KR20020072856A - 주조공정상의 미분사 또는 황토흙을 이용한 수질정화용세라믹소결체 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 주조공정중에 발생하는 미분사 또는 황토흙을 이용하여 다공질 세라믹소결체를 제조하는 방법에 관한 것으로, 특히 이러한 제조과정중에서 흡착작용이 뛰어나고 원적외선을 방출하는 세리사이트(견운모; sericite)를 첨가하여 수질정화용 세라믹소결체를 제조하는 방법에 관한 것이다.

방법으로는 미분사 또는 황토흙 또는 미분사와 황토흙을 혼합한 것을 주원료로 사용하되 150mesh 이하의 것에 고형성형제로서 벤토나이트(bentonite)를 혼합하고 다시 여기에 200~300mesh의 세리사이트를 잘 혼합하는 공정과; 물을 넣고 잘 혼합되도록 하는 공정과; 혼합된 혼합물을 압출하는 공정과; 성형기에 넣어 구형 또는 계란형 등의 덩어리 형태로 성형을 하는 공정과; 성형된 것을 건조 및 소성시키는 공정으로 이루어짐을 특징으로 하는 것이다.

본 발명에 의하면 수질 등의 정화용으로 탁월한 세리사이트가 기공성, 강도, 통기성, 흡착성 등이 우수한 다공질 세라믹소결체의 전 부분에 골고루 포함이 되는 것으로, 기본적인 미분사를 이용한 다공질 세라믹소결체의 그물형 미세기공에 의한 정화효과 외에도 코팅된 세리사이트에 의한 유기물질의 산화반응을 촉진시키는 광화학 반응에 의해 매우 우수한 정화효과를 저렴한 비용으로 얻을 수 있는 유용한 효과가 있다.

Description

주조공정상의 미분사 또는 황토흙을 이용한 수질정화용 세라믹소결체 및 그 제조방법{A sinter-ceramic and manufacturing method for water purification}

본 발명은 주조공정중에 주물 모래형틀의 개방시나 폐주물사의 재생처리중 배출되는 미분사 또는 황토흙을 이용하여 다공질 세라믹소결체를 제조하는 방법에 관한 것으로, 특히 이러한 제조과정중에서 흡착작용이 뛰어나고 원적외선을 방출하는 세리사이트(견운모; sericite)를 첨가하여 수질정화용 세라믹소결체를 제조하는 방법에 관한 것이다.

잘 알려진 바와 같이 주조공정중에서 주물형틀의 개방시 또는 폐주물사의 재생처리중 배출되는 미분사를 전량 재활용되지 못하고 폐기 처분되는 실정에 있으므로 폐기에 따른 비용과 매립지의 고갈 및 환경오염이라는 문제가 발생하였다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 본 출원인의 권리인 특허 제155670호에서 종래에 폐기 처분되던 미분사를 가공하여 토양개량제, 인공토양, 유기물분해제, 정화제, 및 탈취제로 활용할 수 있는 다공질 소결체의 세라믹을 제조하는 방법을 개발한 바 있다.

그러나 상기의 발명에서는 폐기 처분되던 미분사를 재활용하고 토양개량제등으로 사용하는 정도에 그칠 뿐, 수질을 정화하는 용도로 뛰어난 작용을 기대하기에는 부족하다 할 것이다.

상기한 문제점과 필요성에 의해 안출된 본 발명에서는 주조공정중의 미분사 또는 황토흙을 이용하여 기공성이 높고 강도, 통기성 및 보습성이 우수한 무균질의 안정성이 높은 다공질 세라믹소결체를 제조하되, 흡착작용이 뛰어나고 원적외선을 방출하는 세리사이트를 상기의 세라믹소결체의 제조과정에 투입함으로써 두가지의 장점을 최대한 살리면서 유해물질이나 유해가스 및 수질을 정화하는 기능이 매우 우수한 세라믹소결체의 제공을 목적으로 하는 것이다.

본 발명의 제조방법을 살펴본다.

제 1공정

본 발명은 주조공정을 한 후의 주물모래형틀을 개방시 발생되는 미분사 또는 주물사의 재생처리중 배출되는 미분사(이하 '미분사'라 통칭함)를 주원료로 사용하되 150mesh 이하의 것을 사용하고, 여기에 고형성형제로서 벤토나이트(bentonite)를 혼합한다.

상기의 미분사와 고형성형제에 200~300mesh의 세리사이트를 잘 혼합한다.

상기에서 미분사를 대신하여 황토흙을 사용하거나 또는 미분사와 황토흙을 혼합한 것을 사용할 수도 있다.

또한 상기의 과정에서 광촉매제로 산화티타늄, 산화아연, 산화구리 등의 산화금속이나, 맥반석, 제올라이트 중에서 어느 하나를 첨가하여도 좋다.

이러한 경우 산화금속에 의한 광촉매작용을 하게끔 하여 광분해에 의한 정화를 가능하게 하며, 맥반석이나 제올라이트에 의한 유기물 흡착작용을 향상시키는 효과를 얻을 수 있다.

제 2공정

상기의 혼합물에 중량비 20~30%의 물을 넣고 잘 혼합되도록 한다.

제 3공정

혼합된 혼합물을 10㎏/㎠ 이상의 압력으로 압출기에서 압출을 한다.

제 4공정

압출기를 통해 얻어진 고형물을 성형기에 넣어 구형 또는 계란형 등의 덩어리 형태로 성형을 하는데, 200~600rpm으로 2~5분간 성형한다.

제 5공정

완전히 성형되면 건조로에서 100~500℃에서 1시간 이상 건조한다.

제 6공정

완전히 건조된 성형물은 소성로에서 500~1100℃로 1~4시간 소성한다.

상기의 제조공정 중에서 산화티타늄이나 산화아연, 산화구리 등을 첨가하여 광촉매제로 이용하면 광합성 작용에 의한 유해물질 및 유해가스 정화뿐만 아니라, 특히 녹조, 적조처리와 수질정화에 탁월한 효과를 얻을 수 있다.

이러한 방법으로 세리사이트가 함유된 다공질 결정체의 세라믹을 제조하는 실시예를 살펴보면 다음과 같다.

실시예 1

입자크기가 150mesh 이하의 세리사이트와 미분사를 10~60%의 중량비율로 균일하게 혼합하고 여기에 중량비로 20%의 물을 첨가한 후 잘 섞어준다.

이러한 혼합물을 10㎏/㎠의 압력으로 압출기에서 압출을 한 후 압출된 성형물을 성형기에 넣고 200rpm으로 5분간 성형을 하였다.

성형을 완료한 후 500℃에서 완전히 건조될 때까지 건조를 하고 다시 소성로에서 1100℃로 1시간 소성을 하였다. 이로써 세리사이트가 함유된 수질정화용으로 뛰어난 다공질 세라믹소결체를 제조할 수가 있었다.

실시예 2

150mesh 이하의 세리사이트와 황토흙을 10~60%의 중량비율로 균일하게 혼합하고 여기에 중량비 25%의 물을 첨가 한 후 잘 섞어준다.

이러한 혼합물을 12㎏/㎠의 압력으로 압출기에서 압출을 한 후 압출된 성형물을 성형기에 넣고 400rpm으로 4분간 성형을 하였다.

성형을 완료한 후 300℃에서 완전히 건조될 때까지 건조를 하고 다시 소성로에서 800℃로 3시간 소성을 하였다. 이로써 세리사이트가 함유된 수질정화용으로 뛰어난 다공질 세라믹소결체를 제조할 수가 있었다.

실시예 3

150mesh 이하의 세리사이트에 황토흙 및 미분사를 혼합한 것을 10~60%의 중량비율로 균일하게 혼합하고 여기에 중량비 30%의 물을 첨가 한 후 잘 섞어준다.

이러한 혼합물을 13㎏/㎠의 압력으로 압출기에서 압출을 한 후 압출된 성형물을 성형기에 넣고 600rpm으로 2분간 성형을 하였다.

성형을 완료한 후 100℃에서 완전히 건조될 때까지 건조를 하고 다시 소성로에서 500℃로 4시간 소성을 하였다. 이로써 세리사이트가 함유된 수질정화용으로 뛰어난 다공질 세라믹소결체를 제조할 수가 있었다.

이러한 방법으로 제조된 세라믹소결체는 녹조, 적조치료에 탁월한 효과를 얻을 수 있다.

이상 설명한 바와 같은 본 발명에 의하면 수질 등의 정화용으로 탁월한 세리사이트가 기공성, 강도, 통기성, 흡착성 등이 우수한 다공질 세라믹소결체의 전 부분에 골고루 포함이 되는 것으로, 기본적인 미분사를 이용한 다공질 세라믹소결체의 그물형 미세기공에 의한 정화효과 외에도 코팅된 세리사이트에 의한 유기물질의 산화반응을 촉진시키는 광화학 반응에 의해 매우 우수한 정화효과를 저렴한 비용으로 얻을 수 있는 유용한 발명이라 할 것이다.

Claims (3)

1. 미분사 또는 황토흙 또는 미분사와 황토흙을 혼합한 것을 주원료로 사용하되 150mesh 이하의 것에 고형성형제로서 벤토나이트(bentonite)를 혼합하고 다시 여기에 200~300mesh의 세리사이트를 잘 혼합하는 공정과;

   상기의 혼합물에 중량비 20~30%의 물을 넣고 잘 혼합되도록 하는 공정과;

   혼합된 혼합물을 압출기에서 압출하는 공정과;

   압출기를 통해 얻어진 고형물을 성형기에 넣어 구형 또는 계란형 등의 덩어리 형태로 성형을 하는 공정과;

   성형된 것을 건조 및 소성시키는 공정으로 이루어짐을 특징으로 하는 주조공정상의 미분사 또는 황토흙을 이용한 수질정화용 세라믹소결체의 제조방법.
2. 제 1항에 있어서,

   미분사 또는 황토흙 또는 미분사와 황토흙을 혼합한 것과 벤토나이트(bentonite)를 혼합하고 다시 세리사이트를 잘 혼합하는 공정에서, 산화금속이나, 맥반석, 제올라이트 중에서 어느 하나를 첨가함을 특징으로 하는 주조공정상의 미분사 또는 황토흙을 이용한 수질정화용 세라믹소결체의 제조방법.
3. 제 1항의 방법으로 제조됨을 특징으로 하는 주조공정상의 미분사 또는 황토흙을 이용한 수질정화용 세라믹소결체.