KR20120035009A - 슬러지를 이용한 건축자재 제조장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 슬러지를 이용한 건축자재 제조장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 슬러지를 브라운가스를 이용하여 만든 고온의 열풍으로 탄화시킨 후 경화제를 혼합하여 교반하고, 교반된 슬러지를 금형을 통해 일정 형태로 성형한 후 온풍으로 탄화시키며, 탄화된 슬러지를 건조 및 냉각시킨 후 표면을 연마하여 벽돌이나 인조대리석 등을 제조하는 자동화 방식의 구성을 가짐에 따라, 제조단가를 낮추어 제조효율을 높일 수 있고 품질도 향상시킬 수 있도록 한 슬러지를 이용한 건축자재 제조장치에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 슬러지를 일정크기로 분쇄하여 투입시키는 투입부와, 투입된 슬러지를 열풍으로 탄화시키는 탄화부와, 탄화된 슬러지를 경화제와 함께 교반하는 교반부와, 교반된 슬러지를 일정형태로 성형하는 성형부와, 성형된 슬러지를 온풍으로 건조시키는 건조부와, 건조된 슬러지를 냉각시키는 냉각부와, 냉각된 슬러지의 표면을 연마하는 연마부와, 성형부에서 성형된 슬러지를 건조부와 냉각부 및 연마부로 차례대로 이송시키는 이송부와, 브라운가스를 생성시키는 브라운가스생성부와, 브라운가스를 열원으로 사용하여 열풍을 발생시켜 탄화부와 건조부로 각각 공급하는 열풍공급부를 포함하여 구성됨을 특징으로 한 슬러지를 이용한 건축자재 제조장치가 제공된다.
본 발명에 따르면, 슬러지를 일정크기로 분쇄하여 투입시키는 투입부와, 투입된 슬러지를 열풍으로 탄화시키는 탄화부와, 탄화된 슬러지를 경화제와 함께 교반하는 교반부와, 교반된 슬러지를 일정형태로 성형하는 성형부와, 성형된 슬러지를 온풍으로 건조시키는 건조부와, 건조된 슬러지를 냉각시키는 냉각부와, 냉각된 슬러지의 표면을 연마하는 연마부와, 성형부에서 성형된 슬러지를 건조부와 냉각부 및 연마부로 차례대로 이송시키는 이송부와, 브라운가스를 생성시키는 브라운가스생성부와, 브라운가스를 열원으로 사용하여 열풍을 발생시켜 탄화부와 건조부로 각각 공급하는 열풍공급부를 포함하여 구성됨을 특징으로 한 슬러지를 이용한 건축자재 제조장치가 제공된다.
Description
본 발명은 슬러지를 이용한 건축자재 제조장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 슬러지를 브라운가스를 이용하여 만든 고온의 열풍으로 탄화시킨 후 경화제를 혼합하여 교반하고, 교반된 슬러지를 금형을 통해 일정 형태로 성형한 후 온풍으로 탄화시키며, 탄화된 슬러지를 건조 및 냉각시킨 후 표면을 연마하여 벽돌이나 인조대리석 등을 제조하는 자동화 방식의 구성을 가짐에 따라, 제조단가를 낮추어 제조효율을 높일 수 있고 품질도 향상시킬 수 있도록 한 슬러지를 이용한 건축자재 제조장치에 관한 것이다.
일반적으로 가정 등에서 배출되는 하수와, 공장이나 축산농가 등에서 배출되는 오폐수는 하수처리장에서 하수 처리되어 슬러지 상태로 만들어지는데, 이러한 하수슬러지나 오폐수슬러지(이하 모두 '슬러지'라고 함)는 육지에 매립하거나 해양에 투기하는 방법으로 폐기하였다.
그러나 슬러지를 육지에 매립하거나 해양에 투기함에 따라 토양오염 및 해양오염을 유발하는 문제점이 있었다. 이러한 문제점으로 인하여 최근 국내는 물론 국외에서는 슬러지에 대한 해양 투기를 법으로 금지하고 제한하고 있다.
따라서 상기한 문제점을 해결하여 자연 환경을 보호하고 자원을 절약하고자 하는 목적으로, 슬러지를 함유된 수분을 완전히 제거하여 사료, 비료, 건축자재 등으로 재활용할 수 있도록 하는 다양한 활용 방안이 연구되었다.
상기와 같은 연구 개발을 통해 슬러지를 탄화시키고, 탄화된 슬러지를 교반하며, 교반된 슬러지를 성형하고, 성형한 슬러지를 양생시키는 단계로 이루어지는 슬러지를 이용하여 벽돌이나 인조대리석 등의 건축자재 제조방법이 개발되었다.
그러나 이러한 제조방법을 위한 제조장치에 대한 개발이 지속적으로 진행되고 있지만, 현재 슬러지를 탄화시키는 단계에 필요한 슬러지 탄화장치에 대한 개발에만 치중되고 있고, 그 이후 단계에 필요한 장치 혹은 그 이후 단계를 포함한 제조장치에 대한 개발은 더디게 진행되고 있다.
따라서 탄화된 슬러지를 가공 처리하여 벽돌이나 인조대리석으로 만드는 이후의 단계에서는 모두 작업자가 직접 참여하여 수작업으로 행할 수밖에 없다. 이에 따라 인건비가 많이 소진되므로 제조단가를 상승시켜 제조효율이 떨어지는 문제점이 있다.
그리고 제조된 벽돌이나 인조대리석의 품질이 떨어지는 문제점도 있었다. 이는 탄화장치가 슬러지가 투입되는 투입구가 설치된 일단이 슬러지가 배출되는 배출구가 설치된 타단보다 낮게 하향 경사지게 설치됨에 의한 것이다.
즉, 슬러지가 탄화장치의 내부에 설치된 교반스크류에 의해 이송되며 교반되면서 열풍에 의해 탄화될 때, 고르게 교반되지 않고 단순히 투입구에서 배출구로 이송되어 배출되므로 고르게 탄화처리되지 못하기 때문이다.
따라서 슬러지를 일정형태로 성형하기에 앞서 경화제를 투입하여 섞을 때 경화제가 제대로 섞이지 않아 강도 등의 물성이 저하되어 건축자재의 품질이 떨어질 수밖에 없게 된다.
그러므로 슬러지를 가공처리하여 건축자재를 제조하는 과정을 모두 자동화 방식으로 할 뿐만 아니라 슬러지를 고르게 탄화되도록 함으로써 제조효율을 높이고 건축자재의 품질도 향상시킬 수 있는 제조장치에 대한 개발이 절실하다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위하여 발명된 것으로, 슬러지를 가공처리하여 건축자재를 제조하는 과정을 모두 자동화 방식으로 할 뿐만 아니라 슬러지를 고르게 탄화되도록 함으로써 제조효율을 높이고 품질도 향상시킬 수 있도록 하기 위하여, 슬러지를 일정크기로 분쇄하여 투입시키는 투입부와, 투입된 슬러지를 열풍으로 탄화시키는 탄화부와, 탄화된 슬러지를 경화제와 함께 교반하는 교반부와, 교반된 슬러지를 일정형태로 성형하는 성형부와, 성형된 슬러지를 온풍으로 건조시키는 건조부와, 건조된 슬러지를 냉각시키는 냉각부와, 냉각된 슬러지의 표면을 연마하는 연마부와, 성형부에서 성형된 슬러지를 건조부와 냉각부 및 연마부로 차례대로 이송시키는 이송부와, 브라운가스를 생성시키는 브라운가스생성부와, 브라운가스를 열원으로 사용하여 열풍을 발생시켜 탄화부와 건조부로 각각 공급하는 열풍공급부를 포함하여 구성됨을 특징으로 한 슬러지를 이용한 건축자재 제조장치를 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명은 슬러지의 탄화, 교반, 성형, 건조, 냉각, 연마하는 과정을 모두 자동화 방식으로 행함으로써 제조효율을 크게 높이는 효과가 있다. 그리고 슬러지의 탄화가 효과적으로 이루어짐에 따라 품질을 크게 향상시키는 효과도 있다.
도 1은 본 발명을 도시한 전체 구성도이다.
도 2는 본 발명의 탄화부를 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 탄화부를 도시한 단면도이다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 슬러지를 이용한 건축자재 제조장치(100)는 슬러지를 일정크기로 분쇄하여 투입시키는 투입부(1)와, 투입된 슬러지를 열풍으로 탄화시키는 탄화부(2)와, 탄화된 슬러지를 경화제와 함께 교반하는 교반부(3)와, 교반된 슬러지를 일정형태로 성형하는 성형부(4)와, 성형된 슬러지를 온풍으로 건조시키는 건조부(5)와, 건조된 슬러지를 냉각시키는 냉각부(6)와, 냉각된 슬러지의 표면을 연마하는 연마부(7)와, 성형부(4)에서 성형된 슬러지를 건조부(5)와 냉각부(6) 및 연마부(7)로 차례대로 이송시키는 이송부(8)와, 브라운가스를 생성시키는 브라운가스생성부(9)와, 브라운가스를 열원으로 사용하여 열풍을 발생시켜 탄화부(2)와 건조부(5)로 각각 공급하는 열풍공급부(10)를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
상기 탄화부(2)는 내주면에 이송스크류(11)가 나선형으로 환설되고, 일측 상부와 타측 하부에 각각 투입구(12)와 배출구(13)가 설치되며, 일측으로 하향 경사지게 설치된 탄화탱크(14)와, 탄화탱크(14)의 양측을 회동 가능하게 지지하는 지지체(15)와, 탄화탱크(14)와 지지체(15)를 받치는 지지프레임(16)과, 탄화탱크(14)를 회동시키는 구동모터(17)와, 탄화탱크(14)의 중앙에 관통 설치되고 외주면에 복수의 통공(18)이 형성되어 열풍을 탄화탱크(14)의 내부로 공급하는 열풍공급관(19)로 구성되어 있다.
상기 투입부(1)는 탄화탱크(14)의 투입구(12)에 설치된 투입호퍼(20)와, 투입호퍼(20)에 슬러지를 일정크기로 분쇄하는 분쇄기(21)로 구성되어 있다.
상기 교반부(3)는 상단 일측과 하단 타측에 각각 주입구(22)와 토출구(23)가 설치된 교반탱크(24)와, 교반탱크(24)의 내부에 설치된 교반스크류(25)로 구성되어 있다.
도면 중 미설명 부호 26은 구동기어이고, 27은 스프로킷이며, 28은 체인이고, 29는 가이드롤러이며, A는 본 발명에 의해 제조되는 건축자재이다.
이와 같이 구성된 본 발명의 슬러지를 이용한 건축자재 제조장치(100)는 가정, 공장, 축산농가 등에서 배출되어 발생되는 하수슬러지, 오폐수슬러지 등의 슬러지를 가공 처리하여 벽돌이나 인조대리석 등의 건축자재(A)를 제조하기 위한 장치이다.
특히, 본 발명의 슬러지를 이용한 건축자재 제조장치(100)는 슬러지를 이용하여 건축자재(A)를 제조할 때 그 제조효율을 높이고 그 품질도 향상시킬 수 있는 것이 큰 특징이다.
이는 도 1에 도시된 바와 같이, 슬러지를 일정크기로 분쇄하여 투입시키는 투입부(1)와, 투입된 슬러지를 열풍으로 탄화시키는 탄화부(2)와, 탄화된 슬러지를 경화제와 함께 교반하는 교반부(3)와, 교반된 슬러지를 일정형태로 성형하는 성형부(4)와, 성형된 슬러지를 온풍으로 건조시키는 건조부(5)와, 건조된 슬러지를 냉각시키는 냉각부(6)와, 냉각된 슬러지의 표면을 연마하는 연마부(7)와, 성형부(4)에서 성형된 슬러지를 건조부(5)와 냉각부(6) 및 연마부(7)로 차례대로 이송시키는 이송부(8)와, 브라운가스를 생성시키는 브라운가스생성부(9)와, 브라운가스를 열원으로 사용하여 열풍을 발생시켜 탄화부(2)와 건조부(5)로 공급하는 열풍공급부(10)로 구성된 것에 의해 달성된다.
즉, 슬러지를 탄화처리하는 단계를 포함하여, 탄화된 슬러지를 경화제와 교반하는 단계와, 교반된 슬러지를 성형하는 단계와, 성형된 슬러지를 건조 및 냉각시키는 단계와, 냉각된 슬러지를 연마하여 벽돌이나 인조대리석 등의 건축자재(A)의 제조를 완료하는 단계를 모두 자동화 방식으로 행할 수 있도록 한 구성에 의한 것이다.
그리고 도 2에 도시된 바와 같이 상기 탄화부(2)는, 이송스크류(11)가 내주면에 나선형으로 환설되고 일측 상부와 타측 하부에 각각 투입구(12)와 배출구(13)가 설치되며 일측으로 하향 경사지게 설치된 탄화탱크(14)와, 탄화탱크(14)의 양측을 회동 가능하게 지지하는 지지체(15)와, 탄화탱크(14)와 지지체(15)를 받치는 지지프레임(16)과, 탄화탱크(14)를 회동시키는 구동모터(17)와, 탄화탱크(14)의 중앙에 관통 설치되고 외주면에 복수의 통공(18)이 형성되어 열풍을 탄화탱크(14)의 내부로 공급하는 열풍공급관(19)로 구성된 것에 의해 달성된다.
즉, 슬러지를 탄화처리하는 단계에서 슬러지가 효과적으로 교반됨으로써 경화제가 매우 균일하게 혼합되어 강도 등의 물성을 크게 향상시킬 수 있도록 한 구성에 의한 것이다.
따라서 종래와 달리 작업자가 직접 참여하지 않아도 됨에 따라 인건비를 크게 절감함으로써 제조효율을 높일 수 있고, 슬러지의 탄화처리가 효과적으로 이루어짐으로써 품질도 크게 향상시킬 수 있게 된다.
여기서 본 발명의 슬러지를 이용한 건축자재 제조장치(100)에 대한 작동 과정을 단계별로 상세하게 설명하면 다음과 같다.
먼저, 슬러지를 투입부(1)에 공급하면, 투입부(1)의 분쇄기(21)를 통해 일정크기로 분쇄하여 투입호퍼(20)로 자동 공급된다. 그러면 투입호퍼(20)에 담긴 슬러지는 탄화부(2)로 투입된다.
즉, 투입호퍼(20)에 담긴 슬러지는 투입구(12)를 통해 탄화탱크(14)의 내부로 투입된다. 이때 탄화탱크(14)의 중앙에 설치된 열풍공급관(19)에 뚫린 통공(18)을 통해 열풍이 공급되어 탄화탱크(14)의 내부에는 열풍으로 가득하게 된다.
여기서 사용되는 슬러지는 수분함유량이 30~40%가 되는 것이 가장 이상적인데, 만약, 슬러지의 수분함유량이 0%이하일 때는 교반부(3)에서 사용되는 경화제를 희석시킨 물을 혼합하여 수분함유량이 30~40%가 되게 한다.
따라서 탄화탱크(14)로 투입된 슬러지는 열풍에 의해 탄화처리된다. 여기서 탄화탱크(14)로 공급되는 열풍은 브라운가스생성부(9)에서 발생된 브라운가스를 열원으로 하는 열풍공급부(10)를 통해서 공급된다.
이때 탄화탱크(14)는 외부에 설치된 구동모터(17)에 의해 회동되므로 슬러지는 탄화탱크(14)의 내주면에 환설된 이송스크류(11)에 의해 이송되면서 교반됨에 따라 고르게 탄화처리되면서 배출구(13)로 자연스럽게 배출된다.
그리고 탄화탱크(14)는 투입구(12)가 설치된 일측이 배출구(13)가 설치된 타측보다 낮도록 일측이 하향 경사지게 설치됨에 따라, 슬러지가 이송스크류(11)에 의해 교반되면서 배출구(13)로 배출될 때 한 번에 바로 배출되지 않고 다시 투입구(12) 측으로 낙하하여 배출구(13) 측으로 이송되는 과정을 여러 번 반복한 후에 배출되게 된다.
따라서 탄화탱크(14)에서 탄화처리되는 슬러지는 탄화탱크(14)에서 머무르는 시간이 증가됨과 동시에 효과적으로 교반됨에 따라 매우 고르게 탄화처리된다.
이에 따라 투입구(12) 측 보다 배출구(13) 측이 높게 설치되어 슬러지가 상기의 과정을 반복하지 않고 한 번에 배출됨에 따라 제대로 탄화처리되지 못하였던 종래의 탄화장치에 대한 문제점을 완전히 해소하게 된다.
상기와 같이 탄화처리된 슬러지는 배출구(13)와 교반부(3)의 주입구(22)를 통해 교반부(3)의 교반탱크(24)로 배출된다. 그러면 교반탱크(24) 내에 설치된 교반스크류(25)에 의해 슬러지를 일정량의 경화제와 함께 고르게 교반된 후 토출구(23)를 통해 배출된다.
이때 교반부(3)에서 교반되는 슬러지는 탄화부(2)에서 효과적으로 탄화처리된 상태이므로 경화제와의 혼합이 매우 고르게 이루어지게 된다. 상기 경화제는 무기성 경화제를 사용하면 되고, 그 사용량은 슬러지 1톤에 대하여 2Kg으로 하면 된다.
상기와 같이 경화제가 혼합된 슬러지는 성형부(4)에서 일정한 형태로 성형되는데, 이는 건축자재의 사용 용도에 맞는 형태를 가진 금형을 통해 성형된다.
즉, 벽돌로 성형하기 위해서는 벽돌 형태를 가진 금형을 사용하면 되고, 인조대리석으로 성형하고자 할 때는 인조대리석 형태를 가진 금형을 사용하면 된다.
상기와 같이 일정한 형태로 성형된 슬러지는 이송부(8)를 통해 이송되면서 건조부(5)와 냉각부(6) 및 연마부(7)를 차례대로 거치게 된다.
그러면 건조부(5)에서는 열풍공급부(10)로부터 공급되는 60~90℃의 온풍을 통해 10~15분 동안 슬러지를 건조시킨다. 이는 성형부(4)에서 성형된 형태를 갖도록 수분함수율을 0%로 만드는 과정이다.
그리고 냉각부(6)에서는 5~10분 동안 건조된 슬러지를 냉각시킨다. 이는 이후 연마부(7)에서 슬러지가 정밀하고 세밀하게 연마되도록 그 표면을 단단하게 만드는 과정이다.
그런 다음 연마부(7)에서는 공업용 그라인더를 통해 단단하게 처리된 슬러지의 표면을 연마함으로써 벽돌이나 인조대리석 등의 건축자재(A)의 제조를 완료하게 된다.
상기와 같이 연마부(7)를 통해 표면까지 연마된 건축자재(A)는 상온에서 10~20일동안 자연 건조시켜 양생시킴으로써 폐기물인 슬러지를 우수한 품질의 가진 건축자재(A)로 사용할 수 있게 된다.
1: 투입부 2: 탄화부
3: 교반부 4: 성형부
5: 건조부 6: 냉각부
7: 연마부 8: 이송부
9: 브라운가스생성부 10: 열풍공급부
11: 이송스크류 12: 투입구
13: 배출구 14: 탄화탱크
15: 지지체 16: 지지프레임
17: 구동모터 18: 통공
19: 열풍공급관 20: 투입호퍼
21: 분쇄기 22: 주입구
23: 토출구 24: 교반탱크
25: 교반스크류 26: 구동기어
27: 스프로킷 28: 체인
29: 가이드롤러 100: 건축자재 제조장치
A: 건축자재
3: 교반부 4: 성형부
5: 건조부 6: 냉각부
7: 연마부 8: 이송부
9: 브라운가스생성부 10: 열풍공급부
11: 이송스크류 12: 투입구
13: 배출구 14: 탄화탱크
15: 지지체 16: 지지프레임
17: 구동모터 18: 통공
19: 열풍공급관 20: 투입호퍼
21: 분쇄기 22: 주입구
23: 토출구 24: 교반탱크
25: 교반스크류 26: 구동기어
27: 스프로킷 28: 체인
29: 가이드롤러 100: 건축자재 제조장치
A: 건축자재
Claims (2)
- 슬러지를 일정크기로 분쇄하여 투입시키는 투입부(1)와, 투입된 슬러지를 열풍으로 탄화시키는 탄화부(2)와, 탄화된 슬러지를 경화제와 함께 교반하는 교반부(3)와, 교반된 슬러지를 일정형태로 성형하는 성형부(4)와, 성형된 슬러지를 온풍으로 건조시키는 건조부(5)와, 건조된 슬러지를 냉각시키는 냉각부(6)와, 냉각된 슬러지의 표면을 연마하는 연마부(7)와, 성형부(4)에서 성형된 슬러지를 건조부(5)와 냉각부(6) 및 연마부(7)로 차례대로 이송시키는 이송부(8)와, 브라운가스를 생성시키는 브라운가스생성부(9)와, 브라운가스를 열원으로 사용하여 열풍을 발생시켜 탄화부(2)와 건조부(5)로 각각 공급하는 열풍공급부(10)를 포함하여 구성됨을 특징으로 한 슬러지를 이용한 건축자재 제조장치.
- 제1항에 있어서, 상기 탄화부(2)는 내주면에 이송스크류(11)가 나선형으로 환설되고, 일측 상부와 타측 하부에 각각 투입구(12)와 배출구(13)가 설치되며, 일측으로 하향 경사지게 설치된 탄화탱크(14)와, 탄화탱크(14)의 양측을 회동 가능하게 지지하는 지지체(15)와, 탄화탱크(14)와 지지체(15)를 받치는 지지프레임(16)과, 탄화탱크(14)를 회동시키는 구동모터(17)와, 탄화탱크(14)의 중앙에 관통 설치되고 외주면에 복수의 통공(18)이 형성되어 열풍을 탄화탱크(14)의 내부로 공급하는 열풍공급관(19)로 구성된 슬러지를 이용한 건축자재 제조장치.
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| KR1020100096454A KR101191822B1 (ko) | 2010-10-04 | 2010-10-04 | 슬러지를 이용한 건축자재 제조장치 |
Applications Claiming Priority (1)
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| KR1020100096454A KR101191822B1 (ko) | 2010-10-04 | 2010-10-04 | 슬러지를 이용한 건축자재 제조장치 |
Publications (2)
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Country Status (1)
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110405909A (zh) * | 2019-08-08 | 2019-11-05 | 马鞍山市新桥工业设计有限公司 | 一种建筑垃圾处理系统 |
| CN113478613A (zh) * | 2021-07-30 | 2021-10-08 | 中国建筑一局(集团)有限公司 | 建筑垃圾处理设备 |
| KR20230075797A (ko) * | 2021-11-23 | 2023-05-31 | 주식회사 이앤이 | 불연성 고체폐기물을 이용한 대리석 제조 방법 및 제조 설비 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2001079510A (ja) | 1999-09-10 | 2001-03-27 | Kindai Setsubi Kk | 廃棄物処理装置 |
| KR100371579B1 (ko) | 2000-12-22 | 2003-02-07 | 이일희 | 폐슬러지와 건축폐자재를 이용한 토목, 건축자재 제조방법 |
| KR100499418B1 (ko) | 2003-03-27 | 2005-07-07 | 김상남 | 브라운가스소각로를 이용한 음식물쓰레기 건조·소각시스템 |
| JP5040174B2 (ja) | 2006-05-24 | 2012-10-03 | 株式会社Ｉｈｉ | 乾燥汚泥と廃棄物炭化物の混合燃料製造方法及び装置 |
-
2010
- 2010-10-04 KR KR1020100096454A patent/KR101191822B1/ko not_active IP Right Cessation
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| CN110405909A (zh) * | 2019-08-08 | 2019-11-05 | 马鞍山市新桥工业设计有限公司 | 一种建筑垃圾处理系统 |
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| KR20230075797A (ko) * | 2021-11-23 | 2023-05-31 | 주식회사 이앤이 | 불연성 고체폐기물을 이용한 대리석 제조 방법 및 제조 설비 |
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