KR102352687B1 - 염소 바이패스 더스트와 분체성 저수분 무기 슬러지류를 이용한 친환경 인공골재 조성물, 인공골재 제조방법 및 인공골재 재활용방법 - Google Patents

염소 바이패스 더스트와 분체성 저수분 무기 슬러지류를 이용한 친환경 인공골재 조성물, 인공골재 제조방법 및 인공골재 재활용방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 염소 바이패스 더스트와 물이 흡수반응, 발열반응 및 팽창반응하여 수경성 결합재를 형성하고, 상기 수경성 결합재가 상기 염소 바이패스 더스트와 상기 분체성 저수분 무기 슬러지류를 결합하여 인공골재를 형성하는 염소 바이패스 더스트와 분체성 저수분 무기 슬러지류를 이용한 친환경 인공골재 조성물, 인공골재 제조방법 및 인공골재 재활용방법을 제공한다.

Description

염소 바이패스 더스트와 분체성 저수분 무기 슬러지류를 이용한 친환경 인공골재 조성물, 인공골재 제조방법 및 인공골재 재활용방법{ECO-FRIENDLY ARTIFICIAL AGGREGATE COMPOSITION USING CHLORINE BYPASS DUST AND POWDERED LOW MOISTURE INORGANIC SLUDGE, METHOD FOR MANUFACTURING ARTIFICIAL AGGREGATE, AND METHOD FOR RECYCLING ARTIFICIAL AGGREGATE}
본 발명은 염소 바이패스 더스트와 물이 흡수반응, 발열반응 및 팽창반응하여 수경성 결합재를 형성하고, 상기 수경성 결합재가 상기 염소 바이패스 더스트와 상기 분체성 저수분 무기 슬러지류를 결합하여 인공골재를 형성하는 염소 바이패스 더스트와 분체성 저수분 무기 슬러지류를 이용한 친환경 인공골재 조성물, 인공골재 제조방법 및 인공골재 재활용방법에 관한 것이다.
일반적으로, 염소 바이패스 더스트는 시멘트 제조시 예열기의 폐색 등의 문제를 유발하는 염소 성분을 일부 추기하여 바이패스시킴으로서 남게되는 염화칼륨(KCl), 생석회(CaO), 또는 무수석고(CaSO4)를 포함하는 공정 부산물이다.
특히, 염소 바이패스 더스트는 시멘트 생산 공장의 약 2,000 ℃의 고온으로 가동되는 클링커 제조 소성로의 원활한 가동을 위해 염소를 포함한 휘발물질의 제거를 위해 소성로의 약 1,000 ℃전후 온도 부위에서 강제 추출되는 핫가스내에 포함되어 있는 무기물로서, 염화칼륨 외에, 1,000 ℃의 고온에 의해 기 탈수, 탈탄산 되어진 무수석고와 생석회가 포함되어 있다.
염소 바이패스 더스트는 대규모로 산출되므로 환경에 위해를 주지 않도록 현재 대부분 매립이 되고 있는 상황으로서, 염소 바이패스 더스트의 재활용을 위한 연구가 시급한 실정이다.
또한, 분체성 저수분 무기 슬러지류는 발전소 석탄재, 발전소 바닥재, 소각장 바닥재, 소각장 비산재, 제철소 제철 부산물, 제강 부산물, 광미(광물찌꺼기) 또는 오염토 등 다양한 산업장에서 대량 산출되며 수분 함량 30 % 미만을 포함하는 다양한 무기염류로 구성되어 있다.
분체성 저수분 무기 슬러지류는 재활용이 요구되는 다양한 유효 산화물을 함유하고 있지만, 입경이 0.0001~5 mm 정도의 미립자 형태이고 30 % 미만의 수분을 함유하고 있는 재료이다.
따라서, 많은 연구자들이 염소 바이패스 더스트와 분체성 저수분 무기 슬러지류의 재활용을 위한 연구를 하고 있으나, 상업적인 성공은 아직 달성하지 못하였다.
본 출원인은 오랜 기간 각고의 노력에 의하여 염소 바이패스 더스트의 생석회와 무수석고가 수분과 반응하여 흡수, 고발열, 팽창반응을 거쳐 반수석고 또는 이수석고, 그리고 수산화칼슘으로 변하고, 생성되는 반수석고, 이수석고 그리고 수산화칼슘은 시멘트와 유사한 수경성 결합재 역할을 하여, 염소 바이패스 더스트와 분체성 저수분 무기 슬러지류의 무기성 미립자간의 구형의 덩어리를 만들어 인공골재를 형성함을 확인하여 본 발명을 완성하게 되었다.
대한민국 등록특허 제10-2206677호(특허등록일: 2021년01월08일)
따라서, 본 발명의 목적은 염소 바이패스 더스트와 물이 흡수반응, 발열반응 및 팽창반응하여 수경성 결합재를 형성하고, 상기 수경성 결합재가 상기 염소 바이패스 더스트와 상기 분체성 저수분 무기 슬러지류를 결합하여 인공골재를 형성하는 염소 바이패스 더스트와 분체성 저수분 무기 슬러지류를 이용한 친환경 인공골재 조성물을 제공하는데 있다.
또한, 본 발명의 목적은 염소 바이패스 더스트와 물이 형성한 수경성 결합재가 상기 염소 바이패스 더스트와 상기 분체성 저수분 무기 슬러지류를 결합하여 인공골재를 제조하는 염소 바이패스 더스트와 분체성 저수분 무기 슬러지류를 이용한 친환경 인공골재 제조방법을 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명의 목적은 입자 크기 0.15∼5 mm 의 인공골재와 입자 크기 0.15 mm 이하의 분체를 콘크리트 벽돌, 호안블록, 시멘트 원료, 성토재, 복토재 등으로 이루어진 군에서 하나 이상 선택되는 재료로 재활용하는 염소 바이패스 더스트와 분체성 저수분 무기 슬러지류를 이용한 친환경 인공골재 재활용방법을 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 이하의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일 측면에 따르면,
시멘트 공정의 부산물인 염소 바이패스 더스트, 분체성 저수분 무기 슬러지류 및 물의 수성 경질화 반응을 이용하는 친환경 인공골재 조성물로서,
상기 염소 바이패스 더스트는 구성성분으로 SiO2 5~20 중량％, Al2O3 1~10 중량％, CaO 2~45 중량％, MgO 0.1~8 중량％, CaSO4 2~40 중량%, Fe2O3 0.5~15 중량％, Na2O 0.02~10 중량％, K2O 10~40 중량％, Cl 10~50 중량％, 및 SO3 1~20 중량％를 포함하고,
상기 분체성 저수분 무기 슬러리류는 수분의 함수율이 30 중량% 미만이면서, Si, Al, Ca, Mg, 및 Fe으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 성분을 포함한 산화물, 질화물, 염화물, 황화물, 불화물, 및 인화물로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 무기염류를 포함하며,
상기 친환경 인공골재 조성물에서 상기 염소 바이패스 더스트, 상기 분체성 저수분 무기 슬러지류 및 물의 함량비율은 중량비로 1 : 0.05 : 0.05 ~ 0.05 : 1 : 1을 포함하고,
상기 염소 바이패스 더스트의 CaO와 CaSO4가 상기 물과 반응하여 인공골재의 수경성 결합재로 작용하고, 상기 수경성 결합재가 상기 염소 바이패스 더스트와 상기 분체성 저수분 무기 슬러지류를 결합하여 인공골재를 형성하는 것을 특징으로 하는
염소 바이패스 더스트와 분체성 저수분 무기 슬러지류를 이용한 친환경 인공골재 조성물을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 분체성 저수분 무기 슬러지류는
발전소 석탄재, 발전소 바닥재, 소각장 바닥재, 소각장 비산재, 제철소 제철 부산물, 제강 부산물, 제련소 제련 부산물, 광미(광물찌꺼기), 채광장 부산물, 채석장 부산물, 인산비료공장 부산 석고, 제지공장 제지 슬러지 소각재 및 오염토 등으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 슬러지일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 염소 바이패스 더스트와 분체성 저수분 무기 슬러지류를 이용한 친환경 인공골재 조성물의 pH는 7 내지 13.8 일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 수성 경질화 반응은 수분흡수, 발열반응, 또는 팽창반응일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 염소 바이패스 더스트의 생석회(CaO) 또는 무수석고(CaSO4) 는 상기 물과 반응하여 수분흡수, 발열반응, 또는 팽창반응하여 반수석고(CaSO4·1/2H2O), 이수석고(CaSO4·2H2O), 또는 수산화칼슘(Ca(OH)2)을 형성할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 일 측면에 따르면,
시멘트 공정의 부산물인 염소 바이패스 더스트, 분체성 저수분 무기 슬러지류인 석탄재 및 물의 수성 경질화 반응을 이용하는 친환경 인공골재 조성물로서,
상기 염소 바이패스 더스트는 구성성분으로 SiO2 5~20 중량％, Al2O3 1~10 중량％, CaO 2~45 중량％, MgO 0.1~8 중량％, CaSO4 2~40 중량%, Fe2O3 0.5~15 중량％, Na2O 0.02~10 중량％, K2O 10~40 중량％, Cl 10~50 중량％, 및 SO3 1~20 중량％를 포함하고,
상기 석탄재는 구성성분으로 Fe2O3 10~55 중량%, SiO2 2~40 중량%, Al2O3 3~65 중량%, CaO 0.05~50 중량%, MgO 1~30 중량%, Na2O 0.2~25 중량%, K2O 10~40 중량％, MnO 2~35 중량%, 및 탄소(C) 0.2~25 중량%를 포함하며,
상기 친환경 인공골재 조성물에서 상기 염소 바이패스 더스트, 상기 석탄재 및 물의 함량비율은 중량비로 1 : 0.05 : 0.05 ~ 0.05 : 1 : 1을 포함하고,
상기 염소 바이패스의 CaO와 CaSO4가 상기 물과 반응하여 인공골재의 수경성 결합재로 작용하고, 상기 수경성 결합재가 상기 염소 바이패스 더스트와 상기 석탄재를 결합하여 인공골재를 형성하는 것을 특징으로 하는
염소 바이패스 더스트와 분체성 저수분 무기 슬러지류를 이용한 친환경 인공골재 조성물을 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 염소 바이패스 더스트와 분체성 저수분 무기 슬러지류를 이용한 친환경 인공골재 조성물의 pH는 7 내지 13.8 일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 수성 경질화 반응은 수분흡수, 발열반응, 또는 팽창반응일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 염소 바이패스 더스트의 생석회(CaO) 또는 무수석고(CaSO4) 는 상기 물과 반응하여 수분흡수, 발열반응, 또는 팽창반응하여 반수석고(CaSO4·1/2H2O), 이수석고(CaSO4·2H2O), 또는 수산화칼슘(Ca(OH)2)을 형성할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 일 측면에 따르면, 시멘트 공정의 부산물인 염소 바이패스 더스트, 분체성 저수분 무기 슬러지류인 광미(광물찌꺼기) 및 물의 수성 경질화 반응을 이용하는 친환경 인공골재 조성물로서,
상기 염소 바이패스 더스트는 구성성분으로 SiO2 5~20 중량％, Al2O3 1~10 중량％, CaO 2~45 중량％, MgO 0.1~8 중량％, CaSO4 2~40 중량%, Fe2O3 0.5~15 중량％, Na2O 0.02~10 중량％, K2O 10~40 중량％, Cl 10~50 중량％, 및 SO3 1~20 중량％를 포함하고,
상기 광미는 구성성분으로 Fe2O3 3~30 중량%, SiO2 10~70 중량%, Al2O3 3~65 중량%, CaO 5~40 중량%, MgO 1~30 중량%, Na2O 0.2~20 중량%, K2O 0.2~20 중량％를 포함하며,
상기 친환경 인공골재 조성물에서 상기 염소 바이패스 더스트, 상기 광미 및 물의 함량비율은 중량비로 1 : 0.05 : 0.05 ~ 0.05 : 1 : 1 을 포함하고,
상기 염소 바이패스의 CaO와 CaSO4가 상기 물과 반응하여 인공골재의 수경성 결합재로 작용하고, 상기 수경성 결합재가 상기 염소 바이패스 더스트와 상기 광미를 결합하여 인공골재를 형성하는 것을 특징으로 하는
염소 바이패스 더스트와 분체성 저수분 무기 슬러지류를 이용한 친환경 인공골재 조성물을 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 염소 바이패스 더스트와 분체성 저수분 무기 슬러지류를 이용한 친환경 인공골재 조성물의 pH는 7 내지 13.8 일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 수성 경질화 반응은 수분흡수, 발열반응, 또는 팽창반응일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 염소 바이패스 더스트의 생석회(CaO) 또는 무수석고(CaSO4) 는 상기 물과 반응하여 수분흡수, 발열반응, 또는 팽창반응하여 반수석고(CaSO4·1/2H2O), 이수석고(CaSO4·2H2O), 또는 수산화칼슘(Ca(OH)2)을 형성할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 일 측면에 따르면, 시멘트 공정의 부산물인 염소 바이패스 더스트, 분체성 저수분 무기 슬러지류 및 물의 수성 경질화 반응을 이용하는 친환경 인공골재 제조방법으로서,
상기 염소 바이패스 더스트와 상기 분체성 저수분 무기 슬러지류를 선별기에 각각 투입하여 돌 또는 불순물을 제거하는 불순물 제거단계; 및
불순물이 제거된 상기 염소 바이패스 더스트, 불순물이 제거된 상기 분체성 저수분 무기 슬러지류 및 물을 혼합하여 인공골재를 제조하는 단계를 포함하는,
상기 염소 바이패스 더스트와 분체성 저수분 무기 슬러지류를 이용한 친환경 인공골재 조성물에 의한
염소 바이패스 더스트와 분체성 저수분 무기 슬러지류를 이용한 친환경 인공골재 제조방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 인공골재의 출하시 입자 크기는 0.15 mm 내지 5 mm 일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 분체성 저수분 무기 슬러지류는
발전소 석탄재, 발전소 바닥재, 소각장 바닥재, 소각장 비산재, 제철소 제철 부산물, 제강 부산물, 제련소 제련 부산물, 광미(광물찌꺼기), 채광장 부산물, 채석장 부산물, 인산비료공장 부산 석고, 제지공장 제지 슬러지 소각재 및 오염토 등으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 슬러지일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 염소 바이패스 더스트와 분체성 저수분 무기 슬러지류를 이용한 친환경 인공골재 제조방법은
상기 인공골재를 분급하여 0.15 mm 이하의 분체는 원료로 순환시키는 분급단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 염소 바이패스 더스트와 분체성 저수분 무기 슬러지류를 이용한 친환경 인공골재 제조방법은
상기 인공골재를 자연건조, 가열건조 또는 열풍건조하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 염소 바이패스 더스트와 분체성 저수분 무기 슬러지류를 이용한 친환경 인공골재 제조방법의
상기 수성 경질화 반응은 수분흡수, 발열반응, 또는 팽창반응일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 염소 바이패스 더스트와 분체성 저수분 무기 슬러지류를 이용한 친환경 인공골재 제조방법은
상기 불순물이 제거된 상기 염소 바이패스 더스트와 불순물이 제거된 상기 분체성 저수분 무기 슬러지류를 혼합하여 인공골재를 제조하는 단계에서,
상기 염소 바이패스 더스트와 상기 분체성 저수분 무기 슬러지류의 수분이 수성 경질화 반응을 통하여 수경성 결합재를 형성하고, 상기 수경성 결합재가 상기 염소 바이패스 더스트와 상기 분체성 저수분 무기 슬러지류를 결합하여 인공골재를 제조할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 염소 바이패스 더스트와 분체성 저수분 무기 슬러지류를 이용한 친환경 인공골재 제조방법은
상기 불순물이 제거된 상기 염소 바이패스 더스트, 불순물이 제거된 상기 분체성 저수분 무기 슬러지류 및 물을 혼합하여 인공골재를 제조하는 단계에서,
상기 혼합은 트윈 샤프트 형태의 혼합기를 사용하며,
상기 트윈 샤프트에는 혼합 및 성형을 위한 스크류, 패들 또는 봉이 부착되어 있고,
상기 혼합기에는 물 또는 특성개선제의 투입을 위한 액체 분사기 및 분체 투입기가 설치되어 있을 수 있다.
본 발명의 다른 일 측면에 따르면, 시멘트 공정의 부산물인 염소 바이패스 더스트, 분체성 저수분 무기 슬러지류인 석탄재 및 물의 수성 경질화 반응을 이용하는 친환경 인공골재 제조방법으로서,
상기 염소 바이패스 더스트와 상기 석탄재를 선별기에 각각 투입하여 돌 또는 불순물을 제거하는 불순물 제거단계; 및
불순물이 제거된 상기 염소 바이패스 더스트, 불순물이 제거된 상기 석탄재 및 물을 혼합하여 인공골재를 제조하는 단계를 포함하는,
상기 염소 바이패스 더스트와 분체성 저수분 무기 슬러지류로서 석탄재를 이용한 친환경 인공골재 조성물에 의한
염소 바이패스 더스트와 분체성 저수분 무기 슬러지류를 이용한 친환경 인공골재 제조방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 인공골재의 출하시 입자 크기는 0.15 mm 내지 5 mm 일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 염소 바이패스 더스트와 분체성 저수분 무기 슬러지류를 이용한 친환경 인공골재 제조방법은
상기 인공골재를 분급하여 0.15 mm 이하의 분체는 원료로 순환시키는 분급단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 염소 바이패스 더스트와 분체성 저수분 무기 슬러지류를 이용한 친환경 인공골재 제조방법은
상기 인공골재를 자연건조, 가열건조 또는 열풍건조하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 염소 바이패스 더스트와 분체성 저수분 무기 슬러지류를 이용한 친환경 인공골재 제조방법의
상기 수성 경질화 반응은 수분흡수, 발열반응, 또는 팽창반응일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 염소 바이패스 더스트와 분체성 저수분 무기 슬러지류를 이용한 친환경 인공골재 제조방법은
상기 불순물이 제거된 상기 염소 바이패스 더스트, 불순물이 제거된 상기 석탄재 및 물을 혼합하여 인공골재를 제조하는 단계에서,
상기 염소 바이패스 더스트와 상기 물이 수성 경질화 반응을 통하여 수경성 결합재를 형성하고, 상기 수경성 결합재가 상기 염소 바이패스 더스트와 상기 석탄재를 결합하여 인공골재를 제조할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 염소 바이패스 더스트와 분체성 저수분 무기 슬러지류를 이용한 친환경 인공골재 제조방법은
상기 불순물이 제거된 상기 염소 바이패스 더스트, 불순물이 제거된 상기 석탄재 및 물을 혼합하여 인공골재를 제조하는 단계에서,
상기 혼합은 트윈 샤프트 형태의 혼합기를 사용하며,
상기 트윈 샤프트에는 혼합 및 성형을 위한 스크류, 패들 또는 봉이 부착되어 있고,
상기 혼합기에는 물 또는 특성개선제의 투입을 위한 액체 분사기 및 분체 투입기가 설치되어 있을 수 있다.
본 발명의 다른 일 측면에 따르면, 시멘트 공정의 부산물인 염소 바이패스 더스트, 분체성 저수분 무기 슬러지류인 광미(광물찌꺼기) 및 물의 수성 경질화 반응을 이용하는 친환경 인공골재 제조방법으로서,
상기 염소 바이패스 더스트와 상기 광미를 석별기에 각각 투입하여 돌 또는 불순물을 제거하는 불순물 제거단계; 및
불순물이 제거된 상기 염소 바이패스 더스트, 불순물이 제거된 상기 광미 및 물을 혼합하여 인공골재를 제조하는 단계를 포함하는,
상기 염소 바이패스 더스트와 분체성 저수분 무기 슬러지류로서 광미를 이용한 친환경 인공골재 조성물에 의한
염소 바이패스 더스트와 분체성 저수분 무기 슬러지류를 이용한 친환경 인공골재 제조방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 인공골재의 출하시 입자 크기는 0.15 mm 내지 5 mm 일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 염소 바이패스 더스트와 분체성 저수분 무기 슬러지류를 이용한 친환경 인공골재 제조방법은
상기 인공골재를 분급하여 0.15 mm 이하의 분체는 원료로 순환시키는 분급단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 염소 바이패스 더스트와 분체성 저수분 무기 슬러지류를 이용한 친환경 인공골재 제조방법은
상기 인공골재를 자연건조, 가열건조 또는 열풍건조하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 염소 바이패스 더스트와 분체성 저수분 무기 슬러지류를 이용한 친환경 인공골재 제조방법의
상기 수성 경질화 반응은 수분흡수, 발열반응, 또는 팽창반응일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 염소 바이패스 더스트와 분체성 저수분 무기 슬러지류를 이용한 친환경 인공골재 제조방법은
상기 불순물이 제거된 상기 염소 바이패스 더스트, 불순물이 제거된 상기 광미 및 물을 혼합하여 인공골재를 제조하는 단계에서,
상기 염소 바이패스 더스트와 상기 물이 수성 경질화 반응을 통하여 수경성 결합재를 형성하고, 상기 수경성 결합재가 상기 염소 바이패스 더스트와 상기 광미를 결합하여 인공골재를 제조할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 염소 바이패스 더스트와 분체성 저수분 무기 슬러지류를 이용한 친환경 인공골재 제조방법은
상기 불순물이 제거된 상기 염소 바이패스 더스트, 불순물이 제거된 상기 광미 및 물을 혼합하여 인공골재를 제조하는 단계에서,
상기 혼합은 트윈 샤프트 형태의 혼합기를 사용하며,
상기 트윈 샤프트에는 혼합 및 성형을 위한 스크류, 패들 또는 봉이 부착되어 있고,
상기 혼합기에는 물 또는 특성개선제의 투입을 위한 액체 분사기 및 분체 투입기가 설치되어 있을 수 있다.
본 발명의 다른 일 측면에 따르면, 염소 바이패스 더스트와 분체성 저수분 무기 슬러지류를 이용한 친환경 인공골재 재활용방법으로서
입자 크기 0.15∼5 mm 의 인공골재와 입자 크기 0.15 mm 이하의 분체를 콘크리트 벽돌, 호안블록, 시멘트 원료, 성토재, 복토재 등으로 이루어진 군에서 하나 이상 선택되는 재료로 재활용하는 것을 포함하는,
염소 바이패스 더스트와 분체성 저수분 무기 슬러지류를 이용한 친환경 인공골재 재활용방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 분체성 저수분 무기 슬러지류는
발전소 석탄재, 발전소 바닥재, 소각장 바닥재, 소각장 비산재, 제철소 제철 부산물, 제강 부산물, 제련소 제련 부산물, 광미(광물찌꺼기), 채광장 부산물, 채석장 부산물, 인산비료공장 부산 석고, 제지공장 제지 슬러지 소각재 및 오염토 등으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 슬러지일 수 있다.
본 발명에 따르면, 염소 바이패스 더스트와 분체성 저수분 무기 슬러지류로 구성된 친환경 인공골재 조성물을 제공하므로, 폐기물 재활용성이 우수하다.
또한, 본 발명의 염소 바이패스 더스트와 물이 흡수반응, 발열반응 및 팽창반응하여 수경성 결합재를 형성하고, 상기 수경성 결합재가 상기 염소 바이패스 더스트와 상기 분체성 저수분 무기 슬러지류를 결합시킨 친환경 인공골재 조성물을 제공하므로, 공정 안전성이 우수하다.
또한, 본 발명의 염소 바이패스 더스트와 물이 형성한 수경성 결합재가 상기 염소 바이패스 더스트와 상기 분체성 저수분 무기 슬러지류를 결합하여 인공골재를 제조하는 염소 바이패스 더스트와 분체성 저수분 무기 슬러지류를 이용한 친환경 인공골재 제조방법을 제공하므로, 비용 측면에서 경제적이다.
또한, 입자 크기 0.15∼5 mm의 인공골재와 입자 크기 0.15 mm 이하의 분체를 콘크리트 벽돌, 호안블록, 시멘트 원료, 성토재, 복토재 등으로 이루어진 군에서 하나 이상 선택되는 재료로 염소 바이패스 더스트와 고수분 무기성 슬러지류를 이용한 친환경 인공골재 재활용방법을 제공하므로, 폐기물 발생이 매우 적다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 염소 바이패스 더스트와 분체성 저수분 무기 슬러지류를 이용한 친환경 인공골재 제조방법의 공정 흐름도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것을 달성하는 방법은 첨부된 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.
그러나 본 발명은 이하에 개시되는 실시예들에 의해 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기술 등이 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있다고 판단되는 경우 그에 관한 자세한 설명은 생략하기로 한다.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
염소 바이패스 더스트와 분체성 저수분 무기 슬러지류를 이용한 친환경 인공골재 조성물
본 발명의 염소 바이패스 더스트와 분체성 저수분 무기 슬러지류를 이용한 친환경 인공골재 조성물은
시멘트 공정의 부산물인 염소 바이패스 더스트, 분체성 저수분 무기 슬러지류 및 물의 수성 경질화 반응을 이용하는 친환경 인공골재 조성물로서,
상기 염소 바이패스 더스트는 구성성분으로 SiO2 5~20 중량％, Al2O3 1~10 중량％, CaO 2~45 중량％, MgO 0.1~8 중량％, CaSO4 2~40 중량%, Fe2O3 0.5~15 중량％, Na2O 0.02~10 중량％, K2O 10~40 중량％, Cl 10~50 중량％, 및 SO3 1~20 중량％를 포함하고,
상기 분체성 저수분 무기 슬러리류는 수분의 함수율이 30 중량% 미만이면서, Si, Al, Ca, Mg, 및 Fe으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 성분을 포함한 산화물, 질화물, 염화물, 황화물, 불화물, 및 인화물로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 무기염류를 포함하며,
상기 친환경 인공골재 조성물에서 상기 염소 바이패스 더스트, 상기 분체성 저수분 무기 슬러지류 및 물의 함량비율은 중량비로 1 : 0.05 : 0.05 ~ 0.05 : 1 : 1을 포함하고,
상기 염소 바이패스 더스트의 CaO와 CaSO4가 상기 물과 반응하여 인공골재의 수경성 결합재로 작용하고, 상기 수경성 결합재가 상기 염소 바이패스 더스트와 상기 분체성 저수분 무기 슬러지류를 결합하여 인공골재를 형성할 수 있다.
본 발명은 염소 바이패스 더스트와 분체성 저수분 무기 슬러지류로 구성된 친환경 인공골재 조성물로서, 염소 바이패스 더스트와 물이 흡수반응, 발열반응 및 팽창반응하여 수경성 결합재를 형성하고, 상기 수경성 결합재가 상기 염소 바이패스 더스트와 상기 분체성 저수분 무기 슬러지류를 결합시킨 친환경 인공골재 조성물을 제공할 수 있다.
상기 염소 바이패스 더스트는 시멘트 제조시 예열기의 폐색 등의 문제를 유발하는 염소 성분을 일부 추기하여 바이패스시킴으로서 남게되는 염화칼륨(KCl), 생석회(CaO), 또는 무수석고(CaSO4)를 포함하는 공정 부산물이다.
또한, 상기 염소 바이패스 더스트는 시멘트 생산 공장의 약 2,000 ℃의 고온으로 가동되는 클링커 제조 소성로의 원활한 가동을 위해 염소를 포함한 휘발물질의 제거를 위해 소성로의 약 1,000 ℃전후 온도 부위에서 강제 추출되는 핫가스내에 포함되어 있는 무기물로서, 염화칼륨 외에, 1,000 ℃의 고온에 의해 기 탈수, 탈탄산 되어진 생석회와 무수석고가 포함되어 있다.
상기 염소 바이패스 더스트의 생석회와 무수석고가 물과 반응하여 흡수, 고발열, 팽창반응을 거쳐 반수석고 또는 이수석고, 그리고 수산화칼슘으로 변하고, 생성되는 반수석고, 이수석고 그리고 수산화칼슘은 시멘트와 유사한 수경성 결합재 역할을 하여, 상기 염소 바이패스 더스트와 상기 분체성 저수분 무기 슬러지류의 무기성 미립자간의 구형의 덩어리를 만들어 인공골재를 형성할 수 있다.
여기서, 상기 인공골재의 출하시 입자 크기는 0.15 mm 내지 5 mm 크기일 수 있으나, 그에 한정하지 않는다.
또한, 상기 친환경 인공골재 조성물에서 상기 염소 바이패스 더스트, 상기 분체성 저수분 무기 슬러지류 및 물의 함량비율은 중량비로 1 : 0.05 : 0.05 ~ 0.05 : 1 : 1를 포함할 수 있다.
이때, 상기 친환경 인공골재 조성물에서 상기 염소 바이패스 더스트, 상기 분체성 저수분 무기 슬러지류 및 물의 함량비율은 바람직하게는 중량비로 1 : 0.06 : 0.06 ~ 0.06 : 1 : 0.98을 포함할 수 있고, 보다 바람직하게는 중량비로 1 : 0.07 : 0.07 ~ 0.07 : 1 : 0.95를 포함할 수 있다.
또한, 상기 분체성 저수분 무기 슬러지류는
발전소 석탄재, 발전소 바닥재, 소각장 바닥재, 소각장 비산재, 제철소 제철 부산물, 제강 부산물, 제련소 제련 부산물, 광미(광물찌꺼기), 채광장 부산물, 채석장 부산물, 인산비료공장 부산 석고, 제지공장 제지 슬러지 소각재 및 오염토 등으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 슬러지일 수 있다.
그리고, 상기 염소 바이패스 더스트와 분체성 저수분 무기 슬러지류를 이용한 친환경 인공골재 조성물의 pH는 7 내지 13.8 일 수 있다.
여기서, 상기 염소 바이패스 더스트와 분체성 저수분 무기 슬러지류를 이용한 친환경 인공골재 조성물의 pH는 바람직하게는 7.5 내지 13.5 일 수 있고, 보다 바람직하게는 pH는 8 내지 13 일 수 있다.
또한, 상기 수성 경질화 반응은 수분흡수, 발열반응, 또는 팽창반응일 수 있다.
여기서, 상기 염소 바이패스 더스트의 생석회(CaO) 또는 무수석고(CaSO4) 는 물과 반응하여 수분흡수, 발열반응, 또는 팽창반응하여 반수석고(CaSO4·1/2H2O), 이수석고(CaSO4·2H2O), 또는 수산화칼슘(Ca(OH)2)을 형성할 수 있다.
즉, 상기 염소 바이패스 더스트의 생석회와 무수석고가 물과 반응하여 흡수, 고발열, 팽창반응을 거쳐 반수석고, 이수석고, 또는 수산화칼슘으로 변하고, 생성된 반수석고, 이수석고 또는 수산화칼슘은 시멘트와 유사한 수경성 결합재 역할을 하여, 상기 염소 바이패스 더스트와 상기 분체성 저수분 무기 슬러지류의 무기성 미립자간의 구형의 덩어리를 만들어 인공골재를 형성할 수 있다.
여기서, 상기 인공골재의 출하시 입자 크기는 0.15 mm 내지 5 mm 크기일 수 있으나, 그에 한정하지 않는다.
염소 바이패스 더스트와 분체성 저수분 무기 슬러지류로서 석탄재를 이용한 친환경 인공골재 조성물
본 발명의 염소 바이패스 더스트와 분체성 저수분 무기 슬러지류로서 석탄재를 이용한 친환경 인공골재 조성물은
시멘트 공정의 부산물인 염소 바이패스 더스트, 분체성 저수분 무기 슬러지류인 석탄재 및 물의 수성 경질화 반응을 이용하는 친환경 인공골재 조성물로서,
상기 염소 바이패스 더스트는 구성성분으로 SiO2 5~20 중량％, Al2O3 1~10 중량％, CaO 2~45 중량％, MgO 0.1~8 중량％, CaSO4 2~40 중량%, Fe2O3 0.5~15 중량％, Na2O 0.02~10 중량％, K2O 10~40 중량％, Cl 10~50 중량％, 및 SO3 1~20 중량％를 포함하고,
상기 석탄재는 구성성분으로 Fe2O3 10~55 중량%, SiO2 2~40 중량%, Al2O3 3~65 중량%, CaO 0.05~50 중량%, MgO 1~30 중량%, Na2O 0.2~25 중량%, K2O 10~40 중량％, MnO 2~35 중량%, 및 탄소(C) 0.2~25 중량%를 포함하며,
상기 친환경 인공골재 조성물에서 상기 염소 바이패스 더스트, 상기 석탄재 및 물의 함량비율은 중량비로 1 : 0.05 : 0.05 ~ 0.05 : 1 : 1을 포함하고,
상기 염소 바이패스의 CaO와 CaSO4가 상기 물과 반응하여 인공골재의 수경성 결합재로 작용하고, 상기 수경성 결합재가 상기 염소 바이패스 더스트와 상기 석탄재를 결합하여 인공골재를 형성할 수 있다.
또한, 상기 친환경 인공골재 조성물에서 상기 염소 바이패스 더스트, 상기 석탄재 및 물의 함량비율은 중량비로 1 : 0.05 : 0.05 ~ 0.05 : 1 : 1을 포함할 수 있다.
이때, 상기 친환경 인공골재 조성물에서 상기 염소 바이패스 더스트, 상기 석탄재 및 물의 함량비율은 바람직하게는 중량비로 1 : 0.06 : 0.06 ~ 0.06 : 1 : 0.98을 포함할 수 있고, 보다 바람직하게는 중량비로 1 : 0.07 : 0.07 ~ 0.07 : 1 : 0.95를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 석탄재는 석탄을 연소한 후 형성되는 미세한 분말상태로 입자의 형상은 다공성이다.
또한, 상기 석탄재는 발전소에서 발생하는 양의 상당을 발전소 내의 폰드 (매립장)에 매립하는 방식으로 폐기하거나, 건축재료, 시멘트 원료로 재활용되나, 유동층 보일러 타입 발생 석탄회는 상기 재활용도 어려워 이를 해결하기 위한 방법에 대한 연구가 활발히 진행중이다.
여기서, 현재 건설되는 화력발전소의 대부분은 폰드를 설치하지 않고 건설되고 있어 증가되는 석탄재 재활용의 한계에 봉착하고 있는 실정이다.
따라서, 상기 석탄재를 재활용하는 방법에 대하여 많은 노력과 투자가 진행되고 있다.
상기 석탄재는 입경이 0.1~200 ㎛까지 매우 광범위하고, 미립자 형태이고 5 % 미만의 수분을 함유하고 있는 재료이다.
따라서, 본 출원인은 각고의 노력에 의하여 상기 염소 바이패스 더스트의 생석회와 무수석고를 물과 반응시켜 흡수, 고발열, 팽창반응을 거쳐 반수석고 또는 이수석고, 그리고 수산화칼슘으로 형성하였다. 그런 다음, 생성되는 반수석고, 이수석고 그리고 수산화칼슘을 시멘트와 유사한 수경성 결합재 역할을 하게하여, 상기 염소 바이패스 더스트와 상기 석탄재의 무기성 미립자간의 구형의 덩어리를 만들어 인공골재를 형성할 수 있었다.
여기서, 상기 인공골재의 출하시 입자 크기는 0.15 mm 내지 5 mm 크기일 수 있으나, 그에 한정하지 않는다.
또한, 상기 염소 바이패스 더스트와 분체성 저수분 무기 슬러지류를 이용한 친환경 인공골재 조성물의 pH는 7 내지 13.8 일 수 있다.
특히, 상기 염소 바이패스 더스트와 석탄재를 이용한 친환경 인공골재 조성물의 pH는 7 내지 13.8 일 수 있다.
여기서, 상기 염소 바이패스 더스트와 석탄재를 이용한 친환경 인공골재 조성물의 pH는 바람직하게는 7.5 내지 13.5 일 수 있고, 보다 바람직하게는 pH는 8 내지 13 일 수 있다.
또한, 상기 수성 경질화 반응은 수분흡수, 발열반응, 또는 팽창반응일 수 있다.
그리고, 상기 염소 바이패스 더스트의 생석회(CaO) 또는 무수석고(CaSO4) 는 물과 반응하여 수분흡수, 발열반응, 또는 팽창반응하여 반수석고(CaSO4·1/2H2O), 이수석고(CaSO4·2H2O), 또는 수산화칼슘(Ca(OH)2)을 형성할 수 있다.
즉, 상기 염소 바이패스 더스트의 생석회와 무수석고가 상기 물과 반응하여 흡수, 고발열, 팽창반응을 거쳐 반수석고, 이수석고, 또는 수산화칼슘으로 변하고, 생성된 반수석고, 이수석고 또는 수산화칼슘은 시멘트와 유사한 수경성 결합재 역할을 하여, 상기 염소 바이패스 더스트와 상기 석탄재의 무기성 미립자간의 구형의 덩어리를 만들어 인공골재를 형성할 수 있다.
여기서, 상기 인공골재의 출하시 입자 크기는 0.15 mm 내지 5 mm 크기일 수 있으나, 그에 한정하지 않는다.
염소 바이패스 더스트와 분체성 저수분 무기 슬러지류로서 광미를 이용한 친환경 인공골재 조성물
본 발명의 염소 바이패스 더스트와 분체성 저수분 무기 슬러지류로서 광미를 이용한 친환경 인공골재 조성물은
시멘트 공정의 부산물인 염소 바이패스 더스트, 분체성 저수분 무기 슬러지류인 광미(광물찌꺼기) 및 물의 수성 경질화 반응을 이용하는 친환경 인공골재 조성물로서,
상기 염소 바이패스 더스트는 구성성분으로 SiO2 5~20 중량％, Al2O3 1~10 중량％, CaO 2~45 중량％, MgO 0.1~8 중량％, CaSO4 2~40 중량%, Fe2O3 0.5~15 중량％, Na2O 0.02~10 중량％, K2O 10~40 중량％, Cl 10~50 중량％, 및 SO3 1~20 중량％를 포함하고,
상기 광미는 구성성분으로 Fe2O3 3~30 중량%, SiO2 10~70 중량%, Al2O3 3~65 중량%, CaO 5~40 중량%, MgO 1~30 중량%, Na2O 0.2~20 중량%, K2O 0.2~20 중량％를 포함하며,
상기 친환경 인공골재 조성물에서 상기 염소 바이패스 더스트, 상기 광미 및 물의 함량비율은 중량비로 1 : 0.05 : 0.05 ~ 0.05 : 1 : 1 을 포함하고,
상기 염소 바이패스의 CaO 와 CaSO4 가 상기 물과 반응하여 인공골재의 수경성 결합재로 작용하고, 상기 수경성 결합재가 상기 염소 바이패스 더스트와 상기 광미를 결합하여 인공골재를 형성할 수 있다.
또한, 상기 친환경 인공골재 조성물에서 상기 염소 바이패스 더스트, 상기 광미 및 물의 함량비율은 중량비로 1 : 0.05 : 0.05 ~ 0.05 : 1 : 1을 포함할 수 있다.
이때, 상기 친환경 인공골재 조성물에서 상기 염소 바이패스 더스트, 상기 광미 및 물의 함량비율은 바람직하게는 중량비로 1 : 0.06 : 0.06 ~ 0.06 : 1 : 0.98을 포함할 수 있고, 보다 바람직하게는 중량비로 1 : 0.07 : 0.07 ~ 0.07 : 1 : 0.95를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 광미는 광산개발시 선광 및 제련과정 중 발생한 광물찌꺼기로, 환경에 유해한 중금속 성분은 As, Cd, Cu, Pb, 또는 Zn이다.
또한, 상기 광미에 의한 환경 유해는 광미의 유실, 광미적치장 붕괴 등으로 인한 수로의 차단, 침출수 발생, 삼림훼손, 하천 오염 등이 있고, 시멘트 원료, 복토재 등으로 재활용하나 미미하여, 이를 해결하기 위한 방법에 대한 연구가 활발히 진행중이다.
여기서, 광미량 조절, 적치장의 입지여건, 적치장 하부의 지질구조 등에 의해 차수, 복토, 및 식재 비용이 상승하고 육지 매립의 한계에 봉착하고 있는 실정이다.
따라서, 상기 광미를 재활용하는 방법에 대하여 많은 노력과 투자가 진행되고 있다.
상기 광미는 입경이 0.1~300 ㎛까지 매우 광범위하고, 미립자 형태이고 30 % 미만의 수분을 함유하고 있는 재료이다.
따라서, 본 출원인은 각고의 노력에 의하여 상기 염소 바이패스 더스트의 생석회와 무수석고를 물과 반응시켜 흡수, 고발열, 팽창반응을 거쳐 반수석고 또는 이수석고, 그리고 수산화칼슘으로 형성하였다. 그런 다음, 생성되는 반수석고, 이수석고 그리고 수산화칼슘을 시멘트와 유사한 수경성 결합재 역할을 하게하여, 상기 염소 바이패스 더스트와 상기 광미의 무기성 미립자간의 구형의 덩어리를 만들어 인공골재를 형성할 수 있었다.
여기서, 상기 인공골재의 출하시 입자 크기는 0.15 mm 내지 5 mm 크기일 수 있으나, 그에 한정하지 않는다.
또한, 상기 염소 바이패스 더스트와 분체성 저수분 무기 슬러지류를 이용한 친환경 인공골재 조성물의 pH는 7 내지 13.8 일 수 있다.
특히, 상기 염소 바이패스 더스트와 광미를 이용한 친환경 인공골재 조성물의 pH는 7 내지 13.8 일 수 있다.
여기서, 상기 염소 바이패스 더스트와 광미를 이용한 친환경 인공골재 조성물의 pH는 바람직하게는 7.5 내지 13.5 일 수 있고, 보다 바람직하게는 pH는 8 내지 13 일 수 있다.
또한, 상기 수성 경질화 반응은 수분흡수, 발열반응, 또는 팽창반응일 수 있다.
그리고, 상기 염소 바이패스 더스트의 생석회(CaO) 또는 무수석고(CaSO4) 는 물과 반응하여 수분흡수, 발열반응, 또는 팽창반응하여 반수석고(CaSO4·1/2H2O), 이수석고(CaSO4·2H2O), 또는 수산화칼슘(Ca(OH)2)을 형성할 수 있다.
즉, 상기 염소 바이패스 더스트의 생석회와 무수석고가 상기 물과 반응하여 흡수, 고발열, 팽창반응을 거쳐 반수석고, 이수석고, 또는 수산화칼슘으로 변하고, 생성된 반수석고, 이수석고 또는 수산화칼슘은 시멘트와 유사한 수경성 결합재 역할을 하여, 상기 염소 바이패스 더스트와 상기 광미의 무기성 미립자간의 구형의 덩어리를 만들어 인공골재를 형성할 수 있다.
여기서, 상기 인공골재의 출하시 입자 크기는 0.15 mm 내지 5 mm 크기일 수 있으나, 그에 한정하지 않는다.
염소 바이패스 더스트와 분체성 저수분 무기 슬러지류를 이용한 친환경 인공골재 제조방법
본 발명의 염소 바이패스 더스트와 분체성 저수분 무기 슬러지류를 이용한 친환경 인공골재 제조방법은
시멘트 공정의 부산물인 염소 바이패스 더스트, 분체성 저수분 무기 슬러지류 및 물의 수성 경질화 반응을 이용하는 친환경 인공골재 제조방법으로서,
상기 염소 바이패스 더스트와 상기 분체성 저수분 무기 슬러지류를 선별기에 각각 투입하여 돌 또는 불순물을 제거하는 불순물 제거단계; 및
불순물이 제거된 상기 염소 바이패스 더스트, 불순물이 제거된 상기 분체성 저수분 무기 슬러지류 및 물을 혼합하여 인공골재를 제조하는 단계를 포함하고,
상기 염소 바이패스 더스트와 분체성 저수분 무기 슬러지류를 이용한 친환경 인공골재 조성물에 의한 염소 바이패스 더스트와 분체성 저수분 무기 슬러지류를 이용한 친환경 인공골재 제조방법을 포함한다.
여기서, 상기 염소 바이패스 더스트와 상기 분체성 저수분 무기 슬러지류를 선별기에 각각 투입하여 돌 또는 불순물을 제거하는 불순물 제거단계는 인공골재 원료로 사용되는 상기 염소 바이패스 더스트와 상기 분체성 저수분 무기 슬러지류의 돌 또는 불순물을 제거하는 공정이다.
또한, 불순물이 제거된 상기 염소 바이패스 더스트, 불순물이 제거된 상기 분체성 저수분 무기 슬러지류 및 물을 혼합하여 인공골재를 제조하는 단계에서, 불순물이 제거된 상기 염소 바이패스 더스트의 석고와 생석회가 상기 물과 반응하여 흡수, 고발열, 팽창반응을 거쳐 반수석고, 이수석고, 또는 수산화칼슘으로 변하고, 생성된 반수석고, 이수석고 또는 수산화칼슘은 시멘트와 유사한 수경성 결합재 역할을 하여, 상기 염소 바이패스 더스트와 상기 분체성 저수분 무기 슬러지류의 무기성 미립자간의 구형의 덩어리를 만들어 인공골재를 제조할 수 있다.
여기서, 상기 인공골재의 출하시 입자 크기는 0.15 mm 내지 5 mm 크기일 수 있으나, 그에 한정하지 않는다.
또한, 상기 분체성 저수분 무기 슬러지류는
발전소 석탄재, 발전소 바닥재, 소각장 바닥재, 소각장 비산재, 제철소 제철 부산물, 제강 부산물, 제련소 제련 부산물, 광미(광물찌꺼기), 채광장 부산물, 채석장 부산물, 인산비료공장 부산 석고, 제지공장 제지 슬러지 소각재 및 오염토 등으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 슬러지일 수 있다.
그리고, 상기 염소 바이패스 더스트와 분체성 저수분 무기 슬러지류를 이용한 친환경 인공골재 제조방법은
상기 인공골재를 분급하여 0.15 mm 이하의 분체는 원료로 순환시키는 분급단계를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 분급단계에서 인공골재의 크기가 0.15∼5 mm 인 인공골재를 제품으로 출하한다.
그리고, 상기 분급단계에서 인공골재의 크기가 0.15 mm 이하의 분체는 원료로 투입하거나 분체 제품으로 출하한다
또한, 상기 염소 바이패스 더스트와 분체성 저수분 무기 슬러지류를 이용한 친환경 인공골재 제조방법은
상기 인공골재를 자연건조, 가열건조 또는 열풍건조하는 단계를 더 포함할 수 있다.
여기서, 자연건조는 야적장, 창고, 반응기, 또는 적재함에서 실온에서 바람에 의해 자연건조할 수 있으나, 그에 한정하지 않는다.
또한, 가열건조는 반응기, 적재함, 또는 창고에서 30 ~ 120 ℃의 온도로 가열하여 건조시킬 수 있으나, 그에 한정하지 않는다.
그리고, 열풍건조는 반응기, 적재함, 또는 창고에서 30 ~ 120 ℃의 온도로 열풍을 가하여 건조시킬 수 있으나, 그에 한정하지 않는다.
여기서, 상기 염소 바이패스 더스트와 분체성 저수분 무기 슬러지류를 이용한 친환경 인공골재 제조방법의
상기 수성 경질화 반응은 수분흡수, 발열반응, 또는 팽창반응일 수 있다.
즉, 상기 염소 바이패스 더스트가 상기 물을 흡수하여, 상기 염소 바이패스 더스트의 생석회와 무수석고가 고발열 반응하여 팽창하여 반수석고, 이수석고, 또는 수산화칼슘으로 변하고, 생성된 반수석고, 이수석고 또는 수산화칼슘은 시멘트와 유사한 수경성 결합재 역할을 하여, 상기 염소 바이패스 더스트와 상기 분체성 저수분 무기 슬러지류의 무기성 미립자간의 구형의 덩어리를 만들어 인공골재를 제조할 수 있다.
또한, 상기 염소 바이패스 더스트와 분체성 저수분 무기 슬러지류를 이용한 친환경 인공골재 제조방법은
상기 불순물이 제거된 상기 염소 바이패스 더스트, 불순물이 제거된 상기 분체성 저수분 무기 슬러지류 및 물을 혼합하여 인공골재를 제조하는 단계에서,
상기 염소 바이패스 더스트와 상기 물이 수성 경질화 반응을 통하여 수경성 결합재를 형성하고, 상기 수경성 결합재가 상기 염소 바이패스 더스트와 상기 분체성 저수분 무기 슬러지류를 결합하여 인공골재를 제조할 수 있다.
그리고, 상기 염소 바이패스 더스트와 분체성 저수분 무기 슬러지류를 이용한 친환경 인공골재 제조방법은
상기 불순물이 제거된 상기 염소 바이패스 더스트와 불순물이 제거된 상기 분체성 저수분 무기 슬러지류를 혼합하여 인공골재를 제조하는 단계에서,
상기 혼합은 트윈 샤프트 형태의 혼합기를 사용하며,
상기 트윈 샤프트에는 혼합 및 성형을 위한 스크류, 패들 또는 봉이 부착되어 있고,
상기 혼합기에는 물 또는 특성개선제의 투입을 위한 액체 분사기 및 분체 투입기가 설치되어 있을 수 있다
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 염소 바이패스 더스트와 분체성 저수분 무기성 슬러지류를 이용한 친환경 인공골재 제조방법의 공정 흐름도이다.
도 1을 참조하면, 먼저 원료인 염소 바이패스 더스트와 분체성 저수분 무기성 슬러지류를 각각 선별기에 넣고 돌 또는 불순물을 제거(S110)한다.
돌 또는 불순물이 제거된 염소 바이패스 더스트, 분체성 저수분 무기성 슬러지류 및 물을 혼합기에 넣고 혼합하면, 상기 염소 바이패스 더스트의 생석회와 무수석고가 상기 물과 반응하여 흡수, 고발열, 팽창반응을 거쳐 반수석고, 이수석고, 또는 수산화칼슘으로 변하고, 생성된 반수석고, 이수석고 또는 수산화칼슘은 시멘트와 유사한 수경성 결합재 역할을 하여, 상기 염소 바이패스 더스트와 상기 분체성 저수분 무기성 슬러지류의 무기성 미립자간의 구형의 덩어리를 만들어 인공골재를 제조(S120)한다.
인공골재 제조한 후 크기별로 인공골재를 분급(S130)한 후 0.15∼5 mm 인 인공골재는 자연건조, 가열건조, 또는 열풍건조의 방법으로 건조(S150)시킨다. 건조시킨 인공골재는 출하한다.
여기서, 상기 인공골재의 출하시 입자 크기는 0.15 mm 내지 5 mm 크기일 수 있으나, 그에 한정하지 않는다.
그리고, 인공골재를 분급(S130)한 후 0.15 mm 이하의 분체는 원료로 재투입(S140)하거나 분체 제품으로 출하한다.
염소 바이패스 더스트와 분체성 저수분 무기 슬러지류로서 석탄재를 이용한 친환경 인공골재 제조방법
본 발명의 염소 바이패스 더스트와 분체성 저수분 무기 슬러지류로서 석탄재를 이용한 친환경 인공골재 제조방법은
시멘트 공정의 부산물인 염소 바이패스 더스트, 분체성 저수분 무기 슬러지류인 석탄재 및 물의 수성 경질화 반응을 이용하는 친환경 인공골재 제조방법으로서,
상기 염소 바이패스 더스트와 상기 석탄재를 선별기에 각각 투입하여 돌 또는 불순물을 제거하는 불순물 제거단계; 및
불순물이 제거된 상기 염소 바이패스 더스트, 불순물이 제거된 상기 석탄재 및 물을 혼합하여 인공골재를 제조하는 단계;를 포함하고,
상기 염소 바이패스 더스트와 분체성 저수분 무기 슬러지류로서 석탄재를 이용한 친환경 인공골재 조성물에 의한 염소 바이패스 더스트와 분체성 저수분 무기 슬러지류를 이용한 친환경 인공골재 제조방법을 포함한다.
여기서, 상기 염소 바이패스 더스트와 상기 석탄재를 선별기에 각각 투입하여 돌 또는 불순물을 제거하는 불순물 제거단계는 인공골재 원료로 사용되는 상기 염소 바이패스 더스트와 상기 석탄재의 돌 또는 불순물을 제거하는 공정이다.
또한, 불순물이 제거된 상기 염소 바이패스 더스트, 불순물이 제거된 상기 석탄재 및 물을 혼합하여 인공골재를 제조하는 단계에서, 불순물이 제거된 상기 염소 바이패스 더스트의 생석회와 무수석고가 상기 물과 반응하여 흡수, 고발열, 팽창반응을 거쳐 반수석고, 이수석고, 또는 수산화칼슘으로 변하고, 생성된 반수석고, 이수석고 또는 수산화칼슘은 시멘트와 유사한 수경성 결합재 역할을 하여, 상기 염소 바이패스 더스트와 상기 석탄재의 무기성 미립자간의 구형의 덩어리를 만들어 인공골재를 제조할 수 있다.
여기서, 상기 인공골재의 출하시 입자 크기는 0.15 mm 내지 5 mm 크기일 수 있으나, 그에 한정하지 않는다.
또한, 상기 염소 바이패스 더스트와 석탄재를 이용한 친환경 인공골재 제조방법은
상기 인공골재를 분급하여 0.15 mm 이하의 분체는 원료로 순환시키는 분급단계를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 분급단계에서 인공골재의 크기가 0.15∼5 mm 인 인공골재를 제품으로 출하한다.
그리고, 상기 분급단계에서 인공골재의 크기가 0.15 mm 이하의 분체는 원료로 투입하거나 분체 제품으로 출하한다.
또한, 상기 염소 바이패스 더스트와 석탄재를 이용한 친환경 인공골재 제조방법은
상기 인공골재를 자연건조, 가열건조 또는 열풍건조하는 단계를 더 포함할 수 있다.
여기서, 자연건조는 야적장, 창고, 반응기, 또는 적재함에서 실온에서 바람에 의해 자연건조할 수 있으나, 그에 한정하지 않는다.
또한, 가열건조는 반응기, 적재함, 또는 창고에서 30 ~ 120 ℃의 온도로 가열하여 건조시킬 수 있으나, 그에 한정하지 않는다.
그리고, 열풍건조는 반응기, 적재함, 또는 창고에서 30 ~ 120 ℃의 온도로 열풍을 가하여 건조시킬 수 있으나, 그에 한정하지 않는다.
여기서, 상기 염소 바이패스 더스트와 석탄재를 이용한 친환경 인공골재 제조방법의
상기 수성 경질화 반응은 수분흡수, 발열반응, 또는 팽창반응일 수 있다.
즉, 상기 염소 바이패스 더스트가 상기 물을 흡수하여, 상기 염소 바이패스 더스트의 생석회와 무수석고가 고발열 반응하여 팽창하여 반수석고, 이수석고, 또는 수산화칼슘으로 변하고, 생성된 반수석고, 이수석고 또는 수산화칼슘은 시멘트와 유사한 수경성 결합재 역할을 하여, 상기 염소 바이패스 더스트와 상기 석탄재의 무기성 미립자간의 구형의 덩어리를 만들어 인공골재를 제조할 수 있다.
또한, 상기 염소 바이패스 더스트와 석탄재를 이용한 친환경 인공골재 제조방법은
상기 불순물이 제거된 상기 염소 바이패스 더스트, 불순물이 제거된 상기 석탄재 및 물을 혼합하여 인공골재를 제조하는 단계에서,
상기 염소 바이패스 더스트와 상기 물이 수성 경질화 반응을 통하여 수경성 결합재를 형성하고, 상기 수경성 결합재가 상기 염소 바이패스 더스트와 상기 석탄재를 결합하여 인공골재를 제조할 수 있다.
그리고, 상기 염소 바이패스 더스트와 석탄재를 이용한 친환경 인공골재 제조방법은
상기 불순물이 제거된 상기 염소 바이패스 더스트와 불순물이 제거된 상기 석탄재를 혼합하여 인공골재를 제조하는 단계에서,
상기 혼합은 트윈 샤프트 형태의 혼합기를 사용하며,
상기 트윈 샤프트에는 혼합 및 성형을 위한 스크류, 패들 또는 봉이 부착되어 있고,
상기 혼합기에는 물 또는 특성개선제의 투입을 위한 액체 분사기 및 분체 투입기가 설치되어 있을 수 있다
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 염소 바이패스 더스트와 석탄재를 이용한 친환경 인공골재 제조방법의 공정 흐름도이다.
도 1을 다시 참조하면, 먼저 원료인 염소 바이패스 더스트와 석탄재를 각각 선별기에 넣고 돌 또는 불순물을 제거(S110)한다.
돌 또는 불순물이 제거된 염소 바이패스 더스트, 석탄재 및 물을 혼합기에 넣고 혼합하면, 상기 염소 바이패스 더스트의 생석회와 무수석고가 상기 물과 반응하여 흡수, 고발열, 팽창반응을 거쳐 반수석고, 이수석고, 또는 수산화칼슘으로 변하고, 생성된 반수석고, 이수석고 또는 수산화칼슘은 시멘트와 유사한 수경성 결합재 역할을 하여, 상기 염소 바이패스 더스트와 상기 석탄재의 무기성 미립자간의 구형의 덩어리를 만들어 인공골재를 제조(S120)한다.
인공골재 제조한 후 크기별로 인공골재를 분급(S130)한 후 0.15∼5 mm인 인공골재는 자연건조, 가열건조, 또는 열풍건조의 방법으로 건조(S150)시킨다. 건조시킨 인공골재는 출하한다.
여기서, 상기 인공골재의 출하시 입자 크기는 0.15 mm 내지 5 mm 크기일 수 있으나, 그에 한정하지 않는다.
그리고, 인공골재를 분급(S130)한 후 0.15 mm 이하의 분체는 원료로 재투입(S140)하거나 분체 제품으로 출하한다.
염소 바이패스 더스트와 분체성 저수분 무기 슬러지류로서 광미를 이용한 친환경 인공골재 제조방법
본 발명의 염소 바이패스 더스트와 분체성 저수분 무기 슬러지류로서 광미를 이용한 친환경 인공골재 제조방법은
시멘트 공정의 부산물인 염소 바이패스 더스트, 분체성 저수분 무기 슬러지류인 광미 및 물의 수성 경질화 반응을 이용하는 친환경 인공골재 제조방법으로서,
상기 염소 바이패스 더스트와 상기 광미를 석별기에 각각 투입하여 돌 또는 불순물을 제거하는 불순물 제거단계; 및
불순물이 제거된 상기 염소 바이패스 더스트, 불순물이 제거된 상기 광미 및 물을 혼합하여 인공골재를 제조하는 단계;를 포함하고,
상기 염소 바이패스 더스트와 분체성 저수분 무기 슬러지류로서 광미를 이용한 친환경 인공골재 조성물에 의한 염소 바이패스 더스트와 분체성 저수분 무기 슬러지류를 이용한 친환경 인공골재 제조방법을 포함한다.
여기서, 상기 염소 바이패스 더스트와 상기 광미를 석별기에 각각 투입하여 돌 또는 불순물을 제거하는 불순물 제거단계는 인공골재 원료로 사용되는 상기 염소 바이패스 더스트와 상기 광미의 돌 또는 불순물을 제거하는 공정이다.
또한, 불순물이 제거된 상기 염소 바이패스 더스트, 불순물이 제거된 상기 광미 및 물을 혼합하여 인공골재를 제조하는 단계에서, 불순물이 제거된 상기 염소 바이패스 더스트의 생석회와 무수석고가 상기 물과 반응하여 흡수, 고발열, 팽창반응을 거쳐 반수석고, 이수석고, 또는 수산화칼슘으로 변하고, 생성된 반수석고, 이수석고 또는 수산화칼슘은 시멘트와 유사한 수경성 결합재 역할을 하여, 상기 염소 바이패스 더스트와 상기 광미의 무기성 미립자간의 구형의 덩어리를 만들어 인공골재를 제조할 수 있다.
여기서, 상기 인공골재의 출하시 입자 크기는 0.15 mm 내지 5 mm 크기일 수 있으나, 그에 한정하지 않는다.
또한, 상기 염소 바이패스 더스트와 광미를 이용한 친환경 인공골재 제조방법은
상기 인공골재를 분급하여 0.15 mm 이하의 분체는 원료로 순환시키는 분급단계를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 분급단계에서 인공골재의 크기가 0.15∼5 mm 인 인공골재를 제품으로 출하한다.
그리고, 상기 분급단계에서 인공골재의 크기가 0.15 mm 이하의 분체는 원료로 투입하거나 분체 제품으로 출하한다.
또한, 상기 염소 바이패스 더스트와 광미를 이용한 친환경 인공골재 제조방법은
상기 인공골재를 자연건조, 가열건조 또는 열풍건조하는 단계를 더 포함할 수 있다.
여기서, 자연건조는 야적장, 창고, 반응기, 또는 적재함에서 실온에서 바람에 의해 자연건조할 수 있으나, 그에 한정하지 않는다.
또한, 가열건조는 반응기, 적재함, 또는 창고에서 30 ~ 120 ℃의 온도로 가열하여 건조시킬 수 있으나, 그에 한정하지 않는다.
그리고, 열풍건조는 반응기, 적재함, 또는 창고에서 30 ~ 120 ℃의 온도로 열풍을 가하여 건조시킬 수 있으나, 그에 한정하지 않는다.
여기서, 상기 염소 바이패스 더스트와 광미를 이용한 친환경 인공골재 제조방법의
상기 수성 경질화 반응은 수분흡수, 발열반응, 또는 팽창반응일 수 있다.
즉, 상기 염소 바이패스 더스트가 상기 물을 흡수하여, 상기 염소 바이패스 더스트의 생석회와 무수석고가 고발열 반응하여 팽창하여 반수석고, 이수석고, 또는 수산화칼슘으로 변하고, 생성된 반수석고, 이수석고 또는 수산화칼슘은 시멘트와 유사한 수경성 결합재 역할을 하여, 상기 염소 바이패스 더스트와 상기 광미의 무기성 미립자간의 구형의 덩어리를 만들어 인공골재를 제조할 수 있다.
또한, 상기 염소 바이패스 더스트와 광미를 이용한 친환경 인공골재 제조방법은
상기 불순물이 제거된 상기 염소 바이패스 더스트, 불순물이 제거된 상기 광미 및 물을 혼합하여 인공골재를 제조하는 단계에서,
상기 염소 바이패스 더스트와 상기 물이 수성 경질화 반응을 통하여 수경성 결합재를 형성하고, 상기 수경성 결합재가 상기 염소 바이패스 더스트와 상기 광미를 결합하여 인공골재를 제조할 수 있다.
그리고, 상기 염소 바이패스 더스트와 광미를 이용한 친환경 인공골재 제조방법은
상기 불순물이 제거된 상기 염소 바이패스 더스트와 불순물이 제거된 상기 광미를 혼합하여 인공골재를 제조하는 단계에서,
상기 혼합은 트윈 샤프트 형태의 혼합기를 사용하며,
상기 트윈 샤프트에는 혼합 및 성형을 위한 스크류, 패들 또는 봉이 부착되어 있고,
상기 혼합기에는 물 또는 특성개선제의 투입을 위한 액체 분사기 및 분체 투입기가 설치되어 있을 수 있다
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 염소 바이패스 더스트와 광미를 이용한 친환경 인공골재 제조방법의 공정 흐름도이다.
도 1을 다시 참조하면, 먼저 원료인 염소 바이패스 더스트와 광미를 각각 선별기에 넣고 돌 또는 불순물을 제거(S110)한다.
돌 또는 불순물이 제거된 염소 바이패스 더스트, 광미 및 물을 혼합기에 넣고 혼합하면, 상기 염소 바이패스 더스트의 생석회와 무수석고가 상기 물과 반응하여 흡수, 고발열, 팽창반응을 거쳐 반수석고, 이수석고, 또는 수산화칼슘으로 변하고, 생성된 반수석고, 이수석고 또는 수산화칼슘은 시멘트와 유사한 수경성 결합재 역할을 하여, 상기 염소 바이패스 더스트와 상기 광미의 무기성 미립자간의 구형의 덩어리를 만들어 인공골재를 제조(S120)한다.
인공골재 제조한 후 크기별로 인공골재를 분급(S130)한 후 0.15∼5 mm 인 인공골재는 자연건조, 가열건조, 또는 열풍건조의 방법으로 건조(S150)시킨다. 건조시킨 인공골재는 출하한다.
여기서, 상기 인공골재의 출하시 입자 크기는 0.15 mm 내지 5 mm 크기일 수 있으나, 그에 한정하지 않는다.
그리고, 인공골재를 분급(S130)한 후 0.15 mm 이하의 분체는 원료로 재투입(S140)하거나 분체 제품으로 출하한다.
염소 바이패스 더스트와 분체성 저수분 무기 슬러지류를 이용한 친환경 인공골재 재활용방법
본 발명의 염소 바이패스 더스트와 분체성 저수분 무기 슬러지류를 이용한 친환경 인공골재 재활용방법은
염소 바이패스 더스트와 분체성 저수분 무기 슬러지류를 이용한 친환경 인공골재 재활용방법으로서
입자 크기 0.15∼5 mm의 인공골재와 입자 크기 0.15 mm 이하의 분체를 콘크리트 벽돌, 호안블록, 시멘트 원료, 성토재, 복토재 등으로 이루어진 군에서 하나 이상 선택되는 재료로 재활용하는 것을 포함한다.
여기서, 상기 분체성 저수분 무기 슬러지류는
발전소 석탄재, 발전소 바닥재, 소각장 바닥재, 소각장 비산재, 제철소 제철 부산물, 제강 부산물, 제련소 제련 부산물, 광미(광물찌꺼기), 채광장 부산물, 채석장 부산물, 인산비료공장 부산 석고, 제지공장 제지 슬러지 소각재 및 오염토 등으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 슬러지일 수 있다.
이하에서, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 그러나, 하기의 실시예는 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 하기의 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다. 하기의 실시예는 본 발명의 범위 내에서 당업자에 의해 적절히 수정, 변경될 수 있다.
<실시예>
<실시예 A-1 내지 실시예 A-3> 염소 바이패스 더스트와 분체성 저수분 무기성 슬러지를 이용한 친환경 인공골재 제조방법
시멘트 공정의 부산물인 염소 바이패스 더스트와 분체성 저수분 무기성 슬러지류의 수성 경질화 반응을 이용하는 친환경 인공골재 제조방법으로,
하기 표 1과 같이, 분체성 저수분 무기성 슬러지류로서, 석탄재, 광미, 오염토를 각각 사용하여 염소 바이패스 더스트와 물과 혼합하여 친환경 인공골재를 제조하였다.
먼저 선별기에 염소 바이패스 더스트와 석탄재를 각각 투입하여 돌 또는 불순물을 제거하였다.
그 후, 불순물이 제거된 상기 염소 바이패스 더스트 100 %를 불순물이 제거된 상기 석탄재 20 %와 물과 혼합한 후 분급하고 건조하여 석탄재 인공골재(실시예 A-1)를 제조하였다.
여기서, 상기 염소 바이패스 더스트와 상기 석탄재를 사용하여 제조된 인공골재의 입도는 하기 표 1에 나타내었다.
또한, 염소 바이패스 더스트와, 고수분 무기성 슬러지류로서 실시예 A-1의 석탄재 대신에 하기 표 1의 광미, 오염토를 각각 사용하고 동일한 인공골재 제조방법으로 광미 인공골재(실시예 A-2), 오염토 인공골재(실시예 A-3)를 제조하였다.
그리고, 상기 염소 바이패스 더스트와 상기 광미를 사용하여 제조된 인공골재의 입도와 상기 염소 바이패스 더스트와 상기 오염토를 사용하여 제조된 인공골재의 입도를 하기 표 1에 나타내었다.
분체성
저수분
슬러지
종류		 함량비 (%) 인공골재 입도 (%)
염소
바이패스
더스트		 분체성
저수분
슬러지		 물 4.75∼
2.36
mm		 2.36∼
1.18
mm		 1.18∼
0.6
mm		 0.6∼
0.3
mm		 0.3∼
0.15
mm		 0.15
mm 이하
실시예 A-1 석탄재
100		 20 40 30.1 25.3 16.5 10.5 10.5 7.1
실시예 A-2 광미 35 30 19.7 23.3 18.5 9.6 15.5 13.4
실시예 A-3 오염토 40 20 9.8 12.3 15.5 25.5 22.6 14.3
<실시예 B-1 내지 실시예 B-3> 염소 바이패스 더스트와 석탄재를 이용한 친환경 인공골재 제조방법
시멘트 공정의 부산물인 염소 바이패스 더스트와 석탄재의 수성 경질화 반응을 이용하는 친환경 인공골재 제조방법으로,
하기 표 2와 같이, 석탄재-35, 석탄재-40, 석탄재-45를 각각 사용하여 염소 바이패스 더스트와 물과 혼합하여 친환경 인공골재를 제조하였다.
먼저 선별기에 염소 바이패스 더스트와 석탄재-35를 각각 투입하여 돌 또는 불순물을 제거하였다.
그 후, 불순물이 제거된 상기 염소 바이패스 더스트 100 %를 불순물이 제거된 상기 석탄재-35 20 %와 물 35 %를 혼합한 후 분급하고 건조하여 석탄재-35 인공골재(실시예 B-1)를 제조하였다.
여기서, 상기 염소 바이패스 더스트와 상기 석탄재-35를 사용하여 제조된 인공골재의 입도는 하기 표 2에 나타내었다.
또한, 염소 바이패스 더스트와, 실시예 B-1의 석탄재-35 대신에 하기 표 2의 석탄재-40, 석탄재-45를 각각 사용하고 동일한 인공골재 제조방법으로 석탄재-40 인공골재(실시예 B-2; 실시예 A-1과 동일), 석탄재-45 인공골재(실시예 B-3)를 제조하였다.
그리고, 상기 염소 바이패스 더스트와 상기 석탄재-40을 사용하여 제조된 인공골재의 입도와 상기 염소 바이패스 더스트와 상기 석탄재-45를 사용하여 제조된 인공골재의 입도를 하기 표 2에 나타내었다.
석탄재
종류		 함량비 (%) 인공골재 입도 (%)
염소
바이패스
더스트		 석탄재 물 4.75∼
2.36
mm		 2.36∼
1.18
mm		 1.18∼
0.6
mm		 0.6∼
0.3
mm		 0.3∼
0.15
mm		 0.15
mm 이하
실시예 B-1 석탄재-
35
100
20		 35 22.3 18.8 17.6 13.5 12.6 15.2
실시예 B-2 석탄재-
40		 40 30.1 25.3 16.5 10.5 10.5 7.1
실시예 B-3 석탄재-
45		 45 31.5 30.6 18.8 9.9 8.8 0.4
<실시예 C-1 내지 실시예 C-3> 염소 바이패스 더스트와 광미를 이용한 친환경 인공골재 제조방법
시멘트 공정의 부산물인 염소 바이패스 더스트와 광미의 수성 경질화 반응을 이용하는 친환경 인공골재 제조방법으로,
하기 표 3과 같이, 광미-25, 광미-30, 광미-35를 각각 사용하여 염소 바이패스 더스트와 물과 혼합하여 친환경 인공골재를 제조하였다.
먼저 선별기에 염소 바이패스 더스트와 광미-25를 각각 투입하여 돌 또는 불순물을 제거하였다.
그 후, 불순물이 제거된 상기 염소 바이패스 더스트 100 %를 불순물이 제거된 상기 광미-25 25 %와 물 35 %를 혼합한 후 분급하고 건조하여 광미-25 인공골재(실시예 C-1)를 제조하였다.
여기서, 상기 염소 바이패스 더스트와 상기 광미-25를 사용하여 제조된 인공골재의 입도는 하기 표 3에 나타내었다.
또한, 염소 바이패스 더스트와, 실시예 C-1의 광미-25 대신에 하기 표 3의 광미-30, 광미-35를 각각 사용하고 동일한 인공골재 제조방법으로 광미-30 인공골재(실시예 C-2), 광미-35 인공골재(실시예 C-3; 실시예 A-2와 동일)를 제조하였다.
그리고, 상기 염소 바이패스 더스트와 상기 광미-30을 사용하여 제조된 인공골재의 입도와 상기 염소 바이패스 더스트와 상기 광미-35를 사용하여 제조된 인공골재의 입도를 하기 표 3에 나타내었다.
광미
종류		 함량비 (%) 인공골재 입도 (%)
염소
바이패스
더스트		 광미 물 4.75∼
2.36
mm		 2.36∼
1.18
mm		 1.18∼
0.6
mm		 0.6∼
0.3
mm		 0.3∼
0.15
mm		 0.15
mm 이하
실시예 C-1 광미-25
100
35		 25 17.7 19.5 21.2 18.8 8.5 14.3
실시예 C-2 광미-30 30 19.7 23.3 18.5 9.6 15.5 13.4
실시예 C-3 광미-35 35 22.2 25.3 20.5 15.5 8.4 8.1
지금까지 본 발명에 따른 염소 바이패스 더스트와 분체성 저수분 무기 슬러지류를 이용한 친환경 인공골재 조성물, 인공골재 제조방법 및 인공골재 재활용방법에 관한 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 실시 변형이 가능함은 자명하다.
그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
즉, 전술된 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술될 특허청구범위에 의하여 나타내어지고, 그 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (24)

  1. 시멘트 공정의 부산물인 염소 바이패스 더스트, 분체성 저수분 무기 슬러지류 및 물의 수성 경질화 반응을 이용하는 친환경 인공골재 조성물로서,
    상기 염소 바이패스 더스트는 구성성분으로 SiO2 5~20 중량％, Al2O3 1~10 중량％, CaO 2~45 중량％, MgO 0.1~8 중량％, CaSO4 2~40 중량%, Fe2O3 0.5~15 중량％, Na2O 0.02~10 중량％, K2O 10~40 중량％, Cl 10~50 중량％, 및 SO3 1~20 중량％를 포함하고,
    상기 분체성 저수분 무기 슬러리류는 수분의 함수율이 30중량% 미만이면서, Si, Al, Ca, Mg, 및 Fe으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 성분을 포함한 산화물, 질화물, 염화물, 황화물, 불화물, 및 인화물로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 무기염류를 포함하며,
    상기 친환경 인공골재 조성물에서 상기 염소 바이패스 더스트, 상기 분체성 저수분 무기 슬러지류 및 물의 함량비율은 중량비로 1 : 0.05 : 0.05 ~ 0.05 : 1 : 1을 포함하고,
    상기 염소 바이패스 더스트의 CaO와 CaSO4가 상기 물과 반응하여 인공골재의 수경성 결합재로 작용하고, 상기 수경성 결합재가 상기 염소 바이패스 더스트와 상기 분체성 저수분 무기 슬러지류를 결합하여 인공골재를 형성하는 것을 특징으로 하는
    염소 바이패스 더스트와 분체성 저수분 무기 슬러지류를 이용한 친환경 인공골재 조성물.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 분체성 저수분 무기 슬러지류는
    발전소 석탄재, 발전소 바닥재, 소각장 바닥재, 소각장 비산재, 제철소 제철 부산물, 제강 부산물, 제련소 제련 부산물, 광미(광물찌꺼기), 채광장 부산물, 채석장 부산물, 인산비료공장 부산 석고, 제지공장 제지 슬러지 소각재 및 오염토로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 슬러지인 것을 특징으로 하는
    염소 바이패스 더스트와 분체성 저수분 무기 슬러지류를 이용한 친환경 인공골재 조성물.
  3. 시멘트 공정의 부산물인 염소 바이패스 더스트, 분체성 저수분 무기 슬러지류인 석탄재 및 물의 수성 경질화 반응을 이용하는 친환경 인공골재 조성물로서,
    상기 염소 바이패스 더스트는 구성성분으로 SiO2 5~20 중량％, Al2O3 1~10 중량％, CaO 2~45 중량％, MgO 0.1~8 중량％, CaSO4 2~40 중량%, Fe2O3 0.5~15 중량％, Na2O 0.02~10 중량％, K2O 10~40 중량％, Cl 10~50 중량％, 및 SO3 1~20 중량％를 포함하고,
    상기 석탄재는 구성성분으로 Fe2O3 10~55 중량%, SiO2 2~40 중량%, Al2O3 3~65 중량%, CaO 0.05~50 중량%, MgO 1~30 중량%, Na2O 0.2~25 중량%, K2O 10~40 중량％, MnO 2~35 중량%, 및 탄소(C) 0.2~25 중량%를 포함하며,
    상기 친환경 인공골재 조성물에서 상기 염소 바이패스 더스트, 상기 석탄재 및 물의 함량비율은 중량비로 1 : 0.05 : 0.05 ~ 0.05 : 1 : 1을 포함하고,
    상기 염소 바이패스 더스트의 CaO와 CaSO4가 상기 물과 반응하여 인공골재의 수경성 결합재로 작용하고, 상기 수경성 결합재가 상기 염소 바이패스 더스트와 상기 석탄재를 결합하여 인공골재를 형성하는 것을 특징으로 하는
    염소 바이패스 더스트와 분체성 저수분 무기 슬러지류를 이용한 친환경 인공골재 조성물.
  4. 시멘트 공정의 부산물인 염소 바이패스 더스트, 분체성 저수분 무기 슬러지류인 광미(광물찌꺼기) 및 물의 수성 경질화 반응을 이용하는 친환경 인공골재 조성물로서,
    상기 염소 바이패스 더스트는 구성성분으로 SiO2 5~20 중량％, Al2O3 1~10 중량％, CaO 2~45 중량％, MgO 0.1~8 중량％, CaSO4 2~40 중량%, Fe2O3 0.5~15 중량％, Na2O 0.02~10 중량％, K2O 10~40 중량％, Cl 10~50 중량％, 및 SO3 1~20 중량％를 포함하고,
    상기 광미는 구성성분으로 Fe2O3 3~30 중량%, SiO2 10~70 중량%, Al2O3 3~65 중량%, CaO 5~40 중량%, MgO 1~30 중량%, Na2O 0.2~20 중량%, 및 K2O 0.2~20 중량％를 포함하며,
    상기 친환경 인공골재 조성물에서 상기 염소 바이패스 더스트, 상기 광미 및 물의 함량비율은 중량비로 1 : 0.05 : 0.05 ~ 0.05 : 1 : 1을 포함하고,
    상기 염소 바이패스 더스트의 CaO와 CaSO4가 상기 물과 반응하여 인공골재의 수경성 결합재로 작용하고, 상기 수경성 결합재가 상기 염소 바이패스 더스트와 상기 광미를 결합하여 인공골재를 형성하는 것을 특징으로 하는
    염소 바이패스 더스트와 분체성 저수분 무기 슬러지류를 이용한 친환경 인공골재 조성물.
  5. 제 1 항, 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 염소 바이패스 더스트와 분체성 저수분 무기 슬러지류를 이용한 친환경 인공골재 조성물의 pH는 7 내지 13.8 인 것을 특징으로 하는
    염소 바이패스 더스트와 분체성 저수분 무기 슬러지류를 이용한 친환경 인공골재 조성물.
  6. 제 1 항, 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 인공골재의 출하시 입자 크기는 0.15 mm 내지 5 mm 크기인 것을 특징으로 하는
    염소 바이패스 더스트와 분체성 저수분 무기 슬러지류를 이용한 친환경 인공골재 조성물.
  7. 제 1 항, 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 수성 경질화 반응은 수분흡수, 발열반응, 또는 팽창반응인 것을 특징으로 하는
    염소 바이패스 더스트와 분체성 저수분 무기 슬러지류를 이용한 친환경 인공골재 조성물.
  8. 제 1 항, 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 염소 바이패스 더스트의 생석회(CaO) 또는 무수석고(CaSO4) 는 상기 물과 반응하여 수분흡수, 발열반응, 또는 팽창반응하여 반수석고(CaSO4·1/2H2O), 이수석고(CaSO4·2H2O), 또는 수산화칼슘(Ca(OH)2)를 형성하는 것을 특징으로 하는
    염소 바이패스 더스트와 분체성 저수분 무기 슬러지류를 이용한 친환경 인공골재 조성물.
  9. 시멘트 공정의 부산물인 염소 바이패스 더스트, 분체성 저수분 무기 슬러지류 및 물의 수성 경질화 반응을 이용하는 친환경 인공골재 제조방법으로서,
    상기 염소 바이패스 더스트와 상기 분체성 저수분 무기 슬러지류를 선별기에 각각 투입하여 돌 또는 불순물을 제거하는 불순물 제거단계; 및
    불순물이 제거된 상기 염소 바이패스 더스트, 불순물이 제거된 상기 분체성 저수분 무기 슬러지류 및 물을 혼합하여 인공골재를 제조하는 단계를 포함하는,
    제 1 항에 의한 염소 바이패스 더스트와 분체성 저수분 무기 슬러지류를 이용한 친환경 인공골재 조성물로 친환경 인공골재 제조시 상기 염소 바이패스 더스트의 CaO와 CaSO4가 상기 물과 반응하여 인공골재의 수경성 결합재로 작용하고, 상기 수경성 결합재가 상기 염소 바이패스 더스트와 상기 분체성 저수분 무기 슬러지류를 결합하여 인공골재를 제조하는 것을 특징으로 하는
    염소 바이패스 더스트와 분체성 저수분 무기 슬러지류를 이용한 친환경 인공골재 제조방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 분체성 저수분 무기 슬러지류는
    발전소 석탄재, 발전소 바닥재, 소각장 바닥재, 소각장 비산재, 제철소 제철 부산물, 제강 부산물, 제련소 제련 부산물, 광미(광물찌꺼기), 채광장 부산물, 채석장 부산물, 인산비료공장 부산 석고, 제지공장 제지 슬러지 소각재 및 오염토로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 슬러지인 것을 특징으로 하는
    염소 바이패스 더스트와 분체성 저수분 무기 슬러지류를 이용한 친환경 인공골재 제조방법.
  11. 시멘트 공정의 부산물인 염소 바이패스 더스트, 분체성 저수분 무기 슬러지류인 석탄재 및 물의 수성 경질화 반응을 이용하는 친환경 인공골재 제조방법으로서,
    상기 염소 바이패스 더스트와 상기 석탄재를 선별기에 각각 투입하여 돌 또는 불순물을 제거하는 불순물 제거단계; 및
    불순물이 제거된 상기 염소 바이패스 더스트, 불순물이 제거된 상기 석탄재 및 물을 혼합하여 인공골재를 제조하는 단계를 포함하는,
    제 3 항에 의한 염소 바이패스 더스트와 분체성 저수분 무기 슬러지류를 이용한 친환경 인공골재 조성물로 친환경 인공골재 제조시 상기 염소 바이패스 더스트의 CaO와 CaSO4가 상기 물과 반응하여 인공골재의 수경성 결합재로 작용하고, 상기 수경성 결합재가 상기 염소 바이패스 더스트와 상기 석탄재를 결합하여 인공골재를 제조하는 것을 특징으로 하는
    염소 바이패스 더스트와 분체성 저수분 무기 슬러지류를 이용한 친환경 인공골재 제조방법.
  12. 시멘트 공정의 부산물인 염소 바이패스 더스트, 분체성 저수분 무기 슬러지류인 광미(광물찌꺼기) 및 물의 수성 경질화 반응을 이용하는 친환경 인공골재 제조방법으로서,
    상기 염소 바이패스 더스트와 상기 광미를 선별기에 각각 투입하여 돌 또는 불순물을 제거하는 불순물 제거단계; 및
    불순물이 제거된 상기 염소 바이패스 더스트, 불순물이 제거된 상기 광미 및 물을 혼합하여 인공골재를 제조하는 단계를 포함하는,
    제 4 항에 의한 염소 바이패스 더스트와 분체성 저수분 무기 슬러지류를 이용한 친환경 인공골재 조성물로 친환경 인공골재 제조시 상기 염소 바이패스 더스트의 CaO와 CaSO4가 상기 물과 반응하여 인공골재의 수경성 결합재로 작용하고, 상기 수경성 결합재가 상기 염소 바이패스 더스트와 상기 광미를 결합하여 인공골재를 제조하는 것을 특징으로 하는
    염소 바이패스 더스트와 분체성 저수분 무기 슬러지류를 이용한 친환경 인공골재 제조방법.
  13. 제 9 항, 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,
    상기 염소 바이패스 더스트와 분체성 저수분 무기 슬러지류를 이용한 친환경 인공골재 제조방법은
    상기 인공골재를 분급하여 0.15 mm 이하의 분체는 원료로 순환시키는 분급단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는
    염소 바이패스 더스트와 분체성 저수분 무기 슬러지류를 이용한 친환경 인공골재 제조방법.
  14. 제 9 항, 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,
    상기 염소 바이패스 더스트와 분체성 저수분 무기 슬러지류를 이용한 친환경 인공골재 제조방법은
    상기 인공골재의 출하시 입자 크기는 0.15 mm 내지 5 mm 크기를 포함하는 것을 특징으로 하는
    염소 바이패스 더스트와 분체성 저수분 무기 슬러지류를 이용한 친환경 인공골재 제조방법.
  15. 제 9 항, 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,
    상기 염소 바이패스 더스트와 분체성 저수분 무기 슬러지류를 이용한 친환경 인공골재 제조방법은
    상기 인공골재를 자연건조, 가열건조 또는 열풍건조하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는
    염소 바이패스 더스트와 분체성 저수분 무기 슬러지류를 이용한 친환경 인공골재 제조방법.
  16. 제 9 항, 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,
    상기 염소 바이패스 더스트와 분체성 저수분 무기 슬러지류를 이용한 친환경 인공골재 제조방법의
    상기 수성 경질화 반응은 수분흡수, 발열반응, 또는 팽창반응인 것을 특징으로 하는
    염소 바이패스 더스트와 분체성 저수분 무기 슬러지류를 이용한 친환경 인공골재 제조방법.
  17. 제 9 항에 있어서,
    상기 염소 바이패스 더스트와 분체성 저수분 무기 슬러지류를 이용한 친환경 인공골재 제조방법은
    상기 불순물이 제거된 상기 염소 바이패스 더스트, 불순물이 제거된 상기 분체성 저수분 무기 슬러지류 및 물을 혼합하여 인공골재를 제조하는 단계에서,
    상기 염소 바이패스 더스트와 상기 물이 수성 경질화 반응을 통하여 수경성 결합재를 형성하고, 상기 수경성 결합재가 상기 염소 바이패스 더스트와 상기 분체성 저수분 무기 슬러지류를 결합하여 인공골재를 제조하는 것을 특징으로 하는
    염소 바이패스 더스트와 분체성 저수분 무기 슬러지류를 이용한 친환경 인공골재 제조방법.
  18. 제 9 항에 있어서,
    상기 염소 바이패스 더스트와 분체성 저수분 무기 슬러지류를 이용한 친환경 인공골재 제조방법은
    상기 불순물이 제거된 상기 염소 바이패스 더스트, 불순물이 제거된 상기 분체성 저수분 무기 슬러지류 및 물을 혼합하여 인공골재를 제조하는 단계에서,
    상기 혼합은 트윈 샤프트 형태의 혼합기를 사용하며,
    상기 트윈 샤프트에는 혼합 및 성형을 위한 스크류, 패들 또는 봉이 부착되어 있고,
    상기 혼합기에는 물 또는 특성개선제의 투입을 위한 액체 분사기 및 분체 투입기가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는
    염소 바이패스 더스트와 분체성 저수분 무기 슬러지류를 이용한 친환경 인공골재 제조방법.
  19. 제 11 항에 있어서,
    상기 염소 바이패스 더스트와 분체성 저수분 무기 슬러지류를 이용한 친환경 인공골재 제조방법은
    상기 불순물이 제거된 상기 염소 바이패스 더스트, 불순물이 제거된 상기 석탄재 및 물을 혼합하여 인공골재를 제조하는 단계에서,
    상기 염소 바이패스 더스트와 상기 물이 수성 경질화 반응을 통하여 수경성 결합재를 형성하고, 상기 수경성 결합재가 상기 염소 바이패스 더스트와 상기 석탄재를 결합하여 인공골재를 제조하는 것을 특징으로 하는
    염소 바이패스 더스트와 분체성 저수분 무기 슬러지류를 이용한 친환경 인공골재 제조방법.
  20. 제 11 항에 있어서,
    상기 염소 바이패스 더스트와 분체성 저수분 무기 슬러지류를 이용한 친환경 인공골재 제조방법은
    상기 불순물이 제거된 상기 염소 바이패스 더스트, 불순물이 제거된 상기 석탄재 및 물을 혼합하여 인공골재를 제조하는 단계에서,
    상기 혼합은 트윈 샤프트 형태의 혼합기를 사용하며,
    상기 트윈 샤프트에는 혼합 및 성형을 위한 스크류, 패들 또는 봉이 부착되어 있고,
    상기 혼합기에는 물 또는 특성개선제의 투입을 위한 액체 분사기 및 분체 투입기가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는
    염소 바이패스 더스트와 분체성 저수분 무기 슬러지류를 이용한 친환경 인공골재 제조방법.
  21. 제 12 항에 있어서,
    상기 염소 바이패스 더스트와 분체성 저수분 무기 슬러지류를 이용한 친환경 인공골재 제조방법은
    상기 불순물이 제거된 상기 염소 바이패스 더스트, 불순물이 제거된 상기 광미 및 물을 혼합하여 인공골재를 제조하는 단계에서,
    상기 염소 바이패스 더스트와 상기 물이 수성 경질화 반응을 통하여 수경성 결합재를 형성하고, 상기 수경성 결합재가 상기 염소 바이패스 더스트와 상기 광미를 결합하여 인공골재를 제조하는 것을 특징으로 하는
    염소 바이패스 더스트와 분체성 저수분 무기 슬러지류를 이용한 친환경 인공골재 제조방법.
  22. 제 12 항에 있어서,
    상기 염소 바이패스 더스트와 분체성 저수분 무기 슬러지류를 이용한 친환경 인공골재 제조방법은
    상기 불순물이 제거된 상기 염소 바이패스 더스트, 불순물이 제거된 상기 광미 및 물을 혼합하여 인공골재를 제조하는 단계에서,
    상기 혼합은 트윈 샤프트 형태의 혼합기를 사용하며,
    상기 트윈 샤프트에는 혼합 및 성형을 위한 스크류, 패들 또는 봉이 부착되어 있고,
    상기 혼합기에는 물 또는 특성개선제의 투입을 위한 액체 분사기 및 분체 투입기가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는
    염소 바이패스 더스트와 분체성 저수분 무기 슬러지류를 이용한 친환경 인공골재 제조방법.
  23. 염소 바이패스 더스트와 분체성 저수분 무기 슬러지류를 이용한 친환경 인공골재 재활용방법으로서
    입자 크기 0.15∼5 mm 의 인공골재와 입자 크기 0.15 mm 이하의 분체를 콘크리트 벽돌, 호안블록, 시멘트 원료, 성토재, 및 복토재로 이루어진 군에서 하나 이상 선택되는 재료로 재활용하는 것을 포함하고,
    제 1 항에 의한 염소 바이패스 더스트와 분체성 저수분 무기 슬러지류를 이용한 친환경 인공골재 조성물로 형성한 친환경 인공골재는 상기 염소 바이패스 더스트의 CaO와 CaSO4가 상기 물과 반응하여 인공골재의 수경성 결합재로 작용하고, 상기 수경성 결합재가 상기 염소 바이패스 더스트와 상기 분체성 저수분 무기 슬러지류를 결합하여 형성된 친환경 인공골재인 것을 특징으로 하는
    염소 바이패스 더스트와 분체성 저수분 무기 슬러지류를 이용한 친환경 인공골재 재활용방법.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 분체성 저수분 무기 슬러지류는
    발전소 석탄재, 발전소 바닥재, 소각장 바닥재, 소각장 비산재, 제철소 제철 부산물, 제강 부산물, 제련소 제련 부산물, 광미(광물찌꺼기), 채광장 부산물, 채석장 부산물, 인산비료공장 부산 석고, 제지공장 제지 슬러지 소각재 및 오염토로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 슬러지인 것을 특징으로 하는
    염소 바이패스 더스트와 분체성 저수분 무기 슬러지류를 이용한 친환경 인공골재 재활용방법.
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