KR101590320B1 - Apparatus and method for forming with reaction of CSA cement materials - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 CSA(Calcium Sulfo Aluminate)계 시멘트 원료의 성형 및 반응 장치 및 방법에 관한 것으로, 폐 알루미늄 분진과 탈황석고 또는 생석회를 물과 반응시켜 교반하면서 5~50mm 크기의 알갱이로 성구(成球)될 수 있도록 한 CSA계 시멘트 원료의 성형 및 반응 장치 및 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to an apparatus and a method for forming and reacting a cement raw material of CSA (Calcium Sulfo Aluminate) system. The method comprises the steps of reacting waste aluminum dust, desulfurized gypsum or quicklime with water, The present invention relates to an apparatus and a method for forming and reacting a CSA cement raw material.
일반적으로 팽창성 시멘트인 아우인(Hauyne, 일명 Calcium Sulfo Aluminate-CSA 라 함)은 보오크사이트-석고-석회석의 재료로 약 섭씨 1300도 이상에서 제조한다. Hauyne (also known as Calcium Sulfo Aluminate-CSA), an expandable cement, is generally made of bauxite-gypsum-limestone at temperatures above about 1300 degrees Celsius.
또한 일부에서는 석유화학에서 사용되는 알루미나 촉매를 사용하여 제조하기도 한다. Some of them are also made using alumina catalysts used in petrochemicals.
일부 알루미나 함량이 높은 점토질 원료를 사용하여 제조하기도 하였으나, 이는 실리카의 함량이 높아 아우인계 시멘트 본질의 특성인 팽창성의 발현에는 부족한 재료가 되어 불완전한 재료가 되어 왔다. Although it was made using clay materials having a high alumina content, it has been a deficient material because of the high content of silica, which is insufficient for the manifestation of expandability, which is the nature of cement-based cement.
또한 상기의 아우인계 시멘트 생성 조건에서는 고온으로 소성함으로 인하여, 아우인계 시멘트의 생성 조건 중 가장 중요한 아황산 성분이 분해되기 때문에 소성조건의 확립이 매우 어렵다. Also, in the afore-mentioned cement-producing conditions, it is very difficult to establish the sintering condition because the sulfurous acid component, which is one of the most important forming conditions of the cement-based cement, is decomposed due to sintering at a high temperature.
그리고 아황산가스의 방출로 인한 대기오염 및 제조장치의 부식 등으로 인하여 제조비용은 상승하게 되었다.
And manufacturing costs have increased due to air pollution due to the discharge of sulfur dioxide and corrosion of the manufacturing equipment.
상기의 문제점을 해결하기 위하여 공개특허 제10-2013-0115196호(폐 알루미늄 분진과 유동층상 보일러의 비산재를 이용한 아우인계 시멘트 조성물 및 그 제조방법)(이하, '종래기술'이라 함)에서는 알루미늄 금속의 용융 후 가공 시에, 또는 알루미늄 금속의 제련 후, 그리고 알루미늄 금속의 가공 후에 대량으로 발생되어 분진 폭발의 위험성이 있는 폐알루늄 분진과, 역시 대량으로 발생되나 재활용 가치가 거의 없는 국내의 유동층상 보일러에서 발생하는 비산재를 활용하여 팽창성 클링커 화합물을 제조하는 기술이 공지되었다.In order to solve the above problems, Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 10-2013-0115196 (hereinafter, referred to as "prior art") discloses an aluminum cement composition using waste aluminum dust and a fly- Alumina dust, which is generated in large quantities after the melting process, or after the smelting of aluminum metal and after the processing of aluminum metal, and which is dangerous for dust explosion, and a domestic fluidized bed Techniques for producing expandable clinker compounds using fly ash from boilers are known.
이러한 종래기술은 산화알루미늄(Al2O3) 성분이 50 중량% 이상이며 알루미늄 금속의 용융, 제련 가공 공정 후에 발생하는 폐알루미늄 분진 30~70 중량%와 생석회(CaO) 성분이 30~60 중량%, 무수석고(CaSO4) 성분이 30~60 중량% 함유되어 있는 유동층상 보일러 비산재 30~70 중량%를 분체 상태로 혼합하는 단계; 혼합된 분체를 뚜껑이 있는 혼합기 내에서 1분 당 회전속도 10~60의 속도로 회전시키면서 10~60분간 고르게 혼합하는 단계; 고르게 혼합된 분체 혼합물에 분체 혼합물 100 중량%을 기준으로 150~250 중량%의 물을 첨가하면서 30분~60분 동안 혼합하는 단계; 혼합 및 반죽된 혼합물을 60분~180분 동안 온도 섭씨 40~90℃ 범위에서 6~18시간 동안 건조시키는 단계; 건조된 혼합물을 직경 5~50mm의 크기로 성구하는 단계; 성구된 혼합물을 승온속도 섭씨 10℃/분, 최고 온도 섭씨 1,000~1,400℃, 소성유지시간 30~90분 동안 소성하는 단계; 소성 후 소성된 혼합물을 분말도 2,500g/㎠~4,500g/㎠의 범위로 분쇄하는 단계;로 구성된다.
This prior art is characterized in that the aluminum oxide (Al 2 O 3) component is 50% by weight or more, 30 to 70% by weight of waste aluminum dust generated after melting and smelting processing of aluminum metal, 30 to 60% by weight of calcium oxide (CaO) And 30 to 70% by weight of a fluidized-bed boiler fly ash containing 30 to 60% by weight of (CaSO4) component in a powder state; Mixing the mixed powder uniformly for 10 to 60 minutes while rotating at a rotating speed of 10 to 60 revolutions per minute in a lidded mixer; Mixing the uniformly mixed powder mixture for 30 minutes to 60 minutes while adding 150 to 250% by weight of water based on 100% by weight of the powder mixture; Drying the mixed and kneaded mixture for 60 to 180 minutes at a temperature of 40 to 90 DEG C for 6 to 18 hours; Casting the dried mixture to a size of 5-50 mm in diameter; Firing the formed mixture at a temperature raising rate of 10 占 폚 / min, a maximum temperature of 1,000 占 폚 to 1,400 占 폚, and a calcining holding time of 30 to 90 minutes; And pulverizing the calcined mixture to a range of 2,500 g / cm 2 to 4,500 g / cm 2 of powder.
그런데, 종래기술은 폐 알루미늄 분진에 생석회와 무수석고가 함유된 유동층상 보일러 비산재인 탈황석고를 혼합하면서 물을 첨가하게 되면, 탈황석고 내의 생석회 성분이 물과 반응하여 70~100℃의 수화열을 발생하게 되므로 다량의 수증기와 함께 많은 분진이 발생하게 된다.However, in the prior art, when water is added while mixing desulfurized gypsum, which is a fluidized-bed phase boiler fly ash containing burnt alumina and anhydrous gypsum, the quicklime component in the desulfurized gypsum reacts with water to generate hydration heat at 70 to 100 ° C So that a large amount of water vapor and a large amount of dust are generated.
또한, 폐 알루미늄 분진도 물과 만나면 다량의 암모니아 가스가 발생하므로, 이러한 악취, 수증기, 그리고 분진에 의해 주변 환경이 매우 열악한 상태가 되어 사실상 제조가 어려운 문제점이 있다.In addition, the waste aluminum dust also generates a large amount of ammonia gas when it comes into contact with water, so that the surrounding environment is very poor due to the bad odor, water vapor, and dust.
아울러, 건조된 혼합물을 5~50mm의 크기로 성구하기 위해서는 별도의 장치(프레스 또는 압출기 등)가 구비되어야 하므로, 이는 제조비용이 증가하는 결과를 초래하여 가격적인 경쟁력이 낮아지고, 또한 생산수율도 저하되는 문제점도 가지고 있다.
In addition, a separate apparatus (such as a press or an extruder) must be provided in order to allow the dried mixture to have a size of 5 to 50 mm, which leads to an increase in manufacturing cost, resulting in lower price competitiveness, But also has a problem of deteriorating.
본 발명은 종래의 이러한 문제점을 해결하고자 하여, 회전드럼내에서 폐 알루미늄 분진과 탈황석고를 물과 반응시켜 교반하면서 동시에 원심회전력을 이용해서 성구(成球)함과 아울러 발생된 암모니아 가스를 황산을 희석한 세정수에 의해 반응시킴으로써 결정화하여 황산암모늄(유안) 비료로 사용할 수 있도록 한 CSA계 시멘트 원료의 성형 및 반응 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
In order to solve the conventional problems, the present invention is to solve the problems of the prior art, and to provide a method of recovering sulfuric acid by reacting waste aluminum dust and desulfurization gypsum with water in a rotary drum, stirring the same using centrifugal force while simultaneously reacting ammonia gas, The present invention provides an apparatus and a method for forming and reacting a CSA cement raw material which can be used as an ammonium sulfate (yuan) fertilizer by crystallization by reacting with diluted cleansing water.
본 발명에 의한 CSA계 시멘트 원료의 성형 및 반응 장치는,The apparatus for forming and reacting a CSA-based cement raw material according to the present invention comprises:
가로방향으로 눕혀져 회전하면서 일측으로는 폐 알루미늄 분진과 탈황석고를 투입받아 타측으로 배출하는 회전드럼;A rotating drum which is laid horizontally and rotates while discharging waste aluminum dust and desulfurized gypsum to one side and discharging it to the other side;
상기 회전드럼의 내부에 물을 분사하는 노즐부;A nozzle unit for spraying water into the rotary drum;
상기 회전드럼의 내부에 길이방향으로 설치되어 회전하는 회전축;A rotary shaft installed in the rotary drum and rotated in the longitudinal direction;
상기 회전축에 설치되어 폐 알루미늄 분진과 탈황석고를 물과 함께 혼합하여 반죽하는 복수의 혼합패들;A plurality of mixing paddles provided on the rotating shaft for mixing and kneading waste aluminum dust and desulfurized gypsum together with water;
상기 혼합패들에 다단으로 설치되어 반죽된 혼합물을 절단하는 컷팅날;로 구성된다.And a cutting blade installed at the mixing paddle in multiple stages to cut the kneaded mixture.
또한, 상기 회전드럼은 내측 원주면을 따라 등간격으로 돌출되어 혼합된 반죽물을 상측으로 이송시키도록 형성된 이송판이 형성된다.In addition, the rotary drum is formed with a transfer plate protruding at equal intervals along the inner circumferential surface to transfer the kneaded mixture upward.
또한, 상기 회전드럼의 내측 원주면을 따라 고무판이 근접하여 위치하며, 상기 고무판은 등간격마다 회전드럼의 내측에 고정된다.In addition, a rubber plate is located close to the inner circumferential surface of the rotary drum, and the rubber plate is fixed to the inside of the rotary drum at regular intervals.
또한, 상기 회전드럼의 타측에는 암모니아 가스를 배출하기 위한 가스배출구가 구비되며, 상기 가스배출구로부터 배출된 암모니아 가스는 세정기로 투입되어 황산이 회석된 세정수에 의해 결정화되도록 구성된다.
The other end of the rotary drum is provided with a gas discharge port for discharging ammonia gas. The ammonia gas discharged from the gas discharge port is introduced into a scrubber to be crystallized by the cleansing water in which the sulfuric acid is circulated.
이와같이 구성된 본 발명에 의하면 회전드럼의 내부에서 회전드럼내에서 폐 알루미늄 분진과 탈황석고를 교반하면서 동시에 원심력을 이용하여 성구함으로써 성구를 위한 별도의 장치가 필요하지 않으므로 제조원가를 낮출 수 있으며, 또한 교반과 성구를 동시에 행함으로써 생산성이 매우 좋다.According to the present invention constructed as described above, it is possible to lower the manufacturing cost since a separate device for the passion is not required by stirring the waste aluminum dust and the desulfurized gypsum in the rotary drum while using the centrifugal force while stirring the inside of the rotary drum, Productivity is very good by doing scripture at the same time.
또한, 교반 및 반응, 그리고 성구를 동시에 행함으로써 기존에는 여러 공정을 거쳐야 가능하던 것을 간단하게 생산할 수 있어 생산성이 매우 좋다In addition, by performing the stirring, reaction, and passages at the same time, it is possible to simply produce what was previously possible through various processes, and productivity is very good
그리고, 폐 알루미늄 분진과 탈황석고의 반응시 발생하는 암모니아 가스를 회수하여 황산을 희석한 세정수에 의해 황산암모늄으로 결정화시킴으로써 비료로 사용할 수 있도록 하여 부가가치를 창출할 수 있는 장점이 있다.
In addition, ammonia gas generated during the reaction of waste aluminum dust and desulfurization gypsum is recovered and crystallized with ammonium sulfate by diluted rinse water, so that it can be used as a fertilizer, thereby providing added value.
도1은 본 발명에 의한 CSA계 시멘트 원료의 성형 및 반응 장치의 측단면도.
도2는 혼합패들의 단면 구조를 보인 도.
도3은 도1의 'b'구간의 부분 단면도.
도4는 회전축과 컷팅날의 구조를 보인 도.
도5는 컷팅날의 구조를 상세히 보인 도.
도6은 댐의 구조를 보인 도.
도7은 노즐부의 상세구조를 보인 도.
도8은 본 발명이 적용된 전체 시스템을 보인 도.1 is a side cross-sectional view of a device for forming and reacting a CSA cement raw material according to the present invention.
2 shows a cross-sectional view of a mixing paddle.
3 is a partial cross-sectional view of the 'b' section of FIG.
4 is a view showing a structure of a rotating shaft and a cutting blade;
5 is a view showing the structure of the cutting blade in detail;
6 is a view showing the structure of a dam;
7 is a view showing a detailed structure of a nozzle portion;
8 is a view showing the entire system to which the present invention is applied.
이러한 본 발명을 첨부된 도면을 첨부하여 상세히 설명한다.The present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도1은 본 발명에 의한 CSA계 시멘트 원료의 성형장치(100)의 측단면 구조를 보인 도로서, 회전드럼(110)은 가로방향으로 눕혀져 설치되고, 회전드럼(110)의 전방과 후방이 각각 회전하지 않고 고정된 전방 챔버(111) 및 후방 챔버(112)에 4개의 지지롤러(120,130)에 의해 지지되어 회전하는 구조를 가지며, 전방 챔버(111) 및 후방 챔버(112)에는 씰링장치가 되어 있어서 분진이 밖으로 새어나가지 않은 구조로 되어 있다.FIG. 1 is a side view showing a side cross-sectional structure of a CSA cement raw
상기 회전드럼(110)의 일측 즉 전방 챔버(112)를 관통하여 투입스크류(180)가 회전드럼(110)의 내측으로 인입됨으로써 폐 알루미늄 분진과 탈황석고를 투입받게 되며, 회전드럼(110)의 타측 하부에는 끝단경사슈트(115)가 형성되어 있다.The molten aluminum dust and the desulfurized gypsum are introduced into the
상기 회전드럼(110)의 가로 길이방향으로는 회전축(140)이 설치되며, 그 회전축(140)의 양측이 각각 전방 챔버(111)와 후방 챔버(112)를 관통하여 외측에 설치된 전방 축지지부(141)와 후방 축지지부(142)에 회전이 가능하도록 지지된다.A
상기 회전축(140)에는 투입스크류(180)와 근접한 부위에 혼합패들(140-1)이 둘레를 따라서 등간격으로 설치되며, 상기 혼합패들(140-1)의 이후 단에는 회전축(140)의 둘레를 따라서 등간격으로 복수의 컷팅날(150)이 설치되며, 또한 회전축(140)의 길이방향으로도 등간격으로 컷팅날(150)이 설치된다.Mixing paddles 140-1 are provided at equal intervals along the periphery of the
회전드럼(110)은 그 길이방향으로 순차적으로 반죽 및 반응구간(a), 성형구간(b), 성형 및 건조구간(c), 선별구간(d)으로 나뉘어지는데, 반죽 및 반응구간(a)은 혼합패들(140-1)과 일부의 컷팅날(150)이 포함된 구간으로서 투입스크류(180)로부터 폐 알루미늄 분진과 탈황석고를 투입받아 노즐부(170)를 통해 분사되는 물과 함께 반응시키면서 반죽하는 구간이다.The
이때 반죽 및 반응구간(a)에서의 컷팅날(150)은 도4(a)와 같이 6개의 컷팅날(150)이 등간격으로 설치되어 반죽물을 컷팅하면서 고르게 반죽시키게 된다.At this time, the
성형구간(b)과 성형 및 건조구간(c)은 도4(b)와 같이 12개의 컷팅날(150)이 등간격으로 설치된 구조를 가져서 반죽물을 일정한 크기로 컷팅하게 된다.The shaping section b and the shaping and drying section c have a structure in which twelve
이러한 컷팅날(150)은 경우에 따라서 2,4,8의 갯수로 구비될 수 있을 것이다.Such a
또한, 컷팅날(150)에는 도5에서와 같이 기둥(151)의 일측면 즉 회전하는 방향으로 25~100mm 정도의 간격으로 가지고 상하방향으로 다단으로 구비된 날부(152)가 형성되어 있다.As shown in FIG. 5, the
그리고, 회전드럼(110)의 내측 길이방향으로 길게 반죽물 이송판(190)이 설치되는데, 이러한 반죽물 이송판(190)은 반죽 및 반응구간(a)과 성형구간(b) 일부에 연속하여 설치되며, 회전드럼(110)의 내측 둘레를 따라서 등간격으로 설치된다. The kneading
반죽물 이송판(190)의 길이는 300~2000mm 정도이고, 높이는 100~300mm 정도이며, 회전드럼(110)의 내측둘레를 따라서 4~12등분으로 돌출되고, 또한 회전드럼(110)의 길이방향으로 등간격으로 2~12줄 형성되어 있다.The length of the kneading
한편, 도3은 도1의 반죽구간(a)과 성형구간(b)의 단면도로서, 회전드럼(110)의 내측 둘레에는 갈퀴 형태로 된 이송판(190)이 회전드럼(110)의 내측을 향해서 등간격으로 돌출되어 설치되어 있으며, 이러한 이송판(190)의 끝부분은 회전드럼(110)이 회전하는 방향으로 25~35°의 사선방향으로 꺾이도록 형성되어 있다.FIG. 3 is a sectional view of the kneading section a and the forming section b of FIG. 1, in which a
또한, 회전드럼(110)의 내측 원주면을 따라서는 고무판(116)이 위치하며, 그 고무판(116)은 회전드럼(110)의 내측면을 4~16등분하여 그 등분된 위치가 회전드럼(110)의 내측면에 고정된다.A
바람직하게는 성형구간(b)에서 이송판(190)과 이송판 사이에 고무판(116)이 각각 위치하는 것이 좋다.Preferably, the
따라서, 회전드럼(110)이 회전하면서 그 등분된 각 고무판(116)이 상사위치에 위치하면, 하측으로 축 늘어질 수 있는 구조이다.Therefore, when the
아울러 회전축(140)은 회전드럼(110)이 회전함에 따라 이송판(190)이 상승하는 부위로 편심되게 설치된다. 즉, 회전드럼(110)의 내측에서 세로방향의 위치가 이송판(117)이 상승하는 부위로 편심되어 위치하는 것이다.In addition, the
한편, 회전드럼(110)의 중간부위, 그리고 타측에 위치한 끝단경사슈트(115)의 전단에는 도6에서와 같이 회전드럼(110)의 내측면 둘레를 따라서 돌출된 댐(dam)(118)이 형성되는데, 이는 50~500mm의 높이를 가져서 회전드럼(110)내의 입상물질의 체류시간을 늘려서 입상의 크기를 보다 크게 형성함과 아울러서 입상물질의 반응시간을 최대한 늘리도록 하는데 그 목적이 있다.A
이러한 댐(118)은 회전드럼(110)의 내측면 둘레를 따라서 설치되되, 부분적으로 개방된 형태를 가져서 입상물질이 후단으로의 배출이 수월하도록 한다.The
회전드럼(110)의 타측인 끝단경사슈트(115)쪽에는 선별망(113)이 구비되어 회전드럼(110)의 내부에서 발생된 분진을 배출하게 되며, 또한 회전드럼(110)의 타측에는 가스배출구(114)가 구비되어 반응시에 발생하는 내부의 암모니아 가스를 외부로 배출하게 된다.A
상기 회전드럼(110)을 회전시키기 위하여 회전드럼(110)의 하측에는 드럼구동모터(160)가 구비되어 았고, 감속기어와 체인기어(161) 등과 연결되어 회전드럼의 몸체를 구동하게 되며, 회전드럼(110)의 하중은 지지롤러(120,130)에 지지되어 원할하게 회전하도록 되어 있다.A
회전드럼(110)의 외측에는 벨트(162)가 감겨지면서 상기 드럼구동모터(160)와 접속된 감속기(161)에 연결되어 감겨진다.A
따라서, 드럼지지부(111,112)에 의해 지지되어 회전드럼(110)이 회전하게 되는 것이며, 또한 그 회전을 하부의 양측에 위치한 지지롤러(120,130)가 지지하여 원활한 회전이 가능하도록 한다.Therefore, the
또한, 회전축(140)은 회전드럼(110)의 외측으로 노출된 양측이 각각 전방 축지지부(141)와 후방 축지지부(142)에 의해 지지되며, 그 일측이 축 구동모터(143)와 벨트풀리(144,145)-연결축(146)-벨트풀리(147,148)에 의해 회전축(140)에 회전동력을 인가하게 된다.Both ends of the
한편, 회전드럼(110)의 내측에는 도7에서와 같이 물을 분사하기 위한 노즐부(170)가 더 설치되는데, 상기 노즐부(170)는 회전드럼(110)의 길이방향으로 길게 파이프(172)가 설치되고, 그 파이프(172)의 일측은 회전드럼(110)의 외측으로 연장되어 펌프와 연결되는 물유입부(171)가 형성되어 있으며, 상기 파이프(172)에는 등간격으로 다수의 노즐(173)이 설치되어 있다.7, a
그리고, 상기 회전드럼(110)은 전방 즉 투입스크류(180)가 위치한 부위보다 끝단경사슈트(115)가 위치한 부위가 0.3~15°정도 낮게 경사지게 설치되어 내부의 입상물질이 자연스럽게 배출되도록 한다.
The portion of the
이와 같은 구조를 갖는 본 발명의 작동관계를 도8까지 참조하여 설명한다.The operation of the present invention having such a structure will be described with reference to FIG.
먼저, 탈황석고 싸이로(200)와 폐 알루미늄 분말 싸이로(210)에 수용된 탈황석고(또는 생석회)와 폐 알루미늄 분말은 이송 콘베이어를 통해 투입스크류(180)로 이송되어 성형장치(100)의 회전드럼(110) 내측으로 유입되는데, 산화알루미늄이 70%이상 포함된 폐 알루미늄 분진 35~50중량%와, 생석회 50~75중량%, 무수석고 35~45중량%가 함유되어 있는 탈황석고 40~65중량%가 회전드럼(110)의 내부로 투입된다.First, the desulfurized
이때 회전드럼(110)은 4~15rpm의 회전속도를 가지고 회전하며, 회전축(140)은 50~400rpm으로 회전하게 된다.At this time, the
따라서, 투입스크류(180)를 통해 회전드럼(110)의 내측으로 투입된 폐 알루미늄 분진과 탈황석고는 노즐부(170)로부터 분사된 물과 반응하여 탈황석고로부터는 70~100℃ 정도의 수화열이 발생함으로써 다량의 수증기와 분진이 발생하고, 폐알루미늄 분진과 물이 반응하여 암모니아 가스를 발생하면서 폐 알루미늄 분진과 탈황석고가 반죽구간(a)의 혼합패들(140-1)과 컷팅날(150)에 의해 반죽되어진다.Therefore, the waste aluminum dust and the desulfurized gypsum injected into the
회전드럼(110)이 회전함에 따라 혼합 패들(140-1)에 의해 혼합되면서 낙하하고, 이송판(190)에 의해 상승되고, 낙하하면서 자연스럽게 반죽된다.As the
반죽물은 갈퀴(117)에 의해 상승되고, 상승하면서 자연스럽게 반죽물이 혼합패들(150)로 낙하하여 날부(152)에 의해 잘게 부수어진다.The kneaded product is raised by the rake 117, and naturally the kneaded product falls into the mixing
이때, 회전축(140)이 편심되어 있으므로, 낙하되는 반죽물은 자유낙하에 의해 회전축(140) 방향으로 유도되는 것이며, 고무판(116)은 반죽물이 점결력을 가지고 있으므로 회전드럼(110)의 내측에 들러붙지 못하도록 상사점의 위치에서 아래로 쳐지게 됨으로써 들러붙은 반죽물을 아래로 떨어뜨리게 된다.At this time, since the
반죽물은 성형구간(b)으로 이동하여 컷팅날(150)로 낙하하게 되고, 컷팅날(150)에 의해 잘게 부숴지면서 회전드럼(110)의 내면을 따라 구르게 되어 입상물질로 성형된다.The kneaded material moves to the forming section b and falls into the
즉, 회전드럼(110)의 성형구간(b)에서는 회전드럼(110)의 내측을 잘게 부숴진 반죽물이 굴러 다니면서 5~20분 동안에 5~50mm 정도의 입자를 성구하게 된다.That is, in the molding section (b) of the
물을 분사하기 위한 노즐부(170)는 반죽구간(a)과 성형구간(b)에만 설치되며, 성형구간(b)과 성형 및 건조구간(c) 사이에 위치한 댐(118)에 의하여 성형물이 더욱더 시간을 지체하면서 반응하여 성형 및 건조구간(c)으로 넘어가게 된다.The
성구된 입자는 회전드럼(110)의 경사에 의해 자연스럽게 성형 및 건조구간(c)으로 넘어가 회전드럼(110)의 회전에 의해 작은 알갱이로 성구되며, 또한 반응시 발생되는 고열에 의하여 건조되어진다.The formed particles are naturally transferred to the forming and drying section (c) by the inclination of the rotary drum (110), and are formed into small grains by the rotation of the rotary drum (110) and dried by the high heat generated during the reaction.
또한, 끝단경사슈트(115)쪽으로 이송되면서 댐(118)에 의해 배출이 지연되어 반응열에 의해서 더욱 건조되며, 더욱더 단단한 입자의 형태로 성구된 다음 끝단경사슈트(115)를 통하여 배출되는 것이다.In addition, the water is transferred to the
한편, 회전드럼(110)의 내부에서 탈황석고의 반응에 의해 발생된 5mm이하의 크기를 갖는 미립자는 선별망(113)을 통과하여 외부로 유출된 다음 이송컨베이어를 통하여서 투입스크류(180)에 의해 다시 회전드럼(110)의 내부로 투입된다.On the other hand, the fine particles having a size of 5 mm or less generated by the reaction of the desulfurization gypsum in the
또한, 폐 알루미늄 분진의 반응에 의해 발생된 암모니아 가스는 배풍팬(220)에 의해 가스배출구(114)로 유출되며, 유출된 암모니아 가스는 세정기(230)로 투입되어 세정수의 분사에 의해 결정화되는데, 이때 세정수는 물에 황산을 10~50% 정도 짙은 농도로 희석하여 사용함으로써 암모니아 가스와 반응하여 결정체의 황상암모늄을 생성하게 된다.Also, the ammonia gas generated by the reaction of the waste aluminum dust flows out to the
이러한 황산암모늄은 비료로서 사용이 가능한 것이다.Such ammonium sulfate can be used as fertilizer.
따라서 본 발명에 의해 폐 알루미늄 분진과 탈황석고가 반죽됨과 동시에 반응과정을 거치고 50mm의 크기의 클링커로 성구되어 배출됨으로써 빠르고 경제적인 성형품이 완성되며, 이러한 성형품은 50~100℃의 자체 발열이 발생하므로 1~7일간 자연건조시킨 다음 로타리킬른식 소성로에 투입하여 승온속도 5~20℃/분, 1,100~1,300℃의 온도로 50~120분간 소성시킨 다음 분말도 2,000g/㎠~4,300g/㎠의 범위로 분쇄함으로써 최종적으로 CSA계 시멘트 원료가 생성되는 것이다.Accordingly, the waste aluminum dust and the desulfurized gypsum are kneaded by the present invention, and the mixture is discharged through a reaction process with a clinker having a size of 50 mm. Thus, a fast and economical shaped article is completed. Dried for 1 to 7 days and then fired in a rotary kiln type firing furnace at a temperature raising rate of 5 to 20 ° C / min and a temperature of 1,100 to 1,300 ° C for 50 to 120 minutes, and then the powder is calcined at a temperature of 2,000 g / cm 2 to 4,300 g / The final CSA cement raw material is produced.
또한, 회전축(140)과 혼합패들(104-1), 그리고 컷팅날(150)이 삭제된 상태의 회전드럼(110)내에서도 반죽 및 반응, 성구, 건조가 이루어질 수 있는데, 회전드럼(110)의 내부로 인입된 폐 알루미늄 분진과 탈황석고는 노즐부(170)에 의해 분사되는 물과 함께 반응하고, 회전드럼(110)의 내부를 구르면서 끝단경사슈트(115)쪽으로 이동하게 된다.The
회전드럼(110)의 내측으로 이동하는 과정 중에 반죽물은 작은 알갱이로 성구되면서 건조될 수 있는 것이다.During the process of moving to the inside of the
그러나 이러한 경우는 회전축(140)과 혼합패들(104-1), 그리고 컷팅날(150)이 구비된 형태보다 성형시간이 증대될 수 있다.
However, in this case, the molding time may be increased compared to the case where the
100 : 성형장치 110 : 회전드럼
111,112 : 드럼지지부 113 : 선별망
114 : 가스배출구 115 : 끝단경사슈트
116 : 고무판 120,130 : 지지롤러
140 : 회전축 140-1 : 혼합패들
150 : 컷팅날
151 : 기둥 152 : 날부
170 : 노즐부 180 : 투입스크류
190 : 반죽물 이송판100: forming device 110: rotary drum
111, 112: drum supporting portion 113:
114: gas outlet 115: end inclined suit
116:
140: rotating shaft 140-1: mixing paddle
150: Cutting blade
151: column 152:
170: nozzle unit 180: input screw
190: Dough water transfer plate
Claims (10)
상기 회전드럼의 내부에 물을 분사하는 노즐부;
상기 회전드럼은 내측 둘레를 따라 등간격으로 돌출되어 혼합된 반죽물을 상측으로 이송시키도록 형성된 다수의 이송판;으로 구성되며,
상기 회전드럼의 중간부위와 끝단경사슈트의 전단에는 회전드럼의 내측 둘레를 따라서 댐(dam)이 형성된 것을 특징으로 하는 CSA계 시멘트 원료의 성형 및 반응 장치.
A rotating drum which is laid down in a horizontal direction while being charged with waste aluminum dust and desulfurized gypsum (or quick lime) on one side and provided with an end slanting chute on the other side;
A nozzle unit for spraying water into the rotary drum;
The rotary drum is composed of a plurality of conveyance plates protruding at equal intervals along the inner circumference and formed to convey the mixed material upward,
Wherein a dam is formed along the inner periphery of the rotary drum at an intermediate portion of the rotary drum and at a front end of the end slanting chute.
상기 회전드럼의 내부에 길이방향으로 설치되어 회전하는 회전축;
상기 회전축에 설치되어 폐 알루미늄 분진과 탈황석고를 물과 함께 혼합하여 반죽하는 복수의 혼합패들;을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 CSA계 시멘트 원료의 성형 및 반응 장치.
The method according to claim 1,
A rotary shaft installed in the rotary drum and rotated in the longitudinal direction;
And a plurality of mixing paddles disposed on the rotating shaft for mixing and kneading waste aluminum dust and desulfurized gypsum together with water.
The apparatus for forming and reacting a CSA cement raw material according to claim 2, wherein the rotary shaft is provided with a cutting blade for cutting the kneaded mixture.
The apparatus for forming and reacting a CSA cement raw material according to claim 1, wherein a rubber plate is located close to the inner circumferential surface of the rotary drum, and the rubber plate is fixed to the inside of the rotary drum at regular intervals.
The apparatus according to claim 2, wherein the rotary shaft is eccentrically installed at a position where the transfer plate rises as the rotary drum rotates.
The apparatus for forming and reacting a CSA cement raw material according to claim 1, wherein a screening net is provided on the other side of the rotary drum to inject dust inside the rotary drum into one side of the rotary drum.
[3] The apparatus of claim 1, wherein the rotating drum is provided with a gas outlet for discharging ammonia gas, and the ammonia gas discharged from the gas outlet is introduced into a scrubber to be crystallized by washing water circulated with sulfuric acid Wherein said cementitious cement admixture is a cement admixture.
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