KR100516357B1 - 건설폐기물의 재활용을 위한 습식 및 건식 겸용 재생골재의 제조방법 - Google Patents

건설폐기물의 재활용을 위한 습식 및 건식 겸용 재생골재의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 건설폐기물의 재활용을 위한 습식 및 건식겸용 재생골재의 제조방법에 관한 것으로, 본 발명의 목적은 건설폐기물의 파쇄 및 선별과정에서 발생하는 미분과 이 물질을 건식으로 분리하고, 습식으로 재차 분리하여, 저용량의 수처리 공정만으로도 건설폐기물로부터 양질의 모래 및 골재를 제조하는 방법을 제공하는데 있다.
본 발명은 건설 폐기물에서 재생 골재를 생산하는 방법에 있어서, 일정크기로 전처리되어 공급되는 건설 폐기물을 분쇄한 후 진동 선별하고, 송풍기와 싸이론을 이용하여, 건식으로 재생골재에서 이 물질과 미분을 분리함으로써 재생골재를 생산하는 건식처리단계(A)와, 상기 건식처리단계에서 생산된 재생골재를 수세하여, 습식으로 이 물질과 미분을 분리함으로써 0.3~4.75㎜ 및 4.75㎜이상의 재생골재를 분류 생산하는 습식처리단계(B)를 거쳐 재생골재를 생산하는 방법을 발명의 요지로 한다.

Description

건설폐기물의 재활용을 위한 습식 및 건식 겸용 재생골재의 제조방법{wet and dry type Manufacturing method of aggregate for recycling construction waste material}
본 발명은 건설폐기물의 재활용을 위한 습식 및 건식 겸용 재생골재의 제조방법에 관한 것으로, 건설페기물을 사용하여 재생골재를 생산시 건식 및 습식방법을 겸용으로 사용하여 생산함으로써 수처리 정화시설의 처리 용량을 저감시켜 환경오염을 방지시키면서 양질의 골재를 생산하는 방법에 관한 것이다.
골재란 몰탈이나 콘크리트를 만들기 위해 시멘트와 물과 함께 섞는 모래, 자갈 등의 재료를 말하는데, 종래에는 주로 경제적인 이유에서 시멘트 페이스트와 혼합되는 단순한 충전재로 여겨왔으나 , 최근에는 그 품질의 양부가 콘크리트 특성에 매우 큰 영향을 미치는 것으로 밝혀지고 있다.
일반적으로 건설용 골재로서 하천골재가 이상적이지만 80년대 이후 천연골재의 과다한 대량채취로 생태계 파괴의 심각성과 자연보호차원의 각종 규제로, 굵은 골재는 1990년 이전 이미 반입이 중단되어 쇄석으로 대체되었고, 잔골재는 고갈상태로서 건설산업에 커다란 위협이 되고 있다.
특히 잔골재의 경우는 천연자원 이외에 부순모래등 골재자원을 개발하여 품종을 다양화시키고 있으나, 부순모래는 불량한 입형 및 미립분 함유량, 육지모래는 점토 함유량, 바다 모래는 염분 함유량, 산모래는 연질풍화물 등에 의하여 전반적으로 품질이 악화되고 있는 실정이다.
이에 대한 대응으로 일본 등 외국에서는 콘크리트용 잔골재로서 부순모래의 활용에 대한 괄목할만한 진전이 있으나, 국내의 경우 굵은 골재는 이미 부순돌(쇄석)을 이용하는 것이 보편화되어 있음에도 불구하고 부순모래(쇄사)에 대한 개발이나 활용은 매우 미흡한 상황이다.
부순모래는 천연모래와 달리 암석을 크럿셔 등으로 파쇄하여 인공적으로 만든 잔골재를 말하며, 국내에서는 부순돌 생산시에 발생되는 석분(입경 8㎜ 이하의 부산물로 생산량의 25-30%정도가 발생)을 원재료로 사용하는 경우가 대부분 이였다.
최근에는 천연 잔골재의 부족으로 부순모래의 원재료 구하기가 어려워져 입경 15-40㎜의 부순돌로 하기도 한다.
그런데, 그 제조과정에서 분쇄, 분급, 수처리 등 여러 단계를 거쳐 제조되는 것으로 그 품질이 열악하고, 제조시스템이 조금이라도 변화하는 경우 생산되는 부순모래의 품질이 매우 큰 차이가 나타나고 있다.
부순모래의 제조방법을 보면 파쇄 및 분급과정을 거친 후 물로 씻어내어 부순모래를 제조하는 것이 일반적인 방법이다. 구체적인 제조설비를 살펴보면, 크러셔를 정점으로 해서 재료공급장치(호퍼, 피더), 컨베이어 벨트, 스크린, 탁수처리시설, 제어기기 및 경우에 따라서는 집진장치, 건조장치 등이 필요하다.
또한 암석을 파쇄 및 분쇄하지 않고 건설 폐기물을 이용하여 부순모래를 제조하는 방법으로는 대한민국 특허출원 제 10-2002-0001560호가 있는데, 그 구성을 보면 전공정과, 후공정으로 나뉘고 전공정은 원료투입-> 1차 파쇄 -> 1차분급 -> 수중선별 -> 2차 파쇄 ->2차분급-> 3차 파쇄 -> 재생원료 생산 순으로 진행되고, 후공정은 재생원료 투입-> 1차 분급 -> 1차 파쇄 -> 2차 분급 ->2차 파쇄 및 연마-> 3차 분급 -> 최종 제품(부순모래)을 생산하는 방법에 관한 것이나, 그 공정이 대단히 복잡하여 현장등에서 이를 생산하기에 매우 복잡한 공정을 가지고 있어 그 산업상 유용성이 매우 낮다는 문제점이 있다.
또한 상기와 같이 암석을 사용하거나 건설폐기물을 이용하여 부순모래를 제조하는 방법은 그 단계내에 수세 단계를 가지게 되어 필연적으로 오염수 및 이를 처리하는 대용량의 수처리 공정이 추가적으로 필요하게 되어 원가상승 및 환경오염과 같은 구조적인 문제점을 가지고 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 자연자원인 암석도 이용가능하나 이보다는 특히 재개발 및 재건축현장에서 다량으로 배출되어 나오는 건설 폐기물을 습식 및 건식 겸용 방식으로 재생골재를 생산하도록 최초 투입되는 건설폐기물은 건식방법으로 이물질과 미분을 분리하고, 재차 습식으로 이 물질과 미분을 분리하여, 저용량의 수처리 공정만으로 양질의 골재를 생산할 수 있어서, 건설폐기물의 재활용도를 높임과 동시에 습식만으로 골재생산시 요구되는 수처리공정 장치의 처리용량을 저감시켜 발생되는 폐수로 인한 환경오염을 방지토록 하는 건설폐기물을 통한 재생골재 제조방법을 제공하는데 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 과제를 수행하는 본 발명의 실시예인 구성과 그 작용을 첨부도면에 연계시켜 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 습식 및 건식 겸용 재생골재 생산장치의 개략도를 도시하고 있는데, 본 발명의 구성은 건설 폐기물에서 재생 골재를 생산하는 장치에 있어서,
40㎜ 이하로 전처리된 재생골재가 투입되는 피드호퍼(1)와,
컨베이어(6A)로 이송된 상기 재생골재를 파쇄하는 콘 크러셔(2)와,
콘크러셔에서 파쇄된 재생골재를 컨베이어(6B)를 통해 이송받아 골재 크기별로 선별하는 진동선별기(3A)와,
진동선별기에서 분류된 5㎜ 이하의 크기를 가지는 재생골재를 이송하는 컨베이어(6D)와,
진동선별기 말단부에서 낙하하여 컨베이어(6E)를 통해 이송된 5㎜ 보다 크고 15㎜보다 작은 재생골재를 파쇄하는 제트 크러셔(수직형 임팩트 크러셔)(4A)와,
제트 크러셔(4A)에서 분쇄된 재생골재를 컨베이어(6D)에 공급하는 컨베이어(4B)와,
진동 선별기 말단에서 송풍기(3B)를 통해 송풍되면서 이 물질과 분류된 후 낙하한 15㎜보다 큰 재생골재를 컨베이어(6A)로 재 공급하는 컨베이어(6C)와,
컨베이어(6D)로부터 재생골재를 공급받아 송풍기(5D)를 사용 비산시켜 분류하는 미분포집기(5A) 및 비산된 0.3㎜ 미만의 미분을 집진하는 다수의 사이클론집진기(5B)와,
미분포집기(5A) 하부로 배출된 재생골재를 컨베이어를 통해 공급받아 0.3~4.75㎜ 및 4.75㎜ 이상의 크기로 분류하는 진동선별기(7A)와,
상기 진동선별기에서 진동되면서 진동선별기의 천공된 구멍을 통해 하부로 낙하되어 하부 컨베이어(도시없음)에 의해 공급된 0.3~4.75㎜ 크기의 재생골재를 수세하는 워싱플랜트(8A) 및 이를 배출하는 컨베이어(8B)와,
상기 진동선별기의 끝단에서 송풍기(7B)로 송풍되어 이 물질과 분류된 후 낙하된 4.75㎜ 이상의 재생골재를 수세하는 더블 로그 와셔(10A) 및 이를 배출하는 컨베이어(10B)와,
상기 워싱플랜트(8A) 및 더블 로그 와셔(10A)에서 사용된 물을 수처리하는 저용량의 세퍼레이션 쓰루(Separation through)(9) 및 세디멘테이션 베이선(Sedimentation Basin)(11)으로 장치 구성된다.
또한 필요시 상기 진동선별기에서 분류된 4.75㎜ 이상의 재생골재를 재차 파쇄하여, 미분포집기(5A) 이전의 컨베이어(6D)로 재 이송하도록 제트 크러셔(12) 및 컨베이어(7C)를 더 포함하여 설치 구성할 수 있다.
상기와 같은 장치 구성을 사용한 본 발명 건설 폐기물에서 재생 골재를 생산하는 방법은,
일정크기로 전처리되어 공급되는 건설 폐기물을 분쇄한 후 진동선별하고, 송풍기와 사이클론을 이용하여, 건식으로 재생골재에서 이 물질과 미분을 분류함으로써 재생골재를 생산하는 건식처리단계(A)와,
상기 건식처리단계에서 생산된 재생골재를 진동선별 및 송풍분류 후 수세하는 습식으로 재차 이 물질과 미분을 분리함으로써 0.3~4.75㎜ 및 4.75㎜ 이상의 재생골재를 분류 생산하는 습식처리단계(B)를 거쳐 재생골재를 생산하는 방법을 특징으로 한다.
상기 건식처리단계(A)는,
40㎜ 이하로 전처리된 재생골재를 피드호퍼(1)에 투입하여 컨베이어(6A)로 이송하는 단계와,
이송된 재생골재를 콘 크러셔(2)를 사용하여 파쇄하는 단계와,
상기단계 후 컨베이어(6B)를 통해 이송된 재생골재를 천공구멍 크기를 달리하는 진동선별기(3A)를 통해 크기별로 분류하여 5㎜ 이하의 크기를 가지는 재생골재는 진동선별기 초입에서 하부에 장치된 컨베이어(6D)를 통해 다음 단계로 진행시키고, 5㎜ 보다 크고 15㎜보다 작은 재생골재는 진동스크린의 말단부에서 낙하하여 컨베이어(6E)를 통해 제트 크러셔(4A)로 이송하여 재차 분쇄된 후 컨베이어(4B)로 이송되고, 15㎜보다 큰 재생골재는 진동 선별기 말단에서 송풍기(3B)를 통해 송풍되면서 이 물질을 분류된 후 낙하하여 컨베이어(6C)를 통해 컨베이어(6A)로 공급하여 콘크러셔(2)로 재이송 되어 재차 파쇄하는 단계와,
상기 진동선별기를 통과한 5㎜ 이하의 크기를 가지는 재생골재 및 제트 크러셔(4A)로 이송되어 재차 분쇄된 재생골재가 컨베이어(6D)에서 합쳐진 후 미분포집기(5A)로 공급되면서 송풍기(5D)에 의해 비산된 0.3㎜ 미만의 미분은 사이클론집진기(5B)에 집진된 후 컨베이어(5C)에 의해 이송되어 배출되고, 비산되지 않은 나머지 재생골재는 미분포집기(5A) 하부로 배출되어 컨베이어로 이송되는 미분포집 단계로 이루어진다.
상기 습식처리단계(B)는,
건식처리단계의 미분포집기(5A) 하부로 배출되어 컨베이어를 통해 진동선별기(7A)로 이송된 후 0.3~4.75㎜ 크기의 재생골재는 진동선별기에서 진동되면서 진동선별기의 천공된 구멍을 통해 하부로 낙하되어 컨베이어에 의해 워싱플랜트(8A)로 공급하고, 4.75㎜ 이상의 재생골재는 진동선별기의 끝단에서 송풍기(7B)로 송풍하여 이 물질을 분류시킨 후 낙하시켜 더블 로그 와셔(10A)로 공급하는 분류선별 단계와,
상기 단계에서 공급된 0.3~ 4.75㎜ 크기의 재생골재를 워싱플랜트(8A)에서 수세 후 컨베이어(8B)를 통해 배출하는 단계와,
상기 단계에서 공급된 4.75㎜ 이상의 재생골재를 컨베이어(7C)로 이송받아 더블 로그 와셔(10A)에서 수세 후 컨베이어(10B)를 통해 배출되는 단계와,
상기 워싱플랜트(8A) 및 더블 로그 와셔(10A)에서 사용된 물을 저용량의 세퍼레이션 쓰루(Separation through)(9) 및 세디멘테이션 베이선(Sedimentation Basin)(11)에서 처리된 후 재사용되는 수처리 단계로 이루어진다.
또한 필요시 상기 진동선별기에서 분류된 4.75㎜ 이상의 재생골재를 제트 크러셔(12)로 재차 파쇄하여, 미분포집단계 이전의 컨베이어(6D)에 재이송하는 단계로 이루어진다.
또한 상기 공정에서 사용되는 골재규격은 필요에 따라 변경하여 사용할 수 있다.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
상기와 같은 본 발명은 자연자원인 암석도 이용가능하나 이보다는 특히 재개발 및 재건축현장에서 다량으로 배출되어 나오는 건설 폐기물을 습식 및 건식 겸용 방식으로 재생골재를 생산하여, 건설폐기물의 재활용도를 높임과 동시에 습식만으로 골재생산시 요구되는 수처리공정 장치의 처리용량을 저감시킴으로써 수처리시 발생되는 폐수 용량 또한 적게 방출토록 함으로써 환경오염도 방지하고, 골재의 크기별로 분류 생산할 수 있어서 그 유용성이 아주 커 산업상 이용이 기대되는 발명인 것이다.
도 1은 본 발명의 습식 및 건식 겸용 재생골재 생산장치의 개략도
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
(1) : 피드호퍼 (2) : 콘 크러셔
(3B, 5D, 7B) : 송풍기 (3A, 7A) : 진동선별기
(4A, 12) : 제트 크러셔(수직형 임팩트 크러셔)
(4B, 5C, 6A, 6B, 6C, 6D, 6E, 7C, 8B, 10B) : 컨베이어
(5A) : 미분포집기 (5B) : 사이클론집진기
(8A) : 워싱 플랜트 (9) : 세퍼레이션 쓰루(Separation through)
(10A) : 더블 로그 와셔 (11) : 세디멘테이션 베이선(Sedimentation Basin)

Claims (6)

  1. 호퍼 등의 폐기물 공급 수단, 컨베이어 등의 이송 수단, 각종 크러셔 등의 분쇄 수단과 송풍기 등의 송풍수단, 각종 수처리 수단 등을 포함하는 통상의 폐기물 처리수단을 구비한 후 이를 유기적으로 배열 설치하여 건설 폐기물에서 재생 골재를 생산하는 방법에 있어서,
    일정크기로 전처리되어 공급되는 건설 폐기물을 분쇄한 후 진동선별하고, 송풍기와 다수의 사이클론 집진기를 이용하여, 건식으로 재생골재에서 이 물질과 미분을 분류하여, 재생골재를 생산하는 건식처리단계(A)와;
    상기 건식처리단계에서 생산된 재생골재를 진동선별하고, 송풍하여 이 물질을 분류한 후 수세하는 습식으로 재차 미분과 이 물질을 분리함으로써 0.3~4.75㎜ 및 4.75㎜ 이상의 재생골재를 연속적으로 생산하는 습식처리단계(B)를 거쳐 재생골재를 생산하는 단계로 이루어지되,
    상기 건식처리단계(A)는 40㎜ 이하로 전처리된 재생골재를 피드호퍼(1)에 투입하여 컨베이어(6A)로 이송하는 단계와;
    이송된 재생골재를 콘 크러셔(2)를 사용하여 파쇄하는 단계와;
    상기 단계 후 컨베이어(6B)를 통해 이송된 재생골재를 천공구멍 크기를 달리하는 진동선별기(3A)를 통해 크기별로 분류하여 5㎜ 이하의 크기를 가지는 재생골재는 진동선별기 초입에서 하부에 장치된 컨베이어(6D)를 통해 다음 단계로 진행시키고, 5㎜ 보다 크고 15㎜보다 작은 재생골재는 진동스크린의 말단부에서 낙하하여 컨베이어(6E)를 통해 제트 크러셔(4A)로 이송하여 재차 분쇄된 후 컨베이어(4B)로 이송되고, 15㎜보다 큰 재생골재는 진동 선별기 말단에서 송풍기(3B)를 통해 송풍되면서 이 물질과 분류된 후 낙하하여 컨베이어(6C)를 통해 컨베이어(6A)로 공급하여 콘크러셔(2)로 재이송되는 파쇄 선별 단계와;
    상기 진동선별기를 통과한 5㎜ 이하의 크기를 가지는 재생골재 및 제트 크러셔(4A)로 이송되어 재차 분쇄된 재생골재가 컨베이어(6D)에서 합쳐진 후 미분포집기(5A)로 공급되면서 송풍기(5D)에 의해 비산된 0.3㎜ 미만의 미분은 사이클론집진기(5B)에 집진된 후 컨베이어(5C)에 의해 이송되어 배출되고, 비산되지 않은 나머지 재생골재는 미분포집기(5A) 하부로 배출되어 컨베이어로 이송되는 미분포집 단계로 이루어지고,
    상기 습식처리단계(B)는 건식처리단계의 미분포집기(5A) 하부로 배출되어 컨베이어를 통해 진동선별기(7A)로 이송된 후 0.3~4.75㎜ 크기의 재생골재는 진동선별기에서 진동되면서 진동선별기의 천공된 구멍을 통해 하부로 낙하되어 컨베이어에 의해 워싱플랜트(8A)로 공급하고, 4.75㎜ 이상의 재생골재는 진동선별기의 끝단에서 송풍기(7B)로 송풍하여 이 물질을 분류시킨 후 낙하시켜 더블 로그 와셔(10A)로 공급하는 분류선별 단계와;
    상기 단계에서 공급된 0.3~ 4.75㎜ 크기의 재생골재를 워싱플랜트(8A)에서 수세 후 컨베이어(8B)를 통해 배출하는 단계와;
    상기 단계에서 공급된 4.75㎜ 이상의 재생골재를 컨베이어(7C)로 이송받아 더블 로그 와셔(10A)에서 수세 후 컨베이어(10B)를 통해 배출되는 단계와;
    상기 워싱플랜트(8A) 및 더블 로그 와셔(10A)에서 사용된 물을 저용량의 세퍼레이션 쓰루(Separation through)(9) 및 세디멘테이션 베이선(Sedimentation Basin)(11)에서 처리된 후 재사용되는 수처리 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 건설폐기물의 재활용을 위한 습식 및 건식 겸용 재생골재의 제조방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 진동선별기에서 분류된 4.75㎜ 이상의 재생골재를 별도의 제트 크러셔(12)로 재차 파쇄하여, 미분포집단계 이전의 컨베이어(6D)에 재이송하는 단계를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 건설폐기물의 재활용을 위한 습식 및 건식 겸용 재생골재의 제조방법.
  5. 삭제
  6. 삭제
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