KR100648012B1 - 폐화석을 이용한 석회비료 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 폐화석을 이용한 석회비료 제조방법에 관한 것으로, 폐석회를 죠 크러셔로 1차 파쇄하고, 파쇄된 폐석회를 회전 스크린으로 입자 선별하며, 선별된 폐석회를 회전 건조기에서 1차 건조하고, 상기 폐석회를 냉각탑에서 10-15℃ 온도로 냉각함과 아울러 응축 콘댄서를 이용하여 상기 폐석회의 배기가스중 수증기를 응축하며, 상기 폐석회를 60-70℃의 고온 열풍을 이용하여 2차 건조하고, 건조된 상기 폐석회를 2차 파쇄하여 폐석회를 가공하는 것이다. 또한 수거된 폐화석을 분쇄기로 분쇄하여 비료 제조에 적합하도록 분말 형태로 저장함으로써 폐화석을 가공하는 것이다. 그리고 상기 폐석회와 상기 폐화석 분말을 60-70% 중량부와 30-40% 중량부의 비율로 혼합하여 석회비료를 제조하는 것이다.

상기와 같이 폐석회와 폐화석을 이용하여 석회비료를 제조함으로써 산성화된 토질의 개선에 많은 도움을 주고, 버려지는 폐기물을 재활용함으로써 자원의 활용도를 높여줌과 아울러 자연환경오염을 원천적으로 방지하며, 상기 석회비료가 식물 생육에 적당한 토양을 만들어줌으로써 식물의 성장 촉진 및 생산량 증대를 도모할 수 있다.

폐석회, 폐화석, 석회비료

Description

폐화석을 이용한 석회비료 제조방법{Manufacturing Process of Calcium Fertilizer using a Waste Shell}

도 1은 본 발명에 따른 폐화석을 이용한 석회비료 제조방법을 나타낸 흐름도이다.

본 발명은 폐자원을 이용한 비료 제조방법에 관한 것으로, 특히 폐석회와 폐화석(패각) 등을 이용하여 토질을 개량함과 아울러 폐자원 재활용의 극대화를 도모할 수 있도록 한 폐화석을 이용한 석회비료 제조방법에 관한 것이다.

근래에 들어 폐기물을 적정처리하여 유용자원으로 활용가능한 방안을 추구하기 위하여 폐기물의 화학성분조성 상태를 분석하여 그 화학성분을 이용하는 용도로의 활용가능성을 검토하고자 통상적으로 사업장에서 발생되는 폐석회의 화학성분을 조사하게 되는 것이다.

그 결과 상기 폐석회는 대부분 무기물로 구성되어 있음을 알 수 있으며, 특히 탈수처리를 한 경우에도 수분함유량이 40%가 되고 있는 바, 이는 무기물의 입자가 매우 작기 때문이다.

상기 폐석회의 화학성분 중에서 염화나트륨, 염화칼슘 등의 성분은 농작물에 매우 악영향을 끼치므로 농작물의 비료용으로 사용하고자 하는 경우에는 이들을 완벽하게 제거하는 것이 필요하다.

식물에 영양을 주거나 식물의 배양을 돕기 위하여 작물에 따라 여러가지 종류의 비료가 사용되고 있는 데, 그 중 석회비료는 다른 비료에 비하여 저렴하며, 작물이 석회결핍시 뿌리의 수가 감소되며 가지와 줄기가 굽게 되고 키가 낮아지며 씨앗도 불충실하게 되므로 고냉지 채소재배 등 광범위하게 사용되고 있다.

한편, 우리나라의 경우는 최근 산성비에 의하여 농업용 토양은 물론 산림토양 등 모든 토양은 산성화 경향이 뚜렷하기 때문에 알카리성의 석회질 비료 사용을 권장하고 있는 바, 농업용 토지가 아닌 산림토양의 경우에는 이러한 중화용 비료의 사용이 없기 때문에 산림보존에 문제가 된다.

또한, 농업용 석회질 비료의 경우에는 생석회 비료를 비롯하여 소석회비료, 석회석비료, 폐화석비료, 부산소석회비료, 고토석회비료 등 많은 종류의 비료가 있다.

그런데, 상기 폐회석을 이용한 석회질 비료의 경우 산성화된 토양에는 어느 정도 효과가 있으나 작물의 성장 촉진에는 아무런 도움이 되지 못하는 단점이 있었다.

한편, 상기와 같은 폐석회는 사업장폐기물로 분류되어 당해 사업자가 스스로 처리하거나, 폐기물처리업자, 재생처리업자 또는 폐기물처리시설을 설치 및 운영하는 업자에게 위탁 처리하고 있으나, 이러한 부산물이 적절하게 처리되고 있지 않음 으로서 현재 약 300만톤 이상의 폐기물이 방치되어 있으며, 또한 매년 10만톤 이상이 계속 생성되고 있는 문제점을 가지고 있는 실정으로 조속히 환경보존을 위한 활용방안이 마련되어야 할 것이다.

이에 본 발명은 종래의 폐석회를 이용한 석회비료가 갖는 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 폐석회와 폐화석(패각) 등을 이용하여 토질을 개량함과 아울러 폐자원 재활용의 극대화를 도모할 수 있도록 한 폐화석을 이용한 석회비료 제조방법을 제공함에 그 목적이 있는 것이다.

상기한 바의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 호퍼에 투입되어 정량공급되는 폐석회를 죠 크러셔(Jaw Crusher)로 1차 파쇄하고, 파쇄된 폐석회의 입자가 30mm 정도가 되도록 회전 스크린(Rotary Screen)으로 입자 선별하며, 선별된 폐석회를 회전 건조기에서 1차 건조하고, 상기 폐석회를 냉각탑에서 10-15℃ 온도로 냉각함과 아울러 응축 콘댄서를 이용하여 상기 폐석회의 배기가스중 수증기를 응축하며, 상기 폐석회를 60-70℃의 고온 열풍을 이용하여 폐석회의 습공기를 제거하도록 2차 건조하고, 건조된 상기 폐석회를 햄머 크러셔(Hammer Crusher)로 2차 파쇄하여 저장하는 과정을 포함하는 폐석회 가공단계와,

수거된 폐화석을 분쇄기로 분쇄하여 비료 제조에 적합하도록 분말 형태로 저장하는 폐화석 가공단계와,

정량 공급기에서 정량공급되는 상기 폐석회와 상기 폐화석 분말(폐각분)을 60-70% 중량부와 30-40% 중량부의 비율로 혼합하는 폐석회와 폐화석 혼합단계와,

상기 폐석회와 폐화석의 혼합재료를 성분검사 후 일정용량으로 포장하는 마무리단계 포함하여 석회비료를 제조하는 것이다.

그리고, 상기 폐석회와 폐화석의 혼합재료가 알카리분 60-70% 중량부와 칼슘 9-10% 중량부를 함유함과 아울러 티탄과 아연 및 니켈 등과 같은 중금속 성분이 함유되지 않은 것이다.

따라서, 상기와 같이 폐석회와 폐화석을 이용하여 석회비료를 제조함으로써 산성화된 토질의 개선에 많은 도움을 줄 수 있고, 버려지는 폐기물을 재활용함으로써 자원의 활용도를 높여줌과 아울러 자연환경오염을 원천적으로 방지할 수 있으며, 상기 석회비료가 식물 생육에 적당한 토양을 만들어줌으로써 식물의 성장 촉진 및 생산량 증대를 도모할 수 있는 것이다.

이하 본 발명을 첨부된 예시도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 폐화석을 이용한 석회비료 제조방법을 도시한 흐름도로서, 상기 폐화석을 이용한 석회비료 제조방법은 우선 폐석회를 수거하여 비료 제조에 적합하도록 가공하는 과정이 진행되는 바, 호퍼에 투입되어 정량공급되는 폐석회를 죠 크러셔로 1차 파쇄하고, 파쇄된 폐석회의 입자가 30mm 정도가 되도록 회전 스크린으로 입자 선별하며, 선별된 폐석회를 회전 건조기에서 1차 건조하고, 상기 폐석회를 냉각탑에서 10-15℃ 온도로 냉각함과 아울러 응축 콘댄서를 이용하여 상기 폐석회의 배기가스중 수증기를 응축하는 것이다.

이 때 상기 폐석회의 수분이 증발되면서 중금속 휘산을 제거할 수 있다.

또한, 배기중 수증기의 중금속 일부를 용축하여 그 응축수를 방류함으로써 중금속을 제거할 수 있고, 배기중 폐석회의 미분을 제거하면서 건조 습공기를 배기하는 것이다.

그리고, 상기 폐석회를 60-70℃의 고온 열풍을 이용하여 폐석회의 습공기를 제거하도록 2차 건조하는 것이다.

건조된 상기 폐석회를 스크린으로 그 입자가 5mm 이하가 되도록 선별한 후, 햄머 크러셔로 2차 파쇄하여 저장하는 것이다.

한편, 상기 폐석회와는 별도로 수거된 폐화석은 분쇄기로 분쇄하여 비료 제조에 적합하도록 분말 형태로 저장하는 것이다.

그러므로, 정량 공급기에서 정량공급되는 상기 폐석회와 상기 폐화석 분말을 호퍼에 60-70% 중량부와 30-40% 중량부의 비율로 투입하고, 믹서기에서 상기 폐석회와 폐화석을 혼합하는 것이다.

끝으로 상기 폐석회와 폐화석의 혼합재료를 성분검사 후 일정용량으로 포장하는 바, 포장 단위는 20Kg 내지 1,000Kg으로 하는 것이 바람직하다.

따라서, 상기와 같이 폐석회에 함유된 중금속을 제거한 상태에서 상기 폐화석과 혼합하여 석회비료를 제조하게 되고, 이렇게 제조된 폐화석을 이용한 석회비료는 산성화된 토질을 개선하는데 많은 도움을 줄 수 있으며, 작물 성장을 도우는 칼슘분이 석회비료에 많이 내포되어 있는 것이다.

한편, 상기와 같이 제조된 폐화석 석회비료의 성분분석표는 다음과 같다.

No.	시 험 항 목	기 준	결 과	비고
1	알카리분	40.0 이상	68.2	%
2	분말도(1.7mm)	98.0 이상	99.2	%
3	분말도(600㎛)	60.0 이상	68.3	%
4	총질소	-	0.184	%
5	구리	-	0.0005	%
6	티탄	-	불검출	%
7	고토	-	1.1634	%
8	칼슘	-	9.236	%
9	납	-	0.0032	%
10	아연	-	0.0002	%
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그러므로, 상기 표 1을 통해 본 발명에 따른 폐화석을 이용한 석회비료가 중금속 성분은 거의 검출되지 않으면서 작물 성장에 도움을 주는 알카리분이나 칼슘이 풍부하다는 것을 알 수 있다.

여기서, 본 발명에 따른 폐화석을 이용한 석회비료와 일반적인 폐석회비료의 성분을 비교하면 다음과 같다.

순서＼분류	품목	폐석회비료(%)	폐화석 석회비료(%)
1	알카리분	46.2	68.2
2	칼슘	0	9.236
3	분말도 1,680mm	98	99.2
4	분말도 595mm	60	68.2
5	티탄	흔적	0
6	아연	31.9	0
7	니켈	100	0

즉, 상기 폐화석 석회비료는 알카리분 60-70% 중량부와 칼슘 9-10% 중량부를 함유함과 아울러 티탄과 아연 및 니켈 등과 같은 중금속 성분이 함유되지 않은 것이다.

그리고, 식물 생육에 적당한 토양산도는 6.0-6.5 범위인데 5.0인 산성토양에 본 발명에 따른 폐화석 석회비료와 일반적인 폐석회비료를 동일량 사용하여 실험하면 다음과 같다.

(그림 1)

상기 [그림 1]에서의 흰색 막대는 일반적인 폐석회비료를 나타낸 것이고, 검은색 막대는 본 발명에 따른 폐화석 석회비료를 나타낸 것이다.

즉, 상기 [그림 1]에 나타난 바와 같이 실험시작 후 48시간이 지난 상태에서 토질 개량 효과가 일반적인 폐석회비료에 비해 본 발명에 따른 폐화석 석회비료가 월등하다는 것을 알 수 있다. 특히 200Kg/10α를 사용하였을 경우 상기 폐화석 석회비료는 일반적인 폐석회비료에 비하여 토양산도가 0.57 정도 빠르게 개량되는 효과가 있다.

실제 상추를 대상으로 초기 생육상황을 조사한 결과 토양의 산도가 4.5인 토양에 비하여 본 발명에 따른 폐화석 석회비료를 사용한 토양의 생육이 양호한 것으로 나타났으며, 상기 폐화석 석회비료의 용출량 차이로 인하여 일반적인 석회비료를 표준량 사용한 것 보다 폐화석 석회비료를 표준량 사용한 것이 식물의 생육에 좋은 것으로 나타났다.

따라서, 상기 폐화석 석회비료를 이용하여 산성화된 토양을 알카리 성분으로 변화시켜 이모작이 가능하고, 식물의 생육은 물론이고 성장속도도 빠르게 나타나는 것이다.

또한, 상술한 폐석회와 폐화석을 이용하여 석회비료를 제조함으로써 폐자원의 매립으로 인한 수질 및 토양오염을 방지는 수단으로 사용할 수 있고, 폐자원의 재활용을 극대화시킴으로써 또다른 부가가치를 창출할 수 있는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 폐화석을 이용한 석회비료 제조방법에 의하면, 폐석회와 폐화석을 이용하여 석회비료를 제조함으로써 산성화된 토질의 개선에 많은 도움을 줄 수 있고, 버려지는 폐기물을 재활용함으로써 자원의 활용도를 높여줌과 아울러 자연환경오염을 원천적으로 방지할 수 있으며, 상기 석회비료가 식물 생육에 적당한 토양을 만들어줌으로써 식물의 성장 촉진 및 생산량 증대를 도모할 수 있는 효과가 있는 것이다.

Claims (2)

1. 호퍼에 투입되어 정량공급되는 폐석회를 죠 크러셔로 1차 파쇄하고, 파쇄된 폐석회의 입자가 30mm 정도가 되도록 회전 스크린으로 입자 선별하며, 선별된 폐석회를 회전 건조기에서 1차 건조하고, 상기 폐석회를 냉각탑에서 10-15℃ 온도로 냉각함과 아울러 응축 콘댄서를 이용하여 상기 폐석회의 배기가스중 수증기를 응축하여 티탄과 아연 및 니켈 등과 같은 중금속 성분이 함유되지 않도록 하며, 상기 폐석회를 60-70℃의 고온 열풍을 이용하여 폐석회의 습공기를 제거하도록 2차 건조하고, 건조된 상기 폐석회를 햄머 크러셔로 2차 파쇄하여 저장하는 과정을 포함하는 폐석회 가공단계;와

   수거된 폐화석을 분쇄기로 분쇄하여 비료 제조에 적합하도록 분말 형태로 저장하는 폐화석 가공단계;와

   정량 공급기에서 정량공급되는 상기 폐석회와 상기 폐화석 분말을 60-70% 중량부와 30-40% 중량부의 비율로 혼합하여, 그 혼합재료가 알칼리분 60-70% 중량부와 칼슘 9-10% 중량부를 함유되도록 하는 폐석회와 폐화석 혼합단계;와

   상기 폐석회와 폐화석의 혼합재료를 성분검사 후 일정용량으로 포장하는 마무리단계;를 포함하는 폐화석을 이용한 석회비료 제조방법.
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