KR19990050172A - 제강슬래그의 안정화방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 제강슬래그의 안정화방법에 관한 것이며, 그 목적하는 바는 미반응 CaO와 반응하기 쉬운 SiO2를 주성분으로 하는 첨가제를 제강슬래그에 첨가함으로써, 안정한 화합물로 전이시켜주는 방법을 제공하고자 하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 제강 슬래그를 안정화시키는 방법에 있어서, 용융 슬래그에 모래 또는 폐주물사를 상기 슬래그에 대한 중량비로 SiO2성분이 2% 이상 되도록 첨가하고, 1500℃ 이상으로 가열, 용융 반응시키는 제강슬래그의 안정화방법에 관한 것을 그 요지로 한다.
Description
본 발명은 제강 슬래그의 안정화방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 용융 슬래그에 모래 또는 폐주물사를 적정량 첨가하여 미반응 CaO를 안정한 화합물로 형성시켜 주는 방법에 관한 것이다.
현재 철강공정에서 발생되는 슬래그중 고로 슬래그, 특히 고로 수재 슬래그는 고로 시멘트 원료로 활용되고 있으며, 괴재 슬래그는 분쇄에 의한 입도 조절을 통해 매립하거나 도로 골재용으로 일부 활용되고 있다. 이에 반해 제강슬래그는 탈인, 탈유를 목적으로 투입한 생석회가 충분히 반응하지 않고 미반응상태로 남아 있거나 또는 석출하여 CaO 상태로 남아 있는 소위 "free CaO"를 일부 함유하고 있다. 이와 같은 미반응 CaO는 제강 슬래그를 활용할 경우 이러한 미반응 CaO가 물과 반응하여 Ca(OH)2로 되면서 수화팽창을 하게되어 구조물에 손상을 일으키기도 하고 때로는 부분적으로 융기하는 현상을 초래하기도 한다. 이와같은 제강 슬래그의 특징 때문에 2차자원으로 재활용되지 못하고 거의 대부분 매립되고 있는 실정에 있다. 제강 슬래그의 활용도를 높이기 위해서는 무엇보다도 슬래그내에 함유되어 있는 미반응 CaO를 안정화시키는 것이 선결과제이다. 이러한 CaO의 안정화를 위해 현재 연구 개발되고 있는 것이 하기식 (1)에 나타낸 바와 같이 수화반응을 통해 CaO를 Ca(OH)2로 전이시키는 방법에 대한 것들이 시도되고 있는 상태이다.
CaO를 Ca(OH)2로 전이시키는 방법에는 (1)물속에 침적시켜 반응시키는 방법, (2)스팀(steam)과 반응시키는 방법, (3)고압용기내에서 반응시키는 방법, (4)노천 야적후 해수 등에 의해서 자연적으로 반응시키는 방법 등이 제시되어 있다. 그러나, 상기 물속에 침적시키는 방법, 노천에 야적시키는 방법 등은 CaO를 안정화시키는데는 약 6개월이상의 장시간이 요구된다는 문제점이 있다. 또한, 상기 스팀 또는 고압용기내에서 반응시키는 방법의 경우에는 새로운 설비가 투자되어야 하며 많은 양의 물량을 처리하는데는 한계가 있는 방법으로 지적되고 있다.
이에, 본 발명자들은 상기 문제점을 해결하기 위해 연구와 실험을 거듭하고 그 결과에 근거하여 본 발명을 제안하게 된 것으로, 본 발명은 미반응 CaO와 반응하기 쉬운 SiO2를 주성분으로 하는 첨가제를 제강슬래그에 첨가함으로써 안정한 화합물로 전이시켜주는 방법을 제공하고자 하는데, 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 제강 슬래그를 안정화시키는 방법에 있어서, 용융 슬래그에 모래 또는 폐주물사를 상기 슬래그에 대한 중량비로 SiO2성분이 2% 이상 되도록 첨가하고, 1500℃ 이상으로 가열, 용융시키는 제강슬래그의 안정화방법에 관한 것이다.
이하, 본 발명을 보다 상세히 설명한다.
본 발명에서는 제강슬래그내에 함유되어 있는 미반응 CaO와 반응시키기 위한 첨가제로서 SiO2를 주성분으로 하는 모래 또는 폐주물사 등을 사용하는 것이 바람직하다.
미반응 CaO는 염기성이므로 산성인 SiO2성분을 첨가하는 것이 반응속도상으로 유리하며 슬래그의 염기도를 조절하는데도 잇점이 있기 때문이다.
이때 첨가하는 SiO2양은 슬래그에 대한 무게비로 2% 이상 첨가하는 것이 바람직하다. 일반적으로 제강 슬래그내에 함유되어 있는 미반응 CaO는 약 3∼7% 정도 함유하고 있기 때문에 미반응 CaO가 안정한 화합물인 2CaO·SiO2로 생성되기 위한 필요량이 되기 때문이다. 상기 첨가량 보다 적으면 미반응 CaO를 충분히 SiO2와 반응시키지 못하기 때문에 미반응 CaO가 잔류하기 때문이다.
또한 본 발명에서는 SiO2를 첨가한 용융 슬래그의 온도는 1500℃ 이상으로 유지해주는 것이 바람직하다.
상기 온도보다 낮을 경우에는 3CaO·SiO2가 생성된 후 다시 2CaO·SiO2와 CaO로 분해 석출될 가능성이 있기 때문이다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다.
실시예
(발명예1∼4)
미반응 CaO를 3.5% 함유하고 있는 제강 슬래그 3kg을 회전 용융로에 장입하고 투입한 슬래그에 대한 무게비로 SiO2함량이 각각 2%, 5%, 8% 되도록 모래를 투입한 후 회전 용융로를 회전시키면서 LPG 가스와 산소를 혼합한 가스버너를 이용하여 1550℃로 1시간 가열, 용융시킨 후 턴뒤쉬를 통해 배출시키면서 고압의 공기로 분사, 냉각하여 슬래그 시료를 제조하였다. 또한 폐주물사를 슬래그에 대한 무게비로 SiO2성분으로 5%되게 첨가하여 슬래그 시료를 제조하였다. 각각의 시료들에 대한 미반응 CaO를 분석하여 하기표1에 그 결과를 나타내었다.
(비교예 1∼3)
슬래그에 대한 무게비로 SiO2성분이 각각 0.5%, 1%, 1.5% 되도록 모래를 첨가한 것을 제외하고는 상기 발명예와 동일한 방법으로 실시하고 그 결과를 하기표1에 각각 나타내었다.
(비교예 4)
슬래그에 대한 무게비로 SiO2가 5% 되도록 모래를 첨가하고 1450℃에서 2시간 가열 용융시켜서 슬래그 시료로 제조한 것을 제외하고는 상기 발명예와 동일한 방법으로 실시하고 그 결과를 하기표1에 나타내었다.
(종래예 1)
제철소 제강 공정에서 제조된 슬래그(미반응 CaO 3.5% 함유)를 80℃ 물속에 침적하여 3개월 에이징(aging)시켜서 슬래그 시료를 제조하였다. 이 시료에 대한 미반응 CaO를 분석하여 하기표1에 그 결과를 나타내었다.
| 반 응 조 건 | 미반응 CaO 함량(%) | |||
| SiO2/슬래그(wt%) | 가열, 용융온도 | |||
| 발명예 | 1 | 2 | 1550℃ | Tr. |
| 2 | 5 | 1550℃ | Tr. | |
| 3 | 8 | 1550℃ | Tr. | |
| 4 | 5 | 1550℃ | Tr. | |
| 비교예 | 1 | 0.5 | 1550℃ | 0.9 |
| 2 | 1 | 1550℃ | 0.92 | |
| 3 | 1.5 | 1550℃ | 0.6 | |
| 4 | 5 | 1450℃ | 0.4 | |
| 종래예 | 1 | - | 80℃ 3개월 에이징 | 2.2 |
상기 표1에 나타난 바와 같이 발명예(1∼4)의 방법 즉, 모래 또는 폐주물사를 슬래그에 대한 무게비로 SiO2성분이 2% 이상 되도록 첨가하여 1500℃ 이상으로 가열 용융반응시켜 제조한 슬래그내에는 미반응 CaO가 거의 존재하지 않은 것으로 확인되었다.
이에 반하여, 비교예(1∼4)의 방법 즉, 슬래그에 대한 무게비로 SiO2성분을 2% 이하로 첨가한 경우와 SiO2성분을 5%로 첨가한 경우라도 가열, 용융반응 온도를 1500℃ 이하로 하여 제조한 슬래그내에는 미반응 CaO가 상당량 감소되었지만 충분한 SiO2와의 반응에 의해 안정한 화합물인 2CaO·SiO2를 생성하지 못하였거나 비교적 저온에서 생성된 3CaO·SiO2가 2CaO·SiO2와 CaO로 정출되면서 생성되는 정출 CaO에 기인하여 약 0.4∼1% 정도의 미반응 CaO를 함유하고 있었다.
또한 종래예(1)의 경우 즉 80℃의 물속에서 3개월간 자연 에이징시킨 경우에는 약 2.2% 정도의 미반응 CaO를 함유하고 있었다. 이러한 결과로 판단해 보아 자연 에이징에 의해 미반응 CaO를 완전하게 수화반응시키는데는 상당한 시일이 필요할 것이라는 것을 판단할 수 있다.
상기와 같은 결과로부터 제강 슬래그내에 잔존하는 미반응 CaO를 안정화시키기 위해서는 산성인 SiO2성분을 주성분으로 하는 모래 또는 폐주물사가 적당한 첨가제라는 사실을 확인할 수 있으며 첨가량 및 가열, 용융온도도 중요한 변수임을 확인할 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명은 제강 슬래그내에 함유되어 있는 미반응 CaO를 안정한 화합물로 생성시켜 미반응 CaO를 제거하므로써 제강 슬래그의 2차 자원화에 필요한 특성을 부여하는데 효과가 있는 것이다.
Claims (1)
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Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019970069235A KR100328065B1 (ko) | 1997-12-16 | 1997-12-16 | 제강슬래그의안정화방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019970069235A KR100328065B1 (ko) | 1997-12-16 | 1997-12-16 | 제강슬래그의안정화방법 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR19990050172A true KR19990050172A (ko) | 1999-07-05 |
| KR100328065B1 KR100328065B1 (ko) | 2002-06-29 |
Family
ID=37478501
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1019970069235A KR100328065B1 (ko) | 1997-12-16 | 1997-12-16 | 제강슬래그의안정화방법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR100328065B1 (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100732732B1 (ko) * | 2003-06-09 | 2007-06-29 | 신닛뽄세이테쯔 카부시키카이샤 | 제강 슬러그의 안정화 처리 방법과 안정화 제강 슬러그 및그 슬러그를 이용하는 수역 환경 보전 재료와 수역 환경보전 방법 |
-
1997
- 1997-12-16 KR KR1019970069235A patent/KR100328065B1/ko not_active IP Right Cessation
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| KR100732732B1 (ko) * | 2003-06-09 | 2007-06-29 | 신닛뽄세이테쯔 카부시키카이샤 | 제강 슬러그의 안정화 처리 방법과 안정화 제강 슬러그 및그 슬러그를 이용하는 수역 환경 보전 재료와 수역 환경보전 방법 |
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| KR100328065B1 (ko) | 2002-06-29 |
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