초록 ▼

본 연구의 최종목표는 IT 산업용 연마슬러지의 자원화 공정 및 회수물 재이용 기술개발로서, 폐연마재 회수율 80% 이상, 회수연마재의 재활용률 100%, 폐연마재 미분체를 이용한 특수시멘트 원료 대체율 20% 이상, 처리 후 연마슬러지의 zero emission을 달성하기 위한 공정개발을 수행하였다.
연마슬러지로부터 천연연마재를 포함한 유가자원인 부석, 석류석, 루즈를 분리, 회수하기 위해 연마슬러지를 105℃에서 24시간 건조시킨 후 제트밀, 핀밀, 임팩트밀로 해쇄시켰다. 건조된 슬러지는 공기를 이용한 정밀 공기분급기를 사용

본 연구의 최종목표는 IT 산업용 연마슬러지의 자원화 공정 및 회수물 재이용 기술개발로서, 폐연마재 회수율 80% 이상, 회수연마재의 재활용률 100%, 폐연마재 미분체를 이용한 특수시멘트 원료 대체율 20% 이상, 처리 후 연마슬러지의 zero emission을 달성하기 위한 공정개발을 수행하였다.
연마슬러지로부터 천연연마재를 포함한 유가자원인 부석, 석류석, 루즈를 분리, 회수하기 위해 연마슬러지를 105℃에서 24시간 건조시킨 후 제트밀, 핀밀, 임팩트밀로 해쇄시켰다. 건조된 슬러지는 공기를 이용한 정밀 공기분급기를 사용하여 입자의 크기와 비중 등의 차이에 의해 부석, 석류석, 루즈에 해당하는 입도로 분리하였다. 회수된 연마재의 물성과 연마특성은 x-선회절분석, 주사전자현미경, x-선형광분석 및 자동연마장치를 이용하여 평가하였다. 재활용이 어려운 회수연마재는 특수시벤트 및 기능성 원료로 사용하기 위해 알카리용액과 반응시켜 성형체로 제작한 후 압축강도를 측정하였다.
연마슬러지의 화학성분은 SiO₂ 49.53%, Al₂O₃ 9.78%, Fe₂O₃ 11.67% 그 밖에 CaO, MgO, K₂O, Na₂O로, 조연마재인 부석과 CRT 패널유리의 주성분의 영향으로 실리카 성분이 절반을 차지하였다. 미세연마제인 석류석의 성분은 알말딘, 광택제인 루즈는 희토류광물인 배스네사이트와 Ce 산화물로 확인되었다. 최대입도를 기준으로 각 입도별 한계입도는 pumice 35μm, garnet 23μm 및 rouge 15μm 이었다. 회수한 부석과 석류석입자는 동일한 입도의 새연마재와의 연마성능을 비교했을 때, 중심선 평균표면거칠기값의 경우 새 부석은 0.039μm, 재활용 부석은 0.025μm를 나타내어 재활용 부석이 표면의 요철을 덜 만드는 것으로 나타났다. 새 석류석으로 연마한 유리표면의 평균표면거칠기값은 0.031μm, 재활용 석류석은 0.029μm로 측정되어 상대적으로 경도가 높은 석류석이 연마공정 동안 마모가 적어 새 석류석과 비슷한 연마성능을 나타낸것으로 판단되었다. 재활용 루즈에는 유리 연마동안 생성된 비정질 유리파편들이 유입되어 좋지 않은 연마성능을 나타내어 연탄재와 메타카올린을 혼합, 최대 압축강도 42.7MPa를 나타내는 지오폴리머로 제조함으로써 CRT 유리성분인 Pb, Sr 둥 중금속을 고정시키는 친환경 에코벽돌 원료로 개발하였다.
(출처 : 보고서 요약서 5p)

Abstract ▼

The purpose of this study is to recover re-usable materials from a grinding sludge for reuse and recycling. The recovery rate target was more than 80%, the recycling rate target of recovered abrasives was 100%, and replacement of more than 20% OPC by geopolymer binder manufactured with recovered fin

The purpose of this study is to recover re-usable materials from a grinding sludge for reuse and recycling. The recovery rate target was more than 80%, the recycling rate target of recovered abrasives was 100%, and replacement of more than 20% OPC by geopolymer binder manufactured with recovered finest fraction. Te process has also been designed as a zero-emission recycling process.
A grinding sludge was dried at 105℃ for 24 hours, and, then disagglomerated by jet milling. Ground sludge powders were classified by zigzag type air classifier at various conditions. Particle size analysis, chemical analysis, X-ray diffraction and SEM observation were done for the characterization of the products. The ability of recovered abrasives was also evaluated by comparing the center line average roughness values of a glass polished with new and recovered abrasives. Utilization of recovered finest fraction for geopolymer processing was tested by measuring the compressive strength.
Dried grinding sludge contained 49.53% SiO₂, 9.78% Al₂O₃. and 11.67% Fe₂O₃, and minor traces of oxides of Ca, Mg, K and Na. The high silica content originated from pumice and CRT glass fragments. Garnet particle was identified as almandine, which is the most common gamet. Rouge consisted of bastnasite and Ce oxide. The cut-off particle size of recovered abrasives were 35μm for pumice, 23μm for garnet and 15μm for rouge. The ability of natural abrasives which were recovered from CRT glass polishing process was evaluated. Comparing the center line average roughness values of a glass polished with new pumice (Ra=0.039μm) and with new garnet (Ra=0.031μm), the glass surface polished with the recycled pumice and the garnet had less pits on the surface with smaller Ra values (Ra=0.025μm for recycled pumice and Ra=0.029 for recycled garnet). Recycled rouge contains amorphous glass fragments so that it should be used as a cement replacement rather than recycle into abrasive. A well-defined process was established for producing less than 10μm particles from recycled rouge fraction. The geopolymerization was also successfully achieved with the highest compressive strength of 42.7Mpa in the mixture of recovered finest fraction, briquette ash and metakaolin to immobilize heavy metals such as Pb and Sr in geopolymer matrix.
(출처 : SUMMARY 9p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 3
• 보고서 요약서 ... 5
• 요 약 문 ... 7
• SUMMARY ... 9
• CONTENTS ... 11
• 목차 ... 13
• 제 1 장 연구개발과제의 개요 ... 15
• 1. 연구개발의 필요성 ... 15
• 2. 연구개발의 목표 및 범위 ... 19
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황 ... 21
• 1. 국내외 기술개발현황 ... 21
• 2. 국내외 연구 수준 ... 21
• 제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 22
• 1. 연구방법 ... 22
• 2. 연마슬러지의 성분 및 특성평가 ... 44
• 3. 연마슬러지의 분리회수 최적공정의 확립 ... 98
• 4. 회수 연마재의 연마성능 평가 ... 114
• 5. 회수산물을 이용한 초미립자 생산기술 개발 ... 117
• 6. Pilot plant 운영 ... 121
• 제 4 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 127
• 1. 연구목표의 달성도 ... 127
• 2. 자체평가의견 ... 127
• 3. 관련분야 기술발전에의 기여도 ... 127
• 제 5 장 연구개발결과의 활용계획 ... 129
• 1. 성과확산방안 ... 129
• 2. 기술이전방안 ... 129
• 제 6 장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 130
• 제 7 장 참고문헌 ... 148
• 끝페이지 ... 150