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 $SiO_2$ and the removal rate of $Fe_2O_3$ depended strongly on the particle size, flow rate and magnetic flux density. In addition, magnetic separation is quite effective for a particle size of $10{\mu}m$ with a 0.2 m/s flow rate.
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 $SiO_2$와 $Fe_2O_3$를 대상으로 전산모사를 실시하였다. 전산모사 결과, $Fe_2O_3$ 입자를 끌어당길 수 있는 유효면적이 자력선별의 매우 중요한 변수로 작용함을 확인하였으며, $SiO_2$ 입자의 손실율 및 $Fe_2O_3$ 입자의 제거율은 입자의 크기와 유속에 매우 큰 영향을 받음을 알 수 있었다. 본 연구에서는 입자크기 $10{\mu}m$, 유속 0.2 m/s의 조건에서 가장 우수한 분리효율의 확보가 가능하였으며, 자력선별기의 구성에 있어 입자의 크기, 유속, 자속 밀도가 매우 핵심적인 변수임을 증명하였다.
