자력선별방식을 이용한 고순도 실리카 정제 최적화를 위한 전산모사

국문 초록 (Abstract)

실리카는 다양한 산업용 소재로 이용되고 있으며, 특히 불순물의 함량이 적은 고품위 실리카는 전자소재인 LCD 및 OLED 등의 원재료로 큰 주목을 받고 있다. 본 연구에서는 물리적 정제방법인 자력선별 방식에 의한 실리카의 고순도화 연구를 위해 세 가지 형태의 자력 선별기를 고려하여 SiO₂와 Fe2O₃를 대상으로 전산모사를 실시하였다. 전산모사 결과, Fe2O₃ 입자를 끌어당길 수 있는 유효면적이 자력선별의 매우 중요한 변수로 작용함을 확인하였으며, SiO₂ 입자의 손실율 및 Fe2O₃ 입자의 제거율은 입자의 크기와 유속에 매우 큰 영향을 받음을 알 수 있었다. 본 연구에서는 입자크기 10 ㎛, 유속 0.2 m/s의 조건에서 가장 우수한 분리효율의 확보가 가능하였으며, 자력선별기의 구성에 있어 입자의 크기, 유속, 자속 밀도가 매우 핵심적인 변수임을 증명하였다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Silica is an essential material in the electronics industries of LCDs and OLEDs, which particularly require high purity. This study attempted to find the optimal design of a magnetic separator for silica sand containing iron compounds using CFD simulation. Three designs of magnetic separation were prepared and their efficiency was examined. As a result of the evaluation, the sufficient contact of particulate silica with the surface of magnetic emitters improved the magnetic separation effects. In addition, the loss of SiO₂ and the removal rate of Fe2O₃ depended strongly on the particle size, flow rate and magnetic flux density. In addition, magnetic separation is quite effective for a particle size of 10 ㎛ with a 0.2 m/s flow rate.

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