KR101870332B1 - 석탄폐석을 활용한 인공 경량골재 제조 장치 및 제조 방법 - Google Patents
석탄폐석을 활용한 인공 경량골재 제조 장치 및 제조 방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR101870332B1 KR101870332B1 KR1020170142243A KR20170142243A KR101870332B1 KR 101870332 B1 KR101870332 B1 KR 101870332B1 KR 1020170142243 A KR1020170142243 A KR 1020170142243A KR 20170142243 A KR20170142243 A KR 20170142243A KR 101870332 B1 KR101870332 B1 KR 101870332B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- lightweight aggregate
- coal waste
- mixture
- powder
- coal
- Prior art date
Links
- 239000003245 coal Substances 0.000 title claims abstract description 116
- 239000002699 waste material Substances 0.000 title claims abstract description 111
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 46
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 78
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 61
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 58
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 58
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 53
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims abstract description 34
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims abstract description 31
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims abstract description 30
- 230000005484 gravity Effects 0.000 claims abstract description 20
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 15
- 239000011812 mixed powder Substances 0.000 claims abstract description 15
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 13
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 12
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 10
- 238000004898 kneading Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000010298 pulverizing process Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 claims abstract description 3
- 238000010304 firing Methods 0.000 claims description 49
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 21
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 claims description 18
- 239000000428 dust Substances 0.000 claims description 13
- 239000002341 toxic gas Substances 0.000 claims description 12
- 238000001354 calcination Methods 0.000 claims description 10
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims description 8
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 6
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 5
- 235000019738 Limestone Nutrition 0.000 claims description 5
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000000440 bentonite Substances 0.000 claims description 5
- 229910000278 bentonite Inorganic materials 0.000 claims description 5
- SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N bentoquatam Chemical compound O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000006028 limestone Substances 0.000 claims description 5
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims description 4
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims description 4
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 3
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 claims description 3
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 16
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 11
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 8
- 239000004567 concrete Substances 0.000 description 4
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 4
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- -1 tailings Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002918 waste heat Substances 0.000 description 2
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 description 1
- 239000004115 Sodium Silicate Substances 0.000 description 1
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 239000004566 building material Substances 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000003933 environmental pollution control Methods 0.000 description 1
- 239000004088 foaming agent Substances 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 239000003673 groundwater Substances 0.000 description 1
- 230000008676 import Effects 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 239000003350 kerosene Substances 0.000 description 1
- 239000004571 lime Substances 0.000 description 1
- 238000010297 mechanical methods and process Methods 0.000 description 1
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 1
- 238000000053 physical method Methods 0.000 description 1
- 239000010665 pine oil Substances 0.000 description 1
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 1
- 238000005204 segregation Methods 0.000 description 1
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052911 sodium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 238000004078 waterproofing Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B18/00—Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
- C04B18/02—Agglomerated materials, e.g. artificial aggregates
- C04B18/027—Lightweight materials
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
- B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
- B02C23/00—Auxiliary methods or auxiliary devices or accessories specially adapted for crushing or disintegrating not provided for in preceding groups or not specially adapted to apparatus covered by a single preceding group
- B02C23/08—Separating or sorting of material, associated with crushing or disintegrating
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
- B03D—FLOTATION; DIFFERENTIAL SEDIMENTATION
- B03D1/00—Flotation
- B03D1/02—Froth-flotation processes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B18/00—Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
- C04B18/04—Waste materials; Refuse
- C04B18/12—Waste materials; Refuse from quarries, mining or the like
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
- B03D—FLOTATION; DIFFERENTIAL SEDIMENTATION
- B03D2201/00—Specified effects produced by the flotation agents
- B03D2201/04—Frothers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
- B03D—FLOTATION; DIFFERENTIAL SEDIMENTATION
- B03D2203/00—Specified materials treated by the flotation agents; Specified applications
- B03D2203/02—Ores
- B03D2203/04—Non-sulfide ores
- B03D2203/08—Coal ores, fly ash or soot
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
본 발명의 일 실시예에 따른 석탄폐석을 활용한 인공 경량 골재 제조 장치는, 석탄폐석을 분말 형태로 파분쇄하는 파분쇄기; 상기 파분쇄기에서 제공되는 석탄폐석 분말로부터 탄소를 기 설정된 함유량 이하로 분리하는 비중선별기; 상기 비중선별기에서 탄소가 분리된 잔여 분말을 첨가제와 혼합하는 혼합기; 상기 혼합기에서 제공되는 혼합 분말과 물을 혼합하고, 혼합물을 반죽하는 반죽기; 상기 반죽기를 통해 만들어진 반죽을 절단하고, 구 형태로 성형하는 성형기; 상기 성형기를 통해 성형된 상기 혼합물을 건조 및 가열하는 소성로; 상기 소성로를 통해 건조된 상기 혼합물을 냉각하는 냉각기; 및 상기 냉각기를 통해 냉각된 경량골재를 크기 별로 선별하는 선별기를 포함하는 석탄폐석을 활용한 인공 경량골재 제조 장치가 제공될 수 있다.
Description
본 발명은 석탄폐석을 활용한 인공 경량골재 제조 장치 및 제조 방법에 관한 것이다.
석탄은 오래 전부터 화력발전소 및 가정용 연료 등 각종 산업에 이용되고 있는 유용한 자원이다. 채굴된 석탄은 물리적, 기계적 방법을 통해 산업에 이용되는 석탄과 나머지 부산물로 분리되는데, 이때, 석탄 성분이 4000kcal 이하인 암석을 석탄폐석이라고 부르며, 석탄 성분이 전혀 없는 암석을 굴진폐석이라고 부른다.
현재 우리나라는 환경오염 규제로 인해 채광 과정에서 발생된 석탄폐석을 폐기 처리하기가 어려워서 탄광에 그대로 방치한 상태이며, 방치된 석탄폐석의 양 또한 수억 톤에 달한다. 이에 따라, 방치된 석탄폐석 및 굴진폐석은 근처 하천 및 지하수 오염의 원인이 되고, 지역 주민들이 고스란히 피해를 껴안고 있는 상황이다.
석탄폐석은 석탄을 약 20% 함유하고 있어서 에너지원으로 사용될 수 있다. 그러나, 이러한 석탄폐석을 처리하여 에너지원으로 사용하는 다양한 시도가 이뤄지고 있는 것에 비해, 실제 처리하는데 많은 시간이 소요되고, 대규모의 시설을 필요로 하는 등의 이유로 상업적으로 유의미한 결과를 내는 방법은 제안되지 않았다.
한편, 고층건물, 교량 등의 자중 감소용 콘크리트, 건물 옥상 및 지층의 단열 및 방수, 방습용 콘크리트 등의 건축자재로 경량골재가 많이 사용되고 있다. 이러한 경량골재는 콘크리트보다 가벼운 특성을 가지므로, 고층 설계 또는 내진 설계를 필요로 하는 곳에 유용하게 사용되고 있다.
경량골재는 대부분 강, 산, 바다에서 채집한 천연골재를 사용하였으나, 현재는 골재수요의 증가에 따른 천연경량골재의 고갈로 인해 인공 경량골재의 공급이 시급하게 요구되고 있다.
특히, 2017년 하반기부터 새로 짓는 주택에 대해 의무적으로 내진 설계를 해야 함에 따라 인공 경량골재의 필요성이 강조되었으나, 국내에서는 인공 경량골재를 제조하는 기술이 미흡하여, 수입에 의존하고 있는 실정이다.
본 발명의 실시예들은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 제안된 것으로서, 석탄폐석을 활용하여 인공 경량골재를 제조하는 석탄폐석을 활용한 인공 경량골재 제조 장치 및 제조 방법을 제공하고자 한다.
또한, 경제적으로 인공 경량골재를 제조하는 석탄폐석을 활용한 인공 경량골재 제조 장치 및 제조 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 석탄폐석을 활용한 인공 경량골재 제조 장치는, 석탄폐석을 분말 형태로 파분쇄하는 파분쇄기; 상기 파분쇄기에서 제공되는 석탄폐석 분말로부터 탄소를 기 설정된 함유량 이하로 분리하는 비중선별기; 상기 비중선별기에서 탄소가 분리된 잔여 분말을 첨가제와 혼합하는 혼합기; 상기 혼합기에서 제공되는 혼합 분말과 물을 혼합하고, 혼합물을 반죽하는 반죽기; 상기 반죽기를 통해 만들어진 반죽을 절단하고, 구 형태로 성형하는 성형기; 상기 성형기를 통해 성형된 상기 혼합물을 건조 및 가열하는 소성로; 상기 소성로를 통해 건조된 상기 혼합물을 냉각하는 냉각기; 및 상기 냉각기를 통해 냉각된 경량골재를 크기 별로 선별하는 선별기를 포함하는 석탄폐석을 활용한 인공 경량골재 제조 장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 소성로 내부에서 발생하는 분진, 유해가스 및 수증기를 포집하는 환경설비를 더 포함하는 석탄폐석을 활용한 인공 경량골재 제조 장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 환경설비는 상기 혼합물을 상기 소성로 투입 전에 예열 및 건조하는 열교환기를 포함하는 석탄폐석을 활용한 인공 경량골재 제조 장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 열교환기는 상기 소성로의 연소공기 및 연료를 예열하는 석탄폐석을 활용한 인공 경량골재 제조 장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 환경설비는 탄소 포집 장치를 포함하는 석탄폐석을 활용한 인공 경량골재 제조 장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 파분쇄기는 석탄폐석을 80 내지 200 메쉬로 분쇄하는 석탄폐석을 활용한 인공 경량골재 제조 장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 비중선별기는, 상기 파분쇄기를 통해 분쇄된 분말에 물 및 첨가제를 혼합하고, 혼합물을 교반하여 기포를 발생시키며, 기포에 의해 포집된 탄소 입자를 외부로 걷어내는 석탄폐석을 활용한 인공 경량골재 제조 장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 비중선별기는 탄소 중량비가 20% 이하인 잔여 분말을 상기 혼합기로 공급하는 석탄폐석을 활용한 인공 경량골재 제조 장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 혼합기에서 잔여 분말에 첨가되는 첨가제는 석회석, 알루미나, 광미, 벤토나이트, 황토, 레드머드, 굴껍질 분말 중 하나 이상인 석탄폐석을 활용한 인공 경량골재 제조 장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 소성로는, 혼합물이 이동하도록 구동력을 제공하는 구동부; 및 내부로 연료를 공급하는 가열부를 포함하고, 성형된 상기 혼합물을 1100도 내지 1250도로 50분 내지 60분동안 소성하는 석탄폐석을 활용한 인공 경량골재 제조 장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 반죽기는 상기 석탄폐석 분말로 물을 공급하는 물 투입부를 포함하고, 상기 성형기는 상기 반죽기의 상기 물 투입부를 통해 물을 공급받아 상기 혼합물을 성형하는 석탄폐석을 활용한 인공 경량골재 제조 장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 경량골재는 비중이 1.7 이하이고, 수분 흡수율이 15% 이하이고, 강도가 25kgf/cm²이상인 석탄폐석을 활용한 인공 경량골재 제조 장치가 제공될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 석탄폐석을 활용한 경량골재 제조 방법은, 석탄폐석을 분말 형태로 분쇄하는 파분쇄 단계; 석탄폐석 분말로부터 탄소를 기 설정된 함유량 이하로 분리하는 비중 선별 단계; 상기 비중 선별 단계를 통해 탄소가 기 설정된 함유량 이하로 분리된 잔여 분말을 첨가제와 혼합하는 혼합 단계; 첨가제와 혼합된 혼합 분말을 소정의 점성을 갖도록 반죽하는 반죽 단계; 반죽된 혼합물을 절단하고, 구 형태로 성형하는 성형 단계; 성형된 혼합물을 건조 및 가열하는 소성 단계; 상기 소성 단계를 통해 소성된 혼합물을 냉각하는 냉각 단계; 및 상기 냉각 단계를 거쳐 제조된 경량골재를 크기에 따라 선별하는 선별 단계를 포함하는 석탄폐석을 활용한 경량골재 제조 방법이 제공될 수 있다.
또한, 상기 비중 선별 단계에서 석탄폐석 분말에 물 및 첨가제를 혼합하여 탄소를 분리하고, 탄소가 분리된 혼합물을 분말 형태로 건조하는 건조 단계를 더 포함하는 석탄폐석을 활용한 경량골재 제조 방법이 제공될 수 있다.
또한, 상기 소성 단계에서 발생하는 분진, 유해가스 및 수증기를 포집하고, 소성로로 재공급하는 열원 회수 및 공급 단계를 더 포함하는 석탄폐석을 활용한 경량골재 제조 방법이 제공될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 석탄폐석을 활용한 인공 인공 경량골재 제조 장치 및 제조 방법은 석탄폐석을 재활용하는 효과가 있다.
또한, 경제적으로 인공 경량골재를 제조할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 석탄폐석을 활용한 인공 경량골재 제조 장치의 흐름도이다.
도 2는 도 1의 비중선별기를 수직 방향으로 절개한 단면을 보여주는 단면도이다.
도 3은 도 1의 비중선별기를 수평 방향으로 절개한 단면을 보여주는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 석탄폐석을 활용한 인공 경량골재 제조 방법을 보여주는 흐름도이다.
도 2는 도 1의 비중선별기를 수직 방향으로 절개한 단면을 보여주는 단면도이다.
도 3은 도 1의 비중선별기를 수평 방향으로 절개한 단면을 보여주는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 석탄폐석을 활용한 인공 경량골재 제조 방법을 보여주는 흐름도이다.
이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예들에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
아울러 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 석탄폐석을 활용한 경량골재 제조 장치의 흐름도이고, 도 2는 도 1의 비중선별기를 수직 방향으로 절개한 단면을 보여주는 단면도이고, 도 3은 도 1의 비중선별기를 수평 방향으로 절개한 단면을 보여주는 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 석탄폐석을 활용한 인공 경량골재 제조 장치(1)는 석탄폐석을 활용하여 인공적으로 경량골재를 제조할 수 있는 장치이다.
경량골재는 콘크리트나 모르타르 골재 중 보통의 골재보다 비중이 가벼운 것으로서, 자연 작용에 의해 만들어진 천연 골재와 인공적으로 만들어진 인공 골재로 구분될 수 있는데, 본 실시예에서는 인공 경량골재를 제조하기 위한 장치를 제안한다.
또한, 제조 장치(1)에 사용되는 석탄폐석은 탄광지역에서 석탄이 선별된 후 남은 폐기물로서, 석탄 함유량이 낮아 에너지원으로 사용되지 않는 암석이다. 예를 들어, 석탄폐석은 1kg 당 함유 열량이 4000kcal 이하인 암석으로 정의될 수 있다.
이러한 제조 장치(1)는 석탄폐석 원료를 파쇄 및 분쇄하는 파분쇄기(10)와, 파분쇄기(10)에서 분쇄된 석탄폐석 분말로부터 탄소를 분리하는 비중선별기(20)와, 비중선별기(20)에서 탄소가 분리된 잔여 분말에 소정의 첨가제를 혼합하는 혼합기(30)와, 혼합 분말을 소정의 점성을 갖도록 반죽하는 반죽기(40)와, 혼합물을 소정의 크기로 절단 및 성형하는 성형기(50)와, 성형된 혼합물을 소성하는 소성로(60)와, 소성로(60)를 통과한 혼합물을 냉각하는 냉각기(70)와, 냉각기(70)를 거쳐 제조된 경량골재를 크기 별로 분류하는 선별기(80)와, 소성로(60) 내부에서 발생된 분진, 유해가스 및 수증기를 수집하는 환경설비(90)를 포함할 수 있다.
파분쇄기(10)는 석탄폐석 원료를 투입하여 파쇄 및 분쇄시키는 것으로서, 원료인 석탄폐석이 투입되는 원료 투입부(110)와, 석탄폐석을 파쇄 및 분쇄시키는 파분쇄부(120)를 포함할 수 있다.
원료 투입부(110)는 파분쇄기(10)의 일측에 석탄폐석을 투입할 수 있도록 제공되는 것으로서, 암석 상태의 석탄폐석 원료가 투입될 수 있는 충분한 크기를 가질 수 있다.
원료 투입부(110)를 통해 투입된 석탄폐석은 파분쇄부(120)를 통해 분말 형태로 파쇄 및 분쇄될 수 있다. 이때, 파분쇄부(120)를 통해 제공되는 석탄폐석 분말은 80 내지 200 메쉬로 분쇄된 것일 수 있다. 또한, 파분쇄부(120)는 복수 개 제공될 수 있고, 이에 따라, 석탄폐석은 복수 개의 파분쇄부(120)를 통해 다단 분쇄될 수 있다.
분말 형태로 파쇄 및 분쇄된 석탄폐석 분말은 비중선별기(20)에 공급될 수 있다. 비중선별기(20)는 파분쇄기(10)에서 분쇄된 석탄폐석에서 기 설정된 함유량 이하로 탄소를 분리하는 것으로서, 저장 공간을 형성하는 본체(210)와, 석탄폐석 분말 혼합물에 잠길 수 있도록 배치되는 유동 발생부(220)와, 유동 발생부(220)와 결합되는 파이프부(230)와, 석탄폐석 분말 혼합액 유동을 상방으로 안내하는 가이드판(240)과, 석탄폐석 분말 혼합액에서 발생된 기포를 본체(210)의 외측으로 걷어 내는 스크레이퍼(250)와, 스크레이퍼(250)에 의해 걷어내 진 기포를 수집하는 기포 수집부(260)와, 유동 발생부(220) 및 스크레이퍼(250)에 구동력을 전달하는 구동부(270)를 포함할 수 있다.
구체적으로, 인공 경량골재의 적정 품질을 달성하기 위해서는 탄소 함유량이 일정하게 유지되어야 한다. 본 실시예에서는, 석탄폐석에 포함된 탄소를 비중선별기(20)를 통해 분리한 후 인공 경량골재를 제조함으로써, 제조된 인공 경량골재가 일정량 이하의 탄소를 포함하도록 할 수 있다. 이때, 비중선별기(20)를 거친 석탄폐석 분말의 탄소 중량비는 20% 이하일 수 있다.
본체(210)는 석탄폐석 분말 혼합액을 수용할 수 있는 저장 공간을 형성하는 것으로서, 상부가 개방된 형태로 제공되어 석탄폐석 분말 혼합액이 투입될 수 있고, 개방된 상부의 일측에 경사부(211)를 포함할 수 있다. 이때, 석탄폐석 분말 혼합액은 80 내지 200 메쉬로 분쇄된 분말 형태의 석탄폐석에 물 및 첨가제가 혼합된 것일 수 있으며, 첨가제는 탄소 입자들을 분사시킬 수 있는 규산나트륨 등의 분산제와, 혼합액에 함유된 탄소를 포집하기 위한 케로센 등의 포집제와, 물의 표면장력을 저하시켜 기포의 발생을 용이하게 할 수 있는 파인오일 등의 기포제일 수 있다. 본체(210)의 일측에는 석탄폐석 분말 혼합액을 형성하기 위한 소정의 혼합 장치가 더 제공되거나, 본체(210)의 내부로 물, 첨가제 등을 투입하기 위한 투입 장치가 제공될 수도 있다.
본체(210)의 내부에 제공된 석탄폐석 분말 혼합액은 유동 발생부(220)를 통해 교반될 수 있다. 유동 발생부(220)는 본체(210)의 중앙 측에 별도의 지지대(미도시)를 통해 지지될 수 있고, 회전축(221) 및 임펠러(222)를 포함하여 제공될 수 있다. 구체적으로, 회전축(221)이 구동부(270)의 구동력을 전달받아 회전하면, 혼합액에 잠겨있는 임펠러(222)가 회전하게 되고, 이를 통해 혼합액이 교반될 수 있다.
유동 발생부(220)를 통해 혼합액이 교반되면, 파이프부(230)를 통해 혼합액에 공기가 투입될 수 있다. 파이프부(230)는 유동 발생부(220)의 회전축(221)을 감싸는 형태로 제공될 수 있고, 별도의 공기 투입부(미도시)를 포함할 수 있다. 구체적으로, 임펠러(222)의 회전력에 따라 파이프부(230)에 1차적으로 공기가 제공될 수 있고, 이에 따라, 유동 발생부(220)는 석탄폐석 분말 혼합액과 1차로 제공된 공기를 교반하여 2차적으로 기포를 발생시킬 수 있다. 따라서, 석탄폐석 분말 혼합액에 함유된 탄소가 기포에 포집되어 부유할 수 있다.
또한, 본체(210)는 별도의 미세 기포 발생부(280)를 포함하여, 석탄폐석 분말 혼합액에 미세 기포를 추가할 수 있다. 미세 기포 발생부(280)는 본체(210)의 일측에 제공될 수 있고, 유동 발생부(220)를 통해 발생되는 기포 이외에 추가적으로 미세한 크기의 기포를 발생시켜 본체(210)의 내부에 제공할 수 있다. 이때, 미세 기포 발생부(280)를 통해 발생되는 미세 기포는 50 내지 100μ의 크기를 가질 수 있다.
유동 발생부(220) 및 미세 기포 발생부(280)를 통해 발생된 기포에 석탄폐석 분말 혼합액에 함유된 탄소가 포집되어 발생된 탄소 기포는 가이드판(240)을 통해 상방으로 안내될 수 있다. 가이드판(240)은 유동 발생부(220)를 통해 교반되는 혼합액이 충돌되는 판으로써, 본체(210) 내부에 복수개 제공될 수 있다. 구체적으로, 가이드판(240)은 유동 발생부(220)의 회전 방향에 따라 설치되는 위치가 달라질 수 있다. 예를 들어, 유동 발생부(220)가 시계 방향으로 회전하면, 혼합액의 유동 또한 시계 방향으로 형성될 수 있으므로, 도 3을 참조하면, 가이드판(240)은 도면을 기준으로 본체(210) 모서리의 좌측에 가까운 위치에 제공될 수 있다. 즉, 가이드판(240)은 본체(210) 모서리 중 혼합액 유동 방향의 후류측 모서리와 가깝게 배치될 수 있다. 본 실시예에서는, 가이드판(240)이 본체(210) 모서리 좌측에 각각 1개씩 제공되는 것을 예로 도시하였으나, 가이드판(240)의 위치는 이에 한정되지 않으며, 예를 들어, 가이드판(240)은 각 모서리에 2개씩 제공될 수 있다.
유동 발생부(220)가 작동됨에 따라, 파이프부(230)를 통해 본체(210) 내부로 유입된 공기는 혼합액과 교반될 수 있고, 공기와 혼합된 석탄폐석 분말 혼합액은 유동 발생부(220)를 통해 유동하며 가이드판(240)에 충돌될 수 있다. 이때, 혼합액이 가이드판(240)과 접촉됨에 따라 혼합액 속의 공기가 더 잘게 쪼개지게 되고, 이에 따라, 기포의 생성량이 증가될 수 있다. 또한, 가이드판(240)과 혼합액의 접촉을 통해 혼합액의 와류가 형성되어 기포의 부유량 또한 증가될 수 있다.
한편, 본체(210)의 내부에서 발생되어 부유하는 탄소 기포는 스크레이퍼(250)를 통해 본체(210)의 외측으로 걷어내 질 수 있다. 스크레이퍼(250)는 본체(210)의 경사부(211)에 제공되는 것으로서, 구동부(270)의 구동력을 전달받아 회전하여 탄소 기포를 본체(210)의 외측으로 걷어낼 수 있다. 이때, 스크레이퍼(250)는 본체(210)의 경사부(211)와 아주 미세한 간격을 두고 회전할 수 있으며, 스크레이퍼(250)와 경사부(211)의 미세한 간격은 탄소 기포의 크기와 대응될 수 있다.
스크레이퍼(250)를 통해 본체(210)의 외측으로 걷어내 진 탄소 기포는 기포 수집부(260)에 수집될 수 있다. 기포 수집부(260)는 본체(210)의 경사부(211) 외측에 제공되는 것으로서, 경사부(211)를 타고 걷어내 진 탄소 기포가 모아지는 공간일 수 있다.
탄소 기포 수집이 종료되면, 본체(210)의 내부에는 탄소가 분리된 잔여 석탄폐석 혼합물이 잔류하게 된다. 이때, 본체(210) 내부의 잔여 혼합물은 건조기(290)를 통해 건조되어 다시 분말 형태가 될 수 있다. 건조기(290)는 본체(210)의 일측에 별도로 제공될 수 있으며, 컨베이어 등의 이송장치(미표기)를 통해 본체(210) 내부의 혼합물을 공급받을 수 있다.
비중선별기(20)를 거쳐 탄소가 분리된 잔여 분말은 혼합기(30)에 제공될 수 있다. 혼합기(30)는 잔여 분말에 소정의 첨가제를 혼합하는 것으로서, 첨가제를 공급하기 위한 첨가제 투입부(310)를 포함할 수 있다. 이때, 첨가제는 석회석, 알루미나, 광미, 벤토나이트, 황토, 레드머드, 굴껍질 분말 등일 수 있다. 첨가제 투입부(310)는 정량 공급을 위한 별도의 정량 공급기(미도시)를 포함할 수 있으며, 이를 통해, 혼합기(30) 내부로 기 설정된 양의 첨가제가 제공될 수 있다.
혼합기(30)를 통해 소정의 첨가제와 혼합된 혼합 분말은 반죽기(40)로 공급될 수 있다. 반죽기(40)는 혼합 분말을 소정의 점성을 갖도록 반죽하는 것으로서, 혼합 분말에 물을 공급하기 위한 물 투입부(410)를 포함할 수 있다. 이때, 물 투입부(410)는 정량 공급을 위한 별도의 정량 공급기(미도시)를 포함할 수 있고, 이를 통해, 반죽기(40) 내부로 기 설정된 양의 물이 제공될 수 있다. 즉, 첨가제가 혼합된 혼합 분말은 물과 혼합되어 적절한 점성을 갖도록 반죽될 수 있다.
반죽기(40)는 컨베이어 등을 통해 성형기(50)와 연결될 수 있고, 반죽기(40)를 통해 반죽된 석탄폐석 혼합물은 성형기(50)로 공급되어 소정의 크기로 성형될 수 있다. 성형기(50)는 반죽된 혼합물을 절단 및 성형하는 것으로서, 혼합물을 소정의 크기의 구 형태로 제공할 수 있다. 이때, 성형에 필요한 물은 반죽기(40)의 물 투입부(410)를 통해 공급받을 수 있으나, 성형기(50)의 물 공급 방법은 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 성형기(50)는 별도의 물 공급부(미도시)를 포함할 수 있다.
또한, 성형기(50)는 복수 개 제공될 수 있으며, 이에 따라, 혼합물은 여러 크기로 한 번에 성형될 수 있다. 본 실시예에서는 성형기(50)가 2개 제공되는 것을 예로 도시하였으나, 성형기(50)의 개수는 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 성형기(50)가 3개 이상 제공되어 여러 크기의 혼합물이 한 번에 성형될 수 있다.
성형기(50)를 통해 소정 크기의 구 형태로 성형된 혼합물은 소성로(60)를 통해 소성될 수 있다. 이때, 성형기(50)와 소성로(60)는 컨베이어 등을 통해 연결될 수 있다. 소성로(60)는 혼합물을 가열하여 소성하는 것으로서, 길이 방향으로 길게 연장되고, 내부에 소성 공간이 형성될 수 있다. 또한, 소성로(60)는 혼합물을 이송시키기 위한 구동력을 제공하는 구동부(610)와, 내부로 연료를 공급하여 열을 발생시키는 가열부(62)를 포함할 수 있다. 이때, 소성로(60)는 직경이 2.5 내지 3.0m일 수 있고, 길이가 50 내지 60m 일 수 있다.
구체적으로, 반죽기(40) 및 성형기(50)를 거쳐 소정의 크기로 성형된 혼합물이 소성로(60)의 일측으로 투입되고, 소성로(60) 내부의 일측에서 타측으로 이동되면서 가열될 수 있다. 혼합물이 소성로(60)의 일측에서 타측으로 이동하면서 소성되는 시간은 50 내지 60분일 수 있으며, 소성로(60)의 온도는 1100 내지 1250 ℃일 수 있다. 소성로(60)는 구동부(610)를 통해 혼합물을 이동시킬 수 있으며, 구동부(610)는 소성로(60)의 중앙에 제공되는 모터일 수 있다.
소성로(60)의 일측에는 가열부(620)가 포함될 수 있다. 가열부(620)는 소성로(60)의 내부로 연료를 공급하여 연소시킴으로써 열을 발생시키는 장치로서, 정제유를 포함한 기름 또는 가스를 이용할 수 있다. 본 실시예에서는, 혼합물이 배출되는 측에 가깝도록 가열부(610)가 제공되는 것을 예로 도시하였으나, 가열부(620)의 위치는 이에 한정되지 않는다. 이때, 소성로(60) 내부에서는 혼합물에 잔존하거나 소성 과정에서 발생되는 가스에 잔존하는 탄소가 연소될 수 있으며, 이러한 연소에 의해 발생되는 열은 그대로 소성에 이용될 수 있으므로 소성로(60)에 투입되는 원료를 절약할 수 있다.
소성로(60)를 통해 소성된 혼합물은 냉각기(70)를 통해 냉각될 수 있다. 냉각기(70)는 소성로(60)의 일측에 제공되는 것으로서, 소성로(60)에서 전달받은 혼합물을 식혀줄 수 있다. 이때, 혼합물은 컨베이어 등의 이송장치를 통해 소성로(60)에서 냉각기(70)로 이송될 수 있다. 냉각기(70)는 소성로(60)와 같은 킬른 타입으로 제공될 수 있으며, 냉각기(70)의 직경은 1.5 내지 2m일 수 있고, 길이는 20 내지 22m일 수 있다.
석탄폐석 혼합물은 소성로(60) 및 냉각기(70)를 거치면서 가열 및 냉각되어 경량골재로 제조될 수 있고, 이를 통해 제조된 경량골재는 비중이 1.7 이하이고, 수분 흡수율이 15% 이하이며, 강도가 25kgf/cm²이상일 수 있다.
냉각기(70)를 거쳐 완성된 경량골재는 선별기(80)를 통해 분류될 수 있다. 선별기(80)는 경량골재를 크기 별로 분류하는 장치로서, 복수 개 제공될 수 있다. 본 실시예에서는 선별기(80)가 3개 제공되어, 입도의 크기에 따라 분류하는 것을 예로 도시하였으나, 선별기(80)의 개수는 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 선별기(80)가 4개 이상 제공되어, 더 작은 크기 범위로 경량골재가 분류될 수 있다.
한편, 소성로(60)의 내부에는 혼합물이 소성되는 과정에서 분진, 유해가스 및 수증기 등이 생성될 수 있다. 이때, 소성로(60) 내부에서 생성된 분진, 유해가스 및 수증기는 환경설비(90)를 통해 회수될 수 있다. 구체적으로, 환경설비(90)는 열교환기(미도시)를 포함할 수 있고, 인공 경량골재를 제조하는 과정에서 발생되는 분진, 유해가스 및 수증기를 수집하여 열교환기(미도시)를 통해 폐열을 회수할 수 있다. 이때, 회수된 폐열은 가열부(620)에 제공되어, 소성로(60)의 예열 및 건조용 또는 소성로(60) 내부의 연소공기 및 기름 예열용으로 제공될 수 있다.
또한, 환경설비(90)는 탄소 포집 장치(미도시)를 포함할 수 있다. 구체적으로, 비중선별기(20)를 통과한 잔여 분말에는 소정 함유량 이상의 탄소가 포함될 수 있다. 혼합물의 소성 시 혼합물 내부에 함유된 탄소가 연소될 수 있고, 연소되지 않은 탄소는 환경설비(90)의 탄소 포집 장치(미도시)를 통해 포집될 수 있다. 즉, 환경설비(90)를 통해 탄소가 포집되어 저장되므로, 경제적으로 인공 경량골재가 제공될 수 있다.
이하에서는 상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 일 실시예에 따른 석탄폐석을 활용한 인공 경량골재 제조 장치(1)의 작용 및 효과에 대해서 설명하겠다.
석탄폐석은 파분쇄기(10)를 통해 분말 형태로 파쇄 및 분쇄될 수 있다. 이때, 석탄폐석 분말은 80 내지 200 메쉬의 크기를 가질 수 있다.
파분쇄기(10)를 통해 분말 형태로 분쇄된 석탄폐석은 비중선별기(20)를 통해 탄소가 분리될 수 있다. 구체적으로, 석탄폐석 분말은 물 및 첨가제와 혼합되어 비중선별기(20)에 제공될 수 있고, 비중선별기(20)의 유동 발생부(220) 및 미세 기포 발생부(280)를 통해 형성된 기포가 탄소와 접촉되어 부유할 수 있다. 이때, 탄소 기포가 비중선별기(20)의 외부로 분리됨으로써, 비중선별기(20) 내부에는 소정 함유량의 탄소만을 포함한 석탄폐석 혼합물만 남을 수 있다.
비중선별기(20)를 통해 탄소가 분리된 혼합물은 별도의 건조기(290)를 통해 분말 형태로 건조될 수 있고, 건조된 잔여 분말은 혼합기(30)로 제공될 수 있다. 혼합기(30)는 기 설정된 양의 첨가제와 잔여 분말을 혼합할 수 있으며, 이때, 첨가제는 석회석, 알루미나, 광미, 벤토나이트, 황토, 레드머드, 굴껍질 분말 등일 수 있다.
첨가제와 혼합된 혼합 분말은 반죽기(40)를 통해 소정의 점성을 갖도록 반죽될 수 있다. 반죽기(40)는 정량의 물을 공급하는 물 투입부(410)를 포함할 수 있고, 물 투입부(410)를 통해 혼합 분말에 물을 혼합하여 적절한 점성을 갖도록 반죽될 수 있다.
반죽기(40)를 통해 소정의 점성을 갖도록 반죽된 혼합물은 성형기(50)를 통해 절단 및 성형될 수 있다. 이때, 성형기(50)는 혼합물을 구 형태로 성형할 수 있으며, 혼합물의 성형에 필요한 물은 반죽기(40)의 물 투입부(410)를 통해 공급받을 수 있다.
성형기(50)를 통해 소정의 크기 및 형태로 성형된 혼합물은 소성로(60)를 통해 소성될 수 있다. 이때, 소성로(60)는 환경설비(90)와 연결될 수 있고, 소성로(60) 내부에서 생성되는 분진, 유해가스 및 수증기가 환경설비(90)로 수집될 수 있다. 환경설비(90)에서 수집된 분진, 유해가스 및 수증기는 소성로(60)의 가열부(620)로 재공급되어 소성로(60)의 원료로 사용될 수 있다. 또한, 소성로(60) 내부에서 소성되는 혼합물은 일정량의 탄소를 함유하고 있으므로, 탄소가 연소되어 열량을 공급할 수 있다. 이에 따라, 제조 장치(1)는 비용을 절감할 수 있으므로, 경제적으로 경량골재를 제조할 수 있는 효과가 있다.
소성로(60)를 통과한 혼합물은 냉각기(70)를 통해 냉각될 수 있다. 따라서, 혼합물은 소성로(60) 및 냉각기(70)를 거쳐 경량골재로 제조될 수 있다. 이때, 제조된 경량골재는 비중이 1.7 이하이고, 수분 흡수율이 15% 이하이며, 강도가 25kgf/cm²이상일 수 있다.
냉각기(70)를 통과한 경량골재는 선별기(80)를 통해 크기 별로 분류될 수 있으며, 이에 따라, 석탄폐석을 재활용하여 인공적으로 경량골재가 제조될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 석탄폐석을 활용한 경량골재 제조 방법을 보여주는 흐름도이다.
도 4를 참조하면, 석탄폐석은 파분쇄기(10)에 투입되어, 분말 형태로 파쇄 및 분쇄될 수 있다(S100). 이때, 혼합액은 80 내지 200 메쉬의 크기로 분쇄될 수 있다.
분쇄된 석탄폐석 분말은 비중선별기(20)를 통해 탄소가 분리될 수 있다(S200). 비중선별기(20)는 유동 발생부(220) 및 미세 기포 발생부(280)를 통해 미세 기포를 형성할 수 있고, 이에 따라, 탄소 입자가 기포와 접촉되어 부유할 수 있다. 부유한 탄소 입자는 스크레이퍼(250)를 통해 비중선별기(20)의 외부로 걷어내 질 수 있으므로, 비중선별기(20)의 내부에는 소정의 탄소를 포함한 잔여 혼합물만 남을 수 있다. 이때, 혼합물은 별도의 건조기(290)를 통해 분말 형태로 건조될 수 있다(S300). 이때, 건조기(290)는 마이크로웨이브 건조기일 수 있다.
비중선별기(20)를 거친 잔여 분말은 혼합기(30)를 통해 첨가제와 혼합될 수 있다(S400). 이때, 잔여 분말에 혼합되는 첨가제는 석회석, 알루미나, 광미, 벤토나이트, 황토, 레드머드, 굴껍질 분말 등일 수 있다.
첨가제와 혼합된 혼합 분말은 반죽기(40)를 통해 소정의 점성을 갖도록 반죽될 수 있다(S500). 이때, 반죽기(40)는 정량의 물을 투입할 수 있는 물 투입부(410)를 포함할 수 있고, 이에 따라, 혼합 분말을 적절한 점성으로 반죽할 수 있다.
반죽된 혼합물은 성형기(50)로 투입되어 절단 및 성형될 수 있다(S600). 성형기(50)는 구 형태로 혼합물을 성형할 수 있으며, 반죽기(40)의 물 투입부(410)를 통해 물을 공급받아 혼합물을 성형할 수 있다.
구 형태로 성형된 혼합물은 소성로(60)를 거치면서 소성될 수 있다(S700). 이때, 소성로(60)는 직경이 2.5 내지 3.0m 이고, 길이가 50 내지 60m로 제공될 수 있고, 혼합물을 1100 내지 1250℃의 온도에서 약 50 내지 60분동안 소성할 수 있다.
한편, 소성로(60)의 소성 과정에서 분진, 유해가스 및 수증기 등이 생성될 수 있다. 이때, 소성로(60) 내부에 생성된 분진, 유해가스 및 수증기 등은 환경설비(90)를 통해 회수될 수 있다(S800). 이때, 환경설비(90)는 별도의 열교환기(미도시) 및 탄소 포집 장치(미도시)를 포함할 수 있다.
소성로(60)를 거친 혼합물은 냉각기(70)를 통해 냉각될 수 있다(S900). 냉각기(70)는 직경이 1.5 내지 2m이고, 길이가 20 내지 22m인 킬른 타입 냉각기일 수 있다. 혼합물은 소성로(60)를 거쳐 소성되고, 냉각기(70)를 통해 냉각되어 경량골재로 제조될 수 있다.
경량골재는 선별기(80)를 통해 분류될 수 있다(S1000). 이때, 선별기(80)는 입도 별로 경량골재를 분류할 수 있다.
따라서, 제조 장치(1)는 석탄폐석을 활용하여 경량골재를 제조할 수 있다.
이상 본 발명의 실시예에 따른 석탄폐석을 활용한 인공 경량골재 제조 장치 및 제조 방법을 구체적인 실시 형태로서 설명하였으나, 이는 예시에 불과한 것으로서, 본 발명은 이에 한정되지 않는 것이며, 본 명세서에 개시된 기초 사상에 따르는 최광의 범위를 갖는 것으로 해석되어야 한다. 당업자는 개시된 실시형태들을 조합, 치환하여 적시되지 않은 형상의 패턴을 실시할 수 있으나, 이 역시 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 것이다. 이외에도 당업자는 본 명세서에 기초하여 개시된 실시형태를 용이하게 변경 또는 변형할 수 있으며, 이러한 변경 또는 변형도 본 발명의 권리범위에 속함은 명백하다.
1: 제조 장치 10: 파분쇄기
20: 비중선별기 30: 혼합기
40: 반죽기 50: 성형기
60: 소성로 70: 냉각기
80: 선별기 90: 환경설비
20: 비중선별기 30: 혼합기
40: 반죽기 50: 성형기
60: 소성로 70: 냉각기
80: 선별기 90: 환경설비
Claims (16)
- 석탄폐석을 분말 형태로 파분쇄하는 파분쇄기;
상기 파분쇄기에서 제공되는 석탄폐석 분말로부터 탄소를 기 설정된 함유량 이하로 분리하는 비중선별기;
상기 비중선별기에서 탄소가 분리된 잔여 분말을 첨가제와 혼합하는 혼합기;
상기 혼합기에서 제공되는 혼합 분말과 물을 혼합하고, 혼합물을 반죽하는 반죽기;
상기 반죽기를 통해 만들어진 반죽을 절단하고, 구 형태로 성형하는 성형기;
상기 성형기를 통해 성형된 상기 혼합물을 건조 및 가열하는 소성로;
상기 소성로를 통해 건조된 상기 혼합물을 냉각하는 냉각기; 및
상기 냉각기를 통해 냉각된 경량골재를 크기 별로 선별하는 선별기를 포함하고,
상기 비중선별기는,
상기 파분쇄기를 통해 분쇄된 분말에 물 및 첨가제를 혼합하고, 혼합물을 교반하여 기포를 발생시키며, 기포에 의해 포집된 탄소 입자를 외부로 걷어내는
석탄폐석을 활용한 인공 경량골재 제조 장치.
- 제1 항에 있어서,
상기 소성로 내부에서 발생하는 분진, 유해가스 및 수증기를 포집하는 환경설비를 더 포함하는
석탄폐석을 활용한 인공 경량골재 제조 장치.
- 제2 항에 있어서,
상기 환경설비는 상기 혼합물을 상기 소성로 투입 전에 예열 및 건조하는 열교환기를 포함하는
석탄폐석을 활용한 인공 경량골재 제조 장치.
- 제3 항에 있어서,
상기 열교환기는 상기 소성로의 연소공기 및 연료를 예열하는
석탄폐석을 활용한 인공 경량골재 제조 장치.
- 제2 항에 있어서,
상기 환경설비는 탄소 포집 장치를 포함하는
석탄폐석을 활용한 인공 경량골재 제조 장치.
- 제1 항에 있어서,
상기 파분쇄기는 석탄폐석을 80 내지 200 메쉬로 분쇄하는
석탄폐석을 활용한 인공 경량골재 제조 장치.
- 삭제
- 제1 항에 있어서,
상기 비중선별기는 탄소 중량비가 20% 이하인 잔여 분말을 상기 혼합기로 공급하는
석탄폐석을 활용한 인공 경량골재 제조 장치.
- 제1 항에 있어서,
상기 혼합기에서 잔여 분말에 첨가되는 첨가제는 석회석, 알루미나, 광미, 벤토나이트, 황토, 레드머드, 굴껍질 분말 중 하나 이상인
석탄폐석을 활용한 인공 경량골재 제조 장치.
- 제1 항에 있어서,
상기 소성로는,
혼합물이 이동하도록 구동력을 제공하는 구동부; 및
내부로 연료를 공급하는 가열부를 포함하고,
성형된 상기 혼합물을 1100도 내지 1250도로 50분 내지 60분동안 소성하는
석탄폐석을 활용한 인공 경량골재 제조 장치.
- 제1 항에 있어서,
상기 반죽기는 상기 석탄폐석 분말로 물을 공급하는 물 투입부를 포함하고,
상기 성형기는 상기 반죽기의 상기 물 투입부를 통해 물을 공급받아 상기 혼합물을 성형하는
석탄폐석을 활용한 인공 경량골재 제조 장치.
- 제1 항에 있어서,
상기 경량골재는 비중이 1.7 이하이고, 수분 흡수율이 15% 이하이고, 강도가 25kgf/cm²이상인
석탄폐석을 활용한 인공 경량골재 제조 장치.
- 석탄폐석을 분말 형태로 분쇄하는 파분쇄 단계;
석탄폐석 분말로부터 탄소를 기 설정된 함유량 이하로 분리하는 비중 선별 단계;
상기 비중 선별 단계를 통해 탄소가 기 설정된 함유량 이하로 분리된 잔여 분말을 첨가제와 혼합하는 혼합 단계;
첨가제와 혼합된 혼합 분말을 소정의 점성을 갖도록 반죽하는 반죽 단계;
반죽된 혼합물을 절단하고, 구 형태로 성형하는 성형 단계;
성형된 혼합물을 건조 및 가열하는 소성 단계;
상기 소성 단계를 통해 소성된 혼합물을 냉각하는 냉각 단계; 및
상기 냉각 단계를 거쳐 제조된 경량골재를 크기에 따라 선별하는 선별 단계를 포함하고,
상기 비중 선별 단계에서 석탄폐석 분말에 물 및 첨가제를 혼합하여 탄소를 분리하고, 탄소가 분리된 혼합물을 분말 형태로 건조하는 건조 단계를 더 포함하는
석탄폐석을 활용한 경량골재 제조 방법.
- 삭제
- 제13 항에 있어서,
상기 소성 단계에서 발생하는 분진, 유해가스 및 수증기를 포집하고, 소성로로 재공급하는 열원 회수 및 공급 단계를 더 포함하는
석탄폐석을 활용한 경량골재 제조 방법.
- 삭제
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020170142243A KR101870332B1 (ko) | 2017-10-30 | 2017-10-30 | 석탄폐석을 활용한 인공 경량골재 제조 장치 및 제조 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020170142243A KR101870332B1 (ko) | 2017-10-30 | 2017-10-30 | 석탄폐석을 활용한 인공 경량골재 제조 장치 및 제조 방법 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR101870332B1 true KR101870332B1 (ko) | 2018-06-22 |
Family
ID=62768326
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020170142243A KR101870332B1 (ko) | 2017-10-30 | 2017-10-30 | 석탄폐석을 활용한 인공 경량골재 제조 장치 및 제조 방법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101870332B1 (ko) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114956631A (zh) * | 2022-06-30 | 2022-08-30 | 安徽建工建材科技集团有限公司 | 一种防辐射功能集料及其制备方法 |
| US11685690B2 (en) | 2020-05-15 | 2023-06-27 | Cfoam Llc | Vitreous carbon aggregate for lightweight concrete |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR19980033799U (ko) * | 1996-12-09 | 1998-09-05 | 양재신 | 키이로크 방식 연료 필러 도어 |
| KR20000019925A (ko) * | 1998-09-16 | 2000-04-15 | 이진용 | 점토를 이용한 건축용 경량골재 및 그 제조방법 |
| KR20060015433A (ko) * | 2005-12-12 | 2006-02-17 | 주식회사 네오이엔비 | 하·폐수 슬러지를 초경량 골재로 자원화하는 설비 시스템 |
| KR100943243B1 (ko) | 2008-03-31 | 2010-02-18 | 경기대학교 산학협력단 | 인공경량 세골재 제조를 위한 유동층 수직로 소성장치 |
| KR20130009000A (ko) * | 2011-07-14 | 2013-01-23 | 이강선 | 석탄 폐석 인공경량골재 및 그 제조방법 |
-
2017
- 2017-10-30 KR KR1020170142243A patent/KR101870332B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR19980033799U (ko) * | 1996-12-09 | 1998-09-05 | 양재신 | 키이로크 방식 연료 필러 도어 |
| KR20000019925A (ko) * | 1998-09-16 | 2000-04-15 | 이진용 | 점토를 이용한 건축용 경량골재 및 그 제조방법 |
| KR20060015433A (ko) * | 2005-12-12 | 2006-02-17 | 주식회사 네오이엔비 | 하·폐수 슬러지를 초경량 골재로 자원화하는 설비 시스템 |
| KR100943243B1 (ko) | 2008-03-31 | 2010-02-18 | 경기대학교 산학협력단 | 인공경량 세골재 제조를 위한 유동층 수직로 소성장치 |
| KR20130009000A (ko) * | 2011-07-14 | 2013-01-23 | 이강선 | 석탄 폐석 인공경량골재 및 그 제조방법 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11685690B2 (en) | 2020-05-15 | 2023-06-27 | Cfoam Llc | Vitreous carbon aggregate for lightweight concrete |
| AU2021271835B2 (en) * | 2020-05-15 | 2023-07-20 | Cfoam Llc | Vitreous carbon aggregate for lightweight concrete |
| CN114956631A (zh) * | 2022-06-30 | 2022-08-30 | 安徽建工建材科技集团有限公司 | 一种防辐射功能集料及其制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101472854B (zh) | 制造含炉底灰的人造轻质骨料的方法 | |
| CN102358705B (zh) | 利用固体废弃物生产烧结陶粒的工艺及系统 | |
| CN102311240B (zh) | 一种利用干化的污泥制砖的工艺 | |
| PL241588B1 (pl) | Sposób i instalacja do otrzymywania lekkiego kruszywa ceramicznego, zwłaszcza z popiołów po spaleniu węgla | |
| CN109675906A (zh) | 一种建筑废弃物全资源回收再利用系统 | |
| KR101870332B1 (ko) | 석탄폐석을 활용한 인공 경량골재 제조 장치 및 제조 방법 | |
| CN110624932A (zh) | 一种江河湖库底泥建材化处理系统和处理方法 | |
| KR101870230B1 (ko) | 광미를 활용한 인공경량골재 제조 장치 및 제조 방법 | |
| CN104609751A (zh) | 向水泥添加湿灰的装置以及添加方法 | |
| CN104108892A (zh) | 一种以工业炉渣及建筑垃圾再生利用生产轻质隔墙条板的方法 | |
| CN104015256B (zh) | 一种环保砖的生产装置 | |
| CN101391868B (zh) | 惰性硅铝质物料的热液蚀变预处理工艺 | |
| CN212948497U (zh) | 一种造纸污泥陶粒生产装置 | |
| JPH04119952A (ja) | 人工軽量骨材の製造方法 | |
| JP2008126185A (ja) | 焼成物およびその製造方法 | |
| AU2016222394A1 (en) | Sintered lightweight aggregates | |
| CN101239812A (zh) | 环保保温板材及其制造方法 | |
| CN114772957A (zh) | 一种新型干法水泥熟料电石渣代替石灰石生产工艺 | |
| KR101229005B1 (ko) | 슬러지를 이용한 연료 제조장치 및 제조방법 | |
| US3156198A (en) | Method of processing sewage sludge | |
| KR20110070203A (ko) | 보텀에쉬의 교반 및 이송용 스크루구조 | |
| JP2007204344A (ja) | セメント原料の調製方法 | |
| KR102257066B1 (ko) | 소성공정으로 고강도 몰탈용 모래제조와 그 제조 과정에서 발생된 슬러지를 시멘트 부원료로 재활용하는데 있어서 소성 공정의 폐열을 이용한 건조로 | |
| CN107350275B (zh) | 一种陈腐垃圾中腐殖土和塑料在水泥窑上的协同处理系统和方法 | |
| CN111620580A (zh) | 一种烧结建筑骨料的生产工艺 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |