탈수공정 - CCD: 세정효율의 계산

세정효율은 흔히, CCD의 단수, Wash Ratio와 함께 증가합니다. 따라서, CCD 공정 내 침전조를 많이 설치할 수록, Wash Water를 더 많이 넣을수록 증가하지만 이는  곧 CAPEX와 OPEX의 상승으로 이어집니다.

 

세정효율(혹은 CCD 공정의 금속회수율)은 아래의 식을 이용하여 계산할 수 있습니다.

 

 

W.E.: Wash Efficiency

C_n: 마지막 CCD U/F 내 특정 용질(Solute)의 농도

C_f: 첫번째 CCD에 유입되는 슬러리(침출후액 등) 내 특정 용질의 농도

일반적인 CCD Flowsheet

 

식 (1)의 세정효율을 계산하기 위하여 최종 U/F로 빠져나가는 슬러리 내 목적금속 농도를 구하기 위해서는 아래와 같이 반복적이고 시간이 오래 소요되는 계산을 거쳐야 합니다. (각 흐름에 대한 농도 및 유량은 위의 Flowsheet 참조)

 

 

C: 해당 Flow 내 특정 금속 이온의 농도

Q_f: Feed Slurry 유량

Q_W: Wash Water(혹은 O/F) 유량

Q_S: U/F 유량

 

위의 식들에서 알 수 있듯, 계산의 편의를 위해 다음과 같은 전제를 두기도 합니다. 이 식을 이용하여 최종적으로 빠져나가는 농도 C_n과 함께 세정효율을 계산할 수 있습니다.

• Feed Slurry와 U/F의 부피는 서로 같음

• Wash Water와 O/F의 부피는 서로 같음

• O/F과 U/F의 성분농도(목적금속, 불순물 등)는 서로 같음

• CCD에 유입되는 두 Stream은 Mix-Tank에서 완벽하게 섞임

• 광석은 침출공정에서 모두 다 침출된 상태이며, 이에 따라 CCD 공정에서 추가적인 침출은 없음*

 

*침출공정에서 오는 슬러리의 모액은 여전히 침출을 위한 조건과 유사하며, 실제로 일부 침출이 CCD 내에서 진행되기도 함

 

[참고] 위와 같이 반복적이고 시간이 오래 소요되는 계산방법을 대신하여, R. J. Woody가 하나의 모델로써 식 (3)을 제시하였습니다. (R.J. Woody (1958). Graphical Representation of Theoritical Soluble Losses by CCD. Mining Engineering. Vol. 10, No. 7, pp. 786-788)

 

 

C: 해당 Flow 내 특정 금속 이온의 농도

R: Wash Ratio (Q_W/Q_S)