KR20110117353A - Preparation method for c12a7 mineral using rotary kiln - Google Patents

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Abstract

본 발명은 산화칼슘 공급원과 산화알루미늄 공급원을 혼합하여 혼합물을 제조하는 단계; 및 상기 혼합물을 로터리 킬른에 투입하여 900 ~ 1500 ℃에서 소성시키는 단계;를 포함하는 C12A7계 광물의 제조방법에 관한 것으로, 에너지 절감이 우수하고, 소성 전 펠렛의 형성 없이 C12A7계 광물을 클링커로 로출하므로 기존 공정을 획기적으로 단축한다.The present invention comprises the steps of mixing a calcium oxide source and an aluminum oxide source to produce a mixture; And the mixture comprising calcined at 900 ~ 1500 ℃ were charged into a rotary kiln; without relates to a method of producing C 12 A 7 based mineral containing, and energy saving is excellent, the pre-firing to form the pellets C 12 A 7 By distilling the minerals into the clinker, the existing process is dramatically shortened.

Description

로터리 킬른을 이용한 C12A7계 광물의 제조방법{Preparation method for C12A7 mineral using rotary kiln} Preparation method of C12A7 mineral using rotary kiln {Preparation method for C12A7 mineral using rotary kiln}

본 발명은 C12A7계 광물의 제조와 관련된 것으로, C12A7계 광물은 제철제강용 플럭스/소결조제, 숏크리트용 시멘트 급결재 등으로 사용된다.
The invention is used to be associated with the production of C 12 A 7 based mineral, C 12 A 7 based mineral is iron steel-making flux / sintering aid for, shotcrete cement class approval for such.

CaO-Al2O3계 2성분 광물은 Al2O3측으로부터 CA6, CA2, CA, C12A7, C3A의 5종의 화합물이 존재한다. 이들 중 CA6는 물과의 반응성이 없어 시멘트 분야에 활용되지CaO-Al 2 O 3 -based bicomponent minerals include five compounds of CA 6 , CA 2 , CA, C 12 A 7 and C 3 A from the Al 2 O 3 side. Of these, CA 6 is not used in cement because it is not reactive with water.

않고 있고, CA2, CA, C12A7,은 알루미나 시멘트에 구성광물로서 사용되고 있다.CA 2 , CA, C 12 A 7 , and silver are used as constituent minerals in alumina cement.

CaO-Al2O3계 광물 중 다른 광물보다 융점이 낮다는 광물학적 특성과 물과 반응시 급결하는 수화특성으로 인하여, C12A7은 주로 제철제강용 플럭스/소결조제, 숏크리트용 시멘트 급결재 등 다양한 용도로 사용되고 있다. 특히 도 1에서와 같이 Al2O3 함량이 약 48~54% 범위에서 낮은 융점특성이 발현되며, Fe2O3가 첨가될 경우에는 Fe2O3의 함량에 따라 다르나, 도 2에서와 같이 C12A7계 광물의 융점이 1335℃로 더욱 낮아짐을 확인할 수 있다. 따라서 기존 C12A7계 광물 제조에 필요한 용융 열량이 감소하고, 이에 따라 경제성 확보가 가능하다.Among the CaO-Al 2 O 3 -based minerals, C 12 A 7 is mainly used as a flux / sintering aid for steelmaking and cemented cement for shotcrete due to the mineralization characteristics of lower melting point than other minerals and the hydration characteristics which quench when reacted with water. It is used for various purposes. In particular, as shown in FIG. 1, low melting point characteristics are expressed in the range of about 48 to 54% of Al 2 O 3 , and when Fe 2 O 3 is added, it depends on the content of Fe 2 O 3 , as shown in FIG. 2. It can be seen that the melting point of the C 12 A 7 mineral is further lowered to 1335 ℃. Therefore, the amount of heat of melting required for the manufacture of conventional C 12 A 7 minerals is reduced, thereby ensuring economic feasibility.

한편, 한국특허 제0464184호에서는 CaO 원료와 Al2O3 원료를 혼합하여, 이 혼합물을 전기로에서 용융한 후 로타리 쿨러에서 3 내지 10kgf/cm2의 압력으로 분사되는 고압공기류에 10 내지 50kg/min의 물을 함께 분사하여 용융물이 10mm 이하의 유리상이 되도록 하여 제조한 비정질 C12A7 비드를 비표면적이 블레인치로서 5000cm2/g 이상이 되도록 분쇄하여 제조하는 방법으로, 용융법에 의해 C12A7을 제조하는 대표적 방법을 개시하고 있으나, 이는 용융온도까지 온도를 높여주어야 하는 문제점이 있으며, 또한 냉각과정에서 다량의 냉각수를 필요로 한다.Meanwhile, in Korean Patent No. 0464184, CaO raw material and Al 2 O 3 raw material are mixed, and the mixture is melted in an electric furnace and then 10 to 50 kg / in the high pressure air stream sprayed at a pressure of 3 to 10 kgf / cm 2 from a rotary cooler. Aqueous C 12 A 7 beads prepared by spraying min water together to form a glassy phase of 10 mm or less are pulverized to have a specific surface area of 5000 cm 2 / g or more as a ble inch. Although a representative method for producing 12 A 7 is disclosed, this has a problem of raising the temperature to the melting temperature, and also requires a large amount of cooling water in the cooling process.

또한 한국특허 제0937399호에서는 석회질원과 알루미나질원을 분쇄혼합한 후 펠렛으로 제조하여 1000℃ 이상으로 열처리하며, 이후 물을 혼합하여 수화시켜 제조된 수화물을 300~1500℃로 다시 소성하여 알루민산칼슘계 클링커를 제조하는 방법을 개시하고 있으나, 미리 펠렛을 제조하는 공정이 포함되어 있으며, 2번 이상 소성해야 하는 단점이 있다. In addition, Korean Patent No. 0937399 pulverizes and mixes a lime source and an alumina source, and then prepares pellets and heats them at 1000 ° C. or higher. Although a method of manufacturing a clinker is disclosed, a process for preparing pellets is included in advance, and there is a disadvantage in that baking is performed two or more times.

또한 일본산 플럭스 제품(제품명 Calsip 등-제조사 Yabashi 石灰工業株式會社 등)은 형석 등이 포함되지 않아 친환경적 제품이지만 펠렛으로 성형한다는 단점을 갖고, 또한 소성되지 않은 플럭스는 반응성이 느려 용강 내에서 탈황 및 탈인의 속도가 늦은 것으로 알려져 있다.In addition, Japanese flux products (product name Calsip et al.-manufactured by Yabashi 石灰 工業 株 式 會, etc.) are eco-friendly because they do not contain fluorite, but they have the disadvantage of being molded into pellets. The rate of dephosphorization is known to be slow.

그러나 C12A7계 광물은 CaO 공급원과 Al2O3 공급원의 용융온도보다 낮은 온도에서부터 생성되는 특징이 있으며, 생성조건에 따라 다르지만 보통 900℃ 전후에서 생성되기 시작하므로, CaO 공급원과와 Al2O3 공급원을 용융시키지 않은 채 로터리 킬른을 이용하여 소성함으로써, 에너지 절감이 우수하고 이산화탄소 발생량이 적은 본 발명의 제조방법을 완성하게 되었다.
However, C 12 A 7 based mineral, so is characterized to be generated from a temperature lower than the melting temperature of the CaO source and the Al 2 O 3 source, depending on the generating conditions usually begins to produce at about 900 ℃, CaO source and the Al 2 By firing using a rotary kiln without melting the O 3 source, it is possible to complete the production method of the present invention with excellent energy saving and low carbon dioxide generation.

본 발명은 용융법보다 에너지 절감이 우수하고, 이산화탄소 발생량이 적은 C12A7계 광물의 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다.
An object of the present invention is to provide a method for producing a C 12 A 7 -based mineral, which is more energy-saving than the melting method and generates a small amount of carbon dioxide.

본 발명의 C12A7계 광물의 제조방법은 산화칼슘(CaO) 공급원과 산화알루미늄(Al2O3) 공급원을 혼합하여 혼합물을 제조하는 단계; 및 상기 혼합물을 로터리 킬른(rotary kiln)에 투입하여 900 ~ 1500 ℃에서 소성시키는 단계;를 포함하여 이루어진다.Method for producing a C 12 A 7 mineral of the present invention comprises the steps of mixing a calcium oxide (CaO) source and aluminum oxide (Al 2 O 3 ) source to prepare a mixture; And putting the mixture into a rotary kiln and baking at 900 to 1500 ° C.

본 발명의 C12A7계 광물의 제조방법은 상기 산화칼슘(CaO) 공급원이 석회석, 생석회, 소석회, 대리석, 니회석, 및 폐석회로 구성된 군에서 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 한다.The method for producing C 12 A 7 mineral of the present invention is characterized in that the source of calcium oxide (CaO) is at least one selected from the group consisting of limestone, quicklime, hydrated lime, marble, nitrite, and waste lime.

본 발명의 C12A7계 광물의 제조방법은 상기 산화알루미늄(Al2O3) 공급원이 보크사이트, 수산화알루미늄, 알미늄드로스 및 정유 폐촉매로 구성된 군에서 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 한다.The method for producing C 12 A 7 mineral of the present invention is characterized in that the aluminum oxide (Al 2 O 3 ) source is at least one selected from the group consisting of bauxite, aluminum hydroxide, aluminum dross and refined spent catalyst.

본 발명의 C12A7계 광물의 제조방법은 상기 혼합물에 제철 및 제강공정의 슬래그를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.Method for producing a C 12 A 7 mineral of the present invention is characterized in that it further comprises a slag of the steelmaking and steelmaking process in the mixture.

본 발명의 C12A7계 광물의 제조방법은 상기 산화칼슘(CaO) 공급원과 산화알루미늄(Al2O3) 공급원의 혼합물 100 중량부에 대하여 제철 및 제강공정의 슬래그가 1 ~ 50 중량부 혼합된 것을 특징으로 한다.In the method for producing C 12 A 7 mineral of the present invention, 1 to 50 parts by weight of slag of the steelmaking and steelmaking process is mixed with 100 parts by weight of the mixture of the calcium oxide (CaO) source and the aluminum oxide (Al 2 O 3 ) source. It is characterized by.

본 발명의 C12A7계 광물의 제조방법은 상기 소성시키는 단계의 소성온도가 1150 ~ 1350 ℃인 것을 특징으로 한다.Method for producing a C 12 A 7 mineral of the present invention is characterized in that the firing temperature of the firing step is 1150 ~ 1350 ℃.

본 발명의 C12A7계 광물의 제조방법은 상기 C12A7계 광물이 고상의 클링커인 것을 특징으로 한다.
Method for producing a C 12 A 7 -based mineral of the present invention is characterized in that the C 12 A 7 -based mineral is a solid clinker.

본 발명은 C12A7계 광물의 제조를 위하여 산화칼슘(CaO) 공급원과 산화알루미늄(Al2O3) 공급원을 용융시키지 않으므로 에너지 절감이 우수하고, 소성 전 펠렛의 형성없이 로터리 킬른을 이용해 시멘트 소성로를 이용해 C12A7계 광물을 클링커로 로출하여 제조하는 방법을 제공함으로 인하여 기존 공정을 획기적으로 단축한다.
The present invention does not melt the calcium oxide (CaO) source and aluminum oxide (Al 2 O 3 ) source for the production of C 12 A 7 minerals, so the energy saving is excellent, cement using a rotary kiln without the formation of pellets before firing By using a kiln to provide a method for producing C 12 A 7 -based minerals by clinker, the existing process is greatly shortened.

도 1은 대기상태에서의 12CaO 7Al2O3의 공융 상태도를 나타낸 것이다.
도 2는 CaO-C12A7-C2F계 상태도를 나타낸 그래프이다.
도 3은 정련슬래그의 X선 회절분석 패턴을 나타낸 것이다.
도 4는 실시예 1의 1200 ℃ 소성물의 X선 회절분석 패턴을 나타낸 것이다.
도 5는 실시예 1의 1250 ℃ 소성물의 X선 회절분석 패턴을 나타낸 것이다.
도 6은 실시예 1의 1300 ℃ 소성물의 X선 회절분석 패턴을 나타낸 것이다.
도 7은 실시예 1의 1350 ℃ 소성물의 X선 회절분석 패턴을 나타낸 것이다.
도 8은 실시예 1의 1200 ℃ 소성물의 사진이다.
도 9는 실시예 1의 1250 ℃ 소성물의 사진이다.
도 10은 실시예 1의 1350 ℃ 소성물의 사진이다.
도 11은 실시예 2의 정련슬래그가 10% 첨가된 소성물의 X선 회절분석 패턴을 나타낸 것이다.
도 12는 실시예 2의 정련슬래그가 20% 첨가된 소성물의 X선 회절분석 패턴을 나타낸 것이다.
도 13은 실시예 2의 정련슬래그가 30% 첨가된 소성물의 X선 회절분석 패턴을 나타낸 것이다.
도 14는 실시예 2의 정련슬래그가 10% 첨가된 소성물의 사진이다.
도 15는 실시예 2의 정련슬래그가 20% 첨가된 소성물의 사진이다.
도 16은 실시예 2의 정련슬래그가 30% 첨가된 소성물의 사진이다.
도 17은 실시예 3의 정련슬래그가 30% 첨가된 소성물의 사진이다.
도 18은 실시예 3의 정련슬래그가 30% 첨가된 소성물의 X선 회절분석 패턴을 나타낸 것이다.
도 19는 실시예 3의 정련슬래그가 40% 첨가된 소성물의 사진이다.
도 20은 실시예 3의 정련슬래그가 50% 첨가된 소성물의 사진이다.
도 21은 실시예 3의 정련슬래그가 40% 첨가된 소성물의 X선 회절분석 패턴을 나타낸 것이다.
도 22는 실시예 3의 정련슬래그가 50% 첨가된 소성물의 X선 회절분석 패턴을 나타낸 것이다.
도 23은 실시예 4의 정련슬래그를 50% 첨가하고, 1150℃에서 소성한 경우의 X선 회절분석 패턴을 나타낸 것이다.
1 shows a eutectic state diagram of 12CaO 7Al 2 O 3 in the atmospheric state.
2 is a graph showing a state diagram of CaO-C 12 A 7 -C 2 F system.
Figure 3 shows the X-ray diffraction pattern of the refined slag.
Figure 4 shows the X-ray diffraction pattern of the 1200 ℃ baked product of Example 1.
Figure 5 shows the X-ray diffraction pattern of the calcined product of Example 1250 ℃.
Figure 6 shows the X-ray diffraction pattern of the fired 1300 ° C of Example 1.
FIG. 7 shows the X-ray diffraction pattern of the 1350 ° C. calcined product of Example 1. FIG.
8 is a photograph of a 1200 ° C. fired product of Example 1. FIG.
9 is a photograph of a 1250 ° C. fired product of Example 1. FIG.
10 is a photograph of a 1350 ° C. fired product of Example 1. FIG.
FIG. 11 shows the X-ray diffraction pattern of the fired product to which the refined slag of Example 2 was added 10%.
12 shows the X-ray diffraction pattern of the fired product to which the refined slag of Example 2 was added 20%.
FIG. 13 shows an X-ray diffraction pattern of a fired product to which refined slag of Example 2 is added 30%.
14 is a photograph of a fired product to which 10% refined slag of Example 2 is added.
15 is a photograph of a fired product to which the refining slag of Example 2 is added 20%.
16 is a photograph of a fired product to which the refined slag of Example 2 is added 30%.
17 is a photograph of a fired product to which the refined slag of Example 3 is added 30%.
18 shows the X-ray diffraction pattern of the fired product to which the refined slag of Example 3 was added 30%.
19 is a photograph of a fired product to which refined slag of Example 3 is added 40%.
20 is a photograph of a fired product to which refined slag of Example 3 is added 50%.
21 shows the X-ray diffraction pattern of the fired product to which the refined slag of Example 3 was added 40%.
22 shows the X-ray diffraction pattern of the fired product to which the refined slag of Example 3 was added 50%.
Fig. 23 shows the X-ray diffraction analysis pattern when 50% of the refined slag of Example 4 was added and calcined at 1150 ° C.

본 발명의 C12A7계 광물의 제조방법은 산화칼슘(CaO) 공급원과 산화알루미늄(Al2O3) 공급원을 혼합하여 혼합물을 제조하는 단계; 및 상기 혼합물을 로터리 킬른(rotary kiln)에 투입하여 900 ~ 1500 ℃에서 소성시키는 단계;를 포함하여 이루어진다.Method for producing a C 12 A 7 mineral of the present invention comprises the steps of mixing a calcium oxide (CaO) source and aluminum oxide (Al 2 O 3 ) source to prepare a mixture; And putting the mixture into a rotary kiln and baking at 900 to 1500 ° C .;

본 발명의 산화칼슘(CaO) 공급원으로는 석회석, 생석회, 소석회, 대리석, 니회석이나 폐석회와 같은 산화칼슘을 주성분으로 하는 모든 산업 부산물을 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The calcium oxide (CaO) source of the present invention can be used as, but not limited to, all industrial by-products based on calcium oxide, such as limestone, quicklime, hydrated lime, marble, niche or waste lime.

본 발명의 산화알루미늄(Al2O3) 공급원으로는 보크사이트, 수산화알루미늄 등 산화알루미늄을 주성분으로 하는 물질과 알미늄드로스, 정유 폐촉매와 같이 산화알루미늄을 주광물로 하는 모든 산업 부산물을 사용할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.As the aluminum oxide (Al 2 O 3 ) source of the present invention, materials containing aluminum oxide as the main component such as bauxite and aluminum hydroxide, and all industrial by-products containing aluminum oxide as the main mineral such as aluminum dross and refined waste catalyst can be used. However, it is not limited thereto.

먼저, 출발원료인 산화칼슘 공급원 및 산화알루미늄 공급원을 평균 입자크기 0.01 ~ 1 mm 수준으로 분쇄 후 혼합하거나 혼합 후 분쇄한다. 혼합비율은 산화칼슘(CaO)과 산화알루미늄(Al2O3)의 중량비로 40 : 60 내지 60 : 40이고, 바람직하게는 몰비로 1 : 0.4 내지 0.8 이고, 더욱 바람직하게는 몰비로 1 : 0.5 내지 0.7 이며, 가장 바람직하게는 12 : 7이다.First, a calcium oxide source and an aluminum oxide source, which are starting materials, are ground and mixed or ground after mixing to an average particle size of 0.01 to 1 mm. The mixing ratio is 40:60 to 60:40 in the weight ratio of calcium oxide (CaO) and aluminum oxide (Al 2 O 3 ), preferably in the molar ratio of 1: 0.4 to 0.8, and more preferably in the molar ratio of 1: 0.5. To 0.7, most preferably 12: 7.

본 발명에서는 C12A7계 광물의 생산량을 증대시키기 위해 주성분인 제철 및 제강공정에서 폐기물로 발생하는 슬래그인 정련슬래그, 고로슬래그 등을 사용할 수 있다. 바람직하게는 C12A7계 광물이 주성분인 정련슬래그를 사용한다. 제철 및 제강공정의 슬래그는 산화칼슘(CaO) 공급원과 산화알루미늄(Al2O3) 공급원의 혼합물 100 중량부에 대하여 1 ~ 50 중량부 혼합된다.In the present invention, in order to increase the production of C 12 A 7 minerals, refining slag, blast furnace slag, etc., slag generated as waste in the steelmaking and steelmaking processes, which are main components, may be used. Preferably, refining slag whose main component is a C 12 A 7 -based mineral is used. The slag of the steelmaking and steelmaking processes is mixed in an amount of 1 to 50 parts by weight based on 100 parts by weight of a mixture of a calcium oxide (CaO) source and an aluminum oxide (Al 2 O 3 ) source.

산화칼슘(CaO) 공급원과 산화알루미늄(Al2O3) 공급원을 혼합한 혼합물은 로터리 킬른에서 900 ℃ 이상에서 C12A7계 광물을 생성하기 시작하고, 1000 ℃ 이상에서 C12A7계 광물의 생성이 많아지면서, 1230 ℃ 이상에서는 주로 C12A7계 광물을 생성한다. 또한 1350 ℃ 이하, 바람직하게는 1300 ℃ 이하, 더욱 바람직하게는 1280 ℃ 이하에서 고상의 클링커를 형성한다.Calcium (CaO) source and an aluminum oxide (Al 2 O 3) mixture of the source begins to generate the C 12 A 7 based mineral at above 900 ℃ in the rotary kiln, and, C 12 from above 1000 ℃ A 7 based mineral As the formation of more increases, the C 12 A 7 -based mineral is mainly produced at 1230 ° C or higher. The solid clinker is also formed at 1350 ° C. or lower, preferably 1300 ° C. or lower, and more preferably 1280 ° C. or lower.

산화칼슘(CaO) 공급원과 산화알루미늄(Al2O3) 공급원을 혼합한 혼합물에 제철 및 제강공정의 슬래그를 첨가하는 경우 슬래그의 첨가량이 증가할수록 더 낮은 온도에서 C12A7계 광물을 생성하고, 1200 ℃ 이상에서는 주 생성광물이 C12A7계 광물이 된다. 또한 산화칼슘(CaO) 공급원과 산화알루미늄(Al2O3) 공급원을 혼합한 혼합물 100 중량부에 대하여 제철 및 제강공정의 슬래그가 1 ~ 25 중량부 첨가되면 1300 ℃ 이하에서 클링커를 형성하고, 25 ~ 35 중량부 첨가되면 1275 ℃ 이하에서 클링커를 형성하며, 35 ~ 50 중량부 첨가되면 1250 ℃ 이하에서 클링커를 형성한다.
When the slag of the steelmaking and steelmaking process is added to a mixture of a calcium oxide (CaO) source and an aluminum oxide (Al 2 O 3 ) source, C 12 A 7 minerals are produced at lower temperatures as the amount of added slag increases. At 1200 ° C or higher, the main product mineral is a C 12 A 7 -based mineral. In addition, when 1 to 25 parts by weight of the slag of the steelmaking and steelmaking process is added to 100 parts by weight of the mixture of a calcium oxide (CaO) source and an aluminum oxide (Al 2 O 3 ) source, clinker is formed at 1300 ° C. or less. When added to 35 parts by weight to form a clinker at 1275 ℃ or less, when added to 35 to 50 parts by weight to form a clinker at 1250 ℃ or less.

이하, 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 이에 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, the present invention will be described in detail by way of examples. However, the following examples are merely to illustrate the present invention, but the content of the present invention is not limited thereto.

산화칼슘(CaO) 공급원으로 석회석(CaO 함량 49.5 중량%)을, 산화알루미늄(Al2O3)으로 보크사이트(Al2O3 함량 85.6 중량%)를 사용하였다. 또한 C12A7계 광물의 생산량을 증대시키기 위해 정련슬래그(CaO 함량 50.0 중량%, Al2O3 함량36.3 중량%)를 혼합 사용하여 소성하기도 하였다. 도 3은 정련슬래그의 XRD 패턴을 나타낸 것으로, 정련슬래그는 C12A7계 광물이 주요 성분임을 확인할 수 있었다.
Limestone (CaO content 49.5 wt%) was used as a calcium oxide (CaO) source, and bauxite (85.6 wt% Al 2 O 3 content) was used as aluminum oxide (Al 2 O 3 ). In addition, in order to increase the production of C 12 A 7 minerals were refined slag (CaO content 50.0% by weight, Al 2 O 3 content 36.3% by weight) was mixed and fired. Figure 3 shows the XRD pattern of the refining slag, the refining slag was confirmed that the C 12 A 7 mineral is the main component.

실시예 1Example 1

석회석과 보크사이트를 혼합물 기준 CaO 함량이 40~60 중량%로, Al2O3 함량 40~60 중량%로 제어하여 혼합하였다. 혼합이 끝난 혼합물은 90㎛ 잔사가 10% 전후가 되도록 분쇄하였다. 이후 혼합물은 로터리 킬른에서 소성온도 1200, 1250, 1300, 및 1350 ℃ 에서 30분 소성하였다.Limestone and bauxite were mixed by controlling the CaO content of the mixture to 40 to 60 wt% and the Al 2 O 3 content to 40 to 60 wt%. The mixture was pulverized so that 90 µm residues were around 10%. The mixture was then calcined in rotary kilns for 30 minutes at firing temperatures 1200, 1250, 1300, and 1350 ° C.

도 4는 1200 ℃ 소성물의 X선 회절분석 패턴, 도 5는 1250 ℃ 소성물의 X선 회절분석 패턴, 도 6은 1300 ℃ 소성물의 X선 회절분석 패턴, 도 7은 1350 ℃ 소성물의 X선 회절분석 패턴을 각각 나타낸 것이고, 도 8은 1200 ℃ 소성물의 사진, 도 9는 1250 ℃ 소성물의 사진, 도 10은 1350 ℃ 소성물의 사진을 각각 나타내었다.4 is an X-ray diffraction pattern of a fired product at 1200 ° C., FIG. 5 is an X-ray diffraction pattern of a fired product at 1250 ° C., FIG. 6 is an X-ray diffraction pattern of a fired product at 1300 ° C., and FIG. Each of the patterns is shown. FIG. 8 is a photograph of a 1200 ° C. calcined product, FIG. 9 is a photograph of a 1250 ° C. calcined product, and FIG. 10 is a photograph of a 1350 ° C. calcined product, respectively.

도 4에서 보듯이 1200℃에서도 C12A7계 광물이 일부 생성됨을 확인할 수 있었으며, 도 5의 1250℃ 부터는 주요 광물이 C12A7계라는 것을 확인할 수 있었고, 이후 도 7의 완전히 용융되는 1350℃까지도 C12A7계 광물이 생성됨을 확인할 수 있었다. As shown in FIG. 4, it was confirmed that some C 12 A 7 -based minerals were formed even at 1200 ° C., and from 1250 ° C. of FIG. 5, the main minerals were C 12 A 7 -based minerals. It was confirmed that C 12 A 7 -based minerals were produced even at ℃.

소성온도 1250 ℃까지는 로터리 킬른에서 소성물이 용융되지 않은 클링커 형태로 로출됨을 확인할 수 있었고(도 8 및 9), 1300 ℃에서는 완전 용융되었음을 확인할 수 있었다(도 10).
It was confirmed that the calcined product was released in the form of unmelted clinker in the rotary kiln up to a calcination temperature of 1250 ° C. (FIGS. 8 and 9), and was completely melted at 1300 ° C. (FIG. 10).

실시예 2Example 2

석회석과 보크사이트를 혼합물 기준 CaO 함량이 40~60%로, Al2O3 함량 40~60%로 제어하여 혼합하였다. 이후 정련슬래그를 혼합물 기준 외할로 10, 20, 30% 첨가하였다. 다시 혼합한 후 혼합물은 90㎛ 잔사가 10% 전후가 되도록 분쇄하였다. 혼합이 끝난 혼합물은 90㎛ 잔사가 10% 전후가 되도록 분쇄하였다. 이후 혼합물은 로터리 킬른에서 소성온도 1300 ℃ 에서 30분 소성하였다.Limestone and bauxite were mixed under controlled CaO content of 40-60% and Al 2 O 3 content of 40-60%. Then, refined slag was added to 10, 20, 30% of the mixture based on foreign soil. After mixing again, the mixture was pulverized such that 90 µm residue was around 10%. The mixture was pulverized so that 90 µm residues were around 10%. The mixture was then calcined for 30 minutes at a sintering temperature of 1300 ° C. in a rotary kiln.

1300℃ 소성조건에서는 정련슬래그가 10%와 20% 첨가한 경우 C12A7계 광물이 생성됨을 확인할 수 있으며(도 11 및 12), 30% 첨가한 경우에도 C12A7계 광물이 생성됨을 확인할 수 있었다(도 13). 용융상태와 용융되지 않은 클링커 상태의 큰 차이점은 18도 부근의 C12A7계 광물 피크의 intensity가 용융물에서 좀 더 높게 관찰되는 것이다. 그러나 이외에는 큰 차이점이 발견되지 않았다. It can be seen that when the refining slag is added at 10% and 20% under firing conditions at 1300 ° C., C 12 A 7 minerals are produced (FIGS. 11 and 12), and C 12 A 7 minerals are produced even when 30% is added. It could be confirmed (Fig. 13). The big difference between the molten and unmelted clinker states is that the intensity of C 12 A 7 -based mineral peaks around 18 degrees is observed higher in the melt. But no big difference was found.

또한 1300℃ 소성조건에서는 정련슬래그가 30% 첨가된 경우 용융상태로 존재하나(도 16), 30% 미만으로 첨가된 10% 및 20%는 완전한 클링커 상태로 존재하였다(도 14 및 15). 그러므로 석회석과 보크사이트에 정련슬래그를 첨가하여 소성한 3성분계에서도 C12A7계 광물이 우수하게 생성됨을 확인할 수 있었다.
In addition, at 1300 ° C. firing conditions, when 30% of the refined slag is added, it exists in a molten state (FIG. 16), but less than 30% of 10% and 20% added are present in a complete clinker state (FIGS. 14 and 15). Therefore, it was confirmed that C 12 A 7 minerals were produced well in the three-component system calcined by adding refined slag to limestone and bauxite.

실시예 3Example 3

3성분계(석회석, 보크사이트, 및 정련슬래그) 혼합물의 소성온도를 1275℃로 변경하여 시험하였다. 이는 용융상을 만들지 않고, 즉 고상의 클링커를 만들기 위해 소성온도를 낮춘 것이다. 이때 C12A7계 광물이 생성되는지의 여부를 검토한 것이다. 또한 정련슬래그의 함량을 40%와 50%까지 증대시켜 시험하였다. The firing temperature of the three-component (limestone, bauxite, and scouring slag) mixture was tested at 1275 ° C. This lowers the firing temperature to produce no molten phase, i.e. a solid clinker. At this time, whether or not C 12 A 7 mineral is produced is examined. In addition, the content of refined slag was increased by 40% and 50%.

정련슬래그를 30% 첨가한 경우 소성온도를 1275℃로 낮출 경우 용융은 관찰되지 않았으며(도 17), C12A7계 광물은 우수하게 생성되었다(도 18). 즉 소성온도를 낮출 경우, 용융상의 생성 없이도 C12A7계 광물이 생성될 수 있다는 것이다. When 30% of the refined slag was added, melting was not observed when the firing temperature was lowered to 1275 ° C. (FIG. 17), and C 12 A 7 -based minerals were excellently produced (FIG. 18). In other words, when the firing temperature is lowered, C 12 A 7 -based minerals can be produced without the formation of a molten phase.

이는 소성온도를 낮출 수 있다는 장점이 있으며, 이에 따라 투입연료의 감소가 동반될 수 있다. This has the advantage that the firing temperature can be lowered, and thus may be accompanied by a reduction in input fuel.

정련슬래그의 함량을 40%와 50%를 첨가한 경우에는 일부 용융상 및 전량 용융상이 관찰되었다(도 19 및 20). 이 또한 소성온도를 좀 더 낮출 경우, C12A7계 광물이 생성될 것으로 추정되어진다.
When 40% and 50% of the content of refined slag was added, some molten and total molten phases were observed (FIGS. 19 and 20). It is also assumed that if the firing temperature is lowered, C 12 A 7 -based minerals will be produced.

실시예 4Example 4

3성분계(석회석, 보크사이트, 및 정련슬래그) 혼합물에서 정련슬래그를 50% 첨가하고, 1150℃에서 소성한 경우, 도 23과 같이 X선 회절분석 패턴에서와 같이 C12A7계 광물이 다른 광물과 함께 존재함을 확인할 수 있기 때문이기도 하다. When 50% of refined slag is added in a mixture of three-component (limestone, bauxite, and refined slag) and calcined at 1150 ° C., minerals having different C 12 A 7 minerals as shown in the X-ray diffraction pattern as shown in FIG. 23. It is also because we can confirm that it exists together with.

Claims (7)

산화칼슘(CaO) 공급원과 산화알루미늄(Al2O3) 공급원을 혼합하여 혼합물을 제조하는 단계; 및 상기 혼합물을 로터리 킬른(rotary kiln)에 투입하여 900 ~ 1500 ℃에서 소성시키는 단계;를 포함하는 C12A7계 광물의 제조방법.
Mixing a calcium oxide (CaO) source with an aluminum oxide (Al 2 O 3 ) source to produce a mixture; The method of C 12 A 7 based mineral containing; and the step of putting the mixture into a rotary kiln (rotary kiln) and baked at 900 ~ 1500 ℃.
제 1 항에 있어서, 상기 산화칼슘(CaO) 공급원이 석회석, 생석회, 소석회, 대리석, 니회석, 및 폐석회로 구성된 군에서 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 C12A7계 광물의 제조방법.
The method of claim 1 wherein the production of C 12 A 7 based mineral, characterized in that the calcium oxide (CaO) oxide source is at least one selected from limestone, quick lime, slaked lime, marble, you dilution, and the group consisting of tailings circuit.
제 1 항에 있어서, 상기 산화알루미늄(Al2O3) 공급원이 보크사이트, 수산화알루미늄, 알미늄드로스 및 정유 폐촉매로 구성된 군에서 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 C12A7계 광물의 제조방법.
The method of claim 1, wherein the aluminum oxide (Al 2 O 3) source of the bauxite, process for producing aluminum hydroxide, aluminum dross and C 12 A 7 based mineral, characterized in that at least one selected from the group consisting of essential oils Catalyst .
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 혼합물에 제철 및 제강공정의 슬래그를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 C12A7계 광물의 제조방법.
Wherein the first to third according to any one of items, C 12 A method of producing a mineral-based 7 further comprising a slag of iron and steel making process to the mixture.
제 4 항에 있어서, 상기 산화칼슘(CaO) 공급원과 산화알루미늄(Al2O3) 공급원의 혼합물 100 중량부에 대하여 제철 및 제강공정의 슬래그가 1 ~ 50 중량부 혼합된 것을 특징으로 하는 C12A7계 광물의 제조방법.
5. The method of claim 4, C 12, characterized in that the slag of iron and steel making process with respect to the mixture of 100 parts by weight of the calcium oxide (CaO) source with a source of aluminum oxide (Al 2 O 3) 1 to 50 parts by weight of mixture A 7 Method for producing minerals.
제 5 항에 있어서, 상기 소성시키는 단계의 소성온도가 1150 ~ 1350 ℃인 것을 특징으로 하는 C12A7계 광물의 제조방법.
The method of claim 5, wherein the firing temperature of the firing step is 1150 ~ 1350 ℃ characterized in that the manufacturing method of C 12 A 7 mineral.
제 6 항에 있어서, 상기 C12A7계 광물이 고상의 클링커인 것을 특징으로 하는 C12A7계 광물의 제조방법.The method of claim 6, wherein the C 12 A 7 The method of producing a mineral-based C 12 A 7 based mineral, characterized in that the solid phase of the clinker.
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