KR20120101876A - Manufacturing method of lightweight aggregate - Google Patents

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KR20120101876A KR20110019957A KR20110019957A KR20120101876A KR 20120101876 A KR20120101876 A KR 20120101876A KR 20110019957 A KR20110019957 A KR 20110019957A KR 20110019957 A KR20110019957 A KR 20110019957A KR 20120101876 A KR20120101876 A KR 20120101876A
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최준엽
정의승
엄평용
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주식회사 에콜라이트
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Abstract

PURPOSE: A manufacturing method of a lightweight aggregate is provided to manufacture light aggregate which has excellent physical properties to be used in concrete. CONSTITUTION: A manufacturing method of a lightweight aggregate comprises the following steps: pulverizing fly ash collected from the fluidized bed boiler; separating from the fly ash one or more of calcium based chemical compound and sulfur compound; manufacturing a composition for the light aggregate by using the separated fly ash; and molding and sintering the composition for the light aggregate. The separation step separates one or more of the following: CaO, CaSO3, CaSO4 and SO3. The separation step uses a magnetic flux selector, a centrifuge or a cyclone separation method. The composition for the light aggregate additionally includes clay. The separated fly ash and clay are included at a mixing ratio of 9.5:0.5 to 0.5: 9.5. [Reference numerals] (AA) Pulverizing step; (BB) Separation step of harmful material; (CC) Manufacturing step of compositions for lightweight aggregate; (DD) Molding and sintering step of compositions for lightweight aggregate; (EE) Lightweight aggregate

Description

경량골재의 제조방법{Manufacturing Method of Lightweight Aggregate}Manufacturing Method of Lightweight Aggregate

본 발명은 유동층 보일러에서 회수한 석탄회를 이용하여 경량골재를 제조하는 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a method for producing lightweight aggregate using coal ash recovered from a fluidized bed boiler.

세계적으로 환경 규제에 대한 인식이 높아지고 친환경 발전소에 대한 요구가 증대되면서 유동층 보일러의 수요가 급격하게 증가하고 있는 추세이다. 이러한 유동층 보일러는 기존의 미분탄 보일러에 비하여 연소로의 온도가 800 내지 900 ℃로 비교적 낮게 유지되고 연료를 입자형태로 순환시키기 때문에 질소산화물 및 황산화물 등의 오염물을 배출을 줄 일 수 있는 장점이 있다. 다른 장점으로는, 상기 유동층 보일러는 기존의 보일러에 비하여 다양한 연료의 적용이 가능하다. 예를 들어, 저질탄, 저급의 아탄(lignite), 오일쉘(oil shale), 석유 코크스(patroleum coke), 도시 폐기물, 산업 폐기물 등을 들 수 있다. 또한, 유동층 보일러는 오염물질의 배출량이 적어 탈황설비나 탈질설비 등과 같은 환경 설비의 설치를 줄일 수 있어 운전비용에서도 경제성을 제공한다. The demand for fluidized bed boilers is increasing rapidly as the awareness of environmental regulations increases and the demand for eco-friendly power plants increases. This fluidized bed boiler has the advantage of reducing pollutants, such as nitrogen oxides and sulfur oxides, because the temperature of the furnace is kept relatively low at 800 to 900 ℃ and circulating the fuel in the form of particles compared to the conventional pulverized coal boiler. . As another advantage, the fluidized bed boiler can be applied to a variety of fuel compared to the conventional boiler. For example, low coal, low lignite, oil shale, petroleum coke, municipal waste, industrial waste, and the like can be given. In addition, the fluidized bed boiler is low in the amount of pollutants to reduce the installation of environmental equipment, such as desulfurization and denitrification facilities, providing economic efficiency even in operating costs.

이러한 탈황설비를 구비하지 않아 연소 중 석회석을 첨가하여 90% 이상의 탈황 효율을 제공하고 있지만, 탈황 과정에서 발생한 유해물질로 칼슘계, 황계 화합물 등이 석탄회에 잔존하여 석탄회 폐기물을 효과적으로 처리할 수 있는 방법이 요구되고 있다. 통상적으로, 화력 발전소의 석탄회 폐기물은 해양 등에 매립되고 있고, 최근에는 콘크리트의 골재 등으로 재활용하는 방법이 대두되고 있지만, 상기 언급한 바와 같이, 유동층 보일러에서 회수한 석탄회는 콘트리트에 적용시 다량의 황산화물 등이 존재하여 시멘트의 구성 광물인 C3A(3CaO-Al2O3)와 반응하고, 이러한 반응으로 팽창성 수화 생성물인 에트린가이트가 생성되어 황산염 침식을 발생시킬 수 있다. 또한, CaO는 염기도(CaO/SiO2)를 증가시켜 콘크리트 타설 이후 팽창성에 의해 사용성 저하를 유발하거나 콘크리트의 크랙 등을 일으켜 내구성 문제점을 야기시킬 수 있다.
Although it does not have such desulfurization facilities, it provides more than 90% of desulfurization efficiency by adding limestone during combustion.However, calcium-based and sulfur-based compounds such as toxic substances generated during the desulfurization process remain in coal ash to effectively treat the coal ash waste. This is required. In general, coal ash wastes of thermal power plants are buried in the ocean and the like, and recently, a method of recycling to concrete aggregates, etc. has emerged. However, as mentioned above, coal ash recovered from a fluidized bed boiler has a large amount of sulfuric acid when applied to concrete. The presence of a cargo and the like react with C3A (3CaO-Al 2 O 3 ), which is a constituent mineral of cement, and this reaction can produce sintering hydrate, erythrite, resulting in sulfate erosion. In addition, CaO may increase the basicity (CaO / SiO 2 ) to cause usability deterioration due to expansion after concrete placement or to cause cracks in concrete, resulting in durability problems.

상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 유동층 보일러에서 회수한 석탄회를 이용하여 콘크리트에 적용할 수 있는 우수한 물성의 경량골재를 제공하고, 경제적인 비용으로 유동층 보일러의 석탄회를 재활용할 수 있는 경량골재의 제조방법을 제공하는 것이다.
An object of the present invention for solving the above problems, by using the coal ash recovered from the fluidized bed boiler to provide a lightweight aggregate of excellent properties that can be applied to concrete, lightweight to recycle the coal ash of the fluidized bed boiler at an economic cost It is to provide a method for producing aggregate.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 양상은, According to an aspect of the present invention,

유동층 보일러에서 회수된 석탄회를 분쇄하는 단계,Grinding the coal ash recovered in the fluidized bed boiler,

상기 석탄회에서 칼슘계 화합물 및 황계 화합물 중 적어도 1종을 분리하는 단계, Separating at least one of calcium and sulfur compounds from the coal ash,

상기 분리된 석탄회를 이용하여 경량골재용 조성물을 제조하는 단계, 및 Preparing a composition for lightweight aggregate using the separated coal ash, and

상기 경량골재용 조성물을 성형하고 소성하는 단계를 포함하는 경량골재의 제조방법에 관한 것이다.
It relates to a method for producing a lightweight aggregate comprising the step of molding and baking the composition for the lightweight aggregate.

상기 분리하는 단계는 CaO, CaSO3, CaSO4, 및 SO3 중 적어도 1종을 분리할 수 있다. 또한, 상기 분리하는 단계는 자력선별법, 원심분리 또는 싸이클론분리법을 이용할 수 있다.
The separating step is CaO, CaSO 3 , CaSO 4 , and SO 3 At least 1 sort (s) can be isolate | separated. In addition, the separating may be magnetic separation, centrifugation or cyclone separation.

상기 자력선별법은 500 내지 50,000 가우스의 자석을 이용하여 실시될 수 있다. 또한, 상기 원심분리는 5 G 내지 2,000 G에서 실시될 수 있다.
The magnetic force selection method may be performed using a magnet of 500 to 50,000 gauss. In addition, the centrifugation may be carried out at 5 G to 2,000 G.

상기 경량골재용 조성물은 점토를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 점토는 상기 분리된 석탄회 대 점토 9.5:0.5 내지 0.5:9.5(w/w)의 혼합비로 포함될 수 있다.
The light aggregate composition may further include clay. In addition, the clay may be included in a mixing ratio of the separated coal ash to clay 9.5: 0.5 to 0.5: 9.5 (w / w).

본 발명의 다른 양상은, 상기 경량골재의 제조방법으로 제조된 경량골재에 관한 것이다.
Another aspect of the present invention relates to a lightweight aggregate manufactured by the method for producing a lightweight aggregate.

본 발명의 또 다른 양상은, 유동층 보일러에서 회수된 석탄회를 포함하는 경량골재에 관한 것이다.
Another aspect of the invention relates to a lightweight aggregate comprising coal ash recovered from a fluidized bed boiler.

본 발명에 의한 경량골재의 제조방법은 유동층 보일러에서 회수한 석탄회에서 CaO, CaSO3, CaSO4, SO3 등과 같은 콘크리트의 물성이나 사용성을 저하시킬 수 있는 유해한 성분을 분리하여 콘크리트 등에 효과적으로 적용할 수 있고, 우수한 물성을 가진 경량골재를 제공할 수 있다. 또한, 유동층 보일러에서 회수한 석탄회를 경량골재에 이용할 수 있기에 석탄회의 재이용율을 높일 수 있다.
Method for producing lightweight aggregate according to the present invention CaO, CaSO 3 , CaSO 4 , SO 3 in the coal ash recovered from the fluidized bed boiler Separating harmful components that can degrade the properties or usability of concrete, such as can be effectively applied to concrete, and can provide a lightweight aggregate with excellent properties. In addition, since the coal ash recovered in the fluidized bed boiler can be used for lightweight aggregate, the reuse rate of the coal ash can be increased.

도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 경량골재의 제조방법을 간략하게 나타낸 것이다.Figure 1 shows briefly the manufacturing method of the lightweight aggregate according to an embodiment of the present invention.

이하, 도 1을 참조하여 본 발명에 관하여 보다 상세하게 설명한다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to FIG. 1.

본 발명은 유동층 보일러에서 회수한 석탄회를 이용한 경량골재의 제조방법을 제공한다. 상기 경량골재의 제조방법은 유동층 보일러의 석탄회에서 콘크리트의 내구성 문제, 침식 등을 유발할 수 있는 유해한 성분을 제거하여 콘크리트 등에 효과적으로 적용이 가능하고, 우수한 기계적 물성을 가진 경량골재를 제공할 수 있다.
The present invention provides a method for producing lightweight aggregate using coal ash recovered from a fluidized bed boiler. The manufacturing method of the lightweight aggregate can be effectively applied to concrete by removing harmful components that may cause durability problems, erosion, etc. of the concrete in the coal ash of the fluidized bed boiler, it can provide a lightweight aggregate with excellent mechanical properties.

(1)유해물질의 제거단계 (1) removal of harmful substances

상기 유해물질의 제거단계는 석탄회를 분쇄한 후 석탄회 분말에서 콘크리트에 유해한 물질을 제거하여 정제된 석탄회를 제공한다. 상기 정제된 석탄회를 이용하여 경량골재의 제조시 적절한 염기도(CaO/SiO2)를 제공하여 소성온도를 낮추고 발포시 깨어짐의 정도를 현저하게 낮출 수 있다. 또한, 유해물질에 따른 콘크리트의 침식 또는 크랙 등의 발생을 저하시킬 수 있다. The removal of the harmful substance is to remove the harmful substances in the concrete from the coal ash powder after crushing the coal ash to provide purified coal ash. By using the purified coal ash to provide an appropriate basicity (CaO / SiO 2 ) in the production of lightweight aggregates can lower the firing temperature and significantly lower the degree of cracking during foaming. In addition, it is possible to reduce the occurrence of erosion or cracking of the concrete according to the harmful substances.

상기 석탄회는 유동층 보일러에서 회수된 것을 이용한다. 상기 유해물질은 콘크리트에 다량(KS에서 규정한 경량골재 성분 제한치를 초과한 경우)으로 함유하면 콘크리트의 침식이나 크랙 등을 유발하여 내구성 문제를 일으킬 수 있고, 콘크리트 타설 이후에 팽창성에 의한 사용성 저하를 유발할 수 있다. 상기 유해물질은 상기 칼슘계 및 황계 화합물 중 1종 이상일 수 있으며, 예를 들어, CaO, CaSO3, CaSO4, 및 SO3 중 1종 이상일 수 있으나, 이에 제한하는 것은 아니다. The coal ash is recovered from a fluidized bed boiler. When the harmful substance is contained in a large amount of concrete (exceeding the limit of light aggregate composition prescribed by KS), it may cause erosion or cracking of concrete, which may cause durability problems. May cause The harmful substance may be at least one of the calcium-based and sulfur-based compounds, for example, CaO, CaSO 3 , CaSO 4 , and SO 3 It may be one or more of the above, but is not limited thereto.

상기 유해물질의 제거단계는 석탄회의 분쇄단계 및 석탄회의 분리단계를 포함할 수 있다.
The removing of the harmful substances may include a crushing step of coal ash and a separation step of coal ash.

석탄회의 분쇄단계Crushing stage of coal ash

상기 석탄회의 분쇄단계는 석탄회를 미세 분말로 분쇄하여 상기 유해물질 의 분리 및 경량골재의 제조시 혼합을 용이하게 한다. The crushing step of the coal ash is to crush the coal ash to fine powder to facilitate the separation of the harmful substances and the production of light aggregate.

상기 분쇄방법은 본 기술분야에서 알려진 분쇄장치를 이용할 수 있으며, 보다 구체적으로, 임팩트크러셔, 죠크러셔, 그라인딩, 레이몬드밀, 해머밀, 콘크려서, 롤러밀, 로드밀, 볼밀, 휠러밀, 어트리션밀 등을 이용하여 습식 및/또는 건식방식으로 실시될 수 있다. The grinding method may use a grinding apparatus known in the art, and more specifically, impact crusher, jaw crusher, grinding, raymond mill, hammer mill, cone crusher, roller mill, rod mill, ball mill, wheel mill, atri It may be carried out in a wet and / or dry manner using a shunt mill or the like.

예를 들어, 상기 분쇄단계는 유동층 보일러에서 회수한 석탄회를 롤 또는 조우 크래셔로 1차 분쇄한 후 레이몬드 밀로 2차 분쇄한다, 분쇄된 미세 분말을 스크린이 장착된 체가름기를 이용하여 입도 별로 분리한다. 상기 입도는 석탄회의 이용방법에 따라서 적절하게 조절할 수 있으며, 바람직하게는 100 ㎛ 이상, 10 내지 100 ㎛, 10 ㎛ 미만으로 선별하여 유해물질을 용이하게 분리할 수 있다. 상기 1차 분쇄 과정에 들어가기 전에, 석탄회에 대한 세척 및 건조 과정이 포함될 수 있다. 상기 1차 분쇄 및 2차 분쇄 과정은 각각 0.5 내지 2 시간 동안 진행될 수 있다.
For example, in the crushing step, the coal ash recovered from the fluidized bed boiler is first pulverized with a roll or jaw crasher and then secondly pulverized with a Raymond mill. . The particle size can be appropriately adjusted according to the method of using the coal ash, preferably 100 ㎛ or more, 10 to 100 ㎛, less than 10 ㎛ can be easily separated from the harmful substances. Before entering the primary grinding process, washing and drying of coal ash may be included. The first and second grinding process may be performed for 0.5 to 2 hours, respectively.

석탄회의 분리단계Separation stage of coal ash

상기 석탄회의 분리단계는 상기 분쇄된 석탄회에서 유해물질을 분리한다. 상기 분리방법은 자력선별법, 싸이클론 분리방법, 원심분리 등을 이용할 수 있으며, 바람직하게는 자력선별법 및 싸이클론 분리방법을 이용할 수 있다. The coal ash separation step separates harmful substances from the crushed coal ash. The separation method may be a magnetic screening method, a cyclone separation method, centrifugal separation, and the like, and preferably, a magnetic screening method and a cyclone separation method may be used.

예를 들어, 상기 자력선별법은 입자들의 자성 차이를 이용하여 석탄회에서 유해물질을 제거하고, 전자석 또는 영구자석을 포함하는 자력선별장치를 이용할 수 있다. 상기 전자석 또는 영구자석의 자력은 특별히 제한하지 않으나, 바람직하게는 500 내지 50,000 가우스, 더 바람직하게는 2000 내지 20,000 가우스일 수 있다. 또한, 상기 자력선별장치는 서스펜디드형, 드럼형, 격자형, 풀리형 등 일 수 있으나, 이에 제한하지 않는다. For example, the magnetic screening method may remove a harmful substance from the coal ash by using the magnetic difference of the particles, and may use a magnetic screening device including an electromagnet or a permanent magnet. The magnetic force of the electromagnet or permanent magnet is not particularly limited, but may be preferably 500 to 50,000 gauss, more preferably 2000 to 20,000 gauss. In addition, the magnetic separator may be suspended, drum, lattice, pulley, etc., but is not limited thereto.

상기 원심분리는 원심력을 이용하여 석탄회와 유해물질을 비중에 따라 분리한다. 상기 원심력의 범위는 특별히 제한하지 않으나, 바람직하게는 5 G 내지 2,000 G일 수 있다. 또한, 상기 원심분리는 마찰대전을 이용한 드럼형 또는 싸이클론형 원심분리 등을 이용할 수 있으나, 이에 제한하지 않는다.
The centrifugation separates the ash and the toxic substances according to the specific gravity using centrifugal force. The range of the centrifugal force is not particularly limited, but may be preferably 5 G to 2,000 G. In addition, the centrifugal separation may use a drum-type or cyclone-type centrifugation using frictional charging, but is not limited thereto.

(2)경량골재의 제조단계(2) step of manufacturing lightweight aggregate

상기 경량골재의 제조단계는 상기 분리단계 이후의 분리된 석탄회 분말을 이용하여 경량골재용 조성물을 제조하고, 다음으로, 성형 및 소성 공정을 거쳐 경량골재를 제조한다.The manufacturing step of the light weight aggregate is to produce a light aggregate composition using the separated coal ash powder after the separation step, and then to produce a light weight aggregate through a molding and baking process.

상기 경량골재의 제조단계는 경량골재용 조성물의 제조단계, 경량골재용 조성물의 성형단계 및 성형체의 소성단계를 포함할 수 있다. 또한, 상기 경량골재의 제조단계는 상기 경량골재용 조성물의 제조단계 이후에 조성물의 숙성단계를 더 포함할 수 있다.
The manufacturing step of the light weight aggregate may include a manufacturing step of the composition for light weight aggregates, a molding step of the light weight aggregate composition, and a firing step of the molded body. In addition, the manufacturing step of the lightweight aggregate may further comprise the step of ripening the composition after the manufacturing step of the composition for lightweight aggregate.

경량골재용 조성물의 제조단계Steps for preparing a composition for lightweight aggregate

상기 경량골재용 조성물의 제조단계는 성형방법에 따라 분리된 석탄회를 단독으로 이용하거나 상기 석탄회와 점토를 혼합하여 적절한 점성을 가진 경량골재용 조성물로 제조한다. 상기 경량골재용 조성물의 제조단계는 밀 또는 교반기 등을 이용하여 10분 내지 2시간 동안 습식 혼합으로 실시될 수 있다.
The manufacturing step of the composition for light weight aggregate is prepared by using a coal ash separated by a molding method alone or by mixing the coal ash and clay to produce a light aggregate composition having a suitable viscosity. The manufacturing step of the light aggregate composition may be carried out by wet mixing for 10 minutes to 2 hours using a mill or agitator.

상기 점토는 점결제로의 역할을 하고, 가공성을 증가시켜 성형을 용이하게 한다. 또한, 소지 성형밀도를 증가시켜 골재의 소결 이후의 강도를 높일 수 있다. The clay acts as a caking additive and increases workability to facilitate molding. In addition, it is possible to increase the strength after the sintering of the aggregate by increasing the base forming density.

상기 점토는 준설토 또는 다른 규토를 함유한 물질(siliceous material)을 이용하여 제조된 펠렛(pellet) 형태의 점토계 광물(LECA, HAYDIT 및 KERAMSIT 점토)과의 혼합물을 이용할 수 있다. 상기 준설토는 선별기를 이용하여 자갈 및 돌 등을 분리하고, 필요에 따라 세척과정을 거쳐 염분 등과 같은 불순물을 제거한다. 다음으로, 롤크러셔를 이용한 1차 분쇄한 이후에 하이스피드 밀을 이용한 2차 분쇄를 거쳐 정제된 석탄회 분말과 혼합될 수 있다. The clay may be a mixture with pellet-based clay minerals (LECA, HAYDIT and KERAMSIT clay) prepared using dredged soil or other siliceous material. The dredged soil is separated from the gravel and stone using a sorter, and if necessary to remove impurities such as salt through a washing process. Next, after the first grinding using a roll crusher may be mixed with the refined coal ash powder through the second grinding using a high speed mill.

상기 점토는 상기 석탄회 분말 대 점토 9.5:0.5 내지 0.5:9.5(w/w)의 혼합비로 이용될 수 있으며, 바람직하게는 9:1 내지 7:3일 수 있다. 상기 점토가 상기 언급한 기준의 범위 내로 포함되면 균일한 혼합체를 형성할 수 있고, 소결 이후에 골재의 기계적 강도를 개선시킬 수 있다.
The clay may be used in a mixing ratio of the coal ash powder to clay 9.5: 0.5 to 0.5: 9.5 (w / w), preferably 9: 1 to 7: 3. When the clay is included within the range of the above-mentioned criteria, it is possible to form a uniform mixture, and to improve the mechanical strength of the aggregate after sintering.

상기 성분들 외에 경량골재의 용도에 따라 다른 성분들을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 모래, 자갈 등과 같은 천연재료, EAF 더스트, 하수오니 소각재, 석분, 알루미늄 드로스, 적니 등과 같은 폐기물 등을 들 수 있으나, 이에 제한하는 것은 아니다.
In addition to the above components, it may further include other components depending on the use of the lightweight aggregate. For example, natural materials such as sand, gravel, and the like, EAF dust, sewage sludge incineration, stone powder, aluminum dross, red mud, and the like, but are not limited thereto.

경량골재용 조성물의 숙성단계Aging stage of the composition for lightweight aggregate

상기 경량골재용 조성물의 숙성단계는 경량골재의 성형 방법에 따라 선택적으로 실시할 수 있다. 예를 들어, 상기 조성물을 필터 프레싱하여 필터 케이크를 형성한 다음, 상기 필터 케이크를 상온에서 1 내지 7일 동안, 바람직하게는 3 내지 7일 동안 숙성시켜 케이크 내의 수분분포를 균일하게 한다. 상기 필터 케이크의 수분함량이 20 내지 25 %일 수 있다.
The aging step of the light aggregate composition may be selectively performed according to the molding method of light weight aggregate. For example, the composition is filter pressed to form a filter cake, and then the filter cake is aged at room temperature for 1 to 7 days, preferably for 3 to 7 days, to uniform the water distribution in the cake. The water content of the filter cake may be 20 to 25%.

경량골재용 조성물의 성형단계Forming step of the composition for lightweight aggregate

상기 성형단계는 상기 조성물을 원하는 형상으로 성형한다. 용도에 따라서 성형 방법을 선택하고, 적절한 방법으로 상기 조성물을 처리하여 성형체를 형성할 수 있다. 예를 들어, 경량골재의 압출성형시 상기 조성물을 바로 압출기 또는 펠레타이저 등에 주입하여 성형하거나 진공 토련기 등을 이용하여 원하는 형상으로 성형할 수 있다. 또한, 상기 조성물을 다시 분쇄하고 2차 혼합한 이후에 펠렛화할 수 있다.
The molding step molds the composition to the desired shape. The molding method may be selected according to the use, and the composition may be treated by an appropriate method to form a molded article. For example, during extrusion molding of lightweight aggregate, the composition may be directly injected into an extruder or a pelletizer, or molded into a desired shape using a vacuum refining machine. The composition can also be pelletized after grinding again and second mixing.

성형체의Molded 소성단계 Firing stage

상기 성형체의 소성단계는 상기 성형체를 소성하여 경량골재를 제조한다. 상기 소성단계는 본 기술 분야에서 알려진 소결로를 이용할 수 있으며, 예를 들어, 로터리 킬른, 박스로, 튜브로, 마이크로웨이브 소결로 등을 이용할 수 있으나, 이에 제한하는 것은 아니다.The firing step of the molded body is to produce a lightweight aggregate by firing the molded body. The firing step may use a sintering furnace known in the art, for example, a rotary kiln, a box furnace, a tube furnace, a microwave sintering furnace, or the like, but is not limited thereto.

상기 성형체의 소성단계는 상기 성형체를 소결로에 투입하고 약 950 내지 1250℃(1 내지 100 ℃/min)의 온도에서 0.1 내지 20 시간 동안 소성할 수 있다. 또한, 로터리 킬른의 이용시 성형체를 약 1?4 m/min의 속도로 이동시키면서 소성할 수 있다. 상기 성형체는 상기 소결로의 단면적을 기준으로 하여 약 5 내지 20 % 정도로 투입된다. 상기 소결체는 냉각기를 통과시키면서 약 400 내지 500 ℃의 온도로 서서히 냉각시키고, 다시 상온으로 자연 냉각시킨다.
In the firing step of the molded body may be injected into the sintering furnace and calcined for 0.1 to 20 hours at a temperature of about 950 to 1250 ℃ (1 to 100 ℃ / min). In addition, when using a rotary kiln, a molded object can be baked, moving at a speed of about 1-4 m / min. The molded body is introduced in about 5 to 20% based on the cross-sectional area of the sintering furnace. The sintered compact is slowly cooled to a temperature of about 400 to 500 ° C. while passing through a cooler, and then naturally cooled to room temperature.

이하 본 발명을 하기의 실시예 및 비교예에 의하여 보다 구체적으로 설명한다. 하기의 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 예에 지나지 않으며, 본 발명의 보호범위를 제한하는 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the following Examples and Comparative Examples. The following examples are merely examples for illustrating the present invention, and do not limit the protection scope of the present invention.

실시예Example 1: 경량골재의 제조(자력선별법) 1: Manufacture of Lightweight Aggregate (Magnetic Sorting Method)

3liter 알루미나질 pot에 알루미나질 볼(부피 30%)과 석탄회 분말 500g을 넣고, 120 rpm에서 5h 동안 건식 볼밀하였다. 다음으로, 물 500g을 넣고 습식몰밀로 분쇄하여 50um이하의 석탄회를 획득하였다. 상기 분쇄된 석탄회 슬러리를 자력선별기(5,000G, 모델명: JSM-6390)를 이용하여 자성 분리하였다. EDS(Energy Dispersive Spectros)를 측정하여 칼슘 및 황 원소의 함량이 적은 작은 입자로 분리된 석탄회를 선별하고, 상기 석탄회와 점토(9:1 w/w)를 혼합한 후 제환기를 이용하여 구형으로 성형하였다. 상기 성형물은 박스로에 넣고, 1150 ℃에서 20분간 소성하여 경량골재를 제조하였다. 상기 제조된 경량골재는 성분(KS L 4007, 3128 기준분석), 비중 및 흡수율(KS F 2533 및 KS F 2529)측정하여 표 1에 제시하였다.
Alumina balls (volume 30%) and coal ash powder 500g were added to a 3liter alumina pot, followed by dry ball milling for 5 h at 120 rpm. Next, 500 g of water was added and pulverized with a wet mole to obtain coal ash of 50 μm or less. The pulverized coal ash slurry was magnetically separated using a magnetic separator (5,000G, model name: JSM-6390). Measures EDS (Energy Dispersive Spectros) to sort coal ash separated into small particles with low content of calcium and sulfur element, mixes the coal ash and clay (9: 1 w / w), Molded. The molded product was put in a box furnace and baked at 1150 ° C. for 20 minutes to produce a lightweight aggregate. The prepared light weight aggregate is shown in Table 1 by measuring the components (KS L 4007, 3128 reference analysis), specific gravity and absorption (KS F 2533 and KS F 2529).

실시예Example 2: 경량골재의 제조(원심분리) 2: Production of lightweight aggregate (centrifugal separation)

실시예 1의 분쇄된 50um이하의 석탄회 슬러리를 50cc원심 분리형 용기에 넣고 20,000G의 원심력을 30초 가하여 원심분리를 실시한 것 외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 경량골재를 제조하고, 측정하였다. 그 결과는 표 1에 제시하였다.
Light aggregates were prepared and measured in the same manner as in Example 1 except that the pulverized coal slurry of 50 μm or less of Example 1 was placed in a 50 cc centrifugal vessel and centrifuged by applying a centrifugal force of 20,000 G for 30 seconds. The results are shown in Table 1.

실시예Example 3: 경량골재의 제조( 3: manufacture of lightweight aggregate ( 싸이클론Cyclone 분리법) Separation method)

3liter 알루미나질 pot에 알루미나질 볼(부피 30%)과 석탄회 분말 500g을 넣고, 120 rpm에서 5h 동안 건식 볼밀을 실시한 후 50um 이하 건식 분쇄를 소형 실험용 사이클론을 이용하여 입도분리하고, 성형시 수분 22%를 투입한 것 이외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 경량골재를 제조하고, 측정하였다. 그 결과는 표 1에 제시하였다.
Put alumina ball (30% of volume) and 500g of coal ash powder in 3liter alumina pot, dry ball mill for 5h at 120 rpm, dry grinding below 50um using small laboratory cyclone A light aggregate was prepared and measured in the same manner as in Example 1, except that was added. The results are shown in Table 1.

비교예Comparative example 1: 경량골재의 제조 1: manufacture of lightweight aggregate

상기 분쇄된 석탄회의 분리단계를 거치지 않을 뿐 실시예 1과 동일한 방법으로 경량골재를 제조하고, 측정하였다. 그 결과는 표 1에 제시하였다.
Light aggregate was prepared and measured in the same manner as in Example 1, but not through the separation step of the pulverized coal ash. The results are shown in Table 1.

구성Configuration 비교예 1Comparative Example 1 실시예 1Example 1 실시예 2Example 2 실시예 3Example 3 CaOCaO 32.5932.59 9.89.8 15.415.4 16.416.4 SO3 SO 3 0.940.94 0.040.04 0.090.09 0.090.09 비중importance 1.321.32 1.531.53 1.461.46 1.461.46 흡수율(%)Absorption rate (%) 19.819.8 22.822.8 20.920.9 20.720.7

표 1를 참조하면, 본 발명에 의한 경량골재는 KS에서 규정한 콘크리트 용 골재의 성분별 제한치(KS F 2583, CaO: 20.0%이하, SO3: 0.5% 이하)에 적법한 CaO 및 SO3의 함량을 나타내고 있으며, 이 결과 유동층 보일러에서 회수한 석탄회를 이용하여 콘크리트에 적용가능한 경량골재를 제공할 수 있음을 확인할 수 있다.
Referring to Table 1, the lightweight aggregate according to the present invention is the content of CaO and SO 3 that is legal to the limit value (CS F 2583, CaO: 20.0% or less, SO 3 : 0.5% or less) of concrete aggregate prescribed in KS As a result, it can be seen that by using the coal ash recovered from the fluidized bed boiler, it is possible to provide a lightweight aggregate applicable to concrete.

본 발명에 의한 경량골재의 제조방법은 유동층 보일러에서 회수한 석탄회를 이용하여 콘크리트에 적용이 가능한 우수한 물성을 가진 경량골재를 제공할 수 있고, 유동층 보일러에서 회수한 석탄회의 재활용도를 향상시킬 수 있다.The method for producing lightweight aggregate according to the present invention can provide a lightweight aggregate having excellent properties applicable to concrete by using coal ash recovered from a fluidized bed boiler, and can improve the recycling degree of coal ash recovered from a fluidized bed boiler. .

Claims (12)

유동층 보일러에서 회수된 석탄회를 분쇄하는 단계,
상기 석탄회에서 칼슘계 화합물 및 황계 화합물 중 적어도 1종을 분리하는 단계,
상기 분리된 석탄회를 이용하여 경량골재용 조성물을 제조하는 단계, 및
상기 경량골재용 조성물을 성형하고 소성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 경량골재의 제조방법.
Grinding the coal ash recovered in the fluidized bed boiler,
Separating at least one of calcium and sulfur compounds from the coal ash,
Preparing a composition for lightweight aggregate using the separated coal ash, and
Method for producing a lightweight aggregate, characterized in that it comprises the step of molding and baking the composition for light weight aggregate.
제1항에 있어서,
상기 분리하는 단계는 CaO, CaSO3, CaSO4, 및 SO3 중 적어도 1종을 분리하는 것을 특징으로 하는 경량골재의 제조방법.
The method of claim 1,
The separating step is CaO, CaSO 3 , CaSO 4 , and SO 3 Method for producing a lightweight aggregate, characterized in that for separating at least one of the.
제1항에 있어서,
상기 분리하는 단계는 자력선별법, 원심분리 또는 싸이클론 분리법을 이용하는 것을 특징으로 하는 경량골재의 제조방법.
The method of claim 1,
The separating step is a method for producing lightweight aggregate, characterized in that using the magnetic separation method, centrifugal separation or cyclone separation method.
제3항에 있어서,
상기 자력선별법은 500 내지 50,000 가우스의 자석을 이용하여 실시되는 것을 특징으로 하는 경량골재의 제조방법.
The method of claim 3,
The magnetic force selection method is a method for producing a lightweight aggregate, characterized in that carried out using a magnet of 500 to 50,000 gauss.
제3항에 있어서,
상기 원심분리는 5 G 내지 2,000 G에서 실시되는 것을 특징으로 하는 경량골재의 제조방법.
The method of claim 3,
The centrifugation is a method for producing lightweight aggregate, characterized in that carried out at 5 G to 2,000 G.
제1항에 있어서,
상기 경량골재용 조성물은 점토를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 경량골재의 제조방법.
The method of claim 1,
The lightweight aggregate composition is a method for producing a lightweight aggregate, characterized in that it further comprises clay.
제1항에 있어서,
상기 점토는 상기 분리된 석탄회 대 점토 9.5:0.5 내지 0.5:9.5(w/w)의 혼합비로 포함되는 것을 특징으로 하는 경량골재의 제조방법.
The method of claim 1,
The clay is a method of producing a lightweight aggregate, characterized in that contained in the mixing ratio of the separated coal ash to clay 9.5: 0.5 to 0.5: 9.5 (w / w).
제1항에 있어서,
상기 경량골재의 제조방법은 경량골재용 조성물을 제조하는 단계 이후에 경량골재용 조성물를 숙성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 경량골재의 제조방법.
The method of claim 1,
The manufacturing method of the light weight aggregate is a method of manufacturing a light weight aggregate, characterized in that further comprising the step of aging the composition for light weight aggregate after the step of preparing the composition for light weight aggregate.
제8항에 있어서,
상기 숙성하는 단계는 경량골재용 조성물을 필터 프레싱한 이후 상온에서 1 내지 7일 동안 숙성하는 것을 특징으로 하는 경량골재의 제조방법.
The method of claim 8,
The aging step is a method for producing a lightweight aggregate, characterized in that for 1 to 7 days at room temperature after the filter pressing the composition for lightweight aggregate.
제1항에 있어서,
상기 소성하는 단계에서 소성온도는 950 내지 1250 ℃인 것을 특징으로 하는 경량골재의 제조방법.
The method of claim 1,
The firing temperature in the firing step is a manufacturing method of light weight aggregate, characterized in that 950 to 1250 ℃.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항의 경량골재의 제조방법으로 제조된 것을 특징으로 하는 경량골재.
Light aggregate, characterized in that produced by the method for producing a light aggregate of any one of claims 1 to 10.
유동층 보일러에서 회수된 석탄회를 포함하는 것을 특징으로 하는 경량골재.Light weight aggregate, characterized in that containing coal ash recovered from the fluidized bed boiler.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101508537B1 (en) * 2014-09-19 2015-04-07 유니엔스(주) Method for Manufacturing Lightweight Aggregate Using Cial Ash
KR102159755B1 (en) * 2020-06-01 2020-09-24 장재원 Manufacturing method of filler for mix asphalt pavement using coal waste and filler for mix asphalt pavement manufactured by the same

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