초록 ▼

연차목표
o 저급탄의 건식선탄 요소기술 개발(5 ~ 25mm 입도범위 )
o 저급탄 특성에 맞는 선탄 전공정 ( full process) Layout 구축
o 해외 우수 선탄 연구기관 및 전문가 확보를 위한 네트워크 구축
o 석탄 분쇄공정에서 단체분리도 향상 기술 개발
o 탈황/회 습식선탄 요소기술 개발(탈황/회 각 40%, 회수율 60%)
o 고주파 및 미생물 산화에 의한 유황 제거 기술개발

개발내용 및 결과
o 국내 저급무연탄을 대상으로 5×25mm 입도범위， 시간당 500kg

연차목표
o 저급탄의 건식선탄 요소기술 개발(5 ~ 25mm 입도범위 )
o 저급탄 특성에 맞는 선탄 전공정 ( full process) Layout 구축
o 해외 우수 선탄 연구기관 및 전문가 확보를 위한 네트워크 구축
o 석탄 분쇄공정에서 단체분리도 향상 기술 개발
o 탈황/회 습식선탄 요소기술 개발(탈황/회 각 40%, 회수율 60%)
o 고주파 및 미생물 산화에 의한 유황 제거 기술개발

개발내용 및 결과
o 국내 저급무연탄을 대상으로 5×25mm 입도범위， 시간당 500kg 급 air gravity separator를 이용한 건식 deshaling 신공정 개발 (deshaling율 70% 이상， 발열량 3,000kcal/kg이하 -> 5,000kca/kg 이상으로)로 유상 기술 이전 기능 단계 진입
o Conventional Flotation( 입단별 조건도출) : Ash제거율 60%, 석탄회수율 70%
o Colunm Flotation에 의한 미립자 선탄(0.075 ~0. 1mm 입도범위) : Ash 제거율 65-70%, 석탄회수율 73%
o on-site 실험장 확보 경기제일광업소 내
o 저급탄 선탄 경제성 확보를 위한 건식공정 70% 이상 적용->KIGAM process 구축중, 구축율 50% -> 부분 현장적용
o 저품위 국내외 주요 석탄광산 예비조사 및 시료 선정:1차적으로 국내 연천, 화순 광업소 대상 검토
o CAST 조직 중 켄터키대 응용 에너지연구센타 및 FGX SepTec 연구소와 건식 선탄기술 확대/개량을 위한 공동 연구 추진, 기술협력
- 선탄전문가 (Dr.Parekh， Int. J. of Coal Prep. 편집장) 초청/현장 공동 연구
o 탈황 공정 개발을 위한 미생물 성장 배지 최적화 조건 도출:고액농도 10~ 12%에서 탈황 제거율 90% 이상
o 고주파 탈항 메커니즘 조사 및 조건 도출 : 석탄 중 pynite의 pymhotite 전이 후 자력선별

기대효과
o 발전용 및 연탄용으로만 생산이 제한되어 있는 국내 무연탄 활용 정책에서 시멘트， 철강 등 타 산업으로 활용처 다변화 유도 가능
o 환경부하 물질의 선행적 삭감에 의한 최종수요처의 환경저해요인 극복
o 국내 무연탄의 품위향상 및 선탄 후 미회수탄으로부터 석탄회수 기술개발
o 해외 석탄광 확보 및 개발을 위한 기초자료 확보 및 기술지원

적용분야
o 시멘트， 철강 분야의 탄소 원료 생산
o 현행법상 반출이 금지되어 있는 석탄공사 중액선탄 폐석중 F.C 30-35% 급 선탄폐석을 산업용으로 활용 가능
o 해외 석탄광 개발 분야

(출처:연차보고서 요약서 p.3)

Abstract ▼

IV. Result and Discussion
- In this year, most of tests were conducted using the coal samples produced at Yeon-Cheon coal mine, Korea
1) Deshaling or deashing processes for low grade coal
- Coal preparation tests were conducted for 5~25 mm size coa1 s없nples using 500kg/h air gravity separat

IV. Result and Discussion
- In this year, most of tests were conducted using the coal samples produced at Yeon-Cheon coal mine, Korea
1) Deshaling or deashing processes for low grade coal
- Coal preparation tests were conducted for 5~25 mm size coa1 s없nples using 500kg/h air gravity separator. After 2 times of cleaning processes, the ash contents were decreased from 62~65% to 20~23% and deshaling efficiency is about 70%.
- Many tests were conducted for smaller than 1 mm coa1 s없nples using Zig-zag classifier(for 1~5 mm samples), Jig and Shaking table(for 0.1~1 mm samples). Most tests shows certain level of deashing effect but most of products shows more than 40% of ash contents, which is somewhat high to use the products directly in industries

2) Wet deashing/ desulfurization processes
- In the conventional froth-flotation tests for coal samples ground smaller than 0.71 mm, products shows 18.2% of ash content and 61.2% of yield. ln the case of the samples ground smaller than 0.212 mm, ash content decreased 14.7% and yield increased up to 73.2%.
- Coal samples used at column flotation tests is the ground coal for 5 minute in ball mill, the size of samples before grinding is 0.075~1 mm. At optimum conctition, resultshows 66.4% of ash rejection rate and 73.1% of combustible matter recovery.

3) Organization of full scale layout for cleaning the low grade coal and operation of in-field test site
- Full scale layout is composed of dry processes using air gravity separator for samples larger than 1 mm, fused processes using jig spiral, shaking table and conventional flotation cells for 0.1~1 mm samples, and wet processes using cyclone and other flotation equipments for samples smaller than 0.1 mm.
- In-field test site was established in Yeon-Cheon mine site.

4) Establishing the networks with other expert coal research institutes
- Collaboration networks were conducted between KIGAM and Center for Applied Energy Research at the University of Kentucky and Research Center of FGX SepTech.
- Inviting the coal preparation expert, Dr. Parekh, the editor of 'Intemational Journal of Coal Preparation'.
- ColIaborating research is proposed to improve the dry coal preparation processes

5) Desulfurization processes using microwave heating and microbial desulfurizing technologies
- By microwave heating pyrite in the coal samples decomposed to pyrrhotite or troilite, which could be removed by magnetic separation.
- Microbial desulfurizat tests were conducted for three coal samples, produced from Korea (Yeon-Cheon), Chi`na， and Indonesia, respectively. Results show 93~94 %, 95 % and 90 % of desulfurizing efficiency, respectively. Oxidizing rates are 78~80 % for Korean coal samples and 50~61 % for Chinese and Indonesian coal samples.

6) Effort to obtain the coal samples from foreign countries, such as USA, Mongolia and lndonesia

(출처:SUMMARY p.7)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연차보고서 요약서 ... 3
• 요약문 ... 4
• SUMMARY ... 6
• CONTENTS ... 10
• 목차 ... 14
• 표목차 ... 16
• 그림목차 ... 18
• 제 1 장 연구개발과제의 개요 ... 26
• 제1절 연구개발의 목적 및 필요성 ... 26
• 1. 연구개발의 목표 ... 26
• 2. 연구개발의 필요성 ... 33
• 제2절 연구개발의 범위 ... 40
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황 ... 41
• 제 1 절 주요 특허 및 논문 ... 41
• 1. 특허 ... 41
• 2. 논문 ... 43
• 제 2절 분야별 기술개발 상세현황 ... 46
• 1. 석탄 내 광물의 정량 분석 ... 46
• 2. 선탄 기술 분야 ... 50
• 3. 미생물을 이용한 석탄의 생물학적 탈황 ... 67
• 4. 전기펄스를 이용한 광물의 단체분리 ... 70
• 5. 석탄의 표면특성 평가 및 개질 ... 71
• 제3 절 관련 시장 현황 및 예상 ... 72
• 1. 국내 석탄 전처리 산업의 SWOT 분석 ... 72
• 2. 화력발전소 분야 ... 73
• 3. 석탄가스화 및 액화분야 ... 74
• 4. 철강/ 시멘트 등 산업분야 ... 75
• 제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 76
• 제 1 절 석탄의 특성평가 ... 76
• 1. 석탄시료의 준비 ... 76
• 2. Air table 공정 산물의 분석 결과 ... 77
• 제 2절 건식 선탄기술 ... 87
• 1. 이론적 고찰 ... 87
• 2 시료 및 실험 방법 ... 95
• 3. 실험결과 및 고찰 ... 99
• 4. 건식선탄 연구 결과 ... 108
• 제 3절 습석 선탄기술 ... 108
• 1. 일반 부유선별 ... 108
• 2. Microbubble 컬럼 부유선별 ... 121
• 3. 부유선별 실험 결론 ... 138
• 제 4절 석탄 탈황기술 ... 140
• 1. 미생물을 이용한 석탄의 생물학적 탈황 ... 140
• 2. 고주파(Microwave) 를 이용한 탈황 ... 167
• 제 5 절 전기펄스를 이용한 석탄의 분쇄특성 ... 209
• 1. FE-SEMjBSE분석에 의한 석탄시료의 구성광물 형상 및 성분 분석 ... 209
• 2. Microfocus X-ray CT화상을 이용한 석탄 시료의 3차원 형상 및 정량분석 ... 215
• 3. 고전압펄스 계측 시스템 구축 및 석탄의 분쇄실험 ... 223
• 4. Hammer mill을 이용한 석탄 분쇄 실험 ... 233
• 5. 석탄 분쇄산물의 Microfocus X-ray CT화상을 이용한 단체분리도 평가 ... 238
• 제 6절 부유선별 효율 향상을 위한 석탄 표면특성 평가 및 개질 ... 246
• 1. 석탄-기포 간 접촉각 ... 246
• 2. 석탄 표면개질제 합성 및 특징 ... 265
• 3. 광 간섭법 에 의한 기포 film 내 석탄의 입자 거동 ... 269
• 제 4 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 277
• 제 1 절 연구목표의 달성도 ... 277
• 1. 최종 연구목표의 달성도 ... 277
• 2. 당해연도 연구목표의 달성도 ... 278
• 제 2절 관련분야에의 기여도 ... 279
• 제 5 장 연구개발 결과의 활용 계획 ... 280
• 제 6 장 참고문헌 ... 281
• 끝페이지 ... 290