KR20000018018A - 무기광물함유 폐자원을 이용한 경량세라믹소지(원료)의제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 폐자원중 폐기처리가 용이하지 못하면서도 재활용하게 되면 기존의 원료보다 제조공정을 줄일 수 있고 공정의 작업시간을 대폭 줄일 수 있도록한 것으로 무기광물을 함유한 산업폐기물(폐자원)특히, 금속광물을 다소 함유한 폐기물(폐자원)도 재활용할 수 있도록하여 제조공정을 최소화하고, 특히 소성온도를 기존 1170℃ 30℃를 1050℃ 50℃로 대폭줄여 제조원가를 최대한 낮게하므로 침체된 요업산업의 활성화를 가져올 수 있는 경량세라믹소지를 얻고자 한것이다.

폐자원인 연마슬럿지, 연마석슬럿지, 규조토슬럿지, 폐유리섬유를 각기다른 저장호퍼에 입고저장하고 전자식계량기를 제조방법의 조합비율로 계량하여 이송라인에 의해 혼합시설로 보내어 혼합시설에서 습식소지의 경우는 주로 정밀 믹서혼합기로 혼합한후 1차성형시설로 보내고, 건식소지의 경우 폐자원이 슬럿지류는 주로 볼밀로 한합한후 휠타프레스로 수분을 감소시킨후 1차성형시설로 보내고 볼밀로 혼합한 후 건조시설로 보낸다. 분진류는 건식용 정밀혼합기로 혼합한 후 출하할 수 있는 용기로 보낸다.

성형시설로는 주로 토련기로 성형하여 출하하도록 포장한다.

Description

무기광물함유 폐자원을 이용한 경량세라믹소지(원료)의 제조방법{Manufacture of lighten ceramic law material using wast-matrial contained inorganic mineral}

본 발명은 산업 폐기물을 경량세라믹소지(원료)로 재활용할 수 있는 제조방법으로 비금속 무기광물을 함유하는 폐기물들중 세라믹제조원가의 비중을 가장 많이 차지하는 소성온도를 일반세라믹제조시 1,170℃ 30℃를 1,150℃ 50℃로 대폭 낮출수 있고 미립자화 되어 있어 미분쇄공정을 거치지 않거나 미분쇄공정의 시간을 대폭 단축할 수 있는 폐자원인 브라운관류의 제조 및 가공시 발생되는 연마석재슬럿지 및 분진을 중심으로 하여 연마석제조시 발생되는 연마석슬럿지 및 분진, 규조토 제조시 발생되는 규조토슬럿지 및 분진, 색상을 밝게 하기 위하여화이바글라스(유리섬유)제조시 발생되는 폐화이바글라스(폐유리섬유)등으로만 경량세라믹소지(원료)화하므로 아주 경제성 있고 중량, 단열, 방음의 문제를 해결하였으며 이 원료로 경량판재, 경량골재, 블록, 보온재, 방음재, 단열재, 세라믹모르터를 제조토록 하고 환경오염 또한 방지할 수 있는 기술이다.

현재까지 사용되어 오던 방법들은 세라믹제조과정에서 가장 중요한 높은 소성온도(종래소성온도1170℃ 30℃)로 인해 제조원가가 높아 경제성이 업고, 낮은 소성온도의 원료의 경우는 원료 배합에 있어 세라믹원료 제조공정, 원료선별→분쇄→미분쇄→혼합→성형공정등 여러 공정을 거치게 되지만 본 제조방법은 원료선별→혼합→성형공정으로 원료제조공정을 마치게 되므로 제조 비용이 매우 낮을뿐만 아니라 재활용 원료를 사용 제품화 하였을 때도 재활용 원료를 제조한 제품이지만 순수 무기 광물만으로 이루어진 제품이므로 세라믹 제품으로서의 문제가 전혀 없고, 또한 폐유리섬유를 혼합 사용하므로 유리섬유의 특성상 종래 지니지 못했던 탄성을 보완하게 되므로 경도를 높일 수 있는 세라믹제를 제조할 수 있는 원료의 제조방법인것이다.

재활용 제조 방법 기술의 필요성과 당위성은 전 산업의 발달과 고도 성장으로 연간 수천만톤의 다양한 폐기물이 발생하고 향후 더욱 늘어나는 폐기물로 인하여 단순한 환경문제가 아닌 큰 재앙이 따를 수 있음을 깊이 인식 폐기물마다의 여러처리 방법이 연구 개발중이거나, 개발되어 있으나 적절한 내용이 되지는 못하는 경우가 많아 현재 많은 산업 폐기물이 해양 투기되고 있고, 해양 투기마저 어려운 폐기물은 매립에 의존되고 있다.

그러나 이것 또한 어려운 폐기물은 고형화 기술을 외국에서 도입활용하거나 국내 개발 기술로 고형화하여 매립하였으나 그 비용이 높아 산업체의 제조 활동에 큰 부담이 되어 정부 관계부서에서 엄청난 설비를 해 두고도 사용하지 못하고 용기에 담아 매립하고 있다. 그러나 매립후 발생되는 여러 문제는 물론 침출수 처리등 유지비용이 적지 않을 뿐만 아니라 매립물을 언젠가는 다시 처리해야 하는 악순환을 본 재조방법으로 재활용 리싸이클링하므로 본 제조방법에 연관되는 폐기물에 의한 환경오염 방지에 일역할 수 있을것이다.

폐자원만으로 경량세라믹 신소재를 얻으므로 제조비용을 아주 최소화할 수 있어 경제성 있는 재활용 사업화를 할 수 있고 기존은 원료선별→분쇄→미분쇄→혼합→휠타링→성형등 복잡한 제조공정을 대폭줄이므로 설비투자비절감, 생산시간 대폭단축, 인력의 절감이 되므로 비교 경쟁 제품과의 어떠한 경쟁에서도 유리하도록 하였고 제조방법의 기술보다 더 중요한 부분이다.

폐자원(산업폐기물)을 한 번 재활용하므로 영훤히 재활용 리싸이클링할 수 있고 다시 폐기물이 되었을 경우엔 재활용비용이 더욱 적게 들 수 있는 기술의 제조방법이다.

이하 본 발명의 상세한 공정별 설명은 다음과 같다.

원료입고

4 폐유리섬유는 부스러진 상태로 저장호퍼에 입고한다.(헝클어지거나 긴 폐유리 섬유의 경우는 2Cm로 자른 후 저장호퍼에 입고한다.)

제 1 공정

각기 다른 저장호퍼의 폐자원을 컨베이어로 이송 전자저울이 부착된 공급호퍼(정량공급스케일 호퍼)로 폐자원들의 조성비율에 따라 계량, 주로 습식소지용은 컨베이어로 정밀믹서 혼합기에 보내어 25%∼30%의 수분함유로 혼합한 후 컨베이어로 진공 토련기에 보내고 이를 본 발명에서 습식공정A라한다.

폐자원의 입자가 고르지 못하거나 대체로 필요입자보다 큰 입자로 되어 있는 경우는 볼밀에서 수분40%∼55%에 분쇄시킨 후(슬립탱크에 저장하는 경우가 많음)휠타프레스로 보내고 이를 본 발명에서 습식공정 B라한다.

또한 주로 건식소지용은(조성비율에 따라 계량)건조된 원료는 진동밀, 레이몬드밀의 시설을 이용할 수 있으나 폐자원의 경우 대부분 수분함유량이 높은 관계로 볼밀을 이용 수분 40%∼50%로 미분쇄하면서 혼합이 된 것을 스프레이 드라이어로 이송펌프를 이용하여 보낸다. 이를 건식공정이라 한다.

제 2 공정

습식공정A : 진공토련기로 원기둥형으로 출토하여 오랜 기간 보관해도 수분유지가 되도록 비닐팩으로 포장한 후 출고한다.

습식공정B : 볼밀에서(저장된 경우 슬립탱크에서)40%∼55%의 수분을 휠타프레스에서 수분 25%∼30%를 케익상태로 프레싱한 후 수분유지를 위해 비닐포장한 후 출고할 수도 있고 토련기로 원기둥모양의 소지로 만들어 비닐포장한 후 출고한다.

건식공정 : 볼밀에서(저장된 경우 슬립탱크에서)수분 40%∼55%의 미분쇄물을 이송펌프로 분사하여 건조시킬 수 있는 스프레이드라이어로 150℃∼300℃의 온도로 건조시켜 1mm미만의 입자로 하여 500kg∼1,000kg포장백에 담아 출고할 수 있다.

본 발명은 그동안 재활용이 불가능했던 폐자원을 재활용원료화하는 효과를 가져다 준다.

재활용으로 인해 그동안 해결하지 못했던 엄청난 문제점인 환경오염을 방지할 수 있다.

현재까지 해결하지 못했던 건축재의 경량, 방음, 단열등의 문제를 해결하게 되므로 건축산업의 활성화를 가져올 수 있다.

지붕재부터 바닥보온재까지 사용할 수 있도록 함으로서 세라믹제품 시장을 대폭 늘릴 수 있어 사양화되어 가고 있는 요업산업을 재건할 수 있다.

재활용 리싸이클링할 수 있는 기술이며 연간 폐기물 총 발생량의 7천2백만톤으로 재활용하고 있거나 재활용 할 수 있는 양은 약 3천만톤이다. 이들 폐자원을 자원화 하므로 엄청난 실질적 경제손실을 막을 수 있다.

예를 들면 폐자원 1톤 매립의 비용은 65,000원으로 연간 최소 1조6천8백억원의 경제적 손실을 막을 수 있으나 매립할경우 계속 발생되는 침출수 처리비용, 또 언젠가는 매립물을 재처리 햐야 하는데 이때는 그 처리비용이 훨씬높고 처리가 매우 어려울 것이다.

본 재활용 기술은 위와 같이 엄청난 효과를 거둘 수 있다.

Claims (8)

1. 경량세라믹소지(원료)제조에 있어서,

   폐자원을 전자저울이 부착된 공급 호퍼로 원료의 조합비율로 연마슬럿지 또는 분진60%∼70%,연마석슬럿지 또는 분진0.2%∼25, 폐유리섬유29.9%∼38%를 계량하여 혼합시설에 보내는 1단계

   혼합시설에서 1차성형시설에 보내는 2단계

   성형시설 진공토련기로서 주로 원기둥이나 사각기둥형태로 출토(뽑아)시켜 수분유지를 위해 비닐포장하는 것을 3단계로 하여 무기광물을 함유한 폐자원을 이용한 경량세라믹습식소지(원료)의 제조방법
2. 제 1항에 있어서

   원료의 조합비율은, 연마슬럿지 또는 분진50%∼60%, 연마석슬럿지 또는 분진0.2%∼2%, 폐유리섬유39.8%∼48%로 무기광물함유 폐자원을 이용한 경량세라믹 습식소지(원료)의 제조방법
3. 제 1항에 있어서

   원료의 조합비율 연마슬럿지 또는 분진 40%∼50%,연마석슬럿지 또는 분진0.2%∼2%,폐유리섬유49.8%∼58%로 무기광물함유 폐자원을 이용한 경량세라믹 습식소지(원료)의 제조방법
4. 제 1항에 있어서

   원료의 조합비율 연마슬럿지 또는 분진 60%∼70%,연마석슬럿지 또는 분진0.2%∼2%,규조토슬럿지 또는 분진29.8%∼38%로 무기광물함유 폐자원을 이용한 경량세라믹습식소지(원료)의 제조방법
5. 제 1항에 있어서

   원료의 조합비율 연마슬럿지 또는 분진 50%∼60%,연마석슬럿지 또는 분진0.2%∼2%,규조토슬럿지 또는 분진 39.8%∼48%로 무기광물함유 폐자원을 이용한 경량세라믹 습식소지(원료)의 제조방법
6. 제 1항에 있어서

   원료의 조합비율 연마슬럿지 또는 분진 40%∼50%,연마석슬럿지 또는 분진 0.2%∼2%,규조토슬럿지 또는 분진29.8%∼38%로 무기광물함유 폐자원을 이용한 경량세라믹 습식소지(원료)의 제조방법
7. 제 1항, 제2항, 제 3항, 제 4항, 제 5항 또는 제 6항에 있어서 원료의 조합비율로 하여 (특히 폐자원의 입자상태가 고르지 못할때는 분쇄도를 높이고 고르게 하도록 하기위해)혼합시설 볼밀로 수분 40%∼55%로(출고할 가격에따라)2시간∼24시간 혼합하는 단계혼합물을 수분 25%∼30%가 되도록 휠타프레스로 4시간∼5시간 프레싱한후 케익을 수분유지를 위해 비닐포장하거나 1차성형시설에 보내는 단계

   성형시설 진공토련기로서 주로 원기둥형태나 사각기둥형태로 출토(뽑아)시켜 수분유지를 위해비닐포장하는 무기광물함유 폐자원을 이용한 경량세라믹 습식소지(원료)의 제조방법
8. 제 1항, 제 2항, 제 3항, 제 4항, 제 5항 또는 제 6항에 있어서 원료의 조합비율로 계량하여 혼합시설에 보내는 1단계

   혼합시설 볼밀로 수분 40%∼50%에서 입자가 고르도록 (출고가격에 따라)2시간∼24시간 분쇄와 동시 혼합하여(슬립탱크에 저장하는 경우가 많음)건조시설에 보내는 2단계

   건조시설 스프레이드라이어에 이송펌프로 분사시켜 150℃∼300℃의 온도로 1mm미만의 입자가 되게 건조시키는 3단계로 하여 무기광물 함유 폐자원을 이용한 경량세라믹 건식소지(원료)의 제조방법