1990년대 이후 해외에서는 지능형 선별 기술에 대한 연구가 활발히 진행되어 영국의 GunsonSortex, 핀란드의 Outo-kumpu, RTZOreSorters 등에서 이론적 성과를 거두었습니다. 이들 기업은 10여 종 이상의 산업용 광전 선별기, 방사성 물질 선별기 등을 개발 및 생산하여 비철금속 및 귀금속 선별 분야에 성공적으로 적용해 왔습니다. 그러나 높은 가격, 낮은 선별 정확도, 적은 처리 용량 등의 문제로 보급 및 적용에 한계가 있습니다.
해외와 비교했을 때, 우리나라의 관련 기술 연구는 상대적으로 늦게 시작되었고 연구 분야도 비교적 협소합니다. 2000년경 국내 시장에도 선별기가 몇 가지 등장했는데, 주로 색상 선별, 적외선 선별, 전기 선별 등이 있으며, 곡물, 식품, 차, 의약품, 화학 원료, 제지, 유리, 폐기물 선별 등 다양한 산업 분야에 사용됩니다. 그러나 금, 희토류, 구리, 텅스텐, 석탄, 약자성 철광석 등의 귀금속 및 희귀 금속은 효과적으로 사전 선별 및 폐기할 수 없으며, 특히 건식 지능형 사전 선별 및 잔여물 배출 장비는 아직 미개척 분야입니다.
현재 국내 광산들은 난용성 약자성 광석, 비철금속 광석 등을 사전 처리하는 데 효과적인 특수 장비가 부족하여 주로 기존의 수작업 선별과 자력 분리 방식에 의존하고 있으며, 선별 입자 크기는 일반적으로 20~150mm로 고강도이지만 비용이 많이 듭니다. 광석과 폐석의 외관 색상, 광택, 모양, 밀도 차이가 미미한 경우 선별 효율이 낮고 오차가 크며, 일부는 구별이 불가능합니다. 자철광의 경우 자력 분리 방식을 이용하여 광미를 처리할 수 있지만, 약자성 광석이나 비철금속 광석 등의 경우 분리 오차가 크고 선별 효율이 낮아 자원 낭비가 심각합니다.
지능형 센서 선별기는 원광석 희석률이 높고 분쇄 후 주변 암석과 유효 광석을 분리하는 효과가 우수한 광석의 전처리 작업에 적합합니다.
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광산의 채굴 최소 등급을 낮추는 것은 산업용 광석 매장량을 확대하는 것과 같습니다.
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후속 분쇄 및 선별 비용을 절감합니다.
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기존 분쇄 장비를 변경하지 않는 조건 하에서 시스템의 처리 용량을 향상시킬 수 있다.
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선별된 광석 등급을 개선하는 것은 정광의 품질을 안정화하고 향상시키며 제련 비용을 절감하는 데 도움이 됩니다.
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미세 입자 광미 재고량을 줄이고, 광미저류지의 생산 및 유지 관리 비용을 절감하며, 저류지 주변의 안전 계수를 향상시킵니다.
금광을 예로 들어보겠습니다. 현재 우리나라의 확인된 금 매장량은 15,000~20,000톤으로 세계 7위이며, 연간 금 생산량은 360톤 이상입니다. 암석 금 매장량은 약 60%를 차지하고, 평균 금 함량은 약 5g/t입니다. 암석 금 매장량은 약 30억 톤에 달하여 세계 최대 금 생산국이 되었습니다. 그러나 우리나라의 금 선광 공정은 여전히 전통적인 부유선광-정광 시안화 공정을 고수하고 있습니다. 조분쇄 및 분쇄 전에 광미를 효과적으로 처리할 방법이 없어 파쇄, 분쇄, 부유선광 작업량이 많고 선광 비용이 높습니다. 채광 손실률은 5%를 넘고, 선광 및 제련 회수율은 약 90%에 불과하여 선광 비용이 높고 자원 회수율은 낮으며 환경 보호 측면에서도 미흡합니다.
지능형 센서 선별을 통해 사전 제거된 폐석은 선별된 원광석의 50~80%를 차지하여 선별된 금 함량을 3~5배 높이고, 선광 공장의 작업자 수를 15~20% 줄이며, 폐기되는 폐석의 양을 25~30% 증가시키고, 금속 생산량을 10~15% 향상시킬 수 있습니다.
파쇄 및 분쇄 비용을 50% 이상 절감할 수 있고, 후속 화학 부유선별량을 50% 이상 줄일 수 있으며, 생산 효율이 크게 향상되고, 폐석의 재활용 가치가 높아지고, 환경 피해가 감소하며, 경제적 이익이 크게 증대됩니다.
지능형 센서 선별기의 입자 크기 범위는 약 1mm에서 300mm에 이르며, 센서는 초당 최대 4만 개의 광석을 식별할 수 있습니다. 수신 센서가 광석을 감지한 후 액추에이터가 선별 명령을 수신하기까지 걸리는 시간은 단 몇 밀리초에 불과합니다. 주입 모듈이 한 번의 작업을 완료하는 데 걸리는 시간 또한 몇 밀리초에 그칩니다. 단일 장비의 최대 처리 용량은 시간당 400톤에 달하며, 장비 한 대의 연간 처리 용량은 300만 톤에 이를 수 있어 중대형 광산 규모에 해당합니다.
지능형 센서 선별 장비는 소프트웨어를 쉽게 변경하고 선별 임계값을 온라인으로 사전 설정할 수 있으며, 원광석의 품질 및 수량 변동에 실시간으로 대응할 수 있어 기존 선별 장비로는 불가능한 성능을 제공합니다. 원광석이 파쇄 단계에서 일정 수준의 분해도를 달성하면, 주변 암석이나 맥석만 분해하거나 최종 정광을 직접 생산하는 경우에도 적용 가능합니다. 이 장비는 주로 다양한 금속 광석(비자성 또는 약자성 철광석, 구리, 납, 아연, 니켈, 텅스텐, 몰리브덴, 주석, 희토류, 금 등의 사전 선별 및 폐기물 처리), 석탄 및 활석, 형석, 탄산칼슘, 백운석, 방해석, 인회석 등의 비금속 광물에 사용됩니다. 후속 공정으로 유입되는 조립 정광의 양을 크게 줄이고 품위를 향상시켜 후속 분쇄 및 선광 비용을 크게 절감할 수 있습니다. 지능형 센서 선광은 기존 수동 선별 방식과는 비교할 수 없는 탁월한 성능을 자랑합니다. 자력 분리 및 광전 분리는 식별 정확도, 반응 속도, 선별 효율 및 처리 용량 측면에서 우수합니다. 지능형 감지 선별은 현대 감지 기술과 디지털 기술의 종합적인 구현이며, 광물 사전 선별의 주요 발전 방향으로 자리 잡았습니다.
중국의 광물 자원은 주로 저품위 광석으로 이루어져 있으며, 매장량이 많습니다. 폐기물을 사전에 제거하고, 후속 분쇄 및 선광 공정의 효율을 향상시키며, 선광 비용을 절감하는 것은 물론, 국가적 차원의 "스마트 광산 및 친환경 광산 건설"이라는 요구에 적극적으로 부응하는 것은 우리나라 광산업 발전의 필연적인 추세가 될 것입니다. 따라서 국내 광물에 적합한 지능형 선별 장비 개발이 시급하며, 시장 전망 또한 매우 밝습니다.
게시 시간: 2022년 2월 25일