KR20160141999A - 정화용 펠릿제조방법 및 이에 의해 제조된 정화용 펠릿 - Google Patents

Abstract

본 발명은 생산성이 우수하고 재료의 손실도 줄일 수 있어서 경제적이고 코스트로 저렴한 새로운 방식의 정화용 펠릿제조방법 및 이에 의해 제조된 정화용 펠릿에 대한 것이다.
본 발명에 따르면, 적니, 포틀랜드 시멘트, 알루미늄 플레이크를 혼합하는 원료혼합과정; 상기 혼합된 원료에 물을 붓고 반죽하는 반죽과정; 상기 과정에서 얻어진 반죽물을 건조시키는 반죽물건조과정; 상기 과정에서 건조된 반죽물을 분쇄하는 반죽물분쇄과정; 및 상기 과정에서 제조된 분쇄물을 가압하여 펠릿으로 성형하는 가압성형과정;을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 정화용 펠릿제조방법 및 이에 의해 제조된 정화용 펠릿이 제공된다.

Description

정화용 펠릿제조방법 및 이에 의해 제조된 정화용 펠릿{Menufacturing method of pellet for purification}

본 발명은 정화용 펠릿제조방법 및 이에 의해 제조된 정화용 펠릿에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 생산성이 우수하고 재료의 손실도 줄일 수 있어서 경제적이고 코스트로 저렴한 새로운 방식의 정화용 펠릿제조방법 및 이에 의해 제조된 정화용 펠릿에 관한 것이다.

적니(red mud)는 보크사이트(bauxite)의 정련 시에 생성된 잔재물인데, 적니에 함유된 다가양이온(Ca²⁺, Mg²⁺, Fe³⁺, Al³⁺) 이 폐수나 오염된 토양에 함유된 인을 응집시켜서 제거하는 기능을 한다.

따라서 이러한 적니를 폐수나 오염토양의 정화용 처리제로 사용하는데, 적니에 몇 가지 성분들을 혼합하여 펠릿으로 가공하여 사용한다. 이러한 적니를 이용하여 펠릿을 만드는 가장 일반적인 방법은 적니에 포틀랜드 시멘트, 알루미늄 플레이크와 물을 혼합하여 교반한 다음, 압출기로 압출하여 소정형태로 성형하고, 파쇄하여 펠릿을 제조하는 것이다.

참고로, 상기 포틀랜드 시멘트는 펠릿의 강도를 향상시키기 위한 것이고, 상기 알루미늄 플레이크는 펠릿에 기공을 형성하여 펠릿의 정화효율을 높이는 기능을 한다.

그런데 이러한 적니를 이용한 펠릿의 제조시에 상기 반죽의 물성변화가 예민하기 때문에, 반죽을 압출성형하는 과정에서 반죽이 고형화되어 압출기에 달라붙고 이에 따라 압출기가 막히는 등의 이유로 생산이 중단되는 경우가 빈번하게 발생되며, 이에 따라 생산성이 저하되고, 재료의 손실도 발생된다.

또한, 이와 같이 반죽이 고형화되어 압출기가 막히게 되면 압출기를 고형화된 반죽을 떼어내고 압출기를 재가동시키는 데에도 많은 시간과 노동력이 요구된다.

또한, 전술한 종래의 방식은 압출성형된 성형물을 파쇄하여 펠릿을 제조하기 때문에, 펠릿의 크기와 형태가 정형화되지 못한다. 따라서 펠릿을 하폐수의 처리장치 등에 여재로 투입한 경우에 펠릿 사이에 공극이 고르게 형성되지 못하고, 또한 공극율도 저하되어 펠릿에 의한 처리율이 저하되는 단점이 있다. 뿐만 아니라, 성형물을 펠릿으로 성형하기 위해 파쇄하는 과정에서 상당히 작은 크기의 파쇄물 및 분말이 발생되는데, 이러한 펠릿으로 사용하기 곤란한 정도의 크기를 갖는 파쇄물 및 분말은 폐기되어야 하므로, 이에 의해서도 재료의 손실이 발생된다.

대한민국 등록특허 10-1334861호(2013. 11. 25.)

본 발명은 상기의 문제점에 착안하여 제안될 것으로서, 적니를 이용한 정화용 펠릿을 재료의 손실을 줄이면서 생산성을 향상시킬 수 있어서 경제적이고 저렴한 코스트로 정화효율이 우수한 고품질의 펠릿을 제조할 수 있는 새로운 방식의 정화용 펠릿제조방법 및 이에 의해 제조된 정화용 펠릿을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 특징에 따르면, 적니, 포틀랜드 시멘트, 알루미늄 플레이크, 벤토나이트, 폴리염화알루미늄을 혼합하는 원료혼합과정; 상기 혼합된 원료에 물을 붓고 반죽하는 반죽과정; 상기 과정에서 얻어진 반죽물을 건조시키는 반죽물건조과정; 상기 과정에서 건조된 반죽물을 분쇄하는 반죽물분쇄과정; 및 상기 과정에서 제조된 분쇄물을 가압하여 펠릿으로 성형하는 가압성형과정;을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 정화용 펠릿제조방법이 제공된다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 적니, 포틀랜드 시멘트, 알루미늄 플레이크, 벤토나이트, 폴리염화알루미늄을 혼합하는 원료혼합과정; 상기 혼합된 원료에 물을 붓고 반죽하는 반죽과정; 상기 과정에서 얻어진 반죽물을 건조시키는 반죽물건조과정; 상기 과정에서 건조된 반죽물을 분쇄하는 반죽물분쇄과정; 및 상기 과정에서 제조된 분쇄물을 가열가압하여 펠릿으로 성형하는 가열가압성형과정;을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 정화용 펠릿제조방법이 제공된다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 반죽물분쇄과정에서는 반죽물을 평균입도가 0.1mm~8mm 되도록 분쇄하고, 상기 가압성형과정에서는 2mm~30mm 크기로 성형하며, 상기 반죽물건조과정에서는 반죽물이 초기 함수율의 8% 이하의 함수율을 갖도록 건조시킨다.

이상과 같은 구성을 가지는 본 발명은 반죽물을 건조시킨 후 분쇄하고, 분쇄물을 가압하여 원하는 형상의 펠릿을 제조하는 것으로서, 반죽물의 물성, 즉, 고형화속도에 상관없이 펠릿을 원활하게 제조할 수 있다. 따라서 본 발명은 종래의 방법에 비해 재료의 손실이 적고, 생산성도 향상되므로 경제적이며, 펠릿의 코스트도 저하된다.

특히, 분쇄물을 가압성형하여 펠릿을 제조하기 때문에 분쇄과정에서 발생되는 크고 작은 크기의 분쇄물을 모두 펠릿제조에 사용할 수 있으므로 재료의 손실이 한층 더 줄어드는 장점이 있다.

또한, 분쇄물을 가압하여 펠릿이 제조되기 때문에, 펠릿 내부에 반죽물에 형성된 기공보다 더 많은 기공이 형성되며, 특히, 크고 작은 크기의 분쇄물에 의해 펠릿의 기공율이 한층 더 향상되어 펠릿의 정화효율도 향상된다.

이와 같은 본 발명에 의한 펠릿은 하, 폐수의 수질오염방지제, 방류수의 색도제거제, 악취제거제, 복토제 등 다양한 분야에서 정화용 흡착재료 사용이 가능한데, 본 발명을 이용하여 펠릿을 제조하면, 코스트가 저렴하면서도 고품질의 정화용 펠릿을 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 제조공정도.

이하에서, 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.

본 발명은 다음과 같은 방법으로 제조된다.

1) 원료혼합과정

성형원료로 적니, 포틀랜드 시멘트, 알루미늄 플레이크, 벤토나이트, 폴리염화알루미늄을 혼합한다. 바람직하게는 적니 100중량부에 대해 포틀랜드 시멘트 20~60중량부, 알루미늄 플레이크 0.1~0.9중량부를 혼합하고, 벤토나이트와 폴리염화알루미늄은 각각 소량씩 혼합한다.

2) 반죽과정

상기 혼합된 성형원료에 물을 투입하고 1~ 5분 정도 교반하여, 벌크형태의 반죽물을 만든다.

3) 반죽물건조과정

상기 과정에서 제조된 반죽물을 건조시킨다. 반죽물을 반죽된 형상 그대로 건조시키거나 또는 몰드에 부어 건조시키는데, 자연건조 또는 별도의 건조장치를 이용하여 건조시킨다.

바람직하게는 반죽물의 함수율이 초기 함수율의 8% 이하 정도 되도록 건조시킨다.

4) 건조된 반죽물 분쇄과정

건조처리된 반죽물을 소정의 크기의 입도를 가지도록 분쇄한다. 바람직하게는 반죽물을 0.1mm~8mm 정도의 평균 입도를 가지도록 분쇄한다.

반죽물을 상기 수준 미만으로 분쇄하면 반죽물에 형성된 기공이 손실되어 최종적으로 제조되는 펠릿의 다공성이 저하되고 따라서 펠릿의 정화효율이 저하되므로 바람직하지 않다.

바람직하게는 성형하고자 하는 펠릿의 크기에 따라 분쇄물의 평균입도가 조절되는데, 성형하고자 하는 펠릿의 크기가 클수록 분쇄물을 입도를 상대적으로 크게 조절하는 것이 바람직하다.

5) 가압성형과정

상기 과정에서 형성된 분쇄물을 가압성형하여 원하는 형상의 펠릿을 만든다. 이때 분쇄물을 금형에 넣고 가압하면, 가해지는 압력과 분쇄물에 잔존하는 수분에 의해 분쇄물이 금형에 대응되는 형상으로 성형되어 그 형태가 유지된다. 바람직하게는 분쇄물을 1~10ton/cm² 정도의 압력으로 가압하여 성형한다.

좀 더 구체적으로는, 이러한 가압성형과정은 성형캐비티가 형성된 하부금형에 분쇄물을 넣고 상부금형으로 하부금형의 분쇄물을 가압(press)하여 이루어지거나, 또는 외주면에 서로 정합되는 형태의 성형캐비티가 형성된 한 쌍의 성형롤러 사이에 상기 분쇄물을 공급하여 분쇄물이 상기 성형캐비티 내에서 가압되도록 하여 성형된다.

본 과정에서는 분쇄물을 크기에 상관없이 모두 사용할 수 있으므로, 성형과정에서 폐기되는 분쇄물이 발생되지 않으므로 재료의 손실이 거의 없어서 경제적이다.

이때 펠릿의 형태는 특별히 한정되지 않고 원기둥형상, 환형 등 다양한 형태로 성형이 가능하다. 바람직하게는 펠릿을 2mm~30mm의 크기로 성형한다.

6) 펠릿건조과정

가압성형된 성형물, 즉, 펠릿을 건조시킨다. 이 과정에서 펠릿이 완전 건조된다. 바람직하게는 70~350℃ 정도의 온도에서 건조처리한다.

한편, 이상에서는 분쇄물을 펠릿으로 가압성형한 후에 펠릿을 건조시키는 것으로 설명하였으나, 상기 가압성형장치에 히팅수단이 구비된 경우에는 펠릿을 가압성형하는 과정에서 펠릿이 건조되기 때문에 전술한 펠릿건조과정이 생략될 수도 있다.

이상과 같은 구성을 갖는 본 발명은 적니가 함유된 반죽물을 건조시킨 다음, 분쇄하고, 분쇄물을 가압성형하여 펠릿을 제조하는 방법에 비해 펠릿을 제조하기가 용이하여 생산성이 향상되며, 재료의 손실도 줄일 수 있어서 경제적이고 코스트로 저하된다.

또한, 본 발명은 반죽물에 형성된 기공 외에도 분쇄물을 가압성형하는 과정에서 펠릿에 기공이 추가로 형성되기도 하기 때문에, 펠릿의 기공율이 높고 따라서 펠릿의 흡착력, 즉, 정화효율도 상승된다. 뿐만 아니라, 분쇄물을 크기에 상관없이 모두 이용하여 펠릿을 성형할 수 있으므로 재료의 손실이 거의 없는 장점도 가진다.

이와 같이 제조되는 본 발명에 의한 하, 폐수의 수질오염방지제, 방류수의 색도제거제, 악취제거제, 복토제 등으로 사용이 가능하다.

Claims (5)

1. 적니, 포틀랜드 시멘트, 알루미늄 플레이크, 벤토나이트, 폴리염화알루미늄을 혼합하는 원료혼합과정;
   상기 혼합된 원료에 물을 붓고 반죽하는 반죽과정;
   상기 과정에서 얻어진 반죽물을 건조시키는 반죽물건조과정;
   상기 과정에서 건조된 반죽물을 분쇄하는 반죽물분쇄과정; 및
   상기 과정에서 제조된 분쇄물을 가압하여 펠릿으로 성형하는 가압성형과정;을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 정화용 펠릿제조방법.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 가압성형된 펠릿을 건조하는 펠릿건조과정이 상기 가압성형과정 이후에 더 포함되는 것을 특징으로 하는 정화용 펠릿제조방법.
   
3. 적니, 포틀랜드 시멘트, 알루미늄 플레이크, 벤토나이트, 폴리염화알루미늄 을 혼합하는 원료혼합과정;
   상기 혼합된 원료에 물을 붓고 반죽하는 반죽과정;
   상기 과정에서 얻어진 반죽물을 건조시키는 반죽물건조과정;
   상기 과정에서 건조된 반죽물을 분쇄하는 반죽물분쇄과정; 및
   상기 과정에서 제조된 분쇄물을 가열가압하여 펠릿으로 성형하는 가열가압성형과정;을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 정화용 펠릿제조방법.
   
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 반죽물분쇄과정에서는 반죽물을 평균입도가 0.1mm~8mm 되도록 분쇄하고,
   상기 가압성형과정에서는 2mm~30mm 크기로 성형하며,
   상기 반죽물건조과정에서는 반죽물이 초기 함수율의 8% 이하의 함수율을 갖도록 건조시키는 것을 특징으로 하는 정화용 펠릿제조방법.
   
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재된 방법으로 제조된 정화용 펠릿.

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