KR19990076585A - 무기 결합제 조성물, 이의 제조 방법과 사용 방법 - Google Patents

무기 결합제 조성물, 이의 제조 방법과 사용 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 폴리(시알레이트) 또는 폴리(시알레이트-실록소)인 제1 성분을 포함하고, 상기 제1 성분은 플라이 애쉬 F, 플라이 애쉬 C, Al2O3, 포졸란, 분쇄된 슬레그, 네펠렌 시아나이트, 무수 알루미늄 실리케이트, 함수 알루미늄 실리케이트, 함수 수산화나트륨, 규산, 칼륨 염 및 나트륨 염 중 1종 이상을 함유하는 제2 성분과 혼합되어 있는 무기 결합제 조성물에 관한 것이다.

Description

무기 결합제 조성물, 이의 제조 방법과 사용 방법
유해 폐기물을 응고시켜서 처분하기 위한 무기 결합제 조성물이 제안된 바 있다. 다비도비츠의 미국 특허 제5,352,427호, 제5,349,118호, 제5,342,595호, 제4,859,367호, 제4,349,386호, 제4,472,199호, 제4,509,985호, 제4,522,652호, 제4,533,393호, 제4,608,795호, 제4,640,715호 및 제4,642,137호에는, 알루미노실리케이트 옥사이드를 포함하는 지오폴리머(geopolymer)가 개시되어 있다. 상기 지오폴리머는 석조 타일에 포함시키는 데 사용하고자 개발된 것이지만, 폐기물의 장기 처분을 위해 폐기물을 응고시키는 데 유용한 것으로 밝혀졌다.
알루미노실리케이트 결합제는 2가지 성분, 즉, 미세한 건조 분말과 시럽 형태의 고 알칼리성 액체를 포함한다. 상기 분말은 가용성 알칼리 폴리실리케이트로서, 알칼리 액체에 의해 활성화되어 SiO4와 AlO4의 사면체를 형성할 수 있다. 그 사면체는 공유된 산소 분자에 의해 가교 결합되어 무기 중합체 망상 조직을 형성한다. 알칼리 활성화된 혼합물 내에서 온화한 발열 반응과 동시에 경화와 중축합 반응이 일어난다.
무기 결합제는 몇가지 뚜렷한 특성, 예를 들면 열 안정성, 높은 표면 평활성, 정확한 이동성 및 경질의 표면 특성을 갖는 것이 특징이다. 따라서, 무기 결합제는 특수 건설 용도, 예를 들면 염수 또는 수성 환경에 있어서의 건설 용도에 특히 유용하다.
또한, 종래 기술의 무기 결합제 조성물은 위험하고 유해한 폐기물에 대한 장기적인 대책을 제공하는 것으로 밝혀졌다. 각종 유기 폐기물과 무기 폐기물을 일체식(monolithic) 고체를 성형하는 데 있어서 표준 용량의 골재(aggregate) 대신에 무기 화합물과 혼합할 수 있다. 결정 구조가 성장하여 용액이 응고함에 따라서, 폐기물 성분들이 격자 내로 함께 결합하여, 그 폐기물을 화학적으로 불활성이고 매립하거나, 건설용 매체 내로 재순환시키거나, 또는 생산 공정 내로 재주입시키기에 적합한 상태로 만든다. 무기 결합제로 처리된 폐기물의 가장 현저한 특성은 산성 조건으로부터의 화학적 침해에 대한 내성과 연질의 해체된 형태의 폐기물 또는 슬러지형 폐기물을 비교적 단시간 내에 경질의 응집성 고체로 변형시킬 수 있는 능력이다.
불행히도, 원료에 소요되는 비용으로 말미암아 종래 기술의 무기 결합제 조성물은 폐기물을 장기간 처분 또는 재순환시키기 위한 다른 기존의 기술이나, 심지어는 통상의 포틀랜드(Portland) 시멘트에 비해서도 상업적인 측면에서 경쟁력을 갖지 못하였다.
발명의 개요
제조에 소요되는 비용과 사용시 소요되는 비용 면에서 효과적인 무기 결합제 조성물을 제공함으로써 상기한 바와 같은 종래 기술의 단점은 극복될 수 있다.
염수 환경, 부식성 환경, 산성 환경, 독성 환경 및 방사능 환경을 비롯한 다양한 환경에서 경화될 수 있는 무기 결합제 조성물을 제공하는 것이 바람직하다.
위험하고 유해한 폐기물을 처리해서 그러한 폐기물을 장기간 처분하는 동안 불활성으로 만드는 데 유용한 무기 결합제 조성물을 제공하는 것이 바람직하다.
본 발명의 제1 실시 양태에 의하면, 무기 결합제 조성물의 제1 성분이 제공된다. 본 발명에 의한 제1 성분은 이산화나트륨 약 20%, 트리칼슘 실리케이트 약 60%, 디칼슘 실리케이트 약 10%, 트리칼슘 알루미네이트 약 6%, 산화알루미늄 약 1%, 산화제이철 약 1%, 산화마그네슘 약 1%, 및 삼산화황 약 1%를 포함한다.
본 발명의 제2 실시 양태에 의하면, 발연 실리카 약 5∼20%, 무수 알루미늄 실리케이트 40∼60%, 규산 1∼10%, 및 칼륨 염 또는 나트륨 염 1∼10%를 포함하는 무기 결합제 조성물이 제공된다.
본 발명의 제3 실시 양태에 의하면, 폴리(시알레이트) 또는 폴리(시알레이트-실록소)를 제1 성분으로 하고, 상기 제1 성분은 플라이 애쉬(fly ash) F, 플라이 애쉬 C, 발연 실리카, Al2O3, 포졸란(pozzolan), 분쇄된 슬래그(slag), 네펠렌 시아나이트(nephelene cyanite), 무수 알루미늄 실리케이트, 함수 알루미늄 실리케이트, 함수 수산화나트륨, 규산, 칼륨 염 및 나트륨 염 중 1종 이상과 혼합되어 있는 무기 결합제 조성물이 제공된다. 상기 혼합물의 SiO2/Al2O3몰 비율은 약 5.2 내지 약 14.3 범위이다.
본 발명의 제4 실시 양태에 의하면, 이산화나트륨, 트리칼슘 실리케이트, 디칼슘 실리케이트, 트리칼슘 알루미네이트, 산화알루미늄, 산화제2철, 산화마그네슘 및 삼산화황을 함유하는 제1 성분을 포함하고, 상기 제1 성분은 플라이 애쉬 F, 플라이 애쉬 C, 발연 실리카, Al2O3, 포졸란, 분쇄된 슬래그, 네펠렌 시아나이트, 무수 알루미늄 실리케이트, 함수 알루미늄 실리케이트, 함수 수산화나트륨, 규산, 칼륨 염 및 나트륨 염 중 1종 이상으로부터 선택된 제2 성분과 혼합되어 있는 무기 결합제 조성물이 제공된다.
본 발명의 제5 실시 양태에 의하면, 금속 용광로의 전환(revert) 재료를 무기 결합제 조성물과 혼합하는 단계와, 상기 혼합물을 단광(briquette)으로 압축시켜 상기 용광로에 재순환시키는 단계를 포함하여, 용광로로부터 폐기물을 재순환시키는 방법이 제공된다.
본 발명의 제6 실시 양태에 의하면, 코크스 분(coke breeze), 요로내 슬러지, 흑피(mill scale) 및 연진(flue dust)을 비롯한 용광로의 폐기물을 재순환시키는 방법이 제공된다. 그 방법은 금속 용광로의 전환 재료를 무기 결합제 조성물 13½ % 내지 약 17½%와 혼합하는 단계와, 상기 혼합물을 단광으로 압축시켜 상기 용광로에 재순환시키는 단계를 포함한다.
본 발명은 무기 결합제 조성물, 본 발명의 무기 결합제 조성물을 제조하는 방법 및 본 발명의 무기 결합제 조성물을 사용하는 방법에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 폐기물을 재순환시키고 안전하게 위험이 없이 처분하기 위해 폐기물을 처리하는 데 특히 유용한 무기 결합제 조성물에 관한 것이다.
제1 구체예
본 발명은 시멘트에 대한 대체물 또는 시멘트에 대한 첨가제인 결합제 조성물에 관한 것이다. 본 발명의 제1 구체예의 무기 결합제 조성물은 하기 성분들로 이루어진 제1 성분을 포함한다:
이산화나트륨 20 중량%,
트리칼슘 실리케이트 60 중량%,
디칼슘 실리케이트 10 중량%,
트리칼슘 알루미네이트 6 중량%,
산화알루미늄 1 중량%,
산화제이철 1 중량%,
산화마그네슘 1 중량%,
삼산화황 1 중량%.
상기 제1 성분은 폴리(시알레이트) 또는 폴리(시알레이트-실록소)이다. 그러나, 본 발명의 제1 성분인 조성물은 그 성분들의 몰 비율이 종래 기술의 폴리(시알레이트) 또는 폴리(시알레이트-실록소)와는 상이하다.
실시예 1
결합제 조성물의 제1 구체예에 따른 제1 성분 62 중량% 내지 90 중량%를, 플라이 애쉬 F 5∼20 중량%, 발연 실리카 4∼10 중량% 및 Al2O31∼8 중량%와 혼합할 수 있다.
얻어진 조성물의 SiO2/Al2O3몰 비율은 약 5.2 내지 약 7.6이다.
본 실시예의 조성물은 포틀랜드 시멘트 대신에 부분적으로, 또는 포틀랜드 시멘트와 함께 건설 재료로서 사용하는 데 유용하다. 플라이 애쉬 F와 발연 실리카는 Al2O3와 혼합되었을 때 포틀랜드 시멘트 유형의 재료와 같이 작용한다.
실시예 2
결합제 조성물의 제1 구체예의 제1 성분 60 중량% 내지 90 중량%를, 포졸란 4∼10 중량%, 분쇄된 슬래그(산화칼슘 4∼10 중량%), 무수 알루미늄 실리케이트 5∼10 중량%, 규산 1∼5 중량% 및 칼륨 염 1∼5 중량%와 혼합할 수 있다.
얻어진 조성물은, SiO2/Al2O3몰 비율이 약 5.2 내지 약 8.9 범위이고, M2O/SiO2몰 비율이 약 0.07 내지 약 0.11 범위이며, H2O/M2O 몰 비율이 약 5.0 내지 약 10.0 범위이고, M2O/Al2O3몰 비율이 약 0.30 내지 약 0.45 범위이며, 이 때 M2O는 Na2O, K2O 및 Na2O와 K2O의 혼합물로 이루어진 군 중에서 선택된다.
본 실시예의 조성물은 위험 폐기물 처리 용도에 특히 유용하다. 무수 알루미늄 실리케이트는 규산 및 칼륨 염과 혼합되었을 때 제올라이트 구조에 대한 구성 블록을 제공한다. 칼슘 실리케이트 결합에 의해서 추가의 결정 구조가 제공된다. 결합은 위험 물질 분자를 효과적으로 봉입한다.
실시예 3
결합제 조성물의 제1 구체예에 따른 제1 성분 60 중량% 내지 90 중량%를, 포졸란 4∼10 중량%, 분쇄된 슬래그 4∼10 중량%, 무수 알루미늄 실리케이트 5∼10 중량%, 규산 1∼5 중량% 및 나트륨 염 1∼5 중량%와 혼합할 수 있다.
얻어진 조성물의 SiO2/Al2O3몰 비율은 약 5.2 내지 약 8.9 범위이고, M2O/SiO2몰 비율은 약 0.07 내지 약 0.11 범위이며, H2O/M2O 몰 비율은 약 5.0 내지 약 10.0 범위이고, M2O/Al2O3몰 비율은 약 0.30 내지 약 0.45 범위이다.
본 실시예의 조성물도 위험 폐기물 처리 용도에 유용하다.
실시예 4
결합제 조성물의 제1 구체예에 따른 제1 성분 60 중량% 내지 90 중량%를, 플라이 애쉬 C 5∼20 중량%, 포졸란 4∼10 중량%, 규산 1∼5 중량%, 및 칼륨 염 또는 나트륨 염, 바람직하게는 칼륨 염 1∼5 중량%와 혼합할 수 있다.
얻어진 조성물의 SiO2/Al2O3몰 비율은 약 7.4 내지 약 14.3 범위이고, M2O/SiO2몰 비율은 약 0.05 내지 약 0.10 범위이며, H2O/M2O 몰 비율은 약 5.0 내지 약 9.0 범위이고, M2O/Al2O3몰 비율은 약 0.25 내지 약 0.45 범위이다.
본 실시예의 조성물은 건설 재료로서 포틀랜드 시멘트 대신에, 또는 포틀랜드 시멘트와 함께 사용하는 데 유용하다.
본 실시예의 조성물은 전술한 실시예들보다 비교적 값이 비싸다. 플라이 애쉬 C는 현재 플라이 애쉬 F보다 값이 비싸지만, 플라이 애쉬 C는 품질이 더욱 우수하다.
Al2O3의 공급원으로서 무수 알루미늄 실리케이트 대신에 포졸란을 사용한다.
실시예 5
제1 구체예의 결합제 조성물 40 중량% 내지 60 중량%를, 포졸란 4∼10 중량%, 네펠렌 시아나이트 4∼10 중량%, 함수 알루미늄 실리케이트 1∼5 중량%, 함수 수산화나트륨 1∼5 중량%, 규산 1∼5 중량%, 및 칼륨 염 또는 나트륨 염(별개의 성분 또는 혼합물) 1∼5 중량%와 혼합할 수 있다.
얻어진 조성물의 SiO2/Al2O3몰 비율은 약 5.2 내지 약 9.0 범위이고, M2O/SiO2몰 비율은 약 0.50 내지 약 2.00 범위이며, H2O/M2O 몰 비율은 약 5.0 내지 약 9.0 범위이고, M2O/Al2O3몰 비율은 약 1.75 내지 약 3.50 범위이다.
본 실시예에서, 네펠렌 시아나이트와 함수 알루미늄 실리케이트 대신에 무수 알루미늄 실리케이트 5∼10 중량%를 사용할 수도 있다. 그러나, 네펠렌 시아나이트와 함수 알루미늄 실리케이트가 바람직한데, 이것은 폐기물이므로 비교적 저렴하기 때문이다.
본 실시예의 결합제 조성물은 스틸 산업에 있어서 특히 유용하다. 코크스 분, 흑피, 연진 및 기타 전환 재료와 같은 공업 폐기물을 단광으로 만들어서 스틸 제조 공정에 재사용할 수 있다. 전환 재료의 재생에 의하면 공업 폐기물을 매립할 필요성을 감소시킬 뿐만 아니라 가치 있는 철 단위를 회수할 수 있다.
종래의 방법에서는, 전환 재료를 전분, 석회, 시멘트, 당밀과 같은 결합제와 혼합시킨다. 이어서 응집된 재료를 단광으로 만들어서 재순환시킨다. 그러나, 유기 결합제의 소각은 페놀(석탄산)과 같은 독소를 발생시킨다. 미국 환경 보호 협회는 최근 전환 재료를 재순환시키는데 유기 결합제를 사용하는 것을 금지시킨 바 있다.
본 실시예의 결합제 조성물은 전환 폐기물과 혼합시킬 수 있다. 결합제-폐기물 중의 결합제 조성물의 함량은, 저온 결합제 원료를 공급할 경우, 약 13½% 내지 약 17½%이어야 한다. 결합제 원료를 가열할 경우, 보다 적은 양의 결합제를 사용하여 충분한 결과를 달성할 수 있다. 결합제 함량이 14% 이상일 경우에, 결합제-폐기물을 건조시킨 후에 단광으로 압축시켜야 한다.
폐기물은 코크스 분과 요로내 슬러지 약 55 중량% 이하, 연진 약 10 중량% 및 재순환된 흑피 약 20 중량%를 포함할 수 있다.
이어서 결합제-폐기물을 통상의 단광 형성 기계를 사용하여 단광으로 압착시킨다. 단광은 1800 psi 내지 2600 psi, 바람직하게는 2100 psi 내지 2600 psi의 압력하에, 4∼6 RPM의 휘일(wheel) 속도를 사용하여 압축시킨다. 이어서 단광을 요로 내로 다시 주입하여 소각시킨다.
용광로 내의 원료로 된 철광석 펠릿을 사용할 경우, 철 성분 회수율은 약 85%이다. 종래 기술의 재순환 기법을 사용할 경우, 회수율은 약 40%이다. 본 발명의 단광을 사용할 경우, 철 회수율은 78% 정도로 높다.
본 발명의 방법은 납, 니켈 및 아연의 제련을 비롯한 기본적인 금속의 다른 처리 방법에도 사용됨을 쉽게 알 수 있을 것이다.
제2 구체예
제2 구체예의 결합제 조성물은 발연 실리카 5∼20 중량%, 무수 알루미늄 실리케이트 40∼60 중량%, 규산 1∼10 중량%, 및 칼륨 염 또는 나트륨 염 또는 이들의 혼합물 1∼10 중량%를 포함한다.
칼륨 염을 사용할 경우에, 얻어진 조성물의 SiO2/Al2O3몰 비율은 약 0.24 내지 약 2.2 범위이고, M2O/SiO2몰 비율은 약 0.04 내지 약 0.10 범위이며, H2O/M2O 몰 비율은 약 5.0 내지 약 12.5 범위이고, M2O/Al2O3몰 비율은 약 0.12 내지 약 0.30 범위이다.
나트륨 염을 사용할 경우에, 얻어진 조성물의 SiO2/Al2O3몰 비율은 약 2.5 내지 약 3.4 범위이고, M2O/SiO2몰 비율은 약 0.04 내지 약 0.15 범위이며, H2O/M2O 몰 비율은 약 5.0 내지 약 9.0 범위이고, M2O/Al2O3몰 비율은 약 0.10 내지 약 0.40 범위이다.
제3 구체예
제3 구체예의 결합제 조성물은 발연 실리카 10∼20 중량%와 무수 알루미늄 실리케이트 40∼50 중량%, 및 동일한 중량부의 규산 15∼25 중량%와 칼륨 또는 나트륨 염 또는 이들의 혼합물 15∼25 중량%를 포함한다.
본 구체예의 결합제 조성물은 스틸 산업에 특히 유용하다.
전술한 각 실시예는 재순환, 건설 및 위험 폐기물 처분 용도에 관한 것이다. 그러나, 각 실시예는 필요에 따라 특수한 특성 및/또는 비용에 비추어 특정의 용도에 사용할 수 있다. 일반적으로, 본 발명의 무기 결합제는 포틀랜드 시멘트 및 다른 무기 결합제와 비교했을 때, 방치시에 비수축성이고, 초기 강도가 높으며, 표면 경도가 높고(모오스 경도 단위로 >6), 압축 강도가 높다.
당업자라면, 본 발명을 이용하여 여러 가지 결합제의 혼합물을 제조할 수 있음을 알 것이다. 그러나, 전술한 본 발명의 상세한 설명에 비추어 본 발명의 목적과 다른 변형예들은 당업자에게 자명한 것이므로, 본 발명의 기술 사상과 첨부된 청구의 범위에 의해 정하여지는 본 발명의 보호 범위로부터 벗어남이 없이 형식, 양 및 성분을 변화시킨 변형예를 실시할 수 있다.

Claims (36)

  1. 이산화나트륨, 트리칼슘 실리케이트, 디칼슘 실리케이트, 트리칼슘 알루미네이트, 산화알루미늄, 산화제이철, 산화마그네슘, 및 삼산화황을 함유하는 제1 성분을 포함하고, 상기 제1 성분은 플라이 애쉬(fly ash) F, 플라이 애쉬 C, 발연 실리카, Al2O3, 포졸란(pozzolan), 분쇄된 슬래그(slag), 네펠렌 시아나이트(nephelene cyanite), 무수 알루미늄 실리케이트, 함수 알루미늄 실리케이트, 함수 수산화나트륨, 규산, 칼륨 염 및 나트륨 염으로 이루어진 군 중에서 선택된 1종 이상의 성분을 포함하는 제2 성분과 혼합되어 있으며, 상기 혼합물의 SiO2/Al2O3몰 비율이 약 5.2 내지 약 14.3 범위인 무기 결합제 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 성분 40 중량% 내지 90 중량%를 포함하는 무기 결합제 조성물.
  3. 제2항에 있어서, 상기 SiO2/Al2O3몰 비율이 약 5.2 내지 약 7.6 범위인 무기 결합제 조성물.
  4. 제3항에 있어서, 상기 혼합물이 제1 성분 약 62 중량% 내지 90 중량%와,
    플라이 애쉬 F 5∼20 중량%, 발연 실리카 4∼10 중량% 및 Al2O31∼8 중량%를 포함하는 제2 성분과의 혼합물인 무기 결합제 조성물.
  5. 제1항에 있어서, 상기 혼합물이 제1 성분 약 60 중량% 내지 90 중량%와,
    포졸란 4∼10 중량%, 분쇄된 슬래그 4∼10 중량%, 무수 알루미늄 실리케이트 5∼10 중량%, 규산 1∼5 중량% 및 칼륨 염 1∼5 중량%를 포함하는 제2 성분과의 혼합물인 무기 결합제 조성물.
  6. 제4항에 있어서, 상기 SiO2/Al2O3몰 비율이 약 5.2 내지 약 8.9 범위이고, M2O/SiO2몰 비율이 약 0.07 내지 약 0.11 범위이며, H2O/M2O 몰 비율이 약 5.0 내지 약 10.0 범위이고, M2O/Al2O3몰 비율이 약 0.30 내지 약 0.45 범위이며, 이 때 M2O는 Na2O, K2O 및 Na2O와 K2O의 혼합물로 이루어진 군 중에서 선택되는 무기 결합제 조성물.
  7. 제1항에 있어서, 상기 혼합물이 제1 성분 약 60 중량% 내지 90 중량%와,
    플라이 애쉬 C 5∼20 중량%, 포졸란 4∼10 중량%, 규산 1∼5 중량% 및 칼륨 염 1∼5 중량%를 포함하는 제2 성분과의 혼합물인 무기 결합제 조성물.
  8. 제7항에 있어서, 상기 혼합물의 SiO2/Al2O3몰 비율이 약 7.4 내지 약 14.3 범위이고, M2O/SiO2몰 비율이 약 0.05 내지 약 0.10 범위이며, H2O/M2O 몰 비율이 약 5.0 내지 약 9.0 범위이고, M2O/Al2O3몰 비율이 약 0.25 내지 약 0.45 범위인 무기 결합제 조성물.
  9. 제1항에 있어서, 상기 혼합물이 제1 성분 약 40 중량% 내지 60 중량% 와,
    포졸란 4∼10 중량%, 네펠렌 시아나이트 4∼10 중량%, 함수 알루미늄 실리케이트 1∼5 중량%, 함수 수산화나트륨 1∼5 중량%, 규산 1∼5 중량% 및 칼륨 염 1∼5 중량%를 포함하는 제2 성분과의 혼합물인 무기 결합제 조성물.
  10. 제8항에 있어서, 상기 혼합물의 SiO2/Al2O3몰 비율이 약 5.2 내지 약 9.0 범위이고, M2O/SiO2몰 비율이 약 0.50 내지 약 2.00 범위이며, H2O/M2O 몰 비율이 약 5.0 내지 약 9.0 범위이고, M2O/Al2O3몰 비율이 약 1.75 내지 약 3.50 범위인 무기 결합제 조성물.
  11. 이산화나트륨 약 20%, 트리칼슘 실리케이트 약 60%, 디칼슘 실리케이트 약 10%, 트리칼슘 알루미네이트 약 6%, 산화알루미늄 약 1%, 산화제이철 약 1%, 산화마그네슘 약 1%, 및 삼산화황 약 1%를 포함하는 무기 결합제 조성물의 성분.
  12. 발연 실리카, 무수 알루미늄 실리케이트 및 규산을 함유하는 제1 성분을 포함하고, 상기 제1 성분은 칼륨 염 및 나트륨 염으로 이루어진 군 중에서 선택된 제2 성분과 혼합되어 있는 무기 결합제 조성물.
  13. 제12항에 있어서, 상기 제2 성분이 칼륨 염이고, 상기 혼합물의 SiO2/Al2O3몰 비율이 약 0.24 내지 약 2.2 범위이고, M2O/SiO2몰 비율이 약 0.04 내지 약 0.10 범위이며, H2O/M2O 몰 비율이 약 5.0 내지 약 12.5 범위이고, M2O/Al2O3몰 비율이 약 0.12 내지 약 0.30 범위인 무기 결합제 조성물.
  14. 제12항에 있어서, 상기 제2 성분이 나트륨 염이고, 상기 혼합물의 SiO2/Al2O3몰 비율이 약 2.5 내지 약 3.4 범위이고, M2O/SiO2몰 비율이 약 0.04 내지 약 0.15 범위이며, H2O/M2O 몰 비율이 약 5.0 내지 약 9.0 범위이고, M2O/Al2O3몰 비율이 약 0.10 내지 약 0.40 범위인 무기 결합제 조성물.
  15. 제12항에 있어서, 발연 실리카 10∼20 중량%와 무수 알루미늄 실리케이트 40∼50 중량%, 및
    동일한 중량부의, 규산 15∼25 중량%와 칼륨 염, 나트륨 염 및 이들의 혼합물 15∼25 중량%를 포함하는 무기 결합제 조성물.
  16. 용광로로부터 폐기물을 재순환시키는 방법으로서,
    전환(revert) 재료를 무기 결합제 조성물과 혼합시키는 단계와,
    상기 혼합물을 단광(briquette)으로 압축시켜 상기 용광로에 재순환시키는 단계를 포함하는 방법.
  17. 제16항에 있어서, 상기 전환 재료가 코크스 분, 요로내 슬러지, 흑피 및 연진을 포함하는 방법.
  18. 제17항에 있어서, 상기 혼합물이 상기 무기 결합제 조성물 약 13½ 중량% 내지 약 17½ 중량%를 포함하는 방법.
  19. 제18항에 있어서, 상기 폐기물이 코크스 분 약 55 중량% 이하, 연진 약 10 중량% 및 흑피 약 20 중량%를 포함하는 것인 방법.
  20. 제19항에 있어서, 상기 혼합물이 상기 무기 결합제 14 중량% 이상을 함유하고, 상기 무기 결합제를 건조시키는 단계를 포함하는 방법.
  21. 제16항에 있어서, 상기 무기 결합제 조성물이 이산화나트륨, 트리칼슘 실리케이트, 디칼슘 실리케이트, 트리칼슘 알루미네이트, 산화알루미늄, 산화제이철, 산화마그네슘, 및 삼산화황을 함유하는 제1 성분을 포함하고, 상기 제1 성분은 플라이 애쉬(fly ash) F, 플라이 애쉬 C, 발연 실리카, Al2O3, 포졸란, 분쇄된 슬래그, 네펠렌 시아나이트, 무수 알루미늄 실리케이트, 함수 알루미늄 실리케이트, 함수 수산화나트륨, 규산, 칼륨 염 및 나트륨 염으로 이루어진 군 중에서 선택된 1종 이상의 성분을 포함하는 제2 성분과 혼합되어 있으며, 상기 혼합물의 SiO2/Al2O3몰비율이 약 5.2 내지 약 14.3 범위인 것인 방법.
  22. 제21항에 있어서, 상기 무기 결합제 조성물이 제1 성분 40 중량% 내지 90 중량%를 포함하는 것인 방법.
  23. 제22항에 있어서, 상기 SiO2/Al2O3몰 비율이 약 5.2 내지 약 7.6 범위인 방법.
  24. 제23항에 있어서, 상기 무기 결합제 조성물이
    제1 성분 약 62 중량% 내지 90 중량%와,
    플라이 애쉬 F 5∼20 중량%, 발연 실리카 4∼10 중량% 및 Al2O31∼8 중량%를 포함하는 제2 성분과의 혼합물인 방법.
  25. 제21항에 있어서, 상기 무기 결합제 조성물이
    제1 성분 약 60 중량% 내지 90 중량%와,
    포졸란 4∼10 중량%, 분쇄된 슬래그 4∼10 중량%, 무수 알루미늄 실리케이트 5∼10 중량%, 규산 1∼5 중량% 및 칼륨 염 1∼5 중량%를 포함하는 제2 성분과의 혼합물인 방법.
  26. 제25항에 있어서, 상기 무기 결합제 조성물의 SiO2/Al2O3몰 비율이 약 5.2 내지 약 8.9 범위이고, M2O/SiO2몰 비율이 약 0.07 내지 약 0.11 범위이며, H2O/M2O 몰 비율이 약 5.0 내지 약 10.0 범위이고, M2O/Al2O3몰 비율이 약 0.30 내지 약 0.45 범위이며, 이 때 M2O는 Na2O, K2O 및 Na2O와 K2O의 혼합물로 이루어진 군 중에서 선택되는 방법.
  27. 제21항에 있어서, 상기 무기 결합제 조성물이
    제1 성분 약 60 중량% 내지 90 중량%와,
    플라이 애쉬 C 5∼20 중량%, 포졸란 4∼10 중량%, 규산 1∼5 중량% 및 칼륨 염 1∼5 중량%를 포함하는 제2 성분과의 혼합물인 방법.
  28. 제27항에 있어서, 상기 무기 결합제 조성물의 SiO2/Al2O3몰 비율이 약 7.4 내지 약 14.3 범위이고, M2O/SiO2몰 비율이 약 0.05 내지 약 0.10 범위이며, H2O/M2O 몰 비율이 약 5.0 내지 약 9.0 범위이고, M2O/Al2O3몰 비율이 약 0.25 내지 약 0.45 범위인 방법.
  29. 제21항에 있어서, 상기 무기 결합제 조성물이
    제1 성분 약 40 중량% 내지 60 중량% 와,
    포졸란 4∼10 중량%, 네펠렌 시아나이트 4∼10 중량%, 함수 알루미늄 실리케이트 1∼5 중량%, 함수 수산화나트륨 1∼5 중량%, 규산 1∼5 중량% 및 칼륨 염 1∼5 중량%를 포함하는 제2 성분과의 혼합물인 방법.
  30. 제29항에 있어서, 상기 무기 결합제 조성물의 SiO2/Al2O3몰 비율이 약 5.2 내지 약 9.0 범위이고, M2O/SiO2몰 비율이 약 0.50 내지 약 2.00 범위이며, H2O/M2O 몰 비율이 약 5.0 내지 약 9.0 범위이고, M2O/Al2O3몰 비율이 약 1.75 내지 약 3.50 범위인 방법.
  31. 제21항에 있어서, 상기 무기 결합제 조성물이 이산화나트륨 약 20%, 트리칼슘 실리케이트 약 60%, 디칼슘 실리케이트 약 10%, 트리칼슘 알루미네이트 약 6%, 산화알루미늄 약 1%, 산화제이철 약 1%, 산화마그네슘 약 1%, 및 삼산화황 약 1%를 포함하는 것인 방법.
  32. 제16항에 있어서, 상기 무기 결합제 조성물이 발연 실리카, 무수 알루미늄 실리케이트 및 규산을 함유하는 제1 성분을 포함하고, 상기 제1 성분은 칼륨 염 및 나트륨 염으로 이루어진 군 중에서 선택된 제2 성분과 혼합되어 있는 것인 방법.
  33. 제32항에 있어서, 상기 제2 성분이 칼륨 염이고, 상기 혼합물의 SiO2/Al2O3몰 비율이 약 0.24 내지 약 2.2 범위이고, M2O/SiO2몰 비율이 약 0.04 내지 약 0.10 범위이며, H2O/M2O 몰 비율이 약 5.0 내지 약 12.5 범위이고, M2O/Al2O3몰 비율이 약 0.12 내지 약 0.30 범위인 방법.
  34. 제32항에 있어서, 상기 제2 성분이 나트륨 염이고, 상기 혼합물의 SiO2/Al2O3몰 비율이 약 2.5 내지 약 3.4 범위이고, M2O/SiO2몰 비율이 약 0.04 내지 약 0.15 범위이며, H2O/M2O 몰 비율이 약 5.0 내지 약 9.0 범위이고, M2O/Al2O3몰 비율이 약 0.10 내지 약 0.40 범위인 방법.
  35. 제16항에 있어서, 상기 무기 결합제 조성물이
    발연 실리카 10∼20 중량%와 무수 알루미늄 실리케이트 40∼50 중량%, 및
    동일한 중량부의, 규산 15∼25 중량%와 칼륨 염과 나트륨 염 15∼25 중량%를 포함하는 것인 방법.
  36. 제16항에 있어서, 상기 조성물이 2100 psi 내지 2600 psi의 압력 하에 존재하는 방법.
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