KR20190081081A - Composition of grinding aids for micro-crushing mineral comprising diamine compound and aluminate compound, and micro-crushing method of mineral using it - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 광물 미분쇄용 분쇄조제 조성물 및 이를 사용한 광물의 미분쇄방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 분쇄효율 증대를 위해 알루미네이트계 화합물을 사용할 때 시멘트 클링커 미분쇄 후 발생할 수 있는 급결현상을 방지하기 위하여 디아민 화합물을 혼합한 광물 미분쇄용 분쇄조제 조성물 및 이를 사용한 광물의 미분쇄방법에 관한 것이다.The present invention relates to a crushing aid composition for fine crushing of minerals and a method for finely pulverizing minerals using the same. More particularly, the present invention relates to a crushing aid composition for crushing minerals, And a method for pulverizing a mineral using the same. BACKGROUND ART
광물의 분쇄공정에서는 광물을 미분쇄하여 입자를 미분말로 만들어 비표면적을 크게 하는 것이 바람직하다. 입자를 미분말로 분쇄하는 경우, 석회석은 클링커로 만들 때 소결작용이 용이해지고, 시멘트 클링커는 수화반응성, 압축강도 증진 등 콘크리트의 물성을 향상시킨다. 또한, 석탄의 경우, 미분말로 분쇄하면 연소할 때 미연소탄의 잔류량이 적고 화력이 높아진다. In the pulverizing step of the mineral, it is preferable that the mineral is finely pulverized to make the particles into fine powder to increase the specific surface area. When pulverizing particles into fine powder, limestone becomes easier to sinter when it is made into clinker, and cement clinker improves the physical properties of concrete such as hydration reactivity and compressive strength. Further, in the case of coal, when pulverized with a fine powder, the residual amount of unburned carbon is small and combustion power is high when burned.
석회석, 시멘트, 슬래그, 석탄 등의 광물을 미분쇄하는 공정에서는 일반적으로 볼밀(Ball mill)이 사용되는데, 볼(Ball)은 일종의 금속성 구슬로 광물을 파쇄하는 역할을 한다. 이때 분쇄된 입자들 사이 및 볼과 분쇄된 입자 사이의 정전기 발생을 억제하여 분쇄된 입자들이 재응집하는 것과 분쇄된 입자들이 볼에 달라붙어 분쇄성능을 저하시키는 것을 방지함으로써 원료를 보다 미세하게 분쇄하고 분쇄 생산성을 높이기 위하여 분쇄조제를 사용한다.In the process of pulverizing minerals such as limestone, cement, slag, and coal, a ball mill is generally used. Ball is a sort of metallic beads that crushes minerals. At this time, suppressing the generation of static electricity between the ground particles and between the ball and ground particles prevents the re-agglomerating of the ground particles and the degradation of the ground performance due to the adherence of the ground particles to the ball, thereby finely grinding the starting material Grinding aids are used to improve grinding productivity.
이와 관련하여, 대한민국 특허공고 제1991-0001930호는 테레프탈산의 제조시에 부산물로 생성되는 테레프탈산 슬럿지를 분쇄촉진제로 사용하여 광물을 미분쇄하는 방법을 개시하고 있다. 그러나 테레프탈산 슬럿지는 클링커 분쇄에서는 성능이 우수하지만, 소성 전 혼합광물의 광물 미분쇄에서 사용하는 경우 가격이 고가인 문제점이 있다.In this regard, Korean Patent Publication No. 1991-0001930 discloses a method for pulverizing minerals using a terephthalic acid sludge produced as a by-product in the preparation of terephthalic acid as a crushing accelerator. However, terephthalic acid sludge has excellent performance in clinker milling, but it is expensive when it is used in mineral pulverization of pre-fired mixed minerals.
영국특허 제386,385호에서는 무수프탈산과 글리세린을 포함하는 알키드 수지(alkyd resin)를 개시하고 있으나, 상기 알키드 수지는 시멘트에 다른 물질들을 혼합하여 시멘트 조성물을 제조할 때 첨가하여 조성물의 점도를 높이기 위한 것으로 분쇄조제로서 사용되는 것은 아니다. British Patent No. 386,385 discloses an alkyd resin containing phthalic anhydride and glycerin. However, the alkyd resin is added to improve the viscosity of a composition by mixing the cement with other materials to prepare a cement composition It is not used as a milling aid.
종래 수용성 무기화합물은 콘크리트용 화학혼화제 등의 용도로만 사용되어 왔으며, 특히 알루미네이트계 화합물은 콘크리트용 화학혼화제로 급결제로서 사용되어 왔다. 급결제는 초기 강도를 증대시킬 목적으로 시멘트의 응결을 촉진하기 위하여 사용되는 물질이다.Conventionally, water-soluble inorganic compounds have been used only as a chemical admixture for concrete and the like. In particular, aluminate compounds have been used as quick-setting admixtures for concrete admixtures. Rapid settling is a material used to accelerate the setting of cement for the purpose of increasing initial strength.
이러한 알루미네이트계 화합물을 분쇄조제로 사용하였을 때에는 분쇄 후 잔류하는 알루미네이트계 화합물이 급결현상을 초래하여 콘크리트를 타설하는 단계에서 작업성을 떨어뜨리므로 사용에 한계가 있다.When such an aluminate compound is used as a milling aid, the aluminate-based compound remaining after the milling causes a sudden phenomenon, which reduces the workability at the stage of pouring the concrete, which limits its use.
본 발명은 콘크리트용 화학혼화제로만 사용되어 왔던 수용성 무기화합물인 알루미네이트계 화합물을 시멘트 클링커의 미분쇄용 분쇄조제에 적용하여 시멘트 클링커를 미분쇄하면서 콘크리트 타설 시에 발생할 수 있는 급결현상을 방지하기 위하여 디아민 화합물을 함께 사용함으로써 분쇄시 분쇄효율의 증대와 콘크리트 타설시 작업성의 향상을 동시에 구현할 수 있는 광물 미분쇄용 분쇄조제 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention relates to a water-soluble inorganic compound, an aluminate-based compound, which has been used only as a chemical admixture for concrete, by applying the aluminate-based compound to a crushing aid for crushing of cement clinker, thereby preventing the crushing It is another object of the present invention to provide a crushing auxiliary composition for mineral pulverization that can simultaneously increase the crushing efficiency at the time of crushing and improve the workability at the time of pouring concrete by using the diamine compound.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 디아민 화합물과 무수프탈산의 반응 혼합물, 및 수산화알루미늄과 알칼리성 수산화물을 반응시켜 생성된 고형분 함량이 20~45%인 수용액 상태의 수용성 알루미네이트계 화합물을 포함하는 광물 미분쇄용 분쇄조제 조성물을 제공한다.In order to accomplish the above object, the present invention provides a process for producing a mineral containing a water-soluble aluminate compound in an aqueous solution state having a solid content of 20 to 45% produced by reacting a reaction mixture of a diamine compound and phthalic anhydride and an aluminum hydroxide with an alkali hydroxide A pulverizing auxiliary composition for fine pulverization is provided.
상기 조성물에서, 상기 디아민 화합물과 무수프탈산의 반응 혼합물은 수용성 알루미네이트계 화합물 100중량부에 대하여 40~60중량부를 사용하는 것이 바람직하다.In the above composition, the reaction mixture of the diamine compound and phthalic anhydride is preferably used in an amount of 40 to 60 parts by weight based on 100 parts by weight of the water-soluble aluminate compound.
상기 조성물에서, 상기 디아민 화합물과 무수프탈산의 반응 혼합물과, 수용성 알루미네이트계 화합물은, 고형분 중량을 기준으로 1~2:1의 중량비로 혼합되는 것이 바람직하다.In the composition, the reaction mixture of the diamine compound and the phthalic anhydride and the water-soluble aluminate compound are preferably mixed at a weight ratio of 1 to 2: 1 based on the weight of the solid content.
상기 조성물에서, 상기 디아민 화합물과 무수프탈산의 반응 혼합물은 디아민 화합물 1몰과 무수프탈산 1~2몰의 반응으로 생성된 반응 혼합물인 것이 바람직하다.In the above composition, the reaction mixture of the diamine compound and phthalic anhydride is preferably a reaction mixture produced by reacting 1 mole of a diamine compound and 1 to 2 moles of phthalic anhydride.
상기 조성물에서, 상기 디아민 화합물은 에틸렌디아민, N-(2-히드록시에틸)에틸렌디아민 및 N,N '-비스(2-히드록시에틸)에틸렌디아민 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상인 것이 바람직하다.In the above composition, the diamine compound is preferably at least one selected from the group consisting of ethylenediamine, N - (2-hydroxyethyl) ethylenediamine and N, N' -bis (2-hydroxyethyl) ethylenediamine.
상기 조성물에서, 상기 알카리성 수산화물은 수산화나트륨 또는 수산화칼륨인 것이 바람직하다.In the above composition, the alkaline hydroxide is preferably sodium hydroxide or potassium hydroxide.
상기 조성물에서, 상기 수용성 알루미네이트계 화합물은 수산화알루미늄 20중량부와 수산화나트륨 10~22중량부를 물 58~70중량부에 넣고 반응시켜 얻어진 알루민산나트륨을 주성분으로 하는 것이 바람직하다.In the composition, the water-soluble aluminate compound is preferably composed mainly of sodium aluminate obtained by reacting 20 parts by weight of aluminum hydroxide and 10 to 22 parts by weight of sodium hydroxide in 58 to 70 parts by weight of water.
상기 조성물에서, 상기 수용성 알루미네이트계 화합물은 수산화알루미늄 20중량부와 수산화칼륨 14~31중량부를 물 49~66중량부에 넣고 반응시켜 얻어진 알루민산칼륨을 주성분으로 하는 것이 바람직하다.In the composition, the water-soluble aluminate compound preferably comprises potassium aluminate as a main component, which is obtained by reacting 20 parts by weight of aluminum hydroxide and 14 to 31 parts by weight of potassium hydroxide in 49 to 66 parts by weight of water.
상기 조성물은 GMP(2-[(2,3-dihydroxypropoxy)carbonyl]benzoic acid), 글루콘산나트륨(SG), 글리세린류, 글리콜류 및 아민류 중에서 선택된 하나 이상의 유기화합물을 더 포함할 수 있다.The composition may further comprise at least one organic compound selected from GMP (2 - [(2,3-dihydroxypropoxy) carbonyl] benzoic acid, sodium gluconate, glycerin, glycols and amines.
상기 조성물에서, 상기 글리세린류는 글리세린, 디글리세린, 트리글리세린, 폴리글리세린, 포스포글리세린, 디포스포글리세린 및 트리포스포글리세린을 포함하는 것이 바람직하다.In the composition, it is preferable that the glycerin includes glycerin, diglycerin, triglycerin, polyglycerin, phosphoglycerin, diphosphoglycerin and triphosphoglycerin.
상기 조성물에서, 상기 글리콜류는 프로필렌글리콜, 디프로필렌글리콜, 트리프로필렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 모노에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜 및 폴리에틸렌글리콜을 포함하는 것이 바람직하다.In the composition, it is preferable that the glycols include propylene glycol, dipropylene glycol, tripropylene glycol, polypropylene glycol, monoethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol and polyethylene glycol.
상기 조성물에서, 상기 아민류는 모노에탄올아민, 디에탄올아민, 트리에탄올아민, 트리이소프로판올아민, N,N-비스(2-하이드록시프로필)에탄올아민, N,N-비스(2-하이드록시에틸)아미노-2-프로판올 및 N-메틸 디에탄올아민을 포함하는 것이 바람직하다.In this composition, the amines may be selected from the group consisting of monoethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, triisopropanolamine, N, N -bis (2-hydroxypropyl) ethanolamine, N, N -bis -2-propanol and N -methyldiethanolamine.
상기 조성물에서, 상기 유기화합물은 상기 수용성 알루미네이트계 화합물 50중량부에 대하여 20~80중량부를 사용하는 것이 바람직하다.In the above composition, the organic compound is preferably used in an amount of 20 to 80 parts by weight based on 50 parts by weight of the water-soluble aluminate compound.
또한 본 발명은 상기 광물 미분쇄용 분쇄조제 조성물을 피분쇄물인 광물 100중량부에 대하여 0.001~3중량부 투입하는 것을 특징으로 하는 광물의 미분쇄방법을 제공한다.Further, the present invention provides a method for pulverizing a mineral, characterized in that 0.001 to 3 parts by weight of the pulverizing auxiliary composition for fine pulverization of minerals is added to 100 parts by weight of the pulverized material.
상기 방법에서, 상기 광물은 석회석, 석탄, 슬래그, 석탄회, 클링커, 규사 또는 몬모릴로나이트계 광물인 것이 바람직하다.In the above method, the mineral is preferably limestone, coal, slag, fly ash, clinker, silica or montmorillonite-based mineral.
또한 본 발명은 상기 광물 미분쇄용 분쇄조제 조성물을 사용하여 분쇄된 광물로 제조된 콘크리트 제품을 제공한다. The present invention also provides a concrete product produced from the pulverized minerals by using the pulverizing auxiliary composition for fine pulverization of minerals.
본 발명의 광물 미분쇄용 분쇄조제 조성물은 디아민 화합물과 무수프탈산의 반응 혼합물을 사용함으로써 알루미네이트계 화합물을 분쇄조제로 사용하였을 때 광물 분쇄 후, 특히 시멘트 클링커 분쇄 후 콘크리트 타설 시 알루미네이트가 잔류함으로써 발생할 수 있는 콘크리트의 급결현상을 방지하고 유동성을 유지하여 작업성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다. 또한, 급결현상의 부작용 없이 알루미네이트계 화합물을 분쇄조제로 사용하여 광물을 효과적으로 미분쇄할 수 있으므로, 석회석은 클링커로 만들 때 소결작용이 용이해지고, 시멘트 클링커는 수화반응성, 압축강도 증진 등 콘크리트의 물성이 향상되며, 석탄은 연소할 때 미연소탄의 잔류량이 적고 화력이 높아진다. When the aluminate compound is used as a pulverizing aid by using a reaction mixture of a diamine compound and phthalic anhydride, the pulverizing and preparing composition for fine pulverization for mineral pulverization of the present invention aluminate remains after mineral pulverization, especially after concrete pulverization of cement clinker It is possible to prevent the occurrence of a sudden phenomenon of concrete that may occur and to maintain the fluidity, thereby improving the workability. In addition, since the minerals can be finely pulverized effectively using the aluminate-based compound as the crushing aid without the side effect of the sharpening phenomenon, the sintering action becomes easy when the limestone is made into the clinker, and the cement clinker is excellent in the hydration reactivity, The physical properties are improved, and when the coal is burned, the residual amount of unburnt carbon is small and the thermal power is increased.
본 발명의 광물 미분쇄용 분쇄조제 조성물은 디아민 화합물과 무수프탈산의 반응 혼합물과, 수산화알루미늄과 알칼리성 수산화물을 반응시켜 생성된 고형분 함량이 20~45%인 수용액 상태의 수용성 알루미네이트계 화합물을 포함한다.The pulverizing and grinding aid composition for mineral pulverization of the present invention comprises a water-soluble aluminate compound in an aqueous solution state having a solid content of 20 to 45% produced by reacting a reaction mixture of a diamine compound and phthalic anhydride with aluminum hydroxide and an alkaline hydroxide .
수용성 알루미네이트계 화합물은 광물 미분쇄의 분쇄효율을 높이는 역할을 한다.The water-soluble aluminate-based compound plays a role in enhancing the pulverization efficiency of the mineral pulverization.
상기 수용성 알루미네이트계 화합물은 수산화알루미늄[Al(OH)3]과 알칼리성 수산화물을 반응시켜 생성된 고형분 함량이 20~45중량%인 수용액이다. 고형분 함량이 30~45중량%인 수용액이 바람직하며, 고형분 함량이 40중량%인 수용액이 특히 바람직하다. The water-soluble aluminate-based compound is an aqueous solution having a solid content of 20 to 45% by weight produced by reacting aluminum hydroxide [Al (OH) 3 ] with an alkaline hydroxide. An aqueous solution having a solids content of 30 to 45% by weight is preferred, and an aqueous solution having a solids content of 40% by weight is particularly preferred.
상기 알카리성 수산화물은 수산화나트륨(NaOH) 또는 수산화칼륨(KOH)인 것이 바람직하다. The alkaline hydroxide is preferably sodium hydroxide (NaOH) or potassium hydroxide (KOH).
따라서, 상기 수용성 알루미네이트계 화합물은 알루민산나트륨(Sodium aluminate) 또는 알루민산칼륨(Potassium aluminate)인 것이 바람직하다. Accordingly, the water-soluble aluminate compound is preferably sodium aluminate or potassium aluminate.
상기 알루민산나트륨은 수산화알루미늄 20중량부와 수산화나트륨 10~22중량부를 물 58~70중량부에 넣고 반응시켜 얻어진 알루민산나트륨인 것이 특히 바람직하다. The sodium aluminate is particularly preferably sodium aluminate obtained by reacting 20 parts by weight of aluminum hydroxide and 10 to 22 parts by weight of sodium hydroxide in 58 to 70 parts by weight of water.
또한, 상기 알루민산칼륨은 수산화알루미늄 20중량부와 수산화칼륨 14~31중량부를 물 49~66중량부에 넣고 반응시켜 얻어진 알루민산칼륨인 것이 특히 바람직하다.The potassium aluminate is particularly preferably potassium aluminate obtained by reacting 20 parts by weight of aluminum hydroxide and 14 to 31 parts by weight of potassium hydroxide in 49 to 66 parts by weight of water.
알루미네이트계 화합물의 예로 알루민산나트륨(NaAlO2)을 살펴보면, 알루민산나트륨은 물과 반응하여 수산화알루미늄(Al(OH)3)과 수산화나트륨(NaOH)을 생성하고 수산화알루미늄은 시멘트 입자가 수화반응할 때 생성된 수산화칼슘(Ca(OH)2)과 화학반응을 한다. 수산화나트륨은 pH를 높여 시멘트의 수화반응을 촉진하여 칼슘실리케이트 수화물을 신속히 생성시켜 급결반응에 관여하고 수산화알루미늄은 수산화칼슘과 화학반응하여 시멘트를 급결시키는 것으로 알려져 있다. 이러한 반응식은 다음 화학식 1과 같다. Aluminate-based look at the sodium aluminate (NaAlO 2) Examples of the compound, sodium aluminate reacts with water generated aluminum hydroxide (Al (OH) 3) and sodium hydroxide (NaOH), and aluminum hydroxide are the cement particles Hydration (Ca (OH) 2 ), which is produced in the course of the reaction. It is known that sodium hydroxide accelerates the hydration reaction of cement by raising the pH to rapidly produce calcium silicate hydrate, which is involved in the rapid reaction, and aluminum hydroxide is chemically reacted with calcium hydroxide to sharpen the cement. This reaction formula is shown in the following chemical formula 1.
[화학식 1][Chemical Formula 1]
2Al(OH)3 + Ca(OH)2 → 3CaO·Al2O3·6H2O 2Al (OH) 3 + Ca ( OH) 2 → 3CaO · Al 2 O 3 · 6H 2 O
디아민 화합물과 무수프탈산의 반응 혼합물은 알루미네이트를 사용하였을 때 급결에 의하여 유동성이 저하되는 문제점을 해결하여 유동성을 유지하는 역할을 한다.The reaction mixture of the diamine compound and the phthalic anhydride plays a role of maintaining the fluidity by solving the problem that the fluidity is lowered due to the rusting when the aluminate is used.
디아민 화합물과 무수프탈산의 반응 혼합물은 디아민 1몰과 무수프탈산 1~2몰의 반응 혼합물인 것이 바람직하며, 디아민 1몰과 무수프탈산 2몰의 반응 혼합물인 것이 보다 바람직하다. The reaction mixture of the diamine compound and the phthalic anhydride is preferably a reaction mixture of 1 mole of diamine and 1 to 2 moles of phthalic anhydride, more preferably a reaction mixture of 1 mole of diamine and 2 moles of phthalic anhydride.
상기 디아민 화합물은 에틸렌디아민(Ethylenediamine), N-(2-히드록시에틸)에틸렌디아민{N-(2-Hydroxyethyl)ethylenediamine} 및 N,N '-비스(2-히드록시에틸)에틸렌디아민{N,N '-Bis(2-hydroxyethyl)ethylenediamine} 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상을 포함하는 것이 바람직하다.Wherein the diamine compound is ethylenediamine (Ethylenediamine), N - (2-hydroxyethyl) ethylenediamine {N - (2-Hydroxyethyl) ethylenediamine} and N, N '- bis (2-hydroxyethyl) ethylenediamine {N, N'- bis (2-hydroxyethyl) ethylenediamine}, and the like.
알루미네이트계 화합물인 알루민산나트륨을 예로 들면, 상기와 같은 디아민 화합물과 무수프탈산의 반응 혼합물은 알루민산나트륨이 물과 반응하여 생성된 수산화나트륨을 중화시켜 급결을 억제하고, 디아민 화합물에 포함된 질소 및 산소의 비공유전자쌍이 알루미늄 이온과 상호작용(배위결합)을 통하여 상기 화학식 1의 반응을 억제하여 급결을 방지한다.For example, in the case of sodium aluminate as the aluminate compound, the reaction mixture of the diamine compound and the anhydrous phthalic acid as described above is prepared by neutralizing sodium hydroxide produced by the reaction of sodium aluminate with water, And the non-covalent electron pair of oxygen interacts (coordinates) with the aluminum ion to inhibit the reaction of the above formula (1), thereby preventing the occurrence of spins.
디아민 화합물과 무수프탈산의 반응 혼합물은 수용성 알루미네이트계 화합물 100중량부에 대하여 40~60중량부를 사용하는 것이 바람직하며, 수용성 알루미네이트계 화합물 100중량부에 대하여 50중량부의 비율로 사용하는 것이 보다 바람직하다.The reaction mixture of the diamine compound and the phthalic anhydride is preferably used in an amount of 40 to 60 parts by weight per 100 parts by weight of the water-soluble aluminate compound, more preferably 50 parts by weight per 100 parts by weight of the water-soluble aluminate compound Do.
디아민 화합물과 무수프탈산의 반응 혼합물과, 수용성 알루미네이트계 화합물은, 고형분 중량을 기준으로 1:1 내지 2:1의 중량비로 혼합되는 것이 바람직하다. The reaction mixture of the diamine compound and the phthalic anhydride and the water-soluble aluminate compound are preferably mixed in a weight ratio of 1: 1 to 2: 1 based on the weight of the solid content.
본 발명의 광물 미분쇄용 분쇄조제 조성물은 유기화합물을 더 포함할 수 있다. The pulverizing auxiliary composition for fine pulverization of mineral according to the present invention may further comprise an organic compound.
이때 유기화합물은 GMP{2-[(2,3-dihydroxypropoxy)carbonyl]benzoic acid}, 글루콘산나트륨(Sodium gluconate, SG), 글리세린류, 글리콜류 및 아민류 중에서 선택된 하나 이상인 것이 바람직하다. The organic compound is preferably at least one selected from GMP {2 - [(2,3-dihydroxypropoxy) carbonyl] benzoic acid}, sodium gluconate (SG), glycerin, glycols and amines.
상기 GMP는 무수프탈산과 글리세린이 반응하여 생성된 화합물이다. GMP is a compound produced by the reaction of phthalic anhydride with glycerin.
상기 글리세린류는 글리세린, 디글리세린, 트리글리세린, 폴리글리세린, 포스포글리세린, 디포스포글리세린 및 트리포스포글리세린를 포함한다. The glycerin family includes glycerin, diglycerin, triglycerin, polyglycerin, phosphoglycerin, diphosphoglycerin and triphosphoglycerin.
상기 글리콜류는 프로필렌글리콜, 디프로필렌글리콜, 트리프로필렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 모노에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜 및 폴리에틸렌글리콜을 포함한다. The glycols include propylene glycol, dipropylene glycol, tripropylene glycol, polypropylene glycol, monoethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol and polyethylene glycol.
상기 아민류는 모노에탄올아민, 디에탄올아민, 트리에탄올아민, 트리이소프로판올아민, N,N-비스(2-하이드록시프로필)에탄올아민, N,N-비스(2-하이드록시에틸)아미노-2-프로판올 및 N-메틸 디에탄올아민을 포함한다.The amines can be selected from the group consisting of monoethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, triisopropanolamine, N, N -bis (2-hydroxypropyl) ethanolamine, N, N -bis (2-hydroxyethyl) And N -methyl diethanolamine.
상기 유기화합물은 수용액 상태의 수용성 알루미네이트계 화합물 50중량부에 대하여 20~80중량부의 비율로 사용하는 것이 바람직하다. The organic compound is preferably used in a proportion of 20 to 80 parts by weight based on 50 parts by weight of the water-soluble aluminate compound in an aqueous solution state.
유기화합물을 더 포함하는 경우, 수용성 무기화합물과 유기화합물을 복합적으로 사용함으로써 분쇄효율 및 작업성을 더 향상시킬 수 있다. In the case of further containing an organic compound, by using a water-soluble inorganic compound and an organic compound in combination, the grinding efficiency and workability can be further improved.
본 발명의 광물 미분쇄용 분쇄조제 조성물은 광물의 미분쇄공정에서 분쇄조제로 사용된다.The crushing aid composition for mineral pulverization of the present invention is used as a crushing aid in the pulverization process of minerals.
본 발명의 광물 미분쇄방법은 상기 광물 미분쇄용 분쇄조제 조성물을 광물 100중량부에 대하여 0.001~3중량부 투입하여 광물을 분쇄한다. 광물 100중량부에 대하여 0.01~0.03중량부 투입하는 것이 보다 바람직하다.In the mineral pulverization method of the present invention, 0.001 to 3 parts by weight of the pulverizing auxiliary composition for fine pulverization of mineral is added to 100 parts by weight of the mineral to pulverize the mineral. More preferably 0.01 to 0.03 parts by weight based on 100 parts by weight of the mineral.
광물로는 석회석, 석탄, 슬래그, 석탄회, 클링커, 규사 및 몬모릴로나이트(Montmorillonite)계 광물을 사용하는 것이 바람직하다. It is preferable to use limestone, coal, slag, fly ash, clinker, silica sand and montmorillonite-based minerals as minerals.
상기 슬래그는 고로슬래그, 제강슬래그, 전로슬래그 및 전기로슬래그를 포함한다. The slag includes blast furnace slag, steel making slag, converter slag and electric furnace slag.
상기 석탄회는 플라이 애쉬(비회, Fly ash) 및 바텀 애쉬(잔사회, Bottom ash)를 포함한다. The fly ash includes fly ash and bottom ash.
상기 규사는 해안규사, 산규사와 같은 천연규사 및 인조규사를 포함한다. Such sandstorms include natural sand dunes such as coastal sand dune, sand dune sand, and synthetic sand dune.
상기 몬모릴로나이트계 광물은 Na-벤토나이트 및 Ca-벤토나이트를 포함한다. The montmorillonite-based mineral includes Na-bentonite and Ca-bentonite.
또한, 본 발명에서는, 본 발명의 광물 미분쇄용 분쇄조제 조성물을 사용하여 분쇄된 광물로 제조된 콘크리트 제품을 제공한다. 상기 콘크리트 제품은 벽돌, 블록, 타일, 하수관, 경계석, 콘크리트 파일, 프리스트레스트 콘크리트 파일, 콘크리트 패널, 콘크리트관, 맨홀, 기포콘크리트, 콘크리트 구조물 등을 포함한다. The present invention also provides a concrete product produced from the pulverized mineral using the pulverizing auxiliary composition for fine pulverization of the present invention. The concrete product includes a brick, a block, a tile, a sewer pipe, a boundary stone, a concrete file, a prestressed concrete pile, a concrete panel, a concrete pipe, a manhole, a foam concrete, a concrete structure and the like.
본 발명의 콘크리트 제품은 본 발명의 분쇄조제를 사용하여 미분쇄된 광물로 제조한 것으로 석회석은 클링커로 만들 때 소결작용이 용이해지고, 시멘트 클링커는 수화반응성, 압축강도 증진 등 콘크리트의 물성이 향상되며, 석탄은 연소할 때 미연소탄의 잔류량이 적고 화력이 높아지는 등의 효과를 가지고, 함께 함유된 디아민 화합물에 의하여 급결현상, 특히 콘크리트 타설 시에 발생할 수 있는 급결현상을 방지할 수 있어 작업성이 향상된다. The concrete product of the present invention is produced from fine pulverized minerals using the crushing aid of the present invention. When the limestone is made into a clinker, the sintering action is facilitated. In the cement clinker, the physical properties of concrete such as hydration reactivity and compressive strength are improved , Coal has a small residual amount of unburnt carbon when burned and has a high firepower, and it is possible to prevent sudden phenomenon due to the included diamine compound, in particular, a sudden phenomenon that may occur at the time of concrete pouring, .
이하 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것으로 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. The following examples illustrate the invention and are not to be construed as limiting the scope of the invention.
<실시예 1>≪ Example 1 >
에틸렌디아민과 무수프탈산의 반응 혼합물 제조Preparation of reaction mixture of ethylenediamine and phthalic anhydride
에틸렌디아민 60.2g(1.0몰)과 무수프탈산 296.2g(2.0몰)을 500㎖ 둥근바닥플라스크에 넣고 반응물 온도를 105℃로 1시간 동안 유지하고 승온하여 135℃에서 3시간 동안 유지한 후 가열을 중단하고 70℃가 되었을 때 물 152.7g을 넣어 70% 수용액을 제조하였다. 60.2 g (1.0 mole) of ethylenediamine and 296.2 g (2.0 mole) of phthalic anhydride were placed in a 500 ml round-bottomed flask and the temperature of the reaction was maintained at 105 ° C for 1 hour, then elevated to 135 ° C for 3 hours, And when the temperature reached 70 DEG C, 152.7 g of water was added to prepare a 70% aqueous solution.
상기 반응의 반응식은 다음과 같다.The reaction scheme of the above reaction is as follows.
<실시예 2>≪ Example 2 >
NN -(2-히드록시에틸)에틸렌디아민과 무수프탈산의 반응 혼합물 제조- Preparation of Reaction Mixture of (2-hydroxyethyl) ethylenediamine and Phthalic Anhydride
N-(2-히드록시에틸)에틸렌디아민 104.2g(1.0몰)과 무수프탈산 296.2g(2.0몰)을 500㎖ 둥근바닥플라스크에 넣고 반응물 온도를 105℃로 1시간 동안 유지하고 승온하여 135℃에서 3시간 유지한 후 가열을 중단하고 70℃가 되었을 때 물 171.6g을 넣어 70% 수용액을 제조하였다. 104.2 g (1.0 mol) of N - (2-hydroxyethyl) ethylenediamine and 296.2 g (2.0 mol) of phthalic anhydride were placed in a 500 mL round bottom flask and the reaction temperature was maintained at 105 캜 for 1 hour, After heating for 3 hours, heating was stopped. When the temperature reached 70 ° C, 171.6 g of water was added to prepare a 70% aqueous solution.
상기 반응의 반응식은 다음과 같다.The reaction scheme of the above reaction is as follows.
<실시예 3>≪ Example 3 >
N,N 'N, N ' -- 비스(2-히드록시에틸)에틸렌디아민과Bis (2-hydroxyethyl) ethylenediamine and 무수프탈산의 반응 혼합물 제조 Preparation of reaction mixture of phthalic anhydride
N, N'-비스(2-히드록시에틸)에틸렌디아민 148.2g(1.0몰)과 무수프탈산 296.2g(2.0몰)을 500㎖ 둥근바닥플라스크에 넣고 반응물 온도를 105℃로 1시간 동안 유지하고 승온하여 135℃에서 3시간 동안 유지한 후 가열을 중단하고 70℃가 되었을 때 물 190.5g을 넣어 70% 수용액을 제조하였다.148.2 g (1.0 mol) of N, N ' -bis (2-hydroxyethyl) ethylenediamine and 296.2 g (2.0 mol) of phthalic anhydride were placed in a 500 mL round bottom flask and the reaction temperature was maintained at 105 DEG C for 1 hour. The mixture was maintained at 135 캜 for 3 hours and then heated. When the temperature reached 70 캜, 190.5 g of water was added to prepare a 70% aqueous solution.
상기 반응의 반응식은 다음과 같다.The reaction scheme of the above reaction is as follows.
<실시예 4><Example 4>
알루민산나트륨의Sodium aluminate 제조 Produce
수산화알루미늄 20g과 수산화나트륨 22g을 물 58g에 넣고 혼합하여 교반하면서 80~100℃로 가열하여 반응을 진행하였다. 반응액이 거의 투명해지면 반응을 종결하여 알루민산나트륨(NaAlu) 42% 수용액을 얻었다. 20 g of aluminum hydroxide and 22 g of sodium hydroxide were added to 58 g of water and mixed and heated to 80 to 100 캜 with stirring to conduct the reaction. When the reaction solution became almost transparent, the reaction was terminated to obtain a 42% aqueous solution of sodium aluminate (NaAlu).
<실시예 5>≪ Example 5 >
알루민산나트륨의 제조Preparation of sodium aluminate
상기 실시예 4에서 제조한 알루민산나트륨(NaAlu) 42% 수용액에 물을 가하여 희석하여 알루민산나트륨(NaAlu) 30% 수용액을 얻었다.Water was added to the 42% aqueous solution of sodium aluminate (NaAlu) prepared in Example 4 to dilute it to obtain a 30% aqueous solution of sodium aluminate (NaAlu).
<< 실시예Example 6> 6>
분쇄조제 조성물의 제조Preparation of a pulverizing auxiliary composition
상기 실시예 1에서 제조한 화합물과 상기 실시예 5에서 제조한 알루민산나트륨(NaAlu) 수용액을 고형분 대비 1:1의 중량비로 혼합하여 고형분 42%인 분쇄조제 조성물을 제조하였다. The compound prepared in Example 1 and the aqueous solution of sodium aluminate (NaAlu) prepared in Example 5 were mixed at a weight ratio of 1: 1 with respect to solid content to prepare a pulverizing auxiliary composition having a solid content of 42%.
<< 실시예Example 7> 7>
분쇄조제 조성물의 제조Preparation of a pulverizing auxiliary composition
상기 실시예 2에서 제조한 화합물과 상기 실시예 5에서 제조한 알루민산나트륨(NaAlu) 수용액을 고형분 대비 1:1의 중량비로 혼합하여 고형분 42%인 분쇄조제 조성물을 제조하였다.The compound prepared in Example 2 and the aqueous solution of sodium aluminate (NaAlu) prepared in Example 5 were mixed at a weight ratio of 1: 1 with respect to solid content to prepare a pulverizing auxiliary composition having a solid content of 42%.
<< 실시예Example 8> 8>
분쇄조제 조성물의 제조Preparation of a pulverizing auxiliary composition
상기 실시예 3에서 제조한 화합물과 상기 실시예 5에서 제조한 알루민산나트륨(NaAlu) 수용액을 고형분 대비 1:1의 중량비로 혼합하여 고형분 42%인 분쇄조제 수용액을 제조하였다.The compound prepared in Example 3 and the aqueous solution of sodium aluminate (NaAlu) prepared in Example 5 were mixed at a weight ratio of 1: 1 with respect to the solid content to prepare a pulverizing auxiliary aqueous solution having a solid content of 42%.
<< 실험예Experimental Example 1> 1>
본 발명의 광물 미분쇄용 분쇄조제 조성물의 분쇄효율을 다음과 같이 실험하였다.The milling efficiency of the milling auxiliary composition for fine grinding of the present invention was tested as follows.
본 발명의 분쇄조제로는 실시예 6 내지 8에서 제조한 분쇄조제 조성물을 사용하였다. 비교예로는 종래 대표적으로 사용되고 있는 분쇄조제인 DEG(Diethylene glycol)와 TIPA(Triisopropanolamine)를 사용하였다.As the pulverizing auxiliary of the present invention, the pulverizing auxiliary compositions prepared in Examples 6 to 8 were used. As a comparative example, DEG (Diethylene glycol) and TIPA (Triisopropanolamine), which are conventionally used pulverizing additives, were used.
분쇄대상인 광물로는 클링커를 사용하고 실시예 6 내지 8의 분쇄조제 조성물 및 비교예로 DEG와 TIPA를 분쇄조제로 사용하여 분쇄를 실시하였다. 분쇄조건과 결과를 하기 표 1에 나타내었다.As the minerals to be ground, clinker was used, and the crushing aid compositions of Examples 6 to 8 and the comparative examples were ground using DEG and TIPA as crushing aids. The grinding conditions and results are shown in Table 1 below.
상기 표 1의 결과에서와 같이, 본 발명의 분쇄조제 조성물은 고형분의 함량이 42중량%로 비교예의 분쇄조제들에 비해 훨씬 적은 양이 사용되었음에도 분말도로 확인된 분쇄효율이 우수하였다. 또한, 디아민 화합물과 무수프탈산의 합성 혼합물이 첨가되어도 분쇄효율이 감소되지 않은 것을 확인할 수 있다.As shown in the results of Table 1, the grinding aid composition of the present invention had a solid content of 42% by weight, which was much better than that of the comparative examples. Further, it can be confirmed that even when the synthesis mixture of the diamine compound and the phthalic anhydride is added, the grinding efficiency is not reduced.
<실험예 2><Experimental Example 2>
본 발명의 광물 미분쇄용 분쇄조제 조성물의 작업성을 다음과 같이 실험하였다.The workability of the crushing aid composition for fine grinding of the present invention was tested as follows.
본 발명의 분쇄조제로는 상기 실시예 6 내지 8에서 제조한 분쇄조제 조성물을 사용하였다. 작업성을 비교하기 위하여 상기 실시예 5에서 제조한 알루민산나트륨 수용액을 단독으로 사용하였다. 각 분쇄조제에 대하여 슬럼프 테스트를 실시하였으며 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.The pulverizing auxiliary compositions prepared in Examples 6 to 8 were used as the pulverizing auxiliary of the present invention. In order to compare the workability, the sodium aluminate aqueous solution prepared in Example 5 was used alone. The slump test was carried out on each of the pulverizing additives and the results are shown in Table 2 below.
상기 표 2의 결과에서와 같이, 알루미네이트(NaAlu)를 단독으로 사용한 실시예 5의 분쇄조제는 급결에 의한 유동성 저하로 초기 슬럼프 값과 1시간 후 변화 값도 상대적으로 낮은 반면, 디아민 화합물과 무수프탈산의 반응 혼합물을 추가한 실시예 6 내지 8의 분쇄조제는 유동성을 유지하여 초기 슬럼프 값과 1시간 후 값도 상대적으로 많은 것을 확인할 수 있다.As shown in the results of Table 2, the grinding aid of Example 5 using aluminate (NaAlu) alone had a relatively low initial slump value and an after-hour change value due to the drop in fluidity due to the swelling, while the diamine compound and anhydrous The grinding aid of Examples 6 to 8, in which the reaction mixture of phthalic acid was added, maintained fluidity, and the initial slump value and the value after one hour were relatively large.
Claims (16)
상기 디아민 화합물과 무수프탈산의 반응 혼합물은, 수용성 알루미네이트계 화합물 100중량부에 대하여 40~60중량부를 사용하는 것을 특징으로 하는 광물 미분쇄용 분쇄조제 조성물.The method according to claim 1,
Wherein the reaction mixture of the diamine compound and the phthalic anhydride is used in an amount of 40 to 60 parts by weight based on 100 parts by weight of the water-soluble aluminate compound.
상기 디아민 화합물과 무수프탈산의 반응 혼합물과, 수용성 알루미네이트계 화합물은, 고형분 중량을 기준으로 1~2:1의 중량비로 혼합된 것임을 특징으로 하는 광물 미분쇄용 분쇄조제 조성물.The method according to claim 1,
Wherein the reaction mixture of the diamine compound and the phthalic anhydride and the water-soluble aluminate compound are mixed in a weight ratio of 1 to 2: 1 based on the weight of solid content.
상기 디아민 화합물과 무수프탈산의 반응 혼합물은 디아민 화합물 1몰과 무수프탈산 1~2몰의 반응으로 생성된 반응 혼합물인 것을 특징으로 하는 광물 미분쇄용 분쇄조제 조성물.The method according to claim 1,
Wherein the reaction mixture of the diamine compound and the phthalic anhydride is a reaction mixture produced by reacting 1 mole of the diamine compound and 1 to 2 moles of phthalic anhydride.
상기 디아민 화합물은 에틸렌디아민, N-(2-히드록시에틸)에틸렌디아민 및 N,N '-비스(2-히드록시에틸)에틸렌디아민 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상인 것을 특징으로 하는 광물 미분쇄용 분쇄조제 조성물.The method according to claim 1,
Wherein the diamine compound is at least one selected from the group consisting of ethylenediamine, N - (2-hydroxyethyl) ethylenediamine and N, N' -bis (2-hydroxyethyl) ethylenediamine. A pulverizing auxiliary composition.
상기 알카리성 수산화물은 수산화나트륨 또는 수산화칼륨인 것을 특징으로 하는 광물 미분쇄용 분쇄조제 조성물.The method according to claim 1,
Wherein the alkaline hydroxide is sodium hydroxide or potassium hydroxide.
상기 수용성 알루미네이트계 화합물은 수산화알루미늄 20중량부와 수산화나트륨 10~22중량부를 물 58~70중량부에 넣고 반응시켜 얻어진 알루민산나트륨을 주성분으로 하는 것을 특징으로 하는 광물 미분쇄용 분쇄조제 조성물.The method according to claim 1,
Wherein the water-soluble aluminate compound is composed mainly of sodium aluminate obtained by reacting 20 parts by weight of aluminum hydroxide and 10 to 22 parts by weight of sodium hydroxide in 58 to 70 parts by weight of water.
상기 수용성 알루미네이트계 화합물은 수산화알루미늄 20중량부와 수산화칼륨 14~31중량부를 물 49~66중량부에 넣고 반응시켜 얻어진 알루민산칼륨을 주성분으로 하는 것을 특징으로 하는 광물 미분쇄용 분쇄조제 조성물.The method according to claim 1,
Wherein the water-soluble aluminate-based compound comprises potassium aluminate as a main component, which is obtained by reacting 20 parts by weight of aluminum hydroxide and 14 to 31 parts by weight of potassium hydroxide in 49 to 66 parts by weight of water.
상기 조성물은 GMP(2-[(2,3-dihydroxypropoxy)carbonyl]benzoic acid), 글루콘산나트륨(SG), 글리세린류, 글리콜류 및 아민류 중에서 선택된 하나 이상의 유기화합물을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광물 미분쇄용 분쇄조제 조성물.The method according to claim 1,
Wherein the composition further comprises at least one organic compound selected from GMP (2 - [(2,3-dihydroxypropoxy) carbonyl] benzoic acid, sodium gluconate, glycerin, glycols and amines A fine grinding aid composition for pulverization.
상기 글리세린류는 글리세린, 디글리세린, 트리글리세린, 폴리글리세린, 포스포글리세린, 디포스포글리세린 및 트리포스포글리세린을 포함하는 것을 특징으로 하는 광물 미분쇄용 분쇄조제 조성물.10. The method of claim 9,
Wherein the glycerin family comprises glycerin, diglycerin, triglycerin, polyglycerin, phosphoglycerin, diphosphoglycerin and triphosphoglycerin.
상기 글리콜류는 프로필렌글리콜, 디프로필렌글리콜, 트리프로필렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 모노에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜 및 폴리에틸렌글리콜을 포함하는 것을 특징으로 하는 광물 미분쇄용 분쇄조제 조성물.10. The method of claim 9,
Wherein the glycols include propylene glycol, dipropylene glycol, tripropylene glycol, polypropylene glycol, monoethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, and polyethylene glycol.
상기 아민류는 모노에탄올아민, 디에탄올아민, 트리에탄올아민, 트리이소프로판올아민, N,N-비스(2-하이드록시프로필)에탄올아민, N,N-비스(2-하이드록시에틸)아미노-2-프로판올 및 N-메틸 디에탄올아민을 포함하는 것을 특징으로 하는 광물 미분쇄용 분쇄조제 조성물.10. The method of claim 9,
The amines can be selected from the group consisting of monoethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, triisopropanolamine, N, N -bis (2-hydroxypropyl) ethanolamine, N, N -bis (2-hydroxyethyl) And N -methyldiethanolamine. ≪ RTI ID = 0.0 > 8. < / RTI >
상기 유기화합물은 상기 수용성 알루미네이트계 화합물 50중량부에 대하여 20~80중량부를 사용하는 것을 특징으로 하는 광물 미분쇄용 분쇄조제 조성물.10. The method of claim 9,
Wherein the organic compound is used in an amount of 20 to 80 parts by weight based on 50 parts by weight of the water-soluble aluminate compound.
상기 광물은 석회석, 석탄, 슬래그, 석탄회, 클링커, 규사 또는 몬모릴로나이트계 광물인 것을 특징으로 하는 광물의 미분쇄방법.15. The method of claim 14,
Wherein the mineral is limestone, coal, slag, coal fly ash, clinker, silica sand, or montmorillonite mineral.
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KR102259056B1 (en) | 2021-06-01 |
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