KR20150037175A - Solidified agent using red mud and manufacturing method of the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 레드머드를 이용한 성토재 조성물 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 흡수 및 발열작용을 하는 CaO가 다량 함유된 소각잔재와 페트로 코크스 탈황석고를 함유한 고화재를 이용하여 레드머드의 함수율을 급격히 저감시켜 저지대 농경지 매립, 성토재로 활용할 수 있는 레드머드를 이용한 성토재 조성물 및 그 제조방법에 관한 것이다.
More particularly, the present invention relates to a composition of red mud and a method for producing the same, and more particularly to a red mud composition comprising red mud The present invention relates to a composition for embankment using red mud which can be used as landfill material for underground cropland and as embankment by abruptly reducing water content, and a method for producing the embalming composition.
레드머드(Red mud)는 보오크사이트로부터 수산화알루미늄/알루미나(Al(OH)3/Al2O3)를 제조하는 과정에서 부산물로 발생하는 물질이다. 레드머드의 주성분은 Fe2O3 이며, 이로 인해 적색의 색상이 발현되어 레드머드라 통칭되고 있으며, 국내에서 연간 약 20만톤 가량이 부산물로 발생된다. 이러한 레드머드는 최종 배출시 약 50% 정도의 함수율을 가진 슬러지 상태로 배출되는데 이러한 함수상태의 산업부산물은 재활용하기에 곤란하다. Red mud is a by-product of aluminum hydroxide / alumina (Al (OH) 3 / Al 2 O 3 ) from bauxite. The major component of red mud is Fe 2 O 3, which is reddish hue and red mud, and about 200,000 tons per year is produced as a by-product in Korea. These red muds are discharged into the sludge state with a water content of about 50% at the time of final discharge, and the industrial by-products in such a state are difficult to be recycled.
따라서 현재에는 레드머드를 활용하기 위하여 생석회, 시멘트 및 황산철을 주로 사용하고 있는 실정이다. Therefore, nowadays, quicklime, cement and iron sulfate are mainly used to utilize red mud.
상기 시멘트는 주원료를 석회석, 점토, 철광석으로 하며 시멘트 제조시 연료로 석탄을 사용하여 고온에서 열분해하여 제조되는 즉, 천연자원 및 자연훼손이 심각한 제품이기 때문에 친환경적이라 말할 수 없다. The above-mentioned cement can not be said to be environmentally friendly because it is produced by calcining limestone, clay, or iron ore and pyrolysis at high temperature using coal as a fuel in manufacturing cement, that is, it is a serious product of natural resources and natural damage.
따라서 생석회, 시멘트 및 황산철 등을 전혀 사용하지 않는 새로운 개념의 고화재 및 이를 이용한 슬러지의 재활용 기술이 요구되고 있다.
Therefore, there is a demand for a new concept of high-fire firefighting without using quicklime, cement and iron sulfate, and a technology for recycling sludge using the same.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 흡수 및 발열작용을 하는 CaO가 다량 함유된 소각잔재와 페트로 코우크스 탈황석고를 함유한 고화재를 이용하여 레드머드의 함수율을 급격히 저감시켜 저지대 농경지 매립, 성토재로 활용할 수 있는 레드머드를 이용한 성토재 조성물 및 그 제조방법을 제공함에 있다.
Disclosure of the Invention The present invention has been conceived in order to solve the above problems, and it is an object of the present invention to provide a method for producing a water- The present invention provides a composition for embankment using red mud that can be used as embankment of low land, landfill, and a method of manufacturing the same.
위와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 의한 성토재 조성물은 함수율이 30% ~ 70%인 레드머드 100중량부에 대하여, 고화재 10~200중량부를 포함하며, 상기 고화재는 산화칼슘(CaO) 함량이 20% 이상인 소각잔재 100중량부에 대하여, 페트로 코크스 탈황석고 10~300중량부를 포함한다. In order to solve the above-mentioned technical problems, the filler composition according to the present invention comprises 10 to 200 parts by weight of a fire-retardant, based on 100 parts by weight of red mud with a water content of 30% to 70% And 10 to 300 parts by weight of petroleum coke desulfurization gypsum based on 100 parts by weight of the incineration residue having a content of 20% or more.
또한 상기 소각잔재는 석탄재, 제지 슬러지 소각잔재, 바이오매스 소각잔재, 하수슬러지 소각잔재, RDF(Refuse Derived Fuel) 소각잔재 및 RPF(Refuse Plastic Fuel) 소각잔재로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나이거나 둘 이상의 혼합물인 것이 바람직하다. The incineration residue may be any one selected from the group consisting of coal ash, paper sludge incineration residue, biomass incineration residue, sewage sludge incineration residue, RDF (Refuse Derived Fuel) incineration residue and RPF (Refuse Plastic Fuel) incineration residue .
상기 소각잔재는 0.001~0.1cm의 입경을 갖는 것이 바람직하다. 또한 상기 소각잔재의 비표면적은 2,000~6,000cm2/g의 것이 바람직하다. It is preferable that the incineration residue has a particle diameter of 0.001 to 0.1 cm. The specific surface area of the incineration residue is preferably 2,000 to 6,000 cm 2 / g.
또한 상기 레드머드가 고화되어 생성된 고화물이 재슬러리화 되는 것을 방지하기 위하여 1종 시멘트, 고로슬래그 시멘트 또는 고로슬래그 미분말 중 어느 하나 이상이 더 포함되되, 상기 1종 시멘트, 고로슬래그 시멘트 또는 고로슬래그 미분말은 상기 소각잔재 100중량부에 대하여 5~100중량부가 더 포함되는 것이 바람직하다. In order to prevent re-slurrying of the solidified solid resulting from solidification of the red mud, at least one of the first type cement, the blast furnace slag cement or the blast furnace slag fine powder is further included, and the first type cement, the blast furnace slag cement, It is preferable that the slag fine powder further comprises 5 to 100 parts by weight based on 100 parts by weight of the incineration residue.
또한 상기 레드머드가 고화되어서 생성된 고화물을 제조 또는 이송하는 과정에서 제조설비에 고착되는 것을 방지하기 위한 고착방지제가 더 포함되되, 상기 고착방지제는 상기 소각잔재 100중량부에 대하여 10~100중량부 더 혼입되는 것이 바람직하다. The anti-sticking agent may further comprise 10 to 100 parts by weight of the anti-sticking agent, based on 100 parts by weight of the incineration residue, to prevent the red mud from being adhered to the manufacturing equipment during the production or transport of the solidified product, It is preferable to incorporate additional additives.
또한 상기 고착방지제는 산화칼슘(CaO) 함량이 20% 미만인 석탄재, 석회석 미분말, 장석 미분말, 규석 미분말 및 화강석 미분말로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나이거나 둘 이상의 혼합물인 것이 바람직하다. It is preferable that the anti-adhesion agent is any one or a mixture of two or more selected from the group consisting of coal ash, calcium limestone, fine feldspar, fine silica powder and granite fine powder having a calcium oxide (CaO) content of less than 20%.
또한 성토재의 pH를 저감시키기 위하여 pH 저감제가 더 포함되되, 상기 pH 저감제는 농황산이나 희황산 형태로 직접 혼합하거나 황산을 분체에 적정하여 pH가 4이하인 산성분말을 더 포함되는 것이 바람직하다. The pH reducing agent may further include an acidic powder having a pH of 4 or less by mixing directly with a sulfuric acid or a dilute sulfuric acid solution or by titrating sulfuric acid into a powder to reduce the pH of the fillet.
상기 pH 저감제는 소각잔재 100 중량부에 대하여 5~100중량부 더 혼입되는 것이 바람직하다.It is preferable that the pH-reducing agent is further mixed in an amount of 5 to 100 parts by weight based on 100 parts by weight of the incineration residue.
본 발명에 의한 레드머드를 이용한 성토재 조성물 제조방법은 1) 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항의 고화재를 제조하는 단계; 2) 레드머드 100중량부에 대하여, 상기 고화재 10~200중량부를 혼합하는 단계; 및 3) 상기 레드머드와 고화재의 혼합물을 양생하는 단계;를 포함한다.
The method for producing a filler composition using red mud according to the present invention comprises the steps of: 1) preparing a fireproofing material as defined in any one of claims 1 to 5; 2) mixing 10 to 200 parts by weight of the fire-retardant with 100 parts by weight of red mud; And 3) curing the mixture of red mud and solid fire.
본 발명에 따르면, 레드머드와 소각잔재 및 페트로 코크스 등 산업부산물을 이용하여 성토재를 얻을 수 있는 효과가 있다. According to the present invention, there is an effect that an embankment can be obtained by using industrial by-products such as red mud, incineration residue and petro coke.
특히, 흡수 및 발열작용을 하는 CaO가 다량 함유된 소각잔재와 페트로 코크스 탈황석고 등을 포함으로써 레드머드의 함수율을 급격히 저감시키고 이를 저지대 농경지 매립, 성토재로 활용할 수 있다.
In particular, the water content of red mud can be drastically reduced by including incineration residues containing a large amount of CaO, which absorbs and exothermically acts, and petro coke desulfurization gypsum, which can be utilized as landfill and embankment for lowland farmland.
이하, 본 발명에 의한 레드머드를 이용한 성토재 조성물 및 성토재 제조방법을 구체적으로 설명한다. Hereinafter, the embedding composition using red mud and the method for producing embankment of the present invention will be described in detail.
먼저, 본 발명에 의한 레드머드를 이용한 성토재의 구성성분 및 작용을 설명한다. First, the composition and action of the embossing material using red mud according to the present invention will be described.
본 발명에 의한 레드머드를 이용한 성토재 조성물은 함수율이 30% ~ 70%인 레드머드 100중량부에 대하여 비표면적이 2,000cm2/g ~ 6,000cm2/g인 고화재 10~200중량부를 포함한다. Seongtojae composition using the red mud of the present invention includes water content of 30% to 70% by weight of red mud has a specific surface area of 100 2,000cm against the portion 2 / g ~ 6,000cm 2 / g at a high fire 10 to 200 parts by weight .
상기 레드머드 고화재는 산화칼슘(CaO) 함량이 20% 이상인 소각잔재 100중량부에 대하여, 페트로 코크스 탈황석고 10~300중량부를 포함한다. The red mud sludge includes 10 to 300 parts by weight of petroleum coke desulfurization gypsum based on 100 parts by weight of the incineration residue having a calcium oxide (CaO) content of 20% or more.
또한 상기 산화칼슘(CaO) 함량이 20% 이상인 소각잔재는 석탄재, 제지 슬러지 소각잔재, 바이오매스 소각잔재, 하수슬러지 소각잔재, RDF(Refuse Derived Fuel) 소각잔재 및 RPF(Refuse Plastic Fuel) 소각잔재로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나이거나 둘 이상의 혼합물인 것이 바람직하다. In addition, the incineration residues with a calcium oxide (CaO) content of 20% or more can be recovered from coal ash, paper sludge incineration residue, biomass incineration residue, sewage sludge incineration residue, RDF (Refuse Derived Fuel) incinerator residue and RPF (Refuse Plastic Fuel) Or a mixture of two or more thereof.
소각잔재에 다량 함유된 산화칼슘은 물과 반응하여 흡수, 발열 및 팽창하여 수산화칼슘이 된다. 이에 대한 반응식은 아래와 같다. Calcium oxide, which is abundantly contained in the incineration residue, reacts with water and absorbs, exotherms and expands into calcium hydroxide. The reaction formula is as follows.
CaO+ H2O->Ca(OH)2+15.6 mol-1 CaO + H 2 O- > Ca (OH) 2 + 15.6 mol -1
통상 소각잔재는 콘크리트 혼화재료로 재활용됨에도 불구하고, 위와 같이 산화칼슘이 다량 함유된 소각잔재는 흡수, 발열 및 팽창 특성이 있어 콘크리트 혼화재료로 활용이 불가능하다. Although the incineration residue is usually recycled as a concrete admixture, incineration residues containing a large amount of calcium oxide can not be used as a concrete admixture because of its absorption, exothermic and expansion characteristics.
따라서 본 발명은 콘크리트 혼화재료로 활용이 불가능한 소각잔재들을 이용하는 것이다. Therefore, the present invention utilizes incineration residues which can not be utilized as a concrete admixture material.
즉, 함수율이 높은 레드머드와 산화칼슘이 다량 함유된 소각잔재를 혼합하면, 위의 반응으로 수산화칼슘이 생성되면서 레드머드의 수분이 저감되는 것이다. 또한 역시 위의 반응으로 발생되는 열이 레드머드의 수분을 증발시키기 때문에 더욱더 레드머드의 함수율을 저감시킬 수 있게 되는 것이다.That is, when the red mud having a high water content and the incineration residue containing a large amount of calcium oxide are mixed, the above reaction causes the calcium hydroxide to be generated and the water content of the red mud is reduced. Also, since the heat generated by the above reaction evaporates the moisture of the red mud, it is possible to further reduce the water content of the red mud.
한편, 산화칼슘이 20%이상 함유된 소각잔재는 석탄재, 제지슬러지 소각잔재, 바이오매스 소각잔재, 하수슬러지 소각잔재, RDF 소각잔재 및 RPF 소각잔재 등이다. On the other hand, incineration residues containing 20% or more of calcium oxide are coal ash, paper sludge incineration residue, biomass incineration residue, sewage sludge incineration residue, RDF incinerator residue and RPF incinerator residue.
상기 소각잔재의 비표면적은 2,000~6,000cm2/g인 것이 바람직하다. 상기 소각잔재의 비표면적이 2,000cm2/g 미만일 경우 미립분이 부족하여 레드머드의 고화시 함수율 저감효과가 저하되고, 비표면적이 6,000cm2/g을 초과일 경우 고화재의 이송시 겉보기 밀도가 낮아져 계량 및 이송 중에 비산되고 설비 가동성이 저하된다. The specific surface area of the incineration residue is preferably 2,000 to 6,000 cm 2 / g. If the specific surface area of the incineration residue is less than 2,000 cm 2 / g, the effect of reducing the moisture content upon solidification of red mud is reduced due to insufficient particulate matter. If the specific surface area exceeds 6,000 cm 2 / g, It is scattered during weighing and transportation, and the facility operation is degraded.
석탄재는 발전소에서 많이 생성되는데, 특히, 노내 탈황방식을 갖는 발전소에서 생성되는 석탄재가 산화칼슘의 함유량이 높다. 노내 탈황방식의 경우, 석탄과 석회석을 혼합연소하기 때문에 석탄재에 다량의 Free CaO가 함유되게 된다. Coal materials are produced in a large number of power plants. Particularly, coal ash produced in a power plant having an in-furnace desulfurization system has a high content of calcium oxide. In the case of the in-furnace desulfurization system, since coal and limestone are mixed and burned, a large amount of Free CaO is contained in coal ash.
한편 페트로 코크스 탈황석고는 페트로 코크스를 연료로 연소하는 소각로에서 노내 탈황을 위하여 페트로 코크스와 석회석을 혼합연소하기 때문에 소각재에 다량의 석고성분과 CaO가 함유되게 된다. Petro coke desulfurization gypsum is mixed with petroleum coke and limestone in order to desulfurize the petroleum coke in the incinerator which burns petroleum coke as fuel, so ash contains a large amount of gypsum and CaO.
또한 상기 페트로 코크스 탈황석고는 비표면적이 2,000~6,000cm2/g인 것이 바람직하다. 비표면적이 2,000cm2/g 미만일 경우 미립분이 부족하여 활성도가 떨어져 함수율 저감효과가 저하되며, 비표면적이 6,000cm2/g을 초과한 경우 활성도는 상승하나 고화재의 이송 시 겉보기 밀도가 낮아져 공정 중에 비산되고 설비 가동성이 저하된다. The petrocoke desulfurized gypsum preferably has a specific surface area of 2,000 to 6,000 cm 2 / g. If the specific surface area is less than 2,000 cm 2 / g, the activity is lowered due to insufficient particulate matter, and the water reducing effect is lowered. When the specific surface area exceeds 6,000 cm 2 / g, the activity is raised, And the facility operation is deteriorated.
또한 페트로 코크스 탈황석고는 소각잔재 100중량부에 대하여 10~300중량부를 포함하는데, 10 중량부 미만일 경우에는 발열량이 부족하여 함수율 저감효과가 미미하고, 300중량부를 초과할 경우에는 발열량이 많아 수증기가 과도하게 발생하여 작업상 취급이 곤란하다. In addition, the Petro Coke desulfurization gypsum contains 10 to 300 parts by weight based on 100 parts by weight of the incineration residue. When the amount is less than 10 parts by weight, the effect of reducing the water content is insufficient due to insufficient calorific value. When the amount is more than 300 parts by weight, And it is difficult to handle in the work.
또한 레드머드가 고화되어 생성된 성토재 고화물이 재슬러리화 되는 것을 방지하기 위하여 1종 시멘트, 고로슬래그 시멘트 및 고로슬래그 미분말 중 어느 하나 이상이 더 포함되는 것이 바람직하다. In order to prevent re-slurrying of the hardened cementitious aggregate formed by solidification of red mud, it is preferable to further include at least one of the first type cement, blast furnace slag cement and blast furnace slag fine powder.
또한 상기 1종 시멘트, 고로슬래그 시멘트 및 고로슬래그 미분말은 상기 소각잔재 100중량부에 대하여 5~100중량부 혼입되는 것이 바람직하다. 5중량부 미만으로 혼입되는 경우 소정의 강도를 발현하지 못하여 성토재 조성물이 우천이나 지하수 및 지표수와 접촉할 경우 다시 슬러리화 될 위험이 있으며, 100중량부를 초과하여 혼입될 경우 수화물이 과량 생성되어 강도는 크게 증가되나 너무 단단하여 흙 대체제인 인공 성토재나 복토재로 사용할 수 없는 상태 즉, 토질역학적인 성토재의 특성을 만족하지 못할 우려가 있다. The first type cement, the blast furnace slag cement and the blast furnace slag fine powder are preferably mixed with 5 to 100 parts by weight based on 100 parts by weight of the incineration residue. If it is mixed with less than 5 parts by weight, it can not manifest a predetermined strength. If the embankment composition comes into contact with rain, ground water and surface water, there is a danger of slurrying again. If it exceeds 100 parts by weight, But it is too hard to be used as an artificial tile or soil material, which is a soil substitute, that is, there is a possibility that the characteristics of the soil-mechanical embankment can not be satisfied.
또한 레드머드가 고화되어 생성된 고화물을 제조 또는 이송하는 과정에서 제조설비에 고착되는 것을 방지하기 위하여 고착방지제가 더 포함되는 것이 바람직하다. It is also preferable that the red mud further contains a fixing agent to prevent the red mud from sticking to the manufacturing equipment during the production or transportation of the solidified product.
또한 상기 고착방지제는 산화칼슘(CaO) 함량이 20% 미만인 석탄재, 석회석 미분말, 장석 미분말, 규석 미분말 및 화강석 미분말로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나이거나 둘 이상의 혼합물인 것인 것이 바람직하다. It is preferable that the anti-bonding agent is any one or a mixture of two or more selected from the group consisting of coal ash, calcium limestone, fine feldspar, fine silica powder and granite fine powder having a calcium oxide (CaO) content of less than 20%.
또한 상기 고착방지제는 상기 소각잔재 100중량부에 대하여 10~100중량부 혼입되는 것이 바람직하다. 만약 10중량부 미만 혼입될 경우 레드머드 고화 생설물이 공정중에 설비에 고착되는 경우가 발생되어 설비가동성이 급격히 저하되며, 100중량부를 초과하여 혼입될 경우 고화재의 레드머드의 함수율 저감효과를 반감시킬 수 있다.The anti-adhesion agent is preferably incorporated in an amount of 10 to 100 parts by weight based on 100 parts by weight of the incineration residue. If less than 10 parts by weight is mixed, the red mud solidification product may be adhered to the equipment during the process, resulting in a rapid deterioration of the equipotentiality of the equipment. If the amount exceeds 100 parts by weight, the water reducing effect of red mud Can be halved.
이하에서는 본 발명에 의한 레드머드를 이용한 성토재 제조방법을 설명한다.Hereinafter, a description will be given of a method for manufacturing an embankment with red mud according to the present invention.
본 발명에 의한 레드머드를 이용한 성토재 제조방법은 1) 상술한 고화재를 제조하는 단계; 2) 레드머드 100중량부에 대하여, 상기 고화재 10~200중량부를 혼합하는 단계; 및 3) 상기 레드머드와 고화재의 혼합물을 양생하는 단계를 포함한다. The method for manufacturing an embankment using red mud according to the present invention comprises the steps of: 1) manufacturing the above-mentioned solidified fire; 2) mixing 10 to 200 parts by weight of the above fire-retardant with 100 parts by weight of red mud; And 3) curing the mixture of red mud and solid fire.
상기 2단계에서 고화재가 10 중량부 미만 혼입되면 함수율이 충분히 저감되지 않아 성토재로서 사용이 불가능하고, 200중량부를 초과해서 혼입되면 함수율이 너무 낮아져 고화물의 이송시 성토재가 비산될 우려가 있으며, 성토 및 복토작업이 곤란해진다.
If the amount is less than 10 parts by weight in the second step, the water content can not be sufficiently reduced and the composition can not be used as an embankment. If the amount exceeds 200 parts by weight, the water content becomes too low, It becomes difficult to work with embankment and cover.
이하, 본 발명을 하기 실시예 및 비교예에 의하여 보다 구체적으로 설명하고자 한다. 다만, 하기 실시예 및 비교예는 본 발명을 예시하기 위함이며 본 발명의 권리범위가 이들 실시예 및 비교예의 범위에 한정되는 것이 아닌 것은 자명하다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the following examples and comparative examples. It is to be understood, however, that the following examples and comparative examples are intended to illustrate the present invention and that the scope of the present invention is not limited to the scope of these examples and comparative examples.
실시예Example 1 One
먼저, 노내 탈황방식으로 산화칼슘 함량이 38%인 고칼슘 석탄재 100중량부에 대하여, 페트로 코크스 탈황석고 40중량부, 고화물의 재슬러화 방지를 위해 고로슬래그 시멘트 10중량부, 고착방지제로서 석회석 미분말 30 중량부와 pH 저감제로서 황산을 규사 미분말에 적정하여 제조한 pH 1.8의 산성분말 20중량부를 균일하게 혼합하여 고화재를 제조하였다. First, 40 parts by weight of petroleum coke desulfurization gypsum, 10 parts by weight of blast furnace slag cement to prevent sludge formation of solidified materials, and 10 parts by weight of limestone fine powder as a fixing agent were added to 100 parts by weight of high calcium coal ash with a calcium oxide content of 38% And 20 parts by weight of an acidic powder having a pH of 1.8, which was prepared by titrating sulfuric acid as a pH-reducing agent into fine silica powder, were uniformly mixed to prepare a fireproofing.
다음으로 함수율이 45%인 레드머드 100중량부에 대하여, 위와 같이 제조된 고화재 15중량부를 혼합하여 상온 양생하여 성토재를 제조하였다.
Next, 100 parts by weight of red mud having a water content of 45% was mixed with 15 parts by weight of the fire-retardant prepared as described above and cured at room temperature to prepare an embankment.
실시예Example 2 2
함수율이 45%인 레드머드 100중량부에 대하여, 상기 실시예1과 동일한 고화재를 30중량부를 혼합하여 상온 양생하여 성토재를 제조하였다.
100 parts by weight of red mud having a water content of 45% was mixed with 30 parts by weight of the same fire retardant as that of Example 1 and cured at room temperature to prepare an embankment.
비교예Comparative Example
비교예는 점성토와 사질토가 혼합된 천연 토양을 채취하여 고화재를 첨가하지 않고 시료를 준비하였다.
In the comparative example, natural soil mixed with clayey soil and sandy soil was sampled, and samples were prepared without adding a firefly.
성토재의 성능시험방법 및 결과Performance Test Methods and Results of Embankment
아래 표 1에 나타낸 바와 같이 함수량 측정은 KS F 2306 방법에 의해 실시하고 압축강도와 투수시험은 KS F 2343, KS F 2322 방법에 의해 실시하였다.
As shown in Table 1 below, the water content was measured by the KS F 2306 method and the compressive strength and permeability test was conducted by the method of KS F 2343 and KS F 2322.
그리고 표 1에 따른 실시예 1, 실시예 2 및 비교예에 대한 시험결과는 표 2 에 기재된 바와 같다.
The test results for Examples 1, 2, and Comparative Example according to Table 1 are as shown in Table 2.
Water content (%)
Compressive strength (kgf / cm 2 )
(1) 함수량 변화(1) Change in water content
시간경과에 따라 상기 실시예 1 내지 2에 의해 제조된 성토재의 함수율을 표 2에 나타내었다. 표 2에서 확인되는 바와 같이, 고화재 혼합 전 레드머드의 함수율이 45.0%였으나, 시간이 지남에 따라 함수비가 급격히 저감된다는 것을 알 수 있다. 이와같이 함수율이 큰 폭으로 저감되는 것은 상술한 바와 같이, 고화재가 레드머드와 혼합되는 즉시 발열반응이 일어나고 수화반응이 동시에 진행되기 때문이다. 또한 시간이 경과함에 따라 수화물 생성 및 자연건조에 의해 급격히 함수율은 줄어드는 결과를 보여주고 있다. 실시예 1, 실시예 2의 모든 경우 혼합즉시 성토재 등으로 재활용하기에 적합한 개량이 이루어 졌음을 알 수 있다. 자연 양생 3일 이후에 성토재로 활용한다면 보다 더 취급이 용이할 뿐 아니라 압축강도 증가에도 기여할 것으로 기대된다.
The water content of the embankment prepared by the above Examples 1 and 2 is shown in Table 2. As can be seen in Table 2, the water content of Red Mud before the fire-fighting was 45.0%, but the water content is rapidly reduced over time. As described above, the reason why the water content is greatly reduced is that the exothermic reaction occurs immediately after the high fire is mixed with the red mud and the hydration reaction proceeds at the same time. Also, as the time passes, the water content rapidly decreases due to hydrate formation and natural drying. It can be seen that all of the cases of Examples 1 and 2 were improved to be recycled immediately with embers and the like. If it is used as embankment after 3 days of natural curing, it is expected to contribute not only to easier handling but also to increase the compressive strength.
(2) 일축압축강도의 변화(2) Change in uniaxial compressive strength
표 2에 나타난 바와 같이 본 발명에 의해 제조된 성토재 조성물의 일축압축강도는 천연토사 지반에 비해 크게 나타남을 알 수 있다. 이는 복토재 및 성토재의 강도 기준인 1.0kgf/cm2를 크게 상회하는 값이며, 연약지반 개량재, 차수재, 뒷채움재 등 다양한 지반용 재료로도 활용할 수 있는 강도 발현을 보였다.As shown in Table 2, the unconfined compressive strength of the embankment composition produced by the present invention is larger than that of natural soil. This value is much higher than 1.0kgf / cm 2 , which is the strength standard of soil and embankment materials, and shows the strength that can be used for various soil materials such as soft soil improvement material, car water material and backfill material.
이것은 고화재와 혼합시 흡수발열반응에 의해 수분절감 및 레드머드의 표면 개질이 일어나 입자의 단결화를 이루어 압밀 촉진 효과를 얻을 수 있고 CaO와 SiO2 성분에 의해 칼슘실리케이트 반응이 유도되어 압축강도를 확보할 수 있는 고화반응이 일어나 강도를 증진시키기 때문이다. 이에 더하여 고화재의 흡수성에 의해 레드머드의 함수율이 상대적으로 낮아지며 고화재의 흡수성 및 이온교환, 포졸란 및 탄산화 반응에 의해 미립자인 점토, 콜로이드 성분이 단립화되고 이에 따라 입도분포가 변화하여 양질토로 개량되어 일축압축강도가 증가한 것으로 판단된다.
This is due to the reduction of water content and the surface modification of red mud by the exothermic reaction when mixed with fire and fire, and the consolidation of particles is achieved by consolidation of the particles. Calcium silicate reaction is induced by CaO and SiO 2 components, The solidification reaction that can be ensured occurs and the strength is enhanced. In addition, the water content of red mud is relatively low due to the absorption of the fire, and the fine particles clay and colloid components are isolated by the absorption of the fire, ion exchange, pozzolan and carbonation reaction, And the uniaxial compressive strength is increased.
(3) 투수특성(3) Permeability characteristics
표 2의 투수계수 측정치에서 알 수 있듯이 재령 3일의 성토재 투수계수를 측정한 결과 비교예의 천연 토양의 투수계수와 유의할만한 차이를 보이지 않았다. 복토재의 투수성에 관한 국내 기준을 살펴보면 폐기물 관리법에서는 복토재에 대해서 포설 두께만을 규정하고 있을 뿐 특별한 기준은 제시하고 있지 않으나 미국의 뉴저지주 Middlesex country의 경우는 매립지 복토재의 투수계수를 1×0-3cm/sec ~ 1×0-7cm/sec로 제시하고 있는 것을 비춰볼 때 본 발명에 의해 제조된 레드머드를 이용한 성토재 조성물은 매립지 일일 및 중간 복토재로서의 투수기능을 충분히 가질 것으로 판단된다.
As can be seen from the measurements of the permeability coefficient of Table 2, the permeability coefficient of the embankment of the third day was not significantly different from that of the natural soil of the comparative example. In the case of Middlesex country, New Jersey, USA, the permeability coefficient of the landfill cover material is 1 × 0 -3 cm / sec to 1 x 0 -7 cm / sec. It is considered that the embedding composition using the red mud prepared by the present invention has sufficient water permeability as a daily and intermediate landfill material.
Claims (8)
상기 고화재는 산화칼슘(CaO) 함량이 20% 이상인 소각잔재 100중량부에 대하여, 페트로 코우크스 탈황석고 10~300중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 성토재 조성물.
And 10 to 200 parts by weight of a fire retardant based on 100 parts by weight of red mud having a water content of 30% to 70%
Wherein the fireproofing comprises 10 to 300 parts by weight of petroleum gypsum desulfurization gypsum based on 100 parts by weight of incineration residue having a calcium oxide (CaO) content of 20% or more.
상기 소각잔재는 석탄재, 제지 슬러지 소각잔재, 바이오매스 소각잔재, 하수슬러지 소각잔재, RDF(Refuse Derived Fuel) 소각잔재 및 RPF(Refuse Plastic Fuel) 소각잔재로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나이거나 둘 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 성토재 조성물.
The method according to claim 1,
The incineration residue may be any one or a mixture of two or more selected from the group consisting of coal ash, paper sludge incineration residue, biomass incineration residue, sewage sludge incineration residue, RDF (Refuse Derived Fuel) incineration residue and RPF (Refuse Plastic Fuel) ≪ / RTI >
상기 레드머드가 고화되어 생성된 고화물이 재슬러리화 되는 것을 방지하기 위하여 1종 시멘트, 고로슬래그 시멘트 또는 고로슬래그 미분말 중 어느 하나 이상이 더 포함되되, 상기 1종 시멘트, 고로슬래그 시멘트 또는 고로슬래그 미분말은 상기 소각잔재 100중량부에 대하여 5~100중량부가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 성토재 조성물.
The method according to claim 1,
In order to prevent re-slurrying of the solidified solid resulting from solidification of the red mud, at least one of a first type cement, a blast furnace slag cement or a blast furnace slag fine powder is further included, and the first type cement, blast furnace slag cement or blast furnace slag Wherein the fine powder further comprises 5 to 100 parts by weight based on 100 parts by weight of the incineration residue.
상기 레드머드가 고화되어서 생성된 고화물을 제조 또는 이송하는 과정에서 제조설비에 고착되는 것을 방지하기 위한 고착방지제가 더 포함되되, 상기 고착방지제는 상기 소각잔재 100중량부에 대하여 10~100중량부 더 혼입되는 것을 특징으로 하는 성토재 조성물.
The method according to claim 1,
The anti-sticking agent may be added in an amount of 10 to 100 parts by weight based on 100 parts by weight of the incineration residue, to prevent the red mud from being adhered to the manufacturing equipment during the production or transfer of the solidified product, Lt; RTI ID = 0.0 > 1, < / RTI >
상기 고착방지제는 산화칼슘(CaO) 함량이 20% 미만인 석탄재, 석회석 미분말, 장석 미분말, 규석 미분말 및 화강석 미분말로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나이거나 둘 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 성토재 조성물.
5. The method of claim 4,
Wherein the anticaking agent is any one or a mixture of two or more selected from the group consisting of coal ash, calcium limestone powder, feldspar fine powder, fine silica powder and fine granite powder having a calcium oxide (CaO) content of less than 20%.
성토재의 pH를 저감시키기 위하여 pH 저감제가 더 포함되되, 상기 pH 저감제는 농황산이나 희황산 형태로 직접 혼합하거나 황산을 분체에 적정하여 pH가 4이하인 산성분말을 더 포함되는 것을 특징으로 하는 성토재 조성물.
The method according to claim 1,
Wherein the pH reducing agent further comprises an acidic powder having a pH of 4 or less by mixing directly with a sulfuric acid or a dilute sulfuric acid solution or by titrating sulfuric acid with a powder to reduce the pH of the embryo.
상기 pH 저감제는 소각잔재 100 중량부에 대하여 5~100중량부 더 혼입되는 것을 특징으로 하는 성토재 조성물.
The method according to claim 6,
Wherein the pH-lowering agent is further incorporated in an amount of 5 to 100 parts by weight based on 100 parts by weight of the incineration residue.
2) 레드머드 100중량부에 대하여, 상기 고화재 10~80중량부를 혼합하는 단계; 및
3) 상기 레드머드와 고화재의 혼합물을 양생하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 레드머드를 이용한 성토재 조성물 제조방법.
1. A method for manufacturing a fireproof product, comprising the steps of: producing a fireproofing film according to any one of claims 1 to 7;
2) blending 10 to 80 parts by weight of the fire-retardant with 100 parts by weight of red mud; And
3) curing a mixture of the red mud and the high fire.
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