KR100314707B1 - 스티렌-부타디엔 라텍스를 이용한 미분의 일반탄 괴성화방법 - Google Patents
스티렌-부타디엔 라텍스를 이용한 미분의 일반탄 괴성화방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 미분의 일반탄을 괴성화시키는 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 미분의 일반탄을 괴성화시키는데 있어서 결합제로 스티렌-부타디엔 라텍스를 사용함으로써, 결합제를 소량 사용하고도 미분의 일반탄을 괴성화시킬 수 있고, 괴성화온도를 상온으로 낮출 수 있으며, 젖은탄도 별도의 건조공정없이 괴성화시킬 수 있는 방법에 관한 것이다.
Description
본 발명은 미분의 일반탄을 괴성화시키는 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 미분의 일반탄을 괴성화시키는데 있어서 결합제로 스티렌-부타디엔 라텍스를 사용함으로써, 결합제를 소량 사용하고도 미분의 일반탄을 괴성화시킬 수 있고, 괴성화온도를 상온으로 낮출 수 있으며, 젖은탄도 별도의 건조공정없이 괴성화시킬 수 있는 방법에 관한 것이다.
재선공정중의 하나인 코렉스(corex)공정에 사용되는 석탄은 일반탄으로 그 입도가 8㎜이상으로 제한되어 있지만, 코렉스 공정용으로 수입된 석탄의 상당량(최대 60)이 8㎜이하의 미분으로 구성되어 있어, 수입된 석탄이 코렉스 공정에 사용되지 못하고 PCI용이나 코크스용 탄으로 전용되고 있는 것이 현실이다.
그러나, 코렉스용 석탄의 성질이 규정되어 있기 때문에 사용되지 못한 석탄을 상기와 같은 용도로 전용하는데에는 한계가 있다. 따라서, 수입되는 석탄에 있어서 괴탄의 비율을 높여야 하며, 부득이하게 발생되는 미분들은 적절한 방법으로처리하여 코렉스의 경쟁력을 향상시키도록 하여야 할 것이다.
이에 종래 이러한 미분을 처리하는 방법이 개발되었는데, 그 중 발생한 미분들을 괴성화시켜 코렉스에 장입하는 것이 가장 유용한 방법으로 알려져 있다. 이러한 방법을 예를 들면, 아황산 폐액, 녹말, 아스팔트 등을 결합제로 사용하여 미분의 일반탄을 괴성화시키는 방법이다.
그러나, 상기한 방법들은 결합제를 10~20중량의 양으로 다량 사용하여야 하므로 과다비용이 발생하여 가격경쟁력이 떨어지며, 결합제를 용융온도 이상까지 가열하여 용융시킨 후 괴성화시켜야 하고, 젖은 상태의 미분인 경우에는 괴성화전에 먼저 건조를 시켜야 하므로, 괴성화 공정이 복잡해지는 문제점이 있다.
이에, 본 발명자들은 상기한 문제점을 해결하기 위해서 연구를 거듭한 결과, 미분의 일반탄을 괴성화하는데 있어서 스티렌-부타디엔 라텍스를 결합제로 사용한 다면, 결합제를 소량 사용하고도 미분의 일반탄을 괴성화시킬 수 있고, 괴성화온도를 상온으로 낮출 수 있으며, 젖은탄을 별도의 건조공정없이 괴성화시킬 수 있다는 것을 발견하고 본 발명을 완성하게 되었다.
따라서, 본 발명의 목적은 결합제를 소량 사용할 수 있고, 괴성화 온도를 상온으로 낮출 수 있으며, 별도의 처리공정없이 간단한 공정에 의해 미분의 일반탄을 괴성화시키는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 상기한 목적 및 다른 목적들은 하기 발명의 구성 및 작용으로부터명백해질 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 미분의 일반탄의 괴성화 방법은, 결합제로 스티렌-부타디엔 라텍스를 사용함을 특징으로 한다. 구체적으로, 본 발명에 따른 미분의 일반탄을 괴성화시키는 방법은 스티렌-부타디엔 라텍스를 0.5~5중량의 양으로 사용함을 특징으로 한다.
이하, 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.
스티렌-부타디엔 라텍스는 수용화된 상태로 존재하므로 일반탄과의 균일 혼합이 쉽고, 또한 폴리머 내부에 부타디엔의 이중결합이 존재하기 때문에 접착력이 있어, 기존에 탄산칼슘, 크레이, 규사 등의 무기물질을 결합시키는데 응용되어 왔다.
본 발명의 괴성화 방법에서는 이러한 특성을 갖는 스티렌-부타디엔 라텍스를 결합제로 사용하므로, 이를 소량 사용하고도 미분의 일반탄을 괴성화시킬 수 있다.
즉, 본 발명의 방법에서는 라텍스를 5중량이상으로 사용하면, 라텍스의 고무 성질의 과다로 압축강도의 감소를 초래하는 문제점이 발생하고, 0.5중량미만으로 사용하면괴성화가 불가능한 문제점이 있으므로, 라텍스를 0.5~5중량의 양으로, 95~99.5중량의 미분의 일반탄과 혼합하여 괴성화시킨다.
한편, 본 발명에서 사용된 스티렌-부타디엔 라텍스는 물을 용매로 하기 때문에, 미분의 일반탄이 젖었을 경우에도 별도로 건조시킬 필요없이 괴성화시킬 수 있으므로, 공정이 간단하다.
상기한 비율로 혼합된 미분의 일반탄을 괴성화시키는 방법은 당업계에서 공지된 방법을 적의하게 선정하는데, 예를 들면, 미분의 일반탄과 결합제를 일정온도에서 균일 혼합하여 괴성화시킨다.
즉, 아스팔트를 결합제를 사용하는 경우에는 아스팔트 결합제를 용융시켜주기 위해서 결합제의 온도를 110~130℃를 유지시킨후 일반탄과의 균일 혼합을 행하여 괴성화하여야 하지만, 본 발명에서는 스티렌-부타디엔 라텍스를 결합제로 사용하므로, 라텍스가 얼지 않는 온도이상에서, 수분의 증발이 발생되지 않는 온도 범위 즉 0~50℃의 온도범위에서 균일 혼합하여 괴성화시킨다.
한편, 미분의 일반탄을 괴성화시키는데 스티렌-부타디엔 라텍스를 결합제로 사용하는 경우 건조 속도가 느리고, 초기 강도가 약하다. 따라서, 이를 해결하기 위하여, 괴성화직후 염화칼슘, 황산알루미늄, 황산마그네슘, 규불화수소 등과 같은 경화촉진제를 0.1~2.0중량부의 양으로 사용하여 경화를 촉진시킬 수 있다.
그리고, 메틸셀룰로오스, 카르복시메틸셀룰로오스, 전분, 당밀 및 카제인 등의 천연 증점제, 폴리아크릴산 소다, 폴리아크릴레이트, 폴리비닐알코올 및 알칼리 팽윤성 에멀젼 등의 합성증점제 및 벤토나이트, 콜로이달 실리카 등의 무기 증점제를 0.1~2.5중량부의 양으로 부가하여 초기강도를 향상시킬 수도 있다. 또한, 상기 경화촉진제와 증점제를 동시에 부가할 수도 있다.
이하, 각종 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.
(실시예 1)
2㎜이하의 일반탄과 스티렌-부타디엔 라텍스를 괴성화시켜 코렉스 공정에 사용할 수 있는 압축강도를 얻을 수 있는가에 대하여 평가하였다.
즉, 2㎜이하의 일반탄에 스티렌-부타디엔 라텍스 100중량부에 물 400중량부를 혼합한 혼합액을 하기 표 1에 기재된 함량으로 부가하여 균일하게 혼합한 후, 도가니에 장입한 다음, 25℃의 온도를 유지한 몰드에서 10초동안 괴성화한 후 꺼내어 저장하였다. 그 다음, 시간에 경과에 따른 압축강도를 측정하고, 그 결과를 표 1에 나타내었다.
| 단위: ㎏/㎠ | |||||
| 1분 | 10분 | 10시간 | 100시간 | ||
| 스티렌-부타디엔 라텍스 | 1중량 | 2.5 | 2.7 | 10.3 | 270.5 |
| 2중량 | 2.9 | 3.5 | 15.2 | 303.5 | |
| 3중량 | 3.2 | 3.4 | 20.1 | 310.7 | |
| 10중량 | 3.0 | 3.1 | 5.6 | 32.5 |
(실시예 2)
스티렌-부타디엔 라텍스 100중량부, 메틸셀룰로오스 1.2중량부 및 물 400중량부를 혼합한 혼합액을 하기 표 2에 기재된 함량으로 사용한다는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 괴성화시킨후, 시간에 경과에 따른 압축강도를 측정하고, 그 결과를 표 2에 나타내었다.
| 단위: ㎏/㎠ | |||||
| 1분 | 10분 | 10시간 | 100시간 | ||
| 스티렌-부타디엔 라텍스 | 1중량 | 4.5 | 9.8 | 35.2 | 294.5 |
| 2중량 | 5.9 | 12.5 | 45.3 | 327.8 | |
| 3중량 | 6.8 | 15.7 | 59.7 | 332.5 | |
| 10중량 | 5.6 | 6.5 | 15.3 | 29.8 |
(실시예 3)
스티렌-부타디엔 라텍스 100중량부, 염화칼슘 0.1중량부 및 물 400중량부를 혼합한 혼합액을 하기 표 3에 기재된 함량으로 사용한다는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 괴성화시킨후, 시간에 경과에 따른 압축강도를 측정하고, 그 결과를 표 3에 나타내었다.
| 단위: ㎏/㎠ | |||||
| 1분 | 10분 | 10시간 | 100시간 | ||
| 스티렌-부타디엔 라텍스 | 1중량 | 11.3 | 17.8 | 37.6 | 305.5 |
| 2중량 | 13.2 | 19.7 | 49.7 | 332.2 | |
| 3중량 | 15.4 | 23.5 | 59.5 | 345.8 | |
| 10중량 | 10.9 | 17.3 | 23.5 | 27.5 |
상기에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 미분의 일반탄을 괴성화시키는 방법은 스티렌-부타디엔 라텍스를 결합제로 사용하는 것으로, 결합제를 소량하고도 괴성화가 가능하여 가격경쟁력을 높일 수 있고, 젖은탄의 경우에도 별도의 건조공정을 거칠 필요없이 괴성화시킬 수 있으며, 상온에서 괴성화가 가능하므로 괴성화 공정이 간단한 장점이 있다.
Claims (4)
- 미분의 일반탄을 괴성화시키는데 있어서, 결합제로 스티렌-부타디엔 라텍스를 사용함을 특징으로 하는 괴성화 방법.
- (정정)제 1항에 있어서, 메틸셀룰로오스, 카르복시메틸셀룰로오스, 전분, 당밀, 카제인, 폴리아크릴산 소다, 폴리아크릴레이트, 폴리비닐알코올, 알칼리 팽윤성 에멀젼, 벤토나이트 및 콜로이달 실리카로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 증점제를 더 사용함을 특징으로 하는 괴성화 방법.
- 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 염화칼슘, 황산알루미늄, 황산마그네슘 및 규불화수소로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 경화촉진제를 더 사용함을 특징으로 하는 괴성화 방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 스티렌-부타디엔 라텍스를 0.5~5중량의 양으로 사용함을 특징으로 하는 괴성화 방법.
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