KR19990014544A - Manufacturing method of building materials using sludge from fluoric acid wastewater - Google Patents

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KR19990014544A
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박희찬
신학기
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유영욱
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최성찬
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Abstract

본 발명은 플루오르산 폐수의 슬러지를 사용한 건자재의 제조 방법 및 이와 같이 제조된 건자재에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 플루오르산이 함유된 폐수를 처리한 후 부생되는 슬러지를 안정화시켜 토목 및 건축용 건자재를 제조하는 방법 및 이와 같이 제조된 건자재에 관한 것이다. 본 발명에 따라 제조된 건자재는 흡수율과 수축률이 낮고 압축 강도가 높으며 건조 과정을 거치지 않고도 바로 소결이 가능하며 소결 온도가 낮은 특징이 있다. 따라서, 플루오르산 폐수의 슬러지를 재활용함으로써 폐기물 처리 비용을 절감할 수 있으므로 경제적이면서도 환경 오염을 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 우수한 물성을 갖는 건자재를 제조할 수 있다.The present invention relates to a method for manufacturing dry materials using sludge of fluoric acid wastewater, and more particularly, to a method for manufacturing building materials by stabilizing by-product sludge after treating wastewater containing fluoric acid. It relates to a method and a building material produced in this way. The building materials produced according to the present invention are characterized by low absorption rate and shrinkage rate, high compressive strength, sintering can be performed immediately without drying, and low sintering temperature. Therefore, the waste treatment cost can be reduced by recycling the sludge of the fluoric acid wastewater, so that economical and environmental pollution can be reduced, and construction materials having excellent physical properties can be manufactured.

Description

플루오르산 폐수의 슬러지를 사용한 건자재의 제조 방법Manufacturing method of building materials using sludge from fluoric acid wastewater

본 발명은 플루오르산 폐수의 슬러지를 사용한 건자재의 제조 방법 및 이와 같이 제조된 건자재에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 플루오르산이 함유된 폐수를 처리한 후 부생되는 슬러지를 안정화시켜 토목 및 건축용 건자재를 제조하는 방법 및 이와 같이 제조된 건자재, 예를 들면 벽돌 내지 타일 등에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing dry materials using sludge of fluoric acid wastewater, and more particularly, to a method for manufacturing building materials by stabilizing by-product sludge after treating wastewater containing fluoric acid. It relates to a method and a building material produced in this way, for example brick or tile.

전자관 공장, 반도체 공장, 철강 공장, 유리 공장, 비료 공장 내지 전구 공장 등에서 배출되는 폐수에는 다량의 플루오르산이 함유되어 있으며, 이와 같은 폐수를 처리하여 플루오르산의 함량을 법정 허용 기준치인 15ppm 이하로 떨어뜨리기 위해서 통상 소석회, 염화알루미늄, 황산알루미늄, 염화철, 황산철, 염산, 또는 유기 응집제 등을 사용하고 있다.Wastewater discharged from an electron tube factory, a semiconductor factory, a steel factory, a glass factory, a fertilizer factory or a light bulb factory contains a large amount of fluoric acid. By treating such wastewater, the content of fluoric acid is lowered to less than or equal to 15 ppm, the legal limit. For this purpose, calcined lime, aluminum chloride, aluminum sulfate, iron chloride, iron sulfate, hydrochloric acid, or organic flocculant is usually used.

이와 같이 플루오르산 폐수의 처리시 부생되는 플루오르산이 함유된 슬러지는 폐수 처리제에 의해 침전 및 응집되어 생성된다. 이들 슬러지는 고온으로 가열시 중량이 감소되고, 이를 사용하여 건자재를 제조하는 경우 건자재의 균열이 일어나는 등 열화학적으로 불안정하므로 토목 및 건축용 건자재로서 재활용하는 것이 사실상 불가능하다. 또한, 슬러지에는 다량의 칼슘이 함유되어 있어 안정화시키지 않고서는 건자재로서 사용하는 것이 사실상 불가능하다.In this way, the sludge containing fluoric acid which is a by-product of the treatment of fluoric acid wastewater is produced by precipitation and flocculation by the wastewater treatment agent. These sludges are reduced in weight when heated to a high temperature, and when manufactured using them, it is virtually impossible to recycle them as civil and building construction materials because they are thermochemically unstable, such as cracking of construction materials. In addition, the sludge contains a large amount of calcium, it is virtually impossible to use as a building material without stabilization.

따라서, 현재로서는 플루오르산 폐수를 처리한 후 부생되는 슬러지는 대부분 폐기물 형태로 처리되어 매립되고 있는 실정이다. 이와 같이 매립된 슬러지는 재용해되어 토양으로 스며들어 토양뿐만 아니라 강과 바다도 오염시키는 2차적인 오염원이 되고 있다. 또한, 이와 같은 슬러지의 처리에는 막대한 비용이 들어 제조 원가를 상승시키는 원인이 된다. 따라서, 반드시 슬러지를 재활용하여야 할 필요성이 있다.Therefore, at present, the sludge produced by treating the fluoric acid wastewater is treated in the form of a waste and is landfilled. The landfilled sludge is redissolved and soaked into the soil, becoming a secondary source of pollution not only soil but also rivers and seas. In addition, the treatment of such sludge involves enormous cost, which causes a rise in manufacturing cost. Therefore, there is a need to recycle sludge.

이와 같이 본 발명에 사용된, 전자관 공장, 반도체 공장, 철강 공장, 유리 공장, 비료 공장 및 전구 공장 등에서 배출되는 폐수의 처리시 부생되는 대표적인 슬러지의 성분을 원자 흡수 분광기를 이용하여 측정한 슬러지의 화학 성분 함량 및 그의 작열 감량을 하기 표 1에 나타낸다.As described above, the chemical composition of the sludge measured by using an atomic absorption spectrometer is a representative component of the sludge produced by the treatment of wastewater discharged from an electron tube factory, a semiconductor factory, a steel factory, a glass factory, a fertilizer factory, and a light bulb factory. The component contents and their burn loss are shown in Table 1 below.

플루오르산 폐수 슬러지의 화학 성분 함량 및 작열 감량Chemical Composition and Burning Loss of Fluoric Acid Wastewater Sludge 성 분ingredient 함 량 (wt%)Content (wt%) 성 분ingredient 함량 또는 감량1)(wt%)Content or weight loss 1) (wt%) SiSi 1.591.59 KK 0.090.09 AlAl 2.092.09 NaNa 0.890.89 FeFe 0.850.85 수분moisture 20.2020.20 CaCa 28.428.4 유기물Organic matter 0.110.11 MgMg 0.510.51 작열 감량2) Burning loss 2) 30.530.5 1)작열 감량2)900℃, 2시간1) Burning loss 2) 900 ℃, 2 hours

표 1에서, Si, Ca, Mg, K, Na 및 Al은 유리로부터 용해된 성분이며, Al, Ca, Fe 및 유기물은 플루오르산 폐수를 처리하기 위하여 첨가된 침전제 및 응집제로부터 기원하는 성분이다. 이와 같은 슬러지로부터 생성이 가능한 화합물의 형태로는 통상적인 폐수 처리 공정을 예상하여 볼 때 CaF2, Al(OH)3, Fe(OH)3, Na2SiF6, K2SiF6, MgF2, Mg(OH)2, Ca(OH)2등을 들 수 있으며, 이들은 고온으로 가열하면 가장 안정한 화합물의 형태로 변화된다.In Table 1, Si, Ca, Mg, K, Na and Al are components dissolved from glass, and Al, Ca, Fe and organics are components originating from precipitants and flocculants added for treating fluoric acid wastewater. In the form of a compound that can be produced from such sludge, in view of the conventional wastewater treatment process, CaF 2 , Al (OH) 3 , Fe (OH) 3 , Na 2 SiF 6 , K 2 SiF 6 , MgF 2 , Mg (OH) 2 , Ca (OH) 2 , and the like, which are converted into the form of the most stable compound when heated to a high temperature.

이와 같은 슬러지는 플루오르산이 함유된 폐수에 침전제, 예를 들면, 소석회, 응집제, 예를 들면, 폴리염화알루미늄, 염화철, 침강제 예를 들면, 폴리아크릴 아마이드 등의 첨가제를 가함으로써 화학적, 물리적 반응을 일으켜 생성된 슬러지로서, 입경이 약 400Å 이하로 미세하고 수분, 수산화물, 유기물 등을 다량으로 포함하고 있다. 따라서, 이들을 약 900℃ 이상의 고온으로 가열하는 경우 표 1의 작열 감량으로부터 알 수 있는 바와 같이 수축이 너무 많이 일어나서 성형체에 균열, 굴곡 현상 등이 일어나므로 이와 같은 슬러지를 단독으로 사용해서는 토목 및 건축용 건자재 등을 제조하는 것이 사실상 불가능한 실정이다.Such sludge is subjected to chemical and physical reactions by adding a precipitant such as slaked lime, a coagulant such as polyaluminum chloride, iron chloride, a precipitation agent such as polyacrylamide, etc. to the wastewater containing fluoric acid. The sludge produced is fine, having a particle diameter of about 400 mm 3 or less, and contains a large amount of water, hydroxide, organic matter, and the like. Therefore, when they are heated to a high temperature of about 900 ℃ or more, as can be seen from the burning loss in Table 1, too much shrinkage, cracking, bending, etc. occur in the molded body, so such sludge alone should not be used for civil and building construction materials. It is virtually impossible to manufacture the back.

따라서, 이러한 슬러지를 재활용하기 위하여 많은 연구자들이 슬러지의 안정화, 및 그에 따른 제품 개발에 많은 노력을 기울여 왔지만 아직까지는 만족할 만한 성과를 얻지 못하고 있다.Therefore, in order to recycle such sludge, many researchers have made a lot of efforts to stabilize the sludge, and thus product development, but have not yet achieved satisfactory results.

본 발명자들은 이러한 문제점들을 해결하기 위하여 예의 연구를 거듭한 결과, 플루오르산이 함유된 폐수의 슬러지를 소성시켜 물리적으로 안정화시키거나, 또는 슬러지에 안정화제를 첨가하여 열화학적으로 안정화시켜 건자재를 제조함으로써, 흡수율, 수축률 및 압축 강도가 우수하고, 소결 온도가 낮으므로 제품의 제조 비용이 절감될 수 있으며, 환경 오염을 줄일 수 있는, 플루오르산 폐수의 슬러지를 사용한 건자재의 제조 방법 및 이와 같이 제조된 건자재, 예를 들면 벽돌 내지 타일 등을 제공하고자 한다.In order to solve these problems, the present inventors have intensively researched, and as a result, by calcining sludge of wastewater containing fluoric acid to physically stabilize or thermochemically stabilizing by adding a stabilizer to the sludge, Good absorption rate, shrinkage rate and compressive strength, low sintering temperature can reduce the manufacturing cost of the product, can reduce the environmental pollution, the manufacturing method of the construction materials using sludge of fluoric acid wastewater, and the construction materials manufactured in this way, For example, to provide a brick or tile.

따라서, 본 발명의 목적은 플루오르산이 함유된 폐수를 처리한 후 부생되는 슬러지를 안정화시켜 흡수율과 수축률이 낮으며 압축 강도가 높은 토목 및 건축용 건자재를 제조하는 방법 및 이와 같이 제조된 건자재를 제공하는 것이다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a method for manufacturing civil and building construction materials having high absorption and shrinkage rates and high compressive strength by stabilizing by-product sludge after treating wastewater containing fluoric acid and a building material manufactured as described above. .

본 발명의 다른 목적은 플루오르산 폐수 슬러지를 소성시켜 안정화시키는 단계, 안정화된 소성물을 분쇄하는 단계, 소성된 분말에 결합제로서 상기 슬러지 및 안료를 첨가하여 성형하는 단계 및 성형물을 건조시킴이 없이 소결시키는 단계를 포함하는 플루오르산 폐수의 슬러지를 사용한 건자재의 제조 방법 및 이와 같이 제조된 건자재를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to calcinate and stabilize the fluoric acid wastewater sludge, to pulverize the stabilized calcined product, to form the calcined powder by adding the sludge and the pigment as a binder and to sinter without drying the molding. It is to provide a method for producing a dry material using the sludge of fluoric acid wastewater comprising the step of making and a dry material prepared as described above.

본 발명의 또다른 목적은 플루오르산 폐수 슬러지를 건조시키는 단계, 건조물을 분쇄하는 단계, 건조된 분말에 안정화제 및 안료를 첨가하는 단계, 생성 혼합물을 성형하는 단계 및 성형물을 건조시킴이 없이 소결시키는 단계를 포함하는 플루오르산 폐수의 슬러지를 사용한 건자재의 제조 방법 및 이와 같이 제조된 건자재를 제공하는 것이다.It is another object of the present invention to dry the fluoric acid wastewater sludge, to pulverize the dry matter, to add stabilizers and pigments to the dried powder, to form the resulting mixture and to sinter without drying the molding. It is to provide a method for producing a dry material using the sludge of fluoric acid wastewater comprising the step and a dry material prepared in this way.

본 발명의 상기 목적 및 다른 목적과 특징 및 이점은 후술하는 본 발명의 상세한 설명에 의해 더욱 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The above and other objects, features and advantages of the present invention will be more clearly understood by the following detailed description of the invention.

도 1은 본 발명에 사용된 플루오르산 폐수 슬러지의 X-선 회절도이다.1 is an X-ray diffraction diagram of fluoric acid wastewater sludge used in the present invention.

도 2는 약 900℃에서 2시간 동안 소성시킨 플루오르산 폐수 슬러지 소성물의 X-선 회절도이다.2 is an X-ray diffractogram of a fluoric acid wastewater sludge calcined calcined at about 900 ° C. for 2 hours.

이하, 본 발명을 더욱 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

플루오르산 폐수의 슬러지를 이용하여 토목 및 건축용 건자재, 예를 들면 벽돌, 타일 등으로서 재활용하기 위해서는 통상적으로 다음의 4가지 조건이 만족되어야 한다:To recycle sludge from fluoric acid wastewater as civil and building construction materials such as bricks and tiles, the following four conditions must normally be met:

1) 슬러지를 성형한 후에 1000℃ 이상의 고온에서 소결할 때 성형물이 변형 되거나 균열이 발생되지 않아야 한다.1) When the sludge is formed and then sintered at a high temperature of over 1000 ℃, the molded product should not be deformed or cracked.

2) 제조된 건자재는 흡수율과 수축률은 작고 압축 강도는 커야 한다.2) The manufactured building materials should have low absorption rate and shrinkage rate and high compressive strength.

3) 제조된 건자재는 건자재로서 사용가능한 색상을 갖고 있어야 한다.3) Manufactured building materials should have usable color as building materials.

4) 제조된 건자재는 양호한 내후성을 갖고 있어야 한다.4) The manufactured building materials should have good weather resistance.

본 발명은 상기 조건들을 모두 충족시키는, 본 발명에 따른 플루오르산 폐수의 슬러지를 사용한 건자재, 예를 들면 벽돌 내지 타일 등을 제조하는 방법으로서, 이와 같은 본 발명에 따른 건자재의 제조 방법은 슬러지를 소성에 의해 안정화시키는 방법과 슬러지에 안정화제를 첨가하여 안정화시키는 방법으로 대별된다.The present invention is a method of manufacturing a building material using the sludge of the fluoric acid wastewater according to the present invention, which meets all of the above conditions, for example, bricks or tiles, etc. It is roughly divided into the method of stabilization by the method and the method of stabilizing by adding a stabilizer to a sludge.

먼저, 슬러지를 소성시켜 안정화시킴으로써 건자재를 제조하는 방법은 다음과 같다.First, the method of manufacturing a building material by baking and stabilizing a sludge is as follows.

플루오르산 폐수 슬러지를 가열로에서 일정 시간, 예를 들면 1 내지 2시간 동안 소성시켜 슬러지를 안정화시키고, 안정화된 소성물을 약 40메쉬 이하의 크기로 분쇄한 후, 분쇄된 분말에 결합제로서 소성시키지 않은 슬러지를 첨가하여, 이를 한국 산업 규격(KS L 4201-1994)에 맞게 건자재 형태로 성형한 후, 성형물을 건조시킴이 없이 소결시켜 건자재를 제조한다. 또한, 이와 같이 슬러지를 소성시켜 안정화시키는 이외에 안정화제를 추가로 사용할 수도 있다.The fluoric acid wastewater sludge is calcined in a heating furnace for a certain time, for example 1 to 2 hours, to stabilize the sludge, and the calcined calcined material is ground to a size of about 40 mesh or less, and then calcined to a ground powder as a binder. After the sludge is added, it is molded into a dry material form in accordance with Korean Industrial Standard (KS L 4201-1994), and then the molded product is sintered without drying to prepare a dry material. In addition, in addition to stabilizing the sludge in this manner, a stabilizer may be further used.

다음으로, 슬러지에 안정화제를 첨가하여 슬러지를 안정화시킴으로써 건자재를 제조하는 방법은 다음과 같다.Next, a method for producing a building material by adding a stabilizer to the sludge to stabilize the sludge is as follows.

슬러지를 약 100℃에서 건조시켜 건조물을 약 40메쉬 이하의 크기로 분쇄한 후, 분쇄된 분말에 안정화제를 첨가하여 안정화시키고, 안정화된 혼합물을 한국 산업 규격(KS L 4201-1994)에 맞게 건자재 형태로 성형한 후, 성형물을 건조시킴이 없이 소결시켜 건자재를 제조한다.The sludge is dried at about 100 ° C. to dry the dried product to a size of about 40 mesh or less, stabilized by adding a stabilizer to the ground powder, and the stabilized mixture is constructed in accordance with Korean Industrial Standards (KS L 4201-1994). After molding to form, the molded product is sintered without drying to prepare a dry material.

이와 같은 본 발명에 따른 제조 공정에 있어서, 필요에 따라 안료를 사용하여 다양한 색상의 건자재를 제조할 수도 있다.In such a manufacturing process according to the present invention, it is also possible to manufacture a building material of various colors using a pigment as needed.

상기 가열로에는 실험실적으로는 전기를 사용하는 전기로가 바람직하지만, 산업 현장에서는 기름 또는 가스를 사용하는 로를 사용할 수 있다.The furnace is preferably an electric furnace using electricity in the laboratory, but in the industrial field, a furnace using oil or gas may be used.

본 발명에 따른 방법에 있어서 소성 온도는 800℃ 내지 950℃가 바람직하며, 소성 온도가 800℃ 미만이면 슬러리의 무게 감량 변화가 완료되지 않아서 성형물을 고온에서 소결할 때 수축이 일어나므로 성형체에 균열 및 굴곡 현상 등이 일어나서 안정화되지 못하고, 950℃를 초과하면 물성에는 큰 변화가 없이 연료비가 증가하여 경제적이지 못하다. 또한, 소성시키지 않은 슬러지의 첨가량은 10 내지 30 중량%가 바람직하며, 첨가량이 10 중량% 미만이면 수축률은 작지만 가소제를 첨가해야 되므로 제품의 제조 원가의 상승 요인으로서 작용하고, 30 중량%를 초과하면 굴곡 현상 등이 일어나는 단점이 있다. 또한, 소결 온도는 1000℃ 내지 1200℃가 바람직하며, 1200℃를 초과하면 굴곡 현상 등이 일어나고, 1000℃ 미만이면 소결반응이 일어나지 않아 물성이 저하되는 단점이 있다.In the method according to the present invention, the firing temperature is preferably 800 ° C. to 950 ° C., and if the firing temperature is less than 800 ° C., the weight loss change of the slurry is not completed, so that shrinkage occurs when the molded product is sintered at a high temperature. It is not possible to stabilize due to bending and the like, and if it exceeds 950 ° C, the fuel cost increases without any significant change in physical properties, making it uneconomical. In addition, the amount of sludge that is not calcined is preferably 10 to 30% by weight, and if the amount is less than 10% by weight, the shrinkage rate is small but a plasticizer should be added. There are disadvantages such as bending phenomenon. In addition, the sintering temperature is preferably 1000 ℃ to 1200 ℃, if the temperature exceeds 1200 ℃ bending phenomenon occurs, if less than 1000 ℃ there is a disadvantage that the sintering reaction does not occur and the physical properties are lowered.

본 발명에 사용될 수 있는 안정화제로는 백토, 장석, 적토, 납석, 플라이 애쉬, 실리카, 마그네시아, 알루미나 등이 적합하다. 안정화제의 첨가량은 10 중량%내지 30 중량%가 바람직하며, 첨가량이 10 중량% 미만이면 균열 및 굴곡 현상 등이 일어나서 안정화되지 못하고, 첨가량이 30 중량%를 초과하면 물성은 약간 우수하나 첨가하는 원료비의 상승으로 인하여 경제적이지 못하다.Stabilizers that can be used in the present invention are suitable such as clay, feldspar, red earth, feldspar, fly ash, silica, magnesia, alumina and the like. The amount of stabilizer added is preferably 10% by weight to 30% by weight, and if the amount is less than 10% by weight, cracking and bending may occur, and thus stabilization may not be achieved. It is not economical because of

본 발명에 따르면, 이와 같은 본 발명에 따른 방법으로 슬러지를 소성시켜 작열 감량의 원인이 되는 슬러지 중의 유기물, 수분 수산화물 등을 분해, 제거할 수가 있으므로 고온에서 일어나는 균열 및 굴곡 현상이 일어나지 않는 효과가 있다. 또한, 슬러지를 약 900℃에서 소성시킨 소성물은 토목 및 건축용 건자재로서 사용가능한 성분으로 구성되어 있으므로, 별도의 다른 광석을 첨가하지 않고서도 건자재로서 제조할 수 있으며, 필요에 따라 점토 광물을 소량 첨가하여 건자재의 품질을 향상시킬 수가 있다.According to the present invention, since the sludge is calcined by the method according to the present invention, it is possible to decompose and remove organic matter, water hydroxide, and the like in the sludge which causes the loss of burning, so that cracking and bending occurring at high temperatures do not occur. . In addition, the calcined product calcined at about 900 ° C is composed of components that can be used as construction materials for civil engineering and construction, it can be produced as a dry material without adding any other ore, and if necessary, a small amount of clay mineral is added. It is possible to improve the quality of building materials.

한편, 벽돌은 그를 구성하는 주성분이 CaF2, Al2O3, SiO2, CaO, BaO, Na2O, K2O, Fe2O3등이어서 옅은 분홍색을 띄고 있으므로, 본 발명에 따른 건자재를 벽돌 등으로서 사용하기 위해서는 건조된 분말에 안료를 혼합하여 성형할 필요성이 있다. 기존에 시판되고 있는 안료는 유약 형태로 벽돌 등의 표면에 분무시켜 표면을 착색시키면 외관이 미려한 벽돌을 얻을 수 있으나, 가격이 비싸므로 이를 가격이 저렴한 벽돌 등에 사용하기에는 채산성이 맞지 않으므로, 그 이용 가치는 거의 없다.On the other hand, the brick is a main component constituting the CaF 2 , Al 2 O 3 , SiO 2 , CaO, BaO, Na 2 O, K 2 O, Fe 2 O 3 and the like because it is pale pink, the building material according to the invention In order to use as a brick, it is necessary to mix and shape a pigment with dried powder. The pigment that is commercially available can be obtained by spraying the surface of bricks in the form of glaze and coloring the surface to obtain a beautiful brick. However, since the price is expensive, it is not profitable to use for cheap bricks. There is almost no.

이러한 점을 고려할 때, 본 발명에 따른 벽돌 등의 저렴한 건자재에는 폐기물로부터 부생되는 안료를 사용할 수 있으며, 예를 들면, 화학공장에서 배출되는 산화철(적색용), 화력발전소 등에서 배출되는 플라이 애쉬(흑색용), 2가 금속염 등을 첨가하여 사용할 수 있다.In consideration of this point, inexpensive building materials such as bricks according to the present invention can be used as a by-product pigment from the waste, for example, fly ash (black) discharged from the iron oxide (red) for the chemical plant, thermal power plant (black) And divalent metal salts can be used.

본 발명에 있어서, 벽돌에 산화철을 1 내지 20 중량% 가하고 1000℃ 이상으로 가열하면 순차적으로 분홍색으로부터 붉은색으로부터 변화된다. 또한, 산화철을 함유한 벽돌에 Mn염, Zn염, Ni염, Co염, Ba염, Cr염 등을 표면에 분무한 후 소성시키면 검정색으로 변화된다. 이러한 현상은 금속염이 벽돌에 함유되어 있는 Fe3+과 반응하여 MFe2O4와 같은 흑색의 산화물로 변하기 때문이다. 이 때, 분무하는 금속염의 농도를 조정하면 흑색의 강도를 조절할 수도 있다.In the present invention, when 1 to 20% by weight of iron oxide is added to the brick and heated to 1000 ° C. or more, the color is sequentially changed from pink to red. In addition, when the brick containing iron oxide is sprayed with Mn salt, Zn salt, Ni salt, Co salt, Ba salt, Cr salt and the like on the surface, it is changed to black. This is because the metal salt reacts with Fe 3+ contained in the brick to turn into a black oxide such as MFe 2 O 4 . At this time, if the concentration of the metal salt to be sprayed is adjusted, the intensity of black can be adjusted.

또한, Mn과 Zn을 적정한 비율로 혼합한 금속염을 사용하는 경우 자성을 갖는 표면을 얻을 수가 있으며, 금속염이 Ba염일 경우에는 보다 강한 자성을 갖는 표면을 얻을 수가 있다. 게다가, 기존의 타일 공장에서 사용되고 있는 유약 및 안료를 건자재의 표면에 분무시켜 소성시키면 적색, 녹색, 황색 등의 색상를 띠는 미려한 외관을 얻을 수가 있다. 즉, 첨가물의 종류와 양에 따라 실용적인 색상을 갖는 벽돌을 제조하는 것도 가능하다.In addition, when a metal salt in which Mn and Zn are mixed in an appropriate ratio is used, a surface having magnetism can be obtained. When the metal salt is Ba salt, a surface having stronger magnetism can be obtained. In addition, when glazes and pigments used in existing tile factories are sprayed on the surface of the building material and fired, a beautiful appearance having a color such as red, green, and yellow can be obtained. That is, it is also possible to produce a brick having a practical color according to the type and amount of additives.

또한, 본 발명에 따르면, 폐수 슬러지의 입자가 미세하므로 성형 후 건조 공정을 거치지 않고 바로 소결 공정을 수행할 수 있다. 따라서, 제품의 제조 공정이 단순화될 수 있으며, 제조 원가가 대폭 절감될 수 있다.In addition, according to the present invention, since the particles of the wastewater sludge is fine, the sintering process may be performed immediately without undergoing a drying process after molding. Therefore, the manufacturing process of the product can be simplified, and the manufacturing cost can be greatly reduced.

또한, 본 발명에서는 폐수 슬러지를 안정화시키기 위한 별도의 소성로를 만들 필요 없이 소성로 또한 소결로에 소성하고자 하는 슬러지와 소결하고자 하는 별돌을 함께 넣어서 동일한 로에서 소성과 소결을 동시에 수행할 수 있다. 다시 말해서, 온도가 높은 소결로의 상부에는 소결하고자 하는 벽돌을 안치시키고, 온도가 낮은 소결로의 하부에는 소성하고자 하는 슬러지를 안치시키면 소성과 소결이 동시에 일어나 제품의 제조 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.In the present invention, the firing and sintering can be performed simultaneously in the same furnace by putting together the sludge to be fired and the sintered stone to be sintered in the sintering furnace without having to make a separate firing furnace for stabilizing the wastewater sludge. In other words, if the brick to be sintered is placed in the upper part of the high temperature sintering furnace and the sludge to be baked in the lower part of the low temperature sintering furnace, firing and sintering occur simultaneously, thereby reducing the manufacturing cost of the product. There is.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명하지만, 본 발명이 하기 실시예에만 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited to the following Examples.

실시예 1Example 1

슬러지의 안정화 확인 시험Stabilization confirmation test of sludge

플루오르산 폐수의 슬러지 및 약 900℃에서 2시간 동안 소성시킨 플루오르산 폐수 슬러지 소성물의 결정상을 X- 선 회절 시험(리가꾸사(Rigaku)제 X-선회절기 D/Max.ⅡA)을 통해 조사하였으며, 그 결과를 도 1 및 2에 도시하였다. 이들 도면으로부터 알 수 있는 바와 같이, 슬러지는 CaF2의 칼슘 화합물 형태이며, 도2에서 슬러지 소성물을 약 900℃로 가열할 때 X-선 회절 피크가 예리하게 나타나는 것은 슬러지 소성물 중의 CaF2결정이 성장하여 안정한 형태로 전환되었다는 것을 보여준다.The sludge of the fluoric acid wastewater and the crystalline phase of the fluoric acid wastewater sludge calcined at about 900 ° C. for 2 hours were investigated through an X-ray diffraction test (X-ray diffractometer D / Max. IIA manufactured by Rigaku), The results are shown in FIGS. 1 and 2. As can be seen from these figures, the sludge is in the form of a calcium compound of CaF 2 , and in FIG. 2, the sharp appearance of X-ray diffraction peaks when the sludge calcined product is heated to about 900 ° C. is a CaF 2 crystal in the sludge calcined product. It shows that it has grown and converted to a stable form.

이 사실을 확인하기 위하여, 슬러지 소성물을 EDX(Energy Dispersive X-ray Spectrometer, 제올사(Jeol) 제 5400)를 사용하여 정량 분석하였다. 그 결과, 상기 슬러지 소성물은 Ca 76.77 중량%, Mg 2.32 중량%, Si 6.67 중량%, Al 7.73 중량%, Fe 3.59 중량% 및 Na 2.92 중량%로 이루어져 있음을 확인할 수 있었다.In order to confirm this fact, the sludge fired material was quantitatively analyzed using an EDX (Energy Dispersive X-ray Spectrometer, Jeol 5400). As a result, it was confirmed that the sludge fired material was composed of 76.77 wt% Ca, 2.32 wt% Mg, 6.67 wt% Si, 7.73 wt% Al, 3.59 wt% Fe and 2.92 wt% Na.

따라서, X-선 회절 시험과 EDX 시험을 통해 약 900℃에서 소성된 슬러지 소성물의 화합물 형태는 대부분이 열화학적으로 안정한 화합물인 CaF2이고, MgO, Al2O3, Fe2O3, SiO2등과 같이 안정한 화합물로 존재한다는 것을 알 수 있었다.Therefore, the compound form of the sludge burned at about 900 ° C. through X-ray diffraction test and EDX test is CaF 2 , which is mostly a thermochemically stable compound, and MgO, Al 2 O 3 , Fe 2 O 3 , SiO 2 It was found that such a compound exists as a stable compound.

실시예 2Example 2

슬러지의 소성 온도에 따른 무게 감량 시험Weight loss test according to firing temperature of sludge

플루오르산 폐수의 슬러지를 전기로에 넣고 400℃, 500℃, 600℃, 700℃, 800℃ 및 900℃에서 각각 2시간 동안 소성시켜 슬러지 소성물을 제조하였다. 이렇게 제조된 슬러지 소성물의 가열 온도에 따른 슬러지의 무게 감량을 열분석기(DAT, TGA(세이코사(Seico)제 5200))로 측정하여, 그 결과를 하기 표 2에 기재하였다.The sludge of the fluoric acid wastewater was put into an electric furnace and calcined at 400 ° C., 500 ° C., 600 ° C., 700 ° C., 800 ° C. and 900 ° C. for 2 hours to prepare a sludge calcined product. The weight loss of the sludge according to the heating temperature of the sludge fired material thus prepared was measured by a thermal analyzer (DAT, TGA (Seiko 5200)), and the results are shown in Table 2 below.

슬러지의 가열 온도에 따른 무게 감량 시험(중량%)Weight loss test according to the heating temperature of the sludge (% by weight) 가열 온도Heating temperature 400℃400 ℃ 500℃500 ℃ 600℃600 ℃ 700℃700 ℃ 800℃800 ℃ 900℃900 ℃ 감 량Weight loss 2020 2222 2525 2626 2828 3030

상기 표 1 및 2로부터, 가열 온도가 400℃까지는 수분과 유기물의 분해가 일어나고, 500℃ 내지 800℃의 가열 온도에서는 침전물 형태로 존재하는 화합물의 분해가 일어나며, 900℃에서는 슬러지의 무게 감량이 거의 완료되었음을 알 수 있었다.From the above Tables 1 and 2, decomposition of water and organic matter occurs at a heating temperature of 400 ° C., decomposition of a compound present in precipitate form occurs at a heating temperature of 500 ° C. to 800 ° C., and weight loss of sludge is almost reduced at 900 ° C. It was confirmed that it was completed.

실시예 3Example 3

소결 온도 및 슬러지 첨가량에 따른 소결물의 물성 측정 시험Measurement of physical properties of sintered materials according to sintering temperature and sludge addition

플루오르산 폐수의 슬러지를 전기로에 넣고 약 900℃에서 2시간 동안 소성시킨 슬러지 소성물을 약 40메쉬 이하로 분쇄하고 결합제로서 소성되지 않은 폐수 슬러지를 0 중량%, 10 중량%, 20 중량% 및 30 중량% 첨가한 후, 길이가 60mm이고, 나비가 20mm이며, 두께가 15mm인 벽돌로 성형하고, 건조 과정을 거치지 않고 1000℃, 1050℃, 1100℃, 1150℃ 및 1200℃에서 2시간 동안 소결시켜 벽돌을 제조하였다. 각 경우에, 소결물의 수축률을 측정하여 그 결과를 하기 표3에 기재하였다.Sludge from the fluoric acid wastewater was put into an electric furnace and fired at about 900 ° C. for 2 hours to pulverize the sludge burned to about 40 mesh or less, and 0 wt%, 10 wt%, 20 wt% and 30 as unbindered wastewater sludge. After adding the weight%, it is formed into a brick having a length of 60 mm, a butterfly of 20 mm and a thickness of 15 mm, and sintered at 1000 ° C., 1050 ° C., 1100 ° C., 1150 ° C., and 1200 ° C. for 2 hours without drying. Brick was prepared. In each case, the shrinkage of the sintered product was measured and the results are shown in Table 3 below.

소결 온도 및 슬러지 첨가량에 따른 벽돌의 수축률(단위 : 중량%)Shrinkage rate of brick according to sintering temperature and sludge addition amount (unit: weight%) 슬러지 첨가량Sludge Addition 소결 온도Sintering temperature 1000℃1000 ℃ 1050℃1050 ℃ 1100℃1100 ℃ 1150℃1150 ℃ 1200℃1200 ℃ 0 중량%0 wt% 22 22 44 55 55 10 중량%10 wt% 55 66 66 88 88 20 중량%20 wt% 77 88 1010 1010 1010 30 중량%30 wt% 1212 1313 1414 1414 1414

표 3으로부터 알 수 있는 바와 같이, 1050℃에서 2시간 동안 소결하였을 때 벽돌의 수축률은 슬러지의 첨가량이 증가할수록 6%(10 중량% 첨가), 8%(20 중량% 첨가) 및 13%(30 중량% 첨가)로 증가하였으나, 비교적 작은 값을 나타내었다. 따라서, 슬러지 소성물에 폐수 슬러지를 가하지 않은 경우 수축률은 작지만 가소제를 첨가하여야 하므로 제품의 제조 비용이 상승하여 적합하지 않고, 슬러지 소성물에 폐수 슬러지를 10 중량% 내지 30 중량% 첨가하는 경우 1100℃ 이상에서는 수축이 거의 완료되었다는 것을 알 수가 있다.As can be seen from Table 3, the sintering rate of the bricks after sintering at 1050 ° C. for 2 hours was 6% (10% by weight), 8% (20% by weight) and 13% (30) as the amount of sludge increased. Weight percent), but showed a relatively small value. Therefore, when the wastewater sludge is not added to the sludge calcined product, the shrinkage rate is small, but a plasticizer must be added, so the manufacturing cost of the product is increased, which is not suitable. As mentioned above, it turns out that shrinkage is almost completed.

플루오르산 폐수의 슬러지를 전기로에 넣고 약 900℃에서 2시간 동안 소성시킨 슬러지 소성물을 약 40메쉬 이하로 분쇄하고 결합제로서 소성되지 않은 폐수 슬러지를 10 중량%, 20 중량% 및 30 중량% 첨가한 후, 길이가 210mm이고, 나비가 100mm이며, 두께가 60mm인 벽돌로 성형하고, 1000℃, 1050℃, 1100℃, 1150℃ 및 1200℃에서 2시간 동안 소결시켜 벽돌을 제조하였다. 각 경우에 소결물의 흡수율 및 압축 강도를 점토 벽돌의 한국 산업 규격 시험 방법(KS L 4201-1994)으로 측정하여 그 결과를 하기 표 4에 기재하였다.The sludge of the fluoric acid wastewater was put into an electric furnace and the calcined sludge fired at about 900 ° C. for 2 hours was pulverized to about 40 mesh or less, and 10 wt%, 20 wt%, and 30 wt% of unfired waste water sludge was added as a binder. After that, a length of 210 mm, a butterfly of 100 mm, a thickness of 60 mm was molded into a brick, and sintered at 1000 ° C., 1050 ° C., 1100 ° C., 1150 ° C., and 1200 ° C. for 2 hours to prepare a brick. In each case, the absorption rate and compressive strength of the sintered product were measured by Korean Industrial Standard Test Method (KS L 4201-1994) of clay bricks, and the results are shown in Table 4 below.

소결 온도 및 슬러지 첨가량에 따른 벽돌의 흡수율 및 압축 강도Absorption Rate and Compressive Strength of Brick with Sintering Temperature and Sludge Addition 온도Temperature 특 성Characteristics 흡수율(중량%)Absorption rate (% by weight) 압축 강도(Kgf/cm2)Compressive Strength (Kg f / cm 2 ) 10 중량%10 wt% 20 중량%20 wt% 13 중량%13 wt% 10 중량%10 wt% 20 중량%20 wt% 30 중량%30 wt% 1000℃1000 ℃ 1111 1010 99 320320 323323 345345 1050℃1050 ℃ 1010 99 55 348348 348348 355355 1100℃1100 ℃ 77 66 44 355355 355355 355355 1150℃1150 ℃ 55 55 44 358358 355355 355355 1200℃1200 ℃ 44 44 44 358358 356356 358358

표 4로부터, 소결 온도가 높을수록 흡수율은 작아지고 압축 강도는 증가한다는 것을 알 수 있다. 또한, 폐수 슬러지의 첨가량이 증가할수록 흡수율을 감소하고 압축 강도는 약간 증가하는 경향을 보여주고 있다. 이러한 경향은 폐수 슬러지의 첨가량이 증가할수록 내화도가 저하되어 슬러지의 입자들이 융해되어 서로 고착되기 때문인 것으로 사료되는데, 그 이유는 폐수 슬러지에 함유되어 있는 수분, 수산화물, 유기물 등이 고온에서 분해되면서 입자간의 반응 속도가 증가되기 때문이다. 실제로, 1000℃ 및 1050℃에서 2시간 동안 소결시킨 경우 슬러지의 30 중량%를 첨가한 벽돌은 굴곡 현상이 일어났으나, 슬러지를 10 중량% 및 20 중량%를 첨가한 벽돌은 1000℃에서 전혀 굴곡 현상이 일어나지 않았다. 또한, 1100℃ 이상의 고온에서는 모든 성형체가 굴곡 현상을 나타내었다.From Table 4, it can be seen that as the sintering temperature is higher, the absorption rate becomes smaller and the compressive strength increases. In addition, as the amount of wastewater sludge added increases, the absorption rate decreases and the compressive strength tends to increase slightly. This tends to be due to the decrease in fire resistance as the amount of wastewater sludge increases and the particles of the sludge melt and stick to each other. This is because the reaction rate is increased. In fact, the bricks added with 30% by weight of the sludge had a bend when sintered at 1000 ° C and 1050 ° C for 2 hours, but the bricks added with 10% by weight and 20% by weight of the sludge were completely bent at 1000 ° C. The phenomenon did not occur. In addition, at a high temperature of 1100 ° C. or higher, all the molded bodies exhibited a bending phenomenon.

또한 1050℃에서 2시간 동안 소결시킨 결과를 보면 폐수 슬러지를 10 중량% 첨가한 시료는 흡수율이 10%이고 압축 강도는 348Kgf/㎠ 이었으며, 20 중량%를 첨가하였을 경우에는 흡수율이 9%이고 압축 강도는 348Kgf/㎠ 이었으며, 30 중량%를 첨가하였을 경우에는 흡수율이 5%이고 압축 강도는 355Kgf/㎠ 였다. 이와 같은 결과가 나온 이유는 폐수 슬러지로 인하여 입자들이 고온에서 서로 융착되어 기공을 줄이기 때문이며, 이 현상으로 인하여 벽돌은 굴곡 현상을 일으키므로 소성물에 폐수 슬러지를 30 중량% 이상 첨가하는 것은 적합하지가 않다는 것을 알 수가 있다.In addition, the result of sintering at 1050 ° C. for 2 hours showed that the sample added with 10% by weight of wastewater sludge had 10% water absorption and 348Kg f / cm2 of compressive strength. The strength was 348Kg f / cm 2, and when 30% by weight was added, the absorption was 5% and the compressive strength was 355Kg f / cm 2. This result is because the particles are fused to each other at high temperature due to the wastewater sludge to reduce the pores.Because of this phenomenon, the bricks are bent, it is not suitable to add more than 30% by weight of the wastewater sludge to the fired products. I can see that it is not.

상기 결과로 보아 소결 온도는 1000℃ 내지 1050℃가 가장 바람직하고, 소성되지 않은 폐수 슬러지의 첨가량은 10 중량% 내지 20 중량%가 가장 바람직하다는 것을 알 수 있었다. 이 결과는 점토 벽돌의 한국 산업 규격(KS L 4201-1994)에서 규정한 1종 벽돌(흡수율 13℃ 이하, 압축 강도 210Kgf/㎠ 이상)의 규격을 훨씬 상회하였다.As a result, it was found that the sintering temperature is most preferably 1000 ° C to 1050 ° C, and the addition amount of the unfired wastewater sludge is most preferably 10% to 20% by weight. This result far exceeded the standard of one type of brick (absorption rate of 13 ℃ or less and compressive strength of 210Kg f / cm2 or more) prescribed by Korean Industrial Standard (KS L 4201-1994) of clay brick.

소결 온도가 1100℃ 이상이 되면, 성형체의 일부가 융해하여 굴곡 현상을 일으키므로 1100℃ 이상의 온도는 적합하지가 않다는 것을 알 수 있었다. 이 현상은 폐수 처리 과정에서 침전 반응으로 얻어진 폐수 슬러지를 전자 현미경으로 확인한 결과, 약 400Å 이하로 입자가 너무 미세하여 낮은 온도에서도 소결 반응이 일어나는 장점을 갖고 있기 때문이다. 따라서, 기존의 광석을 사용하여 벽돌을 제조하는 방법과 비교하여 보면 제반 물성은 비슷하나 소결 온도가 낮아 연료비 등의 비용을 절감할 수가 있다.When the sintering temperature was 1100 ° C or higher, it was found that a part of the molded body melted to cause a bending phenomenon, so that a temperature of 1100 ° C or higher was not suitable. This phenomenon is because the wastewater sludge obtained by the precipitation reaction during the wastewater treatment is confirmed by electron microscopy, and the particles have an advantage that the sintering reaction occurs at a low temperature because the particles are too fine at about 400 Pa or less. Therefore, compared with the conventional method of manufacturing bricks using ore, the physical properties are similar, but the sintering temperature is low, and thus the cost of fuel costs can be reduced.

추가로, 상기 시험에서 소성되지 않은 슬러지 20 중량% 및 납석, 장석, 적토 및 카오린 등의 점토질 광석 10 중량%를 첨가하여 시험한 결과, 1100℃에서는 모든 성형체에서 굴곡 현상이 관찰되기 시작하였다. 점토질 광석 10 중량%를 첨가하여 1150℃에서 2시간 동안 소결시킨 벽돌은 슬러지만 첨가한 벽돌에 비해 흡수율(7%) 및 압축 강도(364Kgf/㎠)가 약간 우수하였고 수축률은 거의 비슷하였다.In addition, 20 wt% of unfired sludge in the test and 10 wt% of clay ore such as feldspar, feldspar, red soil and kaolin were added, and as a result, a bending phenomenon began to be observed in all molded bodies at 1100 ° C. Bricks sintered at 1150 ° C. for 2 hours with the addition of 10% by weight clay ore were sludge but slightly better in absorbance (7%) and compressive strength (364Kg f / cm 2) than the added bricks.

실시예 4Example 4

안정화제의 첨가 시험Addition test of stabilizer

슬러지를 100℃에서 2시간 동안 건조시킨 후, 건조된 슬러지에 장석, 납석, 백토, 적토, 플라이, 애쉬, 실리카, 마그네시아, 규사, 폐유리 및 알루미나를 각각 10 중량%, 20 중량% 및 30 중량% 균일하게 혼합한 후, 길이 100㎜, 나비 15㎜, 두께 10㎜의 성형물로 성형하였다. 이어서, 성형품을 950℃ 내지 1200℃의 온도에서 2시간 동안 소결시켜 벽돌을 제조하였으며, 이와 같이 제조된 벽돌의 변형유무, 수축률 및 압축 강도를 측정하였다.After the sludge was dried at 100 ° C. for 2 hours, the dried sludge was 10% by weight, 20% by weight and 30% by weight of feldspar, feldspar, clay, red soil, fly, ash, silica, magnesia, silica sand, waste glass and alumina, respectively. The mixture was uniformly mixed with%, and molded into a molded article having a length of 100 mm, a butterfly of 15 mm, and a thickness of 10 mm. Subsequently, the molded article was sintered at a temperature of 950 ° C. to 1200 ° C. for 2 hours to prepare a brick, and the deformation, shrinkage, and compressive strength of the brick thus prepared were measured.

그 결과, 장석은 내화도가 낮으므로 30 중량%를 첨가하여도 1000℃에서 변형이 일어났으며, 플라이 애쉬는 벽돌의 색깔을 검정색으로 변화시키기 때문에 검정색 이외에는 사용이 제한된다. 마그네시아 및 알루미나는 20 중량%를 사용하여 벽돌을 제조한 결과 1150℃ 이상에서도 균열 및 굴곡 현상을 발견할 수 없었으며, 10%만 사용하여도 물성은 우수하였지만, 원료가 비싸서 실용적이지 못하였다. 실리카, 규사 및 폐유리는 주성분이 SiO2이므로 1150℃이상이 되어야 벽돌에 강도를 부여하는 효과가 있었으나 이 온도에서는 굴곡 현상이 나타났다. 또한, 납석, 백토 및 적토를 각각 10 중량%를 첨가하였을 경우 1100℃에서 굴곡 현상이 일어나기 시작하였으나 1050℃에서는 이러한 현상이 일어나지 않았으며, 30 중량%를 첨가한 벽돌을 20 중량%를 첨가한 벽돌과 같이 1050℃에서 가장 안정한 벽돌을 얻을 수 있었다.As a result, the feldspar has a low refractory degree, so that deformation occurs at 1000 ° C. even if 30 wt% is added, and fly ash changes the color of the brick to black, so that use of the feldspar is limited to black. Magnesia and alumina were used to make bricks using 20% by weight, and cracks and bending could not be found even at 1150 ° C or higher, and even when only 10% were used, the physical properties were high, but the raw materials were expensive and not practical. Silica, silica sand, and glass waste are the main component but because of the effect of the SiO 2 be greater than 1150 ℃ give strength to the brick temperature was the bending phenomenon. In addition, when 10 wt% of feldspar, clay and red soil were added, the bending phenomenon began to occur at 1100 ° C., but this phenomenon did not occur at 1050 ° C., and the brick to which 30% by weight was added was added 20% by weight of brick. As such, the most stable brick was obtained at 1050 ° C.

이와 같은 실험 결과에 근거하여 배합비를 변화시켜 실험한 결과, 장석 5 중량%, 납석 8 중량% 및 백토 7 중량%를 혼합하여 첨가한 벽돌이 1100℃에서도 굴곡 현상이 일어나지 않았다. 따라서, 이와 같은 조성으로 상술한 바와 같이 성형한 후에, 각 온도에서 2시간 소결시켜 벽돌을 제조한 후, 흡수율 및 압축 강도를 측정한 결과를 표 5에 나타내었다.As a result of experiments by varying the mixing ratio based on the experimental results, the bend phenomenon did not occur even at 1100 ℃ bricks added by mixing 5% by weight of feldspar, 8% by weight of feldspar and 7% by weight of clay. Therefore, after molding as described above in such a composition, after sintering at each temperature for 2 hours to prepare a brick, the results of measuring the water absorption and compressive strength are shown in Table 5.

온도Temperature 특 성Characteristics 흡수율(중량%)Absorption rate (% by weight) 압축 강도(Kgf/㎠)Compressive strength (Kg f / ㎠) 1000℃1000 ℃ 1414 308308 1050℃1050 ℃ 1010 338338 1100℃1100 ℃ 88 345345 1150℃1150 ℃ 55 354354 1200℃1200 ℃ 44 358358

표 5로부터, 소결 온도가 높을수록 흡수율은 작아지고, 압축 강도는 증가한다는 것을 알 수 있었다. 또한, 1150℃에서는 굴곡 현상이 일어나기 시작하였으며, 이 현상으로 인하여 성형체의 일부가 융해하여 벽돌의 조직을 치밀하게 만들어 흡수율이 작아지고, 압축 강도가 증가하는 경향을 나타내었다. 그러나, 굴곡 현상으로 인하여 성형체는 일정한 형상이 되지 않으므로 벽돌로 사용할 수 없었다. 따라서, 안정화제의 첨가에 의한 방법 중에서는 장석 5 중량%, 납석 8중량% 및 백토 7중량%를 혼합하여 첨가하고 1100℃에서 2시간 동안 소결시킨 벽돌이 가장 우수한 물성을 갖는다는 것을 알 수 있었다.Table 5 shows that the higher the sintering temperature, the smaller the water absorption rate and the higher the compressive strength. In addition, a bending phenomenon began to occur at 1150 ° C., which caused a part of the molded body to melt to densify the structure of the brick, resulting in a decrease in water absorption and an increase in compressive strength. However, due to the bending phenomenon, the molded body did not become a uniform shape and thus could not be used as a brick. Therefore, in the method by adding the stabilizer, it was found that the bricks sintered at 1100 ° C. for 2 hours by mixing 5% by weight of feldspar, 8% by weight of feldspar and 7% by weight of clay were mixed. .

실시예 5Example 5

내후성 실험Weathering Experiment

실시예 3의 방법으로 제조된 슬러지만 첨가한 벽돌 및 실시예 4의 방법으로 제조된 장석 5 중량%, 납석 8 중량% 및 백토 7 중량%를 첨가한 벽돌의 내후성을 시험하기 위하여 이들 시료를 오토클레이브 오븐에 넣어서 200℃에서 3시간, 4시간 및 5시간 동안 유지시킨 후, 압축 강도를 측정한 결과 압축 강도의 변화가 전혀 나타나지 않았다.These samples were tested for the weather resistance of sludge-added bricks prepared by the method of Example 3 and bricks added with 5% by weight of feldspar, 8% by weight of feldspar and 7% by weight of clay prepared by the method of Example 4. After being put in a clave oven and kept at 200 ° C. for 3 hours, 4 hours and 5 hours, the compressive strength was measured and no change in the compressive strength was observed.

그리고 상기 벽돌을 영하 30℃에서 유지되는 냉장고에 넣어서 3시간, 4시간 및 5시간 동안 유지시킨 후, 상온에서 압축 강도를 측정한 결과 역시 압축 강도의 변화가 전혀 나타나지 않았다.After the bricks were put in a refrigerator maintained at minus 30 ° C. and maintained for 3 hours, 4 hours, and 5 hours, the compressive strength was measured at room temperature.

실시예 6Example 6

착색 시험Coloring test

슬러지의 양을 기준으로 하여 산화철 5 중량%, 10 중량% 및 20 중량%를 첨가한 것을 제외하고는 상기 실시예 4 및 5와 동일하게 시험하여 벽돌을 제조하였으며, 5 중량%를 첨가하였을 때에는 옅은 적색, 10 중량%를 첨가하였을 때에는 적색, 산화철 첨가량은 10 중량%가 가장 적합함을 알 수 있었다. 또한, 슬러지의 양을 기준으로 하여 플라이 애쉬 5 중량%, 10 중량%, 15 중량% 및 20 중량%를 첨가한 것을 제외하고는 상기 실시예 4 및 5와 동일하게 시험하여 검은색의 벽돌을 제조하였으며, 플라이 애쉬 10 중량%를 첨가하였을 때가 가장 실용적이었으며, 15 중량% 이상을 첨가하면 벽돌의 압축 강도가 저하되었다. 또한, 이와 같이 산화철 10 중량%를 첨가하여 성형시킨 벽돌을 2가 금속염 용액에 담구어서 소성시키면 표면이 검정 벽돌 표면에 강자성체인 BaFe12O19와 같은 물질이 생성되어 표면이 자석과 같은 역할을 하게 되며, 이는 이와 같은 벽돌을 시공할 경우 인체에 약한 자력을 제공하는 효과를 갖는다는 것을 알 수 있다.Bricks were prepared in the same manner as in Examples 4 and 5, except that 5 wt%, 10 wt%, and 20 wt% of iron oxide were added based on the amount of sludge, and pale when 5 wt% was added. When 10% by weight of red was added, it was found that the most suitable amount of red and iron oxide was 10% by weight. Also, black bricks were prepared in the same manner as in Examples 4 and 5, except that 5 wt%, 10 wt%, 15 wt%, and 20 wt% of fly ash were added based on the amount of sludge. The most practical was when 10% by weight of fly ash was added, and the compressive strength of the brick was lowered by adding more than 15% by weight of fly ash. In addition, when the brick formed by adding 10% by weight of iron oxide is immersed in a divalent metal salt solution and fired, a material such as BaFe 12 O 19 , a ferromagnetic material, is formed on the surface of the black brick so that the surface acts like a magnet. It can be seen that this has the effect of providing a weak magnetic force to the human body when constructing such a brick.

본 발명에 따르면, 플루오르산 폐수의 슬러지를 사용하여 토목 및 건축용 건자재를 제조할 수 있으며, 본 발명에 따라 제조된 건자재는 흡수율과 수축률이 낮고 압축 강도가 높으며 건조 과정을 거치지 않고도 바로 소결이 가능하며 소결 온도가 낮은 특징이 있다. 따라서, 플루오르산 폐수의 슬러지를 재활용함으로써 폐기물 처리 비용을 절감할 수 있으므로 경제적이면서도 환경 오염을 줄일 수 있을 뿐만 아니라. 우수한 물성을 갖는 건자재를 제조할 수 있다.According to the present invention, it is possible to manufacture construction materials for civil engineering and construction using sludge of fluoric acid wastewater, the construction materials prepared according to the present invention can be sintered immediately without absorption and shrinkage rate, high compressive strength and without drying process It is characterized by a low sintering temperature. Thus, by recycling the sludge of fluoric acid wastewater, waste disposal costs can be reduced, thereby reducing economic and environmental pollution. It is possible to manufacture a building material having excellent physical properties.

Claims (13)

플루오르산 폐수 슬러지를 소성시켜 안정화시키는 단계; 안정화뙨 소성물을 분쇄하는 단계; 소성된 분말에 결합제로서 상기 슬러지 10 내지 30 중량% 및 안료를 첨가하여 성형하는 단계; 및 성형물을 건조시킴이 없이 소결시키는 단계를 포함하는 플루오르산 폐수의 슬러지를 사용한 건자재의 제조 방법.Calcining and stabilizing the fluoric acid wastewater sludge; Grinding the stabilized calcined product; Molding by adding 10 to 30% by weight of the sludge and a pigment as a binder to the calcined powder; And sintering the molded article without drying it. 제1항에 있어서, 상기 소성된 분말에 안정화제를 첨가하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플루오르산 폐수의 슬러지를 사용한 건자재의 제조 방법.The method of claim 1, further comprising the step of adding a stabilizer to the calcined powder. 제1항에 있어서, 상기 소성 온도가 800℃ 내지 950℃인 것을 특징으로 하는 플루오르산 폐수의 슬러지를 사용한 건자재의 제조 방법.The method for producing a building material using sludge of fluoric acid wastewater, according to claim 1, wherein the firing temperature is 800 ° C to 950 ° C. 제1항에 있어서, 상기 소결 온도가 1000℃ 내지 1200℃인 것을 특징으로 하는 플루오르산 폐수의 슬러지를 사용한 건자재의 제조 방법.The method for producing a building material using sludge of fluoric acid wastewater, according to claim 1, wherein the sintering temperature is 1000 ° C to 1200 ° C. 제1항에 있어서, 상기 안료가 산화철, 플라이 애쉬, Mn염, Zn염, Ni염, Co염, Ba염, Sr염 및 Cr염으로 이루어지는 군으로부터 선택된 1종 이상의 염인 것을 특징으로 하는 플루오르산 폐수의 슬러지를 사용한 건자재의 제조 방법.The fluoric acid wastewater according to claim 1, wherein the pigment is at least one salt selected from the group consisting of iron oxide, fly ash, Mn salt, Zn salt, Ni salt, Co salt, Ba salt, Sr salt and Cr salt. The manufacturing method of building materials which used sludge. 제1항에 있어서, 소성로 또는 소결로에 슬러지와 성형물을 함께 넣어서 슬러지를 소성시키는 소성 공정과 성형물을 소결시키는 소결 공정을 동일한 로에서 동시에 수행하는 것을 특징으로 하는 플루오르산 폐수의 슬러지를 사용한 건자재의 제조 방법.The method of claim 1, wherein the sintering process for firing the sludge by putting the sludge and the molded product together in a sintering furnace or sintering furnace and the sintering process for sintering the molded product are simultaneously performed in the same furnace. Manufacturing method. 플루오르산 폐수 슬러지를 건조시키는 단계; 건조물을 분쇄하는 단계; 건조된 분말에 안정화제 10 내지 30 중량% 및 안료를 첨가하는 단계; 생성 혼합물을 성형하는 단계; 및 성형물을 건조시킴이 없이 소결시키는 단계를 포함하는 플루오르산 폐수의 슬러지를 사용한 건자재의 제조 방법.Drying the fluoric acid wastewater sludge; Grinding the dry matter; Adding 10 to 30 wt% stabilizer and pigment to the dried powder; Shaping the resulting mixture; And sintering the molded article without drying it. 제 7 항에 있어서, 소결 온도가 1000℃ 내지 1200℃인 방법.8. The method of claim 7, wherein the sintering temperature is between 1000 ° C and 1200 ° C. 제7항에 있어서, 안료가 산화철, 플라이 애쉬, Mn염, Zn염, Ni염, Co염, Ba염, Sr염, 및 Cr염으로 이루어지는 군으로부터 선택된 1종 이상의 염인 것을 특징으로 하는 플루오르산 폐수의 슬러지를 사용한 건자재의 제조 방법.8. The fluoric acid wastewater according to claim 7, wherein the pigment is at least one salt selected from the group consisting of iron oxide, fly ash, Mn salt, Zn salt, Ni salt, Co salt, Ba salt, Sr salt, and Cr salt. The manufacturing method of building materials which used sludge. 제7항에 있어서, 소성로 또는 소결로에 슬러지와 성형물을 함께 넣어서 슬러지를 소성시키는 소성 공정과 성형물을 소결시키는 소결 공정을 동일한 로에서 동이에 수행하는 것을 특징으로 하는 플루오르산 폐수의 슬러지를 사용한 건자재의 제조 방법.The building material using sludge of fluoric acid wastewater according to claim 7, wherein a sintering process for sintering the sludge by putting the sludge and the molded product together in the sintering furnace or the sintering furnace is performed at the same time in the same furnace. Method of preparation. 제7항에 있어서, 상기 안정화제가 장석, 납석, 백토, 적토, 플라이 애쉬, 실리카, 마그네시아. 규사, 폐유리 및 알루미나로 이루어지는 군으로부터 선택된 1종 이상의 물질인 것을 특징으로 하는 플루오르산 폐수의 슬러지를 사용한 건자재의 제조 방법.8. The method of claim 7, wherein said stabilizer is feldspar, feldspar, clay, red soil, fly ash, silica, magnesia. A method for producing a building material using sludge of fluoric acid wastewater, characterized in that at least one material selected from the group consisting of silica sand, waste glass and alumina. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 기재된 방법으로 제조된 건자재.The building material manufactured by the method of any one of Claims 1-11. 제12항에 있어서, 건자재가 벽돌 또는 타일인 건자재.The building material according to claim 12, wherein the building material is a brick or a tile.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100343326B1 (en) * 2000-03-27 2002-07-15 장영재 A Process for Preparing high cement using Sludge waste Water
KR100489207B1 (en) * 2002-07-27 2005-05-17 장영재 Method for preparing ascon
KR100568930B1 (en) * 2004-08-23 2006-04-07 한국건설기술연구원 Lightweight Artificial Soil And Its Manufacturing Method By Using Waste
KR100568931B1 (en) * 2004-08-23 2006-04-07 한국건설기술연구원 Lightweight Artificial Soil And Its Manufacturing Method By Using Sludge

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100343326B1 (en) * 2000-03-27 2002-07-15 장영재 A Process for Preparing high cement using Sludge waste Water
KR100489207B1 (en) * 2002-07-27 2005-05-17 장영재 Method for preparing ascon
KR100568930B1 (en) * 2004-08-23 2006-04-07 한국건설기술연구원 Lightweight Artificial Soil And Its Manufacturing Method By Using Waste
KR100568931B1 (en) * 2004-08-23 2006-04-07 한국건설기술연구원 Lightweight Artificial Soil And Its Manufacturing Method By Using Sludge

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