초록 ▼

최종(연차) 목표
국내 부존 납석을 이용한 디스플레이용 스마트글라스 원료 제조 상용화 기술 개발(2톤/시간 파일럿 공정구축)
◦ 납석기반 스마트글라스 원료화 기술 확보
◦ 원광석 물성제어 및 원료 적합성 확보
◦ 원료 시제품 생산 파일럿 공정 설계, 구축 및 엔지니어링 기술 확보(2톤/시간)
◦ 상용생산 공정 상세설계(5만톤/년)

개발내용 및 결과
◦ 납석기반 스마트글라스 제조용 원료 제조기술 확보를 위해 상용급 광물원료 생산 공정을 확립하였음. 스마트글라스 제조용 광물원료의 입도규격은

최종(연차) 목표
국내 부존 납석을 이용한 디스플레이용 스마트글라스 원료 제조 상용화 기술 개발(2톤/시간 파일럿 공정구축)
◦ 납석기반 스마트글라스 원료화 기술 확보
◦ 원광석 물성제어 및 원료 적합성 확보
◦ 원료 시제품 생산 파일럿 공정 설계, 구축 및 엔지니어링 기술 확보(2톤/시간)
◦ 상용생산 공정 상세설계(5만톤/년)

개발내용 및 결과
◦ 납석기반 스마트글라스 제조용 원료 제조기술 확보를 위해 상용급 광물원료 생산 공정을 확립하였음. 스마트글라스 제조용 광물원료의 입도규격은 최대 150㎛ 이하이며, 이 중 45㎛ 이하 입자가 40% 미만의 함량비로 구성되어야 함. 입도 제어는 조립자 생산에 적합한 롤밀(roll mill)과 분체 제조 시 일반적으로 사용되는 볼밀(ball mill)을 적용하였음. 롤밀을 사용하는 경우 원료 분체의 입도규격에 적합한 분체를 제조하는데 적합하나 단위 시간당 생산량이 적음을 확인하였음. 반면 볼밀을 사용하는 경우는 미립자의 발생량이 롤밀에 비해 상대적으로 높으나 단위 시간당 생산량이 많으며, 설비 운용 및 유지보수가 단순한 장점이 있어 원료 상용 생산에 적합한 장치임을 확인하였음
◦ 납석 원료의 적합성 평가를 수행하였음. LCD 디스플레이 유리인 붕규산염 유리의 제조 과정에서 납석 원료를 5~15wt.% 대체하여 유리를 제조하였으며 이들의 물성(연화점, 전이점, 열팽창, 영율, 열수축율, 밀도)을 기존 원료로 제조한 유리와 비교 평가하였음. 물성평가 결과 기존 원료 대비 일부 물성의 차이는 있으나 완제품 규격 내 물성을 확보함으로써 원료 적합성을 확인하였음
◦ 스마트글라스 제조용 고품위 원광석의 확보를 위해 협동기관의 납석 광산을 대상으로 시추조사 및 매장량 평가를 수행하였음. 시추 광석 내 유색 불순물 함량이 0.1wt.% 이하로 매우 낮아 스마트글라스 제조용 원료로 적합한 고품위 납석 17만 톤을 확보하였음
◦ 납석의 선별효율 및 생산성이 낮은 수선(hand picking) 방법을 대체할 수 있는 광학선별 공정을 개발하여 스마트글라스 원료 제조가 가능한 고품위 납석의 선광기술을 확보하였음. 또한 향후 고품위 광석고갈 등에 대처할 수 있는 선광기술(자력선별 및 부유선별)을 확보하였음

기대효과
◦ 국내 대표적 산업광물(비금속광물)인 납석의 고부가가치 산업원료화 기술개발은 세계적으로 시도된 바 없으며, 기술개발이 성공적일 경우 기술적 우위 확보는 물론 산업재산권 확보 가능
◦ 세계 최고 수준의 국내 디스플레이 제조 산업의 문제점인 원료 대외의존도 완화 및 수입대체 효과 달성, 안정적 원료공급 방안 마련 및 제조 원가 절감
◦ 원광석의 품위저하 및 고품위 광석 생산량 감소에 대응하여 광석의 품위향상 기술을 확보함으로써 납석 시장의 확대 및 신규 원료로의 산업광물 활용분야 확대에 기여
◦ 고부가가치 활용기술 부재로 전통산업 원료 또는 단순 원광석 수출수준에 머물러 있는 국내 납석 광업의 신규시장 창출 및 고용창출, 기술집약 산업으로 국내 광물 산업의 인식 전환 유도
◦ 세계 최고 수준의 국내 디스플레이 스마트글라스 산업과 발전이 정체되어 있는 국내 광업의 융합을 통한 신규 시장 창출 및 공동발전 정책 제시 가능

적용분야
◦ LCD 정밀유리 등 스마트글라스 제조업체의 원료물질(실리카, 알루미나) 대체원료 사용 가능
◦ 뮬라이트 등 고기능 세라믹스 원료로 활용 가능

(출처 : 요약서 5p)

Abstract ▼

III. Results
◯ The process for the production of pyrophyllite-based raw materials for smart-glass was established. The process mainly consists of three stages: heat treatment, crushing and grinding. The grinding is the most important process in which the specific particle size distribution is cri

III. Results
◯ The process for the production of pyrophyllite-based raw materials for smart-glass was established. The process mainly consists of three stages: heat treatment, crushing and grinding. The grinding is the most important process in which the specific particle size distribution is critical. It should be less than 150㎛. Among them, particle size below 45㎛ should be less than 40%. The scale-up experiments were performed using a roll mill and ball mill. Through the experiments, it was confirmed that the roll mill was suitable for the production of relatively coarse particles, however, the total yield per unit time was insignificant. On the other hand, when the ball mill was used, the production of fine particles was relatively higher than that of the roll mill, but total yield per unit time was increased.

◯ To assess the suitability of pyrophyllite-based raw materials for the production of borosilicate glass, a typical LCD display glass, pyrophyllite was replaced as raw material to 5∽15wt.% in conventional smart-glass batch. The physical properties of borosilicate glass such as softening point, transition point, thermal expansion, Young's modulus, thermal contraction rate and density were examined. From the results, it was confirmed that the pyrophyllite-based raw material was suitable for the manufacturing smart-glass.

◯ To supply high quality pyrophyllite ores, the reserve assessments were performed. The optical sorting process could be replaced with hand picking method that resulted in high separation efficiency and productivity. In addition, magnetic separation and flotation was also developed for further utilization of low grade pyrophyllite ores.

(출처 : SUMMARY 9p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 3
• 최종보고서 요약서 ... 5
• 요 약 문 ... 7
• S U M M A R Y ... 9
• C O N T E N T S ... 11
• 목차 ... 13
• 제 1 장 연구개발 과제의 개요 ... 15
• 제 1 절 연구개발의 목적 및 필요성 ... 15
• 1. 국내 비금속 광석의 수급 현황 ... 15
• 2. 국내 납석의 수출입 현황 ... 16
• 3. 국내외 납석 산업 현황 ... 19
• 4. 국내외 스마트글라스 산업 현황 ... 24
• 제 2 절 연구개발 범위 ... 27
• 1. 연구개발 개요 ... 27
• 2. 연구 목표 및 내용 ... 28
• 3. 연차별 목표 및 연구내용 ... 29
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황 ... 31
• 제 1 절 납석 활용기술 개발 현황 ... 31
• 1. 납석의 선별 및 선광 ... 31
• 2. 고기능 납석 분체 제조 ... 31
• 3. 납석을 이용한 파인세라믹스 원료 제조 ... 32
• 제 2 절 정밀유리 제조용 광물원료 개발 현황 ... 33
• 제 3 장 연구수행 내용 및 결과 ... 39
• 제 1 절 부유선별을 이용한 납석의 품위향상 특성 ... 39
• 제 2 절 광학선별을 이용한 납석의 품위향상 특성 ... 45
• 제 3 절 배소-자력선별을 이용한 납석의 품위향상 특성 ... 53
• 제 4 절 납석의 열처리가 파분쇄에 미치는 영향 ... 67
• 제 5 절 스마트글라스 대응 입도분포 제어 특성 ... 72
• 제 6 절 원료 상용생산을 위한 규모확대 공정 운용 특성 ... 77
• 제 7 절 납석기반 스마트글라스 제조 특성 ... 89
• 제 8 절 원광석의 안정적 공급기반 확보 ... 99
• 제 4 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 104
• 제 1 절 연구개발 목표 달성도 ... 104
• 제 2 절 관련 분야 기여도 ... 105
• 제 5 장 연구개발 결과의 활용 계획 ... 107
• 제 6 장 참고 문헌 ... 109
• 끝페이지 ... 110