KR20040001081A - 생활폐기물 소각재를 이용한 클링커 및 시멘트 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 생활폐기물 소각재를 이용한 클링커 및 시멘트 제조방법에 관한 것이다.

이는특히, 생활폐기물을 소각로에서 소각 후 급냉하고, 바닥재중 30메쉬 이하의 입자를 선별한후 전기로에서 800∼1,200℃의 온도로 소성하여 칼슘클로로알루미네이트 및 베라이트 광물을 생성시키는 것이다.

이에따라서, 생활폐기물 소각재 중 바닥재를 매립 처리하지 않고, 칼슘클로로알루미네이트 속경성 시멘트를 제조하여 시멘트의 첨가제로 재활용하는 것이다.

Description

생활폐기물 소각재를 이용한 클링커 및 시멘트 제조방법{a Method for Manufacturing Clinker and Cement using Burning Ash the Living Wastes}

본 발명은 생활폐기물 소각재를 이용한 클링커 및 시멘트 제조방법에 관한 것으로서 보다 상세하게는, 생활폐기물 소각 후에 수냉으로 급냉시킨 바닥재를 숙성한후 일정한 입도로 분리 선별하고, 이를 소성하여 칼슘클로로알루미네이트 및 베라이트의 광물을 생성하는 구성으로 속경성 클링커및 시멘트를 제조하는 생활폐기물 소각재를 이용한 클링커 및 시멘트 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 생활폐기물은, 산업의 발달과 생활수준이 향상됨에 따라 생활폐기물의 발생량이 빠르게 증가되고 있으며, 매립보다는 재활용 및 소각을 우선으로 한 정부의 방침에 따라 소각재의 발생량도 점차 증가될 전망이고, 상기 소각에 의하면 생활 폐기물의 부피를 약 90%까지(중량으로는 20∼30%까지) 줄일 수 있을 뿐만 아니라 에너지 회수, 살균 및 소독의 효과를 얻을 수 있기 때문이다.

그러나, 생활 폐기물의 소각으로 중량이 감량화되지만 또 다른 폐기물인 소각재가 발생되므로 이에 대한 처리가 문제점으로 대두되고 있다.

특히, 생활폐기물 소각재 중 90중량% 이상을 차지하고 있는 바닥재는 유럽의 독일, 덴마크 및 네덜란드 등은 도로건설의 노반재나 시멘트 콘크리트 및 아스팔트 콘크리트의 골재로서 바닥재 발생량의 60∼90중량% 정도 재활용하고 있으나, 국내에서는 바닥재가 일반폐기물로 분류되어 재활용할 수 있음에도 불구하고 거의 대부분 매립에 의한 처분에 의존하고 있는 실정이다.

상기와 같은 바닥재의 재활용 방편으로 소각재를 시멘트의 원료로도 사용하고 있으며, 소각재를 원료로 사용하는 속경성 시멘트 제조방법으로는, 칼슘알루미네이트계를 주체로 한 3가지의 제조방법이 사용되고 있다.

즉, 칼슘플루오로알루미네이트계, 칼슘설포알루미네이트계 및 알루미나 시멘트를 이용한 혼합시멘트를 들 수 있다.

그러나, 상기와 같은 제조방법은, 비교적 고품위의 원료 사용을 필수요건으로 하고 있으며, 또한 소성 가능 온도영역이 매우 협소하고, 소성온도가 높아 공정 불안정 및 제조원가가 높다는 문제점을 가지고 있다.

이를 개선하기 위한 본 발명의 목적은, 생활폐기물 소각재 중 바닥재 만을 저온 소성하여 기존 속경성 시멘트와 유사한 특성을 갖는 속경성 클링커 조성물 및 시멘트 제조할수 있도록 하는 생활폐기물 소각재를 이용한 클링커 및 시멘트 제조방법을 제공하는데 있다.

도1은 본 발명에 따른 바닥재중 30메쉬 이하 입도를 갖는 바닥재의 소성온도에 따른 X-선회절도

상기 목적들을 달성하기 위해, 생활폐기물 소각 후에 수냉으로 급냉시킨 바닥재의 숙성단계;

숙성되는 바닥재를 일정한 입도로 분리 선별하는 단계;

선별되는 바닥재를 소성에 의한 칼슘클로로알루미네이트 및 베라이트의 광물 생성 단계로 이루어 지는 생활폐기물 소각재를 이용한 클링커 제조방법이 제공된다,

한편, 상기와 같은 클링커를 분쇄한후 이에 석고를 혼합하는 생활폐기물 소각재를 이용한 시멘트 제조방법이 제공된다.

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도1에서와 같이 본 발명은, 생활폐기물 소각재 중 바닥재를 체 분리하여 30메쉬 이하의 입도 만을 선별한다.

이어서, 선별된 바닥재를 전기로에서 800∼1,200℃로 소성하여 칼슘클로로알루미네이트 및 베라이트 광물로 이루어진 속경성 클링커를 제조한다.

이때, 소성되는 바닥재에 석고를 10∼40중량% 첨가하여 브레인 비표면적 2,000∼5,000 cm²/g 으로 분쇄하여 속경성 시멘트를 제조한다.

그리고, 상기와 같이 제조된 속경성 시멘트 1~20중량 %를 보통 포틀랜드 시멘트의 첨가제로 사용하여 보통 포틀랜드 시멘트의 품질을 향상시킬수 있다.

[실시예]

표1과 같은 화학조성을 갖는 바닥재중 30메쉬 이하의 입경을 갖는 분(ash)만을 선별하여 800∼1,200℃의 온도에서 소성하고, 이를 X-선회절분석 하면 도1 에서와 같이, 800℃에서도 칼슘클로로알루미네이트 광물이 생성되는 것을 확인할 수 있다.

[표 1]

또한, 1,000℃에서 소성한 클링커와 폐석고를 900℃에서 가열하여 제조된 무수석고를 40중량% 첨가하여 브레인 비표면적 3,000cm²/g으로 분쇄한 속경성 시멘트를 보통 포틀랜드 시멘트에 0∼20중량% 까지 첨가하여 KS 방법에 의거 모르터르의 압축강도를 측정한 결과가 표2에 나타나 있다.

[표 2]

즉, 표3에서와 같이, 보통 포틀랜드 시멘트에 15중량%까지 대체 사용하여도 압축강도의 향상을 보이고 있는 것이다.

이와 같이 본 발명에 의하면, 생활폐기물 소각재 중 바닥재를 매립 처리하지 않고, 칼슘클로로알루미네이트 속경성 시멘트를 제조하여 시멘트의 첨가제로 재활용하여 시멘트의 품질향상을 기할 수 있으므로 환경문제의 해결하고, 경제적으로도 유용하게 활용할 수 있는 우수한 효과가 있는 것이다.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명 하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한도내에서 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진자는 용이하게 알수 있음을 밝혀 두고자 한다.

Claims (6)

1. 생활폐기물을 소각로에서 소각 후 발생되는 소각재를 급냉하고, 소각재중 바닥재를 30메쉬 이하의 입자를 선별하고, 이를 전기로에서 800∼1,200℃의 온도로 소성하여 클링커를 제조하는 생활폐기물 소각재를 이용한 클링커 제조방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 클링커는, 칼슘클로로알루미네이트 광물 10∼50중량%와 베라이트 광물 20∼50중량%로 이루어진 것을 특징으로 하는 생활폐기물 소각재를 이용한 클링커 및 시멘트 제조방법.
3. 생활폐기물을 소각로에서 소각 후 발생되는 소각재를 급냉하고, 소각재중 바닥재를 30메쉬 이하의 입자를 선별하고, 이를 전기로에서 800∼1,200℃의 온도로 소성하여 제조되는 속경성 클링커에 석고를 10∼40중량%를 첨가하여 브레인 비표면적 2,000∼5,000cm²/g 으로 분쇄하는 생활폐기물 소각재를 이용한 시멘트 제조방법.
4. 제3항에 있어서, 상기 석고는, 인산부생석고, 티탄석고, 배연탈황석고 및 천연석고중에 선택된 어느하나가 사용되는 것을 특징으로 하는 생활폐기물 소각재를 이용한 시멘트 제조방법.
5. 제3항에 있어서, 상기 석고는, 인산부생석고, 티탄석고, 배연탈황석고 및 천연석고중에 선택된 어느하나 이상을 700∼900℃로 가열한 무수석고가 사용되는 것을 특징으로 하는 생활폐기물 소각재를 이용한 시멘트 제조방법.
6. 생활폐기물을 소각로에서 소각 후 발생되는 소각재를 급냉하고, 소각재중 바닥재를 30메쉬 이하의 입자를 선별하고, 이를 전기로에서 800∼1,200℃의 온도로 소성하여 제조되는 속경성 클링커 1~20중량% 를 보통 포틀랜드 시멘트에 첨가하는 것을 특징으로 생활폐기물 소각재를 이용한 시멘트 제조방법.