KR100246269B1 - 채탄부산물(경석)에 산업부산물(폐기물)을 첨가하여 요업제품을 제조하는 방법 - Google Patents

Abstract

[목적]

탄광에서 부산물로 산출되는(경석) 점토혈암(粘土頁岩:Shall)을 주재료에 산업부산물(폐기물)을 첨가하여 점토벽돌, 바닥타일, 다공부럭(경계석, 칸막이), 기와, 경량골재 등의 경제성있는 요업제품을 제공하기 위한 것이다.

[구성]

탄광현장부근에 분쇄시설, 성형설비, 건조 및 소성설비, 자동포장기등의 요업제품 제조설비를 설치하고 채탄부산물과 산업폐기물을 분쇄기로 10∼16메쉬이하로 조분쇄하고 배합비율은 채탄부산물 50∼70%, 각종산업폐기물 30∼50%, 가소성부족시 점토 10∼20%를 함수율 10∼24%안팎으로 조정한후 사일로에 저장하여 숙성한 배합물을 진공토련기로 압출 또는 가압성형하여 직접소성대차에 자동적재하여 건조하고 소성로에 요압하여 1050∼1250℃에서 10∼24시간 소성하는 것을 냉각하여 자동도자기로 포장하여 반출한다.

Description

채탄부산물(경석)에 산업부산물(폐기물)을 첨가하여 요업제품을 제조하는 방법

본 발명은 탄광에서 부산물로 나오는 점토혈암(粒土頁岩;Shall) 등의 폐광석에 중화학 공업화학분야에서 생산공정에서 나오는 고로 슬러그, 알루미나정제, 레드머드, 광산물 정제공장의 슬러지, 각종 유리 파쇄품(callet), 석재, 골재 채취장의 공해방지시설에서 나오는 석분, 상하수 종말처리장의 오니 슬러지 등의 산업부산물을 첨가하여 점토 벽돌, 바닥 타일, 내화단열 벽돌 기와, 경량 골재 등 경제성 있는 요업제품을 제조하는 방법에 관한 것이다.

채탄 부산물인 점토 혈암은 굴진경석과 채탄경식으로 대별되는데, 대부분 굴진경석은 강도가 강하고 품위가 일정치 못하며 채탄경석은 비교적 강도가 약하지만 품위는 균일한 편이다. 이들의 주성분은 납석질, 도장적질, 규석질, 견운모질등 다양한 광물상태로 산출되며, 현장에서 직접 파쇄하여 골재대용물, 세멘트, 아스콘 등의 일부 원자재로 사용되고 있다.

중화학공업의 발달로 산업부산물이 많이 발생하여 일부 활용되는 실정이나 미흡하고, 환경문제를 야기하므로 미에 대한 효과적인 완전무결한 처리방법은 아직 연구단계이며 막대한 예산이 소요될 것으로 짐작된다.

산업적으로 쓸모가 적거나 없는 채탄부산물과 산업폐기물을 자원화할 수 있는 방안에 대하여 연구 노력중에 있는 상황이며 주로 건축자재쪽으로 활용하는 연구가 진행되어 왔지만 아직까지 이렇다할만한 산업자재화의 성과는 보이지 않고 있다.

지금까지의 결과적으로 요업분야에 점토 벽돌, 바닥 타일, 다공부럭 (경계석, 칸막이), 기와, 경량골재 등에 활용되지 못하고 있다.

한편, 공개특허공보 제95-31977호의 산업폐기물을 이용한 발포세라믹의 제조방법은 점토가 굳어져서 생긴 검은빛의 바위로 평면적인 얇은조각으로 갈라지기를 잘하며 슬레이트·석반·벼룻돌 따위를 만드는 데에 쓰으는 수성탐의 일종인 50∼400메쉬의 짐판암 분말에다 불석입자, 장석, 납석, 폐유악, 점토, 탄화규소를 배합하여 물로 반죽한 후 1100∼1450℃에서 소성 발포시키는 것을 특징으로 한 것인데, 점판암을 50∼400메쉬로 아주 곱게 분말화하는 것은 분말화설비비가 높아 비경제적이고 분말화과정에서 분진이 다량 발생하기 때문에 2차 환경오염이 문제되며, 부자재에 제한을 받는 단점이 있다.

본 발명은 탄광의 부산물인 점토혈암(경석)을 주재로 하고 산업부산물(폐기물)의 종류를 가리리 않고 적당량 첨가 소생하여 점토 벽돌, 바닥 타일, 다공 블록(경계석, 칸막이), 기와, 경량골재 등의 경제성있는 요업제품을 제공하기 위한 것이다.

탄광 현장에서 부산물이 많이 산재한 부근에 제토설비, 성형설비, 건조 및 소정설비, 자동포장기 등 일체의 제조설비를 설치한다. 주원료인 채탄부산물(경석)은 품위가 일정치 않아 원료야적장을 넓게 차지하고 거기에 먼지 분진을 없애기 위해 스프링 쿨러로 계속 물을 가하면서 불도저로 얇게 밀어서 혼합하여 죠오 크러셔(Jaw crusher)에 투입하여 주먹만한 덩어리로 하고, 이것을 다시 롤 크러셔(Roll crusher)에 투입하여 밤알 크기로 분쇄하여 원료중간창고(콘크리트 벙커)에 저장한다. 기기서 리크레이머(Reclariller)장치로 끄집어내서 1차로 10∼16매쉬의 진동체로 체질하여 큰덩어리는 롤 크리셔와 드라이 팬밀에 투입하여 분쇄하고 체질한다. 이것을 가수혼련기에 분쇄된 채탄 부산물과 산업폐기물을 전처리하고, 아래와 같은 배합비율, 즉

채탄부산물 50~70%

각종 산업폐기물 30~50%

가소성이 부족할 때는 점토 10~20%

를 가수혼련기에서 함수율 20∼24%가 되도록 사일로에 저장하고, 그 기간중 숙성된 배합물은 진공토련기에 투입하여 압출, 성형한다. 성형시 함수율은 대략 14~18%이며, 압출성형이 가능하고 성형물의 형태도 견고하게 유지된다.

이 압출성형물은 소성용 대차에 적재하여 자연건조시킨다. 건조실을 통과한 다음에는 터널형 소성로에 투입하여 1050∼1250℃로 10∼24시간 소성 한다.

소성과정에서 채탄부산물에 잔존하는 석탄이 타면의 열량을 집중시켜 연료비를 절약한다. 산업부산물(폐기물)을 첨가제로 사용하므로 저융점에서 소성이 가능하다, 또, 소성시 발생하는 휘발분은 가소되어 휘발되고 남은 표면과 내부의 빈자리는 다공성조직을이루게 된다. 이것이 바로 본 발명에 위한 요업제품의 경량화, 내화성과 단열성 및 방음성을 높인다.

이상 설명한 바와 같이 채탄부산물(경석)을 주재로하고 여기다 각종 산업부산물을 첨가제로 첨가하여 요업제품을 제조함으로서 얻어지는 장점으로서는 첨가제에 의한 융제의 기능으로 소성온도를 낮출 수있어 소생시 연료비가 절감되고, 폐기물의 처리비용을 아낄 수있으며, 요업제품의 경량화, 단열 및 방음성, 낮은 함수율(14∼18%)로서 완벽한 성형 및 성형물 표면의 자유로운 처리가능, 건조용 대차 없이 소성용 대차를 이용하여 공장건물면적의 최소화 및 투자비 절감, 폐자재의 자원화에 의한 환경적 측면에서 환경보호, 산업자재화로부터 얻어지는 경제적 이득이 크다.

Claims (1)

1. 채탄부산물이 광산 부근에 제토설비, 성형설비, 건조 및 소성 설비, 자동포장기 등의 요업제품 제조설비를 설치하고, 채탄부산물과 산업 폐기물을 10∼16메쉬로 조분쇄하여 채탄투산물 50∼70% 각종 산업폐기물 30∼50% 가소성이 부족할 때는 점토 10∼20% 를 함수율 20∼24% 으로 조정한 후 사일로에 저장하여 숙성한 배합물을 진공토련기로 압출 또는 가압성형하여 소성용 대차에 적재하여 건조한 후 소성로에 투입하여 1050∼1250℃에서 10∼24시간 소성하는 것을 특징으로 하는 채탄부산물에 산업부산물(폐기물)을 첨가하여 요업제품을 제조하는 방법.