KR101713438B1 - Producing method of eco-friendly lightweight tiles using waste coal tailings - Google Patents

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Abstract

A method for producing an eco-friendly lightweight tile by using coal refuse according to the present invention includes: a combination step (S1) in which coal refuse, feldspar, clay, and fine glass powder raw materials are combined; a grinding step (S2) in which the combined object and water equivalent to 70% in weight are put into a ball mill and then grinding is performed for 7 to 8 hours; a mixing step (S3) in which the ground object is mixed by a stirring machine being used; a drying and compression step (S4) in which powder is obtained by the mixture being dried at 80 to 300 degrees Celsius, a foaming agent for pore formation ix mixed therewith, and then compression is performed thereon; a primary calcination step (S5) in which the compressed base is subjected to calcination at 1,050 to 1,180 degrees Celsius; a glaze application step (S6) in which glaze application is performed by spray coating or digital printing; and a secondary calcination step (S7) in which calcination at 1,050 to 1,200 degrees Celsius is performed on the glazed lightweight tile. According to the present invention, the characteristics of the coal refuse can be used as they are, and thus the coal refuse can be recycled at a minimum cost. In addition, the use of other materials can be reduced based on the use of the coal refuse, manufacturing processes can be simplified, and manufacturing costs can be reduced.

Description

석탄폐석을 이용한 친환경 경량 타일의 제조방법{PRODUCING METHOD OF ECO-FRIENDLY LIGHTWEIGHT TILES USING WASTE COAL TAILINGS}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a method of producing an environmentally friendly lightweight tile using coal waste,

본 발명은 석탄폐석을 이용한 친환경 경량 타일의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 선탄폐석을 이용하여 경량 타일을 제조함으로써, 탄광에서 필연적으로 발생하는 석탄폐석을 재활용할 뿐만 아니라 기존에 쓰이던 점토 및 도석과 같은 원료를 대체함으로써, 제조공정을 간소화하고 제조비용을 절감할 수 있는 석탄폐석을 이용한 친환경 경량 타일의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing an environmentally friendly lightweight tile using coal waste seals, and more particularly, to a method of manufacturing lightweight tiles using coal waste seals to recycle coal waste that is inevitably generated in a coal mine, The present invention relates to a method of manufacturing an environmentally friendly lightweight tile using coal waste stone, which can simplify the manufacturing process and reduce the manufacturing cost by replacing raw materials such as stones.

일반적으로, 우리나라 에너지 자원산업의 근간이 되어온 석탄 산업은 국민 생활수준의 향상 및 청정연료의 공급 증대로 인하여 그 역할이 많이 감소되었다. 이에 따라, 현재 가행 탄광의 수는 1988년 347개소에서 2004년도에는 9개소로 약 97.4%가 감소하였다. 또한, 석탄광의 개발에 따라 부수적으로 발생하는 굴진폐석, 선탄폐석 등 석탄폐석이 그동안 다량 발생 되었으나, 마땅한 재활용 방법이 개발되지 않았고 단순 매립처리도 어려운 실정이어서, 탄광지역 주변에 야적된 상태로 방치되고 장기간 동안 근본적인 처리가 이루어지지 않았기 때문에 오늘날 주변경관 훼손과 함께 자연환경의 위해 요인으로 작용 되고 있다.In general, the coal industry, which has been the basis of Korea's energy resource industry, has been reduced in its role due to the improvement of people's standard of living and the supply of clean fuel. As a result, the number of current coal mines has decreased by 97.4% from 347 in 1988 to 9 in 2004. In addition, a large amount of coal waste, such as gypsum waste and coal mine waste, which have been generated incidentally due to the development of coal mine, has not been developed yet, and a simple landfill process has been difficult. Thus, Since it has not been treated for a long period of time, it has become a risk factor for the natural environment as well as the surrounding landscape.

방치된 다량의 석탄폐석에 의해 인근 주민들이 산사태 등 자연재해의 발생을 우려하는 내용이 보도되고 있다. 그러나 이에 대해 관계부처에는 선탄폐석의 처리방법에 대한 뚜렷한 대안을 찾지 못하여 경석장과 절개지에 비닐을 덮고 수로를 돌리거나 인근 주민을 대피시키는 정도의 미봉책 밖에 내놓지 못하고 있다.There is a report that concerns about the occurrence of natural disasters such as landslides have been reported by nearby residents due to abandoned coal mines. However, related ministries have not found a clear alternative to the disposal method of the coal mine, and have been unable to provide the necessary measures to cover the ponds and the incisions, to turn the waterway, or to evacuate nearby residents.

또한, 석탄합리화 사업단이 조사 집계한 국내 석탄폐석 관련 자료에 의하면, 1989년부터 1993년까지 폐광된 석탄광의 경우 약 2억 톤의 폐석이 발생되어 적치되어 있고, 현재까지 가용해오고 있는 9개소의 탄광에서도 3,600만 톤의 석탄폐석이 발생되어 적치되어 있는 것으로 보고되고 있다.In addition, according to the coal mine waste data of the coal rationale surveyed by the coal rationalization project, about 200 million tons of waste stone is generated and abandoned in the abandoned coal mine from 1989 to 1993, and 9 sites It is reported that 36 million tons of coal waste is generated in coal mines.

그동안, 폐자원에 대한 재활용 연구는 주로 화력발전소에서 발생하는 석탄회나 하수 슬러지 등을 이용하여 인공경량골재를 제조하는 연구(공개특허공보 10-1997-069938호, 10-1998-033799호 등)로 국한되어, 버려진 석탄폐석의 경우는 주변경관 훼손과 환경오염 및 이의 처리 비용 등의 문제점을 지니고 있다.In the meantime, research on recycling of waste resources has been carried out mainly on researches for manufacturing artificial lightweight aggregate using coal fly ash and sewage sludge generated from a thermal power plant (Japanese Patent Laid-Open Publication No. 10-1997-069938, No. 10-1998-033799, etc.) In the case of abandoned coal waste, it has problems such as environmental degradation, environmental pollution and disposal costs.

한편, 종래 판유리 이면에 칼라 안료 코팅한 타일제품을 제조하기 위해서는 발색 원료를 유리 원료에 혼합하고, 이를 고온에서 용융시켜 성형하게 되는데, 이는 용해로에서 1500℃ 이상의 고온 용융을 필요로 하기 때문에 제조비용이 많이 들고 제조공정이 복잡한 문제가 있었다.On the other hand, in order to produce a color pigment coated tile product on the back of a conventional glass plate, a color raw material is mixed with a glass raw material and is melted at a high temperature to form a melting furnace. And the manufacturing process is complicated.

또한, 종래 석탄폐석을 이용한 유리타일 제조방법으로서, 석탄폐석, 소다회, 규사, 파유리, 칼슘계 물질 및 마그네슘계 물질을 배합한 혼합물로부터, 이를 용융, 판형 유리로의 성형, 유약 도포 및 소성하는 과정으로 유리타일을 제조하는 방법(공개특허공보 10-2012-0043588호 등)도 알려져 있으나, 유리타일이 가지는 사용 용도의 한계와 제조공정 상 에너지가 다량으로 소비되는 문제가 있었다.Further, as a conventional method for producing glass tiles using coal waste seals, a method of producing glass tiles from a mixture of coal waste, soda ash, silica glass, wave glass, calcium-based materials and magnesium-based materials by melting them into plate glass, applying a glaze, There is a problem that a limit of the use of the glass tile and energy consumption in the manufacturing process are consumed in a large amount, although a method of manufacturing a glass tile by a process (JP-A-10-2012-0043588) is also known.

한편, 석탄 폐석을 이용하여 점토 벽돌의 양산화를 위한 기술개발(공개특허공보 10-2006-0019033호)도 진행된 바 있으나, 벽돌로서의 기능성 보강의 문제, 기존의 점토 벽돌 대체 재료로서 보급하기 위한 제조단가의 문제 등으로 인하여 활발한 보급이 이루어지고 있지 못하고 있는 실정이었다.On the other hand, development of technology for mass production of clay bricks using coal waste seals (Patent Document 10-2006-0019033) has been carried out. However, the problem of functional reinforcement as bricks, manufacturing cost for replacing existing clay bricks And the problem is that it is not actively spreading.

그리고, 종래의 무기재료를 이용한 경량성 발포세라믹 제품의 경우, 복잡한 제조공정을 통한생산성 저하로 제조원가가 증가되는 문제를 가지고 있을 뿐만 아니라, 발포 팽창을 유도하는 과정에서 다량의 에너지 소비 및 과도한 발포로 인한 조대 기공의 형성을 초래하고, 또한 표면 처리의 불량으로 인한 표면의 불균일성을 초래하는 등의 문제가 있었다.In the case of lightweight foamed ceramic products using conventional inorganic materials, there is a problem that the manufacturing cost is increased due to a decrease in productivity through a complicated manufacturing process. In addition, in the course of inducing expansion of the foam, a large amount of energy consumption and excessive foaming Resulting in the formation of coarse pores due to the defects in the surface treatment, and also causing unevenness of the surface due to defective surface treatment.

본 발명은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여, 석탄폐석을 이용하여 경량 타일을 제조함으로써, 석탄폐석의 특성을 그대로 활용할 수 있어 최소한의 비용으로 석탄폐석을 재활용할 수 있을 뿐만 아니라, 석탄폐석의 활용에 따라 다른 원료의 사용량을 줄일 수 있어, 제조공정을 간소화하고 제조비용을 절감할 수 있는 석탄폐석을 이용한 친환경 경량 타일의 제조방법을 제공하는데 목적이 있다. 석탄폐석은 SiO2 57%, Al2O3 25%, Fe2O3 8%, K2O 2% 등의 성분으로 구성되어 있으며, 이는 통상의 경량 타일에 쓰이는 원료와 유사하므로 이를 대체하여 경량 타일을 제조할 수 있다. In order to solve the problems of the prior art, the present invention can utilize the characteristics of coal waste stones by producing lightweight tiles using coal waste stones, so that not only is it possible to recycle coal waste stones at a minimum cost, The present invention provides a method for manufacturing an environmentally friendly lightweight tile using coal waste seals that can reduce the amount of other raw materials to be used in accordance with the present invention, thereby simplifying the manufacturing process and reducing the manufacturing cost. Coal wastes consist of 57% of SiO 2 , 25% of Al 2 O 3 , 8% of Fe 2 O 3 , and K 2 O 2%, which are similar to the raw materials used in conventional lightweight tiles. Tiles can be manufactured.

또한, 본 발명에서는 타일의 소결체 내에 가스를 발생시킬 수 있는 물질(발포제)을 투여하여 소결 시 다공질체를 형성시킴으로써, 생성된 기공에 의해, 보행자의 보행 시 구두와 바닥이 충돌하여 발생하는 보행 소음이나 열전달을 저하시키는 효과를 기대할 수 있게 된다. Further, in the present invention, a porous material is formed during sintering by applying a substance (foaming agent) capable of generating a gas in the sintered body of the tile, thereby generating a walking noise caused by collision between the shoe and the floor when the pedestrian is walking And an effect of reducing the heat transfer can be expected.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 석탄폐석을 이용한 경량 타일의 제조방법은, 석탄폐석, 장석, 점토, 유리미분 원료를 조합하는 조합단계(S1); 상기 조합물과 무게의 70%에 해당하는 물을 볼밀에 투입 후 7 내지 8시간 동안 분쇄하는 분쇄단계(S2); 상기 분쇄물을 교반기를 이용하여 혼합하는 혼합단계(S3); 상기 혼합물을 80℃ 내지 300℃에서 건조하여 분말을 얻고 기공 형성용 발포제를 혼합한 후 이를 압축하는 건조 및 압축단계(S4); 상기 압축된 소지를 1050℃∼1180℃에서 소성하는 1차 소성단계(S5); 스프레이 코팅방식 또는 디지털 프린팅 방식을 이용해 유약을 도포하는 유약 도포단계(S6);유약이 도포된 경량 타일을 1050℃ 내지 1200℃에서 소성하는 2차 소성단계(S7)로 이루어지는 석탄폐석을 이용한 친환경 경량 타일의 제조방법으로 이루어진 것이다.In order to achieve the above object, a method of manufacturing a lightweight tile using coal waste scum according to the present invention comprises: combining a coal waste stone, a feldspar, a clay, and a glass raw material; A pulverizing step (S2) of pulverizing the combination and water corresponding to 70% of the weight into a ball mill and then pulverizing for 7 to 8 hours; A mixing step (S3) of mixing the pulverized material with a stirrer; (S4) drying the mixture at 80 to 300 DEG C to obtain a powder, mixing the foaming agent for pore formation and compressing the foam; A first firing step (S5) of firing the compressed substrate at 1050 to 1180 占 폚; A glaze applying step (S6) of applying a glaze using a spray coating method or a digital printing method; a second firing step (S7) of firing the glazed light tile at 1050 DEG C to 1200 DEG C; And a method of manufacturing a tile.

본 발명에서, 원료를 조합하는 조합단계에서 석탄폐석 30중량% 내지 40중량%, 장석 20중량% 내지 30중량%, 점토 20중량% 내지 25중량%, 유리미분 5중량% 내지 10중량%의 비율로 배합할 수 있다.In the present invention, a ratio of 30 to 40 wt% of coal waste, 20 to 30 wt% of feldspar, 20 to 25 wt% of clay and 5 to 10 wt% of glass fine powder in the combination step of combining the raw materials . ≪ / RTI >

본 발명의 건조 및 압축단계에서, 상기 혼합물은 고체 분말상태로 더 건조할 수 있으며, 상기 혼합물에 탄화규소(SiC)와 탄산리튬(LiCO3)이 1:4의 비율로 조합된 기공 형성용 발포제를 2.0중량% 내지 5.0중량%의 범위 내에서 추가로 포함하여 사용할 수 있다. In the drying and compressing step of the present invention, the mixture can be further dried in the form of a solid powder, and a pore forming foaming agent in which silicon carbide (SiC) and lithium carbonate (LiCO 3 ) are combined at a ratio of 1: In the range of 2.0% by weight to 5.0% by weight.

본 발명에서, 소성하는 소성단계 대신에 그린바디(Green Body) 상태로만 성형하는 단계를 포함할 수 있다.In the present invention, it may include a step of molding only in a green body state instead of the firing step in which firing is performed.

본 발명에서, 유약을 도포하는 유약 도포단계 이후에, 다시 1050℃ 내지 1180℃에서 소성하는 과정을 더 포함할 수 있다.In the present invention, after the glaze application step of applying the glaze, it may further include a step of calcining again at 1050 ° C to 1180 ° C.

본 발명에서, 유약을 도포하는 단계 이후에 상기 도포된 유약을 건조하는 건조단계를 더 포함할 수 있다.In the present invention, the step of applying the glaze may further include a drying step of drying the applied glaze.

본 발명에 의하면, 석탄폐석을 무기물질과 혼합한 다음 이를 성형함으로써, 경량 타일을 제조할 수 있다.According to the present invention, a lightweight tile can be produced by mixing coal waste scrap with an inorganic material and then molding it.

또한, 본 발명에 의하면, 기존에 쓰이던 점토 및 도석 원료 대신에 석탄폐석을 이용함으로써, 종래보다 제조공정을 간소화시킬 수 있고, 이에 따라 제조비용 또한 절감할 수 있다.Further, according to the present invention, by using coal waste lime instead of clay and plaster raw materials which have been used in the prior art, the manufacturing process can be simplified and the manufacturing cost can be reduced.

또한, 본 발명에 의하면, 버려지는 석탄폐석을 이용하여 경량 타일을 제조함으로써, 자원을 재활용하는 효과가 있다.Further, according to the present invention, the lightweight tile is produced by using the abandoned coal waste scrap, and the resource is recycled.

또한, 본 발명에 의하면, 석탄폐석으로 인한 주변경관 훼손, 환경오염 문제를 해결할 수 있다.In addition, according to the present invention, it is possible to solve the problem of environmental degradation due to coal waste disposal and environmental pollution.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 석탄폐석을 이용한 친환경 경량 타일의 제조방법을 공정순으로 나타낸 공정 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 친환경 경량 타일을 나타낸 것으로, 벽 경량 타일(1050℃)을 나타낸다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 친환경 경량 타일을 나타낸 것으로, 바닥 경량 타일(1180℃)을 나타낸다.
FIG. 1 is a process flow chart showing a method of manufacturing an environmentally friendly lightweight tile using coal waste seals according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 illustrates an environmentally lightweight tile made in accordance with one embodiment of the present invention, which represents a wall lightweight tile (1050 占 폚).
Figure 3 shows an environmentally lightweight tile fabricated in accordance with an embodiment of the present invention, which represents a bottom lightweight tile (1180 ° C).

이하, 본 발명을 예시적으로 설명하고, 본 발명을 사용할 경우에 달성될 수 있는 몇 가지 이점을 나타내기 위한 실시예들을 통하여 본 발명을 상세히 설명한다. 하기의 실시예들은 예시적인 목적으로 제시되며, 본 발명이 이러한 실시예들에 의해 제한되는 것은 아니다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The present invention will now be illustrated by way of example only and with reference to the accompanying drawings, in which: FIG. The following embodiments are presented for illustrative purposes, and the present invention is not limited by these embodiments.

도 1을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 석탄폐석을 이용한 친환경 경량 타일의 제조방법은, 탄광에서 석탄 채취 시 발생되어 버려지는 석탄폐석을 이용하여 경량 타일을 제조하는 방법으로, 원료 조합단계(S1), 분쇄단계(S2), 혼합단계(S3), 건조 및 압축단계(S4), 소성단계(S5), 및 유약 도포단계(S6)을 포함한다.
Referring to FIG. 1, a method of manufacturing an environmentally friendly lightweight tile using coal waste scum according to an embodiment of the present invention is a method of manufacturing a lightweight tile using coal waste scrap generated when coal is extracted from a coal mine, Step S1, crushing step S2, mixing step S3, drying and compression step S4, firing step S5, and glaze application step S6.

(1) 원료 조합단계((1) Raw material combination step ( S1S1 ))

원료 조합단계(S1)은 석탄 채광공정에서 발생하는 석탄폐석과, 장석, 점토, 유리미분 원료를 조합하는 원료 조합단계이다. 상기 원료 조합단계(S1)에서는 바닥 타일 또는 벽 경량 타일을 제조하기 위한 경우로서, 석탄폐석 30중량% 내지 40중량%, 장석 20중량% 내지 40중량%, 점토 20중량% 내지 25중량%, 유리미분 5중량% 내지 10중량%의 비율로 조합할 수 있다. 특히 석탄폐석의 중량%가 많아지면 소지의 소성온도를 높여야 하는 문제점이 발생하고 변색이 일어나는 현상이 나타난다. The raw material combining step (S1) is a raw material combining step for combining the coal waste, feldspar, clay and glass raw material generated in the coal mining process. In the material combination step (S1), 30% to 40% by weight of coal waste, 20% to 40% by weight of feldspar, 20% to 25% by weight of clay, And 5% by weight to 10% by weight of the fine powder. Particularly, when the weight percent of coal waste is increased, the firing temperature of the substrate must be increased and discoloration occurs.

즉, 원료 조합단계에 있어서, 석탄폐석을 40중량% 초과하여 사용했을 때 화도가 높아져 안료 발색이 달라지거나 타일 표면이 거칠어지는 문제점이 발생하기 때문에, 석탄폐석은 경량 타일에서는 30중량% 내지 40중량%로 사용량을 한정하는 것이 바람직하다.
That is, when the coal waste scrap is used in excess of 40 wt% in the raw material combination stage, there is a problem that the degree of oxidation increases and the pigment color develops or the surface of the tile surface becomes rough. It is preferable to limit the usage in%.

(2) 분쇄단계((2) Grinding step ( S2S2 ))

분쇄단계(S2)는 원료 조합단계(S1)을 통해 만들어진 조합물을 분쇄하는 단계이다. 원료 조합 단계에서 선택된 타일소지 제조 원료 중 석질의 원료는 죠 크랏샤(Jaw Crusher), 롤 크랏샤(Roll Crusher)등의 분쇄기로 적당한 크기로 1차 분쇄하고, 이를 원료 조합단계에서 조합된 원료 비 범위 내에서 배합하여 볼밀(Ball Mill)에 넣어 미분쇄하는 것으로, 이 단계에서는, 조합물과 조합물 무게의 70%에 해당하는 물을 볼밀에 투입한 후 약 7 내지 8시간 동안 분쇄를 하여, 분쇄 후 잔사(분쇄 잔여물)이 320mesh체에서 0.5% 미만으로 한다.
The grinding step (S2) is a step of grinding the combination made through the material combination step (S1). Among the raw materials for producing tile substrates selected in the raw material combination step, raw materials of the crushed stone are firstly pulverized to an appropriate size by a crusher such as Jaw Crusher and Roll Crusher, And the mixture is pulverized in a ball mill. In this step, water corresponding to 70% of the weight of the combination and the combination is poured into the ball mill, followed by pulverization for about 7 to 8 hours, Residue (grinding residue) after grinding is less than 0.5% in 320 mesh sieve.

(3) 혼합단계((3) Mixing step ( S3S3 ))

혼합단계(S3)는 분쇄 후 건조 및 압축 전 단계로 볼밀에서 출토되어 나온 분쇄물을 교반기를 이용하여 혼합한다. 혼합 단계(S3)는 혼합의 목적도 있지만 소지 원료들은 물에 비해 비중이 크기 때문에 교반기를 이용하지 않으면 가라앉아 층 분리가 일어나는 문제점이 있기 때문에 교반기를 이용하여 혼합한다.
In the mixing step (S3), the pulverized material excavated from the ball mill in the pre-drying and post-compression stages is mixed using a stirrer. In the mixing step (S3), since the raw materials have a specific gravity larger than that of water, there is a problem that when the agitator is not used, the layer separation occurs, so the mixing is carried out using a stirrer.

(4) 건조 및 압축단계((4) Drying and compacting step ( S4S4 ))

건조 및 압축단계(S4)에서는 상기 혼합단계(S3)로부터 얻어진 혼합물을 spray dryer 또는 turbo dryer를 이용하여 고체 분말 상태로 건조를 시킨다. 이때의 온도는 dryer 종류 및 분쇄물의 상태에 따라 80℃ 내지 300℃로 조절한다. 이와 같이 하여 건조된 소지 분말을 얻고, 기공 형성용 발포제를 혼합한 후 이를 프레스나 성형기를 이용하여 타일 형상으로 압축하여 경량 타일의 형상을 얻는다. In the drying and compression step (S4), the mixture obtained from the mixing step (S3) is dried in the form of a solid powder using a spray dryer or a turbo dryer. The temperature at this time is controlled to 80 to 300 DEG C depending on the type of the dryer and the condition of the pulverized product. The dried base powder is obtained, and the pore forming foaming agent is mixed and compressed into a tile shape by using a press or a molding machine to obtain the shape of the lightweight tile.

본 발명의 건조 및 압축단계에서, 상기 혼합물에 탄화규소(SiC)와 탄산리튬(LiCO3)이 1:4의 비율로 조합된 기공 형성용 발포제를 2.0중량% 내지 5.0중량%의 범위 내에서 추가로 포함하여 사용할 수 있다. 본 발명에 있어서, 기공 형성용 발포제의 함유량이 2.0중량% 미만에서는 발포에 의한 팽창이 적고, 5.0중량%을 초과하는 경우에는 소성체의 표면에 기공 발생율의 현저히 적어지는 현상을 나타내어 바람직하지 않다. 따라서 바람직한 기공 형성용 발포제의 조성은 탄화규소(SiC)가 0.5중량%이고, 탄산리튬(LiCO3)이 2.0중량%인 경우가 가장 기공형성 상태가 양호한 친환경 경량 타일을 형성하는 것으로 나타났다. In the drying and compressing step of the present invention, a pore-forming foaming agent in which silicon carbide (SiC) and lithium carbonate (LiCO 3 ) are combined at a ratio of 1: 4 is added to the mixture in the range of 2.0 wt% to 5.0 wt% Can be used. In the present invention, when the content of the pore-forming foaming agent is less than 2.0% by weight, the expansion by foaming is small, and when it is more than 5.0% by weight, the pore generation rate on the surface of the fired body is remarkably reduced. Therefore, it was found that the preferable composition of the pore-forming foaming agent was 0.5% by weight of silicon carbide (SiC) and 2.0% by weight of lithium carbonate (LiCO 3 ), and formed an environmentally lightweight tile with the best pore formation.

필요에 따라, 건조 및 압축단계(S4)를 통해 만들어진 경량 타일을 다음 단계인 소성단계(S5) 이후를 생략하고 그린바디(Green Body)상태의 타일소지로서 다른 타일 업체에 공급하여, 다음 단계인 소성단계 이후의 과정을 진행할 수 있도록 하여 타일 제조를 하게 할 수 있다.
If necessary, the lightweight tile made through the drying and compressing step S4 may be supplied to other tile suppliers as a green body tile after the subsequent firing step S5, So that the tiles can be manufactured after the firing step.

(5) 1차 소성단계((5) First firing step ( S5S5 ))

1차 소성단계(S5)는 불순물을 제거하여 분자간의 결합이나 유리와의 접착력을 향상시키기 위한 소결과정으로 1050℃ 내지 1100℃에서 소성을 실시한다.
The first sintering step (S5) is performed at 1050 to 1100 占 폚 in a sintering process for eliminating impurities to improve intermolecular bonding and adhesion to glass.

(6) 유약도포단계((6) Glaze application step ( S6S6 ))

유약 도포단계(S6)에서는 스프레이 코팅 방식 또는 디지털 프린팅 방식을 이용하여 유약을 도포하는 단계이다. 유약 도포단계(S6)을 진행한 다음에는 도포된 유약에 대한 건조 작업이 더 진행할 수 있다. 이 경우, 도포된 유약은 대략 50℃ 내지 60℃에서 완전 건조시키는 것이 바람직하고, 대량 생산일 경우에는 자연 건조시킬 수 있다.
In the glaze applying step S6, the glaze is applied using a spray coating method or a digital printing method. After the glaze applying step (S6), the drying operation for the coated glaze can proceed further. In this case, it is preferable that the applied glaze is completely dried at about 50 ° C to 60 ° C, and in case of mass production, it can be naturally dried.

(7) 2차 소성단계((7) Secondary firing step ( S7S7 ))

2차 소성단계(S7)는 유약을 도포한 후 경량 타일 상에 도포된 유약에 있어서 경량 타일과의 분자간의 결합이나 유리와의 접착력을 향상시키기 위한 소결과정으로, 스프레이 코팅 방식 또는 디지털 프린팅 방식을 이용하여 유약을 도포하여 소지 위에 디자인을 형성하기 위한 것으로 1050℃ 내지 1200℃에서 소성을 실시한다. 바람직하게 벽 타일의 경우는 1050℃ 내지 1080℃에서, 바닥 타일의 경우 1180℃ 내지 1200℃에서 소성한다. The second sintering step (S7) is a sintering process in which the glaze is applied to a glaze coated on a lightweight tile and the adhesion between the lightweight tile and the glass is improved. The spray coating method or the digital printing method And firing is performed at 1050 to 1200 占 폚 in order to apply the glaze to form a design on the substrate. Preferably 1050 DEG C to 1080 DEG C for wall tiles and 1180 DEG C to 1200 DEG C for floor tiles.

이상과 같이, 1차 및 2차 소성단계는 벽(Wall) 타일을 제조하고자 할 경우 채택하는 소성공정이고, 바닥(Floor) 타일을 제조하고자 할 경우에는 1차 소성단계를 실시하지 아니하고 진행한다.
As described above, the first and second firing steps are firing steps to be performed when the wall tile is manufactured, and the first firing step is not performed when the floor tile is to be manufactured.

실시예Example 1 One

원료 조합단계(S1)에서, 석탄폐석 35중량%, 장석 35중량%, 점토 23중량%, 유리미분 7중량%의 비율로 조합할 수 있도록 평량하여 분쇄단계로 보낸다. 분쇄단계(S2)에서, 원료 조합단계(S1)을 통해 만들어진 조합물을 분쇄하는 단계로서, 원료 조합 단계에서 선택된 타일소지 제조 원료 중 석질의 원료를 롤 크랏샤(Roll Crusher) 분쇄기로 적당한 크기로 1차 분쇄하고, 이를 원료 조합단계에서 조합된 원료 비 범위로 배합하여 볼밀(Ball Mill)에 넣어 미분쇄하는 것하며, 조합물과 조합물 무게의 70%에 해당하는 물을 볼밀에 투입한 후 8시간 동안 분쇄를 하여, 분쇄 후 잔사(분쇄 잔여물)이 320mesh체에서 0.5% 미만이 되도록 한다.In the raw material combination step (S1), it is sent to the pulverizing step so that it can be combined at a ratio of 35% by weight of coal waste, 35% by weight of feldspar, 23% by weight of clay and 7% by weight of glass fine powder. In the pulverizing step (S2), the step of pulverizing the combination made through the raw material combining step (S1) is a step of pulverizing raw materials of the tile among the raw materials for producing tile materials selected in the raw material combining step into a suitable size with a Roll Crusher grinder The mixture is first pulverized and mixed in a raw material ratio range in the raw material combination step, and is finely pulverized by putting it in a ball mill. Water corresponding to 70% of the weight of the combination and the combination is put into a ball mill Grinding is performed for 8 hours so that the residue after milling (grinding residue) is less than 0.5% in 320 mesh sieve.

혼합단계(S3)에서, 상기 볼밀에서 출토되어 나온 분쇄물을 교반기를 이용하여 혼합하고, 건조 및 압축단계(S4)에서, 상기 혼합물을 spray dryer를 이용하여 고체 분말 상태로 150±30℃로 조절하여 건조를 시킨다. 이와 같이 하여 얻어진 건조된 소지 분말에, 탄화규소(SiC)와 탄산리튬(LiCO3)이 1:4의 비율로 조합된 기공 형성용 발포제를 2.0중량% 내지 5.0중량%의 범위 내에서 추가로 포함하여 사용하여, 혼합한 후 이를 타일 성형기를 이용하여 성형압력 300kg/㎠ 하에서 300mm x 300mm x 7.5mm의 크기의 타일 형상으로 압축하여 경량 타일의 형상을 얻는다. 1차 소성단계(S5)에서, 상기 같이 성형된 경량 타일 소지(그린바디, Green Body)를 소성로에서 1050℃ 내지 1100℃에서 1차 소성을 실시한 후, 유약 도포단계(S6)에서, 스프레이 코팅 방식으로 1차 소성된 경량 타일 소지의 표면 위에 프리트(Frit) 40중량%, 규석 10중량%, 장석 40중량%, 점토 10중량%로 이루어지는 유약을 도포한 후, 도포된 유약은 60℃에서 완전 건조시키는 단계를 거친다. 2차 소성단계(S7)에서, 유약이 도포된 1차 소성된 타일을 1080℃(벽 타일의 경우) 또는 1200℃(바닥 타일의 경우)에서 소성하여 벽 타일용으로 적합한 친환경 경량 타일을 제조한다.
In the mixing step (S3), the pulverized material excavated from the ball mill is mixed using a stirrer, and in the drying and compressing step (S4), the mixture is adjusted to a temperature of 150 占 폚 to 30 占 폚 And dried. The dried base powder thus obtained further contains a pore-forming foaming agent in which silicon carbide (SiC) and lithium carbonate (LiCO 3 ) are combined in a ratio of 1: 4 in the range of 2.0 wt% to 5.0 wt% After mixing, the mixture is compressed into a tile shape having a size of 300 mm x 300 mm x 7.5 mm at a molding pressure of 300 kg / cm 2 using a tile molding machine to obtain a shape of a lightweight tile. In the first firing step (S5), the above-described lightweight tile base (green body) is subjected to first firing at 1050 to 1100 占 폚 in a firing furnace, and then in a glaze applying step (S6) A glaze consisting of 40 wt.% Of frit, 10 wt.% Of frit, 40 wt.% Of feldspar and 10 wt.% Of clay was applied onto the surface of the lightly baked tile firstly fired at 60 ° C, . In the second firing step (S7), the glazed primary fired tile is fired at 1080 DEG C (for wall tiles) or 1200 DEG C (for floor tiles) to produce an environmentally lightweight tile suitable for wall tiles .

실시예Example 2 2

상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 2차 소성단계(S7)에서만 실시예 1과 달리 유약이 도포된 1차 소성된 타일을 1200℃에서 소성하여 바닥 타일용으로 적합한 친환경 경량 타일을 제조한다.
In the same manner as in Example 1 except that the first fired tile coated with glaze was baked at 1200 ° C unlike Example 1 only in the second firing step (S7) to prepare an environmentally friendly lightweight tile suitable for floor tiles.

상기 실시예에서 제조된 본 발명의 친환경 경량 타일의 물리적 특성에 대한 결과를 하기 표에 나타내었다.The results of the physical properties of the environmentally lightweight tile of the present invention prepared in the above examples are shown in the following table.

소성수축률
(%)
Plastic shrinkage
(%)
소성강도
(kg/cm2)
Plastic strength
(kg / cm 2 )
강열감량
(%)
Weight loss
(%)
흡수율(%)Absorption Rate (%) 열전도율
(W/mK)
Thermal conductivity
(W / mK)
겉보기 비중Apparent specific gravity
실시예 1
(벽타일 시편)
Example 1
(Wall Tile Piece)
+5.6+5.6 170170 4.304.30 2.302.30 0.400.40 0.900.90
실시예 2
(바닥타일 시편)
Example 2
(Floor tile specimen)
+5.3+5.3 175175 4.504.50 2.102.10 0.350.35 0.950.95

필요에 따라, 건조 및 압축단계(S4)를 통해 만들어진 경량 타일을 다음 단계인 소성단계(S5) 이후를 생략하고 그린바디(Green Body)상태의 타일소지로서 다른 타일 업체에 공급하여, 다음 단계인 소성단계 이후의 과정을 진행할 수 있도록 하여 타일 제조를 하게 할 수 있다.If necessary, the lightweight tile made through the drying and compressing step S4 may be supplied to other tile suppliers as a green body tile after the subsequent firing step S5, So that the tiles can be manufactured after the firing step.

본 발명에 따른 석탄폐석을 이용한 제조된 친환경 경량 타일의 사진을 도 2에 나타내었다.FIG. 2 shows a photograph of an environmentally friendly lightweight tile manufactured using coal waste scum according to the present invention.

상술한 바와 같이, 본 발명은 버려지는 석탄폐석을 무기물질을 혼합하여 경량 타일을 제조한다. 즉, 본 발명은 종래원료 대신 석탄폐석을 이용함으로써, 종래보다 제조공정을 간소화시킬 수 있고, 이에 따라 제조비용 또한 절감할 수 있으며, 자원을 재활용하는 효과가 있다. 또한, 본 발명은 석탄폐석으로 인한 주변경관 훼손, 환경오염 문제를 해결할 수 있음은 물론, 다양한 형상의 경량 타일을 쉽고 간편하게 제조할 수 있어, 인테리어용 경량 타일을 맞춤 제작할 수 있다. As described above, the present invention produces a lightweight tile by mixing inorganic waste materials with waste coal waste. That is, the present invention can simplify the manufacturing process by using coal waste stones instead of the conventional raw materials, thereby reducing the manufacturing cost and recycling resources. In addition, the present invention can solve the problems of surrounding landscape degradation and environmental pollution due to coal waste, and can easily and easily manufacture lightweight tiles of various shapes, thereby making it possible to customize interior lightweight tiles.

상기한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it will be understood by those of ordinary skill in the art that various changes in form and detail may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the following claims And changes may be made without departing from the spirit and scope of the invention.

Claims (5)

석탄폐석, 장석, 점토, 유리미분 원료를 조합하는 조합단계(S1);
상기 조합물과 조합물 무게의 70%에 해당하는 물을 볼밀에 투입 후 7 내지 8시간 동안 분쇄하는 분쇄단계(S2);
상기 분쇄물을 교반기를 이용하여 혼합하는 혼합단계(S3);
상기 혼합물을 80℃ 내지 300℃에서 건조하여 분말을 얻고 기공 형성용 발포제를 혼합한 후 이를 압축하는 건조 및 압축단계(S4);
상기 압축된 소지를 1050℃∼1180℃에서 소성하는 1차 소성단계(S5);
스프레이 코팅방식 또는 디지털 프린팅 방식을 이용해 유약을 도포하는 유약 도포단계(S6);
유약을 도포한 후 1050℃ 내지 1200℃에서 소성하는 2차 소성단계(S7)로 이루어지는 석탄폐석을 이용한 친환경 경량 타일의 제조방법.
A combination step (S1) of combining coal waste, feldspar, clay and glass raw materials;
A milling step (S2) in which water corresponding to 70% of the weight of the combination and the combination is put in a ball mill and then pulverized for 7 to 8 hours;
A mixing step (S3) of mixing the pulverized material with a stirrer;
(S4) drying the mixture at 80 to 300 DEG C to obtain a powder, mixing the foaming agent for pore formation and compressing the foam;
A first firing step (S5) of firing the compressed substrate at 1050 to 1180 占 폚;
A glaze application step (S6) of applying a glaze using a spray coating method or a digital printing method;
And a second firing step (S7) in which the glaze is applied and then fired at 1050 to 1200 占 폚.
제 1항에 있어서, 상기 원료 조합단계(S1)에서 석탄폐석 30중량% 내지 40중량%, 장석 20중량% 내지 40중량%, 점토 20중량% 내지 25중량%, 유리미분 5중량% 내지 10중량%의 비율로 조합되는 석탄폐석을 이용한 친환경 경량 타일의 제조방법.The method according to claim 1, wherein in the raw material combining step (S1), 30 to 40 wt% of coal waste, 20 to 40 wt% of feldspar, 20 to 25 wt% of clay, 5 to 10 wt% % By weight based on the weight of the coal waste. 제 1항에 있어서, 바닥(Floor)용으로 적합하도록 상기 1차 소성단계(S5)를 생략하는 것을 특징으로 하는 석탄폐석을 이용한 친환경 경량 타일의 제조방법.The method according to claim 1, wherein the first firing step (S5) is omitted so as to be suitable for a floor. 제 1항에 있어서, 건조 및 압축단계(S4)에서의 기공 형성용 발포제가 탄화규소(SiC)와 탄산리튬(LiCO3)이 1:4 중량%의 비율로 조합된 것으로, 2.0 중량% 내지 5.0 중량%의 범위 내에서 사용하는 것을 특징으로 하는 석탄폐석을 이용한 친환경 경량 타일의 제조방법.According to claim 1, wherein the for the pore-forming blowing agent in the drying and compression stage (S4) is one of silicon carbide (SiC) and lithium carbonate (LiCO 3) to: be combined in a proportion of 4% by weight, 2.0% to 5.0 By weight based on the weight of the coal waste. 제 1항에 있어서, 유약 도포단계(S6) 이후에, 도포된 상기 유약을 건조하는 건조단계를 더 포함하는 석탄폐석을 이용한 친환경 경량 타일의 제조방법.
The method according to claim 1, further comprising a drying step of drying the applied glaze after the glaze application step (S6).
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