KR101424990B1 - 폐비닐 슬럿지를 사용한 친환경 점토 벽돌의 제조 방법 및 이러한 방법으로 제조된 친환경 점토 벽돌 - Google Patents
폐비닐 슬럿지를 사용한 친환경 점토 벽돌의 제조 방법 및 이러한 방법으로 제조된 친환경 점토 벽돌 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 석탄회, 폐비닐 세척 슬럿지, 도자기 오니와 같은 폐기물 재활용원료를 사용함으로써 점토 벽돌의 제조에 사용되는 주원료인 점토, 백토, 또는 마사토의 사용량을 절감할 수 있는 친환경 점토 벽돌의 제조 방법 및 이러한 방법으로 제조된 친환경 점토 벽돌에 관한 것으로, 폐비닐의 재활용 과정 중에서 필수적으로 발생되는 폐비닐 세척수를 사용하여 반죽 또는 수분 조절 단계에 활용하거나, 응집제를 사용하여 상기 세척수에 포함된 진흙이 농축된 폐비닐 슬럿지를 제조하여 점토 벽돌의 원료로 재활용함으로써, 환경 오염원인 폐비닐 세척수의 방류를 최소화할 수 있으며, 폐기물 재활용 원료의 하나인 석탄회에는 약 10 ~ 15 중량%의 미연소 탄소분이 포함되어 있으므로, 벽돌 제조 과정 중의 소성 단계에서 추가 열원으로 작용하고, 이로 인해 소성 온도를 낮출 수 있는 효과가 있다.
Description
본 발명은 폐기물 재활용 원료와 폐비닐 실럿지를 사용한 친환경 점토 벽돌의 제조 방법과 이러한 방법으로 제조된 친환경 점토 벽돌에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 환경오염을 야기하는 폐기물인 석탄회, 폐비닐 슬럿지 및 도자기 오니를 원료로 사용하고, 농촌에서 환경 오염원으로 방치되거나 폐기되는 폐비닐을 재활용 하는 과정에서 배출되는 폐비닐 세척수를 제조과정 중에서 사용함으로써, 친환경적이면서도 경제적인 점토 벽돌을 제조하는 방법을 제공한다.
최근 벽돌과 같은 건자재 시장은 저급 고령토, 백토, 마사토 등을 주원료로 하는 미색 계통의 벽돌이 기존의 점토 벽돌을 대체하고 있는 실정이다. 하지만 이러한 고령토, 백토 및 마사토 등은 통상의 점토에 비해 고가이므로, 원가 측면에서 원료비의 비중이 높아 벽돌을 생산하는 기업에게는 상당한 부담이 되고 있다.
또한, 각종 산업 현장에서 막대하게 발생하는 산업 폐기물은 그 성상이 매우 다양하기 때문에 이러한 폐기물을 일부라도 재활용할 경우 미색 벽돌의 원재료비 부담을 낮출 수 있음은 물론 환경 보호 측면에서도 크게 기여할 수 있다. 특히, 산업의 발전과 더불어 산업체에서 발생되는 폐기물의 발생량이 급격히 증가하고 있으나 종래의 주된 폐기물 처리 방법이었던 매립의 여건은 매립장 확보의 어려움과 매립에 따른 폐해로 인해 한계에 이르렀고, 대부분의 폐기물이 어떠한 형태로든 재활용이 가능하다는 점을 감안할 때 매립에 의한 처리는 엄청난 유효자원의 낭비라는 점에서 바람직한 처리 방법이라고 볼 수 없다.
미국 등록특허 제4,882,067호에는, 다양한 원소를 함유한 폐기물 슬러지의 성분과 수분 등의 조성을 분석 후 금속 양이온을 흡수할 수 있는 점토 내지 세일을 준비하고, 상기 점토 또는 세일에 의한 금속 양이온 흡수성을 향상시키기 위해 점토 내지 세일이 큰 비 표면적을 갖도록 미세하게 분쇄한 후, 중금속을 포함하는 동시에 약 1∼40 중량 퍼센트(％) 정도의 고상 물질을 함유하는 액상의 폐기물을 상기 점토나 세일과 소정의 비율로 혼합하여 혼합물을 형성하고, 이를 압출한 다음 하소기(calciner) 내지 킬른(kiln)에 투입하고 약 820∼1480 ℃에서 약 5분 동안 건조 및 소결시켜 벽돌, 원통형 벽돌 또는 콘크리트 등과 같은 건자재에 혼합하여 사용하는 방법이 제시되어 있다.
하지만, 상기 미국 등록특허의 제조 방법은 중금속을 함유한 폐기물을 부분적으로 건자재에 부분적으로 혼합하여 사용하기 때문에 폐기물의 재활용을 통한 제조 비용의 절감이나 환경 보호의 측면에서는 그 효과가 적은 문제점이 여전히 존재한다.
따라서, 본 발명은 석탄회, 폐비닐 세척 슬럿지, 도자기 오니와 같은 폐기물재활용원료를 사용함으로써 점토 벽돌의 제조에 사용되는 주원료인 점토, 백토, 또는 마사토의 사용량을 절감할 수 있는 친환경 점토 벽돌의 제조 방법을 제공한다.
또한, 본 발명의 제조방법은 폐비닐의 재활용 과정 중에서 필수적으로 발생되는 폐비닐 세척수를 사용하여 반죽 또는 수분 조절 단계에 활용하거나, 응집제를 사용하여 상기 세척수에 포함된 진흙이 농축된 폐비닐 슬럿지를 제조하여 점토 벽돌의 원료로 재활용함으로써, 환경 오염원인 폐비닐 세척수의 방류를 최소화하고자 한다.
본 발명의 폐기물 재활용 원료의 하나인 석탄회에는 약 10 ~ 15 중량%의 미연소 탄소분이 포함되어 있어, 벽돌 제조 과정 중의 소성 단계에서 추가 열원으로 작용하고, 이로 인해 소성 온도를 낮출 수 있으며, 소성과정에서 사용되는 연료를 절감할 수 있는 경제적 효과와 이산화탄소 배출을 감소시키고자 한다.
앞서 살펴본 종래의 기술의 문제점을 해결하고, 언급하였던 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 친환경 점토 벽돌의 제조 방법과 이러한 방법을 통해 제조된 친환경 점토 벽돌을 제공한다.
좀 더 구체적으로 본 발명은, 점토, 백토 및 마사토를 포함하는 벽돌 흙원료;와 석탄회, 폐비닐 세척 슬럿지 및 도자기 오니를 포함하는 폐기물 재활용원료;를 혼합하는 제 1 단계; 상기 제 1 단계에서 혼합된 혼합물을 1차 분쇄하는 제 2 단계; 상기 제 2 단계에서 1차 분쇄된 혼합물에 물을 투입하여 수분량을 제어하여 배합하는 제 3 단계; 상기 제 3 단계를 통해 수분량이 제어된 혼합물을 숙성을 시키는 제 4 단계; 상기 제 4 단계에서 숙성이 된 혼합물을 2차 분쇄하는 제 5 단계; 상기 제 5 단계에서 2차 분쇄된 혼합물에 물을 투입하여 최종 수분량을 제어한 후, 반죽하는 제 6 단계; 및 상기 제 6 단계에서 반죽된 혼합물을 성형하고 건조한 후 소성 하는 제 7 단계;를 포함한다.
상기 벽돌 흙원료와 상기 폐기물 재활용 원료는 45 : 55 내지 55 : 45의 중량비로 혼합되고, 상기 석탄회는 미연소 탄소가 포함된 후라이애쉬 또는 바텀애쉬를 포함하며, 상기 미연소 탄소는 상기 제 7 단계의 소성 과정에서 연소됨으로써 추가적인 열원으로 작용한다.
본 발명에서 상기 벽돌 흙원료는, 점토 20 중량부, 백토 20 중량부 및 마사토 12 중량부를 포함하고, 상기 폐기물 재활용원료는, 석탄회 35 내지 45 중량부, 폐비닐 슬럿지 3 내지 10 중량부 및 도자기 오니 3 내지 10 중량부를 포함한다.
상기 폐비닐 세척 슬럿지는, 표면에 흙이 잔류하는 폐비닐을 세척한 물에 침전제를 사용하여 침전시킨 후, 이를 휠터프레스를 사용하여 4~6 kg/㎠의 압력을 가하여 최종 수분 함유량이 10~15wt%의 범위로 높은 점도를 갖는 고농도의 흙을 포함하는 슬럿지이다.
본 발명에서 상기 폐비닐 세척 슬럿지를 제조하기 위해 사용되는 원료는, 폐비닐 상기 표면에 흙이 잔류하는 폐비닐을 세척한 흙을 포함하는 물이며, pH는 6 ~ 8이고, COD(화학적 산소요구량)과 BOD(생물학적 산소요구량)은 각각 150 ~ 250 mg/l 및 100~200 mg/l이며, 고형분 농도는 2500~3500mg/l의 범위를 갖는다.
상기 석탄회에 포함된 플라이 애쉬 또는 바텀 애쉬에는 미연소 탄소 성분이 10 ~ 15 wt% 포함되며, 상기 미연소 탄소 성분은 상기 제 7 단계의 소성 과정에서 연소됨으로써, 석탄회가 포함되지 않은 원료물질을 사용하는 경우의 소성 온도인 1180 ~ 1200 ℃ 보다 30 ~ 50 ℃ 낮은 1130 ~ 1150℃의 범위로 소성하며, 이러한 낮은 소성 온도로 인해 소성 단계에서 사용되는 연료를 약 40 ~ 45% 절약할 수 있다.
본 발명의 다른 실시 형태로, 상기 언급한 방법으로 제조된 친환경 점토 벽돌이 포함된다.
본 발명의 폐비닐 세척 슬럿지를 사용한 친환경 점토 벽돌의 제조 방법에서는 기존의 점토 벽돌 원료인 점토, 백토 및 마사토의 사용량을 절반으로 줄이고, 석탄회, 폐비닐 세척 슬럿지 및 도자기 오니를 포함하는 폐기물 재활용 원료를 사용하기 때문에, 유한한 자원을 절약하고 저렴한 점토 벽돌을 제공할 수 있으며, 폐기물을 재활용할 수 있어 친환경적인 효과가 있다.
또한, 본 발명에서는 미연 탄소를 포함하는 석탄회를 점토 벽돌의 원료로 사용함으로써 폐기물인 석탄회를 재활용할 수 있으며, 이때 포함된 미연 탄소가 점토 벽돌의 소성 단계에서 추가적인 열원으로 작용하여 기존의 점토 벽돌의 소성 온도에 비해 약 30 ~ 50 ℃ 낮게 유지할 수 있어, 연료의 사용량을 획기적으로 감소시킬 수 있는 장점이 있다. 좀 더 구체적으로는 소성 단계에서 사용되는 총 22개의 버너 중에서 절반 수준인 10 ~ 12개의 버너만을 사용하여 소성이 가능하므로, 연료를 40 ~ 45% 절약할 수 있는 효과가 있다.
본 발명에서 사용되는 폐비닐 세척 슬럿지는, 흔히 농촌에서 사용된 후 방치되거나 버려지는 폐비닐을 재활용하기 위해 세척하는 과정에서 발생하는 세척수를 농축하여 벽돌 제조 원료로 사용할 수 있으며, 배합단계와 최종 수분량 조절 단계에서 수분 조절수로 사용함으로써, 폐비닐 세척과정에서 발생하는 폐수를 전량 재활용할 수 있어 친화경적인 장점을 갖는다.
도 1은 종래의 점토 벽돌의 제조 단계를 도식적으로 나타낸 그림이다.
도 2는 본 발명의 폐비닐 세척 슬럿지를 사용한 친환경 벽돌의 제조 단계를 도식적으로 나타낸 그림이다.
도 3은 본 발명의 친환경 벽돌 제조 단계에서 사용되는 폐비닐 세척 슬럿지 제조 단계의 실제 사진을 단계별로 나타낸 것이다.
도 4 내지 도 6은 종래의 방법으로 제조된 점토 벽돌과 본 발명으로 제조된 친환경 점토 벽돌의 물성을 측정한 비교실험 결과이다.
도 2는 본 발명의 폐비닐 세척 슬럿지를 사용한 친환경 벽돌의 제조 단계를 도식적으로 나타낸 그림이다.
도 3은 본 발명의 친환경 벽돌 제조 단계에서 사용되는 폐비닐 세척 슬럿지 제조 단계의 실제 사진을 단계별로 나타낸 것이다.
도 4 내지 도 6은 종래의 방법으로 제조된 점토 벽돌과 본 발명으로 제조된 친환경 점토 벽돌의 물성을 측정한 비교실험 결과이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명에 대해서 더욱 구체적으로 설명하고자 한다.
본 발명의 폐비닐 세척 슬럿지를 사용한 친환경 벽돌 제조 방법은, 기존의 벽돌 제조 과정에서 사용되는 천연 벽돌 흙원료인 점토, 백토 및 마사토의 사용량을 절반으로 줄이고, 석탄회, 폐비닐 세척 슬럿지 및 도자기 오니와 같은 폐기물 재활용원료를 사용하는 특징이 있다.
좀 더 구체적으로, 본 발명의 친환경 벽돌 제조 방법은 도 2와 같은 단계를 거쳐 제조되며, 이러한 단계를 더욱 상세히 설명하고자 한다.
먼저 본 발명에서는, 기존의 벽돌 원료로 사용되는, 점토, 백토 및 마사토를 포함하는 벽돌 흙원료와 함께 폐기물 재활용 원료에 해당하는 석탄회, 폐비닐 세척 슬럿지 및 도자기 오니를 혼합하여 사용한다.
상기 석탄회는 일반적으로 화력발전소에서 석탄을 연소한 후 발생되는 회(ash)를 의미하며, 크게 매우 고운 가루 형태를 갖는 플라이 애쉬(fly ash)와 비교적 굵고 불규칙적인 형태를 갖는 바텀 애쉬(bottom ash)로 구분될 수 있다. 이러한 플라이 애쉬 또는 바텀 애쉬를 포함하는 석탄회에는, 석탄의 불완전 연소로 인해 미연소 탄소 성분이 약 10 내지 15 wt%를 포함하게 되며, 일반적으로 이러한 석탄회를 환경을 오염시키지 않도록 처리하기 위한 수단이 여전히 진행되고 있다.
본 발명에서 사용되는 폐비닐 세척 슬럿지는, 농촌에서 농사용으로 여러가지 용도로 사용되는 비닐의 폐기물(폐비닐)을 재활용하기 위해 물로 세척한 세척수를 응집제를 사용하여 침전시킨 후, 압력을 가하여 압착시켜 제조되는 고농도의 흙이 포함된 슬럿지를 의미한다.
농촌에서 흔하게 발생되는 폐비닐에는, 평균적으로 전체 폐비닐 중량의 약 45 내지 50% 범위로 비닐 표면에 흡착되거나 묻어있는 흙 성분을 포함하며, 상기 폐비닐을 재활용하기 위해 물을 사용하여 폐비닐을 세척할 경우에는 다량의 흙이 포함된 흙탕물이 배출되며, 이러한 폐비닐 세척수 역시 고농도의 고형분으로 인해 환경 오염원으로 규제를 받고 있다.
상기 폐비닐의 재활용 과정에서 발생하는 폐비닐 세척수는, 6 ~ 8의 pH 값을 가지며, COD(화학적 산소요구량)과 BOD(생물학적 산소요구량)은 각각 150 ~ 250 mg/l 및 100~200 mg/l이고, 고형분 농도는 2500~3500mg/l의 범위를 갖는다.
여기서 알 수 있듯이 폐비닐 세척수는 고농도의 고형분을 포함하고 있으므로 직접적인 배출이 불가능한 문제점이 있으며, 기존에는 정화처리를 통해서 처리하여 방출하여 왔으나, 처리비용이 너무 높다는 문제점이 여전히 존재하고 있다.
본 발명에서는 이러한 고농도의 고형분을 벽돌의 원료로 사용하기 위해, 폐비닐의 세척 과정에서 발생된 탁도가 높은 세척수에 응집제를 사용하여, 점도가 높은 걸죽한 형태의 젤(gel) 형태로 변환시키고, 이를 다이아후레임 펌프를 사용하여 워킹프레스(휠터프레스)로 이송하고, 압력을 가하여 수분이 약 12 내지 15wt%가 포함된 폐비닐 세척 슬럿지를 제조하여 상기 제 1 단계의 폐기물 재활용 원효 성분 중의 하나로 사용하였다.
이러한 과정에서 사용되는 응집제로는 특별히 제한되지 아니하며, 공지의 널리 알려진 다양한 종류의 응집제들 중에서 적절히 선택하여 사용할 수 있으며, 탁도가 높은 폐비닐 세척수 15 ton에 대해 약 1.5 kg 정도의 응집제를 사용하는 것이 바람직하다.
응집제에 의해 젤화된 세척수에 워킹프레스를 사용하여 5kg/㎠의 압력을 약 2시간 30분 내지 3시간 동안 가하여 수분량을 감소시킴으로써, 약 12 내지 15wt%의 수분이 포함된 폐비닐 세척 슬럿지를 제조할 수 있으며, 이러한 폐비닐 세척 슬럿지의 제조 과정은 도 3과 같은 단계를 거치게 된다.
그외 폐기물 재활용 원료 중의 하나인 도자기 오니는 도자기 제조공정에서 발생되는 부산물의 하수처리 또는 정수과정에서 생긴 침전물을 의미하며, 통상의 널리 알려진 공지의 폐기물에 해당하므로, 여기서는 자세한 설명을 생략하기로 한다.
본 발명에서 상기 벽돌 흙원료에는, 점토 20 중량부, 백토 20 중량부 및 마사토 12 중량부가 포함되는 것이 바람직하고, 상기 폐기물 재활용원료는, 석탄회 35 내지 45 중량부, 폐비닐 슬럿지 3 내지 10 중량부 및 도자기 오니 3 내지 10 중량부를 포함하는 것이 바람직하며, 벽돌 흙원료와 폐기물 재활용 원료를 45 : 55 내지 55 : 45의 중량비로 혼합하는 것이 바람직하다.
상기 제 1 단계를 거친 후, 상기 혼합물을 미분으로 분쇄하는 1차 분쇄 단계를 거치게 된다. 이러한 1차 분쇄 단계는 기존의 공지의 다양한 미분 분쇄 방법 중에서 적절히 선택하여 사용할 수 있으며, 특별히 제한되지는 아니한다.
1차 분쇄 단계를 거친 원료 미분 혼합물에 물을 투입하여 수분량을 제어하는 혼련 단계를 거친다. 이때 사용되는 물은 일반적인 정제수를 사용할 수 있지만, 일반적인 정제수와 앞서 언급한 폐비닐 세척수를 혼합하여 사용할 수 있으며, 사용되는 폐비닐 세척수의 비율을 최대 50% 까지 사용할 수 있다. 이러한 정제수와 폐비닐 세척수의 혼합수를 수분량 제어 단계에서 사용함으로써, 벽돌 제조 과정에서 사용되는 정제수의 양을 감소시키고, 폐비닐 세척수를 재활용할 수 있는 장점이 있다.
제 3 단계의 혼련 과정을 통해 수분량이 제어된 혼합물을 5일 내지 7일 동안 숙성을 시키는 제 4 단계를 수행하고, 숙성이 된 혼합물을 2차 분쇄하는데, 앞서 언급한 1차 분쇄와 마찬가지로 2차 분쇄 단계 역시 기존의 공지의 다양한 미분 분쇄 방법 중에서 적절히 선택하여 사용할 수 있으며, 특별히 제한되지는 아니한다.
상기 제 5 단계에서 2차 분쇄된 혼합물에 물을 투입하여 최종 수분량을 제어한 후, 반죽하는 제 6 단계를 거치는데, 이때 최종 수분량 제어를 위해 사용되는 물 역시 앞서 제 3 단계의 혼련 과정과 마찬가지로 일반적인 정제수가 사용될 수 있지만, 일반적인 정제수와 함께 폐비닐 세척수가 혼합된 혼합수가 사용될 수 있으며, 폐비닐 세척수의 비율을 최대 50% 까지 사용하는 것이 바람직하다.
최종 수분량이 제어되는 제 6 단계를 통해 반죽된 혼합물을 성형하고 건조한 후 소성 하는 제 7 단계를 거침으로써, 본 발명의 친환경 벽돌이 제조된다.
기존의 일반 벽돌의 소성과정에서는 총 22개의 버너가 사용되는 것이 비해, 본 발명의 상기 소성 단계에서는 12개의 버너만이 사용되어 소성 단계가 수행될 수 있으며, 이는 본 발명에 사용되는 폐기물 재활용 원료에 플라이 애쉬 또는 바텀 애쉬와 같은 석탄회가 포함되어 있지 때문이다.
앞서 언급하였듯이, 플라이 애쉬 또는 바텀 애쉬를 포함하는 석탄회에는 미연소 탄소 성분이 약 10 내지 15 wt%가 포함되어 있기 때문에, 상기 소성 단계에서 석탄회 내의 미연소 탄소가 연소됨으로써 추가적인 열원으로 작용한다. 따라서 기존의 일반 벽돌의 소성 온도인 1180 ~ 1200 ℃ 보다 30 ~ 50 ℃ 낮은 1130 ~ 1150℃의 범위로 소성하며, 이러한 낮은 소성 온도로 인해 소성 단계에서 사용되는 연료를 약 40 ~ 45% 절약할 수 있다.
이하에서는 이러한 본 발명의 폐비닐 세척 슬럿지를 사용한 친환경 제조 방법으로 제조된 친환경 벽돌에 대해서 구체적인 실시예를 통해 살펴보고자 한다.
[
실시예
1]
점토 20 중량부, 백토 20 중량부 및 마사토 12 중량부를 포함하는 벽돌 흙원료와, 석탄회 40 중량부, 폐비닐 슬럿지 4 중량부 및 도자기 오니 4 중량부를 포함하는 폐기물 재활용원료를 50 : 50의 혼합비로 사용하여 도 2와 같은 단계를 거쳐 친환경 벽돌을 제조하였다.
본 실시예에서 사용된 폐비닐 세척수의 물성 및 성분 분석 결과는 다음의 표 1과 같으며, 15ton의 폐비닐 세척수에 1.5kg의 응집제를 사용하여 젤화 시킨 후, 휠터프레스를 사용하여 5 kg/㎠의 압력을 가하여 최종 수분 함유량이 10wt%인 폐비닐 세척 슬럿지를 제조하여 사용하였다.
| 측정항목 | 분석결과 | 단위 | 분석방법 |
| pH | 7.1 | - | pH meter |
| COD | 194.0 | mg/l | 과망간산 칼륨법 |
| BOD | 142.0 | mg/l | 윙클레-아지드화나트륨변법 |
| SS(Suspended Solid) | 3170.0 | mg/l | 유리섬유여과지법 |
| N-H(광유류) | 2.4 | mg/l | 중량법 |
| N-H(동식물류) | 0.7 | mg/l | 중량법 |
| T-N | 109.370 | mg/l | 자외선흡광 광도법 |
| T-P | 13.489 | mg/l | 아스코르빈산 환원법 |
제 3 단계의 혼련 과정과 최종 수분량 제어 단계에서 사용되는 물은 상기 폐비닐 세척수가 50% 포함된 혼합수를 사용하였으며, 일주일간의 숙성을 거쳐 최종 수분량 제어 단계에서의 수분량은 19wt%로 고정한 후, 성형 후 4일 동안 건조 후, 1130℃의 온도로 소성을 단계를 거쳐 벽돌을 제조하였다.
[
비교예
]
원료로 점토 70 중량부와 마사토 30 중량부를 포함하는 벽돌 흙원료를 사용하고, 폐비닐 세척수 대신 정제수를 사용한 점을 제외하고는 [실시예 1]과 동일한 과정을 거쳐 벽돌을 제조하였으며, 소성 온도는 1200℃로 고정하였다.
[
실시예
2]
상기 [비교예]와 [실시예 1]로 제조된 벽돌들의 물성을 비교하기 위해, XRD를 통해 결정성을 관찰하여 도 4에 나타내었고, SEM 전자 주사현미경을 사용하여 표면 구조를 도 5와 같이 직접 확인하였다. 또한 도 6과 같이 기공를을 측정하여 내구성과 치밀도를 비교하였다.
기공률 측정 결과를 다음의 표 2와 같이 정리하였으며, [비교예]에 비해 본 발명의 [실시예 1]의 기공 크기가 크게 작아져 냉파 등에 견딜 수 있는 내구성이 향상되며, 조직이 치밀하게 되어 강도와 흡수율이 향상되는 장점이 있음을 확인할 수 있다.
또한, 도 5의 전자현미경 관찰 결과와 도 6의 기공율 측정 결과를 참조하여 보면, 본 발명의 [실시예 1]의 친환경 벽돌은 기존의 벽돌인 [비교예]와 비교해서 강도, 흡수율, 미끄럼 방지 측면에서 우수함을 확인할 수 있었고, [실시예 1]의 친환경 벽돌은 기공의 양이 많으면서도 기공 크기가 작으며, 자화된 표면이 치밀하고, 표면의 거친 상태가 확연히 다름을 확인할 수 있다.
[
실시예
3]
최종적으로 상기 실시예 1과 비교예의 방법으로 제조된 벽돌에 대해서 품질 특성을 바닥벽돌과 미장벽돌로 성형하여 비교 측정하였으며, 그 결과는 다음의 표 3과 같으며, 본 발명의 제조 방법으로 제조된 친환경 벽돌의 품질이 기존의 방법으로 제조된 점토 벽돌에 비해 우수함을 확인할 수 있었다.
Claims (6)
- 친환경 점토벽돌의 제조방법에 있어서,
점토, 백토 및 마사토를 포함하는 벽돌 흙원료;와 석탄회, 폐비닐 세척 슬럿지 및 도자기 오니를 포함하는 폐기물 재활용원료;를 혼합하는 제 1 단계;
상기 제 1 단계에서 혼합된 혼합물을 1차 분쇄하는 제 2 단계;
상기 제 2 단계에서 1차 분쇄된 혼합물에 물을 투입하여 수분량을 제어하여 배합하는 제 3 단계;
상기 제 3 단계를 통해 수분량이 제어된 혼합물을 숙성을 시키는 제 4 단계;
상기 제 4 단계에서 숙성이 된 혼합물을 2차 분쇄하는 제 5 단계;
상기 제 5 단계에서 2차 분쇄된 혼합물에 물을 투입하여 최종 수분량을 제어한 후, 반죽하는 제 6 단계; 및
상기 제 6 단계에서 반죽된 혼합물을 성형하고 건조한 후 소성 하는 제 7 단계;를 포함하고,
상기 벽돌 흙원료와 상기 폐기물 재활용 원료는 45 : 55 내지 55 : 45의 중량비로 혼합되고, 상기 석탄회는 미연소 탄소가 포함된 후라이애쉬 또는 바텀애쉬를 포함하고, 상기 미연소 탄소는 상기 제 7 단계의 소성 과정에서 연소됨으로써 추가적인 열원으로 작용하는 것을 특징으로 하는 폐비닐 세척 슬러지를 사용한 친환경 점토벽돌의 제조방법. - 제1항에 있어서,
상기 벽돌 흙원료는, 점토 20 중량부, 백토 20 중량부 및 마사토 12 중량부를 포함하고, 상기 폐기물 재활용원료는, 석탄회 35 내지 45 중량부, 폐비닐 슬럿지 3 내지 10 중량부 및 도자기 오니 3 내지 10 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 폐비닐 세척 슬럿지를 사용한 친환경 점토 벽돌의 제조 방법. - 제1항에 있어서,
상기 폐비닐 세척 슬럿지는, 표면에 흙이 잔류하는 폐비닐을 세척한 물에 침전제를 사용하여 침전시킨 후, 이를 휠터프레스를 사용하여 4~6 kg/㎠의 압력을 가하여 최종 수분 함유량이 10~15wt%인 것을 특징으로 하는, 폐비닐 세척 슬럿지를 사용한 친환경 점토 벽돌의 제조 방법. - 제3항에 있어서,
상기 표면에 흙이 잔류하는 폐비닐을 세척한 물의 pH는 6 ~ 8이고, COD(화학적 산소요구량)과 BOD(생물학적 산소요구량)은 각각 150 ~ 250 mg/l 및 100~200 mg/l이며, 고형분 농도는 2500~3500mg/l인 것을 특징으로 하는, 폐비닐 세척 슬럿지를 사용한 친환경 점토 벽돌의 제조 방법 - 제1항에 있어서,
상기 석탄회에 포함된 플라이 애쉬 또는 바텀 애쉬에는 미연소 탄소 성분이 10 ~ 15 wt% 포함되며, 상기 미연소 탄소 성분은 상기 제 7 단계의 소성 과정에서 연소됨으로써, 석탄회가 포함되지 않은 원료물질을 사용하는 경우의 소성 온도인 1180 ~ 1200 ℃ 보다 30 ~ 50 ℃ 낮은 1130 ~ 1150℃의 범위로 소성 하는 것을 특징으로 하는, 폐비닐 세척 슬럿지를 사용한 친환경 점토 벽돌의 제조 방법 - 제1항 내지 제5항 중 어느 하나의 방법으로 제조된 친환경 점토 벽돌
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