KR100671801B1

KR100671801B1 - 석분 및 정수 오니를 이용한 점토바닥벽돌의 제조방법

Info

Publication number: KR100671801B1
Application number: KR20050095395A
Authority: KR
Inventors: 최병환
Original assignee: 최병환
Priority date: 2005-10-11
Filing date: 2005-10-11
Publication date: 2007-01-19

Abstract

본 발명은 석분 및 정수 오니를 이용하여 강도가 높고 흡수율이 낮은 점토바닥벽돌의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 점토와 고령토만으로 제조되는 통상의 점토제품과 달리 석분오니와 정수오니를 일정비율로 혼합하여 이루어진 혼합물을 물과 배합하여 일정온도 및 시간에서 건조 시킨 후 일정온도 시간에서 소성시켜 제조되는 오니를 이용한 점토바닥벽돌로서, 통상의 점토제품보다 강도가 높고, 흡수율이 낮아 품질이 향상되며, 처리대상인 석분오니 및 정수오니를 일정비율로 혼합하여 사용함으로써, 고령토, 점토 등의 천연자원을 절감할 수 있으며 인조골재 제조공정 중 발생하는 석분 오니와 정수장 정수과정에서 발생하는 정수오니를 재활용함으로써 환경오염을 방지하여 환경 개선효과를 가져온다.

석분오니, 정수오니, 점토벽돌, 점토바닥벽돌, 폐 고령토, 소성

Description

석분 및 정수 오니를 이용한 점토바닥벽돌의 제조방법{MANUFACTURING OF CALY BRICK USING SLUGE}

본 발명은 석분 및 정수 오니를 이용하여 강도가 높고 흡수율이 낮은 점토바닥벽돌의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 점토와 고령토만으로 제조되는 통상의 점토제품과 달리 석분오니와 정수오니를 일정비율로 혼합하여 이루어진 혼합물을 물과 배합하여 일정온도 및 시간에서 건조시킨 후 일정온도 시간에서 소성시켜 제조되는 오니를 이용한 점토바닥벽돌로서, 통상의 점토제품보다 강도가 높고, 흡수율이 낮아 품질이 향상되며, 처리대상인 석분오니 및 정수오니를 일정비율로 혼합하여 사용함으로써, 고령토, 점토등의 천연자원을 절감할 수 있으며 인조골재 제조공정 중 발생하는 석분 오니와 정수장 정수과정에서 발생하는 정수오니를 재활용함으로써 환경오염을 방지하여 환경 개선효과를 가져온다.

정수 오니는 정수과정에서 발생되는 오니로써, 탁질(濁質)과 수산화알루미늄이 주성분인데 원수(原水)에 따라서 유기물을 20 ~ 30% 함유하는 경우도 있다. 하수오니와 마찬가지로 98%이상의 함수율이 있어 처리·처분이 곤란하며, 특히 수산화알루미늄의 블록을 함유하는 오니는 탈수·농축이 곤란하다. 이 때문에 어떤 양 이상의 정수오니는 황산처리를 하여, 수산화알루미늄을 황산알루미늄으로 회수하고, 아울러 탈수성을 향상시킨다.

또한, 석분 오니는 인조골재 제조공정에서 발생하는 것으로서, 상기 정수오니 및 석분오니를 그대로 배출시에는 환경오염의 주범으로 생태환경에 나쁜 영향을 미치게 된다.

따라서, 이와 같은 오니를 재활용하여 산업발전에 이바지함은 물론 환경개선의 효과를 갖을 수 있도록 많은 연구가 필요한 실정이다.

이러한 연구의 예로써,

대한민국공개특허공보 2001-0007824호(공개일자:2001.02.05)는 하수처리오니(스러지)를 이용한 콘크리트 제품에 관한 것으로, 상기 특허에는 하수처리장에서 배출되는 오니를 고열에 의해 소각하는 단계와 유기물질이 제거된 오니를 적당한 크기로 분쇄하는 단계와 분쇄된 오니 가루와 시멘트와 물을 적당량 혼합하여 반죽하는 단계와 반죽 후 일정한 모양으로 일정한 형태로 생산하여 제품화 하는 단계를 거쳐 제조하는 콘크리트 제품의 제조방법에 대해 나와 있고,

대한민국공개특허공보 2003-0030394호(공개일자:2003.04.18)는 정수장 오니를 활용한 경량벽돌 및 촉매벽돌 제조방법에 관한 것으로, 상기 특허는 정수장에서 발생되는 점토질이 풍부한 수분 85% 상당의 슬러지를 재활용하여 HZM-5 제오라이트를 발포제 및 활성 탄소, 톱밥 또는 미세의 폐 합성 수지를 혼합하여 성형 건조하여 고온 약 700℃∼800℃ 이상에서 소성 시켜 제조하는 벽돌에 대해 공지되어 있다.

상기 특허들은 폐기물인 오니를 재활용하여 건축자재를 제조하고 있으나, 그 구성상 강도가 낮고 흡수율이 떨어지는 단점을 갖는다.

상기와 같은 문제점을 해결하고자 본 발명에서는 석분 및 정수오니를 일정비율로 혼합한 것을 점토 및 고령토와 배합하여 이루어진 혼합물에 물을 첨가하여 이루어지는 오니를 이용한 점토바닥벽돌의 제조방법을 제공하고자 한다.

상기와 같은 목적을 달성하고자 본 발명은

석분오니, 폐 고령토, 점토 및 정수오니를 일정비율로 혼합한 혼합물에 물을 첨가하여 성형한 후 건조 및 소성시켜 제조하는 것을 그 주요 구성으로 하며, 이에 대한 상세한 설명은 다음과 같다.

석분오니 30 ~ 55중량%, 폐 고령토 25 ~ 45중량%, 점토 18 ~ 30중량% 및 정수오니 2 ~ 10중량%의 비율로 혼합된 혼합물 85 ~ 90중량%를 물 10 ~ 15중량%와 배합하여 성형한 후 섭씨 40 ~ 150℃의 온도에서 3 ~ 4일간 건조 시킨 후 섭씨 250 ~ 1100℃의 온도에서 30 ~ 40시간 동안 소성 시켜 제조하는 것을 특징으로 하는 석분오니 및 정수오니를 이용한 점토바닥벽돌의 제조방법을 그 주요구성으로 하는 것으로,

산업폐기물인 석분오니는 벽돌제조시 소성온도를 낮춰줌으로 벽돌제작시 소요되는 연료비를 절감할 수 있다. 석분오니를 30%이하로 사용할 시에는 점토바닥벽돌의 경량성을 기대하기 어려우며, 55중량% 이상으로 사용시에는 점토바닥벽돌의 강도가 약화되어 제품으로서의 가치가 떨어진다.

고령토는 카올린·고릉토·백도토(白陶土:china clay)라고도 하며, 그 주성분은 카올리나이트(Al₂O₃·2SiO₂·2H₂O)와 할로이사이트(Al₂O₃·SiO₂·4H₂O)로써, 바위 속에 있는 장석·정장석·소다 장석·회장석 같은 장석류가 탄산 또는 물에 의해 화학적으로 분해되는 풍화에 의해 생성되는 것이다. 이와 같은 고령토는 25중량%이하로 사용시는 점토바닥벽돌성분의 결합력이 약해져 강도가 약해지는 단점을 가지며, 45중량%이상 사용할 시에는 오니 등 다른 성분의 배합비율이 낮아져 경량성이 떨어진다는 단점이 있다.

폐 고령토의 입도(Size)는 10㎛의 입자가 10 ~ 20%, 2㎛의 입자가 35 ~ 75%, 1㎛ 이하 입자가 15 ~ 20%인 것을 사용하여 전체적으로 입자의 분산도를 좋게 하여 점토바닥벽돌의 강도를 증가시킨다.

점토는 지름이 0.004mm 이하인 미세한 흙 입자를 일컫는 말로써, 점토는 모래나 실트에 비해서 단위무게당 표면적이 훨씬 넓으므로 토양 중에서는 부식(腐植)과 함께 가장 활동적인 부분이며 수분 및 양분의 보유력이 강하다. 점토는 겉보기 점성도(apparent viscosity)가 10cp ~ 100cp인 것을 사용하고, 18중량%이하로 사용 시에는 점토바닥벽돌의 강도가 약해지고, 30중량%이상으로 사용시에는 경량성이 떨어진다는 단점을 갖는다.

정수오니는 정수과정에서 발생하는 오니로써, 2중량%이하로 사용시에는 점토바닥벽돌의 경량성이 낮아지고 또한 오니를 재활용하는 측면에서 그 재활용 측면에서 매우 비효율적인 배합비를 갖으며, 10중량%이상으로 사용시에는 오니의 과다사용으로 점토바닥벽돌의 전체강도가 떨어진다는 단점을 갖는다.

이와 같은 점토바닥벽돌은 바닥용 이외에 벽을 시공하는데 사용하는 등 다양한 용도로 사용가능하다.

이하, 상기한 구성을 실시 예를 통해 보다 구체적으로 살펴보도록 한다.

실시 예 1:

석분오니 55중량%, 고령토 25중량%, 점토 18중량% 및 정수오니 2중량%의 비율로 혼합된 혼합물 90중량%와 물 10중량%를 혼합하여 점토바닥벽돌성분을 구성한다.

실시 예 2:

석분오니 30중량%, 고령토 45중량%, 점토 20중량% 및 정수오니 5중량%의 비율로 혼합된 혼합물 88중량%와 물 12중량%를 혼합하여 점토바닥벽돌성분을 구성한다.

실시 예 : 점토바닥벽돌

상기 실시 예 1 또는 2와 같이 구성된 점토바닥벽돌성분 혼합물을 벽돌형상으로 성형한 후 130℃의 온도에서 3일간 건조 시킨 후 1100℃의 온도에서 8시간 동안 소성 시켜 제조하여 점토바닥벽돌로 사용한다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 점토바닥벽돌은 그 용도가 점토벽돌로도 사용이 가능한 것으로써, 산업폐기물인 정수오니 및 석분오니를 재활용하여 점토바닥벽돌제작에 소요되는 점토 및 고령토의 양을 줄여주어 생산비절감 및 산업폐기물을 제거하여 환경개선의 효과를 가져온다.

또한, 석분오니를 사용함으로써 점토바닥벽돌 생산시 소성온도를 낮춰주어 생산에 따른 연료절감의 효과를 가져오며, 통상의 점토제품보다 강도가 높고, 흡수율이 낮다.

Claims

석분오니 30 ~ 55중량%, 폐 고령토 25 ~ 45중량%, 점토 18 ~ 30중량% 및 정수오니 2 ~ 10중량%의 비율로 혼합된 혼합물 85 ~ 90중량%를 물 10 ~ 15중량%와 배합하여 성형한 후 섭씨 40 ~ 150℃의 온도에서 3 ~ 4일간 건조 시킨 후 섭씨 250 ~ 1100℃의 온도에서 30 ~ 40시간 동안 소성 시켜 제조하는 것에 있어서,

상기 폐 고령토의 입도(Size)는 10㎛의 입자가 10 ~ 20중량%, 2㎛의 입자가 35 ~ 75중량%, 1㎛ 이하 입자가 15 ~ 20중량%로 포함하는 것을 특징으로 하는 석분오니 및 정수오니를 이용한 점토바닥벽돌의 제조방법.
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