KR101372596B1 - 습식 급랭 제강 슬러지로부터 제강 슬래그 미분말을 회수하는 방법 및 제강 슬래그 분말을 사용하는 시멘트 결합재 제조 방법 - Google Patents
습식 급랭 제강 슬러지로부터 제강 슬래그 미분말을 회수하는 방법 및 제강 슬래그 분말을 사용하는 시멘트 결합재 제조 방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 용융 제강 슬래그를 습식 급랭하여 제강 슬래그를 처리하는 공정에서 발생되는 습식 급랭 제강 슬러지로부터 유효 성분을 농축하여 습식 제강 슬래그 미분말을 회수하는 방법에 관한 것으로서, 일관제철소의 용융 전로슬래그의 습식 급랭에 사용된 냉각수 처리 공정에서 발생되는 습식 급랭 제강 슬러지를 건조하여 수분을 제거하여 습식 급랭 제강 슬러지 분말을 얻는 건조단계; 상기 건조된 습식 급랭 제강 슬러지 분말을 자력선별하여 자착물을 제거하는 1차 자력선별단계; 상기 자착물이 제거된 습식 급랭 제강 슬러지 분말을 분쇄하여 미분말화하는 분쇄단계; 및 미분말화된 습식 급랭 제강 슬러지 미분말을 자력선별하여 자착물을 추가로 제거하여 제강 슬래그 미분말을 회수하는 2차 자력선별단계를 포함하며, 이에 의해 얻어진 제강 슬래그 미분말을 시멘트 혼화재로 사용할 수 있다.
Description
본 발명은 용융 제강 슬래그를 습식 급랭하여 제강 슬래그를 처리하는 공정에서 발생되는 습식 급랭 제강 슬러지로부터 유효 성분을 농축하여 습식 제강 슬래그 미분말을 회수하는 방법에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 상기 처리방법에 의해 얻어진 습식 제강 슬래그 미분말을 시멘트 혼화재로 사용하여 시멘트 결합재를 제조하는 방법에 관한 것이다.
일반적으로 용융 제강 슬래그를 냉각하는 방법으로는 포트(pot)에 용융 슬래그를 받고 넓은 야드에 부어 장시간 공기 중에서 냉각하는 서냉법에 의해 수행되어 왔다. 그러나, 이러한 서냉법은 비산 먼지의 발생이 많고, 이러한 비산 먼지 발생을 저감하기 위하여 살수를 행하기 때문에 냉각 야드의 환경을 악화시키게 된다.
이러한 환경문제를 해결하기 위해 습식 급랭 처리법이 개발되어 도입되고 있다. 상기 습식 급랭 처리법으로 처리된 제강 슬래그 중 굵은 입도의 슬래그는 스크류를 통하여 제거되며, 슬래그 냉각을 위해 사용된 공정수는 별도의 수 처리 과정을 통해서 슬러지를 침전시킨 후 깨끗한 상등수는 재이용된다.
이러한 과정 중에 미분말 형태의 잔류 슬러지가 발생되게 된다. 상기 미분말 형태의 잔류 슬러지는 제강 슬래그 성분 중 경도가 약한 부분이거나 Ca(OH)2 성분이 높은 것으로서, 현재 별도의 용도 없이 제강 슬래그와 혼용 처리되고 있어 슬러지의 자원화를 위해 용도 개발이 필요한 실정이다.
한편, 제강 슬래그 중 경도가 약한 부분인 2CaO·SiO2는 시멘트 혼화재로 활용시 콘크리트의 수화열을 저감시키고, 콘크리트의 장기 강도를 부여하는 시멘트 성분으로 알려져 있다.
따라서 제강 슬래그 중 상기의 2CaO·SiO2 성분을 효율 좋게 분리, 선별하는 경우에는 시멘트 혼화재로서 고부가가치를 갖는 자원화를 기대할 수 있을 것이나, 이를 효율적으로 분류 및 선별하는 적합한 방법은 개발되어 있지 않은 실정이다.
본 발명은 용융 재강 슬래그를 습식 급랭법에 의해 냉각하는 과정에서 발생되어 재활용 용도 없어 폐기 처분되고 있는 습식 급랭 제강 슬러지를 자원화할 수 있는 방법을 제공하고자 하는 것으로서, 습식 급랭 제강 슬러지로부터 제강 슬래그 미분말 중에 포함된 2CaO·SiO2 및 Ca(OH)2 성분을 효율 좋게 농축하는 방법을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 습식 급랭 제강 슬러지로부터 얻어진 제강 슬래그 미분말을 슬래그 시멘트나 보통 포틀랜드 시멘트의 혼화재로 사용할 수 있는 방법을 제공하여 종래 폐기되고 있던 습식 급랭 제강 슬러지 미분말의 고부가 자원화 방법을 제공하고자 한다.
본 발명은 일관제철소의 용융 전로슬래그의 습식 급랭에 사용된 냉각수 처리 공정에서 발생되는 습식 급랭 제강 슬러지로부터 제강슬래그 미분말을 회수하는 방법에 관한 것으로서, 상기 습식 급랭 제강 슬러지로부터 수분을 제거하여 습식 급랭 제강 슬러지 분말을 얻는 건조단계, 상기 건조된 습식 급랭 제강 슬러지 분말을 자력선별하여 자착물을 제거하는 1차 자력선별단계, 상기 자착물이 제거된 습식 급랭 제강 슬러지 분말을 분쇄하여 미분말화하는 분쇄단계 및 미분말화된 습식 급랭 제강 슬러지 미분말을 자력선별하여 자착물을 추가로 제거하여 제강 슬래그 미분말을 회수하는 2차 자력선별단계를 포함하는 습식 급랭 제강 슬러지로부터 제강 슬래그 미분말을 회수하는 방법을 제공한다.
본 발명에 있어서, 상기 1차 자력선별단계는 2000 내지 4000가우스의 자력세기를 이용하여 수행할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 분쇄단계는 습식 급랭 제강 슬러지 미분말의 분말도를 2000~6000cm2/g으로 분쇄하는 것이 바람직하다.
나아가, 본 발명에 있어서, 상기 2차 자력 선별단계는 100~1000가우스의 자력세기를 이용하여 수행할 수 있다.
한편, 본 발명은 시멘트 결합재를 제조하는 방법에 관한 것으로서, 시멘트에 상기 방법에 의해 회수된 제강 슬래그 미분말을 시멘트 혼화재로서 혼합하여 시멘트 결합재를 제조하는 시멘트 결합재 제조방법을 제공한다.
상기 시멘트 혼화재는 시멘트 결합재 중량에 대하여 2 내지 10중량%의 함량으로 혼합하는 것이 바람직하며,
상기 시멘트 혼화재는 시멘트 결합재 중량에 대하여 0.05 내지 0.1중량%의 트리이소프로필아민을 더 포함할 수 있다.
한편, 상기 시멘트는 슬래그시멘트인 것이 바람직하다.
종래 폐기되던 습식 급랭 제강 슬러지를 경제적인 방법으로 처리하여 효율적으로 2CaO·SiO2, Ca(OH)2 성분을 다량 함유하는 제강 슬래그 미분말을 회수할 수 있다.
본 발명에 따르면, 습식 급랭 제강 슬러지 미분말을 슬래그시멘트 혼화재로 활용함으로써 고로 수재 슬래그 미분말의 알카리 자극재 역할을 효율적으로 수행함은 물론, 2CaO·SiO2 성분으로 인하여 콘크리트의 장기강도 향상에도 기여할 수 있다.
도 1은 종래 용융 제강 슬래그를 습식 급랭 처리하는 공정을 개략적으로 나타내는 공정도이다.
도 2는 습식 급랭 제강 슬래그 처리시 발생하는 습식 급랭 제강 슬러지로부터 유효 성분을 회수하는 본 발명의 정제 공정을 개략적으로 나타내는 공정도이다.
도 2는 습식 급랭 제강 슬래그 처리시 발생하는 습식 급랭 제강 슬러지로부터 유효 성분을 회수하는 본 발명의 정제 공정을 개략적으로 나타내는 공정도이다.
본 발명은 용융 제강 슬래그 제조 공정 중에 발생되는 습식 급랭 제강 슬러지로부터 상기 슬러지에 함유된 2CaO·SiO2를 효율적으로 회수하여 자원화하는 방법을 제공하고자 한다.
일반적으로 제강 슬래그는 경도가 높기 때문에, 시멘트 혼화재로서 많이 사용되고 있는 고로 수재 슬래그와 같은 다른 종류의 슬래그에 비하여 미분말을 제조하기가 어렵다. 그러나, 본 발명에서 활용하고자 하는 습식 급랭 제강 슬러지는 입도가 작기 때문에 필요한 미분말을 제조함에 있어서 에너지 비용을 최소화할 수 있다.
본 발명에 있어서, 습식 급랭 제강 슬러지란 용융 제강 슬래그를 습식 급랭 처리법에 의해 제조하는 과정 중에 사용된 공정수의 재처리 공정에서 발생된 슬러지를 의미한다.
일반적으로 용융 제강 슬래그를 습식 급랭하는 방법을 도 1에 개략적으로 나타내었다. 도 1로부터 알 수 있는 바와 같이, 용융 제강 슬래그를 습식 급랭 처리 장치에서 물을 고압으로 분사하면서 철구를 이용하여 볼밀함으로써 용융 제강 슬래그를 급랭시킨 후에, 습식 급랭 처리된 제강 슬래그를 컨베이어 등에 의해 이송하며, 이 중에서 굵은 입도의 슬래그는 스크류를 통하여 회수하고, 슬래그 중에 포함된 철 성분을 자력 선별기를 이용하여 자착물을 회수하여 비자착물과 분리하게 된다.
한편, 입도가 작은 분말 상의 슬래그는 습식 급냉을 위해 공급된 공정수와 함께 슬러지 상태로 수 처리 설비로 이송되며, 상기 슬래그 냉각을 위해 사용된 공정수는 별도의 수 처리 과정을 통해서 슬러지를 침전시킨 후 깨끗한 상등수는 회수하여 재이용된다.
상기 상등수를 회수한 후에 잔류하는 미분말 형태의 습식 급랭 제강 슬러지는 제강 슬래그 성분 중 2CaO·SiO2 성분을 포함하여 경도가 약한 부분이거나 Ca(OH)2 성분이 높은 것으로서, 상기 슬러지로부터 이들 성분을 포함하고 있는 것들이다. 2CaO·SiO2는 시멘트 혼화재로 사용시 콘크리트 수화열을 감소시키고, 콘크리트의 장기강도를 부여하는 시멘트 성분이다. 따라서, 제강 슬래그 중에 포함된 2CaO·SiO2 및 Ca(OH)2를 회수함으로써 시멘트 혼화재로서 자원화할 수 있다.
상기 습식 급랭 제강 슬러지에 포함된 고형분은 최대 입경이 약 3mm 이하이며, 90중량% 이상은 0.5mm 이하의 입도를 갖는 미세한 미분말 상태로 존재하고 있다. 따라서, 이들을 사용하여 시멘트 혼화제로 사용하는 경우에는 미분말화하기 위한 파쇄 에너지를 최소화할 수 있는 추가적인 장점이 있다.
상기 습식 급랭 제강 슬러지로부터 2CaO·SiO2 및 Ca(OH)2를 회수함에 있어서는 먼저 습식 급랭 제강 슬러지를 건조하여 자력 선별에 의해 자착물을 제거하고, 분쇄하여 추가로 잔존하는 자착물을 자력선별하여 제거한 후에 분급 공정에 의해 2CaO·SiO2 및 Ca(OH)2를 농축 선별함으로써 회수할 수 있다.
먼저 습식 급랭 제강 슬러지로부터 용융 제강 슬래그의 냉각을 위해 사용된 수분을 제거하기 위한 건조 단계를 수행한다. 이때, 수분을 제거하는 것이라면 그 건조방법은 특별히 한정하지 않는다.
용융 제강 슬래그를 습식 급랭 처리하는 과정에서 금속 철의 지금 성분을 다량으로 포함하는 슬래그는 비중이 크기 때문에, 대부분이 컨베이어 등에 의해 이송되고 수처리 설비로 이송되는 처리수 중에는 거의 포함되어 있지 않다. 그러나, 금속 철 성분을 포함하는 경우에 이를 시멘트 혼화재로 사용할 경우에는 산화하여 콘크리트 구조물 등에 악영향을 미치거나 녹물로 인하여 콘크리트 표면을 오염시킬 우려가 있는바, 제거되는 것이 바람직하다.
상기 철 성분은 자력 선별 공정에 의해 건조된 습식 급랭 제강 슬러지로부터 제거할 수 있다. 이러한 자력 선별을 위해서는 특별히 한정하는 것은 아니지만, 드럼형의 풀리 자석이 장착된 자력선별기를 사용할 수 있다.
또한, 자력선별기는 자력세기를 2000~4000가우스 범위로 설정하여 처리할 수 있다. 자력선별기의 자력세기가 2000가우스 미만일 경우에는 자력세기가 약하여 습식 급랭 제강 슬러지 입자 중에 함유된 금속 철을 제거하는데 충분하지 않으며, 이로 인해, 비자착되어 잔존하는 건조된 습식 급랭 제강 슬러지 중에 금속 철의 함유량이 높아질 우려가 있다. 반면, 자력선별기의 자력 세기가 4000가우스를 초과할 경우에는 자력세기가 너무 강해 건조된 습식 급랭 제강 슬러지 중에 존재하는 성분 중, 강자성(Ferromagnetic)의 CaO-SiO2-FetO나 Ca2(Fe1 - xAlx)2O5상 및 반자성(antiferromagnetic)상의 (Fe1 - xMgx)O들이 자석에 자착되는 경향이 강해져, 비자착물(S4)로 분류되는 량이 거의 없어지게 되는 문제점이 있다.
상기 자착물을 자력선별에 의해 제거한 후에 잔존하는 비자착물을 분쇄하여 분급하는 단계를 포함한다. 상기의 1차 자력선별에서 분리 회수된 비자착물은 대부분 미세한 입자형태를 하고 있으나, 시멘트나 콘크리트용 혼화재로 자원화되기 위해서는 미분말의 분말도를 향상시키는 것이 바람직하다. 따라서, 상기 비자착물은 2000~6000cm2/g의 분말도로 분쇄 및 분급하는 것이 바람직하다. 상기 비착물의 분말도가 2000cm2/g 미만인 경우에는 분말도가 낮아 건조된 습식 급랭 제강 슬러지 미분말에 함유된 2CaO·SiO2와 Ca(OH)2가 보통 포틀랜드 시멘트나 슬래그시멘트와 혼합될 경우 수화반응이 느려 혼화재로서의 효과가 저하될 수 있다. 반면 비자착물의 분말도가 6000cm2/g 이상으로 할 경우에는 분쇄 에너지가 많이 소요되므로 이 또한 바람직하지 않다.
상기 비자착물의 분쇄 및 분급 방법은 특별히 한정하지 않으며, 통상 시멘트 제조에 있어서 구성성분의 미분화에 사용되는 방법이라면 본 발명에서도 적합하게 사용할 수 있다. 예를 들면, 볼밀이나 롤러밀 등의 방법을 사용하여 분쇄하고 사이클론이나 백필터 집진기를 사용하여 분급을 행할 수도 있다.
상기 분쇄 분급된 습식 급랭 제강 슬러지 미분말에 대하여 자력 선별하는 공정을 추가적으로 수행할 수 있다. 상기 분쇄된 습식 급랭 제강 슬러지 미분말에 존재하는 미분 상태의 금속철이나 자착물을 제거하기 위한 과정으로서, 자력선별기의 자력세기를 100~1000가우스의 약자성으로 설정함으로써 자착물을 제거할 수 있다.
자력세기가 100가우스 미만인 경우에는 추가적인 자력선별의 효과가 없으며, 자력세기가 1000가우스 이상일 경우에는 습식 급랭 제강 슬러지가 상기한 바와 같이 2000 내지 6000cm2/g 의 분말도로 미분화된 상태이기 때문에 철 성분이 조금이라도 함유된 습식 급랭 제강 슬러지 미분말이나, 반강자성인 (Fe1 - xMgx)O 상도 자착되는 성질이 강하기 때문에 농축 선별 효과가 없어 바람직하지 않다.
이와 같은 상기의 건조, 자력선별, 분쇄 및 분급 과정에 의해 종래 폐기되던 습식 급랭 제강 슬러지로부터 2CaO·SiO2 및 Ca(OH)2를 효율 좋게 농축하고, 선별하여 분리 회수할 수 있으며, 이를 위해 소요되는 에너지를 최소한으로 하여 회수할 수 있다.
이에 의해 얻어진 습식 급랭 제강 슬러지 미분말은 시멘트 혼화재로서 활용할 수 있다. 일반적으로 슬래그시멘트의 경우 고로 슬래그 미분말의 치환율이 높을 경우 수경성이 낮은 고로 슬래그 미분말로 인하여 보통 포틀랜드 시멘트 대비 초기 강도가 저하되는 문제점이 있다. 그러나 본 발명에서와 같이 특히 Ca계 알카리 성분이 높은 첨가재를 혼합할 경우 고로 슬래그 미분말이 자극을 받아 초기 강도 향상을 도모할 수 있다.
상기 본 발명에 의해 얻어진 습식 급랭 제강 슬러지 미분말은 2종 슬래그 시멘트를 포함하는 결합재 중량에 대하여 10중량% 이하의 범위로 포함되는 것이 바람직하다. 상기 습식 급랭 제강 슬러지 미분말은 10중량%까지 첨가하는 경우에는 초기강도 및 장기강도 발현을 향상시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있으나, 이를 초과하는 경우에는 장기강도가 오히려 저하하는 현상이 나타날 수 있다. 보다 바람직하게는 상기 습식 급랭 제강 슬러지 미분말은 2중량% 이상 첨가하는 것이 강도 발현을 향상시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
이때, 상기 습식 급랭 제강 슬러지 미분말을 혼화재로서 사용하는 경우, 이들 습식 급랭 제강 슬러지 미분말 중에 함유된 CaO 성분의 용해도를 증가시키고, 또, 2CaO·SiO2의 용해를 촉진시키고 수화반응을 증대시키기 위하여 필요에 따라 트리이소프로필아민(TIPA)를 첨가할 수 있다. 이때, 상기 트리이소프로필아민은 상기 습식 급랭 제강 슬러지 미분말을 포함하는 결합재 중량에 대하여 0.05 내지 0.1중량%의 함량으로 사용할 수 있다. 상기 트리이소프로필아민을 0.05중량% 이하로 포함하는 경우에는 그 첨가로 강도 향상효과가 미미하며, 0.1중량%를 초과하는 경우에는 오히려 장기 강도 저하를 초래할 우려가 있다.
실시예
이하, 본 발명을 실시예를 들어 더욱 구체적으로 설명한다. 그러나, 이하의 실시예는 본 발명에 대한 일 예로서, 이에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.
실시예
1
용융 제강 슬래그의 냉각 과정 중 제강 슬래그의 회수 발생된 후에 공정수의 처리를 위한 수처리 설비에서 발생되는 습식 급랭 제강 슬래그 처리수 슬러지(이하 습식 급랭 제강 슬러지라 한다. 수분 함량 10중량%)를 드라이 오븐기를 이용하여 105℃에서 10시간 건조하여 슬러지 중에 함유된 수분을 제거하였다.
상기 얻어진 건조된 습식 급랭 제강 슬러지의 분말의 입도를 분석하였는바, 최대 입경이 3mm이고, 93%가 0.5mm 이하의 입도를 갖는 미분말이었다.
상기 건조된 습식 급랭 제강 슬러지 분말을 자력 선별기를 사용하여 슬러지 내에 존재하는 자착물을 자력 선별하여 제거하였다. 이때, 자력선별기의 자력세기를 2500가우스로 설정하였다.
자착물이 제거된 습식 급랭 제강 슬러지 분말을 볼밀을 이용하여 1시간 동안 분쇄하여 분말도 4000cm2/g으로 미분말화하였다.
다음으로 상기 얻어진 습식 급랭 제강 슬러지 미분말을 자력세기가 600가우스인 자력선별기를 사용하여 슬러지 내에 잔존하는 자착물을 추가로 제거하였다.
상기 얻어진 습식 급랭 제강 슬러지 미분말을 표 1에 나타낸 바와 같은 배합비로 배합된 결합재에 대하여 시멘트 혼화재로 첨가하여 시험체를 제작하고, 그 시험체의 압축강도를 측정하였다. 구체적인 시험방법은 다음과 같다.
시험체 제작 및 압축강도 측정은 KS L ISO 679 '시멘트의 강도시험방법'에 따라 수행하였다.
모르타르의 재령별 압축강도 측정을 위한 공시체는 40mm×40mm×160mm의 각주형 시험체를 사용하였다.
공시체 성형은 모르타르 배합이 끝난 직후 시험체를 성형하였다. 이때 모르타르 배합은 중량비로하여 시멘트:표준사:배합수의 비를 1:3:0.5로 배합하였다.
시험체 성형시 2층 다짐으로 하며, 졸팅 머신을 사용하여 2층 진동다짐을 하였다.
한편, 시험체 탈형은 항온항습 챔버에서 24시간 양생한 후 탈형하고, 시험편을 수중 양생으로 20℃±1℃가 유지되는 양생 수조에서 양생하였다.
압축강도 측정은 3, 7 및 28일 재령의 모르타르 시험체에 대하여 UTM 시험기를 사용하여 실시하였다.
| No | 결합재 배합비 (중량%) | 28일 강도(MPa) |
| 참고예 1 | OPC(50)+BFS(50) | 55.4 |
| 발명예 1 | OPC(50)+BFS(35)+석고(5)+ 습식 급랭 제강 슬러지(10) |
55.6 |
| 비교예 1 | OPC(50)+BFS(25)+석고(5)+ 습식 급랭 제강 슬러지(20) |
50.3 |
| 발명예 2 | OPC(50)+BFS(34.95)+석고(5)+ 습식 급랭 제강 슬러지(10)+TIPA(0.05) |
57.1 |
| 발명예 3 | OPC(50)+BFS(34.9)+석고(5)+ 습식 급랭 제강 슬러지(10)+TIPA(0.1) |
55.8 |
| 비교예 2 | OPC(50)+BFS(34.8)+석고(5)+ 습식 급랭 제강 슬러지(10)+TIPA(0.2) |
54.5 |
OPC: 보통 포틀랜드 시멘트
BFS: 고로 수재 슬래그 미분말
TIPA: 트리이소프로필아민
습식 급랭 제강 슬러지 미분말의 시멘트 혼화재로서의 활용성을 평가하는 예로서, 상기 표 1과 같이 통상의 2종 슬래그시멘트로 이용되는 배합비인 보통 포틀랜드 시멘트 50중량%와 고로 수재 슬래그 미분말 50중량%의 배합비를 갖는 결합재(참고예 1)를 사용하여 얻어진 모르타르 시험체를 기준으로 하여, 습식 급랭 제강 슬러지 미분말과 석고를 10중량%와 5중량%로 각각 치환한 배합비를 갖는 결합재(발명예 1) 및 습식 급랭 제강 슬러지를 20중량%로 치환하고 BFS를 25중량%로 치환한 결합재를 사용하여 얻어진 각각의 모르타르 시험체의 28일 강도를 비교하였다.
상기 표 1로부터 알 수 있는 바와 같이, 28일 모르타르 강도는 발명예 1의 경우에는 초기강도는 물론, 장기강도에 있어서도 우수한 값을 나타내었으나, 습식 급랭 제강 슬러지 미분말을 20중량%로 사용한 경우에는 참고예 1에 비하여 28일 압축강도가 저하하는 현상을 나타내었다.
한편, 발명예 2, 3 및 비교예 2는 트리이소프로필아민을 각각 0.05, 0.1 및 0.2중량% 혼합 후 모르타르의 강도시험을 측정한 것이다.
표 1로부터 살펴보면, 발명예 1 및 2의 경우에는 트리이소프로필아민의 첨가량을 0.05중량%에서 0.1중량%로 하였을 경우 모르타르의 28일 강도가 증가하는 결과를 나타냄을 알 수 있다. 그러나, 비교예 2와 같이 트리이소프로필아민의 함량을 0.2중량%로 첨가할 경우에는 모르타르의 28일 강도 발현이 저하하는 현상을 보였다.
이는 TIPA의 첨가가 결합재의 초기 강조 발현에 효과가 큰 반면, 일정량 이상 첨가시에는 장기 강도 발현이 저하되는 결과를 초래하기 때문이다.
Claims (8)
- 일관제철소의 용융 전로슬래그의 습식 급랭에 사용된 냉각수 처리 공정에서 발생되는 습식 급랭 제강 슬러지를 건조하여 수분을 제거하여 습식 급랭 제강 슬러지 분말을 얻는 건조단계;
상기 건조된 습식 급랭 제강 슬러지 분말을 자력선별하여 자착물을 제거하는 1차 자력선별단계;
상기 자착물이 제거된 습식 급랭 제강 슬러지 분말을 분쇄하여 미분말화하는 분쇄단계; 및
미분말화된 습식 급랭 제강 슬러지 미분말을 자력선별하여 자착물을 추가로 제거하여 제강 슬래그 미분말을 회수하는 2차 자력선별단계
를 포함하는 습식 급랭 제강 슬러지로부터 제강 슬래그 미분말을 회수하는 방법에 의해 회수된 제강 슬래그 미분말을 시멘트 혼화재로서 시멘트에 혼합하여 시멘트 결합재를 제조하고,
상기 시멘트 혼화재는 시멘트 결합재 중량에 대하여 2 내지 10중량%의 함량으로 혼합하는 것인 시멘트 결합재 제조방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 1차 자력선별단계는 2000 내지 4000가우스의 자력세기를 이용하여 수행하는 것인 시멘트 결합재 제조방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 분쇄단계는 습식 급랭 제강 슬러지 미분말의 분말도를 2000~6000cm2/g으로 분쇄하는 것인 시멘트 결합재 제조방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 2차 자력 선별단계는 100~1000가우스의 자력세기를 이용하여 수행하는 것인 시멘트 결합재 제조방법.
- 삭제
- 삭제
- 제 1항에 있어서, 상기 시멘트 혼화재는 시멘트 결합재 중량에 대하여 0.05 내지 0.1중량%의 트리이소프로필아민을 더 포함하는 시멘트 결합재 제조방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 시멘트는 보통 포틀랜드 시멘트 또는 슬래그시멘트인 시멘트 결합재 제조방법.
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105130233A (zh) * | 2015-09-04 | 2015-12-09 | 郭心岭 | 一种功能性钢渣粉 |
| CN108218365A (zh) * | 2017-12-06 | 2018-06-29 | 中国十七冶集团有限公司 | 一种利用钢渣磁选尾泥和工业石灰制备蒸压砖的方法 |
| CN112679118A (zh) * | 2020-12-28 | 2021-04-20 | 日照钢铁控股集团有限公司 | 一种弱缓凝特性钢渣微粉及其生产方法 |
| CN114380619A (zh) * | 2022-01-11 | 2022-04-22 | 山东省科学院能源研究所 | 一种钢渣改性污泥吸附填料的制备工艺及方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030053803A (ko) * | 2001-12-24 | 2003-07-02 | 주식회사 포스코 | 고품위 철원확보를 위한 정광의 처리방법 |
| KR100723245B1 (ko) | 2005-12-23 | 2007-05-29 | 주식회사 포스코 | 전기로 슬래그를 이용한 콘크리트 잔골재 제조방법 |
| JP2009132544A (ja) | 2007-11-28 | 2009-06-18 | Nippon Steel Corp | スラグの製造方法 |
| JP2010105826A (ja) * | 2008-10-28 | 2010-05-13 | Jfe Steel Corp | セメント原料用スラグの製造方法 |
-
2012
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030053803A (ko) * | 2001-12-24 | 2003-07-02 | 주식회사 포스코 | 고품위 철원확보를 위한 정광의 처리방법 |
| KR100723245B1 (ko) | 2005-12-23 | 2007-05-29 | 주식회사 포스코 | 전기로 슬래그를 이용한 콘크리트 잔골재 제조방법 |
| JP2009132544A (ja) | 2007-11-28 | 2009-06-18 | Nippon Steel Corp | スラグの製造方法 |
| JP2010105826A (ja) * | 2008-10-28 | 2010-05-13 | Jfe Steel Corp | セメント原料用スラグの製造方法 |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105130233A (zh) * | 2015-09-04 | 2015-12-09 | 郭心岭 | 一种功能性钢渣粉 |
| CN108218365A (zh) * | 2017-12-06 | 2018-06-29 | 中国十七冶集团有限公司 | 一种利用钢渣磁选尾泥和工业石灰制备蒸压砖的方法 |
| CN112679118A (zh) * | 2020-12-28 | 2021-04-20 | 日照钢铁控股集团有限公司 | 一种弱缓凝特性钢渣微粉及其生产方法 |
| CN112679118B (zh) * | 2020-12-28 | 2022-08-23 | 日照钢铁控股集团有限公司 | 一种弱缓凝特性钢渣微粉及其生产方法 |
| CN114380619A (zh) * | 2022-01-11 | 2022-04-22 | 山东省科学院能源研究所 | 一种钢渣改性污泥吸附填料的制备工艺及方法 |
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