KR100253455B1 - Method and apparatus for fly-ash packing agent - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: Provided is a production process of fly ash filler for industrial use which produces homogeneous purified fly ash to substitute various kinds of industrial fillers so that it extends the use of purified fly ash. CONSTITUTION: The production process of fly ash filler for industrial use comprises the steps of: (i) charging raw fly ash into a hoffer and supplying a certain amount of fly ash into a conditioner through a screw feeder; (ii) adding water or mixed medications to the conditioner to keep the concentration of slurry uniform; (iii) supplying slurry for a floater and stirring by an impeller to flow air in for floating unburned carbon; (iv) sending slurry with unburned carbon eliminated into a granularity classifier and classifying granularity of particle in a certain range; (v) sending slurry into a magnetic selector to eliminate iron; (vi) transferring iron-eliminated slurry to a drum filter, precipitating and dewatering; and (vii) sending dewatered fly ash into a drier and producing powder with less than 1% water.

Description

공업용 플라이 애쉬 충전제의 제조방법 및 장치Method and apparatus for manufacturing industrial fly ash filler

본 발명은 공업용 플라이 애쉬 충전제의 제조방법 및 장치에 관한 것이다. 좀더 상세하게는, 화력발전소 또는 석탄 이용 대형 보일러 시스템에서 발생되는 플라이 애쉬 또는 비산회를 정제 및 처리하여 고무, 플라스틱 및 관련제품 등 각종 공업용 충전제로 사용할 수 있는 공업용 플라이 애쉬의 제조방법 및 그 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method and apparatus for producing an industrial fly ash filler. More specifically, a method and apparatus for manufacturing industrial fly ash which can be used as various industrial fillers such as rubber, plastics and related products by refining and treating fly ash or fly ash generated in a coal fired power plant or a large boiler system using coal. will be.

현재 각종 공업용 충전제로 사용하고 있는 고령토, 점토, 석회석, 규석, 활석 등은 정제된 원료들을 파쇄-분쇄-마광-미립마광 등의 복잡한 처리 공정을 거쳐 43㎛ 이하의 미립 산물로 분급한 것을 고무, 플라스틱 등의 충전제로 사용하고 있다.Kaolin, clay, limestone, quartzite, talc, etc., which are currently used as various industrial fillers, are classified into fine products of 43 μm or less through a complex treatment process such as crushing, grinding, grinding and fine grinding. It is used as a filler such as plastic.

일반적으로 플라이 애쉬 중에는 미연탄소분(타지 않은 석탄분) 및 철분(Fe2O3)이 상당량 들어있기 때문에 용도가 극히 제한되어 있어 우리나라에서의 재활용율은 약 15% 정도에 불과하며, 그나마 주로 콘크리트 혼화재나, 성토재 등 단순 혼합 용도로 사용되는 것이 보통이다. 그외 대부분은 대규모의 회처리장(ash pond)에 그대로 매립되는데, 년간 200여만톤에 달한다. 따라서 이를 위해 발전소 등에서는 회처리장 확보를 위한 막대한 비용을 지출해야 만 하고, 또 회처리장에 폐기한다고 해도 먼지 등 환경문제를 야기하고 있어 플라이 애쉬의 재활용화가 시급한 실정이다.In general, fly ash contains a large amount of unburned carbon (unburned coal) and iron (Fe 2 O 3 ), so its use is extremely limited. B, it is common to be used for simple mixing such as fill material. Most of it is still landfilled in large-scale ash ponds, amounting to about 2 million tons per year. Therefore, for this purpose, power plants, etc. have to spend a huge cost to secure the ash treatment plant, and even if disposed in the ash treatment plant causes environmental problems such as dust, it is urgent to recycle the fly ash.

플라이 애쉬를 정제하는 기술은 크게 2가지로 분류되는데, 건식분리법과 습식분리법이 그것이다. 건식분리법의 대표적인 방식에는 플라이 애쉬의 입자크기와 무게의 차이를 이용해서 공기의 기류에 노출시켜 분리하는 공기분급방식(centrifugal classifier), 플라이 애쉬중의 미연탄소를 열처리 하여 태워서 제거하는 연소처리방식(일본 특개평7-195052), 정전기적 힘을 이용하여 미연탄소와 플라이 애쉬를 분리하는 정전분급방식(공개특허공보 제96-33526호)이 있고, 습식분리법에는 분체광물을 물에 분산시켰을 때 분체광물의 입자표면이 갖는 습윤도의 차를 이용하여 분류하는 부유선별방식이 있다.There are two main techniques for refining fly ash: dry separation and wet separation. Representative methods of the dry separation method include a centrifugal classifier for exposing and separating the air ash by using a difference in particle size and weight of the fly ash, and a combustion treatment method in which unburned carbon in the fly ash is heat-treated and burned to remove it. Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-195052), and there is an electrostatic classification method for separating unburned carbon and fly ash using an electrostatic force (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 96-33526), and the wet separation method is a powder when a powder mineral is dispersed in water. There is a floating sorting method that classifies using the difference in the wettability of the particle surface of the mineral.

현재 국내에서는 일부 업체에서 공기분급방식으로 강열감량이 5% 이하(KS 규격)가 되는 플라이 애쉬로 정제하여 일반 시멘트콘크리트 혼화재로 사용하고 있고, 또 공개특허공보 제96-12233호에서는 이를 이용하여 고 유동성과 저 수화열의 특성을 갖는 시멘트를 생산할 수 있는 기술을 소개하고 있다. 그러나 상기 공기분급방식에 의한 정제방법으로는 미연탄소분을 1% 이하로 감소시킬 수 없을 뿐만 아니라 철분 등의 불순물을 함유하고 있으며 입도분포 또한, 그 범위가 넓어서 플라스틱 등 공업용 충전제로 사용할 수가 없다. 이는 플라이 애쉬가 규석이나 점토, 고령토 등과 유사한 광물조성을 갖고 있음에도 불구하고 건식분급방식에 의한 플라이 애쉬가 현재 공업용 충전제의 용도로는 사용할 수 없는 이유이다.Currently in Korea, some companies refine the fly ash, which reduces the ignition by 5% or less (KS standard) by air classification method, and uses it as a general cement concrete admixture, and in Korean Patent Publication No. 96-12233, The technology to produce cement with fluidity and low heat of hydration is introduced. However, the purification method by the air classification method can not reduce the unburned carbon powder to less than 1%, it contains impurities such as iron, and the particle size distribution also has a wide range so that it cannot be used as an industrial filler such as plastic. This is why, although fly ash has a mineral composition similar to silica, clay and kaolin, the fly ash by dry classification cannot be used as an industrial filler.

한편, 부유선별방식은 플라이 애쉬를 미립자의 크기에 따라 분류할 수 있을뿐만 아니라 플라이 애쉬와 미연탄소를 분리하는 효과도 뛰어나서 시멘트 혼화용 고품질의 플라이 애쉬를 생산하는 기술로 각광을 받고 있다. 부유선별방식은 분체광물을 물에 넣었을 때 입자의 물성에 따라 입자의 표면이 갖는 특유한 성질 즉, 물에 대한 습윤도의 차를 이용하여 분체광물을 분리하는 기술로서 어떤 물질은 비중과는 관계없이 물에 뜨려고 하고, 어떤 물질은 가라 않는 원리를 이용한 것이다. 플라이 애쉬 선별에 가장 효과적인 포말부선(Froth-flotation)방식은 부유선별코져 하는 카본에 소수성(hydrophobic)을 갖는 소수성 부여제를 흡착시켜 입자에 소수성을 증가시키면서 혼탁액에 공기가 주입되도록 하면 혼탁 수용액 표면으로 두꺼운 층을 이루면서 떠오른 카본입자들이 거품에 붙어 포말을 형성한 것을 회수하고, 물에 남아 있는 친수성 물질인 플라이 애쉬를 얻게 되는 방법이다. 이러한 부유선별방식을 이용한 종래기술로는 미합중국특허 제5,047,145호, 제5,227,047호, 제5,456,363호 등이 있는데, 이 선기술에서는 우선, 플라이 애쉬와 물의 슬러리를 만들어 물에 뜨는 플라이 애쉬는 걸러내고, 나머지 슬러리에 자기장을 주어 자성체를 분리한 다음, 잔여 슬러리에 탄소수 8개 이상의 탄소체인을 갖는 오일과 포말 형성제 등을 가한 후, 공기를 불어 넣어 표면에 떠 오른 소수성 미연탄소층을 제거하고, 잔여 실리케이트 성분을 회수하는 방법이다.On the other hand, the floating screening method is not only able to classify the fly ash according to the size of the fine particles, but also excellent in the effect of separating the fly ash and unburned carbon has been spotlighted as a technology for producing high quality fly ash for cement mixing. Float screening is a technology that separates powdered minerals by using the unique properties of the surface of the particles according to the properties of the particles when the powdered minerals are put into water. They try to float on water, and some materials do not go away. The most efficient foam-flotation method for screening fly ash is to adsorb the hydrophobic imparting agent having hydrophobicity to the floating-coated carbon, thereby increasing the hydrophobicity of the particles and injecting the air into the turbid solution. As a result, the carbon particles that floated in a thick layer adhered to the foam to form a foam, and a fly ash, a hydrophilic substance remaining in water, was obtained. Conventional techniques using such a flotation screening method are U.S. Patent Nos. 5,047,145, 5,227,047, and 5,456,363. In this line technology, first, fly ash floating in water by making slurry of fly ash and water is filtered out, and the rest is filtered out. A magnetic field was applied to the slurry to separate the magnetic substance, and then an oil having a carbon chain of 8 or more carbon chains and a foam forming agent was added to the remaining slurry, followed by blowing air to remove the hydrophobic unburned carbon layer floating on the surface. It is a method of recovering a component.

그러나, 상기 종래기술은 미연탄소의 함유율이 높고, 플라스틱, 페인트, 고무, 타일 등의 공업용 충전제가 요구하는 규격에 적합한 입도 분포 즉, 43㎛ 이하 크기의 입도분포를 갖는 플라이 애쉬를 효율적으로 생산할 수 없다는 문제점이 있다. 상술하자면, 상기 종래기술은 자성체를 제거한 후에 미연탄소분을 제거하게 되어 있는데, 이 경우 미연탄소분은 입자 알갱이가 크고 모가 나 있어 대부분 매쉬체에 걸려 체를 막게되므로 플라이 애쉬의 분리효과가 미흡하고 일정크기의 입도분포를 갖는 플라이 애쉬를 효과적으로 생산할 수 없게 된다는 문제점이 있다. 따라서, 상기 종래기술 공정으로는 본 발명에서 목적하는 바, 공업용 충전제 규격에 맞는 플라이 애쉬를 제조할 수가 없다.However, the prior art can efficiently produce a fly ash having a high content of unburned carbon and having a particle size distribution, that is, a particle size distribution having a size of 43 μm or less, suitable for the standards required by industrial fillers such as plastics, paints, rubbers, and tiles. There is no problem. In detail, the prior art is to remove the unburned carbon powder after the magnetic material is removed, in this case, the unburned carbon powder is large and granulated, so most of the particles are caught in the mesh body to block the sieve, so that the separation effect of the fly ash is insufficient and has a certain size. There is a problem that can not effectively produce a fly ash having a particle size distribution of. Therefore, the above-described prior art process cannot produce a fly ash that meets the industrial filler standards, as desired in the present invention.

본 발명의 목적은 점토, 고령토, 규회석, 활석 등의 각종 공업용 충전제를 대체할 수 있는 균질의 정제 플라이 애쉬를 제조하는 방법을 제공하는데 있다. 본 발명의 또 하나의 목적은 각종 공업용 충전제로 사용이 가능한 플라이 애쉬를 제조할 수 있는 장치를 제공하는데 있다.It is an object of the present invention to provide a method for producing a homogeneous purified fly ash that can replace various industrial fillers such as clay, kaolin, wollastonite, talc. It is another object of the present invention to provide an apparatus capable of manufacturing fly ash which can be used as various industrial fillers.

본 발명에 따라 정제 플라이 애쉬의 부가가치를 향상시키며, 아울러 정제 플라이 애쉬의 용도 창출 및 확대를 위한 각종 공업용 충전제, 특히 고순도의 경량 충전제가 제공된다.According to the present invention there are provided various industrial fillers, in particular high purity lightweight fillers, for improving the added value of tablet fly ash and for creating and expanding the use of tablet fly ash.

도 1은 본 발명의 플라이 애쉬 제조장치를 나타내는 측단면도이다.1 is a side sectional view showing a fly ash manufacturing apparatus of the present invention.

＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞<Description of the code | symbol about the principal part of drawing>

11: 호퍼; 13: 조화조; 15: 부유선별기;11: hopper; 13: harmonic tone; 15: flotation machine;

16: 진동체; 17: 자력선별기: 18: 농축조;16: vibrating body; 17: magnetic separator: 18: thickening tank;

19: 탈수기; 20: 건조기19: dehydrator; 20: dryer

본 발명의 공업용 플라이 애쉬 충전제의 제조방법은 (가) 원료 플라이 애쉬를 원료 저장조인 호퍼(hopper)에 장입하고 호퍼하부에 장치된 전동공급기(screw feeder)를 통하여 일정량씩 조화조(conditioner)에 공급하는 공정; (나) 상기 조화조에 물 및 혼합약제를 일정량씩 첨가하여 일정 슬러리농도를 유지하도록 조절하는 공정; (다) 상기 슬러리를 부유선별기(flotator)에 공급하고 회전자(impellar)로 교반시키면서 공기가 흡입 되도록하여 미연탄소가 거품을 이루면서 위로 떠오르게 하여 부유선별하는 공정; (라) 미연탄소분이 제거된 슬러리를 진동체(sieve shaker)가 설치된 입도분류기로 보내어 입자의 입도를 일정 범위로 분급하는 공정; (마) 입도 분류가 끝난 슬러리를 자력선별기로 보내어 철분을 제거하는 공정; (바) 상기 철분제거 슬러리를 드럼여과기로 이송하여 침전, 탈수하는 공정; (사) 상기 탈수 플라이 애쉬를 건조기로 보내어 함수율 1% 이하의 분말로 제조하는 공정으로 구성된다. 이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거 상세하게 설명한다.The manufacturing method of the industrial fly ash filler of the present invention includes (a) charging the raw material fly ash into a hopper which is a raw material storage tank and supplying it to the conditioner by a predetermined amount through a screw feeder installed at the bottom of the hopper. Process of doing; (B) adjusting the slurry to maintain a constant slurry concentration by adding a predetermined amount of water and a mixed agent to the blender; (C) supplying the slurry to a floater and allowing air to be sucked while stirring with a rotor so that unburned carbon floats upward while forming bubbles; (D) sending the slurry from which the unburned carbon powder is removed to a particle size classifier equipped with a sieve shaker and classifying the particle size of the particles in a predetermined range; (E) sending the slurry having the particle size classification to a magnetic separator to remove iron; (F) transferring the iron removal slurry to a drum filter for precipitation and dehydration; (G) It consists of the process of sending the said dehydration fly ash to a dryer and manufacturing it into the powder of 1% or less of water content. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 플라이 애쉬 제조장치를 나타내는 측단면도로서, 원료저장조인 호퍼(11)와 조화조(13)가 전동공급기(12)를 사이에 두고 설치되어 있는데, 상기 조화조(13)는 플라이 애쉬와 물 및 혼합약제를 혼합하여 슬러리로 만들기 위한 탱크와 교반을 위한 임펠러(22)로 이루어지고 탱크의 벽에는 배출구가 설치되어 있으며, 상기 배출구에는 펌프(23)와 관로(24)가 연결되고, 이 관로(24)의 한쪽 끝에는 부유선별기(15)가 연결되어 있다. 상기 부유선별기(15)는 다수개의 셀(15a∼15d)로 구성되고, 상기 각각의 셀에는 교반을 위한 임펠러와 이 임펠러 연결축에는 공기흡입관이 있으며, 상기 각 셀의 상부에는 부유물 제거관로가, 하부에는 슬러리 이송관로가 설치되어 있다. 부유선별기(15)의 마지막 셀(15d) 하부의 배출구는 관로와 펌프를 통해서 진동체(16)를 거쳐 자력선별기(17)와 연결되며, 상기 자력선별기(17)는 하부에 농축 슬러리의 배출구 스피갓을 갖는 농축조(18)와 연결되고, 이어서 탈수기(19) 및 건조기(20)와 연결 구성되어 있다.1 is a side cross-sectional view showing a fly ash manufacturing apparatus of the present invention, in which a raw material storage tank hopper 11 and a conditioning tank 13 are installed with an electric power supply 12 interposed therebetween. It is composed of a fly ash, a tank for mixing slurry with water and a mixed drug, and an impeller 22 for stirring, and an outlet is installed at a wall of the tank, and the outlet 23 is connected to a pump 23 and a conduit 24. The float separator 15 is connected to one end of the conduit 24. The floating sorter 15 is composed of a plurality of cells (15a to 15d), each cell has an impeller for agitation and the air suction pipe in the impeller connecting shaft, the upper part of each cell has a float removal pipe, In the lower part, a slurry feed pipe is installed. The outlet of the bottom of the last cell (15d) of the float separator (15) is connected to the magnetic separator (17) via a vibrating body (16) through a pipeline and a pump, and the magnetic separator (17) is an outlet spigot of the concentrated slurry at the bottom. It is connected with the concentration tank 18 which has a shade, and is then connected with the dehydrator 19 and the dryer 20. As shown in FIG.

이와 같이 구성된 본 발명의 플라이 애쉬 충전제 제조장치의 작용은 다음과 같다. 먼저 화력발전소로부터 채취한 원료 플라이 애쉬는 일단 호퍼(11)에 저장되었다가 전동공급기(12)에 의해 일정량씩 조화조(13)에 공급된다. 별도로 물(B)과 혼합약제(C)가 각각 조화조(13)에 공급되며 임펠러(22)에 의해 교반 혼합되어 균질화한 슬러리로 만들어 진다. 슬러리중의 미연탄소분은 이때 소수성 부여제와 결합하여 소수성을 갖게된다. 상기 플라이 애쉬와 물의 혼합비는 중량비로 1:3이고 첨가되는 혼합약제는 슬러리 총량의 0.20∼0.30중량%이다. 상기 균질 슬러리를 펌프(23)로 부유선별기 1번 셀(15a)에 80%까지 채우고 1분간 교반시킨 후, 공기흡입조절밸브를 열어 공기(D)가 흡입되도록 하면서 임펠러로 3분간 교반을 계속하면 슬러리중의 미연탄소분은 기포에 부착하여 부유 배출 된다. 1번 셀(15a)에서 부유되지 않은 미연탄소분은 다음 셀로 계속 보내져 상기 작업을 되풀이 하게 되는데, 마지막 셀(15d)에서는 거의 부유되는 산물이 없고 미연탄소 함량이 1.0% 미만으로 정제된다. 상기 마지막으로 정제된 슬러리는 셀하부의 배출구를 통해 슬러리 펌프에 의해 진동체(16)로 옮겨지고 325메쉬(43㎛) 이하 크기의 입자로 다시 분급된다. 이렇게 분급된 플라이 애쉬는 90% 통과율을 갖는 입자의 평균입도가 18㎛ 이다. 이때 2번 이후의 셀에는 부유물로 제거된 만큼의 물과 혼합약제가 추가될 수 있고, 부유물과 함께 배출된 묽은 슬러리액은 필요에 따라 순환수로 재사용 할 수 있다. 부유선별기(15)의 셀 구성은 필요에 따라 수와 배치를 여러 가지로 변형시켜 사용할 수 있다. 부유선별기(15)의 각 셀에서 채취된 부유물(미연탄소)은 별도 저장조(25)에 옮겨져서 정제후에 다른 용도로 사용될 수 있다. 다음, 상기 최종 셀의 배출구에서 나온 슬러리는 펌프를 사용하여 자력선별기(17)로 옮겨지고 4,000∼10,000 가우스를 인가하여 철산화물(Fe2O3)을 2% 이하로 제거하게 된다. Fe2O3를 제거한 슬러리는 농축조(thickner)(18)로 옮겨져서 고체분을 침강시키고 상층부의 미세한 플라이 애쉬가 포함된 상등액은 순환수(H)로서 조화조(13)에 순환시켜 재사용하며, 침강된 슬러리는 하부의 스피갓(spigot)을 통하여 펌프에 의해 탈수기(19)로 옮겨저서 함수율 20∼25% 정도로 탈수된 후, 건조기(20)로 이송하여 1% 이내로 건조하고 제품저장고(21)에 저장한다. 본 발명에 사용되는 소수성 부여제로는 케로신, 휴엘오일, 아마인유 등이 사용되며, 부유제로는 폴리글리콜류, 파인오일, 메틸이소부틸카비놀 등이 사용된다. 상기 소수성부여제와 부유제는 10:1로 혼합하여 사용한다.The operation of the fly ash filler manufacturing apparatus of the present invention configured as described above is as follows. First, the raw material fly ash collected from the thermal power plant is stored in the hopper 11 and then supplied to the conditioning tank 13 by a predetermined amount by the electric feeder 12. Separately, water (B) and the mixed drug (C) are supplied to the roughening tank 13, respectively, and stirred and mixed by the impeller 22 to make a homogenized slurry. The unburned carbon powder in the slurry then becomes hydrophobic in combination with the hydrophobic imparting agent. The mixing ratio of the fly ash and water is 1: 3 by weight and the mixed pharmaceutical agent added is 0.20 to 0.30% by weight of the total amount of the slurry. Filling the homogeneous slurry to 80% in the cell 15a of the separator 1 with a pump 23 and stirring for 1 minute, and then continued stirring for 3 minutes with an impeller while opening the air suction control valve so that the air (D) is sucked in. Unburned carbon powder in the slurry adheres to the bubbles and is suspended. In the first cell 15a, unburned carbonaceous powder is continuously sent to the next cell to repeat the operation. In the last cell 15d, almost no product is suspended and the unburned carbon content is purified to less than 1.0%. The last purified slurry is transferred to the vibrating body 16 by a slurry pump through the outlet of the lower part of the cell and again classified into particles of size 325 mesh (43 μm) or less. The fly ash thus classified has an average particle size of 18 占 퐉 with 90% passage. At this time, the number of water and the mixed agent as much as removed to the cell after the float can be added, and the diluted slurry liquid discharged with the float can be reused as circulating water as needed. The cell configuration of the float separator 15 can be used by modifying the number and arrangement in various ways as necessary. The suspended matter (unburned carbon) collected from each cell of the flotation separator 15 may be transferred to a separate storage tank 25 and used for other purposes after purification. Next, the slurry from the outlet of the final cell is transferred to the magnetic separator 17 using a pump and 4,000 to 10,000 gauss are applied to remove iron oxide (Fe 2 O 3 ) to 2% or less. The slurry from which Fe 2 O 3 is removed is transferred to a thicker 18 to settle the solids, and the supernatant containing the fine fly ash of the upper layer is circulated in the bath 13 as the circulating water (H) and reused. The precipitated slurry is transferred to the dehydrator 19 by a pump through a spigot at the bottom, and dehydrated at a water content of 20 to 25%. The slurry is transferred to a dryer 20 and dried to within 1%. Store in As the hydrophobic imparting agent used in the present invention, kerosene, huel oil, linseed oil and the like are used, and as the floating agent, polyglycols, pine oil, methyl isobutyl carbinol and the like are used. The hydrophobic and floating agents are used in a mixture of 10: 1.

본 발명에서 제조한 미립 정제 플라이 애쉬(FA)의 화학성분과 특성을 분석하고 그 결과를 표로 나타내었다. 표 1에는, 비교를 위해서, 보령화력발전소에서 채취한 원료 플라이 애쉬와 선기술인 미합중국특허 제5,227,047호의 플라이 애쉬 및 기존의 고무, 플라스틱 충전제(점토A), 내화용 충전제(점토B) 등 공업용 천연광물 분말원료의 화학성분을 함께 표시하였고, 기존 충전제와의 특성 비교를 위해 각각의 물성을 측정하고, 입도 및 비중은 표 2에, 소수성율은 표 3에 그 결과를 나타내었다.The chemical composition and characteristics of the fine-grained fly ash (FA) prepared in the present invention were analyzed and the results are shown in a table. In Table 1, for comparison, industrial natural minerals such as raw material fly ash collected from Boryeong thermal power plant, fly ash of U.S. Patent No. 5,227,047, and conventional rubber, plastic filler (clay A), and fire filler (clay B) The chemical composition of the powdered raw material was displayed together, and the respective physical properties were measured to compare the properties with the conventional filler, and the particle size and specific gravity are shown in Table 2, and the hydrophobicity rate is shown in Table 3.

화학성분 분석은 KS L5405 분석방법을 이용하여 한국자원연구소 및 한국건자재시험연구원에서 행하였고, 특성중 입도 분포 특성은 분광법에 의한 입도 측정기(영국 Malvern사의 Particle Size Analyzer)를 사용하여 입도 분포 특성 즉, 평균입도가 50% 통과율인 d50에서의 입도 및 평균입도가 90% 통과율인 d90에서의 입도를 조사하였으며, 소수성(疏水性) 특성은 미립 분말 2g 씩을 각각 4개의 비이커에 담고 물 200㎖ 씩을 채운 후, 교반기의 회전속도를 1,000RPM으로 하여 5분, 10분, 15분, 20분씩 각각 교반하고 1시간 방치후, 비이커 밑에 가라앉은 미립 분말을 회수 건조하여 이를 wt%로 구하여 100wt%에서 빼낸 값으로 소수성을 나타내었으며, 각 분말의 비중은 피크노메타를 사용하여 측정하였다.Chemical composition analysis was conducted by KS L5405 analysis method at Korea Institute of Resources and Korea Building Materials Research Institute. Among the characteristics, particle size distribution characteristics were measured by using a particle size analyzer (Particle Size Analyzer, Malvern, UK). The particle size at d50 with 50% average particle size and d90 with 90% average particle size was investigated.The hydrophobic characteristics were 2g of fine powder in 4 beakers each filled with 200ml of water. After stirring for 5 minutes, 10 minutes, 15 minutes, and 20 minutes with the rotation speed of the stirrer at 1,000 RPM, after 1 hour of recovery, the fine powder submerged under the beaker was recovered and dried to obtain a wt%, which was extracted from 100wt%. Hydrophobicity was shown, and the specific gravity of each powder was measured using pycnometer.

단위: %unit: % 시료＼성분Sample component SiO2 SiO 2 Al2O3 Al 2 O 3 Fe2O3 Fe 2 O 3 CaOCaO MgOMgO K2OK 2 O Na2ONa 2 O TiO2 TiO 2 MnOMnO P2O5 P 2 O 5 강열감량Ignition loss 원료FARaw material FA 65.1065.10 24.2824.28 3.213.21 0.590.59 0.940.94 0.070.07 1.281.28 0.290.29 0.040.04 0.290.29 3.83.8 본발명FAInvention FA 69.3169.31 25.5825.58 1.711.71 0.490.49 0.640.64 0.060.06 0.570.57 0.420.42 0.050.05 0.350.35 0.80.8 미특허FAUS Patent FA 59.3059.30 29.4129.41 3.853.85 1.011.01 1.181.18 2.912.91 0.400.40 1.481.48 0.020.02 0.210.21 0.20.2 점토AClay A 44.6244.62 37.6937.69 0.700.70 0.020.02 0.050.05 0.280.28 0.630.63 0.280.28 -- -- 16.316.3 점토BClay B 44.8644.86 35.6435.64 1.361.36 0.020.02 0.080.08 1.511.51 0.010.01 0.110.11 -- -- 16.416.4

시료＼구분Sample ＼ 입도(㎛)Particle size (㎛) 비 중(SG)Specific weight (SG) d50d50 d90d90 원료FARaw material FA 1515 5454 2.192.19 본발명FAInvention FA 88 1818 2.272.27 점토AClay A 1313 2020 2.722.72

교반시간(분)Stirring time (minutes) 소수성율(WT%)Hydrophobicity rate (WT%) 교반속도(RPM)Stirring Speed (RPM) 본발명FAInvention FA 점토AClay A 55 9696 9292 1,0001,000 1010 9393 9090 1515 9191 8787 2020 8787 8484

이상 상기 표에서 알 수 있는 바와 같이, 철분함량을 보면 본 발명의 미립 정제 플라이 애쉬(1.71%)는 기존의 점토A(0.70%)나 점토B(1.36%)와 함께 2% 미만으로 충전제로 적합함을 알 수 있고, 입도 또한 d90이 20㎛ 미만이고, 소수성율 또한 교반시간 5분에서 본 발명FA 는 96, 시판 충전제인 점토A는 92이며, 교반시간 20분에서는 본 발명FA가 87, 점토A가 84로 유사함을 알 수 있어, 서로 유사한 물성 및 화학성분을 가지고 있음을 알 수 있다. 이에 비해, 미합중국특허 제5,227,047호는 철분함량이 3.85%로 플라스틱이나 페인트 충전제로는 적합하지 못함을 알 수 있다. 특히, 원료의 비중면에서 볼 때 본 발명에서 얻은 미립 정제 플라이 애쉬(2.27)는 기존에 사용하고 있는 미립 분말원료(2.72)보다 훨씬 비중이 낮은 특성을 나타내고 있어 고무, 플라스틱 등 공업용 경량 충전제로서 우수한 원료라 할 수 있다. 경제적인 측면에서 보아도 기존의 천연광물을 이용한 분말원료는 파쇄-분쇄-정제-마광-미립-마광-분급-사분 등 여러 처리 공정을 거치게 되므로 원료의 가격이 비싼 단점이 있었으나, 본 발명의 미립 정제 플라이 애쉬는 생산가격이 저렴함은 물론 이를 고무, 플라스틱 또는 관련제품등 공업용 충전제로 사용하게 되면, 폐기되는 플라이 애쉬의 활용도 증대와 함께 환경 문제도 해결할 수 있는 이점이 있다.As can be seen from the above table, the iron content of the present invention shows that the finely divided fly ash (1.71%) of the present invention is suitable as a filler at less than 2% with conventional clay A (0.70%) or clay B (1.36%). It can be seen that the particle size is also d90 less than 20㎛, hydrophobicity and the invention FA is 96, commercial fillers clay A is 92 at 5 minutes stirring time, the invention FA is 87, clay at 20 minutes stirring time It can be seen that A is similar to 84, and has similar physical properties and chemical components. In comparison, US Pat. No. 5,227,047 shows an iron content of 3.85%, which is not suitable as a plastic or paint filler. Particularly, in terms of specific gravity of raw materials, the finely refined fly ash (2.27) obtained in the present invention exhibits much lower specific gravity than the conventional finely divided powder raw material (2.72), which is excellent as an industrial lightweight filler such as rubber and plastic. It can be called a raw material. In terms of economics, powder raw materials using the existing natural minerals have various disadvantages such as crushing, grinding, refining, grinding, grinding, grinding, grinding, and quartering. Fly ash is not only cheaper production price but also used as industrial fillers such as rubber, plastic or related products, there is an advantage that can solve the environmental problems as well as increasing the utilization of the fly ash is discarded.

Claims (7)

다음의 공정으로 이루어 지는 공업용 플라이 애쉬 충전제의 제조방법:Process for preparing industrial fly ash filler comprising the following steps: (가) 원료 플라이 애쉬를 저장조인 호퍼에 장입하고 이 호퍼하부에 장치된 전동공급기를 통하여 일정량씩 조화조에 공급하는 공정;(A) charging the raw material fly ash into a hopper that is a storage tank and supplying the raw material fly ash to the conditioning tank by a predetermined amount through an electric feeder installed at the bottom of the hopper; (나) 상기 조화조에 물 및 소수성부여제와 부유제로 조성된 혼합약제를 일정량씩 첨가하여 일정 슬러리농도를 유지하도록 조절하는 공정;(B) adjusting the mixture to maintain a constant slurry concentration by adding a predetermined amount of a mixed drug composed of water and a hydrophobic imparting agent and a floating agent to the blender; (다) 슬러리를 다수개의 셀로 구성된 부유선별기에 순차로 공급하여 다단계로 미연탄소를 부유제거하는 공정;(C) supplying slurry sequentially to a flotation separator consisting of a plurality of cells and removing the unburned carbon in multiple stages; (라) 미연탄소분이 제거된 슬러리을 진동체가 설치된 입도분류기로 보내어 입자의 입도를 일정범위로 분급하는 공정;(D) sending the slurry from which unburned carbon powder is removed to a particle size classifier equipped with a vibrating body and classifying the particle size of the particles in a predetermined range; (마) 입도 분류가 끝난 슬러리를 자력선별기로 보내어 철분을 제거하는 공정;(E) sending the slurry having the particle size classification to a magnetic separator to remove iron; (바) 상기 철분제거 슬러리를 드림여과기로 이송하고, 침전, 탈수하여 함수율 25% 이하의 플라이 애쉬로 제조하는 공정;(F) transferring the iron removal slurry to a dream filter, precipitating and dehydrating the fly ash to produce a fly ash having a water content of 25% or less; (사) 상기 플라이 애쉬를 건조기로 보내어 함수율 1% 이하의 분말로 제조하는 공정.(G) The step of sending the fly ash to a dryer to produce a powder having a water content of 1% or less. 제1항에 있어서, 상기 (나)공정의 소수성부여제로는 케로신, 휴엘오일, 아마인유중에서 선택된 1개 또는 2이상의 물질이고, 상기 부유제(frother)로는 폴리글리콜류, 파인오일, 메틸이소부틸카비놀 중에서 선택된 1개 또는 2 이상의 물질임을 특징으로 하는 공업용 플라이 애쉬 충전제의 제조방법.According to claim 1, wherein the hydrophobic imparting agent of the step (b) is one or two or more substances selected from kerosene, Huel oil, linseed oil, and as the frying agent (frother) polyglycols, pine oil, methyl iso Method for producing an industrial fly ash filler, characterized in that one or two or more materials selected from butyl carbinol. 제2항에 있어서, 상기 혼합약제의 소수성부여제와 부유제는 혼합비가 10:1이고, 플라이 애쉬와 물의 혼합비는 중량비로 1:3이며, 첨가되는 혼합약제는 슬러리 총량의 0.20∼0.30중량%임을 특징으로 하는 공업용 플라이 애쉬 충전제의 제조방법.According to claim 2, wherein the hydrophobic imparting agent and the floating agent of the mixed agent is a mixing ratio of 10: 1, the mixing ratio of fly ash and water is 1: 3 by weight, the mixed agent is added 0.20 to 0.30% by weight of the total amount of the slurry Method for producing an industrial fly ash filler characterized in that. 제1항에 있어서, 상기 (다)공정의 부유선별공정은 공기가 흡입되도록 하면서 임펠러로 교반 시켜 슬러리중의 미연탄소분을 기포에 부착 제거함으로써 최종 슬러리의 미연탄소 함량이 1.0% 미만이 되게함을 특징으로 하는 공업용 플라이 애쉬 충전제의 제조방법.The method of claim 1, wherein the flotation screening process of step (c) is carried out by stirring with an impeller while allowing air to be sucked in to remove and remove unburned carbon powder in the slurry to bubbles so that the unburned carbon content of the final slurry is less than 1.0%. A method for producing an industrial fly ash filler. 제1항에 있어서, 상기 (라)공정의 입자의 입도는 43㎛ 이하 크기로 분급함을 특징으로 하는 공업용 플라이 애쉬 충전제의 제조방법.The method for producing an industrial fly ash filler according to claim 1, wherein the particle size of the step (d) is classified into a size of 43 µm or less. 제1항에 있어서, 상기 (마)공정의 자력선별기(17)에서는 자장을 4,000∼10,000 가우스로 인가하여 철산화물(Fe2O3)을 2% 이하로 제거함을 특징으로 하는 공업용 플라이 애쉬 충전제의 제조방법.2. The industrial fly ash filler according to claim 1, wherein the magnetic separator 17 of the step (e) removes iron oxide (Fe 2 O 3 ) to 2% or less by applying a magnetic field of 4,000 to 10,000 gauss. Manufacturing method. 원료저장조인 호퍼(11)와 조화조(13)가 전동공급기(12)를 사이에 두고 설치되어 있고, 상기 조화조(13)는 플라이 애쉬와 물 및 혼합약제를 혼합하여 슬러리로 만들기 위한 탱크와 교반을 위한 임펠러(22)로 이루어지며, 상기 탱크의 벽에는 배출구가 설치되어 펌프(23)와 관로(24)가 연결되고, 상기 관로(24)의 한쪽 끝에는 부유선별기(15)가 연결되어 있으며, 상기 부유선별기(15)는 다수개의 셀(15a∼15d)로 구성되고, 상기 각각의 셀에는 교반을 위한 임펠러와 공기흡입관이 축에 설치되어 있으며, 상기 각 셀의 상부에는 부유물 제거관로가, 하부에는 슬러리 이송관로가 설치되고 마지막 셀(15d) 하부의 배출구는 관로와 펌프를 통해서 진동체(16)를 거쳐 자력선별기(17)와 연결되며, 상기 자력선별기(17)는 하부에 농축 슬러리의 배출구 스피갓을 갖는 농축조(18)와, 이어서 탈수기(19) 및 건조기(20)와 연결 구성됨을 특징으로 하는 공업용 플라이 애쉬 충전제의 제조장치.A raw material storage tank hopper 11 and a roughening tank 13 are installed with an electric feeder 12 interposed therebetween. The roughening tank 13 includes a tank for mixing a fly ash, water, and a mixed drug into a slurry. It is made of an impeller 22 for stirring, the outlet of the tank is installed on the wall of the pump 23 and the conduit 24 is connected, one end of the conduit 24 is connected to the float separator 15 , The float separator 15 is composed of a plurality of cells (15a to 15d), each cell is provided with an impeller and an air suction pipe for agitation, the upper part of each cell is a float removal pipe, The lower portion of the slurry transfer pipe is installed and the outlet of the lower part of the last cell 15d is connected to the magnetic separator 17 via the vibrating body 16 through the pipeline and the pump, and the magnetic separator 17 is connected to the concentrated slurry at the lower portion. A concentrating tank 18 having an outlet spigot, Standing dehydrator 19 and the dryer apparatus for manufacturing of industrial fly ash filler, characterized by a connection configured and 20. The
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