JP4809501B1 - 岩石スラッジケーキ再処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】岩石を粉砕して骨材を製造する過程で副生されて廃棄物として処理される岩石スラッジケーキから岩石微砂を回収することによって岩石廃棄物による土壌や河川の汚染を防止できる岩石スラッジ再処理装置を提供する。
【解決手段】本発明に係る岩石スラッジ再処理装置は、岩石スラッジケーキと水を混合した後に撹拌して液状の岩石スラッジで作る混合タンク１０と、前記混合タンクから供給される液状の岩石スラッジに含まれた岩石微砂を分離して、水と共に排出して上層では排出水がオーバーフローされるようにする岩石微砂回収機と、前記岩石微砂回収機から水と共に排出された岩石微砂を脱水処理する脱水機と、前記岩石微砂回収機でオーバーフローされる排出水を薬品処理して岩石成分を凝集及び沈殿させて排出して、上側の澄んだ水をオーバーフローによって放出するシグナルタンク４０、を含むことを特徴とする。従って、岩石廃棄物の一種で処理が困ってあらゆる環境問題を引き起こしている岩石スラッジケーキから岩石微砂を分離して回収することによって岩石微砂を多様な用途に使って、経済的利益が得られると共に多くの岩石処理業に最大の問題と見做されている岩石スラッジケーキを処理して、その量を減少させることによって岩石スラッジケーキによる岩石処理業の諸問題を解決できる。
【選択図】図１

Description

本発明は岩石を粉砕して骨材を製造する過程で副生して、廃棄物として処理される岩石スラッジケーキから岩石微砂を回収することによって、岩石廃棄物による土壌や河川の汚染を防止できる岩石スラッジ再処理装置に関する。

近来、鉄筋コンクリートを利用した各種建設産業が活性化して天然骨材が絶対的に不足となって天然骨材の代用品として人工骨材及び循環骨材の活用度が増加している実情である。人工骨材は、石山の岩盤等を破砕して製造するもので、その太さにより組骨材と細骨材に区分されている。

人工骨材の生産のために岩盤などを破砕すると、岩質によって多少差はあるものの概略組骨材の４３％に達する石粉が発生する。しかし、この石粉は、アスファルト又はアスファルトコンクリートのような特定用途のみとして使用できるだけで、活用度が大変少ないため、多くは埋めたり野積して放置する場合が多く、このような廃棄物の処理問題は人工骨材の生産を阻害する要素となる。これに伴い、石粉を加工して細骨材を生産する方法が開発され、この方法を適用することによって組骨材の３５％に達するばく大な量の細骨材が得られるようになった。

岩盤から骨材を生産するための装置としては、クラッシャープラント（Ｃｒｕｓｈｅｒ Ｐｌａｎｔ）とサンドプラント（Ｓａｎｄ Ｐｌａｎｔ）があるが、クラッシャープラントでは原材料を破砕して組骨材を生産し、その副産物である石粉をサンドプラントで再び破砕して細骨材を生産している。クラッシャープラントでは、多様な種類のクラッシャーを利用して原材料を破砕し、土粉を分離すると共に数回の破砕及び選別作業を介して必要な規格の組骨材を生産する。この過程で発生する規格以下の石粉は細骨材を生産するサンドプラントに供給される。

サンドプラントは、多くは湿式製造方法を利用して細骨材を生産するが、石粉をバーマック（Ｂａｒｍａｃ）のようなサンドクラッシャーを利用して破砕すると共にサンド真空スクリーンを利用して製品を選別する。この時、石粉の破砕過程で発生した埃などを除去するために水で洗い落とす作業を行うが、この過程で発生したスラッジ（以下、「岩石スラッジ」という）には微細な砂成分（以下、「岩石微砂」という）が含まれており、そのまま排出すると環境汚染を誘発するため、後処理作業を行っている。

前記細骨材の生産過程で発生する岩石スラッジを後処理するためには、動力サイクロン装置と沈殿槽（Ｔｈｉｃｋｎｅｒ）を利用する。前記動力サイクロン装置は遠心力を利用して岩石スラッジの中の砂を分級して回収し、前記動力サイクロン装置から排出した岩石スラッジは沈殿槽に供給される。前記沈殿槽には凝結剤や凝集剤のような薬品成分が投入されるため、岩石微砂が凝集して沈殿し、フィルタープレス（Ｆｉｌｔｅｒ Ｐｒｅｓｓ）を利用して沈殿物を脱水させてスラッジケーキ（Ｓｌｕｄｇｅ Ｃａｋｅ）を作る。このようなスラッジケーキは、リサイクル不可能で、埋めたて又は野積するが、細骨材を生産する過程で細骨材と略同量が発生するため、埋立地又は野積場の確保に困難が多く、浸出水による環境汚染の恐れがある。

また、スラッジケーキに含まれた岩石微砂は、土粉とは異なって非常に有用な成分が含まれており、これを十分に活用できないのが現状である。一般に骨材中の微粉はコンクリートの単位数量を増加させてコンクリートの強度や耐久性を低下させる要因として作用するが、岩石微砂は微粉末効果を通して、コンクリートの強度を増加させるため、非常に有用である。また、コンクリートに３〜５％程度の微粉が含まれている場合、ブリードを減少させて、適正水準の粘性を持たせてコンクリートの材料分離を減少させるが、微粉量が７％以上の場合には粘性維持に必要な単位数量が高まりすぎて、２〜３％以下ではコンクリートにブリードを引き起こして、材料分離現象が生じ施工時に充鎮性が低下してコンクリートの表面が粗くなる。

つまり、従来のサンドプラント設備は、細骨材の生産過程で発生した岩石スラッジを処理する際、岩石スラッジ全体を薬品処理した後に脱水するが、岩石スラッジに含まれた岩石微砂を十分に回収できず、化学薬品が多く消耗され、最終的に排出するスラッジケーキの量が多くて廃棄に困難があるだけではなく、コンクリート製造に有用な岩石微砂を十分に活用できない短所がある。

そこで、本出願人は動力サイクロンから排出される岩石スラッジに含まれた岩石微砂を回収することによって現在まで廃棄物と見做されている岩石スラッジケーキの発生量を最小化できる岩石微砂回収装置を開発した。

しかし、前記岩石微砂回収装置は、動力サイクロンから排出される岩石スラッジに含まれた岩石微砂を分離して回収できるだけであり、薬品処理後脱水されて廃棄物化された岩石スラッジケーキに含まれた岩石微砂は回収されない。従って、多くの岩石処理業において既存の岩石スラッジケーキによる環境汚染の問題及び岩石スラッジケーキを処理できる処理場の確保問題のような岩石スラッジケーキによるあらゆる問題は依然として残っている。

本発明は、前記従来問題を解決するために案出されたもので、本発明の第１の目的は、前記岩石微砂回収装置を利用した後の岩石廃棄物となる、処理に困っている岩石スラッジケーキを再処理して、岩石微砂は回収し、水は循環させて、岩石廃棄物の発生量を減少させると共に岩石廃棄物による環境汚染を防止できる岩石スラッジケーキ再処理装置を提供することである。

また、本発明の第２の目的は、岩石スラッジケーキを液状スラッジに作った後、これから岩石微砂を回収して排出水に含まれた岩石成分はシグナルタンクで沈殿させた後、オーバーフローされる澄んだ水だけを放出することによって、水質汚染を防止できる岩石スラッジケーキ再処理装置を提供することである。

また、本発明の第３の目的は、岩石微砂回収機から排出された排出水を停滞させて、自然沈殿させた後、シグナルタンクに供給することによって、薬品使用量を最小化できる岩石スラッジケーキ再処理装置を提供することである。

また、本発明の第４の目的は、貯留タンクでドレインされる排出物及びシグナルタンクから排出される沈殿物をリサイクルし又はこれを再び混合タンクに送ることによって、廃棄物発生を極小化できる岩石スラッジケーキ再処理装置を提供することである。

また、本発明の第５の目的は、シグナルタンクからオーバーフローされる放出水を混合タンクで循環させることによって水使用量を最小化できる岩石スラッジ再処理装置を提供することである。

前記目的を達成するための本発明は、岩石スラッジケーキと水を混合した後に撹拌して液状の岩石スラッジを作る混合タンクと、前記混合タンクから供給される液状の岩石スラッジに含まれた岩石微砂を分離して、水と共に排出して上層では排出水がオーバーフローされるようにする岩石微砂回収機と、前記岩石微砂回収機から水と共に排出される岩石微砂を脱水処理する脱水機と、前記岩石微砂回収機からオーバーフローされる排出水を薬品処理して岩石成分を凝集及び沈殿させて排出して上側の澄んだ水をオーバーフローによって放出するシグナルタンクと、を含むことを特徴とする。

また、本発明の岩石スラッジケーキ再処理装置は、前記岩石微砂回収機とシグナルタンクとの間に前記岩石微砂回収機でオーバーフローされた排出水が一時貯蔵される貯留タンク、をさらに含むことを特徴とする。

また、本発明の岩石スラッジケーキ再処理装置によると、前記貯留タンクでドレインされる排出物と前記シグナルタンクから排出される沈殿物とが、別々に捕集された後、コンクリート用混合石に配合されて、リサイクルされ又は前記混合タンクに再投入されることを特徴とする。

また、本発明の岩石スラッジケーキ再処理装置によると、前記シグナルタンクから放出される澄んだ水が前記混合タンクに供給されて循環することを特徴とする。

また、本発明の岩石スラッジケーキ再処理装置によると、前記液状の岩石スラッジは前記混合タンクの底部から前記岩石微砂回収機の上段側に圧送されることを特徴とする。

本発明の岩石スラッジケーキ再処理装置は、岩石廃棄物の一種で処理が困難な岩石スラッジケーキから岩石微砂を回収して多様な用途に使用できるようにすると共に、岩石廃棄物の量を減少させることによって、岩石スラッジケーキによる岩石処理業の諸問題を解決できる効果がある。

また、本発明の岩石スラッジケーキ再処理装置によると、既存には活用不可能で埋立又は野積している岩石スラッジケーキを水と混合して撹拌した後、岩石微砂回収機を利用して岩石微砂を回収してオーバーフローされる排出水をシグナルタンクに送るため、岩石スラッジケーキの減少による諸効果と共に岩石微砂という有用な成分を回収して、経済的利益を得られる効果がある。

また、本発明の岩石スラッジケーキ再処理装置によると、岩石微砂回収機から排出される排出水を一時貯蔵して、排出水に含まれた岩石成分が自然沈降させることによってシグナルタンクでの薬品使用量を最小化できる効果がある。

また、本発明の岩石スラッジケーキ再処理装置によると、貯留装置でドレインされた排出物及びシグナルタンクから排出される沈殿物をリサイクルし又は混合タンクで循環させることで外部に排出する廃棄物を最小化する効果がある。

また、本発明の岩石スラッジケーキ再処理装置によると、シグナルタンクでオーバーフローされる放出水を混合タンクで循環させることによって水使用量を最小化できる効果がある。

本発明に係る岩石スラッジケーキ再処理装置を概略的に示したブロック図である。 本発明の岩石スラッジ再処理装置を概略的に示した構成図である。 本発明に関連する岩石微砂回収機の構成が示された参考図である。

以下、添付された図面を参照して、本発明の岩石スラッジケーキ再処理装置を説明する。

本発明に係る岩石スラッジケーキ再処理装置は、図１と図２に示したように、岩石スラッジケーキと水を混合した後に撹拌して、液状の岩石スラッジを作る混合タンク１０と、前記混合タンク１０から供給される液状の岩石スラッジに含まれた岩石微砂を分離して水と共に排出し、上層では排出水がオーバーフローされるようにする岩石微砂回収機２０と、前記岩石微砂回収機２０から水と共に排出される岩石微砂を脱水処理する脱水機２５と、前記岩石微砂回収機２０でオーバーフローされる排出水を薬品処理して岩石成分を凝集及び沈殿させて排出し、上側の澄んだ水をオーバーフローによって放出するシグナルタンク４０と、前記岩石微砂回収機２０とシグナルタンク４０との間に前記岩石微砂回収機２０でオーバーフローされた排出水が一時貯蔵される貯留タンク３０と、を含んで形成される。

ここで、前記岩石微砂回収機２０は、例えば先出願された韓国特許出願第１０−２０１０−００５６６６２号の岩石微砂回収装置であってよい。前記岩石微砂回収機２０は、円筒形の本体２１内部にジグザグ状に設置された２つの傾斜板２２、２２´と、前記本体２１の中間の部分に設置される円錘形のウォーターチャンバー２３と、前記本体の下段に設置されて、岩石微砂を水と共に排出する排出管２４と、前記ウォーターチャンバー２３の上端に連結されてオーバーフローされる水が排出するオーバーフロー管２６と、を含んで形成される。

一方、前記貯留タンク３０でドレインされる排出物と前記シグナルタンク４０で排出する沈殿物は別途に捕集された後、コンクリート用混合石に配合されてリサイクルされ又は前記混合タンク１０に再投入されてもよい。また、前記シグナルタンク４０から放出される澄んだ水が前記混合タンク１０に供給されて循環するのが望ましい。この時、前記液状の岩石スラッジは、前記混合タンク１０の底部から前記岩石微砂回収機２０の上段側まで圧送され、前記岩石微砂回収機２０でオーバーフローされる水は前記貯留タンク３０の上段側に供給される。そして、前記貯留タンク３０でオーバーフローされる水は、前記シグナルタンク４０の上段側に供給され、前記シグナルタンク４０でオーバーフローされる放出水は前記混合タンク１０の上側に供給される。前記のように構成された本発明の岩石スラッジケーキ再処理装置は、岩石処理業で廃棄物と見做される岩石スラッジケーキを再処理して、岩石微砂を回収してリサイクルするようにする。

岩石スラッジケーキと水を体積比を概略１〜３：１０の割合で混合タンク１０に投入し、前記混合タンク１０内の撹拌翼１５等を利用して撹拌することによって液状の岩石スラッジが形成される。この液状の岩石スラッジは、多様な手段によって岩石微砂回収機２０に供給されるが、望ましくは前記混合タンク１０の下段から岩石微砂回収機２０の上段側へ圧送する。

前記岩石微砂回収機２０では岩石微砂を分離して下段の排出管２４から排出して、上側でオーバーフローされる排出水を上端のオーバーフロー管２６を通して排出する。即ち、前記岩石微砂回収機２０の内部で岩石スラッジが傾斜板２２、２２’に沿って移動しながら岩石成分が沈降して、前記排出管２４を通して水と共に排出して水は徐々に満たされた後、ウォーターチャンバー２３の上側では前記オーバーフロー管２６を通して排出水として排出する。前記排出管２４を通して排出された岩石微砂は、脱水機２５により脱水されて有効成分として回収され、前記オーバーフロー管２６を通して排出された排出水は貯留タンク３０に供給される。

前記貯留タンク３０では排出水を一定時間待機又は滞留させることによって排出水に含まれた岩石成分が徐々に沈降する。勿論、前記岩石成分が沈降する間にも排出水が流入し続き、岩石成分が沈降して分離した水は上側に備えられた管を通してオーバーフローされる。この時、岩石成分が一定量以上沈降すると、前記貯留タンク３０の下段に設置されたドレイン管３５を開けてドレインさせる。そして、前記貯留タンク３０の上側にオーバーフローされる水はシグナルタンク４０に供給される。

前記シグナルタンク４０では一定量の凝集剤及び凝結剤等の薬品を投入して岩石成分を凝集させて沈降させる。岩石成分が沈降した水はその上側に連結した管を通して抜け出るようになるが、このようにオーバーフローされる放出水を外部に放流し又は前記混合タンク１０に循環させる。この時、前記放出水は数回の沈降過程を経て、岩石成分が分離した状態であるため、岩石成分が殆ど含まれていない清潔な水であり、外部に放流しても水質を汚染させない。勿論、前記混合タンク１０に放出水を循環させる場合には、外部に水を放流しないため、水質に悪影響を与えないと共に水の消耗量を減少できる。

そして、前記貯留タンク３０からドレイン管３５を通しドレインされた排出物及び前記シグナルタンク４０から排出される沈殿物は、その量が多くないだけでなく沈殿物に含まれた薬品の影響を殆ど受けないため、コンクリート製造時に混合石に配合して使える。勿論、前記混合タンク１０で再循環させて、前記の過程を繰り返すことによって岩石微砂として回収することもできる。

このように本発明では、既存には岩石廃棄物と見做されて処置困難であった岩石スラッジケーキから有用な岩石微砂を分離して回収することによって、経済的効果が得られると共に岩石処理業で最大の問題と指摘されている岩石スラッジケーキを除去して、環境汚染を防止できる。

以上、本発明の望ましい実施例を説明したが、本発明の範囲は、このような特定の実施例にだけ限定されず、当該分野において通常の知識を有する者であれば本発明の特許請求範囲内に記載された範囲内で適切に変更することができる。

１０ 混合タンク
２０ 岩石微砂回収機
２１ 本体
２２、２２' 傾斜板
２３ ウォーターチャンバー
２４ 排出管
２５ 脱水機
２６ オーバーフローカン
３０ 貯留タンク
３５ ドレイン管
４０ シグナルタンク

Claims (5)

1. 岩石スラッジケーキと水を混合した後撹拌して、液状の岩石スラッジを作る混合タンク１０と、
   前記混合タンク１０から供給される液状の岩石スラッジに含まれた岩石微砂を分離して、水と共に排出して上層では排出水がオーバーフローされるようにする岩石微砂回収機２０と、
   前記岩石微砂回収機２０から水と共に排出される岩石微砂を脱水処理する脱水機２５と、
   前記岩石微砂回収機２０でオーバーフローされる排出水を薬品処理して、岩石成分を凝集及び沈殿させて排出し、上側の澄んだ水をオーバーフローによって放出するシグナルタンク４０と、
   を含むことを特徴とする、岩石スラッジケーキ再処理装置。
2. 前記岩石微砂回収機２０とシグナルタンク４０との間に前記岩石微砂回収機２０でオーバーフローされた排出水が一時貯蔵される貯留タンク３０をさらに含むことを特徴とする、請求項に１に記載の岩石スラッジケーキ再処理装置。
3. 前記貯留タンク３０でドレインされる排出物及び前記シグナルタンク４０から排出される沈殿物が、別々に捕集された後、コンクリート用混合石に配合され、リサイクルされ又は前記混合タンク１０に再投入されることを特徴とする、請求項２に記載の岩石スラッジケーキ再処理装置。
4. 前記シグナルタンク４０から放出される澄んだ水が前記混合タンク１０に供給されて循環するように構成されることを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の岩石スラッジケーキ再処理装置。
5. 前記液状の岩石スラッジは、前記混合タンク１０の底部から前記岩石微砂回収機２０の上段側に圧送されることを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の岩石スラッジケーキ再処理装置。
   

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