KR101067473B1 - 폐자원을 이용한 친환경 재활용 성토재 조성물 및 그 제조방법 - Google Patents

폐자원을 이용한 친환경 재활용 성토재 조성물 및 그 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101067473B1
KR101067473B1 KR1020110029307A KR20110029307A KR101067473B1 KR 101067473 B1 KR101067473 B1 KR 101067473B1 KR 1020110029307 A KR1020110029307 A KR 1020110029307A KR 20110029307 A KR20110029307 A KR 20110029307A KR 101067473 B1 KR101067473 B1 KR 101067473B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
waste
weight
sludge
mixture
parts
Prior art date
Application number
KR1020110029307A
Other languages
English (en)
Inventor
유기정
안영남
김윤정
Original Assignee
유기정
김윤정
안영남
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 유기정, 김윤정, 안영남 filed Critical 유기정
Priority to KR1020110029307A priority Critical patent/KR101067473B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101067473B1 publication Critical patent/KR101067473B1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K17/00—Soil-conditioning materials or soil-stabilising materials
    • C09K17/40—Soil-conditioning materials or soil-stabilising materials containing mixtures of inorganic and organic compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B18/00—Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B18/04—Waste materials; Refuse
    • C04B18/06—Combustion residues, e.g. purification products of smoke, fumes or exhaust gases
    • C04B18/08—Flue dust, i.e. fly ash
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00474—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
    • C04B2111/00732—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 for soil stabilisation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00474—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
    • C04B2111/0075—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 for road construction
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2103/00—Civil engineering use
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/20—Sludge processing

Abstract

본 발명은 폐자원을 이용한 친환경 재활용 성토재 조성물 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 산업부산물인 레드머드와 실리콘오니를 분쇄·혼합 후 안정화시킨 다음, 다른 무기성재료와 고화제를 이용해 친환경 재활용 성토재를 제조하는 폐자원을 이용한 친환경 재활용 성토재 조성물 및 그 제조방법에 관한 것이다.
본 발명은 레드머드, 실리콘오니, 무기산, 무기성오니, 무기성폐재류, 석탄회, 정수오니 및 고화제를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐자원을 이용한 친환경 재활용 성토재 조성물을 개시한다.
또한, (S1) 레드머드와 실리콘오니를 혼합 및 분쇄하여 제1혼합물을 제조하는 1차 혼합·분쇄단계; (S2) 상기 제1혼합물에 무기산을 더 첨가하여 중화시킨 제2혼합물을 제조하는 2차 혼합단계; (S3) 상기 제2혼합물에 무기성오니, 무기성폐재류, 석탄회, 정수오니 및 고화제를 더 첨가하여 제3혼합물을 제조하는 3차 혼합·분쇄단계; 및 (S4) 상기 제3혼합물을 양생하여 안정화시키는 4차 양생단계를 포함하며, 상기 제3차 혼합·분쇄단계에서는 상기 제3혼합물 조성물간의 비표면적을 증대시켜 반응성을 향상시키기 위해 덩어리진 입자를 균일하게 분쇄하면서 분산과 혼합이 동시에 이뤄지도록 고속 초퍼가 장착된 혼합기로 혼합하는 것을 특징으로 하는 폐자원을 이용한 친환경 재활용 성토재 조성물의 제조방법을 개시한다.

Description

폐자원을 이용한 친환경 재활용 성토재 조성물 및 그 제조방법{THE GREENER RECYCLED SOIL COMPOSITION AND ITS MANUFACTURING METHOD USING WASTE MATERIALS}
본 발명은 폐자원을 이용한 친환경 재활용 성토재 조성물 및 그 제조방법에 관한 것으로, 특히, 건축 및 토공사의 흙쌓기용 성토재 외에도 보조기층제, 도로기층제, 일반 토목공사의 노상 및 노체용 성토재, 구조물의 되메우기 및 뒤채움재, 건설공사의 복토재, 매립시설의 복토재 등으로 사용할 수 있는 폐자원을 이용한 친환경 재활용 성토재 조성물 및 그 제조방법에 관한 것이다.
최근 개정된 우리나라의 산지관리법 제39조(산지전용지 등의 복구) 제4호에 의거하면 산지전용, 산지일시사용, 또는 토석채취를 한 산지를 복구할 때에는 토석(폐기물관리법 제2조제1호에 따른 폐기물이 포함되지 않은 토석을 말한다)으로 성토한 후 표면을 수목의 생육에 적합하도록 흙으로 덮어야 한다고 규정하고 있다.
이에 따라 폐기물관리법에서 폐기물로 규정된 석재가공 공정에서 발생하는 폐석재 또는 석제품의 제조 및 가공시설에서 발생하는 폐석분 토사는 해당 석산 복구용으로 사용이 원천적으로 금지된다.
과거 석산에서 채석 혹은 골재 원석을 쇄석기에 투입해 골재를 만드는 과정에서 발생하는 폐석분 토사는 폐기물로 지정돼 처리절차가 까다롭고 처리비용도 많이 들기 때문에 환경부에서는 폐석분 토사를 해당 석산에 한정해 재이용할 수 있도록 규제를 완화, 최근까지 채석지역 내 하부복구지·저지대 등의 채움재로 사용해 왔다.
하지만, 개정된 산지관리법에서는 폐기물관리법에서 규정한 폐기물(폐석분 토사)을 성토용 토석으로 사용할 수 없도록 명문화하여 앞으로는 폐석분 토사를 석산 하부 복구재로 사용할 수 없게 되었다. 개정의 주된 이유는 일부 지자체에서 지하 토석채취지역을 복구할 때 재활용 사업장 폐기물을 철저한 검증 없이 복토용으로 활용할 수 있도록 승인하고 있어 토양 및 지하수 오염 방지를 위한 대책 마련이 필요했기 때문이다.
현행 폐기물관리법에서는 석탄재·연탄재·점토점결폐주물사·무기성오니와 같은 사업장폐기물을 재활용하여 건축·토목공사의 성토재·보조기층제·도로기층재와 매립시설의 복토용 등으로 이용하는 경우 일반토사류나 건설폐재류를 재활용한 토사류를 부피기준으로 50% 이상 혼합하여 사용하여야 한다고 규정되어 있다.
하지만, 석산 복구면의 양상이 다양하고 일반토사류와 건설폐재류의 확보가 어려운데다 복구주체인 골재 채취업체들마저 영세하여 각종 편법복구로 인한 민원이 끊이지 않고 있거나 흉물스럽게 방치되어 산지의 시각적 경관을 저해하는 요소로 작용하는 등 실효성이 떨어지고 있다.
또한, 복구에 활용되는 가지각색의 무기성오니에 대한 유해성 시비가 끊이질 않아 토양과 지하수 오염에 대한 우려를 자아내고 있다.
따라서, 석산을 경제적이고 친환경적으로 복구할 수 있는 새로운 복구기술 개발과 일반토사류의 채취로 인한 환경파괴를 방지하고, 환경오염 우려를 불식시킬 수 있는 안전하고 저렴한 친환경 복구용 성토재 개발이 절실히 요구되고 있는 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로써, 본 발명의 주된 목적은 종래 중화처리 하지 않고 석산 복구재로 활용되고 있는 무기성오니인 레드머드(적니, Red mud)와 실리콘산업 부산물인 무기성 실리콘오니의 유해성 논란을 불식시킬 수 있는 폐자원을 이용한 친환경 재활용 성토재 조성물 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은 레드머드의 강알칼리성 문제와 실리콘오니의 잔류염소 문제를 무기산으로 보완 및 해결하여 무해화시킨 후, 무해한 폐자원인 무기성오니, 무기성폐재류, 석탄회, 정수오니, 그리고 고화제를 이용하여 친환경 재활용 성토재를 제조할 수 있는 폐자원을 이용한 친환경 재활용 성토재 조성물 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은 건축 및 토목공사의 흙쌓기용 성토재, 보조기층제, 도로기층제, 일반 토공사의 노상 및 노체용 성토재, 구조물의 되메우기 및 뒤채움재, 건설공사의 복토재, 매립시설의 복토재로 재이용될 수 있는 친환경 재활용 성토재 조성물과 그 제조방법을 제공하는데 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명인 폐자원을 이용한 친환경 재활용 성토재 조성물 및 그 제조방법은,
레드머드, 실리콘오니, 무기산, 무기성오니, 무기성폐재류, 석탄회, 정수오니 및 고화제를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐자원을 이용한 친환경 재활용 성토재 조성물을 제공함으로써 달성된다.
또한, (S1) 레드머드와 실리콘오니를 혼합 및 분쇄하여 제1혼합물을 제조하는 1차 혼합·분쇄단계; (S2) 상기 제1혼합물에 무기산을 더 첨가하여 중화시킨 제2혼합물을 제조하는 2차 혼합단계; (S3) 상기 제2혼합물에 무기성오니, 무기성폐재류, 석탄회, 정수오니 및 고화제를 더 첨가하여 제3혼합물을 제조하는 3차 혼합·분쇄단계; 및 (S4) 상기 제3혼합물을 양생하여 안정화시키는 4차 양생단계를 포함하며, 상기 제3차 혼합·분쇄단계에서는 상기 제3혼합물 조성물간의 비표면적을 증대시켜 반응성을 향상시키기 위해 덩어리진 입자를 균일하게 분쇄하면서 분산과 혼합이 동시에 이뤄지도록 고속 초퍼가 장착된 혼합기로 혼합하는 것을 특징으로 하는 폐자원을 이용한 친환경 재활용 성토재 조성물의 제조방법을 제공함으로써 달성된다.
본 발명에 따른 폐자원을 이용한 친환경 재활용 성토재 조성물 및 그 제조방법은 하기의 효과를 갖는다.
첫째, 강알칼리성 물질인 레드머드를 중화시켜 백화현상이 없는 유용한 자원으로 활용할 수 있다.
둘째, 휘발성 잔류염소가 함유된 실리콘오니를 안정화시켜 벽돌 원료와 같은 건축 및 토목재로 활용할 수 있다.
셋째, 재처리 하지 않은 레드머드 및 실리콘오니를 사용하여 야기되는 토양 및 지하수오염을 방지할 수 있다.
넷째, 일반토사류를 대체할 수 있어 토사 채취로 인한 자연환경 파괴를 방지할 수 있다.
다섯째, 폐자원을 재활용해 제조하기 때문에 매우 경제적이고 친환경적이다.
도 1은 본 발명에 따른 폐자원을 이용한 친환경 재활용 성토재 조성물 및 그 제조방법의 일실시예에 의한 제조방법을 나타낸 순서도,
도 2는 본 발명에 따른 폐자원을 이용한 친환경 재활용 성토재 조성물 및 그 제조방법의 일실시예에 의한 이용된 혼합첨가물의 명칭 및 공정을 나타낸 도면,
도 3은 본 발명에 이용된 레드머드와 레드머드 백화현상 및 본 발명에 따른 폐자원을 이용한 친환경 재활용 성토재 조성물을 나타낸 도면 대용 사진.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 설명하고자 한다.
그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
본 발명의 전체에 걸쳐 사용되는 '%'는 특별히 언급하지 않는 한 중량%를 의미한다.
이하, 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 실시예를 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 폐자원을 이용한 친환경 재활용 성토재의 제조를 위한 조성물로는 레드머드 외에 실리콘오니, 무기산, 무기성슬러지, 무기성폐재류, 석탄회, 정수오니, 그리고 고화제가 사용된다.
조성물
이하 각 조성에 대해 더욱 상세히 설명한다.
이때 하기 설명되어지는 각 조성의 함량 범위는 각 조성을 사용하는 경우 얻어지는 각각의 효과와, 다른 조성과 혼합하여 얻어지는 시너지 효과를 최대화하기 위한 최적의 범위로서, 이 범위를 벗어나는 경우 전술한 바의 효과를 얻지 못한다.
본 발명에 따른 친환경 재활용 성토재 조성물은 레드머드 100 중량부 대비 실리콘오니 20~200 중량부, 무기산 0.1~2 중량부, 무기성오니 10~100 중량부, 무기성폐재류 10~50 중량부, 석탄회 5~10 중량부, 정수오니 5~10 중량부, 그리고 고화제 5~15 중량부를 주요성분으로 하여 제조된다.
상기 레드머드(赤泥, Red mud)는 보크사이트(Bauxite) 광물을 원료로 하여 Bayer 방법을 통해 수산화알루미늄(Al(OH)3) 및 알루미나(Al2O3)를 제조하는 과정에서 부산물로 발생하는 산업폐기물이다. Bayer 방법은 보크사이트를 가열 가압 상태에서 고농도의 가성소다(NaOH) 용액에 녹여 소듐알루미네이트(NaAlO2)를 만들고, 방치 및 여과 공정을 거쳐서 용해되지 않은 불순물을 제거한 후, 깁사이트(Gibbsite)를 종자(Seed)로 첨가하여, 온도에 따른 용해도 차이를 이용하여 소듐알루미네이트를 가수분해함으로써 수산화알루미늄(Al(OH)3)으로 석출시킨 후 이를 하소(Calcination)하여 알루미나를 제조하는 방법이다. 하소공정의 반응식은 아래와 같고 1,100~1,200℃에서 이루어진다.
Al(OH)3 → Al2O3 + 3H2O
이 방법은 고농도의 가성소다 용액에서 이루어지기 때문에 제조된 알루미나는 항상 상당량의 나트륨(Sodium)을 불순물로서 포함하고 있다. 따라서 Bayer 방법으로 고순도 알루미나를 제조하기 위해서는 Bayer 공정 중 수산화알루미늄의 석출시 산화나트륨(Na2O)의 공침을 최소화시키는 방법과 이미 석출된 수산화알루미늄 속의 산화나트륨을 화학적 방법으로 제거하는 방법이 사용되고 있다. 이와 같은 Bayer 공정 중 부산물로 발생되는 레드머드는 추출된 알루미나의 거의 2배에 이르는 수준으로 발생하며, 입자 크기는 5~20㎛ 정도이다. 주성분은 Fe2O3, Al2O3, SiO2, Na2O, TiO2, CaO 등이고 Fe2O3와 Al2O3가 전체의 65% 이상을 차지하고 있으며, 약 30~50% 정도의 함수율을 가지고 있는 것으로 나타났다. 또한 고농도의 가성소다 용액을 사용하므로 발생된 레드머드는 pH 12 이상의 강알칼리를 띄고 있으며, 건축 및 토목재료로 그대로 사용했을 경우 건조 후 크랙과 백화현상이 발생하고 토양과 지하수에 악영향을 미치는 것으로 나타났다. 따라서 레드머드를 재활용하기 위해서는 레드머드에 함유된 가성소다(NaOH) 성분을 반드시 제거한 후 사용해야 한다.
상기 실리콘오니는 태양광 발전 및 반도체 소재로 사용되는 고순도 다결정 분자구조인 폴리실리콘(Polycrystalline silicon)을 제조하는 공정에서 발생되는 산업부산물로서, 폴리실리콘 제조공정은 금속 실리콘(MG-Si)을 염화수소 가스와 반응시켜 삼염화실란(TCS, SiHCl3)을 제조하고, 삼염화실란을 고순도로 정제하여 정제된 삼염화실란을 약 1,000~1,800℃에서 수소로 환원 또는 열분해하여 실리콘을 증착, 제조하고, 부생하는 사염화실리콘(SiCl4)을 다시 금속실리콘 존재하에 H2로 환원시켜 삼염화실란을 제조, 이를 재사용하는 공정이 일반적으로 사용되고 있다. 이와 같은 고순도 실리콘 제조공정에서 배출되는 폐기물로는 알루미늄, 철, 티타늄등과 같은 금속의 염화물이 포함된 염화실란 폐액과 증류공정, 퍼지 등에서 발생하는 염화실란이 함유된 폐가스(수소, 질소 등)등이 있다.
또한, 실리콘오일, 고무, 수지 등 Silicone의 출발원료인 메틸염화실란, 페닐염화실란 등의 합성 공정, 인조 석영 유리 제조공정 등에서도 상기 염화실란 화합물이 포함된 폐기물이 다량 대출된다. 이와 같은 염화실란 화합물의 폐액과 폐가스는 보통 산화칼슘 현탁수와 수산화나트륨(NaOH) 수용액으로 중화하여 침강시켜 제거하는 방법을 사용하며, 결과물로서 비교적 안정된 실리콘 탈수 오니가 발생하게 되나 여전히 유해한 염화실란 화합물이 잔량 포함되어 있다. 따라서 재활용하기 위해선 잔량의 염화실란 화합물을 안정화시키는 전처리 과정을 거친 후 사용하는 것이 바람직하다.
상기 무기산(無機酸, Inorganic acid)은 황, 인, 질소, 염소와 같이 비금속 원소가 포함된 무기화합물 중에서 산의 특성을 나타내며, 물에 녹아서 수소이온(H+)을 내 놓는 것을 말한다. 본 발명에서는 레드머드의 가성소다 성분을 중화시키는데 상기 실리콘오니 염소성분 만으로 불충분할 때 보충하여 사용하기 위함이며, 무기산인 황산, 황산제일철, 인산, 염산 중 선택된 하나를 10~20% 수용액으로 제조하여 사용한다. 무기산을 이용해 상기 레드머드를 안정화시킴에 있어 기대되는 화학반응은 다음과 같다.
2NaOH + H2SO4 → Na2SO4 + 2H2O, 또는
Na2O + H2SO4 → Na2SO4 + H2O,
3NaOH + H3PO4 → Na3PO4 + 3H2O,
NaOH + HCl → NaCl + H2O,
상기 무기성오니는 하수준설토(고형물 중 유기성 물질의 함량이 7% 이하인 것만 해당한다), 토기·자기·내화물·시멘트·콘크리트·석재품의 제조 및 가공시설, 건설공사장의 세륜(洗輪)시설, 비금속광물 분쇄시설(굴착시설을 포함한다), 또는 토사세척시설에서 발생하는 무기성오니로서 수분함량 70% 이하로 탈수 및 건조한 것만 해당한다. 또는 절단 및 연마작업 등을 거친 후 폐수와 함께 배출되는 분말상 무기물질을 분리한 것 또는 호소·하수 슬러지 등을 소각·회화하거나 용융슬래그화한 것을 말한다.
상기 무기성폐재류는 무기성 건설폐기물(시설물을 설치·유지·보수하는 공사, 시설물을 설치하기 위한 부지 조성공사, 기계 설비와 기타 구조물을 설치하거나 해체하는 공사와 같은 건설 공사로 인하여 공사를 착공하는 때부터 완료하는 때까지 건설현장에서 발생되는 폐기물 중 금속류를 제외한 무기성 폐재를 말한다), 폐 유리, 폐도자기·폐타일 등 폐 요업 재료, 소각잔류물(소각 또는 연료의 연소 후에 발생하는 연소재와 플라이애시(fly ash) 등을 말한다), 기타 제품의 제조 공정에서 발생하는 폐석회, 폐석고, 폐주물사, 폐석분 등을 말한다.
상기 석탄회(石炭灰)는 석탄화력발전소에서 0.7㎜ 이하의 작은 입자로 분쇄된 미분탄(微粉炭)을 연소시킨 후 부산물로 발생된 회(灰)를 말하며 발생위치에 따라 플라이애쉬(Fly Ash)와 바텀애쉬(Bottom Ash)로 구분된다. 플라이애쉬는 전체 석탄회 발생량 중 75%~80%를 차지하고 레미콘 및 콘크리트혼화재료, 점토벽돌 원료 등으로 많은 양이 재활용되고 있으나 비수기에는 거의 매립에 의존하고 있으며, 전체 석탄회 발생량의 15~20%를 차지하는 Bottom Ash는 일부만이 경량골재 대체재로 사용되어질 뿐 대부분 자체 매립장(회처리장)에 매립되고 있다. 국내 석탄화력 발전소에서 전기 생산을 위해 사용되는 석탄의 양은 2009년 기준 연간 약 7,400만톤이며 이중 11% 정도인 약 840만의 석탄회가 발생된다. 현재 석탄회의 64%는 레미콘 혼합재료 및 시멘트 원료 등으로 재활용되고 있으나, 나머지 36%는 회처리장에 매립되고 있다. 우리나라 대부분의 대용량 화력발전소에서 사용하는 수입유연탄은 생산지가 다르기 때문에 회성분에도 많은 차이가 있으나 주요 성분은 대략 SiO2 45~60%, Al2O3 20~25%, Fe2O3 5~13%, CaO 3~9%, MgO 1~2%, Na2O 0.4~0.6%, K2O 1~1.5%, SO3 2~6%, TiO2 1~1.5%, 기타 0.5~1.5%로 구성되어 있다.
상기 정수오니는 정수처리시설에서 발생되는 오니로서 원수에 유입된 모래나 실트 같은 무기물과 휴믹(Humic)물질 및 응집보조제, 그리고 알루미늄염 및 철염과 같은 응집제로 구성된 물질이며, 고형물 농도가 낮고 수분함량이 높은 것으로 보고되고 있다. 정수처리에서 화학적 응집은 점토, 미사, 용해성 또는 콜로이드성의 유기물질, 미생물, 비결정의 금속수산화물을 제거하는 공정으로 널리 사용되고 있으며, 알루미늄염, 또는 철염이 주로 이용되고 있다. 또한 발생공정에 따라 침전오니 및 여과에 의해 제거된 오염물질을 역세척하여 발생된 역세척오니 구분되는데 침전오니 자연 침강이 가능한 비교적 입경이 큰 고형물과 응집제에 의해 응집된 오니로 구성된다. 역세척오니는 침전지에서 제거되지 못한 미세한 플록(Floc)으로 역세척 시 발생되고 여기에는 역세척 시 역세압력에 의해 유출되는 여재(濾材, Sand or anthracite)와 부유성 실트가 포함된다. 정수오니는 유기물 함량이 5~35% 정도이고, 쉽게 생분해되는 유기질이 아니기 때문에 부패성은 높지 않은 편이나 하·폐수오니에 비해 발생량이 적은 관계로 연구개발이 부족하여 재활용되지 못하고 많은 양이 단순 매립되고 있다. 정수오니를 건축 및 토목재료로 활용하려는 연구는 우리나라에서도 다수 수행되어 왔고 실제로도 적용되고 있으며 상당한 경제적인 이익을 가져다 줄 것으로 전망된다. 정수오니의 재활용은 원수에서 침전된 휴믹물질과 미사, 점토 등의 침전물질을 포함하고 있기 때문에 토양, 또는 토양 구성물질로 활용할 수 있다. 알루미늄 및 철 수산화물 경우에는 토양 입자들과 입단을 형성하여 토양의 구조적인 특성을 향상시키므로 토양에 매우 효과적으로 적용될 수 있다. 또한 무기성 재료들의 작물생장에 필요한 유기질 원의 공급원으로 작용할 수도 있다. 이 외에도 시멘트 원료, 벽돌제조, 하·폐수오니 개량과 탈수성 향상, 흡착 및 응집제로 적용, 폐기물 차단벽 재료, 채움재, 역청혼합물, 도로건설의 노반 재료, 매립지의 차수층, 또는 일일 복토재 등으로 활용가치가 매우 높다.
상기 고화제는 재활용 성토재를 구성하는 성분들이 미세하여 상대적으로 비중이 저하되고 성토재의 구조가 달라져 성토재(흙)의 공학적 성질도 변화가 예측된다. 즉, 함수비가 높고 간극비가 커 강도가 저하되는 등 일반적으로 토질공학적인 제 성질이 좋지 못한 영향을 받게 될 것으로 예측된다. 따라서 건축 및 토목공사의 흙쌓기용 성토재 및 일반 토공사의 노상 및 노체용 성토재로 사용할 경우 일반 토양과 같은 지지력이 기대되지 않을 수도 있으므로 시멘트를 혼합하거나 적절한 부재료를 혼합하여 사용하는 것이 고려되어야 한다. 이에 따라 본 발명에서는 고화제로 시멘트 혹은 시멘트와 슬래그미분말을 1:1로 혼합한 혼합물, 또는 시멘트, 슬래그미분말, 플라이애쉬, 무수석고를 4:4:1.5:0.5의 중량 비율로 혼합한 혼합물 중 선택된 1종을 사용한다.
제조방법
이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 폐자원을 이용한 친환경 재활용 성토재 제조방법을 설명한다. 도 1은 본 발명에 따른 폐자원을 이용한 친환경 재활용 성토재 조성물 및 그 제조방법의 일실시예에 의한 제조방법을 나타낸 순서도이고, 도 2는 본 발명에 따른 폐자원을 이용한 친환경 재활용 성토재 조성물 및 그 제조방법의 일실시예에 의한 이용된 혼합첨가물의 명칭 및 공정을 나타낸 도면이며, 도 3은 본 발명에 이용된 레드머드와 레드머드 백화현상 및 본 발명에 따른 폐자원을 이용한 친환경 재활용 성토재 조성물을 나타낸 도면 대용 사진이다.
도 1을 참조하면 레드머드, 실리콘오니, 무기산, 무기성슬러지, 무기성폐재류, 석탄회, 정수오니, 그리고 고화제를 사용하여 제조되는 친환경 재활용 성토재는
(S1) 레드머드 100 중량부에 실리콘오니 20~200 중량부를 혼합ㅇ분쇄하여 제1혼합물을 제조하는 1차 혼합·분쇄단계;
(S2) 상기 제1혼합물에 레드머드 100 중량부 대비 무기산 0.1~2 중량부를 더 첨가하여 중화시켜 제2혼합물을 제조하는 2차 혼합단계;
(S3) 상기 제2혼합물에 레드머드 100 중량부 대비 무기성오니 10~100 중량부, 무기성폐재류 10~50 중량부, 석탄회 5~10 중량부, 정수오니 5~10 중량부, 그리고 고화제 5~15 중량부을 더 첨가하여 제3혼합물을 제조하는 3차 혼합·분쇄단계;
(S4) 상기 제3혼합물을 1일간 양생하여 안정화시키는 4차 양생단계를 포함하여 제조된다.
먼저, (S1) 단계에서 레드머드 100 중량부에 실리콘오니 20~200 중량부를 균일하게 혼합하면서 분쇄하여 제1혼합물을 제조하는 1차 혼합·분쇄단계를 수행한다. 이때 수분이 함유된 레드머드와 실리콘오니의 반응성을 향상시키기 위해 먼저 혼합한 후 분쇄기(Hammer crusher)를 이용해 최대한 미세하게 분쇄하는 것이 효율적이다.
다음으로, (S2) 단계에서는 상기 제1혼합물에 레드머드 100 중량부 대비 무기산 0.1~2 중량부를 더 첨가하여 레드머드에 남아 있는 잔량의 가성소다 혹은 산화나트륨을 중화시켜 제2혼합물을 제조하는 2차 혼합단계를 수행한다.
다음으로, (S3) 단계에서는 상기 제2혼합물에 레드머드 100 중량부 대비 무기성오니 10~100 중량부, 무기성폐재류 10~50 중량부, 석탄회 5~10 중량부, 정수오니 5~10 중량부, 그리고 고화제 5~15 중량부을 더 첨가하여 제3혼합물을 제조하는 3차 혼합·분쇄단계를 수행한다. 이 과정에서는 덩어리진 입자를 분쇄하여 균일한 입자로 단시간 내에 정밀혼합을 하기위해 특수하게 고안된 혼합기를 사용한다. 이 혼합기는 혼합물들이 회전하는 동안 좌우 방향으로 이동하면서 고속 초퍼(Chopper)에 의해 분쇄 및 분산, 그리고 혼합이 동시에 이뤄지도록 설계되어 혼합물의 비표면적을 증대시키고 상호 반응성을 향상시키는 역할을 한다.
다음으로, (S4) 단계에서는 상기 제3혼합물을 상온에서 1일간 양생하여 안정화시키는 4차 양생단계를 거쳐 친환경 재활용 성토재를 제조를 완성한다.
용도
전술한 바의 단계를 거쳐 제조된 친환경 재활용 성토재는 일반 토사에 비해 일축압축강도 및 지지력이 뛰어나고 단립화(團粒化)로 인해 통기성, 통수성, 보수성도 우수하며, 유해물질 또한 폐기물공정시험기준에 의한 중금속용출기준과 토양오염공정시험기준에 의한 임야지역(2지역) 토양오염우려기준을 모두 만족시킨다. 따라서 일반토사류를 대체할 수 있는 재활용 성토재로 바람직하게 사용할 수 있다.
아래 [표 1]은 전술한 바와 같이 제조된 친환경 재활용 성토재 폐기물공정시험기준에 따른 중금속용출시험 결과표이고, [표 2]는 토양오염공정시험기준에 따른 2지역 임야를 기준으로 한 토양오염우려기준시험 결과표이다. 모두 기준치보다 훨씬 아래임을 알 수 있다.
재활용 성토재의 중금속용출시험 결과표
시험항목 단 위 지정폐기물기준 결 과 시험방법
Pb mg/l 3 이상 검출안됨 폐기물공정시험법
Cd mg/l 0.3 이상 검출안됨 폐기물공정시험법
Cr6+ mg/l 1.5 이상 검출안됨 폐기물공정시험법
Hg mg/l 0.005 이상 검출안됨 폐기물공정시험법
As mg/l 1.5 이상 검출안됨 폐기물공정시험법
Cu mg/l 3 이상 0.048 폐기물공정시험법
기름성분 mg/l 5% 이하 0.069 폐기물공정시험법
CN- mg/l 1 이상 검출안됨 폐기물공정시험법
트리클로로에틸렌 mg/l 0.3 이상 검출안됨 폐기물공정시험법
테트라클로로에틸렌 mg/l 0.1 이상 검출안됨 폐기물공정시험법
유기인 mg/l 1 이상 검출안됨 폐기물공정시험법
재활용 성토재의 토양오염우려기준시험 결과표
시험항목 단 위 1지역 2지역 3지역 결 과 시험방법
카드뮴(Cd) mg/kg 4 10 60 0.686 토양오염공정시험기준
구리(Cu) mg/kg 150 500 2,000 0.227 토양오염공정시험기준
비소(As) mg/kg 25 50 200 2.344 토양오염공정시험기준
수은(Hg) mg/kg 4 10 20 0.8181 토양오염공정시험기준
납(Pb) mg/kg 200 400 700 1.88 토양오염공정시험기준
6가크롬(Cr6+) mg/kg 5 15 40 0.175 토양오염공정시험기준
아연(Zn) mg/kg 300 600 2,000 55 토양오염공정시험기준
니켈(Ni) mg/kg 100 200 500 21.6 토양오염공정시험기준
불소(F) mg/kg 400 400 800 검출안됨 토양오염공정시험기준
유기인화합물 mg/kg 10 10 30 검출안됨 토양오염공정시험기준
폴리클로리네이티드비페닐(PCBs) mg/kg 1 4 12 검출안됨 토양오염공정시험기준
시안(CN) mg/kg 2 2 120 검출안됨 토양오염공정시험기준
페놀 mg/kg 4 4 20 검출안됨 토양오염공정시험기준
벤젠 mg/kg 1 1 3 검출안됨 토양오염공정시험기준
톨루엔 mg/kg 20 20 60 검출안됨 토양오염공정시험기준
에틸벤젠 mg/kg 50 50 340 검출안됨 토양오염공정시험기준
크실렌 mg/kg 15 15 45 검출안됨 토양오염공정시험기준
석유계총탄화수소(TPH) mg/kg 500 800 2,000 검출안됨 토양오염공정시험기준
트리클로로에틸렌(TCE) mg/kg 8 8 40 검출안됨 토양오염공정시험기준
테트라클로로에틸렌(PCE) mg/kg 4 4 25 검출안됨 토양오염공정시험기준
벤조(a)피렌 mg/kg 0.7 2 7 검출안됨 토양오염공정시험기준
-비고 : 2지역: 지적법에 따른 지목이 임야, 염전, 대(1지역에 해당하는 부지 외의 모든 대를 말한다), 창고용지, 하천, 유지, 수도용지, 체육용지, 유원지, 종교용지 및 잡종지(지적법 시행령 제5조제28호가목 또는 다목에 해당하는 부지만 해당한다)인 지역을 말함.
이상에서 아래 본 발명의 특정한 실시예에 설명 및 도시하였지만 본 발명은 당업자에 의하여 다양하게 변형되어 실시될 가능성이 있는 것이 자명한 일이다. 이와 같이 변형된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안되며, 이와 같이 변형된 실시예들은 첨부된 특허청구범위 안에 속한다 해야 할 것이다.
<실시예1>
먼저 레드머드 100 중량부에 실리콘오니 100 중량부를 혼합한 다음 분쇄한 후, 묽은황산 15% 수용액 1 중량부를 더 첨가 및 교반하여 혼합물을 제조하였다. 이어서 상기 혼합물에 레드머드 100 중량부 대비 석분오니 50 중량부, 폐석회 25 중량부, 석탄회 7 중량부, 정수오니 7 중량부, 그리고 고화제 10 중량부를 더 첨가하여 균일하게 분쇄·혼합한 다음 하루 동안 양생시켜 목적하는 재활용 성토재를 제조하였다.
<실시예2>
먼저 레드머드 100 중량부에 실리콘오니 20 중량부를 혼합한 다음 분쇄한 후, 묽은황산 15% 수용액 1.8 중량부를 더 첨가 및 교반하여 혼합물을 제조하였다. 이어서 상기 혼합물에 레드머드 100 중량부 대비 석분오니 30 중량부, 폐석회 15 중량부, 석탄회 7 중량부, 정수오니 7 중량부, 그리고 고화제 8 중량부를 더 첨가하여 균일하게 분쇄·혼합한 다음 하루 동안 양생시켜 목적하는 재활용 성토재를 제조하였다.
<실시예3>
먼저 레드머드 100 중량부에 실리콘오니 60 중량부를 혼합한 다음 분쇄한 후, 묽은황산 15% 수용액 1.4 중량부를 더 첨가 및 교반하여 혼합물을 제조하였다. 이어서 상기 혼합물에 레드머드 100 중량부 대비 석분오니 30 중량부, 폐석회 15 중량부, 석탄회 7 중량부, 정수오니 7 중량부, 그리고 고화제 8 중량부를 더 첨가하여 균일하게 분쇄·혼합한 다음 하루 동안 양생시켜 목적하는 재활용 성토재를 제조하였다.
<실시예4>
먼저 레드머드 100 중량부에 실리콘오니 140 중량부를 혼합한 다음 분쇄한 후, 묽은황산 15% 수용액 0.6 중량부를 더 첨가 및 교반하여 혼합물을 제조하였다. 이어서 상기 혼합물에 레드머드 100 중량부 대비 석분오니 30 중량부, 폐석회 15 중량부, 석탄회 7 중량부, 정수오니 7 중량부, 그리고 고화제 8 중량부를 더 첨가하여 균일하게 분쇄·혼합한 다음 하루 동안 양생시켜 목적하는 재활용 성토재를 제조하였다.
<실시예5>
먼저 레드머드 100 중량부에 실리콘오니 140 중량부를 혼합한 다음 분쇄한 후, 묽은황산 15% 수용액 0.6 중량부를 더 첨가 및 교반하여 혼합물을 제조하였다. 이어서 상기 혼합물에 레드머드 100 중량부 대비 석분오니 30 중량부, 폐석회 15 중량부, 석탄회 7 중량부, 정수오니 7 중량부, 그리고 고화제 8 중량부를 더 첨가하여 균일하게 혼합·분쇄한 다음 하루 동안 양생시켜 목적하는 재활용 성토재를 제조하였다.
상기 <실시예 1~5>에 사용된 각각의 조성을 하기 [표 3]에 나타내었다.
조성(중량부) 실시예1) 실시예2) 실시예3) 실시예4) 실시예5)
재활용
성토재		 레드머드 100 100 100 100 100
실리콘오니 100 20 60 140 180
묽은황산 1 1.8 1.4 0.6 0.2
석분오니 50 50 50 50 50
폐석회 25 25 25 25 25
석탄회 7 7 7 7 7
정수오니 7 7 7 7 7
고화제 10 10 10 10 10
하기 [표 4]는 상기 <실시예 1~5>의 방법에 의해 제조된 재활용 성토재를 건설공사의 성토용 흙쌓기용으로 재이용하고자 할 때의 '성토용 순환골재' 품질기준이다.
성토용 순환골재의 품질기준
구분 흙쌓기의 최상부면으로부터 100cm 이내의 하부 흙쌓기의 최상부면으로부터 100cm 이상의 하부 시험방법
최대치수(mm) 100 이하 100 이하 -
수정 CBR(시방다짐) 10 이상 2.5 이상 KS F 2320
5mm 체 통과율(%) 25~100 - KS F 2502
0.08mm 체 통과율(%) 0~25 - KS F 2301, KS F 2309
소성지수 10 이하 - KS F 2303
다짐후 건조밀도(t/m3) - 1.5 이상 KS F 2312
이물질 함유량(%)
(유기이물질)		 1.0 이하(용적) KS F 2576
하기 [표 5]는 상기 <실시예 1~5>의 방법에 의해 제조된 재활용 성토재를 상기 [표 4]의 성토용 순환골재 시험방법에 의거 시험한 결과표이다.
재활용 성토재 시험결과표
구분
 흙쌓기의 최상부면으로부터 100cm 이내의 하부 흙쌓기의 최상부면으로부터 100cm 이상의 하부
시험결과
실시예1 실시예2 실시예3 실시예4 실시예5
최대치수
(mm)		 100 이하 100 이하 11.23 10.76 10.40 11.05 10.62
수정 CBR(시방다짐) 10 이상 2.5 이상 15.1 11.3 14.5 17.6 19.7
5mm 체 통과율(%) 25~100 - 88.9 90.1 90.8 87.3 88.6
0.08mm 체 통과율(%) 0~25 - 20.3 21.6 21.0 20.6 18.5
소성지수 10 이하 - NP NP NP NP NP
다짐후 건조밀도
(t/m3)
-
1.5 이상
1.967
2.175
2.004
1.848
1.799
이물질 함유량(%)
(유기이물질)
1.0 이하(용적)
0.0
.0
0.0
0.0
0.0
상기 시험결과에 의하면 <실시예 1~5>의 방법에 의해 제조된 재활용 성토재는 성토용 순환골재 품질기준에 따라 시험한 결과 기준치를 모두 만족시킴을 알 수 있으며, 자체 육안검사 결과에서 레드머드의 가성소다 성분에 의한 백화현상이 전혀 없음이 발견되었다.
다만, 0.08mm 체(No. 200 체) 통과율과 다짐 후 건조밀도 항목이 기준치에 근접한 이유는 원재료 구성물질이 미립자이고, 비중이 낮은 원인으로 판단되고 있으나 세립질의 원재료를 조립분으로 대체하면 극복할 수 있을 것으로 판단된다.
따라서, 본 발명의 폐자원을 이용한 친환경 재활용 성토재 조성물 및 그 제조방법에 의해 제조된 재활용 성토재는 일반 성토용 토사류를 훌륭히 대체할 수 있을 것으로 판단된다.
S1 : 1차 혼합·분쇄단계
S2 : 2차 혼합단계
S3 : 3차 혼합·분쇄단계
S4 : 4차 양생단계

Claims (17)

  1. 레드머드, 실리콘오니, 무기산, 무기성오니, 무기성폐재류, 석탄회, 정수오니 및 고화제를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐자원을 이용한 친환경 재활용 성토재 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 레드머드 100 중량부에 대해 상기 실리콘오니 20~200 중량부, 상기 무기산 0.1~2 중량부, 상기 무기성오니 10~100 중량부, 상기 무기성폐재류 10~50 중량부, 상기 석탄회 5~10 중량부, 상기 정수오니 5~10 중량부 및 상기 고화제 5~15 중량부를 포함하는 폐자원을 이용한 친환경 재활용 성토재 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 상기 레드머드는,
    수산화알루미늄(Al(OH)3) 및 알루미나(Al2O3)를 제조하는 과정에서 발생하는 부산물인 것을 특징으로 하는 폐자원을 이용한 친환경 재활용 성토재 조성물.
  4. 제1항에 있어서, 상기 실리콘오니는,
    폴리실리콘(Polycrystalline silicon)을 제조하는 공정에서 발생하는 부산물인 것을 특징으로 하는 폐자원을 이용한 친환경 재활용 성토재 조성물.
  5. 제1항에 있어서, 상기 무기산은,
    황산, 황산제일철, 인산 및 염산 중 어느 하나를 10~20 중량% 수용액으로 제조한 것을 특징으로 하는 폐자원을 이용한 친환경 재활용 성토재 조성물.
  6. 제1항에 있어서, 상기 무기성오니는,
    하수준설토, 토기·자기·내화물·시멘트·콘크리트·석재품의 제조 및 가공시설, 건설공사장의 세륜(洗輪)시설, 비금속광물 분쇄시설 및 토사세척시설 중 적어도 어느 한 곳에서 발생하는 것으로, 수분함량이 70중량% 이하로 탈수 및 건조된 것이거나,
    절단·연마작업 등을 거친 후 폐수와 함께 배출되는 분말상 무기물질을 분리한 것이거나,
    호소·하수 슬러지 등을 소각·회화하거나 용융슬래그화한 것임을 특징으로 하는 폐자원을 이용한 친환경 재활용 성토재 조성물.
  7. 제6항에 있어서, 상기 하수준설토는,
    고형물 중 유기성 물질의 함량이 7중량% 이하인 것을 특징으로 하는 폐자원을 이용한 친환경 재활용 성토재 조성물.
  8. 제1항에 있어서, 상기 무기성폐재류는,
    무기성 건설폐기물, 폐 요업 재료, 소각잔류물, 폐석회, 폐석고, 폐주물사 및 폐석분 중 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 폐자원을 이용한 친환경 재활용 성토재 조성물.
  9. 제1항에 있어서, 상기 석탄회(石炭灰)는,
    석탄화력발전소에서 0.7㎜ 이하의 작은 입자로 분쇄된 미분탄(微粉炭)을 연소시킨 후 부산물로 발생된 플라이애쉬(Fly Ash)와 바텀애쉬(Bottom Ash)인 것을 특징으로 하는 폐자원을 이용한 친환경 재활용 성토재 조성물.
  10. 제1항에 있어서, 상기 정수오니는,
    정수처리시설에서 발생되는 오니로서, 원수에 유입된 무기물과 휴믹(Humic)물질, 응집보조제 및 응집제로 이루어진 것을 특징으로 하는 폐자원을 이용한 친환경 재활용 성토재 조성물.
  11. 제1항에 있어서, 상기 고화제는,
    시멘트이거나,
    시멘트와 슬래그미분말을 1:1 비율로 혼합한 혼합물이거나,
    시멘트, 슬래그미분말, 플라이애쉬, 무수석고를 4:4:1.5:0.5의 중량 비율로 혼합한 혼합물 중 선택된 1종을 사용하는 것을 특징으로 하는 폐자원을 이용한 친환경 재활용 성토재 조성물.
  12. (S1) 레드머드와 실리콘오니를 혼합 및 분쇄하여 제1혼합물을 제조하는 1차 혼합·분쇄단계;
    (S2) 상기 제1혼합물에 무기산을 더 첨가하여 중화시킨 제2혼합물을 제조하는 2차 혼합단계;
    (S3) 상기 제2혼합물에 무기성오니, 무기성폐재류, 석탄회, 정수오니 및 고화제를 더 첨가하여 제3혼합물을 제조하는 3차 혼합·분쇄단계; 및
    (S4) 상기 제3혼합물을 양생하여 안정화시키는 4차 양생단계를 포함하며,
    상기 제3차 혼합·분쇄단계에서는,
    상기 제3혼합물 조성물간의 비표면적을 증대시켜 반응성을 향상시키기 위해 덩어리진 입자를 균일하게 분쇄하면서 분산과 혼합이 동시에 이뤄지도록 고속 초퍼가 장착된 혼합기로 혼합하는 것을 특징으로 하는 폐자원을 이용한 친환경 재활용 성토재 조성물의 제조방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 1차 혼합·분쇄단계에서는,
    레드머드 100 중량부에 실리콘오니 20~200 중량부를 혼합 및 분쇄하여 제1혼합물을 제조하는 것을 특징으로 하는 폐자원을 이용한 친환경 재활용 성토재 조성물의 제조방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 2차 혼합단계에서는,
    상기 제1혼합물에 레드머드 100 중량부 대비 무기산 0.1~2 중량부를 더 첨가하여 중화시킨 제2혼합물을 제조하는 것을 특징으로 하는 폐자원을 이용한 친환경 재활용 성토재 조성물의 제조방법.
  15. 제14항에 있어서, 상기 3차 혼합·분쇄단계에서는,
    상기 제2혼합물에 레드머드 100 중량부 대비 무기성오니 10~100 중량부, 무기성폐재류 10~50 중량부, 석탄회 5~10 중량부, 정수오니 5~10 중량부, 그리고 고화제 5~15 중량부을 더 첨가하여 제3혼합물을 제조하는 것을 특징으로 하는 폐자원을 이용한 친환경 재활용 성토재 조성물의 제조방법.
  16. 제15항에 있어서, 상기 4차 양생단계에서는,
    상기 제3혼합물을 1일간 양생하여 안정화시키는 것을 특징으로 하는 폐자원을 이용한 친환경 재활용 성토재 조성물의 제조방법.
  17. 삭제
KR1020110029307A 2011-03-31 2011-03-31 폐자원을 이용한 친환경 재활용 성토재 조성물 및 그 제조방법 KR101067473B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110029307A KR101067473B1 (ko) 2011-03-31 2011-03-31 폐자원을 이용한 친환경 재활용 성토재 조성물 및 그 제조방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110029307A KR101067473B1 (ko) 2011-03-31 2011-03-31 폐자원을 이용한 친환경 재활용 성토재 조성물 및 그 제조방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101067473B1 true KR101067473B1 (ko) 2011-09-27

Family

ID=44957846

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110029307A KR101067473B1 (ko) 2011-03-31 2011-03-31 폐자원을 이용한 친환경 재활용 성토재 조성물 및 그 제조방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101067473B1 (ko)

Cited By (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101205506B1 (ko) 2012-01-20 2012-11-27 (주)에이엠에스 엔지니어링 산업부산물을 활용한 친환경 무기결합재 조성물
KR101221637B1 (ko) * 2011-12-30 2013-02-04 주식회사 아이케이 위생 매립지용 복토재 조성물
KR101257448B1 (ko) * 2013-01-25 2013-04-23 김경호 폐자원의 고화에 의한 인공토양의 제조방법
KR101257447B1 (ko) * 2013-01-25 2013-04-23 김경호 폐자원의 고화에 의한 인공토양의 제조방법
KR101285369B1 (ko) * 2013-01-25 2013-07-11 김경호 폐자원의 고화에 의한 인공토양의 제조방법
KR101340595B1 (ko) 2013-08-12 2013-12-11 손지영 수질정화 및 악취제거용 블록
KR101382248B1 (ko) * 2012-08-20 2014-04-17 유한회사 신지산업 적토를 이용한 건축자재용 조성물 및 그 제조방법
KR101470417B1 (ko) * 2012-04-09 2014-12-09 유종희 안정화된 폐석고를 이용하여 성토재 조성물을 제조하는 방법 및 상기 방법에 따라 제조된 성토재 조성물
CN106318397A (zh) * 2016-03-24 2017-01-11 福建洋屿环保科技股份有限公司 一种赤泥污泥用薄壳包裹制备的园林土壤改良剂及其制备方法
CN107575871A (zh) * 2017-08-25 2018-01-12 清华大学 一种利用水泥窑规模化协同处置生活垃圾的方法
KR101825075B1 (ko) * 2017-08-17 2018-02-02 한국환경공단 하수슬러지의 고화처리 방법 및 이를 이용한 고화물
CN107986736A (zh) * 2017-11-23 2018-05-04 王寿光 一种治理铝业尾渣的再利用方法
CN108977203A (zh) * 2018-08-16 2018-12-11 中国铝业股份有限公司 一种赤泥土壤化修复剂及其施用方法
CN109516731A (zh) * 2018-12-13 2019-03-26 广西宏发海绵城市科技有限公司 无机透水保水环保砖的生产工艺
KR101938528B1 (ko) * 2018-08-27 2019-04-11 영주산업주식회사 오니류를 이용한 순환골재 조성물 및 이의 제조방법
CN109776105A (zh) * 2018-12-20 2019-05-21 安徽海龙建筑工业有限公司 一种建筑用轻质混凝土整体隔墙板及其制备方法
CN110090845A (zh) * 2019-03-14 2019-08-06 昆明理工大学 一种利用硫铁矿烧渣土壤化赤泥的方法
KR101964801B1 (ko) * 2018-10-31 2019-08-13 우석대학교 산학협력단 레드머드 세라믹 및 이의 제조방법
KR102014679B1 (ko) * 2019-04-03 2019-08-26 박인식 무기성 슬러지를 이용한 인공골재 제조방법
CN110482961A (zh) * 2019-09-18 2019-11-22 深圳市嘉达高科产业发展有限公司 一种建筑垃圾透水砖及其制备方法
KR102120957B1 (ko) * 2020-01-16 2020-06-09 박진경 무기성 오니를 활용한 성토재 제조방법 및 이에 의해 제조된 친환경 성토재
KR20200121774A (ko) * 2019-08-16 2020-10-26 (주)하이콘코리아 폐흡착재를 이용한 기층 지반 대체재의 제조방법
KR102199802B1 (ko) * 2020-05-13 2021-01-07 김용규 인공골재 제조용 조성물 및 인공골재
KR102331845B1 (ko) * 2020-07-08 2021-11-29 에코랩스 주식회사 화력발전소에서 배출되는 바텀애쉬의 재활용방법

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100967819B1 (ko) * 2010-02-10 2010-07-05 주식회사 대원바텍 폴리실리콘 제조공정에서 발생한 슬러지를 활용한 성토재용 조성물, 성토재 및 그 제조방법
KR20100127541A (ko) * 2009-05-26 2010-12-06 이남훈 폐기물소각 비산재를 활용한 친환경 복토재 제조방법

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100127541A (ko) * 2009-05-26 2010-12-06 이남훈 폐기물소각 비산재를 활용한 친환경 복토재 제조방법
KR100967819B1 (ko) * 2010-02-10 2010-07-05 주식회사 대원바텍 폴리실리콘 제조공정에서 발생한 슬러지를 활용한 성토재용 조성물, 성토재 및 그 제조방법

Cited By (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101221637B1 (ko) * 2011-12-30 2013-02-04 주식회사 아이케이 위생 매립지용 복토재 조성물
KR101205506B1 (ko) 2012-01-20 2012-11-27 (주)에이엠에스 엔지니어링 산업부산물을 활용한 친환경 무기결합재 조성물
KR101470417B1 (ko) * 2012-04-09 2014-12-09 유종희 안정화된 폐석고를 이용하여 성토재 조성물을 제조하는 방법 및 상기 방법에 따라 제조된 성토재 조성물
KR101382248B1 (ko) * 2012-08-20 2014-04-17 유한회사 신지산업 적토를 이용한 건축자재용 조성물 및 그 제조방법
KR101257448B1 (ko) * 2013-01-25 2013-04-23 김경호 폐자원의 고화에 의한 인공토양의 제조방법
KR101257447B1 (ko) * 2013-01-25 2013-04-23 김경호 폐자원의 고화에 의한 인공토양의 제조방법
KR101285369B1 (ko) * 2013-01-25 2013-07-11 김경호 폐자원의 고화에 의한 인공토양의 제조방법
KR101340595B1 (ko) 2013-08-12 2013-12-11 손지영 수질정화 및 악취제거용 블록
CN106318397A (zh) * 2016-03-24 2017-01-11 福建洋屿环保科技股份有限公司 一种赤泥污泥用薄壳包裹制备的园林土壤改良剂及其制备方法
KR101825075B1 (ko) * 2017-08-17 2018-02-02 한국환경공단 하수슬러지의 고화처리 방법 및 이를 이용한 고화물
CN107575871A (zh) * 2017-08-25 2018-01-12 清华大学 一种利用水泥窑规模化协同处置生活垃圾的方法
CN107986736A (zh) * 2017-11-23 2018-05-04 王寿光 一种治理铝业尾渣的再利用方法
CN108977203A (zh) * 2018-08-16 2018-12-11 中国铝业股份有限公司 一种赤泥土壤化修复剂及其施用方法
KR101938528B1 (ko) * 2018-08-27 2019-04-11 영주산업주식회사 오니류를 이용한 순환골재 조성물 및 이의 제조방법
KR101964801B1 (ko) * 2018-10-31 2019-08-13 우석대학교 산학협력단 레드머드 세라믹 및 이의 제조방법
CN109516731A (zh) * 2018-12-13 2019-03-26 广西宏发海绵城市科技有限公司 无机透水保水环保砖的生产工艺
CN109776105A (zh) * 2018-12-20 2019-05-21 安徽海龙建筑工业有限公司 一种建筑用轻质混凝土整体隔墙板及其制备方法
CN110090845A (zh) * 2019-03-14 2019-08-06 昆明理工大学 一种利用硫铁矿烧渣土壤化赤泥的方法
CN110090845B (zh) * 2019-03-14 2021-10-15 昆明理工大学 一种利用硫铁矿烧渣土壤化赤泥的方法
KR102014679B1 (ko) * 2019-04-03 2019-08-26 박인식 무기성 슬러지를 이용한 인공골재 제조방법
KR102282254B1 (ko) * 2019-08-16 2021-07-27 (주)하이콘코리아 폐흡착재를 이용한 기층 지반 대체재의 제조방법
KR20200121774A (ko) * 2019-08-16 2020-10-26 (주)하이콘코리아 폐흡착재를 이용한 기층 지반 대체재의 제조방법
CN110482961A (zh) * 2019-09-18 2019-11-22 深圳市嘉达高科产业发展有限公司 一种建筑垃圾透水砖及其制备方法
KR102120957B1 (ko) * 2020-01-16 2020-06-09 박진경 무기성 오니를 활용한 성토재 제조방법 및 이에 의해 제조된 친환경 성토재
KR102199802B1 (ko) * 2020-05-13 2021-01-07 김용규 인공골재 제조용 조성물 및 인공골재
KR102331845B1 (ko) * 2020-07-08 2021-11-29 에코랩스 주식회사 화력발전소에서 배출되는 바텀애쉬의 재활용방법

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101067473B1 (ko) 폐자원을 이용한 친환경 재활용 성토재 조성물 및 그 제조방법
Kinnunen et al. Recycling mine tailings in chemically bonded ceramics–a review
KR100981358B1 (ko) 준설토와 산업부산물을 이용한 공유수면 매립토 조성물 및 그 제조방법
KR101112719B1 (ko) 슬러지와 무기성 폐자원을 이용한 고형화 블록 조성물 및 이의 제조방법
Bertos et al. A review of accelerated carbonation technology in the treatment of cement-based materials and sequestration of CO2
KR101002547B1 (ko) 준설사토 및 슬러지를 재활용한 친환경 점토 벽돌 및 이의 제조방법
KR101257447B1 (ko) 폐자원의 고화에 의한 인공토양의 제조방법
JP5658270B2 (ja) スラッジ廃棄物を用いた軽量建設資材の製造方法
KR100921334B1 (ko) 산업폐기물을 이용한 친환경 성토재 및 그 제조방법
KR101751691B1 (ko) 알칼리 세라믹 혼화제를 이용한 불산폐수나 폐산 처리방법
KR100956593B1 (ko) 유·무기성 슬러지를 고화시켜 얻어진 인공토 제조방법
AU2012278447B2 (en) Method for manufacturing light-weight construction material using waste product and light-weight construction material manufactured thereby
Murali et al. Recent research in utilization of phosphogypsum as building materials
CN102107204A (zh) 一种以废治废的工业重金属废渣无害化处理工艺
JP2014094877A (ja) 土工資材組成物及び該組成物におけるフッ素溶出量を低減する方法
KR101470417B1 (ko) 안정화된 폐석고를 이용하여 성토재 조성물을 제조하는 방법 및 상기 방법에 따라 제조된 성토재 조성물
KR100490731B1 (ko) 폐자재슬러지를 로타리킬른에서 건조 또는 소성하여토목,건축자재를 제조하는 방법
CN111170663A (zh) 一种海泥固化剂
KR20140147307A (ko) 순환자원을 활용한 친환경 공유수면 매립토 조성물
KR101257448B1 (ko) 폐자원의 고화에 의한 인공토양의 제조방법
CN110451905B (zh) 一种水基钻屑用煤渣偏高岭土基去污稳固材料以及去污稳固方法
Mymrin et al. Overburden soil and marine dredging sludge utilization for production of new composites as highly efficient environmental management
KR101285369B1 (ko) 폐자원의 고화에 의한 인공토양의 제조방법
KR102156654B1 (ko) 칼슘알루미네이트 화합물을 첨가한 미분탄 석탄회를 이용한 폐광산의 중금속 고화용 안정화재 조성물
KR101619778B1 (ko) 순환자원을 활용한 친환경 공유수면 매립방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
A302 Request for accelerated examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140915

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150921

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160919

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170919

Year of fee payment: 7

LAPS Lapse due to unpaid annual fee