KR100729378B1 - Method for manufacturing calcined alumina using artificial marvel dust and sludge - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 수산화 알루미늄의 열분해 과정을 도식화한 것이다.1 is a schematic of the pyrolysis process of aluminum hydroxide.
도 2는 인조대리석 분진의 DTA(differential thermal analysis: 시차열 분석) 및 TG(thermogram: 열분해) 분석값을 나타낸 것이다.Figure 2 shows differential thermal analysis (DTA) and thermogram (TG) analysis of artificial marble dust.
도 3은 인조대리석 오니의 DTA 및 TG 분석값을 나타낸 것이다.Figure 3 shows the DTA and TG analysis of artificial marble sludge.
도 4는 인조대리석 분진 및 인조대리석 오니를 원료로 하는 하소 알루미나의 제조방법을 도식화한 것이다.4 is a schematic diagram illustrating a method for producing calcined alumina using artificial marble dust and artificial marble sludge as raw materials.
본 발명은 인조대리석 분진 및 인조대리석 오니를 이용한 하소 알루미나의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 (a) 인조대리석 분진 및 인조대리석 오니를 혼합하는 단계; (b) 상기 혼합물을 혼련하는 단계; 및 (c) 상기 혼련물을 하 소로에 투입하여 하소한 다음, 하소된 알루미나 분말을 포집하는 단계를 포함하는, 하소 알루미나 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing calcined alumina using artificial marble dust and artificial marble sludge, and more specifically, (a) mixing artificial marble dust and artificial marble sludge; (b) kneading the mixture; And (c) calcining the kneaded product into a calcining furnace and then calcining the calcined alumina powder.
인조대리석은 최근 각광받는 건축자재로써, 전 세계적으로 약 30만톤 정도 생산되며, 약 6,000억원의 시장 규모를 가지고 있다. 또한, 인조대리석의 국내 생산량은 10만톤 이상이며, 내수와 수출을 합쳐 약 2,500억원의 시장을 갖고 있다. Artificial marble is a building material that is in the spotlight recently and produces about 300,000 tons worldwide and has a market size of about 600 billion won. In addition, the domestic production of artificial marble is more than 100,000 tons, and has a market of about 250 billion won, combined with domestic and export.
현재 국내에서 널리 사용되고 있는 인조대리석으로, MMA(Methyl Methacrylane)라고 하는 아크릴 수지(유기물)와 무기물질(수산화알루미늄)을 혼합하여 만든 유기계 인조대리석이 있고, 표 1에 그 조성을 나타내었다.Currently, the artificial marble is widely used in Korea, and there is an organic artificial marble made by mixing an acrylic resin (organic substance) called MMA (Methyl Methacrylane) and an inorganic substance (aluminum hydroxide), and the composition thereof is shown in Table 1.
표 1에 나타난 바와 같이, 인조대리석의 무기충진제로 수산화 알루미늄(Al(OH)3)이 사용되는 이유는 방염효과가 있기 때문이다. 기존의 방염제로는 브롬계 유기 방염제가 사용되었으나, 브롬계 유기 방염제는 화재시 유독가스가 발생되어, EU에서 사용금지되었다. 현재에는 도 1에서 나타난 바와 같은 수산화 알루미늄의 흡열반응을 이용하는 것이 가장 흔히 사용되는 방염방법이다. As shown in Table 1, the reason why aluminum hydroxide (Al (OH) 3 ) is used as the inorganic filler of artificial marble is because it has a flame retardant effect. As a conventional flame retardant, a bromine-based organic flame retardant was used, but a bromine-based organic flame retardant was banned in the EU because toxic gases were generated in a fire. Currently, using the endothermic reaction of aluminum hydroxide as shown in Figure 1 is the most commonly used flame retardant method.
또한 수산화알루미늄은 인조대리석의 강도와 내마모도 증진 및 발색에도 좋은 특성을 보여주기 때문에, 국내에서 생산되는 인조대리석 제품에는 모두 수산화알루미늄이 무기 충진제로 사용된다.In addition, since aluminum hydroxide shows good strength and abrasion resistance and color development of artificial marble, aluminum hydroxide is used as an inorganic filler in all artificial marble products produced in Korea.
일반적으로, 하소 알루미나란, 알루미나 원료인 보크사이트를 바이어법(Bayer process)에 의하여 가수분해한 뒤, 침전된 수산화 알루미늄을 회전가마(Rotary Kiln)에서 하소시켜 수득한 알파 알루미나(α-Al2O3) 미세결정들의 응집체이다. 상기 응집체들은 순도, 미세결정의 크기와 형태에 따른 성질의 다양성 및 알파 알루미나로 변형되는 비율에 따라 구별된다.Generally, calcined alumina is alpha alumina (α-Al 2 O) obtained by hydrolyzing bauxite, an alumina raw material, by a Bayer process, and then calcining precipitated aluminum hydroxide in a rotary kiln. 3 ) It is an aggregate of microcrystals. The aggregates are distinguished according to purity, variety of properties depending on the size and shape of the microcrystals and the rate of transformation into alpha alumina.
하소 알루미나는 평균 직경 50 ~ 100 ㎛의 미세결정 응집체로서, 내화물 또는 도자기 등의 세라믹 분야에 적용하기 위해 분쇄되어, 용도에 따라 분급된 후 일정한 입도분포를 갖는 분말로서 사용된다.Calcined alumina is a microcrystalline agglomerate with an average diameter of 50 to 100 µm, which is pulverized for application in ceramic fields such as refractory or ceramics, and classified according to a use, and then used as a powder having a constant particle size distribution.
따라서, 하소 알루미나 제조공정에서, 알파 알루미나를 생성하는 하소온도(일반적으로 1300℃ 이상) 및 입도분포가 중요한 공정변수로서 작용한다. Therefore, in the calcined alumina manufacturing process, the calcining temperature (generally 1300 ° C or more) and particle size distribution for producing alpha alumina serve as important process variables.
도 1은 수산화 알루미늄의 열분해 과정을 도식화한 것으로, 수산화알루미늄은 결정수가 탈락하여 X,K,γ,δ 및 θ등 많은 중간상 알루미나를 거쳐 최종적으로 약 1000℃에서 알파 알루미나로 결정화된다. 1 is a diagram illustrating a pyrolysis process of aluminum hydroxide, in which aluminum hydroxide is crystallized and then crystallized to alpha alumina at about 1000 ° C. through a plurality of intermediate phase aluminas such as X, K, γ, δ, and θ.
알파 알루미나가 생성되는 온도가 일반적으로 1300℃ 이상인 이유는, 수산화 알루미늄의 결정수가 탈락되면서 흡열반응이 일어나므로, 1000℃ 이상의 온도, 즉 보다 많은 에너지가 필요하기 때문이다. The reason why the temperature at which alpha alumina is produced is generally 1300 ° C. or higher is because an endothermic reaction occurs as crystal water of aluminum hydroxide is eliminated, so a temperature of 1000 ° C. or higher, that is, more energy is required.
따라서, 수산화 알루미늄을 하소할 때, 약 1000℃에서 알파 알루미나 미세결정들이 생성되고, 약 1300℃이상의 고온에서 응집되어, 평균입경 50 ~ 100 ㎛의 큰 응집체를 형성하게 된다.Thus, when calcining aluminum hydroxide, alpha alumina microcrystals are produced at about 1000 ° C. and aggregated at a high temperature of about 1300 ° C. or more, thereby forming large aggregates having an average particle diameter of 50 to 100 μm.
상기와 같이 형성된 하소 알루미나는 입도분포를 미세하기 위하여 일반적으로 평균입경 10㎛ 이하의 크기로 분쇄되고, 이러한 별도의 분쇄 과정이 추가적으로 필요함에 따라 막대한 제조비용을 초래한다.The calcined alumina formed as described above is generally pulverized to an average particle diameter of 10 μm or less in order to refine the particle size distribution, and this additional grinding process is additionally required, resulting in enormous manufacturing cost.
상기와 같은 문제점을 해소하기 위하여, 하소온도를 낮추는 방법 및 분쇄를 경제적으로 하는 방법이 제시되어 왔다.In order to solve the above problems, a method of lowering the calcination temperature and a method of economically grinding has been proposed.
대한민국 공개특허 1997-0026912호는 하소온도를 낮추기 위하여 함열상 하소로를 추가로 설치하여 예비하소를 한 다음, 수산화알루미늄의 결정수를 탈락시켜 비정질 알루미나를 제조한 후, 이를 다시 하소한다. 따라서, 하소온도가 100~300℃정도 낮아진다고 하나, 상기 방법은 함열상 하소로가 추가로 설치되며 또한 예비하소에 사용되는 연료비용이 크기 때문에 경제적으로는 바람직하지 않다.Korean Patent Laid-Open Publication No. 1997-0026912 discloses preliminary calcining by additionally installing a thermally packed calcining furnace in order to lower the calcining temperature, and then preparing amorphous alumina by dropping the crystal water of aluminum hydroxide and calcining it again. Therefore, the calcination temperature is lowered by about 100 ~ 300 ℃, the method is economically unfavorable because it is additionally installed in the heating furnace calcining furnace and the fuel cost used for the preliminary calcination.
알파 알루미나를 생성하는 알파화를 촉진시키기 위하여 광화제(mineralising agent)를 사용하는 방법이 공개된 바 있다(대한민국 공개특허 2005-0037403호). 이 방법에서는, 광화제로 사용되는 플루오르를 0.001 ~ 0.2 부피% 첨가하여 하소하면, 약 1200℃ 이하의 온도에서 알파 알루미나 결정화가 수행된다고 개시하였다. 그러나, 상기 방법은, 광화제로 사용되는 플루오르가 대기오염을 야기시키는 물질이므로 대기정화시설이 필요하여 비경제적이다. A method of using a mineralizing agent (mineralizing agent) has been disclosed to promote the alpha to produce alpha alumina (Korea Patent Publication No. 2005-0037403). In this method, it is disclosed that when calcined by adding 0.001 to 0.2% by volume of fluorine used as a mineralizer, alpha alumina crystallization is performed at a temperature of about 1200 ° C or less. However, since the fluorine used as the mineralizer is a substance causing air pollution, the above method requires an air purifying facility, which is uneconomical.
또한, 상기 특허에서, 하소 알루미나에 유기작용성 실란을 첨가하여 분쇄하는 방법을 사용하여, 평균입경 10 ㎛ 이하의 하소 알루미나를 수득할 수 있다고 하나, 상기 분쇄방법은 분쇄시간이 절약될 뿐 비용절감은 크게 되지 않는다. 더욱이 내화물이나 도자기 제조시, 상기 유기작용성 실란의 바인더 연소반응(binder burn out)이 필요함으로 인해서 비용 상승이 우려된다.In addition, in the above patent, calcined alumina having an average particle diameter of 10 µm or less can be obtained by using a method of pulverizing by adding an organofunctional silane to the calcined alumina, but the pulverization method saves only pulverization time and reduces costs. Does not become loud. Furthermore, in the manufacture of refractory materials or ceramics, the cost increases due to the need for binder burn out of the organofunctional silane.
이 밖에도, 광화제 및 실리카 존재하에서 900℃ ~ 1200℃의 비교적 낮은 온도에서 하소 공정을 수행하여 하소 알루미나를 수득하는 방법이 개시된 바 있지만, 오랜 공정 시간이 소요된다는 문제점이 있다(US 5,916,536).In addition, a method of obtaining a calcined alumina by performing a calcination process at a relatively low temperature of 900 ° C to 1200 ° C in the presence of a mineralizer and silica has been disclosed, but there is a problem in that it takes a long process time (US 5,916,536).
한편, 일본 스미토모 케미칼사에서는, 1100℃ ~ 1200℃의 온도범위 내에서 하소시킨, 입자의 평균 크기가 0.5 ㎛ 이하인 하소 알루미나 제조방법을 보고한 바 있다(US 2003/0185746). 그러나, 상기 방법은, 대기압보다 현저히 낮은 공정 기압, 예비 하소 단계 등의 까다로운 공정 조건을 요구하므로, 경제적이고 용이한 하소 알루미나의 제조방법을 제시하지는 못하고 있다. On the other hand, Japanese Sumitomo Chemical Co., Ltd. has reported a method for producing calcined alumina having a mean size of 0.5 µm or less calcined within a temperature range of 1100 ° C to 1200 ° C (US 2003/0185746). However, the above method requires difficult process conditions, such as a process air pressure and a preliminary calcination step, which are considerably lower than atmospheric pressure, and thus, does not provide an economical and easy method for preparing calcined alumina.
또한, 인조대리석 분진만을 원료로 하여 하소 알루미나를 제조할 경우, 인조대리석 분진을 그대로 하소로에 투입할 때 MMA가 매우 인화성이 강한 물질이므로 역화가 일어나 원료 투입에 위험성이 존재하고, 인조대리석 오니만을 원료로 하여 하소 알루미나를 제조할 경우, 인조대리석 오니에는 약 50%의 수분이 존재하므로 이 수분을 건조하기 위하여서는 별도의 에너지가 필요하게 된다.In addition, when calcined alumina is manufactured using only artificial marble dust as a raw material, MMA is a highly flammable material when the artificial marble dust is directly put into the calcination furnace. When calcined alumina is used as a raw material, about 50% of moisture is present in artificial marble sludge, and therefore, separate energy is required to dry the moisture.
따라서, 당업계에서는 상기의 문제점들을 해결하면서, 미세한 입도분포를 가지는 하소 알루미나를 용이하고 경제적인 공정을 통해 제조할 수 있는 기술의 개발이 절실하게 요구되고 있다.Accordingly, in the art, while solving the above problems, there is an urgent need for the development of a technology capable of producing calcined alumina having a fine particle size distribution through an easy and economical process.
이에, 본 발명자들은 상기 종래기술의 문제점을 개선하고자 예의 노력한 결과, 인조대리석 분진 및 인조대리석 오니 속에 포함된 수산화 알루미늄의 결정수가 탈락하는데 필요한 증발잠열(흡열반응)을 인조대리석분진 및 인조대리석 오니에 있는 유기물(MMA등)이 연소하면서 발생하는 열로 충당하여 별도의 예비하소과정 없이 비정질알루미나를 얻을 수 있으며, 따라서 낮은 하소 온도에서 미세한 입도분포의 하소 알루미나를 제조할 수 있다는 것을 확인하고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다. Accordingly, the present inventors have made diligent efforts to improve the problems of the prior art, as a result of the latent evaporation (endothermic reaction) required for the crystallization of aluminum hydroxide contained in artificial marble dust and artificial marble sludge, the artificial marble dust and artificial marble sludge It is confirmed that the present invention can obtain amorphous alumina without any preliminary calcination process by supplementing with heat generated by burning organic matter (MMA, etc.), thus making it possible to prepare calcined alumina of fine particle size distribution at low calcination temperature. It was completed.
본 발명의 목적은 인조대리석 분진 및 인조대리석 오니를 이용한 1 ~ 10 ㎛의 미세 입도분포를 가지는 하소 알루미나의 제조방법을 제공하는데 있다.An object of the present invention is to provide a method for producing calcined alumina having a fine particle size distribution of 1 ~ 10 ㎛ using artificial marble dust and artificial marble sludge.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 (a) 인조대리석 분진 및 인조대리석 오니를 혼합하는 단계; (b) 상기 혼합물을 혼련하는 단계; 및In order to achieve the above object, the present invention comprises the steps of mixing (a) artificial marble dust and artificial marble sludge; (b) kneading the mixture; And
(c) 상기 혼련물을 하소로에 투입하여 하소한 다음, 하소된 알루미나 분말을 포집하는 단계를 포함하는, 하소 알루미나 제조방법을 제공한다.(c) calcining the kneaded product into a calcination furnace, and then calcining the calcined alumina powder.
본 발명에 있어서, 상기 (a) 단계의 인조 대리석 분진 및 인조대리석 오니의 부피비는 약 1:1 인 것을 특징으로 할 수 있고, 상기 (c) 단계에서 혼련물은 하소로의 버너쪽에서 투입되어, 바람직하게는 약 1100 ~ 1300℃에서 하소되는 것을 특징으로 할 수 있다.In the present invention, the volume ratio of artificial marble dust and artificial marble sludge of the step (a) may be characterized in that about 1: 1, in the step (c) the kneaded material is introduced from the burner side of the calcination, Preferably it may be characterized in that it is calcined at about 1100 ~ 1300 ℃.
본 발명에 있어서, 하소된 알루미나는 백 필터(bag filter)에서 포집되는 것을 특징으로 할 수 있고, 상기 방법으로 제조된 하소 알루미나는 1 ~ 10 ㎛의 직경을 가지는 것을 특징으로 할 수 있다.In the present invention, the calcined alumina may be collected in a bag filter, and the calcined alumina prepared by the above method may have a diameter of 1 to 10 μm.
이하 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
본 발명은 인조대리석 분진 및 인조대리석 오니를 원료로 하여 하소 알루미나를 제조하는 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for producing calcined alumina using artificial marble dust and artificial marble sludge as raw materials.
본 발명에서, “인조대리석 분진”은 인조대리석의 제조과정에서 표면을 연마할 때 발생되는 것으로, 연마방법에 따라 건식 연마시에 발생하는 것을 인조대리석 분진, 습식 연마시에 발생하는 것을 인조대리석 오니라 한다. In the present invention, "artificial marble dust" is generated when the surface is polished in the manufacturing process of artificial marble, and what occurs during dry polishing according to the polishing method, artificial marble dust, what occurs during wet polishing. It is called.
본 발명에서는 우선, 인조대리석 분진과 인조대리석 오니의 혼합하는 단계를 수행한다. 인조대리석 분진만을 사용할 경우, 하소 시에 역화의 발생 우려가 있고, 인조대리석 오니만을 사용할 경우, 인조대리석 오니의 수분을 제거하기 위한 별도의 에너지가 요구되는 등과 같은 같은 문제점을 해결하기 위해서, 인조대리석 분진 및 인조대리석 오니를 1:1의 부피비로 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다. In the present invention, first, the step of mixing artificial marble dust and artificial marble sludge is performed. When only artificial marble dust is used, there is a risk of backfire during calcination, and when only artificial marble sludge is used, artificial marble is used to solve problems such as requiring extra energy to remove moisture from the artificial marble sludge. It is preferred to use dust and artificial marble sludge in a volume ratio of 1: 1.
이어서, 상기의 혼합 단계에서 생성된 인조대리석 분진과 인조대리석 오니의 혼합물을 혼련기에서 혼련한다.Subsequently, the mixture of artificial marble dust and artificial marble sludge produced in the mixing step is kneaded in a kneader.
상기 혼련물을 하소로에 투입하여 하소하는데, 상기 혼련물을 하소로에 투입할 때는 하소로 버너쪽에서 투입하여야 한다. 기존의 하소 방법처럼 하소로 버너 반대방향에서 혼련물이 투입되면, 혼련물의 유기물(MMA)이 연소되면서 악취가 발생 하게 되어 대기정화시설이 필요하게 되기 때문이다. 그러나 하소로 버너쪽에서 혼련물을 투입하면, 고온(800℃ 이상)에서 유기물이 연소되므로 악취가 없어지게 되므로 대기정화시설이 필요 없게 된다.The kneaded material is introduced into the calcination furnace and calcined. When the kneaded material is introduced into the calcination furnace, the kneaded product should be introduced from the burner side. If the kneaded material is put in the opposite direction of the burner to the calcination, as in the conventional calcination method, the organic matter (MMA) of the kneaded material is burned and odor is generated, and thus an air purification facility is required. However, when the kneaded material is introduced from the burner side to calcination, organic matter is burned at a high temperature (over 800 ° C.), and thus no odors are eliminated, thereby eliminating the need for an atmospheric purification facility.
본 발명에서, 하소로는 회전가마(Rotary Koln)가 이용되었으나, 이에 제한되지 않고, 유동층로 등의 다양한 하소로가 사용될 수 있다.In the present invention, a rotary kiln (Rotary Koln) is used, but not limited thereto, and various calcination furnaces such as a fluidized bed furnace may be used.
하소로에 투입된 혼련물을 하소로에서 약 1200℃로 하소하는 단계를 거친 뒤 수득한 알파 알루미나를 루미나를 백 필터(bag filter)에서 포집하고 난 후, 평균입도 1 ~ 10 ㎛의 하소 알루미나가 제조되었음을 확인하였다.After sintering the kneaded material introduced into the calcination furnace at about 1200 ° C., the obtained alumina was collected in a bag filter, and then the calcination alumina having an average particle size of 1 to 10 μm was collected. It was confirmed.
이하, 실시예를 통하여 보다 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 요지에 따라 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당업계에 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail. These examples are only for illustrating the present invention in more detail, it will be apparent to those skilled in the art that the scope of the present invention is not limited by these examples in accordance with the gist of the present invention. .
실시예Example 1 : 인조대리석 분진 및 인조대리석 1: artificial marble dust and artificial marble 오니의Oni's 성분분석 Component Analysis
인조대리석 제품은 표면의 미려함을 위하여 연마를 하는데, 이때 발생되는 것이 인조대리석 분진이다. 인조대리석을 연마하는 방법에는 건식과 습식방법이 있으며, 건식연마 시 발생되는 인조대리석 분진 및 습식연마 시 발생되는 인조대리석 오니(수분함량 약50%)가 있다.Artificial marble products are polished for the beauty of the surface, which is generated from artificial marble dust. There are dry and wet methods for grinding artificial marble, and there are artificial marble dust generated during dry grinding and artificial marble sludge (about 50% water content) generated during wet grinding.
표 2는 인조대리석 분진 및 인조대리석 오니의 화학분석표와 결정상을 나타낸 것으로, 여기서 인조대리석 분진 및 인조대리석 오니 모두 약 40%의 Al2O3가 함유되어 있고 나머지 불순물은 거의 없는 순수한 알루미나라는 것을 알 수 있었다. 또한 감열감량(Ig.Loss)이 60% 이상인 것은, 유기물인 MMA의 연소 및 고온에서 수산화 알루미늄 결정수의 탈락으로 인한 것으로 판단된다. 또한 XRD(X-ray diffraction: X선 회절분석법) 분석결과 인조대리석 분진 및 오니 모두 기브자이트(Gibbsite)상으로 판명되었다. Al(OH)3의 화학성분을 가지고 있는 기브자이트는, 약 38.5 %의 알루미늄을 함유하고 있는 알루미늄의 중요한 광석이다. 따라서 인조대리석 분진 및 인조대리석 오니는 하소 알루미나의 원료로서 매우 적합하다고 할 수 있다. Table 2 shows the chemical analysis table and crystal phases of artificial marble dust and artificial marble sludge, where the artificial marble dust and artificial marble sludge both contain about 40% Al 2 O 3 , and the remaining impurities are pure alumina. Could. In addition, the thermal loss (Ig. Loss) of more than 60% is believed to be due to the combustion of organic MMA and the dropping of aluminum hydroxide crystal water at high temperature. In addition, XRD (X-ray diffraction) analysis showed that both artificial marble dust and sludge were on Gibbsite. Gibzite, which has a chemical composition of Al (OH) 3 , is an important ore of aluminum containing about 38.5% aluminum. Therefore, it can be said that artificial marble dust and artificial marble sludge are very suitable as raw materials of calcined alumina.
도 2는 인조대리석분진의 DTA(differential thermal analysis: 시차열 분석) 및 TG(thermogram) 분석값이고, 도 3은 인조대리석오니의 DTA 및 TG 분석값이다. 인조대리석 분진 및 인조대리석 오니 모두 약 300℃부근에서 강한 흡열반응을 보였고, 약 450℃부근에서 강한 발열반응을 보였으며, TG 분석값에서 약 60%의 감량이 나타났다. 이는 인조대리석의 무기충진제인 수산화알루미늄이 약 300℃부근에서 결정수가 탈락되며, 약 450℃부근에서는 인조대리석의 유기물(MMA)이 연소하는 것을 의미한다.2 is a differential thermal analysis (DTA) and a thermogram (TG) analysis value of artificial marble dust, and FIG. 3 is a DTA and TG analysis value of artificial marble sludge. Both artificial marble dust and artificial marble sludge showed strong endothermic reaction at around 300 ℃, strong exothermic reaction at around 450 ℃, and loss of about 60% in TG analysis. This means that the aluminum hydroxide, the inorganic filler of artificial marble, loses crystal water at about 300 ° C, and the organic material (MMA) of artificial marble is burned at about 450 ° C.
따라서 표 2의 분석값과 도 2 및 도 3의 결과로서, 인조대리석 분진과 오니는 하소 알루미나 원료로서 매우 적합하며, 또한 하소 알루미나 제조 시 요구되는 높은 알파화 온도(하소온도)의 문제점을 해결할 수 있다. 즉, 대한민국 공개특허 1997-0026912호에서처럼 별도의 장비와 공정이 필요하지 않으며, MMA가 연소되면서 발생하는 에너지로 수산화알루미늄의 결정수 탈락에너지를 충당할 수 있게 되므로, 도 1에서 나타난 바와 같이 1000℃부근에서 알파 알루미나의 결정화가 일어날 수 있게 되어, 하소온도를 낮출 수 있으며, 하소온도가 낮아짐에 따라 하소 알루미나의 입도분포도 미세하게 될 수 있다.Therefore, as a result of the analysis of Table 2 and the results of FIGS. 2 and 3, artificial marble dust and sludge are very suitable as calcined alumina raw materials, and also can solve the problem of high alpha calcination temperature (calcination temperature) required in the manufacture of calcined alumina. have. That is, as in the Republic of Korea Patent Publication No. 1997-0026912, no separate equipment and processes are needed, and the energy generated by burning MMA can cover the crystallized water dropping energy of aluminum hydroxide, as shown in FIG. The crystallization of alpha alumina may occur in the vicinity, and the calcination temperature may be lowered. As the calcination temperature is lowered, the particle size distribution of the calcined alumina may also become fine.
실시예Example 2 : 인조대리석 분진을 원료로 한 하소 알루미나 제조 2: Manufacture of calcined alumina made of artificial marble dust
인조대리석 분진을 혼련기에 투입하여 혼련한 후에, 수득한 혼련물을 하소로(Rotary Kiln)의 버너 쪽으로 투입하였다. 하소로에 투입된 혼련물을 1200 ℃로 하소하여, 하소된 하소 알루미나 분말을 백 필터(bag filter) 및 하소로 출구에서 포집하였다. 상기의 포집단계 후에 평균입도 1 ~ 10 ㎛의 하소 알루미나가 제조되었음을 확인하였다.After artificial marble dust was introduced into the kneader and kneaded, the obtained kneaded product was introduced into the burner of the rotary kiln. The kneaded material introduced into the calciner was calcined at 1200 ° C., and the calcined calcined alumina powder was collected at the bag filter and at the outlet of the calciner. After the collecting step, it was confirmed that calcined alumina having an average particle size of 1 to 10 μm was prepared.
실시예Example 3 : 인조대리석 3: artificial marble 오니를Oni 원료로 한 하소 알루미나 제조 Calcination Alumina Manufacturing
인조대리석 오니를 숙성하여 혼련기에 투입하여 혼련한 후에, 수득한 혼련물을 하소로(Rotary Kiln)의 버너 쪽으로 투입하였다. 하소로에 투입된 혼련물을 1200℃로 하소하여, 하소된 하소 알루미나 분말을 백 필터(bag filter) 및 하소로 출구에서 포집하였다. 상기의 포집단계 후에 평균입도 1 ~ 10 ㎛의 하소 알루미나가 제조되었음을 확인하였다.Artificial marble sludge was matured, kneaded into a kneader, and then kneaded, the obtained kneaded material was put into a burner of a rotary kiln. The kneaded material introduced into the calciner was calcined at 1200 ° C., and the calcined calcined alumina powder was collected at the bag filter and at the outlet of the calciner. After the collecting step, it was confirmed that calcined alumina having an average particle size of 1 to 10 μm was prepared.
실시예Example 4 : 인조대리석 분진 및 인조대리석 4: artificial marble dust and artificial marble 오니를Oni 원료로 한 하소 알루미나 제조 Calcination Alumina Manufacturing
인조대리석 분진과 인조대리석 오니를 1:1의 부피비로 혼합하여 숙성하였다. 숙성 후 수분함량은 약 25% 내외였다.Artificial marble dust and artificial marble sludge were mixed and mixed in a volume ratio of 1: 1. After aging, the water content was about 25%.
숙성된 원료를 혼련기에 투입하여 혼련한 후에, 수득한 혼련물을 하소로(Rotary Kiln)의 버너쪽으로 투입하였다. 하소로에 투입된 혼련물을 1200 ℃로 하소하여, 하소된 하소 알루미나 분말을 백 필터(bag filter)와 하소로 출구에서 포집하였다. 상기의 포집단계 후에 평균입도 1 ~ 10 ㎛의 하소 알루미나가 제조되었음을 확인하였다.After the matured raw material was introduced into the kneader and kneaded, the obtained kneaded product was introduced into the burner of the rotary kiln. The kneaded material introduced into the calciner was calcined at 1200 ° C., and the calcined calcined alumina powder was collected at the bag filter and at the outlet of the calciner. After the collecting step, it was confirmed that calcined alumina having an average particle size of 1 to 10 μm was prepared.
실시예Example 5 : 본 발명에 따른 하소 알루미나의 성분 분석 5: Component Analysis of Calcined Alumina According to the Present Invention
실시예 2 ~ 실시예 4에 따라 제조된, 하소 알루미나의 화학분석 결과와 물성값은 표 3 및 표 4에 나타난 바와 같았다. 표 3에서 실시예 2 ~ 실시예 4에 따라 제조된 하소 알루미나는 약 99.1%의 순도를 갖는 것을 알 수 있으며, 표 4에서 결정상은 모두 α-Al2O3임을 확인할 수 있었다.Chemical analysis results and physical property values of calcined alumina prepared according to Examples 2 to 4 were as shown in Tables 3 and 4. In Table 3 it can be seen that the calcined alumina prepared according to Examples 2 to 4 has a purity of about 99.1%, and in Table 4 it can be seen that the crystal phases are all α-Al 2 O 3 .
또한 표 4의 입도분포를 보면, 평균입경 (D(V,0,5))은 7 ~ 9㎛이고, 최대크기(D(V,0,9))는 약 20㎛이며, 최소크기(D(V,0,1))는 약 3㎛으로 실시예 2 ~ 실시예 4에서 모두 평균입경이 1 ~ 10㎛인 하소 알루미나가 제조되었음을 알 수 있었다. In addition, when looking at the particle size distribution of Table 4, the average particle diameter (D (V, 0, 5)) is 7 ~ 9㎛, the maximum size (D (V, 0, 9)) is about 20 ㎛, the minimum size (D (V, 0,1) was about 3 μm, and it was found that calcined alumina having an average particle diameter of 1 to 10 μm was produced in Examples 2 to 4 and Example 4, respectively.
표 4에서 D(v,0,1), D(v,0,5) 및 D(v,0,9)는 각각, 입도분포 누적 부피비 10%, 50% 및 90%일 때의 입도를 의미하며, 일반적으로 최소크기 입도를 나타낸다.In Table 4, D (v, 0,1), D (v, 0,5) and D (v, 0,9) refer to particle sizes at 10%, 50% and 90% cumulative particle size distribution, respectively. In general, it represents the minimum size particle size.
이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것은 아니다. 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.The specific parts of the present invention have been described in detail above, and for those skilled in the art, these specific descriptions are merely preferred embodiments, and the scope of the present invention is not limited thereto. It is intended that the scope of the invention be defined by the claims appended hereto and their equivalents.
본 발명은 인조대리석 분진 및 인조대리석 오니를 이용하여, 예비 하소 단계가 필요 없는 경제적인 방법으로, 미세한 입도분포의 하소 알루미나를 제조하는 방법을 제공하는 효과가 있다. The present invention has the effect of providing a method for producing a calcined alumina of fine particle size distribution in an economical method using a preliminary marble dust and artificial marble sludge, without the need for a preliminary calcination step.
본 발명에 따르면, 높은 온도를 필요로 하는 하소 공정 후, 다시 미세한 입도분포의 하소 알루미나를 얻기 위하여 분쇄 과정을 거쳐야 하는 종래 하소 알루미나의 제조방법과 달리 비교적 낮은 온도의 하소공정을 통해 별도의 분쇄 과정 없이 용이하고 경제적으로 하소 알루미나를 생산할 수 있다. According to the present invention, after the calcination process requiring a high temperature, in contrast to the conventional calcination process of the calcination alumina, which has to go through a pulverization process to obtain a calcined alumina of fine particle size distribution separately through a calcination process of a relatively low temperature It is possible to produce calcined alumina easily and economically without.
또한 현재 국내에서 발생되는 인조대리석 분진 및 인조대리석 오니를 하소 알루미나의 원료로 재활용함으로써 환경보호에 기여할 수 있을 뿐만 아니라, 외국에서 고가로 수입되는 수산화알루미늄을 대체할 수 있게 되어 경제적으로 기대효과가 매우 큰 발명이라 할 수 있다. In addition, by recycling artificial marble dust and artificial marble sludge generated in Korea as raw materials of calcined alumina, it can not only contribute to environmental protection, but also can replace aluminum hydroxide imported from foreign countries. It is a big invention.
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| A201 | Request for examination | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20110609 Year of fee payment: 5 |
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| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |