KR100918687B1

KR100918687B1 - 평형추의 제조방법

Info

Publication number: KR100918687B1
Application number: KR20070105672A
Authority: KR
Inventors: 최영철
Original assignee: 최영철
Priority date: 2007-10-19
Filing date: 2007-10-19
Publication date: 2009-09-23
Also published as: KR20090040078A

Abstract

본 발명은 평형추(counter weight)의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세히는 폐납 제련 공정에서 선철 또는 분철을 산화제로 이용하여 폐납 제련을 할 시에 얻어지는 비중이 높은 폐납 제련 광재(=폐납슬래그)를 이용하여 평형추를 제조하는 방법에 관한 것이다.

즉, 본 발명은 입도가 15mm 이하가 되도록 폐납슬래그를 파쇄하는 공정과, 상기 파쇄된 폐납슬래그를 소성로에서 850℃ 이상의 온도로 소성처리하여 불순물은 소각, 집진하여 송풍기를 사용하여 불순물을 폐납슬래그(A)로부터 분리하는 과정과, 부피비로 철분 40%, 시멘트 30%, 석회가루 10%, 킬레이트제 10%, 수용성 수지계 접착제 10%를 혼합하여 경화제(B)를 제조하는 공정과, 상기 불순물이 분리된 폐납슬래그(A)와 상기 경화제(B)를 부피비 7:3의 비율로 혼합하여 혼합물(C)을 조성하는 과정과, 상기 혼합물(C)과 물을 상대적 부피비 100:20~40 비율로 평형추조성물(D)을 혼합하는 과정과, 상기 혼합된 평형추조성물(D)을 평형추 제조용 철제용기에 투입하여 진동을 가하면서 다진 후 7일간 상온에서 양생하여 평형추를 제조토록 한 것이다.

이와 같은 본 발명은 종래 매립처리를 행하여 오던 폐기물 중 하나인 폐납슬래그를 주원료로 하여 소성처리과정에서 각종 불순물을 제거시킨 후 특수 경화제를 물과 혼합한 후 평형추 제조를 위한 철제용기에 진동을 가하면서 양생하여 평형추를 제조토록 한 것으로서,

본 발명에 의해 제조되는 평형추는 폐납슬래그가 높은 비중을 갖고 있어 부피가 작으면서도 우수한 평형추 제작이 가능하며, 그로 인해 평형추 제조 시 철제용기의 크기를 최소화하여 재료비 절감효과, 매립되는 폐납슬래그를 재활용할 수 있어 폐납을 제련하는 업체에서는 그 처리에 소요되는 막대한 비용을 절감할 수 있고, 자원의 재활용 효과와 함께 환경오염 방지에도 일익을 할 수 있는 것이다.

평형추의 제조방법, 폐납 제련 광재, 폐납슬래그, 경화제, 물, 소성처리, 고형화

Description

평형추의 제조방법{Manufacturing method of the counterweight}

본 발명은 평형추(counter weight)의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세히는 폐납 제련 공정에서 선철 또는 분철을 산화제로 이용하여 폐납 제련을 할 시에 얻어지는 비중이 높은 폐납 제련 광재(이하 '폐납슬래그'라 통칭한다.)를 이용하여 평형추를 제조하는 방법에 관한 것이다.

종래 평형추를 제조할 시에는 절단 스케일, 폐철 분철 등을 사용하여 평형추용 철제용기에 투입 후 봉합하는 방법으로 제조, 사용하여 왔으나, 상기 절단 스케일은 가격이 고가이므로 평형추 제작비용이 앙등되는 문제점을 안고 있었다.

한편, 국내 특허 공개 제1999-54158호에는 제철소 등에서 발생되는 폐자원인 제강슬래그와 폐철, 분철 등을 이용한 '제강슬래그와 폐철류를 이용한 중장비용 평형추 제조방법'에 관한 기술이 개시되어 있다.

상기 선행 특허는 폐철, 제강슬래그 및 절단 스케일을 입도가 2mm 이상인 조대 골재와, 입도가 2mm 이하인 미세 분말비가 3:1~3:2가 되도록 혼합하여 골재 혼합물을 제조하고, 상기 골재 혼합물에 점결재로 시멘트를 골재 혼합물의 중량 기준으로 5~10중량%를 혼합하고, 용매로 적량의 물을 첨가하여 슬러리 상태의 혼합물을 제조하며, 상기 혼합물을 성형 후 건조하여 평형추를 제조하는 기술이다.

이와 같은 선행 특허는 절단 스케일에 비해 상대적으로 저렴한 제강슬래그와 폐철류를 이용하여 평형추를 제조하는 방법이지만, 제강슬래그는 실리카 성분이 많아 고형화가 잘 이루어지지만 제강슬래그 자체가 철을 추출한 후 발생된 광재이므로 비중이 낮아 지금은 사용을 하지 않고 있다.

한편, 폐납슬래그는 산화제로 선철 또는 분철을 사용하여 납만 추출하고 남은 것이므로 절단 스케일 또는 제강슬래그에 비해 비중이 높아 평형추의 재료로 적합하지만, 이는 납의 용융점이 낮아 폐납슬래그 자체에 연소되지 않은 불순물이 많이 포함되어 있어, 상기 불순물은 평형추 제작 시에 강도를 저하시키는 요인이 되었고, 시멘트와 같은 점결재를 사용하여 고형화시킬 때 고형화가 이루어지지 않는 문제점, 그리고 폐납슬래그 중에 중금속 잔재률이 높아 평형추 재료로 사용되지 못하고 매립 폐기물로 지정, 매립되므로 자원의 재활용이란 측면에서 기대에 부응치 못함은 물론 환경오염 등 많은 문제를 야기하고 있는 실정이다.

본 발명은 평형추의 제조방법을 제공하되, 폐납 제련을 할 시에 얻어지는 폐납슬래그를 주재로 한 평형추 제조방법을 제공코자 한다.

특히, 본 발명은 폐납슬래그의 고형화 과정에서 발생되는 문제점을 해결함과 동시에 동일한 부피비에서 비중이 높은 폐납슬래그를 사용함으로써 평형추 제작에 따른 원재료 및 철제용기 제작비용 등을 부담을 최소화하고, 폐납슬래그 매립으로 발생하던 환경오염 등과 같은 제반 문제점을 일소 할 수 있는 평형추의 제조방법을 제공함에 발명의 기술적 과제를 두고 본 발명을 완성한 것이다.

본 발명은 평형추를 제조함에 있어서, 폐납슬래그를 사용하여 평형추를 제조할 시에 가장 큰 문제점인 고형화가 가능토록 폐납슬래그에 포함된 불순물을 고온의 온도에서 소성처리하는 공정과, 소성처리된 폐납슬래그를 별도의 경화제 및 물과 함께 혼합, 교반한 후 평형추 제조 철제용기에 투입하여 양생, 고형화시켜 평형추를 제조토록 한 것이다.

본 발명의 평형추 제조방법에 의하면, 종래 매립처리를 행하여 오던 폐기물 중 하나인 폐납슬래그를 주원료로 하여 소성처리과정에서 각종 불순물을 제거시킨 후 특수 경화제를 물과 혼합한 후 평형추 제조를 위한 철제용기에 진동을 가하면서 양생하여 평형추를 제조토록 한 것으로서,

본 발명에 의해 제조되는 평형추는 폐납슬래그가 높은 비중을 갖고 있어 부피가 작으면서도 우수한 평형추 제작이 가능하며, 그로 인해 평형추 제조 시 철제용기의 크기를 최소화하여 재료비 절감효과, 매립되는 폐납슬래그를 재활용할 수 있어 폐납 제련하는 업체에서는 그 처리에 소요되는 막대한 비용을 절감할 수 있고, 자원의 재활용 효과와 함께 환경오염 방지에도 일익을 할 수 있는 등 그 기대되는 효과가 다대한 발명이다.

본 발명의 평형추 제조방법을 도 1의 공정도와 함께 상세히 설명하면 다음과 같다.

즉, 본 발명은 평형추 제조를 위해 주재로 폐납슬래그를 사용한다.

폐납슬래그는 그 입도가 15mm 이하가 되도록 파쇄하여 소각로(소성로)에 투입하여 850℃ 이상의 고온에서 소각(소성처리)하여 폐납슬래그에 포함되어 있는 각종 불순물(예:폐 밧데리에서 전극을 구성하는 납을 고정하는 합성수지재로 이루어진 고정편 등)을 소각토록 하며, 상기 소각 과정에서 소각된 불순물은 소각로에 별도로 설치된 집진기를 사용하여 수거하며, 소각과정에서 소성 열처리된 폐납슬래그(A)는 강도가 더욱 향상된다.

그리고 평형추 제조에 필요한 경화제(B)를 하기와 같이 별도로 제조한 후 소성처리된 폐납슬래그(A)와 7:3의 부피비로 혼합하여 혼합물(C)을 제조하고, 상기 혼합물(C)에 물을 상대적 부피비 100:20~40 비율로 혼합하여 슬러리 상의 평형추조성물(D)을 만든 후, 상기 평형추조성물(D)을 평형추 제작용 철제용기에 투입하여 진동을 가하면서 다진 후 상온에서 7일간 양생토록 한다.

상기 경화제(B)는 부피비로 철분 40%, 시멘트 30%, 석회가루 10%, 킬레이트제 10%, 수용성 수지계 접착제 10%를 혼합한 것이다.

상기 경화제(B)에 폐납슬래그(A)를 혼합시킨 혼합물(C)에 용매로 물을 상대적 부피비로 100:20~40 비율로 혼합기에 투입, 교반하여 점도가 통상의 찰흙 정도의 점도를 갖는 슬러리 상의 평형추조성물(D)을 평형추 제조용기에 투입하여 진동을 가하면서 다진 후 상온에서 7일간 양생을 시키면 견고하게 고형화 된 평형추가 제조된다.

참고로, 상기 경화제(B)를 구성하는 성분 중 철분은 금속과 물이 반응하여 산화하면서 굳어지는 현상과 폐납슬래그의 공극율을 조밀하게 채워 주면서 비중을 극대화하고 고형화 시에 평형추의 강도를 대폭 향상케 된다.

그리고 석회가루는 물과 반응하여 경화되는 성질을 가지므로 폐납슬래그의 고형화에 일조케 되는 것이며 강도와 중금속 안정화에도 기여한다.

또한 킬레이트제는 중금속을 안정화시키는 역할을 수행하는데, 이는 EDTA를 비롯한 폴리아미노카르복시산류, 시트로산, 폴리인산 등이 사용된다. 수용성 수지계 접착제는 고형화에 도움을 준다.

(표 1) 폐납슬래그의 소성처리 전후 비중표

원료(폐납슬래그)	비중
소성처리 전	3.20
소성처리 후	3.45

(표 2) 경화제의 비중표

원료	비중	경화제의 평균 비중
철분	3.1	2.2(물의 비중을 뺀 값)
시멘트	1.5
석회가루	1.5

상기 비중 측정 시, 경화제를 구성하는 킬레이트제 또는 수용성 수지계 접착제는 경화제의 비중에는 크게 기여하지 않으며, 실측을 하였기에 이론상의 비중과는 차이가 날 수 있다.

이하 본 발명의 바람직한 조성물 및 조성비, 제조방법을 구현하기 위한 다양한 실시예를 살펴 보기로 한다.

(실시예 1)

입도가 15mm 이하인 폐납슬래그와 포틀랜트 시멘트를 부피비 7:3으로 혼합한 혼합물과 물을 상대적 부피비 100:20의 비율로 혼합하여 평형추 제조용 철제용기에 투입하여 진동을 가하여 다진 후 7일간 양생을 시켰으나 원하던 평형추 제조를 위한 양생이 이루어지지 않았다.

(실시예 2)

입도가 15mm 이하인 폐납슬래그와 경화제를 부피비 6:4로 혼합한 혼합물과 상대적 부피비 100:20의 비율로 물과 혼합하여 평형추 제조용 철제용기에 투입하여 진동을 가하여 다진 후 7일간 양생을 하였다.

비중은 4.0g/cm³, 압축강도는 988kg/cm²였다.

용출시험에서 중금속은 발견되지 않았다.

(실시예 3)

입도가 15mm 이하인 폐납슬래그와 경화제를 부피비 7:3의 비율로 혼합한 혼합물과 부피비 100:30의 비율로 물과 혼합하여 평형추 제조용 철제용기에 투입하여 진동을 가하여 다진 후 7일간 양생하였다.

비중은 4.2g/cm³, 압축강도는 975kg/cm²였다.

용출시험에서 중금속은 발견되지 않았다.

본 발명의 평형추의 제조방법은 평형추 제조업체 및 폐납슬래그가 발생되는 폐납 제련 업체 등에서 널리 활용이 가능하다.

도 1은 본 발명에서 제공하는 평형추 제조방법을 보인 전체 공정도

■ 도면의 주요부분에 사용된 부호의 설명 ■

A: 폐납슬래그 B: 경화제

C: 혼합물 D: 평형추조성물

Claims

입도가 15mm 이하가 되도록 폐납슬래그를 파쇄하는 공정과,

상기 파쇄된 폐납슬래그를 소성로에서 850℃ 이상의 온도로 소성처리하여 불순물은 소각, 집진하여 폐납슬래그(A)로부터 분리하는 과정과,

부피비로 철분 40%, 시멘트 30%, 석회가루 10%, 킬레이트제 10%, 수용성 수지계 접착제 10%를 혼합하여 경화제(B)를 제조하는 공정과,

상기 불순물이 분리된 폐납슬래그(A)와 상기 경화제(B)를 부피비 7:3의 비율로 혼합하여 혼합물(C)을 조성하는 과정과,

상기 혼합물(C)과 물을 상대적 부피비 100:20~40 비율로 평형추조성물(D)을 혼합하는 과정과,

상기 혼합된 평형추조성물(D)을 평형추 제조용 철제용기에 투입하여 진동을 가하면서 다진 후 7일간 상온에서 양생하는 과정으로 제조되는 것을 특징으로 하는 평형추의 제조방법.