KR100451059B1 - 골재 제조방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

편석이 심한 암석을 원료로 한 건축용 조골재 및 부순모래 제조에 적합한 골재 제조방법 및 장치에 대해 개시한다. 이 제조장치는 암석 및 토분이 혼합된 원석이 투입되는 제1호퍼(1)와, 이 호퍼의 그리즈리를 통과한 토분 및 암석을 진동스크린(4)으로 분급하여 각각 토분,암석과 그리즈리를 잔류하여 통과한 암석을 제1압축파쇄기(3)로 파쇄한 파쇄암석으로 저장하는 복수개의 호퍼(10,11,12)를 구비한다. 토분 저장호퍼(10) 및 석분저장 호퍼(12)로부터는 각각 로그 크라시파이어(18)를 경유하여 제2 파쇄마광기(19)로 파쇄마광된 것을 제2습식진동스크린에 걸러서 부순모래와 슬러지로 분급시키는 하이메쉬 크라시파이어(21)로 공급되어 부순모래와 슬러지로 분리 출력되고, 슬러지 탁수는 시크너로 응집 농축하여 필터프레스로 슬러지 케이크로 출력하고, 호퍼(11)에 저장된 파쇄암석은 제1 파쇄마광기로 파쇄와 입형개선후 습식진동스크린(17)을 경유하여 굵은 것은 조골재로 생산되고 석분크기 이하는 제2습식진동 스크린으로 보내져서 부순모래로 생산된다. 이 골재 제조장치는 골재 입도의 종류에 따라 처리하므로 대량생산이 가능하여 생산성이 향상되고, 장치의 일부가 고장시에도 연속작업을 가능하게 하여 가동율을 높일 수 있다.

Description

골재 제조방법 및 장치{Method and apparatus for manufacturing agrregate}

본 발명은 암석으로부터 토목건설 또는 건축용 조골재(굵은 골재)와 부순모래(세골재)를 제조하기 위한 골재 제조방법 및 장치에 관한 것으로써, 특히 석산이나 광산에서 채굴되는 편석이 심한 암석을 파쇄와 마광으로 조골재와 부순모래로 제조하기에 적합한 골재제조방법 및 장치에 관한 것이다.

일반적으로 석산이나 광산 등에서 채취되는 암석을 파쇄하여 골재를 제조하는 공정은 통상적으로 조골재를 생산하는 제조공정과 부순모래를 생산하는 제조공정으로 나누어서 각기 별도로 생산하고 있다.

이와 같이 조골재와 부순모래를 별도로 생산함에 따른 생산성 저하등의 문제점을 해결하는 골재제조방법 및 장치가 특허등록 제0263819호에 개시되고, 도 1에 도시되어 있다.

이 장치는 호퍼(611)를 통하여 공급된 암석과 토분을 그리즈리 휘더(grizzly feeder;610)로 일시 분리하였다가 그리즈리휘더(610) 상부로 통과한 암석을 제1파쇄기(612)로 파쇄후, 파쇄된 암석 및 토분을 합하여 저장하는 골재원료 중간 저장조(613)와, 진동공급기(614)와, 이 진동공급기를 통과한 암석을 파쇄하는 제2파쇄기(615)와, 투입된 원료암석 중 제1크기를 갖는 암석을 걸러내기 위한 제1진동스크린(618)과, 이 제1진동스크린(618)상에 잔류된 암석을 다시 파쇄하는 제3파쇄기(616)와, 제1진동스크린(618)을 통과한 암석 중 제2크기의 암석을 걸러내기 위한 제2진동스크린(619)과, 이 제2진동스크린(619)상에 잔류된 암석을 파쇄하기 위한 제4파쇄기(617)와, 이 제 4파쇄기(617)에 의해 파쇄된 암석 중 제3크기를 갖는 암석을 걸러내어 암석을 조골재로서 출력시키기 위한 제3진동스크린(620)과, 이 제3진동스크린(620)을 통과한 암석 중 제4크기를 갖는 암석을 걸러내고 제4파쇄기(617)에 다시 공급하기 위한 제4 진동스크린(621)과, 이 제4진동스크린(621)을 통과한 암석 중 제5크기를 갖는 암석을 걸러내서 모래로서 출력시키기 위한 제5진동스크린(622)과, 모래와 슬러지를 분급/탈수하여 모래를 출력하기 위한 샌드유니트(624)와, 분급된 슬러지를 함유한 물을 응집농축 하기 위한 침전/농축수단(625)과, 농축 슬러지를 탈수하는 필터프레스(626) 및 상기 제1 내지 제5진동스크린을 통과하는 암석에 물을 뿌리기 위한 물 분사수단(623)으로 구성된다.

그러나, 상기와 같은 골재제조장치는 다음과 같은 문제점이 있다.

첫째, 호퍼(611)에서 토분을 분급한 토분을 다시 제1파쇄기(612)로 파쇄한 암석과 같이 저장조(613)에 원료암석과 토분을 합하여 저장 후 제2파쇄기(615)로 토분이 혼합된 원료암석을 파쇄함으로서 파쇄효율이 낮아진다.

또한, 파쇄량도 토분만큼 줄어지게 될 뿐 아니라 토분의 점토가 2차파쇄된 암석에 압축 부착되므로(스크린에서 살수(撒水)만으로 점토분이 탈락되지 않는다) 골재와 시멘트와의 접착성이 떨어져 강도저하와 점토의 탄닌산, 부민산등의 시멘트양생에 악영향을 미치게 됨으로써 콘크리트의 강도와 내구성이 전체적으로 떨어진다.

둘째, 일반적으로 스크린의 최대처리용량이 300t/hr이며 제1진동스크린(618)의 처리량은 제 2, 3파쇄기(615)(616)로 파쇄한 암석과 석분 및 토분을 동시에 걸러야 하므로 이 스크린에 새로 투입 가능량은 처리능력의 70%인 약 200t/hr이다. 새로 투입되는 원료 200t/hr에는 암석 70중량%, 석분 10중량%, 토분 10중량%, 미분10%가 포함되므로써 암석 140t/hr, 석분 20t/hr, 토분 30t/hr을 처리하는 규모이며 나머지 100t/hr는 제3파쇄기(616)의 리턴량에 해당되는 것이다. 따라서 시스템의 제품의 생산 규모는 조골재 110t/hr, 부순모래는 2,3파쇄기(615)(616)에서 발생하는 석분과 토분등으로 만들어지는 부순모래량이 70t/hr이고 나머지는 슬러지인 것이다.

그러므로 상기 장치는 최대생산 가능량이 조골재 약110t/hr, 부순모래 약 70t/hr을 생산 할 수 있는 처리량의 한계가 있다.

제3진동스크린(620)은 제3파쇄기(616)에서 25mm이하∼0mm이상의 원료암석 약200t/hr과 제4진동스크린(621)에 잔류하는 원료암석 약60t/hr을 재투입해야 하므로 제3진동스크린(620)의 새로 투입 원료량은 약 200t/hr에 불과하다.

또한 제3진동스크린(620)은 제4진동스크린(621) 사이에 잔류물의 재파쇄, 투입등 분급할 물질의 양이 너무 많아 두께 5cm 이상의 분급물 층을 이루고, 스크린에서 슬라이딩함으로서 완전 분급이 되지않아 분급효율이 떨어지므로 제3,4파쇄기(616)(617)에 부하가 많아지고 결과적으로 처리량이 감소하게 된다. 그러므로 최대 생산가능량이 조골재 약110t/hr, 부순모래 70t/hr을 생산할 수 있고, 슬러지 약30t/hr∼45t/hr가 발생할 것이므로 골재생산의 경제단위인 조골재 300t/hr, 부순모래 200t/hr에 못 미침으로 대량처리 생산에 있어 한계가 있고 생산원가 상승요인이 된다.

또한 모래와 슬러지를 분급하는 분급기 및 후처리시설인 슬러지,침전조,탈수기인 필터프레스등은 최소규모가 부순모래 160t/hr 생산규모의 시설이상을 해야 하므로 생산량에 비하여 과잉시설을 하게되는 문제를 가지고 있다. 따라서 파쇄기와 스크린을 필요이상 축소함으로서 생산성 저하로 생산원가의 상승요인이 되는 문제점을 가지고 있다.

또한, 부순모래와 슬러지분리 탈수처리기인 샌드유니트는 3mm이하 또는 4.75mm이하의 부순모래와 슬러지 및 물이 혼합된 슬러리 전량을 펌프로 펌핑하여 하이드로사이크론에 통과시켜야 함으로 펌프의 임펠라 및 라이너, 이송파이프와 사이크론의 라이너가 4.75mm이하의 모래로 인하여 마모손실이 매우 많아서 소모비용이 높게 드는 문제점을 가지고 있다.

또한, 편석이 많은 물성의 원료암석의 석분과 토분의 입도별 편석분포를 보면 대개 0.6mm(30mesh)이상 큰 입자가 심한 편석을 이루고 있어 상기 선행기술에서는 3mm∼4.75mm이하의 입도의 것이 제2진동스크린(619)에서 부순모래 제품으로 분급되는 공정으로 4.75mm이하의 편석이 제품으로 생산되어 K.S.규정치 이하의 조립율 및 입도분포와 입형판정실적율 및 입형 불량으로 인하여 자연모래와의 치환 사용율이 30∼50%로 저조하게 되고 콘크리트의 작업성이 불량하게 되는 문제점이 있다. 이 문제를 해결하기 위하여는 0.6mm입도 이상의 큰 입자의 석분 및 토분을 전량 충격식 파쇄마광기(제4파쇄기(617))에 투입하여야 하나 실제로 불가능하다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 다음과 같은 목적을 가진다.

첫째, 골재 입도의 종류에 따라 상호 보완적으로 처리하여 양적처리로 대량생산이 가능하게 하여 생산성이 향상된 골재제조방법 및 장치를 제공하는 데 있다.

둘째, 상기 종래 골재 제조방법 및 장치와는 달리, 장치의 일부가 고장시에도 계속적인 연속작업을 가능하게 하여 가동율을 높일 수 있는 골재제조방법 및 장치를 제공하는 데 있다.

세째, 파쇄와 입형개선의 전문 기종으로 처리함으로서 저 비용으로 효율을 향상시킴은 물론, 양질의 다양한 골재를 단일화된 공정으로 생산함으로서 생산원가절감과, 생산 원단위에 따른 플랜트의 제작원가를 낮출 수 있는 건축용 골재들을 제조하기 위한 방법 및 장치를 제공하는 데 있다.

네째, 호퍼를 통하여 투입되는 석산의 표토와 암석에서 발생되는 토분을 분급하여 별도 호퍼에 저장하고, 석분과 적당량을 혼합하여 부순모래를 제조함으로서 토분 과다로 인한 부순모래의 비중저하와 흡수율상승을 방지 할 수 있어 물성 조절이 용이하여 K.S.규정치 이상의 양질의 부순모래를 생산할 수 있는 골재 제조방법 및 장치를 제공하는 데 있다.

다섯째, 펌프, 파이프 및 싸이크론등의 장치 요소들의 마모손실을 방지하여수명 연장을 가능하게 하는 골재 제조방법 및 장치를 제공하는 데 있다.

도 1은 종래 건축용 조골재와 부순모래를 제조하기 위한 구조를 나타내는 계통도,도 2는 본 발명에 따른 건축용 조골재및 부순모래를 제조하기 위한 장치의 전체적인 구조를 나타내는 계통도,

도 3은 본 발명에 따른 골재 제조장치에 채용되는 토분과 석분의 미립자를 제거하는 로그 크라시파이어 분급기 구조를 나타내는 개략도,

도 4는 본 발명 골재 제조장치에 있어 부순모래와 슬러지를 분리하는 분급기 구조를 나타낸 개략도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1...제1호퍼 2...그리즈리휘다

3...제1압축파쇄기 4...진동스크린

5...제2호퍼 6...진동휘다(진동공급기)

7...제2압축파쇄기 8...제1건식진동스크린

9...제3압축파쇄기 10...제3호퍼

11...제4호퍼 12...제5호퍼

16...제1파쇄마광기 17...제1습식진동스크린

18...로그크라시파이어 19...제2파쇄마광기

20...제2습식진동스크린 21...하이메쉬 크라시파이어

22...하이드로 사이크론 23...시크너

25...응집제 투여부 28...필터프레스

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 골재제조방법은 a) 석산에서 채굴된 원료암석으로부터 암석과 토분으로 분급하여 별도로 저장하는 단계;와

b) 상기 분급된 토분으로부터 재차 분급하여 굵은암석을 분리해내는 단계;와

c) 상기 암석을 파쇄하여 상기 굵은암석과 함께 저장하는 단계;와

d) 상기 c) 단계에서 저장된 1차 파쇄된 암석과 토분에서 분급된 굵은암석을 함께 파쇄시키고 3개입도로 분급시키는 단계;와

e) 상기 d)단계에서 제일 굵은입자로 분급된 3입도는 재파쇄하여 다시 분급시키고, 1입도 및 2입도는 분급하여 저장하는 단계;와

f) 상기 e)단계에서 분급된 2입도를 편석과 모를 깍는 파쇄와 마광을 하는 단계;와

g) 상기 f)단계에서 파쇄와 마광된 암석에 살수(撒水)를 하면서 4입도로 분급하는 단계;와

h) 상기 g)단계에서 분급된 제일 굵은입도인 4입도를 재분급시키고, 분급된 3입도는 조골재로 분급시키는 단계;와

I) 상기 g)단계에서 분급된 2입도는 상기 b)단계에서 분급된 가는토분과 함께 살수(撒水)장치를 구비하는 습식 진동 스크린으로 이송시키는 단계;와

j) 상기 b)단계에서 분급된 가는토분과 상기 e)단계에서 저장된 1입도의 파쇄된 암석으로부터 편석을 제거하기 위하여 조립자와 미립자로 분급시키는 단계;와

k) 상기 g)단계에서 분급된 1입도와 상기 습식진동스크린에서 걸러진 입도 및 상기 미립자로부터 부순모래와 슬러지로 분급시키는 단계;를 포함하여 된 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하는 본 발명 골재 제조장치는, 암석 및 토분이 혼합된 원석이 투입되는 제1호퍼;와

상기 제1호퍼로부터 공급되는 원석으로부터 암석과 토분으로 분리시키는 그리즈리휘다와;

상기 그리즈휘다를 통과한 토분으로부터 제1입도와 제2입도로 분리시키는 토분분리용 진동스크린과;

상기 토분분리용 진동스크린을 통과한 제1입도의 토분을 저장시키는 제3호퍼와;

상기 그리즈리휘다에 잔류한 암석을 파쇄하는 제1압축파쇄기와;

상기 제1압축파쇄기로부터 파쇄된 암석과 상기 토분분리용 진동스크린에 잔류한 제2입도의 암석을 저장하는 제2호퍼와;

상기 제2호퍼를 통과한 암석 및 제2입도의 암석을 파쇄하는 제2압축파쇄기와;

상기 제2압축파쇄기에서 파쇄된 암석을 제1 입도와 제2입도 및 제3입도의 크기로 걸러내는 제1건식진동스크린과;

상기 제1건식진동스크린의 상단에 잔류하는 제3입도 크기의 암석을 다시 파쇄시키고 상기 제1건식진동스크린의 상단에 재공급시키는 제3압축파쇄기와;

상기 제1건식진동스크린을 통과한 제1입도의 석분을 저장하는 제5호퍼와;

상기 제1건식진동스크린을 통한 제2입도의 암석을 저장하는 제4호퍼와;

상기 제4호퍼로부터 공급된 원료 암석을 원심력과 중력을 이용한 암석 상호간 충격과 마찰로 모를 깍아주는 제1파쇄마광기와;

상기 제1파쇄마광기에서 파쇄와 마광된 암석을 제1입도로부터 제4입도로 분리시키고 제3입도로 분급된 암석을 조골재로 분급시키며 제1입도로 분급된 것은 제2습식 진동스크린으로 보내어 부순모래로 분급시키는 상부에 물이 분사되는 제1습식진동스크린과;

상기 제3호퍼와 제5호퍼로부터 공급되는 석분과 토분을 미립자와 조립자로 수중에서 분급되는 로그크라시파이어와;

상기 분급된 조립자의 원료암석을 파쇄와 편석을 깍아 마광을 하는 제2파쇄마광기와;

상기 제2파쇄마광기를 통과한 원료암석과 상기 제1습식진동스크린에서 걸러진 제2입도의 원료암석을 일정입도로 거르며 상부에 물이 분사되는 제2습식진동스크린과;

상기 제2습식진동스크린을 통과한 것과 상기 로그 크라시파이어에서 미립자로 분리되어 혼입된 탁수 및 상기 제1습식진동스크린을 통과하여 이송된 것을 같이 혼합하여 부순모래 제품과 슬러지로 분급하는 하이메쉬 크라시파이어와;

상기 하이메쉬 크라시파이어로부터 분급된 슬러지로부터 잔여 부순모래와 미분의 슬러지로 분급시키는 하이드로사이크론과;

상기 하드로사이크론에서 분급된 미분 슬러지의 탁수를 응집, 침전시키는 시크너와;

상기 시크너에 액상응집제를 자동 조절 투입시키는 응집제 투여부와;

상기 시크너에 응집된 슬러지를 저장하는 저장조와;

상기 저장된 슬러지를 탈수하여 케이크화시키는 필터프레스;를 포함하여된 것을 특징으로 한다.

상기 골재 제조장치에는 제3호퍼에 저장된 토분을 상기 로그 크라시파이어로 공급시키기 위한 진동공급기 및 콘베이어가 더 구비된다.

또한, 상기 제2습식진동스크린은 중간단에 고무플레이트가 마련되고, 이 고무프레이트의 상하부에 각각 스크린이 장착된 2단으로 구성되어서,

상기 제1습식진동스크린과 제2파쇄마광기로부터 공급되는 파쇄된 암석이 상하단으로 나누어 투입되도록 되어 있어 처리량이 2배가 된다.

상기 로그 크라시파이어는 상기 제3호퍼 또는 제5호퍼로부터 공급되는 토분 또는 석분이 유입되고 복수의 로그들이 회전가능하게 마련되며 상기 제2파쇄마광기와 연통하는 메인저장조와, 상기 토분과 석분이 물과 상기 로그에 의하여 수중에서 상호 마찰되어서 굵은입자에 붙어있던 100메쉬(0.15mm)이하의 토분과 슬러지가 분리되고 분리된 슬러지가 탁수상태로 하이메쉬 크러시파이어로 공급되어진다.

상기 하이메쉬크라시파이어는 상기 제1습식진동스크린과 제2습식진동스크린을 통과한 슬러리(모래와 슬러지가 포함된 물)와 상기 로그 크라시파이어에서 분급된 미립자가 함유된 탁수가 유입되며 유입된 모래를 일방향으로 이동시키는 스크류가 내장된 슬러리탱크와, 상기 스크류로 이동된 모래를 건저올리는 버킷휠로 건저진 부순모래를 탈수시키는 탈수기를 구비한다.

상기 하이메쉬 크라시파이어로부터 분급된 슬러지로부터 잔여 부순모래와 미분의 슬러지로 분급시키는 하이드로사이크론은; 상기 하이메쉬크라시파이어로부터 분급된 미분의 슬러리 탁수가 저장되는 탁수탱크와, 상기 슬러리 탁수를 펌프로 펌핑하여 원심력과 중력을 이용한 물의 항력으로 와류를 이용하여 세립사와 슬러지로 분급시키고 분리된 세립사는 상기 탈수기로 공급시키는 하이드로사이크론본체와, 상기 하이드로사이크론본체로부터 분리된 슬러지 탁수가 중간 조정조를 통하여 일부 다시 상기 탁수탱크로 회수되고 상부의 슬러지는 상기 시크너로 공급되는 중간조정조를 구비한다.

이하 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하면서 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 골재제조방법은 a) 석산에서 채굴된 원료암석으로부터 그리즈리(grizzly)로 암석과 토분으로 분급하여 별도로 저장하는 단계;와

b) 상기 분급된 토분으로부터 재차 분급하여 굵은암석을 분리해내는 단계;와

c) 상기 암석을 파쇄하여 상기 굵은암석과 함께 저장하는 단계;와

d) 상기 c) 단계에서 저장된 1차 파쇄된 암석과 토분에서 분급된 굵은암석을 함께 파쇄시키고 3개입도로 분급시키는 단계;와

e) 상기 d)단계에서 제일 굵은입자로 분급된 3입도는 재파쇄하여 다시 분급시키고, 1입도 및 2입도는 분급하여 저장하는 단계;와

f) 상기 e)단계에서 분급된 2입도를 편석과 모를 깍는 파쇄와 마광을 하는 단계;와

g) 상기 f)단계에서 파쇄와 마광된 암석에 살수(撒水)를 하면서 4입도로 분급하는 단계;와

h) 상기 g)단계에서 분급된 제일 굵은입도인 4입도를 재분급시키고, 분급된 3입도는 조골재로 분급시키는 단계;와

I) 상기 g)단계에서 분급된 2입도는 상기 b)단계에서 분급된 가는토분과 함께 살수(撒水)장치를 구비하는 습식 진동 스크린으로 이송시키는 단계;와

j) 상기 b)단계에서 분급된 가는토분과 상기 e)단계에서 저장된 1입도의 파쇄된 암석으로부터 편석을 제거하기 위하여 조립자와 미립자로 분급시키는 단계;와

k) 상기 g)단계에서 분급된 1입도와 상기 습식진동스크린에서 걸러진 입도 및 상기 미립자로부터 부순모래와 슬러지로 분급시키는 단계;를 구비한다.

도2는 상기 골재 제조방법을 실현하기 적합한 본 발명에 따른 건축용 조골재 및 부순모래(세골재)를 제조하기 위한 장치의 전체적인 구조를 나타내는 계통도이다.

먼저, 이와 같은 계통도를 가지는 골재 제조장치는 건식(乾式)과 습식(濕式) 처리법을 혼용함으로 파쇄와 마광 및 분급효율을 높이고, 불순물의 혼입방지 및 제거와 생산처리의 능률화 및 생산증대을 기하고, 탁수의 슬러지를 응집/침전시켜 여과/탈수하여 케크화하고 여과수를 재 사용함으로 친 환경적인 장치이다.

본 발명에 따른 건축용 조골재 및 부순모래(세골재)를 제조하기 위한 골재제조장치는 다음과 같이 구성된다.

암석 및 토분이 혼합된 원석이 투입되는 제1호퍼(1)와, 이 제1호퍼(1)로부터 공급되는 원석으로부터 암석과 토분으로 분리시키는 그리즈리휘다(grizzly feeder;2)와, 이 그리즈휘다(2)를 통과한 토분으로부터 제1입도와 제2입도로 분리시키는 토분분리용 진동스크린(4)과, 이 토분분리용 진동스크린(4)을 통과한 제1입도의 토분을 저장시키는 제3호퍼(10)와, 상기 그리즈리휘다(2)에 잔류 통과한 암석을 파쇄하는 제1압축파쇄기(3)와, 이 제1압축파쇄기(3)로부터 파쇄된 암석과 상기 토분분리용 진동스크린(4)에 잔류 통과한 제2입도의 암석을 저장하는 제2호퍼(5)와, 이 제2호퍼(5)를 통과한 암석 및 상기 제2입도의 암석을 파쇄하는 제2압축파쇄기(7)와, 이 제2압축파쇄기(7)에서 파쇄된 암석을 3개입도의 크기로 걸러내는 제1건식진동스크린(8)과, 이 제1건식진동스크린(8)의 상단에 잔류하는 제3입도 크기의 암석을 다시 파쇄시키고 상기 제1건식진동스크린(8)의 상단에 재공급시키는 제3압축파쇄기(9)와, 상기 제1건식진동스크린(8)을 통과한 제1입도의 석분을 저장하는 제5호퍼(12)와, 상기 제1건식진동스크린(8)을 통한 제2입도의 암석을 저장하는 제4호퍼(11)와, 이 제4호퍼(11)로부터 공급된 원료 암석을 원심력과 중력을 이용한 암석 상호간 충격마찰로 모를 깍아주는 제1파쇄마광기(16)와, 이 제1파쇄마광기(16)에서 파쇄와 마광(磨鑛)된 암석을 4개의 입도로 분리시키고 이들중 제3입도로 분급된 암석을 조골재 제품으로 분급 출력시키며 상부에 물이 분사되는 제1습식진동스크린(17)과, 상기 제3호퍼(10)와 제5호퍼(12)로부터 공급되는 석분과 토분을 미립자와 조립자로 분사노즐(40)을 통해 공급된 수중에서 분급시키는 로그 크라시파이어(18)와, 상기 분급된 조립자의 원료암석을 파쇄와 편석을 깍아 마광을 하는 제2파쇄마광기(19)와, 이 제2파쇄마광기(19)를 통과한 원료암석과 상기 제1습식진동스크린(17)에서 걸러진 제2입도의 원료암석을 일정입도로 거르며 상부에 분사노즐(30)을 통해 물이 분사되는 제2습식진동스크린(20)과, 이 제2습식진동스크린(20)을 통과한 것과 상기 로그 크라시파이어(18)에서 미립자로 분리되어 혼입된 탁수 및 상기 제1습식진동스크린(17)을 통과하여 이송된 것을 같이 혼합하여 부순모래 제품과 슬러지로 분급하는 하이메쉬 크라시파이어(high mesh classifier;21)와, 이 하이메쉬 크라시파이어(21)로부터 분급된 슬러지로부터 잔여 부순모래와 미분의 슬러지로 분급시키는 하이드로사이크론(22)과, 이 하드로사이크론(22)에서 분급된 미분 슬러지의 탁수를 응집/침전시키는 시크너(thickener;23)와, 이 시크너(23)에 액상응집제를 자동 조절 투입시키는 응집제 투여부(25)와, 상기 시크너(23)에 응집된 슬러지를 저장하는 저장조(26)와, 이 저장조(26)에 저장된 슬러지를 탈수하여 케이크화시키는 필터프레스(filter press;28)를 포함하여 된 구조를 가진다.

미설명 부호 13,14 및 15는 상기 각 호퍼(10,11,12)에 저장된 토분,석분 또는 원료암석을 상기 로그 크라시파이어(18) 또는 제1파쇄마광기(16)로 공급시키기 위한 진동휘더와 콘베이어이다.

상기 제1진동스크린(8)의 제1 내지 제3 입도는 필요에 따라 크기를 조절할수 있으며, 본 실시예에서는 제1입도는 8mm∼10mm이하, 제2입도는 25mm∼30mm이하에서 8mm∼10mm이상, 제3입도는 25mm∼30mm이상의 크기의 직경을 갖는 암석이다. 따라서필요에 따라 이와 같은 입도의 암석을 각각 통과시킬 수 있는 크기의 건식생산을 할 수 있는 스크린의 눈금을 갖는다.

또한, 제1습식진동스크린(17)의 제3입도는 25mm이하 5mm∼8mm이상의 직경을 갖는 암석 크기를 가지며, 조골재 제품으로 생산된다.

특히 편석이 심한 암석은 로그 크라시파이어(18)로 분급되어 조립자만을 제2파쇄마광기(19)에 투입함으로서 미분이 원심력 충격 파쇄마광에 있어 스폰지 효과로 인한 파쇄 마광 효율 저하가 방지되고 파쇄 처리량을 증가시킨다.

상기 제2습식진동스크린(20)은 중간단에 고무플레이트(20a)가 마련되고, 이 고무프레이트(20a)의 상하부에 각각 스크린이 장착된 2단으로 구성되어서, 상기 제1습식진동스크린(17)과 제2파쇄마광기(19)로부터 공급되는 파쇄된 암석이 상하단으로 나누어 투입되도록 되어 있어 스크린 2대역할을 한다. 이 제2습식진동스크린(20)을 통과한 암석은 4.75mm이하의 입도를 가진다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 로그 크라시파이어(18)는 상기 제3호퍼(10) 또는 제5호퍼(12)로부터 공급되는 토분 또는 석분이 유입되고 복수의 로그(172)들이 회전가능하게 마련되며 상기 제2파쇄마광기(19)와 연통하는 메인저장조(171)와, 상기 토분과 석분이 물과 상기 로그(172)에 의하여 수중에서 상호 마찰되어서 굵은입자에 붙어있던 100메쉬(0.15mm)이하의 토분과 슬러지가 분리되고 분리된 슬러지가 상기 하이메쉬 크러시파이어(21)로 공급된다.

도 2 및 도 4를 참조하면, 상기 하이메쉬 크라시파이어(21)는 상기 제1습식진동스크린(17)과 제2습식진동스크린(20)을 통과한 슬러리(모래와 슬러지가 포함된물)와 상기 로그 크라시파이어(18)에서 분급된 미립자가 함유된 탁수가 유입되며 유입된 모래를 일방향으로 이동시키는 스크류(202)가 내장된 슬러리탱크(201)와, 상기 스크류(202)로 이동된 모래를 버킷휠(203)로 건져올려서 탈수시키는 탈수기(204)를 구비한다.

상기 하이메쉬 크라시파이어(21)로부터 분급된 슬러지로부터 잔여 부순모래와 미분의 슬러지로 분급시키는 하이드로사이크론(22)은 상기 하이메쉬 크라시파이어(21)로부터 분급된 미분의 슬러리 탁수가 저장되는 탁수탱크(211)와, 상기 슬러리 탁수를 펌프(212)로 펌핑하여 원심력과 중력을 이용한 물의 항력으로 와류를 이용하여 세립사와 슬러지로 분급시키고 분리된 세립사는 상기 탈수기(204)로 공급시키는 하이드로사이크론본체(213)와, 이 하이드로사이크론본체(213)로부터 분리된 슬러지 탁수가 저장되며 침전된 슬러지는 다시 상기 탁수탱크(211)로 회수되고 상부의 슬러지는 상기 시크너(23)로 공급되는 중간조정조(214)를 구비한다.

상기에서, 하이메쉬크라시파이어(High-mesh Classifier;21)의 분급기에서 조립자는 버킷휠(Bucket Wheel;203)로 건져 올려서 탈수기(204)에 공급되고 세립자가 함유된 탁수는 하이드로사이크론(Hidro-cyclone;22)으로 +0.075mm(+200mesh)와 -0.075mm(-200mesh)이하로 분급하여 +0.075mm(+200mesh)은 탈수기(204)로 이송하여 굵은모래에 혼합시켜 부순모래 잔입자로 입도 조절을 하고, -0.075mm(-200mesh)의 미분슬러지는 탁수상태로 시크너(Thickener;23)에 이송하여, 액체고분자응집제의 자동공급기(25)에 의하여 응집과 침전시킨다.

상기한 바와 같은 본 발명 골재 제조장치는 석산에서 채굴된 원료암석은 암석과 토분이 혼합되어있는 원석을 제1호퍼(1)를 통과시키는 과정에서 그리즈리휘다(2)를 통과한 토분과 일부 암석을 토분분리용 진동스크린(4)으로 필요 입도로 분급하여 암석은 제2호퍼(5)로 저장하고 스크린을 통과한 토분은 회수하여 제3호퍼(10)에 따로 저장시키고, 그리즈리휘다(2) 위에 잔류 통과한 암석은 제1압축식파쇄기(3)로 파쇄시킨다.

상기 그리즈리휘다(2)를 통과한 토분과 암석을 13mm내외의 눈금을 가진 건식 토분분리용스크린(4)으로 걸러서 스크린을 통과한 토분은 별도로 제3호퍼(10)에 저장하였다가 부순모래의 원료로 사용하고, 스크린(4)에 잔류한 암석은 제2호퍼(5)에 제1압축파쇄기(3)로 파쇄한 암석과 합하여 저장하였다가 조골재 원료로 사용한다.

상기 제2호퍼(5)에서 진동휘다(진동공급기)(6)와 벨트콘베어를 통하여 저장된 원료암석을 제2압축파쇄기(7)로 파쇄한 후 2단 선별시키는 제1건식 진동스크린(8)에 공급시킨다. 제1건식 진동스크린(8)의 상단에 잔류하는 굵은암석은 제3압축파쇄기(9)에 재투입하여 다시 파쇄한 것을 제1건식 진동스크린(8)에 재투입되고, 상단을 통과하고 하단에 잔류하는 파쇄된 암석은 제4호퍼(11)에 저장되며, 하단을 통과한 파쇄된 석분은 제5호퍼(12)에 저장된다. 이상의 과정은 건식으로 생산하는 단계이다.

한편, 제4호퍼(11)에서 진동공급기(13)와 벨트콘베어로 제1파쇄마광기(16)에 투입된 암석은 파쇄와 마광되고, 제1파쇄마광기(16)에서 파쇄와 마광된 암석은 살수장치(17a)를 가진 제1습식진동스크린(17)에 투입된다. 이 제1습식진동스크린(17)은 3단 스크린 장착으로 상단에 잔류하는 입자는 제1파쇄마광기(16)에 재투입되어파쇄와 마광되고, 상단을 통과하고 중단에 잔류하는 제3호 입도는 조골재 제품으로 출력된다. 또한 중단을 통과하고 하단에 잔류하는 파쇄된 제2호입도의 암석은 제2습식진동스크린(20)으로 이송되어 파쇄와 마광된 토분 및 석분과 함께 4.75mm이하의 입도로 걸러지게 되고, 하단을 통과한 -4.75mm이하의 제1입도는 하이메쉬 크라시파이어(21)로 이송된다.

상기 제2습식진동스크린(20) 하단을 통과한 슬러리는 하이메쉬 크라시파이어(21)로 이송되어 분급과 탈수됨으로써 부순모래 제품으로 출력된다.

상기 하이메쉬크라시파이어(High-mesh Classifier;21)에서 조립자는 버킷휠(Bucket Wheel;203)로 건져 올려서 탈수기(204)에 공급되고 세립자가 함유된 탁수는 하이드로-사이크론(Hidro-cyclone;22)으로 +0.075mm(+200mesh)와 -0.075mm (-200mesh) 이하로 분급되어 +0.075mm(+200mesh)은 탈수기(204)로 이송되어 굵은모래에 혼합시켜 부순모래 잔입자로 입도 조절되고, -0.075mm(-200mesh)의 미분슬러지는 탁수상태로 시크너(Thickener;23)로 이송되어 액체고분자응집제의 자동공급기(25)에 의하여 응집과 침전된다. 응집침전된 슬러지는 스크레퍼(24)로 모아져서 슬러지저장조(26)로 이송/저장된다. 저장된 슬러지는 펌프(27)로 순환시킴으로 슬러지가 저장조(26)에서 굳어지는 것이 방지되고, 필요량을 펌핑하여서 필터프레스(28)에 주입시키고 슬러지를 여과/탈수하여 케이크로 만들어 출력시킨다.

한편, 탁수로 분급된 미립자는 하이드로 사이크론(22)로 이송되어 가는모래와 슬러지로 분급처리됨으로서, 분급 효율을 증대시켜 능율적으로 슬러지를 제거시킨다. 이때 기계의 마모와 소모비절감을 위하여 굵은입자는 버킷휠(203)로 물리적으로 건저주고, 세립자와 탁수는 하이드로사이크론(22)으로 세립자의 모래와 슬러지를 분급하여 세립사는 회수하여 탈수기(204)에 굵은 모래와 합하고 슬러지는 시크너(23)로 침전시켜 슬러지저장조(26)에 저장시킨다.

슬러지 저장능력을 높이기 위하여 시크너(23)의 스크레파(24)가 슬러지의 침전량에 따라 자동으로 약50cm 상,하로 움직이게 하여 굳는것을 방지시키고 저장조의 역할을 할수있게 한다.

상술한 바와 같은 본 발명 골재 제조방법 및 장치는 본원 발명의 정신과 범위를 이탈함이 없이 많은 변형을 가하여 실시될 수 있음은 두말 할 것도 없다.

상술한 바와 같은 본 발명 골재 제조방법 및 장치는 다음과 같은 이점을 가진다.

첫째, 조골재와 부순모래를 일관공정으로 생산함으로써 생산성을 증대시키고, 중간저장호퍼(10,11,12)를 원료의 종류별(토분,석분,파쇄암석)로 설치하여 품질을 향상시킨다. 또한, 3단 중간 저장호퍼 설치로 3단으로 나누어 가동 할 수 있어 가동율을 증대시신다. 즉 저장호퍼(1,5,10,11,12)중 어느 한 호퍼사이의 기계가 고장시 그 호퍼의 전후의 공정은 정상조업을 할 수 있어 기계가동율과 생산성을 향상시킬 수 있다.

둘째, 기계의 중복장치감소로 생산량감소를 방지함으로서 골재제조원가의 절감과 골재생산 원단위에 따른 플랜트의 제작원가를 낮출 수 있다.

셋째, 제1호퍼(1)에서 그리즈리휘다(2)와 토분분리용스크린(4)을 통하여 토분을 분리 저장처리 활용함으로 폐자원을 유용자원화가 가능하다. 또한, 토분과 함께 암석을 파쇄할 경우 파쇄효율의 저하와 압축식파쇄기(3)에 의한 점토가 암석에 압축부착되는 것을 방지를 위하여 확실하게 분리처리함으로 원천적으로 원료의 오염을 방지하여 콘크리트의 유해물질인 점토와 유기물의 혼입을 방지하고 골재의 품질을 향상시키는 효과 있다.

넷째, 조골재(25mm)제조의 마지막공정에서 편석과 각석을 제거하기 위하여 제1파쇄마광기(16)로 돌과 돌이 부딛치게 하여 모를 깍아줌으로서 자연골재와 같은 정도로 원마도(圓磨度)를 높혀주고, 이때 발생하는 잔입자는 제1습식진동스크린(17)으로 걸러서 하이메쉬클라시파이어(21)와 제2 습식진동스크린(20)으로 보내고, 원형으로 마모된 입도(+5mm또는 +8mm∼ -25mm)의 것은 조골재 제품으로 출하함으로서 제품이 원마되었고 미분이 깨끗이 세척된 골재이므로 콘크리트의 작업성과 밀도및 접착성을 높혀줌으로 콘크리트강도를 높게하고 시멘트량이 30%정도 절감할 수 있는 경제적인 효과가 있다.

다섯째, 부순모래제조에 있어 편석이 심한 원료암석의 석분과 토분으로 제조시 토분이 많이 들어가면 비중이 KS규정치 2.5이하로 낮아지고 흡수율이 높아짐으로 불량 골재화하는 것을 방지하기 위하여, 제5호퍼(12)를 통한 석분원료와 제3호퍼(10)를 통한 토분원료를 적당한 비율로 로그 크라시파이어(18)에 같이 투입하여 수중에서 로그로 마찰시켜 점토와 미분을 분리한다. 이때 탁수는 하이메쉬 크라시파이어(21)로 이송하여 분급하고 조립자들은 제2파쇄마광기(19)로 파쇄와 마광을 함으로써, 파쇄와 마광전에 1차 분급을 하여 미분과 점토등을 제거하여 파쇄와 마광효율을 높힘으로 효과적인 편석제거와 처리량을 증대시키는 효과가 있다.

여섯째, 하이메쉬크라시파이어(21)는 버킷휠(203)과 진동탈수기(204) 및 하이드로 사이크론(22)을 조합하여 만든 분급기로서, 스크류(202)로 부순모래를 비비면서 긁어모아서 버킷휠(203)로는 150메쉬 이상의 조립자의 부순모래를 슬러리탱크(201)에서 건져 진동탈수기(204)로 보내어 탈수하여 전처리하고, 나머지 탁수상태로 슬러리탱크(201)를 넘어간 세립자들은 탁수탱크(211)에 모아서 펌프(212)로 펌핑하여 하이드로 사이크론본체(213)로 분급하여 200메쉬 이상의 조립자는 탈수기로 보내어 조립자모래와 합하여 탈수 입도 조절을 하고 200메쉬(0.075mm)이하의 슬러지는 시크너(침전조)로 보내어 응집 침전처리함으로서 펌프임펠러, 하우징, 파이프, 하이드로사이크론등의 기계와 장비의 소모가 적고 분급효율이 높다.

일곱째, 수처리에 있어 시크너(침전조;23)의 스크레퍼(24)를 50cm정도 자동으로 상하로 움직이게 하여 슬러지 저장탱크가 가득 찰 경우 슬러지 보조저장조 역할을 할 수 있게 하고 슬러지 저장조(26)의 슬러지가 굳어지는 것을 방지하기 위하여 펌프(27)로 순환시킴으로 저장탱크에서 굳어지는 것을 방지하는 효과가 있다.

여덟째, 응집제로 분말을 사용하지 않고 액상 고분자응집제를 사용함으로써 동절기에도 약품의 용해가 용이하며, 약품을 정량으로 자동투입이 됨으로 운전이 편리한 이점이 있다.

Claims (6)

1. a) 석산에서 채굴된 원료암석으로부터 암석과 토분으로 분급하여 별도로 저장하는 단계;와

   b) 상기 분급된 토분으로부터 재차 분급하여 굵은암석을 분리해내는 단계;와

   c) 상기 암석을 파쇄하여 상기 굵은암석과 함께 저장하는 단계;와

   d) 상기 c) 단계에서 저장된 1차 파쇄된 암석과 토분에서 분급된 굵은암석을 함께 파쇄시키고 3개입도로 분급시키는 단계;와

   e) 상기 d)단계에서 제일 굵은입자로 분급된 3입도는 재파쇄하여 다시 분급시키고, 1입도 및 2입도는 분급하여 저장하는 단계;와

   f) 상기 e)단계에서 분급된 2입도를 편석과 모를 깍는 파쇄와 마광을 하는 단계;와

   g) 상기 f)단계에서 파쇄와 마광된 암석에 살수(撒水)를 하면서 4입도로 분급하는 단계;와

   h) 상기 g)단계에서 분급된 제일 굵은입도인 4입도를 재분급시키고, 분급된 3입도는 조골재 제품으로 분급시키는 단계;와

   I) 상기 g)단계에서 분급된 2입도는 제2 습식 진동 스크린으로 이송시키는 단계;와

   j) 상기 b)단계에서 분급된 가는토분과 상기 e)단계에서 저장된 1입도의 파쇄된 석분으로부터 편석을 제거하기 위하여 조립자와 미립자로 분급시키는 단계;와

   k) 상기 g)단계에서 분급된 1입도와 상기 습식진동스크린에서 걸러진 입도 및 상기 미립자로부터 부순모래와 슬러지로 분급시키는 단계;를 포함하여 된 것을특징으로 하는 골재제조방법.
2. 암석 및 토분이 혼합된 원석이 투입되는 제1호퍼(1);와

   상기 제1호퍼(1)로부터 공급되는 원석으로부터 암석과 토분으로 분리시키는 그리즈리휘다(2)와;

   상기 그리즈휘다(2)를 통과한 토분으로부터 2개의 입도 크기로 분리시키는 토분분리용 진동스크린(4)과;

   상기 토분분리용 진동스크린(4)을 통과한 제1입도의 토분을 저장시키는 제3호퍼(10)와;

   상기 그리즈리휘다(2)에 잔류한 암석을 파쇄하는 제1압축파쇄기(3)와;

   상기 제1압축파쇄기(3)로부터 파쇄된 암석과 상기 토분분리용 진동스크린(4)에 잔류 통과한 제2입도의 토분을 저장하는 제2호퍼(5)와;

   상기 제2호퍼(5)를 통과한 암석 및 상기 제2입도의 암석을 파쇄하는 제2압축파쇄기(7)와;

   상기 제2압축파쇄기(7)에서 파쇄된 암석을 3개의 입도 크기로 걸러내는 제1건식진동스크린(8)과;

   상기 제1건식진동스크린(8)의 상단에 잔류하는 제3입도 크기의 암석을 다시 파쇄시키고 상기 제1건식진동스크린(8)의 상단에 재공급시키는 제3압축파쇄기(9)와;

   상기 제1건식진동스크린(8)을 통과한 제1입도의 석분을 저장하는제5호퍼(12)와;

   상기 제1건식진동스크린(8)을 통한 제2입도의 암석을 저장하는 제4호퍼(11)와;

   상기 제4호퍼(11)로부터 공급된 원료 암석을 원심력과 중력을 이용한 암석 상호간 충격으로 모를 깍아주는 제1파쇄마광기(16)와;

   상기 제1파쇄마광기(16)에서 파쇄와 마광된 암석을 4개 크기의 입도로 분리시키고 제3입도로 분급된 암석을 조골재 제품으로 출력하고 제1 입도 및 제2입도는 부순모래 원료로 분급시키며 상부에 물이 분사되는 제1습식진동스크린(17)과;

   상기 제3호퍼(10)와 제5호퍼(12)로부터 공급되는 석분과 토분을 미립자와 조립자로 수중에서 분급하는 로그크라시파이어(18)와;

   상기 분급된 조립자의 원료암석을 파쇄와 편석을 깍아 마광을 하는 제2파쇄마광기(19)와;

   상기 제2파쇄마광기(19)를 통과한 원료암석과 상기 제1습식진동스크린(17)에서 걸러진 제2입도의 원료암석을 일정입도로 거르며 상부에 물이 분사되는 제2습식진동스크린(20)과;

   상기 제2습식진동스크린(20)을 통과한 것과 상기 로그 크라시파이어(18)에서 미립자로 분리되어 혼입된 탁수 및 상기 제1습식진동스크린(17)을 통과하여 이송된 것을 같이 혼합하여 부순모래 제품과 슬러지로 분급하는 하이메쉬 크라시파이어(21)와;

   상기 하이메쉬 크라시파이어(21)로부터 분급된 슬러지로부터 잔여 부순모래와 미분의 슬러지로 분급시키는 하이드로 사이크론(22)과;

   상기 하드로 사이크론(22)에서 분급된 미분 슬러지의 탁수를 응집, 침전시키는 시크너(23)와;

   상기 시크너(23)에 액상응집제를 자동 조절 투입시키는 응집제 투여부(25)와;

   상기 시크너(23)에 응집된 슬러지를 저장하는 저장조(26)와;

   상기 저장된 슬러지를 탈수하여 케이크화시키는 필터프레스(28);를 포함하여된 것을 특징으로 하는 골재 제조장치.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 제2습식진동스크린(20)은 중간단에 고무플레이트(20a)가 마련되고, 이 고무프레이트의 상하부에 각각 스크린이 장착된 2단으로 구성되어서,

   상기 제1습식진동스크린(17)과 제2파쇄마광기(19)로부터 공급되는 파쇄된 암석이 상하단으로 나누어 투입되도록 된 것을 특징으로 하는 골재 제조장치.
4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 로그 크라시파이어(18)는 상기 제3호퍼(10) 또는 제5호퍼(12)로부터 공급되는 토분 또는 석분이 유입되는 메인저장조(171)와,

   상기 메인저장조(171)에 수용되어 상호 마찰 회전가능하게 마련되는 복수의 로그(172)와,

   상기 메인저장조(171)에 물을 공급하는 분사노즐(40)을 구비하여서,

   상기 토분과 석분이 물과 상기 로그(172)에 의하여 수중에서 상호 마찰되어서 굵은입자에 붙어있던 100메쉬(0.15mm)이하의 토분과 슬러지가 분리되도록 된 것을 특징으로 하는 골재 제조장치.
5. 제 2 항에 있어서, 상기 하이메쉬크라시파이어(21)는 상기 제1습식진동스크린(17)과 제2습식진동스크린(20)을 통과한 슬러리(모래와 슬러지가 포함된 물)와 상기 로그 크라시파이어(18)에서 분급된 미립자가 함유된 탁수가 유입되며 유입된 모래를 일방향으로 이동시키는 스크류(202)와 버킷휠(203)이 내장된 슬러리탱크(201)와,

   상기 버킷휠(203)로 조립자를 건져 모래로 탈수시키는 탈수기(204)를 포함하여 된 것을 특징으로 하는 골재 제조장치.
6. 제 2 항에 있어서, 상기 하이메쉬 크라시파이어(21)로부터 분급된 슬러지로부터 잔여 부순모래와 미분의 슬러지로 분급시키는 하이드로사이크론(22)은;

   상기 하이메쉬크라시파이어(21)로부터 분급된 미분의 슬러리 탁수가 저장되는 탁수탱크(211)와,

   상기 슬러리 탁수를 펌프(212)로 펌핑하여 원심력과 중력을 이용한 물의 항력으로 와류를 이용하여 세립사와 슬러지로 분급시키고 분리된 세립사는 상기 탈수기(204)로 공급시키는 하이드로 사이크론본체(213)와,

   상기 하이드로 사이크론본체(213)로부터 분리된 슬러지 탁수가 저장되며 침전된 슬러지는 다시 상기 탁수탱크(211)로 회수되고 상부의 슬러지는 상기 시크너(23)로 공급되는 중간조정조(214)를 포함하여 된 것을 특징으로 하는 골재 제조장치.