KR100771490B1 - 유·무기성 폐자원용 고화제의 제조방법 - Google Patents

유·무기성 폐자원용 고화제의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 유·무기성 폐자원용 고화제를 제조하는 방법에 있어서, (1) 황산염 화합물 50 ~ 95 중량%와 강알칼리계 분말 5 ~ 50 중량%를 혼합하는 단계, (2) 상기 혼합물을 냉각하는 단계 및 (3) 상기 냉각된 혼합물 중 입경이 2 ㎜ 이상인 것을 선별하여 0.002 ~ 2 ㎜의 크기로 재분쇄하는 단계로 이루어진다.
본 발명의 유·무기성 폐자원용 고화제의 제조방법에 따라 제조된 고화제는 유·무기성 폐자원과 반응시 pH 6 ~ 8에서 고화반응이 진행되므로 반응단계에서 악취가 거의 발생하지 않으며, 고화효율이 우수하여 인공복토재, 부숙토 및 퇴비 등으로 활용할 수 있다.
유·무기성 폐자원, 황산염 화합물, 강알칼리계 분말, 스테인레스 정련로 슬래그

Description

유·무기성 폐자원용 고화제의 제조방법{MANUFACTURING METHOD OF SOLIDIFICATION AGENT FOR ORGANIC OR INORGANIC WASTE RESOURCES}
본 발명은 상기 유·무기성 폐자원용 고화제의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 황산염 화합물과 강알칼리계 분말을 적절하게 혼합하여 고화제를 제조하고 상기 제조된 고화제를 유·무기성 폐자원과 반응시켜 유·무기성 폐자원에 포함된 수분을 증발시키는 것과 동시에, 고화시 발생하는 악취를 감소하는 유·무기성 폐자원용 고화제의 제조방법에 관한 것이다.
유·무기성 폐자원은 하수 슬러지, 정수 슬러지, 축산 슬러지(축분, 계분) ,음식물 쓰레기, 폐석고, 폐석회 및 준설토 등으로 분류할 수 있다.
먼저 국내에서 발생하는 하수 및 정수 슬러지는 전국의 하수처리장과 공단 종말처리장, 그리고 각 단일 공장이나 공단에서 하루 3,000톤 이상의 슬러지가 발생하고 있으며 대부분이 매립되거나 해양에 투기되고 있다. 그러나 수분이 80%가량 포함되어 있는 슬러지를 매립할 경우 발생하는 문제점이 많아 매립지의 반입을 꺼 리는 실정이며 바다에 버리는 것도 한계가 있기 때문에 슬러지를 완벽하게 처리하기 위한 기술의 개발은 선진국 등에서 이미 다양하게 시도되고 있다. 또한 슬러지에는 유기물이 포함되어 있어 적절하게 활용하면 에너지를 회수할 수 있지만 폐기할 경우에는 악취 발생 등의 2차 오염의 원인이 되기도 하고 유효자원의 낭비라는 측면에서 가능한 범위에서 자원으로 재활용되는 것이 바람직하다.
폐석회는 석회석, 백암, 패각 등을 물리, 화학적으로 가공 처리하여 생석회, 소석회, 탄산석회, 소다회 등을 생산하는 과정에서 발생되는 석회석 잔류물을 통칭하는 개념으로, 상기 폐석회는 환경오염 물질로서 현재 매립과 같은 방법으로 처리되고 있으나, 매립처리는 자원 재활용의 면에서 바람직하지 못하였다. 이에, 폐석회를 재활용하는 다양한 시도가 이루어졌다. 예컨대, 공유수면 매립지의 성토재 폐기물 매립 시설의 복토재로서 용도를 지정받았으나, 수분함량이 많을 뿐 아니라 악취가 많이 생성되는 문제가 있었고, 폐석회를 이용한 석회질 비료의 개발이 이루어졌으나, 투자에 비해 경쟁력이 낮고, 계절적인 특성에 의한 물류 비용 증가 등의 이유로 상업화되지 못하였다. 한편, 폐석회를 이용한 보도블록 및 벽돌이 개발됐으나, KS 규격에 미달되고 폐석회 재활용율이 떨어져 생산이 이루어지고 있지 않다. 폐석회를 시멘트 원료 및 첨가제로서 개발하려는 시도도 있었으나, 시설 투자비 등의 문제로 실현되지 못하였다.
폐석고는 탈황공정 및 인산, 불산, 붕소, 티타늄 제조 과정시에 대량으로 발 생하는데 이렇게 생산되는 석고는 자체내에 유해불순물을 함유하고 있어, 시멘트 및 석고보드 등의 제품에 직접적으로 사용될 경우 강도 및 내구성을 저하시킬뿐 아니라 처리량의 한계가 있었다. 또한 그대로 자연에 퇴적하면 이로 인한 지하수 오염 위험이 커지는 문제가 있었다. 나아가, 현재까지는 폐석고의 재활용을 위해서는 세척, 중화, 하소, 제립 등의 복잡한 정제 과정을 통해서만 상기 폐석고를 재활용할 수 있었다.
준설토는 건설현장 등에서 발생하는 무기성 폐자원으로서, 수분 20-55%, 회분 40-60%, 가연분 5-20% 정도로 소각시 많은 열원이 필요하므로, 주로 해양에 매립하고 있어 해양오염의 한 원인으로 지적받아 왔다.
그러나, 폐기물 관리법이 개정되면서 2003년 7월 1일부터는 상술한 하수 슬러지 등 소각하거나 해양에 투기하는 행위가 전면 금지되므로, 유·무기성 폐자원의 재처리는 사회적으로 매우 중요한 문제로 대두되었다.
한편 상기 유·무기성 폐자원을 단순히 매립하지 않고 재활용하기 위해서는 함수율이 높은 유·무기성 폐자원의 함수율을 줄이면서 이를 고형화하는 과정을 거쳐야 한다. 이를 위해 종래에는 탈수전 약품처리를 하였으나 약품에 의한 2차적 환경오염문제가 발생될 수도 있어서 탈수전 물리적 처리방법에 대한 연구가 요구되어 왔다. 이에 따라, 고함수의 슬러지를 처리하는 방법으로서 물리적 처리방법 중 환경 분야에서 많이 사용하고 있는 초음파를 이용하여 탈수성을 극대화시켜는 방법이 제시되고 있다. 이 초음파 이용법은 슬러지에 초음파를 가하여 초음파 에너지에 의해 슬러지내 제거가 힘든 내부 및 결합수의 결합을 파괴·분리하는 원리를 이용한 것이다.
한편 고형화 처리방법은 높은 함수비를 가지고 있는 탈수 슬러지에 고화제를 첨가한 후 공학적으로 활용하는 것이다. 이는 탈수 슬러지에 고화제를 첨가하여 슬러지의 물리적 성상, 화학적 성상을 개선해 작업능률의 촉진, 중금속류 등 유해물질의 무해화, 안정화를 도모하면서 동시에 강도 등의 토질역학적 특성을 개선하는 것이다. 고화제로서는 보통 포틀랜드시멘트, 조강시멘트, 고화시멘트 등 각종 시멘트, 알루미늄계 특수시멘트, 아스팔트, 플라스틱, 생석회 등이 사용되고 있다.
이 중, 하수슬러지 케이크를 고화처리하는 방법에서는 고화제로서 특수시멘트를 사용하는데, 이러한 방법은 고화의 효과는 우수하나 대부분이 고가의 알루미나계 시멘트이기 때문에 비경제적이다. 다른 고화방법으로서 대한민국 특허공고 제97-8689호에 개시된 기술은, 고화제와 고화보조제의 역할이 가능한 소각재, 시멘트 킬른 먼지, 플라이 애쉬, 제강슬래그 등의 폐기물을 활용하는 방법으로, 고화제의 사용 비율을 낮추어 경제성을 도모하고자 하였으나, 고형화된 고화체에서 심한 암모니아성 악취가 발생하는 문제점이 있었다. 결국 종래의 시멘트와 생석회계를 주원료로 제조한 고화제는 슬러지와의 반응시 pH가 높아지기 때문에 슬러지로부터 암모니아성 악취가 발생하고, 고화후 수년이 경과해도 악취가 지속되었다. 또한, 이러한 고화체를 복토재 등으로 활용하는 경우에도, 악취 발생으로 인하여 현장 작 업성이 결여되는 문제가 있었다.
상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 황산염 화합물과 강알칼리계 분말을 적절하게 혼합하여 고화제를 제조하고 상기 제조된 고화제를 유·무기성 폐자원과 반응시켜 유·무기성 폐자원에 포함된 수분을 증발시키는 것과 동시에, 고화시 발생하는 악취를 감소하는 유·무기성 폐자원용 고화제의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 상기 제조방법에 의해 제조된 고화제를 제공하는 것이다.
상기와 같은 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명의 한 특징에 따른 유·무기성 폐자원용 고화제의 제조방법은, 1) 황산염 화합물 50 ~ 95 중량%와 강알칼리계 분말 5 ~ 50 중량%를 혼합하는 단계, (2) 상기 혼합물을 냉각하는 단계 및 (3) 상기 냉각된 혼합물 중 입경이 2 ㎜ 이상인 것을 선별하여 0.002 ~ 2 ㎜의 크기로 재분쇄하는 단계로 이루어진다.
상기 유·무기성 폐자원은 바람직하게는 하수 슬러지, 정수 슬러지, 음식물 쓰레기, 축산 폐기물, 폐석고, 폐석회 및 준설토로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나인 것을 사용하는 것이 좋다.
상기 황산염 화합물은 바람직하게는 황산칼슘(CaSO4), 황산칼륨(K2SO4), 황산나트륨(Na2SO4), 황산제일철(FeSO4), 황산제이철(Fe2(SO4)3) 및 그 수화물로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상인 것을 사용한다.
상기 강알칼리계 분말은 바람직하게는 산화칼슘, 산화마그네슘, 수산화칼슘, 탄산칼슘, 경소 백운석, 도로마이트, 시멘트, 생석회, 소석회 및 석회석 분말로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상인 것을 사용한다.
상기 (1) 단계 이전에 바람직하게는 상기 황산염 화합물을 분쇄하여 입경을 0.002 ~ 0.5 ㎜로 유지하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 (1) 단계에서 바람직하게는 상기 혼합물 100 중량부에 대하여 스테인레스 정련로 슬래그 20 ~ 45 중량부를 더 첨가할 수 있다.
본 발명의 다른 특징에 따른 유·무기성 폐자원용 고화제는 상술한 제조방법에 의해 제조된다.
이하 본 발명을 보다 상세히 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유·무기성 폐자원용 고화제를 제조하는 방법에 있어서, (1) 황산염 화합물 50 ~ 95 중량%와 강알칼리계 분말 5 ~ 50 중량%를 혼합하는 단계, (2) 상기 혼합물을 냉각하는 단계 및 (3) 상기 냉각된 혼합물 중 입경이 2 ㎜ 이상인 것을 선별하여 0.002 ~ 2 ㎜의 크기로 재분쇄하는 단계로 이루어진다.
상기 (1) 단계에서는 황산염 화합물 50 ~ 95 중량%와 강알칼리계 분말 5 ~ 50 중량%를 혼합하여 혼합물을 제조한다.
본 발명에서 사용되는 황산염 화합물은 바람직하게는 황산칼슘(CaSO4), 황산칼륨(K2SO4), 황산나트륨(Na2SO4), 황산제일철(FeSO4), 황산제이철(Fe2(SO4)3) 및 그 수화물로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상을 사용하며, 더욱 바람직하게는 황산제일철을 사용한다. 또한 본 발명에서 사용가능한 강알칼리계 분말은 바람직하게는 산화칼슘, 산화마그네슘, 수산화칼슘, 탄산칼슘, 경소 백운석, 도로마이트, 시멘트, 생석회, 소석회 및 석회석 분말로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상을 사용할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 산화칼슘과 산화마그네슘을 포함하며 황산염 화합과의 반응에 유리한 도로마이트를 사용하는 것이 좋다.
한편, 상기 강알칼리계 분말은 황산염 화합물 50 ~ 95 중량%와 강알칼리계 분말 5 ~ 50 중량%를 혼합한다. 이는 본 발명의 유·무기성 폐자원과의 고화반응을 pH를 6 ~ 8로 유지하기 위한 것으로, 상기 중량비보다 강알칼리계 분말의 첨가량이 적으면 유·무기성 폐자원과의 고화반응 시 pH 가 6 이하에서 반응이 진행되어 황화수소 가스가 발생하며, 상기 중량비보다 강알칼리계 분말의 첨가량이 많으면 고화반응 시 pH 가 8 이상에서 반응이 진행되어 하수슬러지 중 암모늄 이온(NH4 +)이 암모니아가스(NH3)로 전환되면서 암모니아 가스 등 염기성 악취가스를 유발한다.
나아가, 황산염 화합물과 강알칼리 분말의 혼합비는 반응물인 유·무기성 폐자원의 종류 및 산도에 따라 본원발명의 수치범위 내에서 적절하게 혼합되어 사용될 수 있으며, 보다 구체적으로 하수슬러지 등과 같이 염기도가 높은 유·무기성 폐자원의 경우 황산염 화합물의 첨가량이 많아지게 되며, 이와는 반대로 산도가 높은 유·무기성 폐자원의 경우에는 강알칼리계 분말을 많이 첨가한다.
한편,상기 (1) 단계의 예비단계로서 황산염 화합물을 분쇄하는 공정을 더 포함할 수 있다. 상기 황산염 화합물 중 본 발명에 가장 적합한 황산제일철의 경우 일반적으로 40 ~ 60중량% 정도의 수분을 함유하고 있고(FeSO4 ·7H20, FeSO4 ·H20) 오랜기간 적치된 경우 일부가 괴상의 형태를 가질 수 있어, 강알칼리계 분말과 혼합되기 어렵다. 따라서, 이를 분쇄할 필요가 있으며, 이 경우 분쇄방법에는 특별한 제한이 없다. 또한 황산제일철 분쇄물의 입경은 바람직하게는 0.002 ~ 0.5 ㎜이며, 더욱 바람직하게는 0.01 ~ 0.1 ㎜이며, 본 발명에서는 바람직하게는 황산폐액에서 재활용된 황산제일철을 사용할 수 있다.
상기 (2) 단계에서는 상기 혼합단계에서 혼합된 혼합물을 냉각한다. 상기 (1) 단계에서 황산제일철과 강알칼리계 물질이 혼합되면 산·알칼리 반응이 일어나 고온의 열이 발생하게 되므로, 상기 반응을 종료시키고 황산염 화합물에 포함되어 있는 수분을 증발시키기 위해서는 냉각단계를 거쳐야 한다. 이 경우 냉각기 또는 자연냉각 등 통상의 냉각방법을 모두 사용할 수 있다.
한편, 상기 방열단계를 거친 황산제일철과 강알칼리계 분말의 혼합물은 함수분이 증발하여 경도가 향상되며 그 중 일부는 괴상의 형태를 가지기도 한다.
상기 (3) 단계에서는 고화제의 효율을 극대화하기 위하여 상기 냉각된 혼합물 중 입경이 2 ㎜ 이상인 것을 선별하여 0.002 ~ 2 ㎜의 크기로 재분쇄한다. 이 경우 상기 입경을 만족할 수 있는 것이면 분쇄시간 및 분쇄방법에 구애되지 않는다.
이하, 본 발명의 반응 기작을 자세히 살펴보면 하기 반응식 1과 같다.
FeSO4· 7H20+ CaO ⇒ Fe·O + CaSO4 + 7H2O(g) + H
단, 상기에서 FeSO4· 7H20는 대표적인 황산염 화합물의 예시이고, CaO는 대표적인 강알칼리 물질의 예시이며, 7H2O(g)는 황산제일철에 함유된 수분을 의미한다.
상기 반응식 1에서 알 수 있듯, 본 발명의 반응기작은 산 알칼리 반응에 의해 황산제일철에 함유되어 있는 수분을 증발시킨다. 한편 상기 반응열은 반응조건에 따라 차이가 있으나 대략 220 ~ 250 ㎉/몰이 발생한다.
본 발명의 고화제를 유·무기성 폐자원에 첨가하면, 고화제는 유·무기성 폐자원의 수분에 녹으면서 반응하여 고온의 발열을 통해 유·무기성 폐자원이 고화된다. 다시 말하면, 유·무기성 폐자원의 점토입자와 콜로이드를 형성하고 있는 SiO2 및 Al2O3는 고화제와 포졸란 반응을 일으키면서 경화되어 강도를 증진된다.
한편, 상기 고화반응은 상술한대로 pH 6 ~ 8에서 반응이 진행되므로 반응단계에서 악취가 거의 발생하지 않는다. 또한, 고화 처리된 유·무기성 폐자원은 고화제의 산화기능에 의해 일반 흙과 동일한 형태의 고형물이 되어 매립지의 복토재, 부숙토 및 퇴비 등으로 활용할 수 있다.
본 발명의 다른 일실시예에 따른 유·무기성 폐자원용 고화제의 제조방법은, 상기 (1) 단계에서 바람직하게는 황산염 화합물과 강알칼리계 분말의 혼합물 100 중량부에 대하여 스테인레스 정련로 슬래그 20 ~ 45 중량부를 더 첨가할 수 있다.
스테인레스 정련로 슬래그는 감마형 디칼슘실리케이트 결정구조를 갖는 결정상이다. 일반적으로 감마형 디칼슘실리케이트는 고온 용융상에서부터 서서히 냉각되면서 결정상으로 전이된다. 이 결정상 전이로 인해 부피팽창이 수반되며 이러한 체적변화로인하여 냉각시 스스로 붕괴하는 더스팅 현상이 발생한다. 이러한 더스팅 현상은 일반 제강 공장에서 발생하는 제강 슬래그와는 달리 별도의 분쇄 공정없이 매우 미세한 분말 입자를 생성하므로 이를 고화제에 첨가되는 혼화제로 사용할 경우 기존 혼화제와 같이 분쇄 등의 전처리가 필요없거나 적어져 경제적이다.
본 발명의 혼화제를 구성하는 스테인레스 정련로 슬래그는 입자크기가 최대 250㎛인 것이 사용되며, 그 입자크기를 한정하려는 것은 아니나, 보다 바람직하게는 10-250㎛이다. 스테인레스 정련로 슬래그의 입자크기는 작을수록 좋으나, 10㎛이하의 입자크기를 얻기 위해서는 스테인레스 정련로 슬래그를 재차 분쇄 가공해야하며, 또한 상기 스테인레스 정련로 슬래그가 250㎛이상의 입자크기를 갖는 경우 비표면적이 작을 뿐만아니라 구성 성분 중에 구슬모양의 스테인레스 스틸볼이 함유된 것이 있기 때문에 유·무기성 폐자원 고화용 혼화제로 사용하기에 바람직하지 않다.
본 발명의 스테인레스 정련로 슬래그는 상기 고화제 성분인 황산염이나 알칼리 성분과 반응하여 OH- 이온이나 SO42- 이온으로 존재하게 되며, 이 경우 포틀랜트 시멘트와 같이 수경성을 발휘하여 결정상을 형성하고 경화된다.
나아가, 본 발명의 고화제가 유·무기성 폐자원의 수분에 용해되는 것을 촉진시켜 결정상의 생성을 돕는 기능을 하며, 생성물의 강도를 증가시킬 뿐만 아니라 단시간내에 유·무기성 폐자원 내의 수분함량을 감소시킨다.
한편, 바람직하게는 황산염 화합물과 강알칼리계 분말의 혼합물 100 중량부에 대하여 스테인레스 정련로 슬래그 20 ~ 45 중량부를 더 첨가할 수 있다. 만일 20 중량부 미만으로 첨가하면 첨가효과가 미미하며, 45 중량부를 초과하면 고화반응이 pH 8을 초과하게 되어 악취가 발생할 우려가 있다.
이하 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명하고자 한다. 본 실시예는 가장 바람직한 실시형태를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위함이며, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
<실시예 1>
수분을 함유한 황산제일철 1㎏을 평균입경이 0.3 ㎜ 정도가 되도록 로드밀로 분쇄하였다. 상기 황산제일철 분쇄물 1㎏에 경소 백운석 분말 0.7㎏를 첨가한 후 이를 잘 교반하여 혼합물을 제조하였다. 이후 4℃ 냉각기에서 2시간 정도 냉각한 후, 상기 냉각된 혼합물을 평균입경 1 ㎜의 크기로 재분쇄하여 고화제를 제조하였다.
<비교예 1>
황산제일철 분쇄물 1㎏에 대하여 경소 백운석 분말 50g을 첨가하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 고화제를 제조하였다.
<비교예 2>
황산제일철 분쇄물 1㎏에 대하여 경소 백운석 분말 1.1㎏을 첨가하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 고화제를 제조하였다.
<실시예 2>
스테인레스 정련로 슬래그 0.5㎏을 더 첨가하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 고화제를 제조하였다.
<비교예 3>
스테인레스 정련로 슬래그 0.25㎏을 더 첨가하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 고화제를 제조하였다.
<비교예 4>
스테인레스 정련로 슬래그 1㎏을 더 첨가하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 고화제를 제조하였다.
한편, 실시예 1 ~ 2 및 비교예 1 ~ 4에서 제조된 고화제를 하수 슬러지(함수율 72.1%, pH 7.2)에 반응시켜 시간 경과에 따른 함수율의 변화 및 악취정도를 측정하여 그 결과를 표1 나타내었다. 상기 악취 정도는 5명이 흡취한 후 1 ~ 5의 점수를 부여하여 관능평가를 실시하였고(1은 악취가 없음, 5는 악취가 매우 심한 것을 의미한다) 상기 수치를 평균하여 나타내었다.
함수율(%) 악취발생정도
실시예 1 42.9 1.8
비교예 1 48.3 2.4
비교예 2 47.1 3.7
실시예 2 36.1 1.8
비교예 3 42.0 1.8
비교예 4 33.4 2.7
표 1에서 함수율은 3일 양생 후 함수율을 나타낸다.
상기 표 1에서 알 수 있듯이, 본원발명의 중량비를 만족하는 실시예 1에 비하여, 이를 벗어나는 비교예 1 ~ 2의 고화제는 하수슬러지와의 고화효율이 떨어질 뿐 아니라, 심한 악취가 발생하였다.
또한, 실시예 2에서 스테인레스 정련로 슬래그를 첨가하면 더욱 향상된 고화효과를 보이나, 본원발명의 임계범위보다 적은 양을 첨가하면 고화효과가 미미하고(비교예 3), 이를 초과하여 첨가하면 악취가 심하게 발생하는 것(비교예 4)을 알 수 있다.
본 발명의 유·무기성 폐자원용 고화제의 제조방법에 따라 제조된 고화제는 유·무기성 폐자원과 반응시 pH 6 ~ 8에서 고화반응이 진행되므로 반응단계에서 악취가 거의 발생하지 않으며, 고화효율이 우수하다.
또한 본 발명의 고화제에 스테인레스 정련로 슬래그를 적절한 비율로 첨가하여 더욱 우수한 효과를 발휘할 수 있다. 아울러 고화된 유·무기성 폐자원은 복토재, 부숙토 및 퇴비 등으로 재활용될 수 있어, 자원의 재활용의 측면에서 매우 유리하다.
이상에서 본 발명은 기재된 실시예에 대해서만 상세히 기술되었지만, 본 발명의 기술사상 범위내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

Claims (7)

  1. 유·무기성 폐자원용 고화제를 제조하는 방법에 있어서,
    (1) 황산칼슘(CaSO4), 황산칼륨(K2SO4), 황산나트륨(Na2SO4), 황산제일철(FeSO4), 황산제이철(Fe2(SO4)3) 및 그 수화물로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 황산염 화합물 50 ~ 95 중량%와 산화칼슘, 산화마그네슘, 수산화칼슘, 탄산칼슘, 경소 백운석, 도로마이트, 시멘트, 생석회, 소석회 및 석회석 분말로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 강알칼리계 분말 5 ~ 50 중량%를 혼합하는 단계;
    (2) 상기 혼합물을 냉각하는 단계; 및
    (3) 상기 냉각된 혼합물 중 입경이 2 ㎜ 이상인 것을 선별하여 0.002 ~ 2 ㎜의 크기로 재분쇄하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유·무기성 폐자원용 고화제의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 유·무기성 폐자원은 하수 슬러지, 정수 슬러지, 음식물 쓰레기, 축산 폐기물, 폐석고, 폐석회 및 준설토로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 상기 유·무기성 폐자원용 고화제의 제조방법.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 (1) 단계 이전에 상기 황산염 화합물을 분쇄하여 입경을 0.002 ~ 0.5 ㎜로 유지하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 유·무기성 폐자원용 고화제의 제조방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 (1) 단계에서 상기 혼합물 100 중량부에 대하여 스테인레스 정련로 슬래그 20 ~ 45 중량부를 더 첨가하는 것을 특징으로 하는 상기 유·무기성 폐자원용 고화제의 제조방법.
  7. 삭제
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100966784B1 (ko) 2009-08-20 2010-06-29 주식회사 제철세라믹 유,무기성 폐자원의 고화처리를 위한 고화제 제조방법
KR101089571B1 (ko) 2009-05-29 2011-12-06 주식회사 제철세라믹 준설토의 고화방법 및 이에 사용되는 준설토용 고화제
KR101156737B1 (ko) * 2010-06-30 2012-06-14 최윤진 슬러지 고화제용 첨가물, 슬러지 고화제용 첨가물의 제조 방법, 및 슬러지 고화제용 첨가물을 이용한 슬러지의 고화 처리 방법
KR101279445B1 (ko) 2012-03-16 2013-06-27 (주)비썬 하폐수 처리를 위한 화학약품, 이의 제조방법 및 이의 이용방법

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100939292B1 (ko) * 2009-06-08 2010-01-28 이남훈 황산제1철을 이용한 반응촉진제 제조방법 및 반응촉진제
KR101140375B1 (ko) * 2010-03-22 2012-05-03 김진철 함수율 저감제 제조방법 및 함수율 저감제
KR101290637B1 (ko) * 2010-09-29 2013-07-29 권윤회 수질, 저니토질 개량제
KR102242173B1 (ko) 2019-10-10 2021-04-21 주식회사 케이알티앤에스 현장토를 사용하는 친환경성 다용도 유동화토 조성물

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19990071857A (ko) * 1995-12-05 1999-09-27 디노 리치치 경화성 조성물 및 이의 용도
KR20050051162A (ko) * 2003-11-27 2005-06-01 이영중 사업장 폐기물을 이용한 재활용재 제조방법
KR20050080681A (ko) * 2004-02-10 2005-08-17 한국지질자원연구원 칼슘설포알루미네이트 광물이 함유된 고화재 및 그제조방법
KR100509932B1 (ko) 2004-08-04 2005-08-30 (주)토고이알씨 사업장 폐기물을 이용한 하수 슬러지용 고화제 제조방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19990071857A (ko) * 1995-12-05 1999-09-27 디노 리치치 경화성 조성물 및 이의 용도
KR20050051162A (ko) * 2003-11-27 2005-06-01 이영중 사업장 폐기물을 이용한 재활용재 제조방법
KR20050080681A (ko) * 2004-02-10 2005-08-17 한국지질자원연구원 칼슘설포알루미네이트 광물이 함유된 고화재 및 그제조방법
KR100509932B1 (ko) 2004-08-04 2005-08-30 (주)토고이알씨 사업장 폐기물을 이용한 하수 슬러지용 고화제 제조방법

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101089571B1 (ko) 2009-05-29 2011-12-06 주식회사 제철세라믹 준설토의 고화방법 및 이에 사용되는 준설토용 고화제
KR100966784B1 (ko) 2009-08-20 2010-06-29 주식회사 제철세라믹 유,무기성 폐자원의 고화처리를 위한 고화제 제조방법
KR101156737B1 (ko) * 2010-06-30 2012-06-14 최윤진 슬러지 고화제용 첨가물, 슬러지 고화제용 첨가물의 제조 방법, 및 슬러지 고화제용 첨가물을 이용한 슬러지의 고화 처리 방법
KR101279445B1 (ko) 2012-03-16 2013-06-27 (주)비썬 하폐수 처리를 위한 화학약품, 이의 제조방법 및 이의 이용방법

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