KR101016789B1 - Method for manufacturing functional soil material using the sludge of a coal mine - Google Patents

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Abstract

본 발명은 석탄광산슬러지를 사용한 기능성 토양재 제조방법에 관한 것으로서, 이는 토양 복토 및 안정화를 위해 각각의 선정기준에 부합한 복토재 및 차수재를 석탄광산슬러지를 사용하여 제조하기 위한 것이다. 이를 위해 본 발명은, 석탄광산에서 획득된 석탄광산슬러지를 분말화하는 슬러지분말화단계(S10)와; 상기 슬러지분말화단계(S10)를 통해 얻어진 석탄광산슬러지분말을 고화재와 혼합하는 믹싱단계(S20);를 통해 복토재를 제조하고, 상기 슬러지분말화단계(S10)를 통해 얻어진 석탄광산슬러지분말을 플라이 애쉬(Fly ash) 및 벤토나이트(Bentonite)와 혼합하는 배합단계(S30);를 통해 차수재를 제조하는 것을 특징으로 하여, 요구사항에 충족된 복토재 및 차수재를 제조가능하게 한다.The present invention relates to a method for producing a functional soil material using coal mine sludge, which is to manufacture the cover material and the order material that meets the respective selection criteria for soil cover and stabilization using coal mine sludge. To this end, the present invention, the sludge powderization step (S10) for powdering the coal mine sludge obtained in the coal mine; Mixing step (S20) of mixing the coal mine sludge powder obtained through the sludge powder forming step (S10) with the solidified material; to prepare a cover material, and to obtain the coal mine sludge powder obtained through the sludge powder forming step (S10) Fly ash (Bly ash) and bentonite (Bentonite) mixing step (S30); characterized in that the manufacturing of the filler material through, characterized in that it is possible to manufacture the cover material and the filler material that meets the requirements.

복토재, 차수재, 플라이 애쉬, 벤토나이트, 석탄광산슬러지 Cover material, liner, fly ash, bentonite, coal mine sludge

Description

석탄광산슬러지를 사용한 기능성 토양재 제조방법{METHOD FOR MANUFACTURING FUNCTIONAL SOIL MATERIAL USING THE SLUDGE OF A COAL MINE}Method for manufacturing functional soil material using coal mine sludge {METHOD FOR MANUFACTURING FUNCTIONAL SOIL MATERIAL USING THE SLUDGE OF A COAL MINE}

본 발명은 석탄광산슬러지를 사용한 기능성 토양재 제조방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 복토재 및 차수재 재료로 석탄광산에서 획득가능한 슬러지를 활용함으로써 현재의 선정기준에 부합한 복토재 및 차수재를 제조하기 위한 석탄광산슬러지를 사용한 기능성 토양재 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing functional soil material using coal mine sludge, and more specifically, to manufacture cover material and order material in accordance with the current selection criteria by using sludge obtainable from coal mine as cover material and order material. It relates to a functional soil material manufacturing method using coal mine sludge for.

일반적으로 복토는 악취의 발산방지, 기상오염물질 방출 최소화, 쓰레기의 비산 및 유출방지, 해충 및 야생동물의 번식방지, 인간과 직접 접촉 방지, 화재방지 및 경관향상 등 주변 환경 보전에 중요한 기능을 한다. 또한 쓰레기 반입 차량 진입의 용이성 향상, 펼침 및 다짐작업 등 작업능률 향상과 우수침투 저감에 다른 침출수 발생량 저감 등 매립지 운영상에 있어서도 매우 중요하다.In general, cover soils play an important role in the preservation of the surrounding environment, such as preventing the emission of odors, minimizing the release of meteorological pollutants, preventing the scattering and spillage of garbage, preventing the reproduction of pests and wildlife, preventing direct contact with humans, preventing fires, and improving the landscape. . In addition, it is very important in the operation of landfills such as reducing the amount of leachate generated, and improving work efficiency such as improving the ease of entering vehicles, unfolding and compacting, and reducing the penetration of rainwater.

복토를 대량으로 실시하면 향후 매립지의 용량이 감소하며 통기성이 저하되 어 유기물의 분해속도가 저하되는 등 부정적인 면도 있다. 그러므로 복토할 경우에는 복토의 목적과 매립쓰레기의 종류 등을 고려하여 복토방식을 선정하고, 복토지점의 노출시간 및 기능에 따라 알맞은 복토재를 사용하여야 한다. 복토의 종류에 따라 바람직한 토양의 특성은 일일 복토재의 경우 쓰레기의 펼쳐 고르기, 압축작업, 쓰레기층의 안정성 확보 및 쓰레기의 분해를 저해하지 않도록 가능한 투수성, 통기성이 적절한 사질토계의 토양이 바람직하고, 중간 복토재의 경우 가스의 발산과 우수의 침투를 방지하는 효과를 얻기 위하여 통기성이 낮은 점토계 토양이 주로 사용되고 매립장내 도로 등으로 이용하고자 하는 지점에 대해서는 자갈 섞인 토양이 바람직하며, 최종복토재의 경우 강우의 침식에 대한 저항력이 강하고 투수성이 작으며 식생에 적합한 토양으로 부식질을 적절히 함유한 양토(loam)계 토양이 적당하다. 이중에서도 특히 중간복토는 매립된 쓰레기의 노출을 지속적으로 방지하여 쓰레기의 비산 및 악취저감을 유도하는 것뿐만 아니라 운반차량의 진입로 제공 및 강우 시 우수를 신속히 배제하여 침출수의 발생을 저감시키기 위한 것으로, 노출된 매립층의 표면부분에 매립 작업이 7일 이상 중단되는 때에는 30Cm 이상의 두께로 복토를 하여야 한다고 폐기물관리법에 명시되어 있다. Applying a large amount of cover will reduce the landfill capacity in the future, reduce air permeability, and reduce the decomposition rate of organic matter. Therefore, in the case of covering the soil, the covering method should be selected in consideration of the purpose of the covering and the type of landfill waste, and the appropriate covering material should be used according to the exposure time and function of the covering point. According to the type of cover soil, the desirable soil characteristics are soils of permeability and air permeability, which are suitable for daily cover materials, such as uneven spreading, compacting, securing the stability of the waste layer, and preventing decomposition of the waste. In the case of intermediate cover material, low-permeability clay-based soil is mainly used to prevent gas emission and rainwater penetration, and gravel-mixed soil is preferable for the point to be used as roads in landfills. Loam soils with strong humus resistance, small permeability and adequate humus are suitable. In particular, intermediate cover is designed to reduce the occurrence of leachate by continually preventing the exposure of landfilled wastes to induce the scattering and odor reduction of wastes, as well as to provide the access roads of transport vehicles and quickly exclude rainwater during rainfall. Waste management legislation states that when landfill operations are interrupted for more than seven days on the exposed part of the landfill layer, they must be covered with a thickness of 30 cm or more.

상기된 토양의 분류는 입경 및 점토 함량에 따르며, 입경 및 함수량에 따라 토양의 밀도와 투수성이 달라진다. 토양은 입경에 따라 표1과 같이 분류되고 모래-미사-점토의 구성비에 따라 도 1과 같이 분류된다.The above classification of soil depends on the particle size and clay content, and the density and permeability of the soil vary depending on the particle size and water content. Soil is classified as shown in Table 1 according to the particle diameter and as shown in Figure 1 according to the composition ratio of sand-silt-clay.

Figure 112008061921685-pat00001
Figure 112008061921685-pat00001

표1- 입경에 따른 흙의 분류Table 1-Classification of soil by particle size

복토재 선정의 일반적인 기준을 살펴보면, 산도나 알칼리도가 극단적으로 강한 토양, 유해물질을 함유한 토양, 침출수의 성상을 악화시키거나 식생을 주는 토양 등은 복토재로써 적절치 않으며, 다짐을 실시하여야 할 복토재는 매립층의 안정성을 고려한 토질역학적인 측면에서 성토재에 준하는 기준에 적합하여야 한다.The general criteria for the selection of cover materials include soils with extremely high acidity or alkalinity, soils containing harmful substances, soils that exacerbate the leachate or give vegetation, and are not suitable as cover materials. In terms of soil mechanics in consideration of the stability of the

한편으로 폐기물 매립장, 금속광산 등과 같은 장소에 축적된 각종 오염물질이 직간접적으로 주변환경과 인간에게 전이될 수 있기 때문에 그에 따른 피해가 예상되므로 이러한 오염물질이 지하 또는 지상으로 전이되지 못하도록 막기 위해, 점토, 벤토나이트 등의 차수재를 소정두께로 포설하도록 법적으로 규정되어 있다.On the other hand, since various contaminants accumulated in places such as waste landfills and metal mines can be directly or indirectly transferred to the surrounding environment and humans, damages are expected to prevent such contaminants from being transferred underground or above the ground. It is legally stipulated to lay down ordering materials such as clay and bentonite to a predetermined thickness.

그러나 복토 및 차수의 목적에 따라 적절한 복토재 및 차수재를 선택하는데 따른 원재료 확보가 어렵고, 그로 인해 복토재 및 차수재 재료구입의 비용소모가 큰 문제점이 있다.However, it is difficult to secure raw materials by selecting the appropriate cover material and the order material according to the purpose of covering and ordering, and therefore, there is a problem that the cost consumption of covering material and the order material purchase is large.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 석탄광산으로부터 획득가능한 슬러지를 복토재 및 차수재의 재료로 활용함으로써 복토 및 차수 목적에 적합한 석탄광산슬러지를 사용한 기능성 토양재 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems of the prior art, by using a sludge obtainable from coal mining as a material for the cover material and the order material by using a method for producing a functional soil material using coal mine sludge suitable for cover and order purposes. The purpose is to provide.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 석탄광산에서 획득된 석탄광산슬러지를 분말화하는 슬러지분말화단계와; 상기 슬러지분말화단계를 통해 획득된 석탄광산슬러지분말을 고화재와 혼합하는 믹싱단계;로 구성되는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention comprises a sludge powdering step of powdering coal mine sludge obtained in coal mining; And a mixing step of mixing the coal mine sludge powder obtained through the sludge powdering step with the solidified material.

또한 상기 슬러지분말화단계에서는 석탄광산배수를 중화반응조에서 Ca(OH)2 및 소석회와 반응시킨 다음에 침전조에서 고액분리시킴으로써 획득된 석탄광산슬러지를 농축탈수하여 분말화하거나, 석탄광산배수를 전기정화반응조를 거친 다음에 침전조에서 고액분리시킴으로써 획득된 석탄광산슬러지를 농축탈수하여 분말화하는 것을 특징으로 한다.In addition, in the sludge powdering step, the coal mine drainage is reacted with Ca (OH) 2 and slaked lime in a neutralization tank, and then concentrated by dehydration of the coal mine sludge obtained by solid-liquid separation in the precipitation tank, or the coal mine drainage is electropurified. It is characterized in that the coal mine sludge obtained by solid-liquid separation in the precipitation tank after the reaction tank is concentrated and dehydrated.

또한 상기 고화제는 소석회, 시멘트 및 비산회가 0.3:0.3:0.4의 중량비로 혼합되어 형성되고, 상기 믹싱단계에서는 상기 석탄광산슬러지분말 및 고화재가 1:0.4의 중량비로 혼합되는 것을 특징으로 한다.In addition, the solidifying agent is formed by mixing the hydrated lime, cement and fly ash in a weight ratio of 0.3: 0.3: 0.4, the mixing step is characterized in that the coal mine sludge powder and the solidified material is mixed in a weight ratio of 1: 0.4.

한편으로 본 발명은, 석탄광산에서 획득된 석탄광산슬러지를 분말화하는 슬러지분말화단계와; 상기 슬러지분말화단계를 통해 획득된 석탄광산슬러지분말을 플라이 애쉬(Fly ash) 및 벤토나이트(Bentonite)와 혼합하는 배합단계;로 구성되는 것을 특징으로 한다.On the other hand, the present invention comprises a sludge powdering step of powdering coal mine sludge obtained from coal mining; Characterized in that consisting of; mixing the coal mine sludge powder obtained through the sludge powdering step with fly ash (Fly ash) and bentonite (Bentonite).

또한 상기 배합단계에서는 상기 석탄광산슬러지분말, 플라이애쉬 및 벤토나이트가 1:0.5:0.1의 중량비로 혼합되는 것을 특징으로 한다.In addition, in the blending step, the coal mine sludge powder, fly ash and bentonite are characterized in that the mixture in a weight ratio of 1: 0.5: 0.1.

상술된 바와 같이, 본 발명에 따른 석탄광산슬러지를 사용한 기능성 토양재 제조방법은 석탄광산으로부터 획득가능한 슬러지를 분말화하여 이를 고화재와 혼합함으로써 복토재를 제조가능하게 하고, 그 석탄광산슬러지분말과 플라이 애쉬 및 벤토나이트를 혼합함으로써 차수재를 제조가능하게 한다.As described above, the method for producing a functional soil material using coal mine sludge according to the present invention makes it possible to manufacture a cover material by pulverizing the sludge obtainable from coal mine and mixing it with solidified material, and the coal mine sludge powder and ply By mixing the ash and the bentonite, it is possible to prepare the filler.

이하, 도면을 참조로 하여 본 발명에 따른 석탄광산슬러지를 사용한 기능성 토양재 제조방법을 설명하기로 한다.Hereinafter, a functional soil material manufacturing method using coal mine sludge according to the present invention will be described with reference to the drawings.

도 2는 본 발명에 따라 석탄광산슬러지를 사용한 복토재 제조방법을 도시한 순차도이고, 도 3은 본 발명에 따른 석탄광산슬러지를 사용한 기능성 토양재 제조방법 중 중화반응조를 통해 석탄광산슬러지분말을 제작하는 과정을 도시한 흐름도이며, 도 4는 본 발명에 따른 석탄광산슬러지를 사용한 기능성 토양재 제조방법 중 전기정화반응조를 통해 석탄광산슬러지분말을 제작하는 과정을 도시한 흐름도이다.Figure 2 is a sequential diagram showing a method for manufacturing a cover material using coal mine sludge according to the present invention, Figure 3 is a coal mine sludge powder produced through the neutralization reaction tank of the functional soil material manufacturing method using coal mine sludge according to the present invention. 4 is a flowchart illustrating a process of manufacturing coal mine sludge powder through an electropurification tank in a functional soil ash production method using coal mine sludge according to the present invention.

본 발명에 따른 석탄광산슬러지를 사용한 복토재 제조방법은 석탄광산슬러지를 분말화하는 슬러지분말화단계(S10)와, 슬러지분말화단계(S10)를 통해 획득된 석탄광산슬러지분말을 고화재와 혼합하는 믹싱단계(S20)로 구성된다.In the method for manufacturing cover material using coal mine sludge according to the present invention, the coal mine sludge powder obtained through the sludge powder forming step (S10) and the sludge powder forming step (S10) are mixed with the solidified material. It consists of a mixing step (S20).

ItemItem pHpH SiO2 SiO 2 Al2O3 Al 2 O 3 Fe2O3 Fe 2 O 3 CaOCaO MgOMgO Na2ONa 2 O K2OK 2 O TiO2 TiO 2 MnOMnO P2O5 P 2 O 5 석탄 광산 슬러지Coal mine sludge 8.38.3 6.656.65 0.520.52 64.7464.74 8.608.60 0.320.32 0.130.13 0.080.08 0.020.02 0.380.38 0.110.11

표2-석탄광산 슬러지 분말의 화학적 특성(단위: 중량%) Table 2-Chemical Properties of Coal Mine Sludge Powder (Unit: wt%)

보편적으로 표2에서와 같은 화학적 특성을 갖는 석탄광산 슬러지를 분말화하기 위한 상기 슬러지분말화단계(S10)에서는 단순히 석탄광산슬러지를 자연건조시킨 다음으로 이를 체로 걸러내어 일정크기의 석탄광산슬러지분말을 획득할 수도 있으 나, 석탄광산배수를 중화반응조에서 Ca(OH)2 및 소석회와 반응시킨 다음에 침전조에서 고액분리시킴으로써 획득된 석탄광산슬러지를 농축탈수하여 분말화거나, 석탄광산배수를 전기정화반응조를 거친 다음에 침전조에서 고액분리시킴으로써 획득된 석탄광산슬러지를 농축탈수하여 분말화하여 석탄광산슬러지분말을 획득할 수도 있다.In general, in the sludge powdering step (S10) for powdering coal mine sludge having the chemical properties as shown in Table 2, the coal mine sludge is naturally dried, and then, it is filtered through a sieve to remove coal mine sludge powder of a certain size. Although it can be obtained, the coal mine drainage is reacted with Ca (OH) 2 and slaked lime in a neutralization reactor and then solid-liquid separated in the precipitation tank to concentrate and powder the coal mine sludge, or to convert the coal mine drainage into an electropurification tank. After the process, the coal mine sludge obtained by solid-liquid separation in a sedimentation tank may be concentrated and dehydrated to obtain coal mine sludge powder.

상기 믹싱단계(S20)는 소석회, 시멘트 및 비산회가 0.3:0.3:0.4의 중량비로 혼합되어 형성된 고화제와 슬러지분말화단계(S10)를 통해 획득된 석탄광산슬러지분말을 혼합하는 단계로, 석탄광산슬러지분말과 고화재는 1:0.4의 중량비로 혼합된다.The mixing step (S20) is a step of mixing the coal mining sludge powder obtained through the sludge powdering step (S10) and the solidifying agent formed by mixing the hydrated lime, cement and fly ash in a weight ratio of 0.3: 0.3: 0.4, coal mining Sludge powder and solidified material are mixed in a weight ratio of 1: 0.4.

요구사항Requirements 표준Standard 투수계수Permeability coefficient 5×10-5 Cm/sec (1995년 수도권 매립지 기반시설 조성사업 공청회 자료)5 × 10 -5 Cm / sec (Data for public hearing of metropolitan landfill infrastructure development project in 1995) 유해성분 용출성Hazardous Ingredients Elution 용출기준 이하Below elution standard 함수율Water content 장비가 달라붙지 않을 것 35% 이하Equipment will not stick less than 35% 압축강도Compressive strength 장비주행 가능할 것 0.5kgf/cm2이상Equipment capable of driving 0.5kgf / cm 2 or more 냄새smell 암모니아 냄새 등 악취가 나지 않을 것No smell like ammonia 색상color 가능하면 흙색이 무난 If possible, the earth color is fine

표3-한국 중간 복토재의 요구사항Table 3-Requirements for Korean Intermediate Cover Material

요구사항Requirements 미국 EPA 규정U.S. EPA Regulations 액성한계(LL)Liquid Limit (LL) 50% 이하50% less than 소성지수(PI)Plasticity Index (PI) 25% 이하25% less than 최대건조밀도Dry density 1.5 t/m3 이상1.5 t / m 3 or more 공극률Porosity 42% 이하42% less than 유기점토 함유량Organoclay content 소량handful

표4-미국 EPA에 따른 복토재에 관한 규정 Table 4-Regulations on Covered Ash in accordance with US EPA

한국 및 미국 복토재에 관한 요구사항 및 규정은 각각 표3 및 표4과 같으며, 일반적인 석탄광산슬러지의 유해성분을 검토한 결과는 표5에서와 같이 지정 기준치 이하로 나타나거나 검출되지 않음을 알 수 있다.The requirements and regulations for Korean and US cover materials are shown in Tables 3 and 4, respectively, and the results of examining the harmful components of general coal mine sludge are shown below the specified standard values or not detected as shown in Table 5. have.

테스트 아이템Test items 단위unit 지정된 기준치The specified baseline 결과result AsAs mg/kgmg / kg 1.5 이하1.5 or less 0.050.05 PbPb mg/kgmg / kg 3.0 이하3.0 or less 0.0710.071 CdCD mg/kgmg / kg 0.3 이하0.3 or less 없음none Cr6 + Cr 6 + mg/kgmg / kg 1.5 이하1.5 or less 없음none CuCu mg/kgmg / kg 3.0 이하3.0 or less 없음none CN- CN - mg/kgmg / kg 1.0 이하1.0 or less 없음none HgHg mg/kgmg / kg 0.005 이하0.005 or less 0.0020.002 유기형광물Organic phosphors mg/kgmg / kg 1 이하1 or less 없음none Tri. C. ETri. C. E mg/kgmg / kg 0.1 이하0.1 or less 없음none Tetra. C. ETetra. C. E mg/kgmg / kg 0.3 이하0.3 or less 없음none 기름 성분Oil ingredients mg/kgmg / kg 0.5 이하0.5 or less 5% 이하5% less than

표5-농촌진흥원에 의해 실험된 석탄광산슬러지의 중금속 함유성분Table 5-Heavy Metal Containing Components of Coal Mine Sludge Tested by Rural Development Administration

상기 석탄광산슬러지를 안정화시키기 위해 사용되는 고화제와 석탄광산슬러지 배합비의 선정은 발열반응을 통한 함수율 조절과 pH상승으로 발생되는 악취(암모니아)로 인한 민원발생을 고려하여 악취 제어를 위해 매우 중요한 사항이며, 중간복토제의 기본 요구사항 또한 만족시켜야 한다. The selection of the solidifying agent and coal mine sludge mixture ratio used to stabilize the coal mine sludge is very important for controlling the odor in consideration of the occurrence of complaints due to the control of moisture content through exothermic reaction and the odor (ammonia) caused by the pH rise. The basic requirements of intermediate cover should also be met.

이에 따라 석탄광산슬러지와 고화제의 최적비율을 산정하기 위하여, 소석회:시멘트:비산회의 중량비가 0.3:0.3:0.4인 고화제와 석탄광산슬러지의 중량비를 각각 1:1, 1:0.8, 1:0.6, 1:0.4로 하여 최적 배합비를 산정하는 실험을 아래와 같이 실시하였으며, 본 실험에서 배합비에 따른 다짐특성을 분석하기 위하여 KS F 2312에 준한 다짐방식을 이용하였다. 또한 토양의 입경에 따라 B, E 다짐방법 혹은 A, D 다짐방식 중 하나를 선택할 수 있고, 다짐방식을 선택한 후 건조 밀도와 함수비의 관계를 나타내는 다짐곡선으로부터 혼합토의 최대건조 밀도(Maximum dry density)와 최적함수비(Optimum moisture content: OMC)를 결정한다. 수도권 위생매립지는 일반적으로 A 다짐방식을 택하기 때문에 본 실험에서도 A 다짐방식을 택하여 실험을 실시하였고, 다짐시험 방식에 따른 래머의 질량, 몰드의 내경, 다지는 횟수, 허용 최대입경은 표6과 같다.Accordingly, in order to calculate the optimum ratio of coal mine sludge and solidifying agent, the weight ratio of solidifying agent and coal mine sludge having a weight ratio of 0.3: 0.3: 0.4 of slaked lime: cement: fly ash is 1: 1, 1: 0.8, 1: The experiment to calculate the optimum compounding ratio by 0.6 and 1: 0.4 was carried out as follows. In this experiment, the compaction method according to KS F 2312 was used to analyze the compaction characteristics according to the compounding ratio. In addition, one of the B, E compaction method or the A, D compaction method can be selected according to the soil size, and after selecting the compaction method, the maximum dry density of the mixed soil from the compaction curve representing the relationship between dry density and water content And optimum moisture content (OMC). Since the sanitary landfill in metropolitan area generally uses the A compaction method, the experiment was also carried out using the A compaction method.The mass of the rammer, the inner diameter of the mold, the number of compactions, and the maximum allowable particle diameters were determined according to the compaction test method. same.

다짐방법의 호칭명Title of the method 래머질량(KG)Rammer mass (KG) 몰드 안지름(Cm)Mold inside diameter (Cm) 다짐 층수Compaction floors 1층당 다짐횟수Number of compactions per floor 허용최대입자지름Permissible particle diameter AA 2.52.5 1010 33 2525 1919 BB 2.52.5 1515 33 5555 37.537.5 CC 4.54.5 1010 55 2525 1919 DD 4.54.5 1515 55 5555 1919 EE 4.54.5 1515 33 9292 37.537.5

표6-KS F 2312에 따른 다짐방식의 종류Table 6-Kinds of compaction methods according to KS F 2312

A 다짐시험 방식의 혼합비율에 따른 최적함수율과 건조밀도는 표 7과 같다.Table 7 shows the optimum water content and dry density according to the mixing ratio of A compaction test method.

다짐 방식Compaction method AA 배합비Compounding cost 1:11: 1 1:0.81: 0.8 1:0.61: 0.6 1:0.41: 0.4 최적함수율(%)Optimal Function Rate (%) 38.838.8 41.341.3 43.343.3 46.546.5 최적건조밀도(g/cm3)Optimum dry density (g / cm 3 ) 1.2961.296 1.2751.275 1.2401.240 1.1961.196

표7-A 다짐방식의 혼합비율에 따른 최적함수율과 건조밀도Table 7-A Optimum Water Content and Dry Density according to Mixing Ratio of Compaction Method

복토재의 배합비를 변화시키면서 각각 상기된 4가지 배합비로 하여 지름 70mm, 높이 150mm의 KS F 2314의 표준 A 다짐을 실시한 공시체를 성형한 후 온도 25℃, 습도 95%가 유지되는 항온 항습기에 투입하여 일정기간 양생을 거친 뒤 압축강도 디지털식 일축 압축강도 시험기를 이용하여 공시체의 일축압축강도를 분석하 였다. 양생기간은 1일, 3일, 7일로 습윤 양생을 실시하였으며 그에 따른 데이터는 도 2 내지 도 8과 같다.After changing the compounding ratio of the cover material, the specimens were subjected to the standard A compaction of KS F 2314 having a diameter of 70 mm and a height of 150 mm at the four mixing ratios described above, and then placed in a constant temperature and humidity chamber at a temperature of 25 ° C. and a humidity of 95%. After curing, the uniaxial compressive strength of the specimens was analyzed using a compressive strength digital uniaxial compressive strength tester. Curing period was 1 day, 3 days, 7 days of wet curing was performed and the data are as shown in Figs.

다짐방식Compaction method AA 배합비Compounding cost 1:11: 1 1:0.81: 0.8 1:0.61: 0.6 1:0.41: 0.4 양생일 Curing date 강도(kg/cm2)Strength (kg / cm 2 ) 1일1 day 1.131.13 1.271.27 0.820.82 1.001.00 3일3 days 1.641.64 1.741.74 1.731.73 1.241.24 7일7 days 2.642.64 1.991.99 2.402.40 1.891.89

표8-일축 압축강도 실험결과 Table 8-Test results of uniaxial compressive strength

배합비를 변화시키면서 각각 8가지 배합비로 하여 다짐형식에 따라 투수계수 시험을 실시하였으며, 투수계수 실험방식은 ASTM D 5084를 이용한 삼축압축투수계수 실험방식을 채택하였다. 다짐실험결과에 따라 1개의 배합비와 양생기간에 따른 투수계수를 산정하고 나머지는 1일 양생기간을 기준으로 투수계수를 산정하였으며, 그 결과는 표9와 같다.  The permeability coefficient test was carried out according to the compaction type with 8 different mixing ratios, and the triaxial compression permeability test method using ASTM D 5084 was adopted. According to the compaction test results, the permeability coefficient was calculated according to one compounding ratio and curing period, and the rest permeability coefficient was calculated based on the daily curing period.

다짐방식Compaction Method AA 배합비Compounding cost 1:11: 1 1:0.81: 0.8 1:0.61: 0.6 1:0.41: 0.4 양생일 Curing date 수리 전도도(cm/sec)Repair Conductivity (cm / sec) 1일1 day 5.7×0-6 5.7 × 0 -6 1.8×0-6 1.8 × 0 -6 2.7×0-6 2.7 × 0 -6 1.6×0-6 1.6 × 0 -6 3일3 days 3.2×0-6 3.2 × 0 -6 1.3×0-6 1.3 × 0 -6 2.2×0-6 2.2 × 0 -6 9.5×0-7 9.5 × 0 -7 7일7 days 1.7×0-6 1.7 × 0 -6 6.5×0-7 6.5 × 0 -7 1.3×0-6 1.3 × 0 -6 4.2×0-7 4.2 × 0 -7

표9-삼축 투수 실험 결과    Table 9-Triaxial Permeability Experiment Results

본 발명에 따른 석탄광산슬러지를 사용한 차수재 제조방법은 석탄광산에서 획득된 석탄광산슬러지를 분말화하는 슬러지분말화단계(S10)와,슬러지분말화단계(S10)를 통해 획득된 석탄광산슬러지분말을 플라이 애쉬(Fly ash) 및 벤토나이 트(Bentonite)와 혼합하는 배합단계(S30)로 구성된다.Coarse mine sludge production method using a coal mine sludge according to the present invention is a coal mine sludge powder obtained by the sludge powderization step (S10) and the sludge powderization step (S10) to powder coal mining sludge obtained in coal mining. It is composed of a compounding step (S30) of mixing with fly ash (Fly ash) and bentonite (Bentonite).

상기 슬러지분말화단계(S10)에서는 이전에 기술된 복토재 제조방법의 분말화단계에서와 동일한 방식에 따라 석탄광산슬러지의 분말을 취할 수 있다.In the sludge powdering step (S10), it is possible to take the powder of coal mine sludge in the same manner as in the powdering step of the cover material manufacturing method described previously.

상기 배합단계(S30)에서는 석탄광산슬러지분말, 플라이 애쉬 및 벤토나이트가 각각 1:0.5:0.1의 중량비로 혼합하게 된다.In the blending step (S30), coal mine sludge powder, fly ash and bentonite are mixed at a weight ratio of 1: 0.5: 0.1, respectively.

표2에서와 같이 석탄광산 슬러지의 pH는 8.3로 나타나 약 알칼리성을 띠고 있으며, 이의 주요 구성 성분은 흡착유발 산화광물인 SiO2, Al2O3 ,Fe2O3가 주종을 이루고 있는 것으로 나타났다. 또한 pH 상승물질인 CaO, MgO, K2O, Na2O가 포함되어 있어, 이들의 가수분해 작용에 의해 생성된 2mole의 OH-에 의해 석탄광산슬러지가 약 알카리성 상태를 나타내는 것으로 판단된다.As shown in Table 2, the pH of coal mine sludge is 8.3, which is slightly alkaline, and its main component is SiO 2 , Al 2 O 3 , Fe 2 O 3 was the dominant species. In addition, since CaO, MgO, K 2 O, and Na 2 O, which are pH-raising substances, are included, it is judged that coal mine sludge exhibits a slightly alkaline state due to 2 mole of OH generated by their hydrolysis.

MxO+H2O → M(OH)y ↔ Mion+2OH- M x O + H 2 O → M (OH) y ↔ M ion + 2OH -

여기서 M: Ca, Mg, K, Na Where M: Ca, Mg, K, Na

콘텐츠contents 지침Guideline 수리 전도도Repair conductivity <1×0-7 cm/s<1 × 0 -7 cm / s 미립자 크기의 미세한 침니 및 점토Fine chimneys and clays of particulate size >20%  > 20% 소성지수 (PI)Plasticity Index (PI) 10-30%* 10-30% * 자갈 크기의 조각Gravel size pieces <10%  <10% 직경 1-2 인치 이상의 암석조각 또는 토양의 함유 %% Rock content or soil content of 1-2 inches or more in diameter 0  0

표10-차수재에 대한 미국 EPA의 요구사항(PI 가 30-40이상일 경우 점토의 끈적끈적한 성질 때문에 현장 시공이 어려움)Table 10-U.S. EPA Requirements for Graded Materials (Difficult to Install in the Field Due to the Sticky Properties of Clay at PIs Above 30-40)

비중은 흙의 간극비, 포화도와 건조포화 및 수중단위 중량을 결정하는 데 필요한 값으로 시험방식은 KS F 2308에 규정되어 있으며, 석탄광산슬러지의 비중시험 결과 평균 비중은 평균 2.6821 g/cm3 일반 흙의 비중 범위에 속하였다. 자연 함수비의 측정 결과, 평균 자연 함수비는 19.73% 로 나타났다.Specific gravity is a value necessary to determine soil clearance ratio, saturation degree, dry saturation and weight in water. The test method is specified in KS F 2308. The specific gravity of coal mine sludge is average 2.6821 g / cm 3 It belongs to the specific gravity range of ordinary soil. As a result of measuring the natural water content, the average natural water content was 19.73%.

액소성한계시험 중 소성상태에서 액성상태로 변하는 순간의 함수비를 구하기 위한 시험이 액성한계 (LL, Liquid Limit) 시험이며, 일반적으로 액성한계가 크면 팽창 및 수축성이 크게 된다. 그리고 흙의 소성상태와 반고체 상태의 한계를 나타낼 때의 함수비를 구하는 시험이 소성한계 (PL, Plastic Limit) 시험이다. 소성한계는 노반재료의 적부판정에 주요한 요소가 되며, 흙의 분류뿐만 아니라 흙의 공학적 성질을 구하기 위한 중요한 요소이다. 여기서 LL-PL 이 소성지수 (PI, Plastic Index)가 되며, 이 결과를 이용하여 흙을 분류할 수 있게 된다. 입자가 가는 세립토의 흙의 분류는 1948년 Casagrande가 제안한 LL-PI 관계를 6개의 영역으로 나타낸 소성도표 (Plastic chart)가 주로 이용되고 있으며 이 결과와 통일분류법 (USCS, Unified Soil Classification System)을 이용해 흙의 성질을 파악할 수 있다. 석탄광산슬러지의 액성/소성 한계 실험은 KS F2303 방식과 KS F2304 방식을 이용하여 실시하였다. 실험결과는 표 11에서와 같이 액성한계(LL)가 42.38%, 소성한 계(PL)가 21.64%, 소성지수(PI)가 20.74%, 자연함수비가 19.73%로 나타났다. 또한 소성지수는 20.74%로 높게 나타나 미국 EPA(environmental protection agency) 기준치 10% 이상과 이탈리아 기준치 10% 이상을 만족하였다. 또한 미국 위스콘신주 기준치 15% 이상도 만족하였다. Atterberg's limit를 이용한 흙의 분류방법에서는 점토(CL)계열로 분류되었고, 소성지수가 20.74%로 적합성이 좋은 것으로 나타났다.The liquid limit (LL) test is a test to determine the water content at the instant of the change from the plastic state to the liquid state during the liquefied limit test. In general, the larger the liquid limit, the greater the expansion and contractility. In addition, the plastic limit (PL) test is a test for determining the water content when indicating the limits of the plastic state and the semi-solid state of soil. The plastic limit is a major factor in determining the suitability of roadbed materials, and is an important factor in determining the engineering properties of the soil as well as the classification of the soil. Here LL-PL becomes the plastic index (PI), and the soil can be classified using this result. The grains of fine-grained soil are classified into plastic charts that show the LL-PI relationship in six areas, which Casagrande proposed in 1948. The results and the Unified Soil Classification System (USCS) are used. Understand the nature of the soil. Liquid / baking limit tests for coal mine sludge were carried out using KS F2303 and KS F2304 methods. As shown in Table 11, the liquid limit (LL) was 42.38%, the calcined limit (PL) was 21.64%, the plasticity index (PI) was 20.74%, and the natural function ratio was 19.73%. In addition, the plasticity index was high at 20.74%, which satisfies the US Environmental Protection Agency (EPA) standard of 10% or more and the Italian standard of 10% or more. In addition, the Wisconsin state threshold of 15% or more was satisfied. The soil classification using Atterberg's limit was classified as clay (CL), and the plasticity index was 20.74%.

Figure 112008061921685-pat00002
Figure 112008061921685-pat00002

표11-석탄광산슬러지의 액성 및 소성 한계 시험Table 11-Liquid and plastic limit test of coal mine sludge

다짐 시험을 위한 다짐 방식은 상기된 바와 같이 A다짐방식을 택하였다. 석탄광산 슬러지 자체만으로 다짐 실험한 결과는 도 13에서와 같이 최적 함수비는 57.9%, 최대 건조밀도는 1.11 g/cm3로 나타났으며, 혼합비율에 따른 최적함수율과As the compaction method for the compaction test, the A compaction method was selected as described above. As a result of compaction experiments with coal mine sludge itself, the optimum water content was 57.9% and the maximum dry density was 1.11 g / cm 3, as shown in FIG. 13.

건조밀도는 표 12와 같다.Drying density is shown in Table 12.

다짐방식Compaction method AA 혼합비율(토양: 플라이 애쉬: 벤토나이트)Mixing ratio (soil: fly ash: bentonite) 1:0:01: 0: 0 1:0.3:0.31: 0.3: 0.3 1:0.3:0.051: 0.3: 0.05 1:0.3:0.071: 0.3: 0.07 1:0.5:0.11: 0.5: 0.1 최적 함수율(%)Optimal moisture content (%) 47.947.9 37.537.5 33.533.5 31.931.9 29.929.9 최적건조밀도(g/cm3)Optimum dry density (g / cm 3 ) 1.1101.110 1.1561.156 1.1951.195 1.2361.236 1.2781.278

표12-혼합비율에 따른 최적함수율과 건조밀도 Table 12-Optimum Water Content and Dry Density According to Mixing Ratio

상기된 바와 같은 배합다짐에서 구한 최대건조밀도의 95% 다짐도를 적용하여 시편을 제작 시험한 결과 일령에 따른 일축압축강도는 도 14 내지 도 21과 같다. 표 13에서 각 배합비별 공시체를 1일, 3일, 7일간 습윤양생 후 일축압축강도 실험결과를 나타내었다. 모든 배합비는 중량비로 혼합하였다. 국내의 경우 차수재의 강도에 대해서는 명확한 규정은 제시되고 않고 있으나 미국 EPA규정에 의하면 2.5 kg/cm2 이상을 요하고 있다. 실험결과 슬러지, 플라이 애쉬, 벤토나이트의 혼합비율이 1:0.5:0.1 일 때 일축압축강도는 2.5 kgf/cm2이상을 충족할 수 있었다. 이는 플라이 애쉬의 증가에 따른 포졸란 반응의 결과로 요약 할 수 있다.As a result of fabrication and test of the specimen by applying 95% compaction degree of the maximum dry density obtained from the compounding compact as described above, the uniaxial compressive strength according to the age is as shown in FIGS. 14 to 21. Table 13 shows the results of uniaxial compressive strength test after wet curing for 1 day, 3 days and 7 days for each compounding ratio. All compounding ratios were mixed by weight. In Korea, there is no clear regulation on the strength of ordered materials, but the US EPA regulations require more than 2.5 kg / cm 2 . As a result, when the mixing ratio of sludge, fly ash and bentonite was 1: 0.5: 0.1, the uniaxial compressive strength could satisfy 2.5 kgf / cm 2 or more. This can be summarized as a result of the pozzolanic reaction with increasing fly ash.

Compaction methodCompaction method A다짐A commitment 혼합비율
(슬러지: 플라이 애쉬: 벤토나이트)
Mixing ratio
(Sludge: Fly Ash: Bentonite)
1One 1:0.3:0.031: 0.3: 0.03 1:0.3:0.051: 0.3: 0.05 1:0.3:0.071: 0.3: 0.07 1:0.5:0.11: 0.5: 0.1
양생일 Curing date 강도(kg/cm2)Strength (kg / cm 2 ) 1일1 day 0.550.55 3.163.16 5.815.81 5.615.61 7.347.34 3일3 days 1.601.60 5.205.20 7.757.75 7.347.34 9.399.39 7일7 days 1.821.82 8.168.16 10.8110.81 9.389.38 11.511.5

표13-석탄광산슬러지와 비산회 및 벤토나이트를 이용한 압축강도실험   Table 13-Compressive strength test using coal mine sludge, fly ash and bentonite

석탄광산슬러지 자체만의 투수 시험 결과 투수계수는 7일 양생의 경우 5.5×10-5 cm/sec로 나타나 매립지 차수재 기준 1×10-7 이하를 만족하지 못하는 것으로 나타났다. 그러나 배합비의 증가에 따라 석탄광산슬러지:플라이 애쉬:벤토나이트의 비율이 1:0.5:0.1일 경우, 1일 양생하였을 시에 8.50×10- 8 로 차수재 기준을 만족할 수 있었다. 이는 플라이 애쉬의 증가로 포졸란 반응이 활발히 일어나 공극을 메우게 되어 이루어지는 현상에 기인한다. 투수실험은 KS F 2322 변수위법을 이용하여 실시하였으며, 그 결과는 표 14와 같다.Permeability test results of only coal mine sludge itself, the permeability was found not satisfied in the case of 7 days curing 5.5 × 10 -5 cm / sec appear to landfill liner criteria 1 × 10 -7 or less. However, coal mine sludge, with an increase in the blend ratio: fly ash: the proportion of bentonite from 1: 0.5: 0.1 days for, 8.50 × 10 at the time of curing hayeoteul 1 - could meet the liner reference by eight. This is due to the phenomenon that the pozzolanic reaction is actively caused by the increase of the fly ash to fill the pores. Permeability experiments were carried out using KS F 2322 variable offense, and the results are shown in Table 14.

다짐방식Compaction method A다짐A commitment 혼합비율
(슬러지: 플라이 애쉬: 벤토나이트)
Mixing ratio
(Sludge: Fly Ash: Bentonite)
1One 1:0.3:0.031: 0.3: 0.03 1:0.3:0.051: 0.3: 0.05 1:0.3:0.071: 0.3: 0.07 1:0.5:0.11: 0.5: 0.1
양생일 Curing date 수리 전도도(cm/sec)Repair Conductivity (cm / sec) 1일1 day 8.3×0-5 8.3 × 0 -5 6.1×0-6 6.1 × 0 -6 1.4×0-6 1.4 × 0 -6 9.4×0-7 9.4 × 0 -7 8.50×0-8 8.50 × 0 -8 3일3 days 6.2×0-5 6.2 × 0 -5 5.4×0-6 5.4 × 0 -6 1.2×0-6 1.2 × 0 -6 3.3×0-7 3.3 × 0 -7 6.78×0-8 6.78 × 0 -8 7일7 days 5.5×0-5 5.5 × 0 -5 2.8×0-6 2.8 × 0 -6 9.9×0-7 9.9 × 0 -7 2.4×0-7 2.4 × 0 -7 4.20×0-8 4.20 × 0 -8

표14-나전광산 슬러지와 비산회 벤토나이트를 이용한 투수실험 Table 14-Permeation Experiments with Bare Mine Sludge and Fly Ash Bentonite

상기된 실험에 의해 입증되는 바와 같이, 본 발명에 따른 석탄광산슬러지를 사용한 복토재 제조방법에 의해서는 석탄광산슬러지와 고화재의 혼합비율이 중량비 1:0.4일 때 최적함수비 46.5%, 최대건조밀도 1.196 g/cm3이고, 재적일령이 1일일 때 일축압축강도가 1 kg/cm2 이고 투수계수가 1.6×10-6 cm/sec이며, 액성한계 47.8%, 소성한계 20.52%, 소성지수 19.4로 나타나, 미국 EPA에서 제시한 복토재 기준치를 만족할 수 있는 복토재 제조가 가능하다.As demonstrated by the above experiments, according to the method of manufacturing the cover material using coal mine sludge according to the present invention, when the mixing ratio of coal mine sludge and solidified material is 1: 0.4 by weight ratio, the optimum moisture content ratio is 46.5%, and the maximum dry density is 1.196. g / cm 3 , uniaxial compressive strength of 1 kg / cm 2 and permeability coefficient of 1.6 × 10 -6 cm / sec at 1 day of loading, with a liquid limit of 47.8%, firing limit of 20.52%, and firing index of 19.4. In addition, it is possible to manufacture a cover material that can satisfy the cover material standard proposed by the US EPA.

본 발명에 따른 석탄광산슬러지를 사용한 차수재 제조방법에 의해서는 석탄광산슬러지, 플라이 애쉬 및 벤토나이트의 혼합비율이 중량비 1:0.5:0.1일 때 평균 비중이 2.6821 g/cm3, 자연함수비가 19.73%로 나타났으며, 액성, 소성한계 및 소성지수는 각각 42.38%, 21.64%, 20.74로 나타났다. 또한 다짐실험결과 최적함수비가 29.9%, 최적 건조밀도가 1.278 g/cm3이고, 일축압축 강도실험 결과 7.34 kgf/cm2이며, 투수실험결과 투수계수가 8.5 ×10-8 cm/sec로 나타났으므로, 석탄광산슬러지를 차수재로 재활용하는 것이 가능해진다.According to the method of manufacturing the order material using coal mine sludge according to the present invention, when the mixing ratio of coal mine sludge, fly ash and bentonite is 1: 0.5: 0.1 by weight, the average specific gravity is 2.6821 g / cm3 and the natural water content ratio is 19.73%. The liquidity, plasticity limit and plasticity index were 42.38%, 21.64% and 20.74, respectively. Further compaction results and optimum water content is 29.9%, the optimal dry density of 1.278 g / cm 3, uniaxial compressive strength test results, and 7.34 kgf / cm2, the permeability test results permeability've found as 8.5 × 10 -8 cm / sec In addition, it becomes possible to recycle coal mine sludge as a grade material.

도 1은 모래-미사-점토의 구성비에 따른 토양분류를 나타낸 도면.1 is a view showing the soil classification according to the composition ratio of sand-mass-clay.

도 2는 본 발명에 따른 석탄광산슬러지를 사용한 복토재 제조방법을 도시한 순차도.Figure 2 is a sequential diagram showing a method for manufacturing cover material using coal mine sludge according to the present invention.

도 3은 본 발명에 따른 석탄광산슬러지를 사용한 기능성 토양재 제조방법 중 중화반응조를 통해 석탄광산슬러지분말을 제작하는 과정을 도시한 흐름도.Figure 3 is a flow chart illustrating a process for producing coal mine sludge powder through a neutralization tank of the functional soil ash production method using coal mine sludge according to the present invention.

도 4는 본 발명에 따른 석탄광산슬러지를 사용한 기능성 토양재 제조방법 중 전기정화반응조를 통해 석탄광산슬러지분말을 제작하는 과정을 도시한 흐름도.Figure 4 is a flow chart illustrating a process for producing coal mine sludge powder through an electropurification reactor of the functional soil ash production method using coal mine sludge according to the present invention.

도 5는 석탄광산슬러지와 고화재의 배합비 1:1에 대한 압축강도 실험결과를 나타낸 그래프.5 is a graph showing the compressive strength test results for the mixing ratio of coal mine sludge and solidified material 1: 1.

도 6은 석탄광산슬러지와 고화재의 배합비 1:0.8에 대한 압축강도 실험결과를 나타낸 그래프.Figure 6 is a graph showing the compressive strength test results for the 1: 1 ratio of coal mine sludge and solidified material.

도 7은 석탄광산슬러지와 고화재의 배합비 1:0.6에 대한 압축강도 실험결과를 나타낸 그래프.7 is a graph showing the compressive strength test results for the mixing ratio of coal mine sludge and solidified material 1: 0.6.

도 8은 석탄광산슬러지와 고화재의 배합비 1:0.4에 대한 압축강도 실험결과를 나타낸 그래프.8 is a graph showing the results of compressive strength test for the mixing ratio of coal mine sludge and solidified material 1: 0.4.

도 9는 석탄광산슬러지와 고화재의 배합비에 따른 재령 1일에서의 강도비교를 도시한 그래프.9 is a graph showing the strength comparison at the age of age according to the blending ratio of coal mine sludge and solidified material.

도 10은 석탄광산슬러지와 고화재의 배합비에 따른 재령 3일에서의 강도비교를 도시한 그래프.10 is a graph showing the strength comparison at 3 days of age according to the blending ratio of coal mine sludge and solidified material.

도 11은 석탄광산슬러지와 고화재의 배합비에 따른 재령 7일에서의 강도비교를 도시한 그래프.11 is a graph showing the strength comparison at 7 days of age according to the blending ratio of coal mine sludge and solidified material.

도 12는 본 발명에 따른 석탄광산슬러지를 사용한 차수재 제조방법을 도시한 순차도.12 is a sequential diagram illustrating a method for manufacturing a material using coal mine sludge according to the present invention.

도 13은 석탄광산슬러지의 다짐시험 결과를 도시한 그래프.13 is a graph showing the compaction test results of coal mine sludge.

도 14는 석탄광산슬러지, 플라이 애쉬 및 벤토나이트의 배합비 1:0:0에 대한 압축강도 실험결과를 나타낸 그래프.14 is a graph showing the compressive strength test results for the mixing ratio 1: 0: 0 of coal mine sludge, fly ash and bentonite.

도 15는 석탄광산슬러지, 플라이 애쉬 및 벤토나이트의 배합비 1:0.3:0.3에 대한 압축강도 실험결과를 나타낸 그래프.15 is a graph showing the results of compressive strength experiments for the mixing ratio 1: 0.3: 0.3 of coal mine sludge, fly ash and bentonite.

도 16은 석탄광산슬러지, 플라이 애쉬 및 벤토나이트의 배합비 1:0.3:0.05에 대한 압축강도 실험결과를 나타낸 그래프.16 is a graph showing the results of compressive strength experiments for the mixing ratio 1: 0.3: 0.05 of coal mine sludge, fly ash and bentonite.

도 17은 석탄광산슬러지, 플라이 애쉬 및 벤토나이트의 배합비 1:0.3:0.07에 대한 압축강도 실험결과를 나타낸 그래프.17 is a graph showing the results of compressive strength experiments for the combination ratio of coal mine sludge, fly ash and bentonite 1: 0.3: 0.07.

도 18은 석탄광산슬러지, 플라이 애쉬 및 벤토나이트의 배합비 1:0.5:0.1에 대한 압축강도 실험결과를 나타낸 그래프.18 is a graph showing the results of compressive strength experiments for the combination ratio 1: 0.5: 0.1 of coal mine sludge, fly ash and bentonite.

도 19는 석탄광산슬러지, 플라이 애쉬 및 벤토나이트의 배합비에 따른 재령 1일에서의 강도비교를 도시한 그래프.19 is a graph showing the strength comparison at 1 day of age according to the blending ratio of coal mine sludge, fly ash and bentonite.

도 20은 석탄광산슬러지, 플라이 애쉬 및 벤토나이트의 배합비에 따른 재령 3일에서의 강도비교를 도시한 그래프.20 is a graph showing the strength comparison at 3 days of age according to the blending ratio of coal mine sludge, fly ash and bentonite.

도 21은 석탄광산슬러지, 플라이 애쉬 및 벤토나이트의 배합비에 따른 재령 7일에서의 강도비교를 도시한 그래프.21 is a graph showing the strength comparison at 7 days of age according to the blending ratio of coal mine sludge, fly ash and bentonite.

Claims (7)

삭제delete 석탄광산에서 획득된 석탄광산슬러지를 분말화하는 슬러지분말화단계(S10)와; Sludge powdering step (S10) for powdering the coal mine sludge obtained in the coal mine; 상기 슬러지분말화단계(S10)를 통해 획득된 석탄광산슬러지분말을 고화재와 혼합하는 믹싱단계(S20);로 구성되되,Composed of the coal mine sludge powder obtained through the sludge powderization step (S10) and the solidified material mixing step (S20); 상기 슬러지분말화단계(S10)에서는 석탄광산배수를 중화반응조에서 Ca(OH)2 및 소석회와 반응시킨 다음에 침전조에서 고액분리시킴으로써 획득된 석탄광산슬러지를 농축탈수하여 분말화하고,In the sludge powdering step (S10), the coal mine drainage is reacted with Ca (OH) 2 and slaked lime in a neutralization tank, and then concentrated by dehydration of coal mine sludge obtained by solid-liquid separation in a precipitation tank, and powdered. 상기 고화제는 소석회, 시멘트 및 비산회가 0.3:0.3:0.4의 중량비로 혼합되어 형성되며,The solidifying agent is formed by mixing hydrated lime, cement and fly ash in a weight ratio of 0.3: 0.3: 0.4, 상기 믹싱단계(S20)에서는 상기 석탄광산슬러지분말 및 고화재가 1:0.4의 중량비로 혼합되는 것을 특징으로 하는 석탄광산슬러지를 사용한 기능성 토양재 제조방법.In the mixing step (S20), the coal mine sludge powder and the solidified material is a method for producing a functional soil material using coal mine sludge, characterized in that the mixture in a weight ratio of 1: 0.4. 석탄광산에서 획득된 석탄광산슬러지를 분말화하는 슬러지분말화단계(S10)와; Sludge powdering step (S10) for powdering the coal mine sludge obtained in the coal mine; 상기 슬러지분말화단계(S10)를 통해 획득된 석탄광산슬러지분말을 고화재와 혼합하는 믹싱단계(S20);로 구성되되,Composed of the coal mine sludge powder obtained through the sludge powderization step (S10) and the solidified material mixing step (S20); 상기 슬러지분말화단계(S10)에서는 석탄광산배수를 전기정화반응조를 거친 다음에 침전조에서 고액분리시킴으로써 획득된 석탄광산슬러지를 농축탈수하여 분말화하고,In the sludge powdering step (S10), the coal mine wastewater obtained by solid-liquid separation from the sedimentation tank after the coal mine drainage is subjected to an electropurification tank, and concentrated to powder 상기 고화제는 소석회, 시멘트 및 비산회가 0.3:0.3:0.4의 중량비로 혼합되어 형성되며,The solidifying agent is formed by mixing hydrated lime, cement and fly ash in a weight ratio of 0.3: 0.3: 0.4, 상기 믹싱단계(S20)에서는 상기 석탄광산슬러지분말 및 고화재가 1:0.4의 중량비로 혼합되는 것을 특징으로 하는 석탄광산슬러지를 사용한 기능성 토양재 제조방법.In the mixing step (S20), the coal mine sludge powder and the solidified material is a method for producing a functional soil material using coal mine sludge, characterized in that the mixture in a weight ratio of 1: 0.4. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 석탄광산에서 획득된 석탄광산슬러지를 분말화하는 슬러지분말화단계(S10)와;Sludge powdering step (S10) for powdering the coal mine sludge obtained in the coal mine; 상기 슬러지분말화단계(S10)를 통해 획득된 석탄광산슬러지분말을 플라이 애쉬(Fly ash) 및 벤토나이트(Bentonite)와 혼합하는 배합단계(S30);로 구성되되,Constituent step (S30) of mixing the coal mine sludge powder obtained through the sludge powder (S10) with fly ash and bentonite (B30); 상기 배합단계(S30)에서는 상기 석탄광산슬러지분말, 플라이애쉬 및 벤토나이트가 1:0.5:0.1의 중량비로 혼합되는 것을 특징으로 하는 석탄광산슬러지를 사용한 기능성 토양재 제조방법.In the blending step (S30), the coal mine sludge powder, fly ash and bentonite are mixed in a weight ratio of 1: 0.5: 0.1, functional soil material manufacturing method using coal mine sludge.
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