거하고 유동성을 개선합니다. 먼지 제거: 등급 분류 및 성형 중에 발생하는 먼지는 오염을 방지하기 위해 백 필터를 사용하여 수집합니다.
8. 검사 및 포장: 제품 품질 보장
품질 검사:
화학 성분: Cr₂O₃, FeO, Al₂O₃, SiO₂, MgO 함량 테스트(주조 모래는 주조 중 가스 발생을 방지하기 위해 SiO₂ ≤ 3%가 필요함)
물리적 특성: 입자 크기 분포, 밀도, 모스 경도(≥ 6.5), 내화성(≥ 1900℃), 산도/알칼리성(알칼리성)에 대한 테스트;
외관: 눈에 띄는 불순물이나 덩어리가 없고, 색상이 균일합니다(짙은 회색 또는 검정색).
포장: 짠 가방(25kg/가방)이나 톤 가방에 포장하여 밀봉하고 습기 흡수를 방지하기 위해 보관합니다.
III. 다양한 애플리케이션 시나리오에서의 프로세스 차이
응용 분야 | 핵심 요구 사항 | 프로세스 중심
주조용 크롬광모래 | 고품위(Cr₂O₃≥50%), 저 SiO₂, 균일한 입자크기, 우수한 유동성 | 중력분리+자력분리 정제, 성형처리, SiO₂함량 엄격관리
야금용 크롬광 모래(페로크롬 합금 제련) | 높은 Cr₂O₃, 높은 Cr/Fe 비율(≥1.5) | 중력분리법을 주요 방법으로 하여 미세분급이 불필요하여 회수율 확보
내화성 크롬광모래 | 고내화도, 저불순물 | 자기분리 + 정전분리 정제, Al₂O₃ 및 CaO 함량 제어
IV. 주요 기술 사항
분리 제어: 분쇄 공정은 갱석으로부터 크롬철광을 완전히 분리해야 합니다. 그렇지 않으면 분리 효율이 크게 떨어집니다.
등급 조정: 다단계 분리(거친 작업 – 세척 – 마무리)(청소 및 분류)를 통해 등급과 회수율의 균형을 맞춰 과도한 등급 추구로 인한 회수율 저하를 방지합니다. 불순물 제거: 제품 성능에 영향을 미치지 않도록 SiO₂(주조용) 및 CaO(내화재용) 제거에 집중합니다. 입자 크기 제어: 적용 시나리오에 따라 정확하게 분류하여 지나치게 거칠거나 미세한 입자 크기를 방지합니다(예: 지나치게 미세한 주조 모래는 공기 투과성이 저하됨).
V. 환경 및 안전 예방 조치 분쇄, 분쇄 및 분류 공정에서 발생하는 먼지는 먼지 오염을 방지하기 위해 해당 먼지 제거 장비(백 필터, 전기 집진기)가 필요합니다. 세척 및 분류에서 발생하는 폐수는 외부 배출을 방지하기 위해 침전조에서 침전한 후 재활용해야 합니다. 크롬철광 광석 자체는 독성이 없지만 먼지에 장기간 노출되면 호흡 불편을 유발할 수 있습니다. 작업자는 방진 마스크를 착용해야 합니다. 폐기물은 중앙에서 비축해야 하며 벽돌 만들기 및 도로 포장과 같은 포괄적인 활용에 사용하여 환경 오염을 방지해야 합니다.
위의 공정을 통해 크롬철광석을 고품질, 고품질의 크롬철광 모래 제품으로 가공하여 주조, 야금, 내화재 산업의 적용 요구를 충족할 수 있습니다.
