KR101362732B1 - Grinding agent for cement manufacturing minerals using diluted silicon sludge and grinding method using the same - Google Patents

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KR101362732B1 KR20130028498A KR20130028498A KR101362732B1 KR 101362732 B1 KR101362732 B1 KR 101362732B1 KR 20130028498 A KR20130028498 A KR 20130028498A KR 20130028498 A KR20130028498 A KR 20130028498A KR 101362732 B1 KR101362732 B1 KR 101362732B1
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권우택
김수룡
김영희
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한국세라믹기술원
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Abstract

Disclosed is a waste silicon sludge recycling technology. The present invention provides a grinding agent for grinding minerals for manufacture of cement, wherein the grinding agent is classified from waste silicon sludge, comprises cutting oil included in the waste silicon sludge in a dilution concentration of 1/5 to 1/50. According to the present invention, provided is a method for improving grinding efficiency and quality of water curable products by applying the properties of components of the waste silicon sludge to the grinding process for water curable minerals without separate heat treatment, distillation, or a precise classifying process. [Reference numerals] (AA) Solid residue(liquid included); (BB) Waste sludge; (CC) Mixing tank; (DD) Wet separation(hydrocyclone, centrifuge, etc.); (EE) Liquid residue(liquid included); (FF) Solvent input tank; (GG) Utilize a grinding agent

Description

희석 실리콘 슬러지를 이용한 시멘트 제조용 광물 분쇄를 위한 분쇄조제 및 이를 이용한 분쇄 방법 {Grinding Agent For Cement Manufacturing Minerals Using Diluted Silicon Sludge And Grinding Method Using The Same}Grinding aid for mineral grinding for cement manufacturing using dilute silicon sludge and grinding method using the same {Grinding Agent For Cement Manufacturing Minerals Using Diluted Silicon Sludge And Grinding Method Using The Same}

본 발명은 실리콘 웨이퍼 절단과정에서 발생하는 부산물인 실리콘 슬러지를 분쇄조제로 이용하는 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 슬러지에 용매를 첨가하여 고상성분과 액상성분을 효율적으로 분리한 후, 분리된 액상잔류물(일부 미세한 고상성분 포함)을 이용하여 시멘트 제조용 광물을 분쇄하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of using silicon sludge, a by-product generated during silicon wafer cutting, as a grinding aid, and more particularly, to efficiently separate solid and liquid components by adding a solvent to the sludge, and then separating liquid residues. It relates to a method of pulverizing the mineral for cement production using water (including some fine solid component).

태양 전지 및 반도체 산업의 웨이퍼로 널리 사용되고 있는 실리콘은 와이어 소(wire saw)를 이용하여 실리콘 잉곳을 절단하는 공정을 거쳐 제조된다. 절단 과정에서 평균 입경 10 미크론 정도인 실리콘 카바이드를 함유한 연마 슬러리가 사용되며, 그 결과 실리콘카바이드를 주성분으로 실리콘 및 기타 산화물이 함유된 연마 슬러지가 생성된다. 최근에는 연마재로 사용되는 실리콘카바이드 함량을 최소화 하고 생산속도를 증가하기 위하여 다이아몬드 saw를 사용하기도 하며, 이러한 실리콘 웨이퍼 제조과정에서 실리콘 성분이 함유된 연마슬러지가 발생하게 된다. Silicon, which is widely used as a wafer in the solar cell and semiconductor industries, is manufactured through a process of cutting a silicon ingot using a wire saw. In the cutting process, polishing slurries containing silicon carbide having an average particle diameter of about 10 microns are used, resulting in polishing sludge containing silicon carbide and other oxides as the main component of silicon carbide. Recently, a diamond saw is used to minimize the silicon carbide content used as an abrasive and to increase the production speed. In the manufacturing process of such a silicon wafer, polishing sludge containing silicon is generated.

과거에는 실리콘 슬러지를 폐기물 처리 업체에 의해 매립 처리하여 왔으나, 최근에는 실리콘 슬러지에 함유된 절삭유, 실리콘이나 실리콘 카바이드와 같은 소재를 회수하고자 하는 시도가 있어왔다.In the past, silicon sludge has been landfilled by waste disposal companies, but in recent years, attempts have been made to recover materials such as cutting oil, silicon or silicon carbide contained in silicon sludge.

하지만 이러한 실리콘슬러지의 재활용방법에 있어서 대부분은 실리콘슬러지에 함유되어 고상성분과 절삭유로 사용되고 있는 액상성분을 분리하거나 분리된 고상성분을 재활용하는 기술개발에 집중되어 있으며, 습식분리과정에서 고상성분과 분리되고 남은 액상성분은 활용되지 못하고 있는 실정이다.However, in the recycling method of the silicon sludge, most of them are concentrated on the development of the technology for separating the solid components and the liquid components used as cutting oil or recycling the separated solid components contained in the silicon sludge. The remaining liquid components are not utilized.

종래 실리콘 슬러지의 재활용 기술로 대표적인 것으로는 연마 슬러리 재생 기술, 고형분 분리 회수 기술 및 실리콘 카바이드 합성 기술을 들 수 있다.Representative techniques for recycling conventional silicon sludge include polishing slurry regeneration techniques, solids separation recovery techniques, and silicon carbide synthesis techniques.

예를 들어, 한국공개특허 제2003-84528호는 폐 슬러리에 비 이온계 계면활성제를 중량비 1~20%와 알코올 또는 솔벤트류 5~50%를 일정시간 ( 5분 ~ 10시간이상 )동안 반응을 시킨 후 원심 분리기에 의해 비중 차이로 동일 광물끼리 층을 이루며 각각 분리 되도록 한 뒤 이를 층별로 오일 펌프를 사용하여 각각 별도의 용기에 분리하여 담은 뒤 필요에 따라 (제품사용 용도별)건조기를 사용하여 건조를 한 뒤 이를 다시 필요에 따라 분급기를 통과 시켜 사이즈 별로 분리하여 재활용하는 기술을 소개하고 있다. For example, Korean Patent Laid-Open Publication No. 2003-84528 discloses a 1-20% weight ratio of non-ionic surfactant and 5-50% alcohol or solvent in a waste slurry for a predetermined time (more than 5 minutes to 10 hours). After the separation, the same minerals are formed in layers by centrifugal separators, and the layers are separated.Then, the oils are separated and put into separate containers using an oil pump for each layer, and then dried using a dryer (by product use) as needed. After this, it introduces the technology to separate and recycle by size by passing the classifier as needed.

또한, 한국등록특허 제 10-1188313은 태양전지용 웨이퍼 공정 폐슬러리의 재생처리에 있어서 단계적 원심분리공정 중간에 응집반응공정을 추가함으로서 절삭유 내 금속 불순물 및 미세입자를 효과적으로 분리시켜 재생효율을 증가시킴으로써 폐기물 발생을 최소화할 수 있으나 수분제거를 위한 증류과정을 거쳐 비용이 다량 발생할 뿐만 아니라 증류과정에서 수분이 발생하고 2차 원심분리기에서 폐슬러지가 어쩔 수 없이 발생한다는 단점이 있다.In addition, Korean Patent No. 10-1188313 adds an agglomeration reaction step in the middle of the step centrifugal separation step in the regeneration of the solar cell wafer processing waste slurry to effectively separate metal impurities and fine particles in the cutting oil to increase the regeneration efficiency. Although the generation can be minimized, there are disadvantages in that a large amount of cost is generated through the distillation process to remove water, water is generated in the distillation process, and waste sludge is inevitably generated in the secondary centrifuge.

한국등록특허 제626,252호에는 폐슬러지를 고형성분과 액상성분으로 분리하고 연마제 회수를 위하여 폐슬러지에 수용성 성분 및 유기물 제거용 용매를 도입하여 세정함으로서 고상성분을 효율적으로 제거하지만 세정후 2~3시간 방치함으로서 공정시간이 길어지며, 세정과정을 반복함으로서 공정설비와 비용을 증가시키는 문제점이 있다.In Korean Patent No. 626,252, solid sludge is efficiently removed by separating waste sludge into solid and liquid components and introducing water-soluble components and solvents for removing organic matter into waste sludge to recover abrasives. By leaving it unattended, the process time is long and there is a problem of increasing the process equipment and the cost by repeating the cleaning process.

또한 한국등록특허 제 10-1111649는 본 발명은 금속성 실톱(wise saw)으로 실리콘 잉곳(ingot)을 절단할 때 사용한 연마제가 포함된 폐슬러지로부터 연마제를 재생하는 방법을 제공하고 있지만 이때 발생하는 액상성분에 대한 활용방법은 제시하지 못하고 있다.In addition, the Korean Patent Registration No. 10-1111649 provides a method for regenerating the abrasive from the waste sludge containing the abrasive used when cutting the silicon ingot with a metallic wise saw (liquid saw) There is no suggestion on how to use.

한편, 한국등록특허 10-1194188는 폐 슬러지(Sludge)를 마이크로파를 발생시키는 마그네트론이 설치된 건조기 내에서 마이크로파를 이용하여 절삭유를 기화시켜 고순도로 회수하고, 건조된 고형분은 성분별로 분리, 고순도화하여 산업용 소재로 재활용 하는 방법을 제시하고 있으나, 마이크로파 설비 및 풍력분급설비 제작 및 가동에 소요되는 비용이 많고, 설비를 유지 보수하는데 문제가 있다.On the other hand, Korea Patent Registration 10-1194188 is a waste sludge (sludge) is recovered in high purity by vaporizing the cutting oil using a microwave in a dryer installed with a magnetron that generates microwaves, and the dried solids are separated and purified by component for industrial use It proposes a method of recycling from materials, but it is expensive to manufacture and operate microwave facilities and wind classification facilities, and there is a problem in maintaining the facilities.

한국공개특허 제2003-84528호Korean Laid-Open Patent No. 2003-84528 한국등록특허 제10-1188313호Korean Patent Registration No. 10-1188313 한국등록특허 제10-626252호Korea Patent Registration No. 10-626252 한국등록특허 제10-1111649호Korea Patent Registration No. 10-1111649 한국등록특허 제10-1194188호Korean Patent Registration No. 10-1194188

상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 정교한 정제과정이나 고온의 열처리 과정 없이 폐실리콘슬러지를 재활용하는 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다. In order to solve the above problems of the prior art, an object of the present invention is to provide a technique for recycling waste silicon sludge without elaborate refining process or high temperature heat treatment process.

또한 본 발명은 습식분리과정에서 발생하는 액상잔류물을 시멘트 제조용 광물의 분쇄를 위한 분쇄조제를 제공하는 것을 목적으로 한다. In addition, an object of the present invention is to provide a grinding aid for pulverizing the mineral residue for the cement production of the liquid residue generated in the wet separation process.

또한 본 발명은 전술한 분쇄 조제를 이용한 시멘트 원료 및 클링커의 미분쇄 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, an object of the present invention is to provide a fine grinding method of cement raw material and clinker using the above-mentioned grinding aid.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은, 폐실리콘 슬러지로부터 분급되며, 상기 폐실리콘 슬러지에 포함된 절삭유로 구성되며, 상기 절삭유의 희석 농도가 1/5~1/50인 것을 특징으로 하는 시멘트 제조용 광물 분쇄를 위한 분쇄조제를 제공한다.In order to achieve the above technical problem, the present invention is classified from waste silicon sludge, and composed of cutting oil contained in the waste silicon sludge, the dilution concentration of the cutting oil is for producing cement, characterized in that 1/5 ~ 1/50 It provides a grinding aid for mineral grinding.

본 발명에서 상기 시멘트 제조용 광물은 시멘트 클링커의 소성 원료로 사용되는 광물, 시멘트 클링커, 또는 분쇄된 클링커와 배합되어 시멘트 제조를 위해 첨가되는 일체의 광물을 포함할 수 있다. In the present invention, the mineral for producing cement may include any mineral that is combined with minerals, cement clinker, or pulverized clinker used as a plastic raw material for cement clinker and added for cement production.

본 발명에서 상기 분쇄 조제는 고상 성분을 포함하며, 상기 고상 성분은 평균 입경이 1 마이크론 미만의 실리콘 분말을 포함하는 것이 바람직하다. 본 발명에서 상기 실리콘 분말이 표면 산화된 실리콘을 포함할 수 있다.In the present invention, the grinding aid comprises a solid component, the solid component preferably comprises a silicon powder having an average particle diameter of less than 1 micron. In the present invention, the silicon powder may include surface oxidized silicon.

또한, 본 발명에서 상기 분쇄 조제의 고상 성분은 바이모달 분포를 나타내며, 상기 분쇄 조제는 평균 입경이 1 마이크론 이상의 실리콘 카바이드 분말을 더 포함할 수 있다. In addition, in the present invention, the solid component of the grinding aid shows a bimodal distribution, and the grinding aid may further include silicon carbide powder having an average particle diameter of 1 micron or more.

본 발명에서 상기 절삭유는 폴리에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜 및 디메틸렌글리콜로 이루어진 그룹 중에서 선택된 최소한 1종 이상으로 구성되는 것이 바람직하다. In the present invention, the cutting oil is preferably composed of at least one selected from the group consisting of polyethylene glycol, diethylene glycol and dimethylene glycol.

또한 본 발명에서 상기 절삭유는 물을 용매로 희석된 것이 바람직하다.In addition, in the present invention, the cutting oil is preferably diluted with water in a solvent.

본 발명에서 상기 시멘트 제조용 광물은 시멘트 클링커 소성용 원료 광물일 수 있다. 또한, 상기 시멘트 제조용 광물은 시멘트 클링커일 수도 있다. 또한 상기 시멘트 제조용 광물은 시멘트 첨가제일 수 있다. In the present invention, the mineral for producing cement may be a raw material mineral for cement clinker firing. In addition, the mineral for producing cement may be a cement clinker. In addition, the cement manufacturing mineral may be a cement additive.

상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은, 전술한 분쇄조제를 분쇄하고자 하는 시멘트 제조용 광물과 함께 분쇄밀에 투입하는 것을 특징으로 하는 광물 분쇄방법을 제공한다.In order to achieve the above another technical problem, the present invention provides a mineral grinding method, characterized in that the above-mentioned grinding aid is added to the grinding mill together with the mineral for cement production.

본 발명에서 상기 분쇄조제는 시멘트 제조용 광물과 함께 분쇄밀에 투입하는 것일 수 있다. In the present invention, the grinding aid may be added to the grinding mill together with the mineral for producing cement.

본 발명에서 상기 시멘트 제조용 광물은 시멘트 클링커일 때에 상기 분쇄 조제는 상기 시멘트 클링커를 포함하는 전체 중량 대비 0.2 ~0.5 중량% 배합되는 것이 바람직하다. 또한 이 때, 분쇄를 위해 응결지연제가 추가로 투입될 수 있다. In the present invention, when the mineral for producing cement is a cement clinker, the grinding aid is preferably blended in an amount of 0.2 to 0.5 wt% based on the total weight including the cement clinker. Also, at this time, a coagulation delay agent may be additionally added for grinding.

본 발명에 따르면, 실리콘웨이퍼 연마공정에서 절삭유의 성분이 광물의 분쇄특성을 향상시키는 글리콜류(디에틸렌글리콜,폴리에틸렌글리콜 등)로 구성되어 있으며, 분리되지 못하고 남은 미세한 고상성분의 상당부분은 잠재수경특성을 발현하는 실리콘옥사이드 성분으로 존재한다는 사실에 주목하여, 별도의 열처리, 증류 및 정밀한 분급공정 없이 수경성 광물의 분쇄공정에 적용하여 분쇄효율을 향상시키고 생산된 수경성 제품의 품질을 향상시키는 방법을 제공할 수 있게 된다.According to the present invention, in the silicon wafer polishing process, the cutting oil is composed of glycols (diethylene glycol, polyethylene glycol, etc.) to improve the grinding characteristics of the mineral, and a considerable portion of the fine solid component remaining after separation cannot be removed. Noting that it exists as a silicon oxide component that expresses its characteristics, it is applied to the grinding process of hydraulic minerals without separate heat treatment, distillation and precise classification process to provide a method of improving the grinding efficiency and quality of the produced hydraulic products. You can do it.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 폐실리콘 슬러지의 분리정제 방법을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 하이드로 싸이클론으로 분리한 후 발생하는 액상 잔류물에 포함된 고상 성분의 입도분석 결과이다.
도 3는 하이드로 싸이클론으로 분리한 후 발생하는 액상잔류물에 포함된 고상 성분의 SEM 분석 결과이다.
1 is a view schematically showing a separation and purification method of waste silicon sludge according to a preferred embodiment of the present invention.
Figure 2 is a particle size analysis of the solid phase components contained in the liquid residue generated after separation into hydrocyclones according to a preferred embodiment of the present invention.
Figure 3 is a SEM analysis of the solid phase components contained in the liquid residue generated after separation into hydrocyclones.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통하여 본 발명을 상술한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail through preferred embodiments of the present invention.

도 1은 본 발명의 분쇄 조제로 사용되는 액상 잔류물을 폐실리콘 슬러지로부터 분리 수거 방법을 개략적으로 도시한 도면이다.1 is a view schematically showing a method for separating and collecting a liquid residue from waste silicon sludge used as a grinding aid of the present invention.

도 1을 참조하면, 폐실리콘 슬러지가 혼합조로 투입되며, 상기 혼합조에는 용매가 적정 비율로 투입된다. 혼합조에서 혼합된 원료는 하이드로 사이클론 또는 원심 분리기와 같은 분리 장치에 의해 습식 분리된다. 습식 분리 과정은 투입된 혼합물을 비중에 따라 고상 잔류물과 액상 잔류물로 분리한다. 본 발명에서는 상기 액상 잔류물을 분쇄 조제로 활용한다. Referring to Figure 1, waste silicon sludge is added to the mixing tank, the solvent is added to the mixing tank at an appropriate ratio. The mixed raw materials in the mixing bath are wet separated by a separation device such as hydrocyclone or centrifuge. The wet separation process separates the charged mixture into solid and liquid residues, depending on the specific gravity. In the present invention, the liquid residue is utilized as a grinding aid.

본 발명에서 폐슬러지 또는 폐실리콘 슬러지란 폴리실리콘 또는 단결정 실리콘 잉곳(ingot)의 연마 또는 절단과정에서 발생하는 부산물을 말한다. 또한 본 발명에서 '액상 잔류물'은 습식 분리과정에서 조대한 성분의 고상성분을 분리하고 남은 액상성분을 말한다. In the present invention, waste sludge or waste silicon sludge refers to a by-product generated during grinding or cutting of polysilicon or single crystal silicon ingot. In addition, in the present invention, 'liquid residue' refers to the liquid component remaining after separating the solid component of the coarse component in the wet separation process.

본 발명에서 분쇄 조제는 상기 습식 분리 과정의 부산물인 액상 성분으로부터 제조된다. 상기 액상 성분에는 용매로 희석된 절삭유(디에틸렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜 등)가 포함되어 있다. 본 발명의 분쇄 조제의 액상 성분은 실리콘 슬러지에 함유된 절삭유를 중량 기준으로 5~50배로 희석한 것이 바람직하다. 희석 비율 5배 미만의 희석 농도는 높은 점도로 인해 하이드로 사이클론 분급에 부적합하다. 또한, 50배 이상의 희석 비율은 용매의 양이 절삭유의 양에 비해 과도하여 절삭유 성분에 의한 분쇄조제의 효과가 저하되며, 후속되는 분쇄 조제로 사용시 시멘트 클링커의 수화로 인한 악영향을 발생할 수 있다. In the present invention, the grinding aid is prepared from a liquid component which is a by-product of the wet separation process. The liquid component contains cutting oil (diethylene glycol, polyethylene glycol, etc.) diluted with a solvent. It is preferable that the liquid component of the grinding aid of the present invention is diluted 5 to 50 times by weight of cutting oil contained in the silicon sludge. Dilution concentrations of less than 5 dilution ratios are unsuitable for hydrocyclone classification because of their high viscosity. In addition, the dilution ratio of 50 times or more is excessive in the amount of the solvent compared to the amount of the cutting oil, the effect of the grinding aid by the cutting oil component is lowered, and may be adversely affected by the hydration of the cement clinker when used as a subsequent grinding aid.

또한 본 발명에서 액상 성분에는 습식 분리 과정에서 분리되지 않은 미분의 고상 성분이 포함되어 있을 수 있다. In addition, the liquid component in the present invention may include a solid component of the fine powder that is not separated in the wet separation process.

표 1은 본 발명의 습식분리과정에서 발생하는 액상 잔류물에 함유된 미립의 고형분 성분을 분석한 분석표이다. Table 1 is an analysis table analyzing the solid components of the fine particles contained in the liquid residue generated in the wet separation process of the present invention.

SiO2(중량%)SiO 2 (% by weight) Si(중량%)Si (% by weight) SiC(중량%)SiC (% by weight) Fe+Fe2O3(중량%)Fe + Fe 2 O 3 (wt%) 기타 (중량%)Others (% by weight) 27.427.4 45.245.2 15.715.7 12.212.2 <0.5 <0.5

위 표에서 알 수 있는 바와 같이, 미립의 고상성분에는 SiO2함량이 상당량 포함되어 있는데 이것은 실리콘 잉곳의 연마과정에서 미분의 실리콘성분이 산화되기 때문이다. As can be seen from the above table, the fine solid component of the fine particles contains a significant amount of SiO 2 because the fine silicon component is oxidized during the polishing of the silicon ingot.

도 2는 본 발명의 액상 잔류물에 함유된 미립의 고상성분의 입도 분석 결과 를 예시한 것이다. 입도 분석 결과에서 알 수 있는 바와 같이 고형분은 1㎛ 이하의 미세한 입자와 조대한 입자가 공존하는 바이모달(bimodal) 분포를 나타내고 있다. Figure 2 illustrates the results of the particle size analysis of the particulate solid component contained in the liquid residue of the present invention. As can be seen from the particle size analysis results, the solid content represents a bimodal distribution in which coarse particles and coarse particles of 1 μm or less coexist.

본 발명에서 상기 미세 입자는 실리콘 분말로 구성된다. 상기 실리콘 분말은 표면 산화된 산화 실리콘을 포함할 수 있다. In the present invention, the fine particles are composed of silicon powder. The silicon powder may include surface oxidized silicon oxide.

본 발명에서 상기 미세 입자는 바람직하게는 평균 입경이 1 마이크론 이하이다. 또한, 상기 조대 입자는 평균 입경이 5 마이크론 이하 범위에 존재하는 것이 좋다. 상기 조대 입자는 실리콘 카바이드일 수 있으며, 5㎛이상 조대 입자는 분쇄기의 마모를 유발할 수 있으므로 10중량% 이하인 것이 바람직하다.In the present invention, the fine particles preferably have an average particle diameter of 1 micron or less. In addition, the coarse particles are preferably present in the range of the average particle diameter of 5 microns or less. The coarse particles may be silicon carbide, and the coarse particles of 5 μm or more may cause wear of the grinder, and therefore, the coarse particles may be 10 wt% or less.

도 3은 본 발명의 액상잔류물에 함유된 미립의 고상성분의 주사전자현미경 사진이다. 도시된 바와 같이, 1㎛ 이하의 미세한 입자와 3㎛ 이상의 조대한 입자가 공존하고 있음을 확인할 수 있다. Figure 3 is a scanning electron micrograph of the particulate solid component contained in the liquid residue of the present invention. As shown, it can be confirmed that fine particles of 1 μm or less and coarse particles of 3 μm or more coexist.

본 발명의 상기 분쇄 조제는 상기 조대 입자를 덜 포함하는 구성을 채용할 수도 있지만, 이 경우 실리콘 슬러지의 습식 분급에 소요되는 시간과 비용의 증가가 발생하게 된다.
The grinding aid of the present invention may employ a configuration containing less of the coarse particles, but in this case, an increase in time and cost required for wet classification of the silicon sludge occurs.

<실시예><Examples>

폴리에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜 및 디메틸렌글리콜 등을 성분으로 하는 절삭유의 함량이 약 40 중량%인 실리콘 슬러지를 습식 분리하였다. 상기 실리콘 슬러지에 포함된 절삭유의 중량을 기준으로 물로 약 5~50배 희석하고, 희석된 실리콘 슬러지로부터 액상 잔류물을 취득하기 위하여 하이드로 사이클론 분급 방식을 적용하였다.Silicon sludge having a cutting oil content of about 40% by weight, including polyethylene glycol, diethylene glycol, dimethylene glycol, and the like, was wet separated. About 5 to 50 times dilution with water based on the weight of the cutting oil contained in the silicon sludge, hydrocyclone classification was applied to obtain a liquid residue from the diluted silicon sludge.

하이드로 사이클론 분급은 희석된 실리콘슬러지를 원통형 싸이클론에 접선방향으로 유입하면, 유입된 실리콘 슬러지가 원통형 싸이클론내에서 선회하게 되는데, 이로 인해 투입된 희석된 실리콘슬러지에는 원심력이 작용하게 된다. 결과적으로 굵은 입자는 사이클론의 외벽으로 향하게 되어 언더 플로우(underflow)되고 미립자가 포함된 액상 잔류물은 오버 플로우(Overflow)되어, 액상 잔류물을 분급할 수 있게 된다.In hydrocyclone classification, when the diluted silicon sludge tangentially flows into the cylindrical cyclone, the introduced silicon sludge is swiveled in the cylindrical cyclone, which causes centrifugal force to act on the diluted silicon sludge. As a result, the coarse particles are directed to the outer wall of the cyclone, which underflows and the liquid residue containing the fine particles overflows, thereby classifying the liquid residue.

이어서, 회수된 액상 잔류물의 첨가량을 변화하면서 시멘트 클링커의 분쇄특성 및 분쇄된 시멘트의 모르타르 특성을 측정하였다. 이때 분쇄특성에 사용한 시멘트 클링커는 조분쇄 과정을 거쳐서 0.5㎝이하 크기의 클링커를 사용하였다. 분쇄된 시멘트의 품질특성 평가를 위해서 시멘트 클링커에 응결지연제로서 석고를 5% 첨가하여 볼밀을 이용하여 분쇄하였다. 시멘트 클링커의 분쇄특성은 공기투과장치에 의한 포틀랜드 시멘트의 분말도 시험방법(KS L 5106)을 이용하여 측정하였으며, 비표면적이 3,500±50 ㎠/g 되는 소요시간을 측정하여 분쇄특성을 평가하였다. 시멘트 품질특성을 측정하기 위하여 분쇄된 시멘트를 이용하여 KS L 5105 규격에 준하여 모르타르 공시체를 제조하고 표준양생을 실시한 뒤 각 경과 일에 대한 압축강도를 측정하였다.Then, the grinding characteristics of the cement clinker and the mortar characteristics of the ground cement were measured while varying the addition amount of the recovered liquid residue. At this time, the cement clinker used for the crushing characteristics was used as a clinker having a size of 0.5 cm or less through the coarse grinding process. In order to evaluate the quality characteristics of the pulverized cement, 5% of gypsum was added to the cement clinker as a coagulation retardant and ground using a ball mill. Grinding characteristics of cement clinker were measured by air permeability test method (KS L 5106) of Portland cement, and the grinding characteristics were evaluated by measuring the required time of 3,500 ± 50 cm2 / g. In order to measure the quality of cement, mortar specimens were prepared according to KS L 5105 standard using crushed cement and subjected to standard curing, and then the compressive strength of each elapsed day was measured.

구분division 절삭유대비 물첨가량 (중량%)Addition of water to cutting oil (% by weight) 분쇄과정에서 액상잔류물 첨가량(중량%)Liquid residue added in the grinding process (wt%) 시멘트 클링커 분쇄특성
(3,500±50㎠/g 소요시간:분)
Cement Clinker Grinding Properties
(3,500 ± 50㎠ / g required time: min)
시멘트 모르타르 압축강도비(%)Cement mortar compressive strength ratio (%)
1일1 day 3일3 days 7일7 days 28일28th No.1No.1 -- 0%0% 5858 100100 100100 100100 100100 No.2No.2 500500 0.20.2 3838 100100 9999 9999 102102 No.3No.3 1.01.0 3131 102102 9898 101101 100100 No.4No.4 2.02.0 2828 101101 104104 101101 107107 No.5No.5 5.05.0 2727 104104 105105 102102 102102 No.6No.6 12501250 0.20.2 4040 101101 101101 103103 104104 No.7No.7 1.01.0 3434 105105 9999 102102 100100 No.8No.8 2.02.0 3030 105105 100100 100100 103103 No.9No.9 5.05.0 2929 105105 105105 106106 109109 No.10No.10 25002500 0.20.2 4242 101101 105105 104104 102102 No.11No.11 1.01.0 3939 102102 104104 104104 100100 No.12No.12 2.02.0 3434 101101 100100 9999 9797 No.13No.13 5.05.0 3131 100100 101101 9999 104104 No.14No.14 50005000 0.20.2 4848 102102 100100 9898 100100 No.15No.15 1.01.0 4444 100100 100100 101101 9999 No.16No.16 2.02.0 4242 100100 100100 102102 104104 No.17No.17 5.05.0 4141 9999 9393 9494 9696

위 표를 참조하면 분쇄조제로서 액상잔류물을 첨가하지 않은 경우와 비교하여 액상잔류물을 첨가한 경우에 비표면적이 3,500±50 ㎠/g 되는 소요시간이 급격히 단축됨을 알 수 있는데 이것은 습식분리과정에서 발생하는 액상잔류물에 DEG가 존재하여 분쇄조제 특성을 발현하기 때문이다. 비표면적이 3,500±50 ㎠/g으로 유사함에도 불구하고 액상잔류물을 첨가하지 않은 시멘트(No.1)와 비교하여 액상잔류물을 분쇄조제로 여 제조한 시멘트의 모르타르 압축강도가 비교적 높게 나타나는 것을 알 수 있는데 이것은 액상잔류물에 포함되어 있는 미분의 고상성분이 잠재수경성을 갖는 SiO2 성분을 포함하고 있기 때문이다. No.17의 경우 시멘트 모르타르 압축강도가 급격히 저하되는데 이것은 습식분리과정에서 물의 희석량이 많고 첨가량도 많기 때문에 시멘트의 일부가 사전에 수화되었기 때문이다.Referring to the table above, it can be seen that the time required for the specific surface area to be 3,500 ± 50 ㎠ / g is dramatically shortened when the liquid residue is added as compared to the case where no liquid residue is added as the grinding aid. This is because DEG is present in the liquid residues generated at to express the grinding aid properties. Although the specific surface area is similar to 3,500 ± 50 cm2 / g, the mortar compressive strength of cement produced by using liquid residue as a grinding aid is relatively higher than that of cement without liquid residue (No.1). This is because the solid component of the fine powder contained in the liquid residue contains a SiO 2 component having a latent hydraulic property. In the case of No. 17, the cement mortar compressive strength is drastically reduced because part of the cement is hydrated in advance because of the large amount of dilution and addition of water in the wet separation process.

Claims (12)

폴리실리콘 또는 단결정 실리콘 잉곳의 연마 또는 절단 과정에서 발생되는 액상 잔류물로 구성되며,
상기 액상 잔류물은 절삭유와 고상 성분을 포함하고,
상기 절삭유는 폴리에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜 및 디메틸렌글리콜로 이루어진 그룹 중에서 선택된 최소한 1종을 포함하고,
상기 고상 성분은 산화 실리콘을 포함하는 것을 특징으로 하는 시멘트 클링커 분쇄를 위한 분쇄 조제.
Consists of liquid residues generated during the grinding or cutting of polysilicon or single crystal silicon ingots,
The liquid residue comprises a cutting oil and a solid component,
The cutting oil includes at least one selected from the group consisting of polyethylene glycol, diethylene glycol, and dimethylene glycol,
Said solid component comprises a silicon oxide grinding aid for grinding cement clinker, characterized in that.
제1항에 있어서,
상기 고상 성분은 평균 입경이 1 마이크론 미만의 표면 산화된 실리콘 분말을 포함하는 것을 특징으로 하는 시멘트 클링커 분쇄를 위한 분쇄 조제.
The method of claim 1,
And said solid phase component comprises a surface oxidized silicon powder having an average particle diameter of less than 1 micron.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 분쇄 조제의 고상 성분은 바이모달 분포를 나타내며,
상기 분쇄 조제는 평균 입경이 1 마이크론 이상의 실리콘 카바이드 분말을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 시멘트 클링커 분쇄를 위한 분쇄 조제.
The method of claim 1,
The solid component of the grinding aid exhibits a bimodal distribution,
The grinding aid is a grinding aid for cement clinker grinding, characterized in that the average particle diameter further comprises silicon carbide powder of 1 micron or more.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 절삭유는 물을 용매로 희석된 것을 특징으로 하는 시멘트 클링커 분쇄를 위한 분쇄 조제.
The method of claim 1,
The cutting oil is a grinding aid for cement clinker grinding, characterized in that the water is diluted with a solvent.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항, 제2항, 제4항 및 제6항 중 어느 한 항에 기재된 분쇄 조제를 시멘트 클링커와 함께 분쇄밀에 투입하는 것을 특징으로 하는 시멘트 클링커의 분쇄 방법.The grinding | pulverization method of the cement clinker characterized by inject | pouring the grinding | pulverization adjuvant in any one of Claims 1, 2, 4, and 6 together with a cement clinker. 제10항에 있어서,
상기 분쇄 조제는 상기 시멘트 클링커를 포함하는 전체 중량 대비 0.2 ~0.5 중량% 배합되는 것을 특징으로 하는 시멘트 클링커의 분쇄 방법.
11. The method of claim 10,
The grinding aid is a grinding method of the cement clinker, characterized in that blended 0.2 to 0.5% by weight relative to the total weight including the cement clinker.
제10항에 있어서,
응결지연제를 추가로 투입하는 것을 특징으로 하는 시멘트 클링커의 분쇄 방법.
11. The method of claim 10,
Grinding method of cement clinker, characterized in that the addition of a coagulation delay agent.
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