KR19990014546A - Manufacturing method of artificial gravel and color ceramics using sludge of heavy metal wastewater - Google Patents

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KR19990014546A KR1019980050059A KR19980050059A KR19990014546A KR 19990014546 A KR19990014546 A KR 19990014546A KR 1019980050059 A KR1019980050059 A KR 1019980050059A KR 19980050059 A KR19980050059 A KR 19980050059A KR 19990014546 A KR19990014546 A KR 19990014546A
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최성찬
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Abstract

본 발명은 철강 공장 폐수의 슬러지를 사용한 건자재의 제조 방법 및 이와 같이 제조된 건자재에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 중금속이 함유된 폐수를 처리한 후 부생되는 슬러지를 안정화시켜 건자재를 제조하는 방법 및 이와 같이 제조된 건자재, 예를 들면 인조자갈 및 칼라세라볼에 관한 것이다. 본 발명에 따라 제조된 인조자갈 및 칼라세라볼은 흡수율이 낮고 압축 강도가 높을 뿐만 아니라 중금속이 용출되지 않으며 검정색의 색상이 우수하다. 따라서, 중금속 폐수의 슬러지를 재활용함으로써 폐기물 처리 비용을 절감할 수 있어, 경제적이면서도 환경 오염을 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 우수한 물성을 갖는 인조자갈 및 칼라세라볼을 제조할 수 있다.More particularly, the present invention relates to a method for manufacturing a building material by stabilizing sludge as a by-product after treating wastewater containing heavy metals, and a method for manufacturing a building material using the sludge For example, artificial gravel and color ceramics. The artificial gravels and color ceramics produced according to the present invention have low water absorption, high compressive strength, no heavy metal elution, and excellent black color. Therefore, it is possible to reduce the waste disposal cost by recycling the sludge of the heavy metal wastewater, thereby making it possible to produce artificial gravel and color ceramics having economic properties as well as environmental pollution and having excellent physical properties.

Description

중금속 폐수의 슬러지를 이용한 인조자갈 및 칼라세라볼의 제조 방법Manufacturing method of artificial gravel and color ceramics using sludge of heavy metal wastewater

본 발명은 중금속 폐수의 슬러지를 사용한 건자재의 제조 방법 및 이와 같이 제조된 건자재에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 중금속이 함유된 폐수를 처리한 후 부생되는 슬러지를 안정화시켜 토목 및 건축용 건자재를 제조하는 방법 및 이와 같이 제조된 건자재, 예를 들면 모래, 시멘트, 자갈 등으로 구성되는 콘크리트에서 자갈 대신에 사용되는 인조자갈 및 테라조타일을 만드는데 사용되는 칼라세라볼에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing building materials using sludge of heavy metal wastewater and a method of manufacturing building materials for civil engineering and construction by stabilizing sludge as a byproduct after treating wastewater containing heavy metals And a callacer ball used for making artificial gravel and terra cotta tiles used in place of gravel in concrete composed of such manufactured materials, for example, sand, cement, gravel and the like.

철강 공장, 특수강 공장, 도금 공장, 비철금속 공장 등에서 배출되는 폐수에는 다량의 중금속이 함유되어 있으며, 이와 같은 폐수를 처리하여 중금속의 함량을 법정 허용 기준치 이하로 떨어뜨리기 위해서 통상 철염, 알루미늄염, 가성소다, 소석회, 유기 응집제 등을 사용하고 있다.Wastewater discharged from steel plants, special steel plants, plating plants, and non-ferrous metals plants contains a large amount of heavy metals. In order to treat such wastewater and reduce the content of heavy metals to below the statutory limit, iron salts, aluminum salts, caustic soda , Slaked lime, and organic coagulants.

이와 같이 중금속 폐수의 처리시 부생되는 중금속이 함유된 슬러지는 폐수처리제에 의해 침전 및 응집되어 생성된다. 이들 슬러지는 고온으로 가열시 중량이 감소되고, 이를 사용하여 인조자갈 및 칼라세라볼을 제조하는 경우 균열이 일어나고 색상이 일정하지 않는 등 열화학적으로 불안정하며, 구조물 붕괴의 원인이 되는 유리 칼슘이 존재하며, 중금속이 용출되기 쉬우므로 인조자갈 및 칼라세라볼로서 재활용하는 것이 사실상 불가능하다. 더욱이, 이와 같은 중금속 폐수의 배출량은 날로 증가되고 있지만 슬러지의 재활용에 관한 연구는 아직까지 만족할 만한 결과를 얻지 못하고 있는 실정이다.The sludge containing heavy metals as a by-product in the treatment of the heavy metal wastewater is produced by sedimentation and coagulation by the wastewater treatment agent. These sludges are reduced in weight when heated to a high temperature, and when they are used to produce artificial gravel and color ceramics, cracks occur, the color is unstable, thermochemically unstable, and the presence of free calcium And it is practically impossible to recycle them as artificial gravel and color sera balls since heavy metals are liable to be eluted. Furthermore, although the amount of heavy metal wastewater discharged is increasing day by day, research on the recycling of sludge has not yet achieved satisfactory results.

따라서, 현재로서는 중금속 폐수를 처리한 후 부생되는 슬러지는 대부분 폐기물 형태로 처리되어 매립되고 있는 실정이다. 이와 같이 매립된 슬러지는 재용해되어 토양으로 스며들어 토양과 지하수뿐만 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, sludge as a byproduct after treatment of heavy metal wastewater is mostly disposed of in the form of waste. The landfilled sludge is reused and permeates into the soil, becoming a secondary source of pollution not only in soil and groundwater but also in rivers and oceans. In addition, the treatment of such sludge is costly and causes a rise in manufacturing cost. Therefore, there is a need to necessarily recycle the sludge.

이와 같이 본 발명에 사용된 대표적인 중금속 폐수의 슬러지의 금속 성분을 원자 흡수 분광기를 이용하여 측정한 결과를 하기 표 1에 나타낸다.The metal components of the representative heavy metal wastewater sludge used in the present invention were measured using an atomic absorption spectrometer.

중금속 폐수의 슬러지의 금속 성분 함량Metal content of sludge of heavy metal wastewater 성 분ingredient 함량(wt%)Content (wt%) 성 분ingredient 함량(wt%)Content (wt%) NaNa 1.341.34 CaCa 21.9021.90 AlAl 0.180.18 CrCr 6.166.16 SiSi 1.871.87 FeFe 28.0028.00 KK 0.150.15 MgMg 0.510.51

표 1에서, Si, Cr 및 Fe는 특수강 등의 제조 과정에서의 폐수로부터 기원하는 성분이며, Al, Ca, Na, K 및 Mg는 중금속 폐수를 처리하기 위하여 첨가된 침전제 및 응집제로부터 기원하는 성분이다. 이와 같은 슬러지로부터 생성이 가능한 화합물의 형태로는 통상적인 폐수 처리 공정을 예상하여 볼 때 Ca(OH)2, Al(OH)3, SiO2, Cr(OH)3, Fe(OH)3, Na2SO4, Mg(OH)2, K2SO4등을 들 수 있으며, 이들은 고온으로 가열하면 가장 안정한 화합물의 형태로 변화된다.In Table 1, Si, Cr and Fe are components originating from wastewater in the production of special steels, and Al, Ca, Na, K and Mg originate from precipitants and flocculants added to treat heavy metal wastewater . (OH) 3 , SiO ( 2) , Cr (OH) 3 , Fe (OH) 3 , Na (OH) 2 and the like can be considered as typical compounds that can be produced from such sludge, 2 SO 4 , Mg (OH) 2 , and K 2 SO 4 , which change to the most stable compound form when heated at a high temperature.

이와 같은 슬러지는 중금속이 함유된 폐수에 침전제로, 예를 들면 소석회, 응집제 예를 들면, 황산알루미늄, 철염, 침강제로, 예를 들면 폴리아크릴 아마이드 등의 첨가제를 가함으로써 화학적, 물리적 반응을 일으켜 생성된 슬러지로서, 입경이 미세하고 수분, 수산화물, 유기물 등을 다량으로 포함하고 있다. 따라서, 이들을 약 1000℃ 이상의 고온으로 가열하는 경우 작열 감량이 약 30% 정도에 이를 정도로 수축이 너무 많이 일어난다. 이로 인해, 성형체에 균열, 굴곡 현상 등이 일어나므로 일정한 형상의 성형체를 유지할 수가 없다. 따라서, 이와 같은 슬러지를 단독으로 사용해서는 테라조타일용으로 사용되는 칼라세라볼 및 인조자갈을 제조하는 것이 사실상 불가능하다.Such sludge is produced by causing chemical and physical reaction to the heavy metal-containing wastewater as a precipitant, for example, by adding additives such as calcium hydroxide and a flocculant such as aluminum sulfate, iron salt, and precipitating agent such as polyacrylamide The sludge has a fine particle size and contains a large amount of water, hydroxide, organic matter, and the like. Therefore, when they are heated to a high temperature of about 1000 ° C or more, too much contraction occurs so that the weight loss is about 30%. As a result, cracks, bending phenomena, and the like occur in the formed body, so that it is not possible to hold the formed body of a certain shape. Therefore, it is practically impossible to manufacture color ceramics and synthetic gravel used for terra cotta by using such sludge alone.

또한, 중금속 폐수의 슬러지에는 상기 표 1에 나타낸 바와 같이 Ca가 21.9 중량% 정도, Cr이 6.16 중량% 정도 함유되어 있고, 이들은 대부분 상온에서 불안정한 수산화물의 형태로 존재한다. 따라서, 상기 슬러지를 소성하여 검정색 계통의 칼라세라볼과 인조자갈을 만드는 경우, 소성물내에 유리 칼슘(CaO)이 존재할 경우에는 공기 중의 수분과 반응하여 Ca(OH)2로 변화되면서 소성물은 부피가 증가되어 서서히 붕괴되는 현상이 일어나고, 건축물에 이러한 건자재를 사용하였을 경우에 대형 참사를 일으킬 수 있는 가능성이 있다. 또한, 소성물내의 Cr은 칼라세라볼 및 인조자갈로부터 유리되어 표면을 녹색으로 변화시킬 뿐만 아니라, Cr이 물에 용출되어 환경을 오염시키는 원인이 된다.As shown in Table 1, the sludge of the heavy metal wastewater contains about 21.9% by weight of Ca and about 6.16% by weight of Cr, and they exist in the form of unstable hydroxides mostly at normal temperature. Therefore, when the sludge is fired to produce black ceramics and artificial gravel, when free calcium (CaO) is present in the sintered body, the sludge reacts with moisture in the air to change into Ca (OH) 2 , And it is possible that this construction material will cause a disaster when the building material is used in the building. In addition, Cr in the fired product is released from the color ceramics and artificial gravel to change the surface to green, and also causes Cr to be dissolved in water and pollute the environment.

중금속 폐수의 슬러지를 사용하여 테라조타일용으로 사용되는 칼라세라볼과 건자재용으로 사용되는 인조자갈로 재활용하기 위해서는 통상적으로 다음의 4가지 조건이 충족되어야 하며, 인조자갈은 칼라세라볼과 제조 조건 및 특성이 거의 동일하므로 이하 인조자갈에 관한 설명은 생략하고 칼라세라볼에 대해서만 설명하기로 한다.In order to recycle the sludge of heavy metal wastewater using the cola ceramics used for the terrazzo and the artificial gravel used for the building material, the following four conditions are usually required to be satisfied. Since the characteristics are almost the same, the explanation about the artificial gravels is omitted below, and only the color ceramics will be described.

1) 슬러지를 원형 및 파석 형태로 성형한 후에 고온에서 소성할 때 성형체의 내부에 기공이 발생되지 않아야 한다.1) When the sludge is molded at a high temperature after molding in the shape of a round and a stripe, no pores should be generated inside the molded body.

2) 제조된 칼라세라볼은 흡수율은 작고 압축 강도는 커야 한다.2) The color cera ball manufactured should have a small absorption rate and a high compressive strength.

3) 제조된 칼라세라볼은 폐수의 침전제로 사용되는 칼슘이 산화칼슘 형태(유리 칼슘)로 존재하지 않아야 한다.3) The prepared cola cerabol should not contain the calcium used as the precipitant of wastewater as calcium oxide (free calcium).

4) 제조된 칼라세라볼은 양호한 내구성을 갖고 있어야 하며, 중금속 이온이 용출되지 않아야 한다.4) The prepared color ceramics should have good durability and should not release heavy metal ions.

한편, 건축용 건자재인 테라조타일은 일반적으로 시멘트, 골재, 색자갈, 대리석 조각 등으로 이루어지며, 이러한 테라조타일에 색상을 부여하기 위해서 색상을 띄는 색자갈이 사용되고 있다. 그러나, 색상을 갖고 있는 색자갈의 품귀 현상으로 인하여 현재는 주로 칼라세라볼이 사용되고 있다.On the other hand, terraced roof tile, which is a construction material for construction, is generally made of cement, aggregate, color gravel, marble sculpture, etc., and color gravel having color is used to give color to such terrazzo tiles. However, due to the scarcity of colored pebbles having color, color sera ball is mainly used now.

현재, 칼라세라볼은 천연 광석, 예를 들면 장석, 도석, 규석 등을 미분쇄하여 무기 안료와 혼합하고 다양한 크기의 구형 또는 파석 형태로 성형한 후 고온에서 소성시켜 제조하고 있으며, 이와 같이 하여 여러 종류의 색상 및 크기를 갖는 칼라세라볼을 제조하고 있다. 테라조타일을 제조할 때 천연 광석을 사용하여 제조한 칼라세라볼을 사용하는 경우, 천연 광석이 사용되고, 이로 인해 소성 온도가 높기 때문에 원료비와 연료비가 많이 든다. 따라서, 이와 같이 천연광석이 사용된 테라조타일은 테라조타일과 같은 용도로 사용되는 고분자 수지 타일, 도자기 타일 등의 다른 건자재와의 가격 경쟁에서 우위를 점할 수 가 없다.At present, Kalasera Ball is manufactured by finely grinding natural ores such as feldspar, stones, and quartz, mixing them with inorganic pigments, molding them into spherical or staggered shapes of various sizes, and firing them at high temperatures. Type color and size. ≪ Desc / Clms Page number 2 > In the case of using terracotta tiles with natural ceramics, natural ore is used, resulting in a high cost of raw materials and fuel because of the high firing temperature. Therefore, terrazzo tiles in which natural ores are used in this way have no advantage in price competition with other building materials such as polymer resin tiles and ceramic tiles used for terra cotta tires.

그러므로, 본 발명의 서두에서 언급한 중금속 폐수의 슬러지를 재활용하여 검정색 계통의 칼라세라볼 및 이들을 사용한 테라조타일을 제조할 수 있다면, 상기와 같은 다른 건자재와의 가격 경쟁에서 우위를 점할 수가 있다.Therefore, if the sludge of the heavy metal wastewater mentioned in the introduction of the present invention can be recycled to produce black ceramics and terra cotta tiles using them, it can be advantageous in price competition with other construction materials as described above.

본 발명자들은 이러한 문제점들을 해결하기 위하여 예의 연구를 거듭한 결과, 흡수율 및 압축 강도가 우수하고, 소성 온도가 낮으므로 제품의 제조 비용이 절감될 수 있으며, 환경 오염도 줄일 수 있는, 중금속 폐수의 슬러지를 사용한 검정색 계통의 칼라세라볼 및 인조자갈의 제조 방법 및 이와 같이 제조된 칼라세라볼 및 인조자갈을 개발하게 되어 본 발명을 완성하게 되었다.The inventors of the present invention have conducted diligent studies to solve these problems, and as a result, they have found that the sludge of heavy metal wastewater, which is excellent in water absorption and compression strength and can be reduced in production cost due to low sintering temperature, The present invention relates to a method for producing color sera balls and artificial gravels of the used black system, and to a method for producing the same.

따라서, 본 발명의 목적은 중금속 폐수의 슬러지를 열화학적으로 안정화시켜 중금속 폐수의 슬러지를 사용한 검정색 계통의 칼라세라볼 및 인조자갈을 제조하는 방법 및 이와 같이 제조된 칼라세라볼 및 인조자갈을 제공하는 것이다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a method of producing black calla lacra ball and artificial gravel using the sludge of heavy metal wastewater by thermochemically stabilizing the sludge of heavy metal wastewater, and a method of producing callacer ball and artificial gravel will be.

본 발명의 또다른 목적은 본 발명에 따라 제조된 검정색 계통의 칼라세라볼이 사용된 테라조타일을 제공하는 것이다.It is still another object of the present invention to provide a terrazzo tile using a black system color ceramics manufactured according to the present invention.

본 발명의 상기 목적 및 다른 목적과 특징 및 이점은 후술하는 본 발명의 상세한 설명에 의해 더욱 명확하게 이해될 수 있을 것이다.These and other objects, features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description of the present invention when taken in conjunction with the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따라 입체적으로 착색된 칼라세라볼을 나타내는 모식도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a schematic diagram showing a color cerabola colored sterically according to the present invention. Fig.

도 2는 1000℃에서 2시간 동안 소성시킨 중금속 폐수의 슬러지 소성물의 X-선 회절도이다.2 is an X-ray diffraction chart of a sludge sintered product of heavy metal wastewater fired at 1000 ° C for 2 hours.

도 3은 1000℃에서 2시간 동안 소성시킨 플루오르산 폐수의 슬러지 소성물의 X-선 회절도이다.3 is an X-ray diffraction chart of sludge calcination of fluoric acid wastewater fired at 1000 ° C for 2 hours.

도 4는 중금속 폐수 슬러지에 산화철이 함유된 플루오르산 폐수의 슬러지를 40 중량 % 첨가하고 1100℃에서 2시간 동안 소성시킨 소성물의 X-선 회절도이다.Fig. 4 is an X-ray diffraction chart of a sintered product obtained by adding 40 wt% of sludge of hydrofluoric acid wastewater containing iron oxide to heavy metal wastewater sludge and firing at 1100 캜 for 2 hours.

본 발명은 중금속 폐수의 슬러지를 사용하여 칼라세라볼을 제조한 후 이를 테라조타일로 재활용하는 데 요구되는 조건들을 모두 충족시키는, 본 발명에 따른 중금속 폐수의 슬러지를 사용한 검정색 계통의 칼라세라볼을 제조하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing a color system of black color using a sludge of a heavy metal waste water according to the present invention which satisfies all the requirements for producing a color sera ball using sludge of heavy metal wastewater and then recycling it as a terazotilla .

본 발명에 따라서, 중금속 폐수의 슬러지와, 안정제로서의 산화철 또는 산화철을 다량으로 함유하는 플루오르산 폐수의 슬러지를 혼합하고, 혼합물을 구형 또는 파석 형태로 성형함으로써 검정색 계통의 칼라세라볼을 제조할 수 있다.According to the present invention, a black series of color ceramics can be produced by mixing sludge of heavy metal wastewater with sludge of fluoric acid wastewater containing a large amount of iron oxide or iron oxide as stabilizer and molding the mixture into spherical or fissured form .

본 발명에 사용되는 산화철(Fe2O3)은 칼슘, 알루미늄, 크롬, 마그네슘, 아연, 망간 등의 금속과 고온에서 반응하여 검정색을 갖는 난용성의 안정한 페라이트를 형성하므로, 중금속 폐수의 슬러지에 산화철 또는 산화철을 다량으로 함유하는 플루오르산 폐수의 슬러지를 첨가하는 경우, 검정색의 색상이 우수할 뿐만 아니라 중금속 이온이 물에 용출되지 않는 검정색 계통의 칼라세라볼을 얻을 수 있다. 즉, 슬러지 중의 Ca는 가열시 Fe와 반응하여 안정한 구조를 갖는 칼슘-철 화합물(CaFe2O4, 2CaO.Fe2O3)을 형성하며, Cr도 Fe와 반응하여 안정한 크롬-철 화합물((Cr.Fe)2O3, Cr1.3Fe0.7O3)을 형성한다.The iron oxide (Fe 2 O 3 ) used in the present invention reacts with metals such as calcium, aluminum, chromium, magnesium, zinc and manganese at high temperatures to form a stable ferrite having black color, Or sludge of fluoric acid wastewater containing a large amount of iron oxide is added, it is possible to obtain a black system color sera ball not only having a good black color but also eliminating heavy metal ions into water. That is, Ca in the sludge reacts with Fe during heating to form a calcium-iron compound (CaFe 2 O 4 , 2CaO.Fe 2 O 3 ) having a stable structure, and Cr also reacts with Fe to form a stable chromium-iron compound Cr. Fe) 2 O 3 , Cr 1.3 Fe 0.7 O 3 ).

예를 들어, Ca와 Fe는 1:2의 몰비로 존재할 때 가장 안정한 스피넬 구조를 갖는 칼슘 페라이트(CaFe2O4)를 형성하며, Cr과 Fe는 1:1로 존재할 때 안정한 화합물을 형성하지만, 상기 표 1에 나타낸 바와 같이 중금속 폐수의 슬러지중에는 칼슘과 철이 대략 1:1의 몰비로 존재한다. 따라서, 슬러지내의 칼슘과 크롬을 안정화시키기 위해서는, 슬러지내의 칼슘과 크롬의 함량을 줄이든지 철의 함량을 높여야만 안정한 화합물이 형성된 소성체를 제조할 수 있다는 것을 알 수 있다.For example, when Ca and Fe are present in a molar ratio of 1: 2, they form calcium ferrite (CaFe 2 O 4 ) having the most stable spinel structure. When Cr and Fe are present in a ratio of 1: 1, As shown in Table 1, calcium and iron exist in a molar ratio of about 1: 1 in the sludge of the heavy metal wastewater. Therefore, in order to stabilize calcium and chromium in the sludge, it is possible to produce a sintered body having a stable compound by decreasing the content of calcium and chromium in the sludge or increasing the content of iron.

본 발명에 있어서, 중금속 폐수의 슬러지에 첨가되는 산화철은 상술한 바와 같이 슬러지내에 존재하는 칼슘, 크롬 원소와 2:1의 몰비를 이루는 것이 바람직하다. 산화철을 슬러지내에 함유되어 있는 금속 농도보다 몰비를 기준으로 하여 2배가 넘게 혼합하면 여분의 산화철에 의해 칼라세라볼은 검붉은색으로 발색되고, 산화철의 혼합량이 이보다 적은 경우 검정색으로 발색은 되지만 칼슘과 크롬과 같은 원소들이 불안정하게 존재하므로 물에 용출되기 쉽다. 따라서, 산화철의 첨가량은 슬러지내에 존재하는 철과 철 이외의 금속들의 농도를 알면 구할 수 있으며, 슬러지의 수분 함량 10 중량%를 기준으로 할 때 슬러지의 중량을 기준으로 10 내지 30 중량%가 바람직하다. 산화철의 첨가량이 10 중량% 미만이면 칼슘과 크롬 원소들이 단독으로 존재하며, 30 중량%를 초과하면 칼슘과 크롬은 안정화되지만 칼라세라볼의 색상이 검붉은색으로 변화됨을 확인하였다.In the present invention, the iron oxide added to the sludge of the heavy metal wastewater preferably has a molar ratio of 2: 1 with the calcium and chromium elements present in the sludge as described above. When the iron oxide is mixed more than two times based on the molar ratio of the metal contained in the sludge, the color of the ceraser ball is reddish by the extra iron oxide. If the amount of the iron oxide is less than that, Elements such as chromium are unstable and are likely to elute in water. Therefore, the addition amount of iron oxide can be obtained by knowing the concentrations of metals other than iron and iron present in the sludge, and is preferably 10 to 30% by weight based on the weight of the sludge based on 10% by weight of the water content of the sludge . When the added amount of iron oxide is less than 10% by weight, calcium and chromium elements exist alone, while when it exceeds 30% by weight, calcium and chromium are stabilized, but the color of calcerabol is changed to dark red.

본 발명에 사용되는 플루오르산 폐수의 슬러지는 플루오르산을 처리할 때 부생되는 플루오르산 폐수의 슬러지로서, 철 성분이 많이 함유되어 있는 전자관 공장, 반도체 공장, 철강 공장, 유리 공장, 비료 공장, 전구 공장 등에서 배출되는 폐수의 처리시 부생되며, 그의 대표적인 금속 성분을 원자 흡수 분광기를 이용하여 측정한 결과를 하기 표 2에 나타낸다.The sludge of fluoric acid wastewater used in the present invention is a sludge of fluoric acid wastewater produced as a by-product in the treatment of fluoric acid. The sludge of fluoric acid wastewater used in the present invention is a sludge of an iron tube, a semiconductor factory, a steel factory, a glass factory, And the representative metal components thereof are measured using an atomic absorption spectrometer. The results are shown in Table 2 below. ≪ tb > < TABLE >

플루오르산 폐수의 슬러지의 금속 성분 함량Metal content of sludge of fluoric acid wastewater 성 분ingredient 함량(wt%)Content (wt%) 성 분ingredient 함량(wt%)Content (wt%) SiSi 3.213.21 KK 0.120.12 AlAl 4.514.51 NaNa 0.990.99 FeFe 21.3021.30 MgMg 0.510.51 CaCa 23.9023.90

이와 같이 본 발명에 사용된 플루오르산 폐수의 슬러지는 가열할 때 플루오르산이 발생하여 심각한 공해를 일으키므로 이를 반드시 포집하여야만 한다. 중금속 폐수의 슬러지에 플루오르산 폐수의 슬러지를 사용하는 경우, 소량의 회장석이나 소석회를 병용하면 플루오르산 폐수를 가열할 때 발생되는 플루오르산이 회장석이나 소석회에 들어 있는 산화칼슘과 반응하여 CaF2로 변화되므로 플루오르산의 발생을 억제시킬 수 있다. 산화철을 다량으로 함유하는 플루오르산 폐수 중 Fe의 함량은 플루오르산 폐수의 슬러지의 수분 함량 10 중량%를 기준으로 할 때 20 내지 30 중량%가 바람직하고, 상기 플루오르산 폐수의 슬러지의 첨가량은 플루오르산 폐수의 슬러지의 수분 함량 10 중량%, 중금속 폐수의 슬러지의 수분함량 10 중량%를 기준으로 할 때, 중금속 폐수의 슬러지의 중량을 기준으로 하여 30 내지 50 중량%가 바람직하다. 산화철을 함유하는 플루오르산 폐수의 슬러지의 첨가량이 30 중량% 미만인 경우 칼슘과 크롬의 일부가 단독으로 존재하며, 첨가량이 50 중량%를 초과하는 경우 칼라세라볼의 색상이 약간 붉은색으로 변화된다.As described above, the sludge of fluoric acid wastewater used in the present invention must be collected because it generates severe acid pollution by generating fluoric acid when heated. When the sludge of heavy metal wastewater is used, sludge of fluoric acid wastewater is used, and when a small amount of the sludge or calcium hydroxide is used together, the fluoric acid generated when the fluoric acid wastewater is heated reacts with calcium oxide contained in the caustic soda or calcium hydroxide to change into CaF 2 The generation of fluoric acid can be suppressed. The Fe content in the fluoric acid wastewater containing a large amount of iron oxide is preferably 20 to 30% by weight based on 10% by weight of the water content of the sludge of the fluoric acid wastewater, and the addition amount of the sludge of the fluoric acid wastewater is fluoric acid It is preferable that 30 to 50% by weight, based on the weight of the sludge of the heavy metal waste water, is based on 10% by weight of the sludge of the waste water and 10% by weight of the water content of the sludge of the heavy metal waste water. When the addition amount of sludge of fluoric acid wastewater containing iron oxide is less than 30% by weight, a part of calcium and chromium exists alone, and when the addition amount exceeds 50% by weight, the color of cera cerabol changes to a slightly red color.

또한, 본 발명의 방법에 있어서, 칼라세라볼의 강도를 증가시키기 위해 중금속 폐수의 슬러지와 산화철 또는 산화철을 다량으로 함유하는 플루오르산 폐수의 슬러지와 같은 안정화제를 혼합할 때, 장석, 점토(적토), 백토, 카올린, 도석 광물, 플라이 애쉬, 실리카, 마그네사이트, 보오크사이트, 폐유리, 알루미나 및 폐주물사로 이루어지는 군으로부터 선택된 1종 이상의 물질을 함께 혼합할 수도 있으며, 이들의 첨가량은 중금속 폐수의 슬러지의 수분 함량 10 중량%를 기준으로 할 때 슬러지의 중량을 기준으로 하여 10 내지 60 중량%가 바람직하다. 이들의 첨가량이 10 중량%미만인 경우 칼라세라볼의 내화도가 낮아서 성형체가 1100℃의 온도에서도 용융 반응이 일어나며, 첨가량이 60 중량%를 초과하는 경우 내화도는 증가하지만 검정색의 강도가 약해진다.Further, in the method of the present invention, when the stabilizer such as sludge of fluoric acid wastewater containing a large amount of iron oxide or iron oxide is mixed with the sludge of heavy metal wastewater to increase the strength of color sera ball, feldspar, clay ), At least one material selected from the group consisting of clay, kaolin, tungsten mineral, fly ash, silica, magnesite, bauxite, waste glass, alumina and waste paper sand may be mixed together, Is preferably 10 to 60% by weight based on the weight of the sludge, based on 10% by weight of the water content of the sludge. When the amount of the additive is less than 10% by weight, the refractory of the color ceramic is low, so that the molded article undergoes a melting reaction even at a temperature of 1,100 ° C. When the added amount exceeds 60% by weight, the fire resistance is increased but the strength of black is weakened.

본 발명에 따라서, 본 발명에 따른 방법으로 제조된 칼라세라볼을 사용하여 기존의 다른 건자재와의 가격 경쟁에서 유리한 테라조타일을 제조할 수 있다.According to the present invention, terra cotta tiles can be produced which are advantageous in price competition with existing other construction materials by using the color ceramics manufactured by the method according to the present invention.

또한, 칼라세라볼을 사용한 테라조타일의 색상과 무늬를 입체적으로 자유롭게 구성하기 위하여, 구형 또는 파석 형태로 성형한 후 표면에 원하는 물질을 코팅하고 소성시켜 입체적인 색상을 갖는 칼라세라볼을 제조할 수도 있다. 본 발명에 따라 입체적으로 착색된 칼라세라볼을 나타내는 모식도를 도 1에 나타낸다. 이와 같은 방법으로 제조한 칼라세라볼을 시멘트와 혼합하여 테라조타일을 만든 후 양생과정을 거쳐 연마함으로써 도 1에 도시된 바와 같이 안쪽(검정색)과 바깥쪽(원하는 색)의 색상이 상이한 입체적인 색상을 갖는 테라조타일을 제조할 수 있다. 예를 들면, 칼라세라볼의 안쪽은 검정색이어서 성형체를 FeCl2또는 FeSO4등의 용액에 침지시킨 후 소성시키면 바깥쪽은 산화철이 생성되어 적색으로 변화된다. 또한, 도자기 공장에서 사용되고 있는 기존의 유약을 코팅하면 바깥쪽의 색상을 자유자재로 변화시킬 수도 있다.In addition, in order to freely construct the color and pattern of the terazotile using the color ceramics, it is possible to form a spherical or fale-like shape, then coat the desired material on the surface and firing to produce a color ceramics having three- have. Fig. 1 is a schematic view showing a color cerabola colored three-dimensionally according to the present invention. The color ceramics produced by the above method are mixed with cement to form terazo tiles, and then subjected to a curing process to polish the ceramics tiles. As a result, as shown in FIG. 1, three-dimensional colors (for example, Can be produced. For example, when the inside of the color ceramics is black, the molded body is immersed in a solution such as FeCl 2 or FeSO 4, and then fired, thereby forming iron oxide on the outside and changing to red. In addition, coating the existing glaze used in the ceramics factory, you can freely change the color outside.

본 발명에 따른 방법에 있어서 칼라세라볼의 소성 온도는 900℃ 내지 1200℃가 바람직하며, 소성 온도가 900℃ 미만이면 완전한 소성 반응이 일어나지 않고, 1200℃를 초과하면 칼라세라볼이 융해하여 그의 형상이 유지되지 않는다.In the method according to the present invention, the calcination temperature of the calcined ceramics is preferably from 900 to 1200 ° C. If the calcination temperature is less than 900 ° C., the complete calcination reaction does not occur. If the calcination temperature exceeds 1200 ° C., Is not maintained.

이와 같이 본 발명에 따라 제조된 검정색 계통의 칼라세라볼 및 입체적인 색상을 갖는 칼라세라볼을 시멘트, 골재 등과 혼합하여 성형하고 양생시킨 후 연마하여 자연 상태의 대리석이나 도자기 타일과 같이 입체적인 무늬를 갖는 다양한 형태의 테라조타일을 제조할 때는 칼라세라볼의 선택, 시멘트의 종류, 첨가제의 종류, 연마시의 광택도도 중요한 요소가 된다.As described above, the color system of the black color system manufactured according to the present invention and the color system ceramic color system having the three-dimensional color are mixed with cement, aggregate, etc., molded, cured and polished to form a three- The choice of color ceramics, the type of cement, the type of additive, and the degree of polish during polishing are also important factors in the production of terazo tiles in the form of tiles.

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 by way of examples, but the present invention is not limited to the following examples.

실시예 1Example 1

슬러지의 안정화 확인 시험Sludge stabilization confirmation test

Ca 21.90 중량%, Fe 28.00 중량%, Cr 6.16 중량%, Si 1.87 중량%, Na 1.34 중량%, Mg 0.51중량%, Al 0.18 중량% 및 K 0.15 중량%의 금속이 함유되어 있는 중금속 폐수의 슬러지를 1000℃에서 2시간 동안 소성시킨 중금속 폐수의 슬러지 소성물의 결정상을 X-선 회절 시험(리가꾸사(Rigaku)제 X-선 회절기 D/Max.ⅡA)을 통해 조사하였으며, X-선 회절기에 내장된 JCPDS(Joint Committe on Power Diffraction Standards) 카드를 사용하여 CaFe2O4결정을 검사한 결과를 도 2에 도시하였다. 도 2로부터 알 수 있는 바와 같이, 중금속 폐수 슬러지는 안정한 화합물인 Ca-페라이트의 결정상 형태로 존재하고 있다는 것을 알 수 있다.The sludge of heavy metal wastewater containing 21.90 wt% of Ca, 28.00 wt% of Fe, 6.16 wt% of Cr, 1.87 wt% of Si, 1.34 wt% of Na, 0.51 wt% of Mg, 0.18 wt% of Al and 0.15 wt% The crystal phase of sludge sintering of heavy metal wastewater fired at 1000 ° C. for 2 hours was examined through an X-ray diffraction test (Rigaku X-ray diffractometer D / Max.IIA) and embedded in an X-ray diffractometer FIG. 2 shows the results of examination of CaFe 2 O 4 crystals using a Joint Committe on Power Diffraction Standards (JCPDS) card. As can be seen from FIG. 2, it can be seen that the heavy metal wastewater sludge is present in a crystalline form of Ca-ferrite, which is a stable compound.

Ca와 Cr이 안정하게 존재하는 지를 확인하기 위하여, 1000℃에서 2시간 동안 소성시킨 소성물을 5g씩 취하여 Cr 용출 시험과 유리 칼슘 존재 여부를 시험하였다. 먼저 소성물 5g을 0.1N 염산 용액 50ml에 넣고 30분간 가열한 후, 염산 용액에 용출되어 나온 Cr을 원자흡수분광기로 분석한 결과 100ppm의 Cr이 용출되어 나왔음을 확인하였다. 또한, 소성물을 에틸렌글리콜에 넣고 65℃에서 2시간 동안 유지시키면 유리 칼슘이 에틸렌글리콜에 용해되어 나오는 원리를 이용하여 소성물 5g을 에틸렌글리콜 100ml에 넣은 후에 65℃에서 2시간 유지시킨 후 용출되어 나온 칼슘을 원자흡수분광기로 분석한 결과 300ppm의 칼슘이 용출되었음을 확인하였다.In order to confirm the presence of Ca and Cr stably, 5 g of sintered calcined at 1000 ° C for 2 hours were taken out to test for Cr elution and presence of free calcium. First, 5 g of the sintered material was placed in 50 ml of 0.1 N hydrochloric acid solution, heated for 30 minutes, and analyzed by atomic absorption spectrometry for Cr eluted in hydrochloric acid solution. As a result, it was confirmed that Cr of 100 ppm was eluted. Further, when the sintered material is placed in ethylene glycol and kept at 65 ° C for 2 hours, 5 g of the sintered material is put into 100 ml of ethylene glycol using the principle that free calcium is dissolved in ethylene glycol, and then kept at 65 ° C for 2 hours and then eluted Analysis of the extracted calcium by atomic absorption spectroscopy confirmed that 300 ppm of calcium was eluted.

따라서, 슬러지를 단독으로 소성하면 1000℃에서는 Ca가 Ca-페라이트를 100% 형성하지 않고, Fe의 일부는 Fe2O3로 존재하며, Cr이 용출되어 나오므로, 슬러지는 안정화되지 않는다는 것을 알 수 있었다.Therefore, when the sludge is calcined alone, Ca does not form Ca-ferrite at 100 ° C at 100 ° C, part of Fe is present as Fe 2 O 3 , Cr is eluted, and the sludge is not stabilized there was.

게다가, 소성 온도를 1100℃로 상승시켰을 때도 Cr이 갖고 있는 녹색은 사라지고 소성물 전체가 검정색으로 변하였지만, 용출 시험에서 크롬이 용출되어 나오고 유리 칼슘도 존재하므로 철강 공장 슬러지 단독으로는 안정화되지 않는다는 것을 알 수 있었다.In addition, even when the firing temperature was elevated to 1100 ° C, the green color of Cr disappeared and the entire sintered material changed to black. However, since the chrome eluted from the elution test and free calcium was also present, the steel sludge alone was not stabilized Could know.

실시예 2Example 2

슬러지의 가열 온도에 따른 무게 감량 시험Weight loss test according to heating temperature of sludge

수분 함량이 10 중량%인 중금속 폐수의 슬러지의 무게 감량을 열분석기(DTA, TGA(세이코사(Seico)제 5200))로 측정하였으며, 측정 결과를 하기 표 3에 기재하였다.The weight loss of the sludge of the heavy metal wastewater having a moisture content of 10% by weight was measured by a thermal analyzer (DTA, TGA (Seico Co., Ltd., 5200)) and the measurement results are shown in Table 3 below.

슬러지의 가열 온도에 따른 무게 감량Weight reduction according to heating temperature of sludge 가열온도(℃)Heating temperature (℃) 400400 500500 600600 700700 800800 900900 10001000 11001100 감 량(중량%)Weight loss (% by weight) 1515 1818 1919 2020 2121 2222 2323 2323

상기 표 3으로부터, 가열 온도가 400℃까지는 수분과 유기물의 분해가 일어나고, 그 이후부터는 침전물 형태로 존재하는 화합물의 분해가 일어나며, 800℃에서는 슬러지의 무게 감량이 거의 완료되었으며, 그 이후의 온도에서는 산화물들의 고상 반응이 일어난다는 것을 알 수 있었다.From Table 3, it can be seen that the decomposition of water and organic matter takes place at a heating temperature of up to 400 ° C, and the decomposition of compounds present in the form of precipitates occurs after that. At 800 ° C, the weight loss of sludge is almost completed, The solid phase reaction of the oxides occurred.

실시예 3Example 3

안정화제의 첨가 시험Addition test of stabilizer

수분 함량이 약 50 중량%인 중금속 폐수 슬러지를 수분 함량이 10 중량%가 되도록 건조시키고, 건조시킨 슬러지에 슬러지의 중량을 기준으로 하여 산화철을 5 중량% 간격으로 5 중량% 내지 50 중량% 첨가하여 균일하게 혼합한 후, 혼합물을 직경이 약 2cm인 구형으로 성형시킨 다음, 1000℃ 및 1100℃에서 2시간 및 4시간 동안 소성하여 칼라세라볼을 제조하였다. 각 경우의 칼라세라볼을 분쇄하여 중금속 용출 시험과 건자재를 붕괴시키는 원인이 되는 유리 칼슘의 존재 여부를 시험하였다.Heavy metal wastewater sludge having a moisture content of about 50 wt% is dried to a moisture content of 10 wt%, and iron oxide is added to the dried sludge based on the weight of the sludge at 5 wt% to 5 wt% After uniformly mixing, the mixture was molded into a sphere having a diameter of about 2 cm, and then fired at 1000 ° C and 1100 ° C for 2 hours and 4 hours to prepare a color ceramics. In each case, the color ceramics were pulverized to test for the presence of free calcium, which is responsible for the heavy metal release test and disintegration of the building materials.

시험 결과, 1000℃에서는 산화철을 10 중량% 첨가하였을 때 유리 칼슘은 존재하지 않았으나, 중금속의 용출은 모든 실험에서 확인되었으며, 1100℃에서는 산화철을 10 중량% 첨가하고 2시간 소성하였을 때 중금속이 용출되지 않았고, 유리 칼슘도 확인되지 않았다. 그리고, 산화철을 30 중량% 이상 첨가하면, 소성물이 붉은색을 띄기 시작하였고 50 중량%를 첨가하면 소성물의 색상은 완전히 검붉은색으로 변화하였다.As a result of the test, when the iron oxide was added at 10% by weight, the free calcium was not present, but the elution of the heavy metal was confirmed in all experiments. When the iron oxide was added at 10% by weight at 1100 ° C. for 2 hours, No free calcium was found. When the iron oxide was added in an amount of 30 wt% or more, the fired product started to show a red color, and when 50 wt% was added, the color of the fired product changed to dark red.

또한, 산화철 대신에 산화철을 다량으로 함유하는 플루오르산 폐수의 슬러지(표 2)를 첨가한 것을 제외하고는 상기와 동일한 방법으로 칼라세라볼을 제조하였다. 상기 플루오르산 폐수의 슬러지의 첨가량은 20, 30, 40, 50 중량%로, 소성 온도는 900℃, 1000℃, 1100℃로, 소성 시간은 2시간, 4시간으로 하여 중금속 용출 시험을 수행하였다. 그 결과, 플루오르산 폐수 슬러지를 40 중량%, 50 중량% 첨가하고 1100℃에서 2시간, 4시간 소성시킨 소성물에서 중금속이 용출되지 않았다. 그리고, 소송물에 존재하는 유리 칼슘을 확인한 결과 플루오르산 폐수 슬러지를 30, 40, 50 중량% 첨가하고 1100℃에서 2시간, 4시간 소성시킨 소성물에서는 유리 칼슘이 확인되지 않았다.In addition, a color sera ball was prepared in the same manner as above except that sludge of fluoric acid wastewater containing a large amount of iron oxide instead of iron oxide (Table 2) was added. The heavy metal leaching test was carried out at sintering temperatures of 900 ° C., 1000 ° C. and 1100 ° C. for 20, 30, 40 and 50 wt% of the sludge of the fluoric acid wastewater, and for 2 hours and 4 hours for sintering. As a result, heavy metals were not eluted from the sintered product obtained by adding 40 wt% and 50 wt% of fluoric acid wastewater sludge and baking at 1100 캜 for 2 hours and 4 hours. As a result of checking the free calcium present in the sludge, free calcium was not found in the calcined sludge containing 30, 40 and 50 wt% of fluoric acid wastewater sludge and calcined at 1100 ° C for 2 hours and 4 hours.

이러한 중금속 용출 시험과 유리 칼슘 시험의 결과로부터, 가장 적합한 조건은 플루오르산 폐수 슬러지를 40 중량% 첨가하고, 1100℃에서 2시간 소성한 조건이라는 것을 알 수 있었다. 따라서, 1100℃에서 2시간 소성시킨 소성물의 결정상을 확인하기 위하여 소성물을 분쇄하여 X-선 회절 시험을 행하였다.From the results of the heavy metal leaching test and the free calcium test, it was found that the most favorable condition was that 40 wt% of fluoric acid wastewater sludge was added and calcined at 1100 ° C for 2 hours. Therefore, in order to confirm the crystal phase of the calcined product calcined at 1100 ° C for 2 hours, the calcined product was pulverized and subjected to an X-ray diffraction test.

도 3은 산화철이 다량으로 함유된 플루오르산 폐수 슬러지를 1000℃에서 2시간 동안 소성시켜 그 결정상을 조사한 X-선 회절도로서, 이로부터 주 결정형이 CaF2와 Fe2O3이라는 것을 알 수 있었다.FIG. 3 is an X-ray diffraction chart showing the crystal phase of fired fluorinated wastewater sludge containing a large amount of iron oxide at 1000 ° C. for 2 hours, from which it can be seen that the main crystal form is CaF 2 and Fe 2 O 3 .

또한, 철강 공장에서 배출되는 중금속 폐수 슬러지에 산화철이 함유되어 있는 플루오르산 폐수의 슬러지를 40 중량% 첨가하고 1100℃에서 2시간 동안 소성시킨 소성물의 결정형을 확인하기 위하여 X-선 회절기에 내장된 JCPDS(Joint Committee on Power Diffraction Standards) 카드를 사용하여 소성물을 검사한 결과를 도 4에 도시하였다. Cr1.3Fe0.7O3은 도 2의 Ca-페라이트와 거의 같은 위치에서 확인되고 있음을 알 수 있었다. 따라서, 두 종류의 슬러지를 혼합하여 1100℃에서 2시간 도안 소성시킨 소성물의 결정형은 CaF2, Fe2O3, Ca-페라이트, Cr1.3Fe0.7O3이라는 것을 알 수 있었다.In order to confirm the crystal form of the calcined sludge by adding 40 wt% sludge of hydrofluoric acid wastewater containing iron oxide to the heavy metal waste sludge discharged from the steel mill and heating at 1100 ° C for 2 hours, the JCPDS (Joint Committee on Power Diffraction Standards) card. It can be seen that Cr 1.3 Fe 0.7 O 3 is confirmed at almost the same position as Ca-ferrite in FIG. 2. Therefore, it was found that the sintered product obtained by calcining the two kinds of sludge at 1100 ° C for 2 hours was CaF 2 , Fe 2 O 3 , Ca-ferrite and Cr 1.3 Fe 0.7 O 3 .

또한, 이와 같이 하여 제조된 칼라세라볼, 및 중금속 폐수 슬러지에 플루오르산 폐수 슬러지 40 중량% 및 점토 30 중량%를 첨가하여 1100℃에서 2시간 동안 소성시켜 제조한 칼라세라볼의 압축 강도 및 흡수율을 측정하여 하기 표 4에 나타내었다.Further, by adding 40 wt% of fluoric acid wastewater sludge and 30 wt% of clay to the thus-prepared color serabol and heavy metal wastewater sludge, the compression strength and the water absorption of the color ceramics produced by firing at 1100 ° C for 2 hours The results are shown in Table 4 below.

제조 방법에 따른 칼라세라볼의 물성Physical properties of color ceramics according to manufacturing method 칼라세라볼의 제조 방법Manufacturing method of calacera ball 흡수율(중량%)Water absorption (% by weight) 압축 강도(Kgf/cm2)Compressive strength (Kg f / cm 2) 중금속 폐수 슬러지에 플루오르산 폐수 슬러지를 40 중량% 첨가, 1100℃에서 2시간 소성Adding 40 wt% of fluoric acid wastewater sludge to heavy metal wastewater sludge, calcining at 1100 ° C for 2 hours 88 370370 중금속 폐수 슬러지에 플루오르산 폐수 슬러지 40 중량%, 점토 30 중량% 첨가, 1100℃에서 2시간 소성40 wt% of fluoric acid wastewater sludge and 30 wt% of clay were added to heavy metal wastewater sludge, and sintering was carried out at 1100 캜 for 2 hours 55 390390

표 4의 시험 결과로부터, 본 발명에 따라 흡수율과 압축 강도가 우수한 칼라세라볼이 제조되었다는 것을 알 수 있고, 점토를 30 중량% 첨가하고 1100℃에서 2시간 동안 소성시킨 칼라세라볼의 물성이 점토를 첨가하지 않고 제조한 칼라세라볼보다 제반 물성이 우수하다는 것도 알 수 있었다.From the test results in Table 4, it can be seen that the color ceramics having excellent water absorption and compression strength were produced according to the present invention, and the physical properties of the color ceramics obtained by adding 30% by weight of clay and firing at 1100 ° C for 2 hours, It was also found that the physical properties were better than those of the color ceramics prepared without the addition of the coloring agent.

또한, 위의 두 가지 경우 외에도, 장석, 규석, 도석, 카올린 등과 같은 광석을 10 내지 60 중량% 첨가하였을 때도 점토를 첨가하였을 때와 마찬가지로 칼라세라볼의 제반 물성이 증가하는 경향을 나타내었다.In addition to the above two cases, when 10 to 60% by weight of feldspar, such as feldspar, zircon, stover, kaolin and the like, is added, the physical properties of the color ceramics tends to increase as in the case of adding clay.

실시예 4Example 4

칼라세라볼을 입체적으로 착색시키는 방법A method of three-dimensionally coloring ceracella balls

중금속 폐수의 슬러지와, 각각 산화철 및 산화철을 다량으로 함유하고 있는 플루오르산 폐수의 슬러지(Fe 함량 : 21.30 중량%) 30 중량% 및 50 중량%를 혼합하여 구형 및 파석 형태로 성형한 후 성형물에 도자기 공장에서 사용되는 기존의 푸른 색상의 유약을 코팅하였다. 이와 같은 성형물을 각각 1100℃, 1000℃에서 2시간 동안 소성하여, 안쪽은 검정색을 띄고 바깥쪽은 푸른 색상을 띄는 입체적인 칼라세라볼을 제조하였다.Sludge of heavy metal wastewater and 30 wt% and 50 wt% of sludge (Fe content: 21.30 wt%) of fluoric acid wastewater containing a large amount of iron oxide and iron oxide, respectively, were mixed and molded into spherical and fissured forms, It coated the existing blue glaze used in the factory. These molded products were fired at 1100 ° C and 1000 ° C for 2 hours, respectively, to produce three-dimensional color ceramics having a black color on the inside and a blue color on the outside.

이와 같이 제조한 칼라세라볼을 시멘트와 혼합하여 테라조타일을 만들고 이를 연마하자 칼라세라볼은 도 1에 도시한 바와 같이 안쪽은 검정색을 띄고 바깥쪽은 푸른 색상을 띄는 입체적인 무늬를 나타내었다.The thus prepared color ceramics were mixed with cement to make terazo tiles and then polished. As shown in FIG. 1, the color ceramics had a three-dimensional pattern with black inside and outside blue.

실시예 5Example 5

칼라세라볼의 내구성 실험Durability test of calacera ball

상기 실시예 3에서 제조한 2종의 칼라세라볼이 기후 변화에 대해 어떠한 내구성을 갖는지를 시험하기 위하여 칼라세라볼을 물 속에 10분간 담근 후에 ­50℃에서 60℃를 60분 간격으로 바로바로 이동시키면서 48시간 동안 유지시켜 압축 강도를 시험하였다. 그 결과, 2종의 칼라세라볼은 압축 강도의 변화가 전혀 없음을 알 수 있었다.In order to test the durability of the two types of coloraser balls prepared in Example 3, the coloraser balls were immersed in water for 10 minutes and then immediately moved at 50 캜 to 60 캜 for 60 minutes And the compressive strength was tested by keeping it for 48 hours. As a result, it was found that the two kinds of color ceramics had no change in compressive strength at all.

본 발명에 따르면, 중금속 폐수의 슬러지를 사용하여 인조자갈 및 칼라세라볼을 제조하고, 이와 같이 제조된 칼라세라볼을 사용하여 건축용 바닥재로 사용되는 테라조타일을 제조할 수 있으며, 본 발명에 따라 제조된 인조자갈 및 칼라세라볼은 흡수율이 낮고 압축 강도가 높으며, 온도에 대한 내구성이 우수하다. 또한, 입체적인 색상을 갖는 칼라세라볼 및 이를 사용한 테라조타일을 제조할 수도 있다. 따라서, 자연산 검정색 암석을 사용하지 않고 중금속 폐수의 슬러지를 재활용함으로써 폐기물 처리 비용을 절감할 수 있어, 경제적이면서도 환경오염을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 우수한 물성을 갖는 검정색 계통의 인조자갈, 칼라세라볼 및 테라조타일을 제조할 수 있다. 그리고 인조자갈의 원리를 이용하여 시멘트원료가 되는 석회석에 중금속 폐수 슬러지를 10 중량% 내지 20 중량%를 혼합하여 1300℃의 고온에서 소성하면 우수한 물성을 갖는 클링카가 형성됨을 확인할 수가 있었고 이를 분쇄하여 시멘트로 사용하였을 때 기존으로 판매하고 있는 시멘트와 동일한 물성을 나타내었음을 확인할 수가 있었다.According to the present invention, artificial gravel and color ceramics are manufactured using sludge of heavy metal wastewater, and the terra cotta tiles used as building flooring materials can be manufactured using the color ceramics manufactured as described above. According to the present invention The manufactured artificial gravel and color ceramics have low water absorption, high compressive strength, and excellent durability against temperature. In addition, color ceramics having stereoscopic hue and terazotile using them can be prepared. Therefore, it is possible to reduce the waste disposal cost by recycling the sludge of the heavy metal wastewater without using the natural black rock, and it is possible to reduce the environmental pollution economically, and also, it is possible to use the black synthetic artificial gravel, The tile can be manufactured. It has been found that when 10 wt% to 20 wt% of heavy metal wastewater sludge is mixed with limestone as a cement raw material by using the principle of artificial gravel and fired at a high temperature of 1300 ° C, a kling car having excellent physical properties is formed, It was confirmed that the same properties as those of the existing cement were exhibited.

Claims (9)

중금속 폐수 슬러지와, 안정화제로서의 산화철 또는 산화철을 함유하는 플루오르산 폐수 슬러지를 혼합하는 단계; 혼합물을 구형 또는 파석 형태로 성형하는 단계; 및 성형물을 소성하는 단계를 포함하는 중금속 폐수 슬러지를 사용한 인조자갈 또는 칼라세라볼의 제조 방법.Mixing heavy metal waste wastewater sludge with fluoric acid wastewater sludge containing iron oxide or iron oxide as stabilizing agent; Molding the mixture into spherical or falcon shapes; And a step of firing the molded product. The method of manufacturing synthetic gravel or color ceramics using the heavy metal wastewater sludge. 제1항에 있어서, 상기 성형물의 소성 전에, 성형물을 코팅 용액으로 코팅하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 중금속 폐수 슬러지를 사용한 인조자갈 또는 칼라세라볼의 제조 방법.The method of claim 1, further comprising coating the molded product with a coating solution before firing the molded product. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 안정화제가 산화철이며, 산화철의 첨가량이 중금속 폐수 슬러지의 수분 함량 10 중량%를 기준으로 할 때 중금속 폐수 슬러지의 중량을 기준으로 10 내지 30 중량%인 것을 특징으로 하는 중금속 폐수 슬러지를 사용한 인조자갈 또는 칼라세라볼의 제조 방법.The method according to claim 1 or 2, wherein the stabilizer is iron oxide, and the amount of iron oxide added is 10 to 30% by weight based on the weight of the heavy metal waste wastewater sludge based on 10% by weight of the moisture content of the heavy metal waste wastewater sludge A method for producing artificial gravel or color ceramics using heavy metal wastewater sludge. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 안정화제가 산화철을 함유하는 플루오르산 폐수 슬러지이며, 플루오르산 폐수 슬러지의 수분 함량 10 중량%를 기준으로 할 때 플루오르산 폐수 슬러지 중 Fe의 함량이 20 내지 30 중량%이고, 플루오르산 폐수 슬러지의 첨가량이 중금속 폐수 슬러지의 수분 함량 10 중량%를 기준으로 할 때 중금속 폐수 슬러지의 중량을 기준으로 30 내지 50 중량%인 것을 특징으로 하는 중금속 폐수 슬러지를 사용한 인조자갈 또는 칼라세라볼의 제조 방법.The fluorinated acid sludge according to claim 1 or 2, wherein the stabilizer is fluoric acid wastewater sludge containing iron oxide, wherein the content of Fe in the fluoric acid wastewater sludge is 20 to 30 And the amount of the fluoric acid wastewater sludge is 30 to 50% by weight based on the weight of the heavy metal wastewater sludge based on 10% by weight of the water content of the heavy metal wastewater sludge. Or a method for producing callacerol. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 소성 온도가 900℃ 내지 1200℃인 것을 특징으로 하는 중금속 폐수 슬러지를 사용한 인조자갈 또는 칼라세라볼의 제조 방법.The method for producing artificial gravel or color ceramics using heavy metal waste water sludge according to claim 1 or 2, wherein the calcination temperature is 900 ° C to 1200 ° C. 제1항 또는 제2항에 있어서, 중금속 폐수 슬러지와 안정제를 혼합할 때, 장석, 점토, 백토, 카올린, 도석 광물, 플라이 애쉬, 실리카, 마그네사이트, 보오크사이트, 폐유리, 알루미나 및 폐주물사로 이루어지는 군으로부터 선택된 1종 이상의 물질을 중금속 폐수 슬러지의 수분 함량 10 중량%를 기준으로 할 때 중금속 폐수 슬러지의 중량을 기준으로 10 내지 60 중량% 첨가하여 함께 혼합하는 것을 특징으로 하는 중금속 폐수 슬러지를 사용한 인조자갈 또는 칼라세라볼의 제조 방법.The method according to any one of claims 1 to 3, wherein the mixing of the heavy metal waste wastewater sludge and the stabilizer is carried out by mixing the stabilizer with the heavy metal wastewater sludge, wherein the stabilizer is selected from the group consisting of feldspar, clay, clay, kaolin, tungsten mineral, fly ash, silica, magnesite, By weight based on the weight of the heavy metal wastewater sludge, based on 10% by weight of the water content of the heavy metal waste wastewater sludge, and then mixing the two or more substances selected from the heavy metal wastewater sludge together. Gravel or calla cera ball. 제1항 또는 제2항에 기재된 방법으로 제조된 인조자갈 또는 칼라세라볼An artificial gravel or callacer ball produced by the method according to claim 1 or 2 제7항에 기재된 칼라세라볼이 사용된 테라조타일A terazo tile using the color sera ball according to claim 7 중금속 폐수 슬러지를 10 내지 20 중량% 첨가하여 1200 내지 1300℃에서 시멘트 클링카를 제조하는 방법.A method for producing a cement clinker at 1200 to 1300 占 폚 by adding 10 to 20% by weight of heavy metal wastewater sludge.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100346102B1 (en) * 2000-01-20 2002-08-13 장영재 A Preparation for the Artificial Gravels and Terazotiles using Sludges of Waste Water

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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