KR100254138B1 - A process for preparing artificial gravels and color ceraballs using sludges of waste water containing heavy metals - Google Patents

A process for preparing artificial gravels and color ceraballs using sludges of waste water containing heavy metals Download PDF

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Abstract

PURPOSE: A method for preparing an artificial gravel and color cellar ball by using sludge of heavy metal wastewater is provided which reduces the cost for treating waste matters and the environmental contamination by recycling the sludge of heavy metal wastewater and provides the artificial gravel and color cellar ball having excellent physical properties. CONSTITUTION: The method comprises steps of: (i) mixing sludge of heavy metal wastewater with iron oxide as a stabilizing agent or sludge of fluoric acid wastewater containing the iron oxide; (ii) molding the mixture into a globular shape or a broken stone shape; and (iii) calcining the mold of the step (ii) at a temperature of 900-1,200 deg.C.

Description

중금속 폐수의 슬러지를 이용한 인조자갈 및 칼라세라볼의 제조 방법Manufacturing method of artificial gravel and color ceramic ball using sludge of heavy metal wastewater

본 발명은 중금속 폐수의 슬러지를 사용한 건자재의 제조 방법 및 이와 같이 제조된 건자재에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 중금속이 함유된 폐수를 처리한 후 부생되는 슬러지를 안정화시켜 토목 및 건축용 건자재를 제조하는 방법 및 이와 같이 제조된 건자재, 예를 들면 모래, 시멘트, 자갈 등으로 구성되는 콘크리트에서 자갈 대신에 사용되는 인조자갈 및 테라조타일을 만드는데 사용되는 칼라세라볼에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing building materials using sludge of heavy metal wastewater, and more particularly, to a method for manufacturing construction materials for civil engineering and construction by stabilizing by-product sludge after treating wastewater containing heavy metal. And it relates to a color ceramic ball used to make artificial gravel and terrazzo tiles used in place of gravel in concrete composed of such materials, for example, sand, cement, gravel and the like produced.

철강 공자, 특수강 공장, 도금 동장, 비철금속 공장 등에서 배출되는 폐수에는 다량의 중금속이 함유되어 있으며, 이와 같은 폐수를 처리하여 중금속의 함량을 법정 허용 기준치 이하로 떨어뜨리기 위해서 통상 철염, 알루미늄염, 가성소다, 소석회, 유기 응집제 등을 사용하고 있다.Wastewater discharged from steel contributors, special steel mills, plating copper fields, and non-ferrous metal factories contains a large amount of heavy metals.In order to treat such wastewater to reduce the content of heavy metals below the legal limit, iron salts, aluminum salts, and caustic soda are usually used. , Slaked lime, organic flocculant and the like are used.

이와 같이 중금속 폐수의 처리시 부생되는 중금속이 함유된 슬러지는 폐수 처리제에 의해 침전 및 응집되어 생성된다. 이들 슬러지는 고온으로 가열시 중량이 감소되고, 이를 사용하여 인조자갈 및 칼라세라볼을 제조하는 경우 균열이 일어나고 색상이 일정하지 않는 등 열화학적으로 불안정하며, 구조물 붕괴의 원인이 되는 유리 칼슘이 존재하며, 중금속이 용출되기 쉬우므로 인조자갈 및 칼라세라볼로서 재활용하는 것이 사실상 불가능하다. 더우기, 이와 같은 중금속 폐수의 배출량은 날로 증가되고 있지만 슬러지의 재활용에 관한 연구는 아직까지 만족할만한 결과를 얻지 못하고 있는 실정이다.As such, sludge containing heavy metals by-produced in the treatment of heavy metal wastewater is produced by precipitation and flocculation by the wastewater treatment agent. These sludges are reduced in weight when heated to a high temperature, and when they are used to produce artificial gravel and color ceramic balls, they are thermochemically unstable, such as cracks and color irregularities, and there is free calcium, which causes structural collapse. In addition, since heavy metals are easily eluted, it is virtually impossible to recycle them as artificial gravel and color cerabol. In addition, the discharge of heavy metal wastewater is increasing day by day, but studies on the recycling of sludge have not been satisfactory.

따라서, 현재로서는 중금속 폐수를 처리한 후 부생되는 슬러지는 대부분 폐기물 형태로 처리되어 매립되고 있는 실정이다. 이와 같이 매립된 슬러지는 재용해되어 토양으로 스며들어 토양과 지하수 뿐만 아니라 강과 바다도 오염시키는 2차적인 오염원이 되고 있다. 또한, 이와 같은 슬러지의 처리에는 막대한 비용이 들어 제조 원가를 상승시키는 원인이 된다. 따라서, 반드시 슬러지를 재활용하여야 할 필요성이 있다.Therefore, at present, the sludge produced by the treatment of heavy metal wastewater is mostly disposed of in the form of waste. The landfilled sludge is redissolved and soaked into the soil, becoming a secondary source of pollution not only soil and groundwater, but also rivers and seas. In addition, the treatment of such sludge involves enormous cost, which causes a rise in manufacturing cost. Therefore, there is a need to recycle sludge.

이와 같이 본 발명에 사용된 대표적인 중금속 폐수의 슬러지의 금속 성분을 원자 흡수 분광기를 이용하여 측정한 결과를 하기 표 1에 나타낸다.Thus, the result of measuring the metal component of the sludge of the typical heavy metal wastewater used for this invention using the atomic absorption spectrometer is shown in following Table 1.

[표 1]TABLE 1

중금속 폐수의 슬러지의 금속 성분 함량Metal Component Content of Sludge in Heavy Metal Wastewater

표 1에서, Si, Cr 및 Fe은 특수강 등의 제조 과정에서의 폐수로부터 기원하는 성분이며, Al, Ca, Na, K 및 Mg은 중금속 폐수를 처리하기 위하여 첨가된 침전제 및 응집제로부터 기원하는 성분이다. 이와 같은 슬러지로부터 생성이 가능한 화합물의 형태로는 통상적인 폐수 처리 공정을 예상하여 볼 때 Ca(OH)2, Al(OH)3, SiO2, Cr(OH)3, Fe(OH)3, Na2SO4, Mg(OH)2, K2SO4등을 들 수 있으며, 이들은 고온으로 가열하면 가장 안정한 화합물의 형태로 변화된다.In Table 1, Si, Cr and Fe are components originating from wastewater in the manufacturing process of special steel, etc., and Al, Ca, Na, K and Mg are components originating from precipitants and flocculants added to treat heavy metal wastewater. . In the form of a compound that can be produced from such sludge, in view of the conventional wastewater treatment process, Ca (OH) 2 , Al (OH) 3 , SiO 2 , Cr (OH) 3 , Fe (OH) 3 , Na 2 SO 4 , Mg (OH) 2 , K 2 SO 4 , and the like, which are converted into the form of the most stable compound when heated to a high temperature.

이와 같은 슬러지는 중금속이 함유된 폐수에 침전제, 예를 들면, 소석회, 응집제, 예를 들면, 황산알루미늄, 철염, 침강제 예를 들면, 폴리아크릴 아마이드 등의 첨가제를 가함으로써 화학적, 물리적 반응을 일으켜 생성된 슬러지로서, 입경이 미세하고 수분, 수산화물, 유기물 등을 다량으로 포함하고 있다. 따라서, 이들을 약 1000 ℃ 이상의 고온으로 가열하는 경우 작열 감량이 약 30% 정도에 이를 정도로 수축이 너무 많이 일어난다. 이로 인해, 성형체에 균열, 굴곡 현상 등이 일어나므로 일정한 형상의 성형체를 유지할 수가 없다. 따라서, 이와 같은 슬러지를 단독으로 사용해서는 테라조타일용으로 사용되는 칼라세라볼 및 인조자갈을 제조하는 것이 사실상 불가능하다.Such sludge causes chemical and physical reactions by adding a precipitant such as slaked lime, a coagulant such as aluminum sulphate, iron salts, and a precipitant such as polyacrylamide to the wastewater containing heavy metals. As the produced sludge, the particle diameter is fine and contains a large amount of water, hydroxide, organic matter and the like. Therefore, when they are heated to a high temperature of about 1000 ° C. or more, the shrinkage occurs so much that the burning loss reaches about 30%. For this reason, since a crack, a bending phenomenon, etc. generate | occur | produce in a molded object, a molded object of a constant shape cannot be maintained. Thus, the use of such sludge alone is virtually impossible to produce color cerabol and artificial gravel for terrazzo tiles.

또한, 중금속 폐수의 슬러지에는 상기 표 1에 나타낸 바와 같이 Ca이 21.9 중량% 정도, Cr이 6.16 중량% 정도 함유되어 있고, 이들은 대부분 상온에서 불안정한 수산화물의 형태로 존재한다. 따라서, 상기 슬러지를 소성하여 검정색 계통의 칼라세라볼과 인조자갈을 만드는 경우, 소성물내에 유리 칼슘 (CaO)이 존재할 경우에는 공기 중의 수분과 반응하여 Ca(OH)2로 변화되면서 소성물은 부피가 증가되어 서서히 붕괴되는 현상이 일어나고, 건축물에 이러한 건자재를 사용하였을 경우에 대형 참사를 일으킬 수 있는 가능성이 있다. 또한, 소성물내의 Cr은 칼라세라볼 및 인조자갈로부터 유리되어 표면을 녹색으로 변화시킬 뿐만 아니라, Cr이 물에 용출되어 환경을 오염시키는 원인이 된다.In addition, as shown in Table 1, the sludge of the heavy metal wastewater contains about 21.9% by weight of Ca and about 6.16% by weight of Cr, most of which are present in the form of an unstable hydroxide at room temperature. Therefore, when the sludge is calcined to form black cera ball and artificial gravel, when free calcium (CaO) is present in the calcined product, the calcined product changes to Ca (OH) 2 while reacting with moisture in the air. There is a possibility that the collapse of the building will gradually increase, and if such building materials are used in the building, a catastrophic disaster will occur. In addition, Cr in the fired product is released from the color ceramic ball and the artificial gravel to not only change the surface to green, but also cause Cr to elute in water to pollute the environment.

중금속 폐수의 슬러지를 사용하여 테라조타일용으로 사용되는 칼라세라볼과 건자재용으로 사용되는 인조자갈로 재활용하기 위해서는 통상적으로 다음의 4가지 조건이 충족되어야 하며, 인조자갈은 칼라세라볼과 제조 조건 및 특성이 거의 동일하므로 이하 인조자갈에 관한 설명은 생략하고 칼라세라볼에 대해서만 설명하기로 한다.In order to recycle heavy metal wastewater sludge to color ceramic balls used for terrazzo tiles and artificial gravel used for construction materials, the following four conditions must generally be met. Since the characteristics are almost the same, the following description about artificial gravel will be omitted and only the color ceramic ball will be described.

1) 슬러지를 원형 및 파석 형태로 성형한 후에 고온에서 소성할 때 성형체의 내부에 기공이 발생되지 않아야 한다.1) When the sludge is formed into round and crushed form, when it is fired at high temperature, no pores should be generated inside the molded body.

2) 제조된 칼라세라볼은 흡수율은 작고, 압축 강도는 커야 한다.2) The manufactured color ceramic ball should have low absorption rate and high compressive strength.

3) 제조된 칼라세라볼은 폐수의 침전제로 사용되는 칼슘이 산화칼슘 형태(유리 칼슘)로 존재하지 않아야 한다.3) The manufactured color cerabol should not be present in the form of calcium oxide (free calcium) used as precipitant of waste water.

4) 제조된 칼라세라볼은 양호한 내구성을 갖고 있어야 하며, 중금속 이온이 용출되지 않아야 한다.4) The manufactured color ceramic ball must have good durability and heavy metal ion should not be eluted.

한편, 건축용 건자재인 테라조타일은 일반적으로 시멘트, 골재, 색자갈, 대리석 조각 등으로 이루어지며, 이러한 테라조타일에 색상을 부여하기 위해서 색상을 띄는 색자갈이 사용되고 있다. 그러나, 색상을 갖고 있는 색자갈의 품귀 현상으로 인하여 현재는 주로 칼라세라볼이 사용되고 있다.On the other hand, terrazzo tiles, which are construction materials for construction, are generally made of cement, aggregate, color gravel, marble pieces, and the like, and color shades are used to give color to such terrazzo tiles. However, color cera ball is mainly used because of the shortage of color pebbles.

현재, 칼라세라볼은 천연 광석, 예를 들면 장석, 도석, 규석 등을 미분쇄하여 무기 안료와 혼합하고 다양한 크기의 구형 또는 파석 형태로 성형한 후 고온에서 소성시켜 제조하고 있으며, 이와 같이 하여 여러 종류의 색상 및 크기를 갖는 칼라세라볼을 제조하고 있다. 테라조타일을 제조할 때 천연 광석을 사용하여 제조한 칼라세라볼을 사용하는 경우, 천연 광석이 사용되고, 이로 인해 소성 온도가 높기 때문에 원료비와 연료비가 많이 든다. 따라서, 이와 같이 천연 광석이 사용된 테라조타일은 테라조타일과 같은 용도로 사용되는 고분자 수지 타일, 도자기 타일 등의 다른 건자재와의 가격 경쟁에서 우위를 점할 수가 없다.Currently, color cerabol is manufactured by pulverizing natural ore, for example, feldspar, pottery stone, silica, etc., mixing with inorganic pigment, forming spherical or crushed stone of various sizes, and calcining at high temperature. A color cera ball having a variety of colors and sizes is manufactured. When the terrazotile is manufactured using color ceramic balls prepared using natural ores, natural ores are used, which results in high raw material and fuel costs due to high firing temperatures. Therefore, the terrazzo tile using natural ore can not have an advantage in the price competition with other construction materials such as polymer resin tile, porcelain tile used for the purpose such as terrazzo tile.

그러므로, 본 발명의 서두에서 언급한 중금속 폐수의 슬러지를 재활용하여 검정색 계통의 칼라세라볼 및 이들을 사용한 테라조타일을 제조할 수 있다면, 상기와 같은 다른 건자재와의 가격 경쟁에서 우위를 점할 수가 있다.Therefore, if the sludge of the heavy metal wastewater mentioned at the beginning of the present invention can be recycled to produce black cera color balls and terrazotiles using the same, it may be superior in price competition with other construction materials as described above.

본 발명자들은 이러한 문제점들을 해결하기 위하여 예의 연구를 거듭한 결과, 흡수율 및 압축 강도가 우수하고, 소성 온도가 낮으므로 제품의 제조 비용이 절감될 수 있으며, 환경 오염도 줄일 수 있는, 중금속 폐수의 슬러지를 사용한 검정색 계통의 칼라세라볼 및 인조자갈의 제조 방법 및 이와 같이 제조된 칼라세라볼 및 인조자갈을 개발하게 되어 본 발명을 완성하게 되었다.As a result of intensive research to solve these problems, the inventors have found that the heavy metal wastewater sludge, which has excellent absorption rate and compressive strength and low firing temperature, can reduce the manufacturing cost of the product and reduce environmental pollution. The present invention has been completed by developing a method of manufacturing black cera ball and artificial gravel of a black system and thus prepared colored cera ball and artificial gravel.

따라서, 본 발명의 목적은 중금속 폐수의 슬러지를 열화학적으로 안정화시켜 중금속 폐수의 슬러지를 사용한 검정색 계통의 칼라세라볼 및 인조자갈을 제조하는 방법 및 이와 같이 제조된 칼라세라볼 및 인조자갈을 제공하는 것이다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a method for producing black cera color balls and artificial gravel of a black system using sludge of heavy metal waste water by thermochemically stabilizing the sludge of heavy metal waste water, and to provide the colored cera ball and artificial gravel produced as described above. will be.

본 발명이 또다른 목적은 본 발명에 따라 제조된 검정색 계통의 칼라세라볼이 사용된 테라조타일을 제공하는 것이다.It is another object of the present invention to provide a terrazzo tile using a color-based color cerabol prepared according to the present invention.

본 발명의 상기 목적 및 다른 목적과 특징 및 잇점은 후술하는 본 발명의 상세한 설명에 의해 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The above and other objects, features and advantages of the present invention will be clearly understood by the following detailed description of the present invention.

제 1도는 본 발명에 따라 입체적으로 착색된 칼라세라볼을 나타내는 모식도.1 is a schematic diagram showing a three-colored colored cera ball according to the present invention.

제 2도는 1000 ℃에서 2시간 동안 소성시킨 중금속 폐수의 슬러지 소성물의 X-선 회절도.2 is an X-ray diffraction diagram of sludge calcined heavy metal wastewater calcined at 1000 ° C. for 2 hours.

제 3도는 1000 ℃에서 2시간 동안 소성시킨 플루오르산 폐수의 슬러지 소성물의 X-선 회절도.3 is an X-ray diffraction diagram of a sludge calcined product of fluoric acid wastewater calcined at 1000 ° C. for 2 hours.

제 4도는 중금속 폐수 슬러지에 산화철이 함유된 플루오르산 폐수의 슬러지를 40 중량% 첨가하고 1100 ℃에서 2시간 동안 소성시킨 소성물의 X-선 회절도.4 is an X-ray diffraction diagram of a fired product in which 40 wt% of the sludge of fluoric acid wastewater containing iron oxide is added to heavy metal wastewater sludge and calcined at 1100 ° C. for 2 hours.

본 발명은 중금속 폐수의 슬러지를 사용하여 칼라세라볼을 제조한 후 이를 테라조타일로 재활용하는 데 요구되는 조건들을 모두 충족시키는, 본 발명에 따른 중금속 폐수의 슬러지를 사용한 검정색 계통의 칼라세라볼을 제조하는 방법에 관한 것이다.The present invention provides a black-based color cera ball using sludge of heavy metal waste water according to the present invention, which satisfies all the conditions required for preparing color cera ball using sludge of heavy metal waste water and then recycling it to terrazotile. It is about how to.

본 발명에 따라서, 중금속 폐수의 슬러지와, 안정화제로서의 산화철 또는 산화철을 다량으로 함유하는 플루오르산 폐수의 슬러지를 혼합하고, 혼합물을 구형 또는 파석 형태로 성형함으로써 검정색 계통의 칼라세라볼을 제조할 수 있다.According to the present invention, black color color balls can be produced by mixing the sludge of heavy metal wastewater with the sludge of fluoric acid wastewater containing a large amount of iron oxide or iron oxide as a stabilizer, and molding the mixture into a spherical or crushed form. have.

본 발명에 사용되는 산화철 (Fe2O3)은 칼슘, 알루미늄, 크롬, 마그네슘, 아연, 망간 등의 금속과 고온에서 반응하여 검정색을 갖는 난용성의 안정한 페라이트를 형성하므로, 중금속 폐수의 슬러지에 산화철 또는 산화철을 다량으로 함유하는 플루오르산 폐수의 슬러지를 첨가하는 경우, 검정색의 색상이 우수할 뿐만 아니라 중금속 이온이 물에 용출되지 않는 검정색 계통의 칼라세라볼을 얻을 수 있다. 즉, 슬러지 중의 Ca은 가열시 Fe과 반응하여 안정한 구조를 갖는 칼슘-철 화합물(CaFe2O4, 2CaO.Fe2O3)을 형성하며, Cr도 Fe과 반응하여 안정한 크롬-철 화합물((Cr.Fe)2O3, Cr1.3Fe0.7O3)을 형성한다.Iron oxide (Fe 2 O 3 ) used in the present invention reacts with metals such as calcium, aluminum, chromium, magnesium, zinc, and manganese at high temperature to form black and poorly soluble stable ferrite, and thus iron oxide in the sludge of heavy metal wastewater. Alternatively, when the sludge of the fluoric acid wastewater containing a large amount of iron oxide is added, not only the color of black is excellent but also the color-based cera ball of the black system in which heavy metal ions are not eluted in water. That is, Ca in the sludge reacts with Fe when heated to form a calcium-iron compound having a stable structure (CaFe 2 O 4 , 2CaO.Fe 2 O 3 ), and Cr also reacts with Fe to form a stable chromium-iron compound (( Cr.Fe) 2 O 3 , Cr 1.3 Fe 0.7 O 3 ) to form.

예를 들어, Ca과 Fe은 1:2의 몰비로 존재할 때 가장 안정한 스피넬 구조를 갖는 칼슘 페라이트 (CaFe2O4)를 형성하며, Cr과 Fe은 1:1로 존재할 때 안정한 화합물을 형성하지만, 상기 표 1에 나타낸 바와 같이 중금속 폐수의 슬러지중에는 칼슘과 철이 대략 1:1의 몰비로 존재한다. 따라서, 슬러지내의 칼슘과 크롬을 안정화시키기 위해서는, 슬러지내의 칼슘과 크롬의 함량을 줄이든지 철의 함량을 높여야만 안정한 화합물이 형성된 소성체를 제조할 수 있다는 것을 알 수 있다.For example, Ca and Fe form calcium ferrite (CaFe 2 O 4 ), which has the most stable spinel structure when present in a molar ratio of 1: 2, while Cr and Fe form stable compounds when present in 1: 1, As shown in Table 1, calcium and iron are present in a molar ratio of about 1: 1 in the sludge of heavy metal wastewater. Therefore, in order to stabilize the calcium and chromium in the sludge, it can be seen that the calcined body formed with a stable compound can be produced only by reducing the calcium and chromium content or increasing the iron content.

본 발명에 있어서, 중금속 폐수의 슬러지에 첨가되는 산화철은 상술한 바와 같이 슬러지내에 존재하는 칼슘, 크롬 원소와 2:1의 몰비를 이루는 것이 바람직하다. 산화철을 슬러지내에 함유되어 있는 금속 농도 보다 몰비를 기준으로 하여 2배가 넘게 혼합하면 여분의 산화철에 의해 칼라세라볼은 검붉은색으로 발색되고, 산화철의 혼합량이 이 보다 적은 경우 검정색으로 발색은 되지만 칼슘과 크롬과 같은 원소들이 불안정하게 존재하므로 물에 용출되기 쉽다. 따라서, 산화철의 첨가량은 슬러지내에 존재하는 철과 철 이외의 금속들의 농도를 알면 구할 수 있으며, 슬러지의 수분 함량 10 중량%를 기준으로 할 때 슬러지의 중량을 기준으로 10 내지 30 중량%가 바람직하다. 산화철의 첨가량이 10 중량% 미만이면 칼슘과 크롬 원소들이 단독으로 존재하며, 30 중량%를 초과하면 칼슘과 크롬은 안정화되지만 칼라세라볼의 색상이 검붉은색으로 변화됨을 확인하였다.In the present invention, the iron oxide added to the sludge of the heavy metal wastewater preferably has a molar ratio of 2: 1 with calcium and chromium elements present in the sludge as described above. When iron oxide is mixed more than 2 times based on the molar ratio than the metal concentration contained in the sludge, the color cerabol is colored black red by extra iron oxide, and if the amount of iron oxide is less than this, it is colored black but calcium Elements such as and chromium are unstable and easily soluble in water. Therefore, the addition amount of iron oxide can be obtained by knowing the concentration of iron and metals other than iron present in the sludge, 10 to 30% by weight based on the weight of the sludge based on the water content of the sludge 10% by weight. . When the amount of iron oxide added is less than 10% by weight, calcium and chromium elements are present alone, and when it exceeds 30% by weight, calcium and chromium are stabilized, but the color of the color cerabol is changed to dark red.

본 발명에 사용되는 플루오르산 폐수의 슬러지는 플루오르산을 처리할 때 부생되는 플루오르산 폐수의 슬러지로서, 철 성분이 많이 함유되어 있는 전자관 공장, 반도체 공장, 철강 공장, 유리 공장, 비료 공장, 전구 공장 등에서 배출되는 폐수의 처리시 부생되며, 그의 대표적인 금속 성분을 원자 분광기를 이용하여 측정한 결과를 하기 표 2에 나타낸다.The sludge of the fluoric acid wastewater used in the present invention is a sludge of the fluoric acid wastewater which is a by-product when treating fluoric acid, and is an electron tube factory, a semiconductor factory, a steel factory, a glass factory, a fertilizer factory, a light bulb factory which contains a lot of iron components. The by-product during the treatment of the wastewater discharged from the back, and the representative metal components thereof are measured using an atomic spectrometer.

[표 2]TABLE 2

플루오르산 폐수의 슬러지의 금속 성분 함량Metal Component Content of Sludge in Fluoric Acid Wastewater

이와 같이 본 발명에 사용된 플루오르산 폐수의 슬러지는 가열할 때 플루오르산이 발생하여 심각한 공해를 일으키므로 이를 반드시 포집하여야만 한다. 중금속 폐수의 슬러지에 플루오르산 폐수의 슬러지를 사용하는 경우, 소량의 회장석이나 소석회를 병용하면 플루오르산 폐수의 슬러지를 가열할 때 발생되는 플루오르산이 회장석이나 소석회에 들어 있는 산화칼슘과 반응하여 CaF2로 변화되므로 플루오르산의 발생을 억제시킬 수 있다. 산화철을 다량으로 함유하는 플루오르산 폐수 중 Fe의 함량은 플루오르산 폐수의 슬러지의 수분 함량 10 중량%를 기준으로 할 때 20 내지 30 중량%가 바람직하고, 상기 플루오르산 폐수의 슬러지의 첨가량은 플루오르산 폐수의 슬러지의 수분 함량 10 중량%, 중금속 폐수의 슬러지의 수분 함량 10 중량%를 기준으로 할때, 중금속 폐수의 슬러지의 중량을 기준으로 하여 30 내지 50 중량%가 바람직하다. 산화철을 함유하는 플루오르산 폐수의 슬러지의 첨가량이 30 중량% 미만인 경우 칼슘과 크롬의 일부가 단독으로 존재하며, 첨가량이 50 중량%를 초과하는 경우 칼라세라볼의 색상이 약간 붉은색으로 변화된다.As such, the sludge of the fluoric acid wastewater used in the present invention must be collected since fluoric acid is generated when the heating causes serious pollution. In case of using sludge of fluoric acid wastewater in sludge of heavy metal wastewater, when a small amount of feldspar or hydrated lime is used together, fluoric acid generated when heating the sludge of fluoric acid wastewater reacts with calcium oxide contained in ileite or hydrated lime to CaF 2 . As a result, it is possible to suppress the generation of fluoric acid. The content of Fe in the fluoric acid wastewater containing a large amount of iron oxide is preferably 20 to 30% by weight based on 10% by weight of the water content of the sludge of the fluoric acid wastewater, and the amount of the sludge added to the fluoric acid wastewater is fluoric acid. Based on the water content of the sludge of the wastewater 10% by weight, and the water content of the sludge of the heavy metal wastewater 10% by weight, 30 to 50% by weight based on the weight of the sludge of the heavy metal wastewater is preferred. When the amount of sludge added to the fluoric acid wastewater containing iron oxide is less than 30% by weight, a part of calcium and chromium are present alone, and when the amount is more than 50% by weight, the color of the color cerabol becomes slightly red.

또한, 본 발명의 방법에 있어서, 칼라세라볼의 강도를 증가시키기 위해 중금속 폐수의 슬러지와 산화철 또는 산화철을 다량으로 함유하는 플루오르산 폐수의 슬러지와 같은 안정화제를 혼합할 때, 장석, 점토 (적토), 백토, 카올린, 도석 광물, 플라이 애쉬, 실리카, 마그네사이트, 보오크 사이트, 폐유리, 알루미나 및 폐주물사로 이루어지는 군으로부터 선택된 1종 이상의 물질을 함께 혼합할 수도 있으며, 이들의 첨가량은 중금속 폐수의 슬러지의 수분 함량 10 중량%를 기준으로 할 때 슬러지의 중량을 기준으로 하여 10 내지 60 중량%가 바람직하다. 이들의 첨가량이 10 중량% 미만인 경우 칼라세라볼의 내화도가 낮아서 성형체가 1100 ℃의 온도에서도 용융 반응이 일어나며, 첨가량이 60 중량%를 초과하는 경우 내화도는 증가하지만 검정색의 강도가 약해진다.In addition, in the process of the present invention, when mixing a sludge of heavy metal wastewater with a stabilizer such as sludge of fluoric acid wastewater containing a large amount of iron oxide or iron oxide in order to increase the strength of the color ceramic ball, feldspar, clay (red clay ), Clay, kaolin, pottery minerals, fly ash, silica, magnesite, bauxite, waste glass, alumina and waste foundry sand, one or more materials selected from the group may be mixed together, the amount of which is added to the sludge of heavy metal wastewater. Preference is given to 10 to 60% by weight, based on the weight of the sludge, based on 10% by weight of moisture. If the amount of these added is less than 10% by weight of the color ceramic ball is low in the refractory degree, the molded body melt reaction occurs at a temperature of 1100 ℃, if the addition amount exceeds 60% by weight, the fire resistance increases but the strength of the black is weakened.

본 발명에 따라서, 본 발명에 따른 방법으로 제조된 칼라세라볼을 사용하여 기존의 다른 건자재와의 가격 경쟁에서 유리한 테라조타일을 제조할 수 있다.According to the invention, it is possible to produce terrazotiles which are advantageous in price competition with other existing construction materials using the color cerabol balls produced by the method according to the invention.

또한, 칼라세라볼을 사용한 테라조타일의 색상과 무늬를 입체적으로 자유롭게 구성하기 위하여, 구형 또는 파석 형태로 성형한 후 표면에 원하는 물질을 코팅하고 소성시켜 입체적인 색상을 갖는 칼라세라볼을 제조할 수도 있다. 본 발명에 따라 입체적으로 착색된 칼라세라볼을 나타내는 모식도를 도 1에 나타낸다. 이와 같은 방법으로 제조한 칼라세라볼을 시멘트와 혼합하여 테라조타일을 만든 후 양생과정을 거쳐 연마함으로써 도 1에 도시된 바와 같이 안쪽 (검정색)과 바깥쪽 (원하는 색)의 색상이 상이한 입체적인 색상을 갖는 테라조타일을 제조할 수 있다. 예를 들면, 칼라세라볼의 안쪽은 검정색이어서 성형체를 FeCl2또는 FeSO4등의 용액에 침지시킨 후 소성시키면 바깥쪽은 산화철이 생성되어 적색으로 변화된다. 또한, 도자기 공장에서 사용되고 있는 기존의 유약을 코팅하면 바깥쪽의 색상을 자유자재로 변화시킬 수도 있다.In addition, in order to freely configure the color and pattern of the terrazzo tile using the color cera ball, it is also possible to manufacture a color cera ball having a three-dimensional color by forming a spherical or crushed form and then coating and firing the desired material on the surface. have. The schematic diagram which shows the three-colored colored cera ball according to this invention is shown in FIG. By mixing the color cera ball prepared in this way with cement to form a terrazzo tile, and then polished through curing process, as shown in Figure 1, the three-dimensional color of the inner (black) and outer (desired color) is different A terrazzo tile having the same can be prepared. For example, the inside of the color ceramic ball is black, so that the molded body is immersed in a solution such as FeCl 2 or FeSO 4 and then fired to form iron oxide on the outside, which is changed to red. In addition, coating the existing glaze used in ceramic factories can change the color of the outside freely.

본 발명에 따른 방법에 있어서 칼라세라볼의 소성 온도는 900 ℃ 내지 1200 ℃가 바람직하며, 소성 온도가 900 ℃ 미만이면 완전한 소성 반응이 일어나지 않고, 1200 ℃를 초과하면 칼라세라볼이 융해하여 그의 형상이 유지되지 않는다.In the method according to the present invention, the calcining temperature of the color cerabol is preferably 900 ° C to 1200 ° C. If the calcining temperature is less than 900 ° C, the complete calcining reaction does not occur. This is not maintained.

이와 같이 본 발명에 따라 제조된 검정색 계통의 칼라세라볼 및 입체적인 색상을 갖는 칼라세라볼을 시멘트, 골재 등과 혼합하여 성형하고 양생시킨 후 연마하여 자연 상태의 대리석이나 도자기 타일과 같이 입체적인 무늬를 갖는 다양한 형태의 테라조타일을 제조할 때는 칼라세라볼의 선택, 시멘트의 종류, 첨가제의 종류, 연마시의 광택도도 중요한 요소가 된다.As described above, the color-based color cera ball manufactured in accordance with the present invention and the color cera ball having a three-dimensional color are mixed with cement, aggregate, etc., molded, cured, and polished to have various three-dimensional patterns such as marble or porcelain tiles in natural state. When producing terazzo tiles, the choice of color ceramic balls, the type of cement, the type of additives, and the glossiness of polishing are also important factors.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명하지만, 본 발명이 하기 실시예에만 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited to the following Examples.

[실시예 1]Example 1

슬러지의 안정화 확인 시험Stabilization confirmation test of sludge

Ca 21.90 중량%, Fe 28.00 중량%, Cr 6.16 중량%, Si 1.87 중량%, Na 1.34 중량%, Mg 0.51 중량%, Al 0.18 중량% 및 K 0.15 중량%의 금속이 함유되어 있는 중금속 폐수의 슬러지를 1000 ℃에서 2시간 동안 소성시킨 중금속 폐수의 슬러지 소성물의 결정상을 X-선 회절 시험 (리가꾸사 (Rigaku) 제 X-선 회절기 D/Max.Ⅱ A)을 통해 조사하였으며, X-선 회절기에 내장된 JCPDS (Joint Committe on Powder Diffraction Standards) 카드를 사용하여 CaFe2O4결정을 검사한 결과를 도 2에 도시하였다. 도 2로부터 알 수 있는 바와 같이, 중금속 폐수 슬러지는 안정한 화합물인 Ca-페라이트의 결정상 형태로 존재하고 있다는 것을 알 수 있다.Sludge from heavy metal wastewater containing 21.90 wt% Ca, 28.00 wt% Fe, 6.16 wt% Cr, 1.87 wt% Si, 1.34 wt% Na, 0.51 wt% Mg, 0.18 wt% Al and 0.15 wt% K. The crystal phase of the sludge fired material of the heavy metal wastewater calcined at 1000 ° C. for 2 hours was irradiated through an X-ray diffraction test (Rigaku X-ray diffractometer D / Max. II A), The results of testing the CaFe 2 O 4 crystals using the embedded Joint Committe on Powder Diffraction Standards (JCPDS) card are shown in FIG. 2. As can be seen from FIG. 2, it can be seen that the heavy metal wastewater sludge exists in the crystalline form of Ca-ferrite, which is a stable compound.

Ca과 Cr이 안정하게 존재하는 지를 확인하기 위하여, 1000 ℃에서 2시간 동안 소성시킨 소성물을 5 g씩 취하여 Cr 용출 시험과 유리 칼슘 존재 여부를 시험하였다. 먼저 소성물 5 g을 0.1 N 염산 용액 50 ml에 넣고 30분간 가열한 후, 염산 용액에 용출되어 나온 Cr을 원자흡수분광기로 분석한 결과 100 ppm의 Cr이 용출되어 나왔음을 확인하였다. 또한, 소성물을 에틸렌글리콜에 넣고 65 ℃에서 2시간 동안 유지시키면 유리 칼슘이 에틸렌글리콜에 용해되어 나오는 원리를 이용하여 소성물 5 g을 에틸렌글리콜 100 ml에 넣은 후에 65 ℃에서 2시간 동안 유지시킨 후 용출되어 나온 칼슘을 원자흡수분광기로 분석한 결과 300 ppm의 칼슘이 용출되었음을 확인하였다.In order to confirm whether Ca and Cr are present stably, 5 g of each fired product calcined at 1000 ° C. for 2 hours was used to test the Cr dissolution test and the presence of free calcium. First, 5 g of the calcined product was put in 50 ml of 0.1 N hydrochloric acid solution, and heated for 30 minutes. After analyzing Cr eluted in the hydrochloric acid solution with an atomic absorption spectrometer, it was confirmed that 100 ppm of Cr was eluted. In addition, when the calcined product was put in ethylene glycol and maintained at 65 ° C. for 2 hours, 5 g of the calcined product was put in 100 ml of ethylene glycol and then maintained at 65 ° C. for 2 hours using the principle that free calcium was dissolved in ethylene glycol. After the eluted calcium was analyzed by atomic absorption spectroscopy, it was confirmed that 300 ppm of calcium was eluted.

따라서, 슬러지를 단독으로 소성하면 1000 ℃에서는 Ca이 Ca 페라이트를 100% 형성하지 않고, Fe의 일부는 Fe2O3로 존재하며, Cr이 용출되어 나오므로, 슬러지는 안정화되지 않는다는 것을 알 수 있었다.Therefore, when the sludge alone was fired, it was found that at 1000 ° C., Ca did not form Ca ferrite 100%, a part of Fe was present as Fe 2 O 3 , and Cr was eluted, so that the sludge was not stabilized. .

게다가, 소성 온도를 1100 ℃로 상승시켰을 때도 Cr이 갖고 있는 녹색은 사라지고 소성물 전체가 검정색으로 변하였지만, 용출 시험에서 크롬이 용출되어 나오고 유리 칼슘도 존재하므로 철강 공장 슬러지 단독으로는 안정화되지 않는다는 것을 알 수 있었다.Furthermore, even when the firing temperature was raised to 1100 ° C, the green color of Cr disappeared and the whole of the fired product turned black, but in the dissolution test, chromium was eluted and free calcium was not stabilized by steel mill sludge alone. Could know.

[실시예 2]Example 2

슬러지의 가열 온도에 따른 무게 감량 시험Weight loss test according to the heating temperature of the sludge

수분 함량이 10 중량%인 중금속 폐수의 슬러지의 무게 감량을 열분석기(DTA, TGA(세이코사 (Seico) 제 5200))로 측정하였으며, 측정 결과를 하기 표 3에 기재하였다.The weight loss of the sludge of heavy metal wastewater having a water content of 10% by weight was measured by a thermal analyzer (DTA, TGA (Seico 5200)), and the measurement results are shown in Table 3 below.

[표 3]TABLE 3

슬러지의 가열 온도에 따른 무게 감량Weight loss according to the heating temperature of the sludge

상기 표 3으로부터, 가열 온도가 400 ℃까지는 수분과 유기물의 분해가 일어나고, 그 이후부터는 침전물 형태로 존재하는 화합물의 분해가 일어나며, 800 ℃에서는 슬러지의 무게 감량이 거의 완료되었으며, 그 이후의 온도에서는 산화물들의 고상 반응이 일어난다는 것을 알 수 있었다.From Table 3, the decomposition of water and organic matter occurs until the heating temperature is 400 ℃, the decomposition of the compound present in the form of a precipitate thereafter, the weight loss of the sludge is almost completed at 800 ℃, at a temperature thereafter It was found that the solid phase reaction of the oxides occurred.

[실시예 3]Example 3

안정화제의 첨가 시험Addition test of stabilizer

수분 함량이 약 50 중량%인 중금속 폐수 슬러지를 수분 함량이 10 중량%가 되도록 건조시키고, 건조시킨 슬러지에 슬러지의 중량을 기준으로 하여 산화철을 5 중량% 간격으로 5 중량% 내지 50 중량% 첨가하여 균일하게 혼합한 후, 혼합물을 직경이 약 2 cm인 구형으로 성형시킨 다음, 1000 ℃ 및 1100 ℃에서 2시간 및 4시간 동안 소성하여 칼라세라볼을 제조하였다. 각 경우의 칼라세라볼을 분쇄하여 중금속 용출 시험과 건자재를 붕괴시키는 원인이 되는 유리 칼슘의 존재 여부를 시험하였다.The heavy metal wastewater sludge having a water content of about 50% by weight was dried to have a water content of 10% by weight, and 5 to 50% by weight of iron oxide was added to the dried sludge at intervals of 5% by weight based on the weight of the sludge. After uniformly mixing, the mixture was molded into a sphere having a diameter of about 2 cm, and then calcined at 1000 ° C. and 1100 ° C. for 2 hours and 4 hours to prepare a color cera ball. In each case, the color ceramic ball was pulverized to test for the dissolution of heavy metals and the presence of free calcium which caused the collapse of the building materials.

시험 결과, 1000 ℃에서는 산화철을 10 중량% 첨가하였을 때 유리 칼슘은 존재하지 않았으나, 중금속의 용출은 모든 실험에서 확인되었으며, 1100 ℃에서는 산화철을 10 중량% 첨가하고 2시간 소성하였을 때 중금속이 용출되지 않았고, 유리 칼슘도 확인되지 않았다. 그리고, 산화철을 30 중량% 이상 첨가하면, 소성물이 붉은색을 띄기 시작하였고 50 중량%를 첨가하면 소성물의 색상은 완전히 검붉은색으로 변화하였다.As a result, free calcium was not found when 10 wt% of iron oxide was added at 1000 ° C, but elution of heavy metals was confirmed in all experiments, and heavy metal was not eluted when 10 wt% of iron oxide was added at 1100 ° C and calcined for 2 hours. No free calcium was identified. And, when the iron oxide was added at least 30% by weight, the fired material began to have a red color, and when 50% by weight of iron oxide was added, the color of the fired product was completely changed to a reddish red color.

또한, 산화철 대신에 산화철을 다량으로 함유하는 플루오르산 폐수의 슬러지(표 2)를 첨가한 것을 제외하고는 상기와 동일한 방법으로 칼라세라볼을 제조하였다. 상기 플루오르산 폐수의 슬러지의 첨가량은 20, 30, 40, 50 중량%로, 소성 온도는 900 ℃, 1000 ℃, 1100 ℃로, 소성 시간은 2시간, 4시간으로 하여 중금속 용출 시험을 수행하였다. 그 결과, 플루오르산 폐수 슬러지를 40 중량%, 50 중량% 첨가하고 1100 ℃에서 2시간, 4시간 소성시킨 소성물에서 중금속이 용출되지 않았다. 그리고, 소성물에 존재하는 유리 칼슘을 확인한 결과 플루오르산 폐수 슬러지를 30, 40, 50 중량% 첨가하고 1100 ℃에서 2시간, 4시간 소성시킨 소성물에서는 유리 칼슘이 확인되지 않았다.In addition, color cerabol was prepared in the same manner as described above, except that sludge (Table 2) of fluoric acid wastewater containing a large amount of iron oxide was added instead of iron oxide. Heavy metal dissolution test was carried out with the addition amount of the sludge of the fluoric acid wastewater was 20, 30, 40, 50% by weight, the firing temperature is 900 ℃, 1000 ℃, 1100 ℃, firing time 2 hours, 4 hours. As a result, heavy metals were not eluted from the fired product which 40 weight% and 50 weight% of fluoric acid wastewater sludges were added, and baked at 1100 degreeC for 2 hours and 4 hours. As a result of confirming the free calcium present in the calcined product, free calcium was not found in the calcined product added with 30, 40 or 50 wt% of fluoric acid wastewater sludge and calcined at 1100 ° C. for 2 hours and 4 hours.

이러한 중금속 용출 시험과 유리 칼슘 시험의 결과로부터, 가장 적합한 조건은 플루오르산 폐수의 슬러지를 40 중량% 첨가하고, 1100 ℃에서 2시간 소성한 조건이라는 것을 알 수 있었다. 따라서, 1100 ℃에서 2시간 소성시킨 소성물의 결정상을 확인하기 위하여 소성물을 분쇄하여 X-선 회절 시험을 행하였다.From the results of the heavy metal dissolution test and the free calcium test, it was found that the most suitable conditions were the conditions in which 40% by weight of sludge of fluoric acid wastewater was added and calcined at 1100 ° C. for 2 hours. Therefore, to confirm the crystal phase of the fired product fired at 1100 ° C. for 2 hours, the fired product was ground and subjected to an X-ray diffraction test.

도 3은 산화철이 다량으로 함유된 플루오르산 폐수 슬러지를 1000 ℃에서 2시간 동안 소성시켜 그 결정상을 조사한 X-선 회절도로서, 이로부터 주 결정형이 CaF2와 Fe2O3이라는 것을 알 수 있었다.FIG. 3 is an X-ray diffractogram of a fluoric acid wastewater sludge containing a large amount of iron oxide at 1000 ° C. for 2 hours, and the crystal phases thereof were investigated. From this, it was found that the main crystal forms were CaF 2 and Fe 2 O 3 . .

또한, 철강 공장에서 배출되는 중금속 폐수 슬러지에 산화철이 함유되어 있는 플루오르산 폐수 슬러지를 40 중량% 첨가하고 1100 ℃에서 2시간 동안 소성시킨 소성물의 결정형을 확인하기 위하여 X-선 회절기에 내장된 JCPDS (Joint Committe on Powder Diffraction Standards) 카드를 사용하여 소성물을 검사한 결과를 도 4에 도시하였다. Cr1.3Fe0.7O3은 도 2의 Ca-페라이트와 거의 같은 위치에서 확인되고 있음을 알 수 있었다. 따라서, 두 종류의 슬러지를 혼합하여 1100 ℃에서 2시간 동안 소성시킨 소성물의 결정형은 CaF2, Fe2O3, Ca-페라이트, Cr1.3Fe0.7O3이라는 것을 알 수 있었다.In addition, 40% by weight of fluoric acid wastewater sludge containing iron oxide was added to the heavy metal wastewater sludge discharged from the steel plant, and JCPDS (built in an X-ray diffractometer) was used to confirm the crystal form of the fired product fired at 1100 ° C for 2 hours. 4 shows the results of inspecting the fired material using the Joint Committe on Powder Diffraction Standards card. It can be seen that Cr 1.3 Fe 0.7 O 3 is confirmed at about the same position as Ca-ferrite of FIG. 2. Therefore, it was found that the crystal form of the calcined product mixed with two kinds of sludge and calcined at 1100 ° C. for 2 hours was CaF 2 , Fe 2 O 3 , Ca-ferrite, Cr 1.3 Fe 0.7 O 3 .

또한, 이와 같이 하여 제조된 칼라세라볼, 및 중금속 폐수 슬러지에 플루오르산 폐수 슬러지 40 중량% 및 점토 30 중량%를 첨가하여 1100 ℃에서 2시간 동안 소성시켜 제조한 칼라세라볼의 압축 강도 및 흡수율을 측정하여 하기 표 4에 나타내었다.In addition, the compressive strength and water absorption rate of the color cerabol prepared in this way and the color cerabol produced by firing at 1100 ° C. for 2 hours by adding 40% by weight of fluoric acid wastewater sludge and 30% by weight of clay to heavy metal wastewater sludge. The measurement is shown in Table 4 below.

[표 4]TABLE 4

제조 방법에 따른 칼라세라볼의 물성Physical Properties of Color Cera Ball According to Manufacturing Method

표 4의 시험 결과로부터, 본 발명에 따라 흡수율과 압축 강도가 우수한 칼라세라볼이 제조되었다는 것을 알 수 있고, 점토를 30 중량% 첨가하고 1100 ℃에서 2시간 동안 소성시킨 칼라세라볼의 물성이 점토를 첨가하지 않고 제조한 칼라세라볼 보다 제반 물성이 우수하다는 것도 알 수 있었다.From the test results of Table 4, it can be seen that according to the present invention, a color cera ball having excellent absorption and compressive strength was prepared, and the physical properties of the color cera ball which was added at 30% by weight of clay and calcined at 1100 ° C. for 2 hours were clay. It was also found that the physical properties were superior to that of the colored cerabol prepared without the addition.

또한, 위의 두가지 경우 외에도, 장석, 규석, 도석, 카올린 등과 같은 광석을 10 내지 60 중량% 첨가하였을 때도 점토를 첨가하였을 때와 마찬가지로 칼라세라볼의 제반 물성이 증가하는 경향을 나타내었다.In addition, in addition to the above two cases, when the addition of ore, such as feldspar, quartz, pottery stone, kaolin 10 to 60% by weight also showed a tendency to increase the overall physical properties of the color cerabol like clay.

[실시예 4]Example 4

카라세라볼을 입체적으로 착색시키는 방법How to color Carrasera ball three-dimensionally

중금속 폐수의 슬러지와, 각각 산화철 및 산화철을 다량으로 함유하고 있는 플루오르산 폐수의 슬러지 (Fe 함량: 21.30 중량%) 30 중량% 및 50 중량%를 혼합하여 구형 및 파석 형태로 성형한 후 성형물에 도자기 공장에서 사용되는 기존의 푸른 색상의 유약을 코팅하였다. 이와 같은 성형물을 각각 1100 ℃, 1000 ℃에서 2시간 동안 소성하여, 안쪽은 검정색을 띄고 바깥쪽은 푸른 색상을 띄는 입체적인 칼라세라볼을 제조하였다.Sludge of heavy metal wastewater and 30% and 50% by weight of sludge (Fe content: 21.30 wt%) of fluoric acid wastewater containing a large amount of iron oxide and iron oxide, respectively, are molded into spherical and crushed forms, It is coated with the existing blue glaze used in the factory. The molded product was calcined at 1100 ° C. and 1000 ° C. for 2 hours, respectively, to prepare a three-dimensional color cera ball having an inner black color and an outer blue color.

이와 같이 제조한 칼라세라볼을 시멘트와 혼합하여 테라조타일을 만들고 이를 연마하자 칼라세라볼은 도 1에 도시한 바와 같이 안쪽은 검정색을 띄고 바깥쪽은 푸른 색상을 띄는 입체적인 무늬를 나타내었다.Thus prepared color cera ball mixed with cement to form a terrazzo tile and polished it, as shown in Figure 1 color cera ball has a three-dimensional pattern with a black color on the outside and a blue color on the outside.

[실시예 5]Example 5

칼라세라볼의 내구성 실험Durability Test of Color Cera Ball

상기 실시예 3에서 제조한 2종의 칼라세라볼이 기후 변화에 대해 어떠한 내구성을 갖는지를 시험하기 위하여, 칼라세라볼을 물 속에 10분간 담근 후에 -50 ℃ 에서 60 ℃를 60분 간격으로 바로바로 이동시키면서 48시간 동안 유지시켜 압축 강도를 시험하였다. 그 결과, 2종의 칼라세라볼은 압축 강도의 변화가 전혀 없음을 알 수 있었다.In order to test what kind of durability the two color cerabols prepared in Example 3 are resistant to climate change, the color cera ball is soaked in water for 10 minutes and then directly at -50 ° C to 60 ° C at 60 minute intervals. The compressive strength was tested by keeping for 48 hours while moving. As a result, it was found that the two kinds of color ceramic balls had no change in compressive strength.

본 발명에 따르면, 중금속 폐수의 슬러지를 사용하여 인조자갈 및 칼라세라볼을 제조하고, 이와 같이 제조된 칼라세라볼을 사용하여 건축용 바닥재로 사용되는 테라조일을 제조할 수 있으며, 본 발명에 따라 제조된 인조자갈 및 칼라세라볼은 흡수율이 낮고 압축 강도가 높으며, 온도에 대한 내구성이 우수하다. 또한, 입체적인 색상을 갖는 칼라세라볼 및 이를 사용한 테라조타일을 제조할 수도 있다. 따라서, 자연산 검정색 암석을 사용하지 않고 중금속 폐수의 슬러지를 재활용함으로써 폐기물 처리 비용을 절감할 수 있어, 경제적이면서도 환경 오염을 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 우수한 물성을 갖는 검정색 계통의 칼라세라볼 및 테라조타일을 제조할 수 있다.According to the present invention, it is possible to manufacture artificial gravel and color ceramic balls using sludge of heavy metal wastewater, and to prepare terrazoils used as building flooring materials using the prepared colored cera balls, manufactured according to the present invention. Synthetic gravel and color ceramic ball have low absorption rate, high compressive strength and excellent durability against temperature. In addition, it is also possible to produce a color cera ball having a three-dimensional color and a terrazzo tile using the same. Therefore, the waste treatment cost can be reduced by recycling the sludge of heavy metal wastewater without using natural black rock, which is economical and reduces environmental pollution, as well as color-based color ceramic ball and terrazotile with excellent physical properties. Can be prepared.

Claims (8)

중금속 폐수 슬러지와, 안정화제로서의 산화철 또는 산화철을 함유하는 플루오르산 폐수 슬러지를 혼합하는 단계,Mixing heavy metal wastewater sludge with fluoric acid wastewater sludge containing iron oxide or iron oxide as a stabilizer, 혼합물을 구형 또는 파석 형태로 성형하는 단계, 및Shaping the mixture into spherical or crushed form, and 성형물을 소성하는 단계Firing the molding 를 포함하는 중금속 폐수 슬러지를 사용한 인조자갈 또는 칼라세라볼의 제조 방법.Method for producing artificial gravel or color cerabol using heavy metal wastewater sludge comprising a. 제1항에 있어서, 성형물의 소성 전에, 성형물을 코팅 용액으로 코팅하는 단계를 더 포함하는 중금속 폐수 슬러지를 사용한 인조자갈 또는 칼라세라볼의 제조 방법.The method of claim 1, further comprising the step of coating the molding with a coating solution prior to firing the molding. 제1 또는 2항에 있어서, 안정화제가 산화철이며, 산화철의 첨가량이 중금속 폐수 슬러지의 수분 함량 10 중량%를 기준으로 할 때 중금속 폐수 슬러지의 중량을 기준으로 10 내지 30 중량%인 중금속 폐수 슬러지를 사용한 인조자갈 또는 칼라세라볼의 제조 방법.3. The heavy metal wastewater sludge according to claim 1 or 2, wherein the stabilizing agent is iron oxide, and the iron oxide addition amount is 10 to 30% by weight based on the weight of the heavy metal wastewater sludge, based on the water content of the heavy metal wastewater sludge 10% by weight. Method for producing artificial gravel or color cera ball. 제1 또는 2항에 있어서, 안정화제가 산화철을 함유하는 플루오르산 폐수 슬러지이며, 플루오르산 폐수 슬러지의 수분 함량 10 중량%를 기준으로 할 때 플루오르산 폐수 슬러지 중 Fe의 함량이 20 내지 30 중량%이고, 플루오르산 폐수 슬러지의 첨가량이 중금속 폐수 슬러지의 수분 함량 10 중량%를 기준으로 할 때 중금속 폐수 슬러지의 중량을 기준으로 30 내지 50 중량%인 중금속 폐수 슬러지를 사용한 인조자갈 또는 칼라세라볼의 제조 방법.The fluoric acid wastewater sludge according to claim 1 or 2, wherein the stabilizer is a fluoric acid wastewater sludge containing iron oxide, and the content of Fe in the fluoric acid wastewater sludge is 20 to 30% by weight based on 10% by weight moisture content of the fluoric acid wastewater sludge. Method for manufacturing artificial gravel or color cerabol using heavy metal wastewater sludge having 30 to 50% by weight based on the weight of heavy metal wastewater sludge when the amount of the fluoric acid wastewater sludge is added based on the water content of the heavy metal wastewater sludge 10% by weight. . 제1 또는 2항에 있어서, 소성 온도가 900 ℃ 내지 1200 ℃인 방법.The method according to claim 1 or 2, wherein the firing temperature is 900 ° C to 1200 ° C. 제1 또는 2항에 있어서, 중금속 폐수 슬러지와 안정화제를 혼합할 때, 장석, 점토, 백토, 카올린, 도석 광물, 플라이 애쉬, 실리카, 마그네사이트, 보오크사이트, 폐유리, 알루미나 및 폐주물사로 이루어지는 군으로부터 선택된 1종 이상의 물질을 중금속 폐수 슬러지의 수분 함량 10 중량%를 기준으로 할 때 중금속 폐수 슬러지의 중량을 기준으로 10 내지 60 중량% 첨가하여 함께 혼합하는 방법.The group according to claim 1 or 2, wherein when the heavy metal wastewater sludge and the stabilizer are mixed, feldspar, clay, clay, kaolin, pottery mineral, fly ash, silica, magnesite, bauxite, waste glass, alumina and waste foundry sand Adding at least one material selected from 10 to 60% by weight, based on the weight of the heavy metal wastewater sludge, based on the water content of 10% by weight of the heavy metal wastewater sludge. 제1 내지 6항 중 어느 한 항에 기재된 방법으로 제조된 인조자갈 또는 칼라세라볼.Artificial gravel or color cerabol produced by the method according to any one of claims 1 to 6. 제7항에 기재된 칼라세라볼이 사용된 테라조타일.The terrazzo tile using the color cera ball of Claim 7.
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