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스테아린산으로 表面改質된 중질산탄산칼슘의 粉體特性 평가
鄭洙福,채영배,玄鍾泳 한국자원공학회 2004 한국자원공학회지 Vol.41 No.6
Surface property, fluidity, flowability and floodability of ground calcium carbonate (GCC) and GCC coated with stearic acid were investigated. The surface of GCC is hydrophilic in general, but it was changed to hydrophobic when it was coated with stearic acid. The contact angle increased with increasing the coating ratio of stearic acid. The contact angle of GCC coated with stearic acid of 1.0wt% was 105 and the hydrophobicity of that was 100%. Surface energy of non-coated GCC determined by IGC was 103mJ/m2, but that of coated GCC was 34.8mJ/m2. Therefore, surface energy of coated GCC largely decreased by surface modification with stearic acid. When the powder properties were characterized using Kawakita's equations, that the fluidity index of the coated GCC was decreased from 0.59 to 0.46, and the adhesion index of that was increased from 18.60 to 30.39 when the surface of GCC was modified with stearic acid. On the other hand, characterization based on the method suggested by Carr showed that the flowability of GCC coated with stearic acid increased from 45 to 53. Floodability also increased from30 to 69 by coating with stearic acid. Therefore, flowability and floodability of the GCC coated with stearic acid were very improved comparing with the non-coated GCC. The results of this study could be used as fundamental data for design of storage system, feeding system, transfer system and packing system in a powder industry. 석회석을 물리적으로 파분쇄하여 제조되는 중질탄산칼슘과 이를 스테아린산으로 표면처리하였을 때의 입자표면 특성과 분체의 유동성 및 충전특성 등을 고찰하였다. 표면처리하지 않은 중질탄산칼슘 분체의 경우 물에 완전 젖음 상태를 나타내었다. 그러나 스테아린산에 의해 표면개질된 분체는 소수성을 띄게 되고, 스테아린산의 첨가량이 증가함에 따라 접촉각의 크기도 증대됨을 나타내었다. 스테아린산의 첨가량이 1.0wt.%일때 표면개질된 중질탄산칼슘의 접촉각은 105 였으며, 소수도는 100%를 나타내었다. 표면개질하지 않은 중질탄산칼슘 분체와 스테아린산으로 표면개질된 분체의 분산표면에너지를 역크로마트그래피에 의해 측정한 결과, 표면개질하지 않은 경우 103mJ/m2를 보였으나, 스테아린산으로 표면 처리한 경우 34.8mJ/m2으로 크게 감소함을 확인할 수 있었다. 표면개질하지 않은 중질탄산칼슘과 스테아린산으로 표면개질한 분체의 물성을 평가한 결과, Kawakita 식에 의한 평가에서는 표면개질에 의하여 유동성 지수는 0.59에서 0.46으로 감소하였으나, 부착력 지수는 18.60에서 30.39로 증가하였다. Carr가 제시한 방법에 의해 분체를 평가한 결과 스테아린산에 의한 표면개질에 의하여 흐름성 지수가 45에서 53으로 증가하여 흐름성이 향상되었으며, 분류성 지수도 30에서 69로 증가하여 분체의 분류성이 현저히 강해짐을 알 수 있었다. 이러한 분체의 특성 평가 결과는 분체공장의 설계시 저장, 급광, 이송, 포장 등의 설계에 중요한 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 보여진다.
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정수복,안지환,채영배,김형석,현종영 한국자원공학회 2006 한국자원공학회지 Vol.43 No.3
In order to utilize coal-preparation refuse generated from domestic coal mines as a raw material for ordinary portland cement, cement clinker was prepared and its characteristics were investigated in terms of the composition and combination of raw materials, and burning conditions. The coal-preparation refuse was composed of 61.2% SiO2, 17.3% Al2O3, 3.4% Fe2O3, in which 88.3% ash, 5.0.% volatile matter, and 6.0% fixed carbon were included. Its caloric value was 494 kcal/kg. When standard LSF, SM and IM(91.0, 2.6 and 1.6) were applied as the composition rate of the mixed raw materials, it was possible to substitute the mixed raw materials by 7.2% with coal-preparation refuse and to save 54,410 kcal of energy per ton of the cement clinker. At this composition, the burnability index (BI) of the mixed raw materials was determined to be 51.4 and the prepared clinker was composed of 52.3% C3S, 24.2% β-C2S, 8.4% C3A and 10% C4AF. 석탄 광산의 선탄 공정에서 발생된 폐석을 보통포틀랜드시멘트의 원료로 활용하기 위하여 시멘트 공장의 조합 원료, 배합 조건, 소성 조건으로 보통포틀랜드시멘트 클링커의 합성 특성을 조사하였다. 선탄 폐석에는 SiO2, Al2O3, Fe2O3 성분이 각각 61.2% 17.3% 3.4% 정도 함유되어 있고, 회분이 88.3.%정도, 휘발분이 5.0.%, 고정 탄소가 6.0%정도 함유되어 있으며, 발열량은 494kcal/kg 정도이었다. 시멘트 제조 공장의 원료 배합 조건(LSF 91.0, SM 2.60, IM 1.60)으로 선탄 폐석을 조합 원료와 혼합하여 사용한 결과, 조합 원료의 7.2% 정도까지 대체 사용이 가능하였고, 시멘트 클링커 1톤 제조시 약 54,410kcal에 해당하는 연료를 절감할 수 있다. 조합 원료의 소성 지수(B. I.)는 51.4정도로 소성성이 좋으며, 합성된 클링커에는 C3S 52.3%, C2S 24.2%, C3A 8.4%, C4AF 10.0%가 함유되어 있었다.
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정수복,채영배,현종영 한국자원공학회 2006 한국자원공학회지 Vol.43 No.2
The ultrafine grinding of talc with various additives was carried out using attrition ball mill with a laboratory scale. The additives used in dry and wet base ultrafine grinding processes were methyl alcohol, sodium diphosphate, ethylene glycol, triethanol amine, benzoic acid and calcium stearate. All of experiments were carried out by batch operation. The variations of median size of products with grinding time were measured by particle size analyzer. The energy consumption was calculated by using torque meter. The results showed that all of additives except for methyl alcohol were satisfactorily effective for the ultrafine grinding of talc. The energy consumption was reduced from 30% to 70%. 분쇄공정에서 분쇄효율의 향상 및 분쇄에너지의 저감을 위한 수단으로 분쇄조제의 사용은 매우 유용하고 경제적인 방법으로 대두되고 있는데, 본 연구에서는 활석 분쇄공정에서 다양한 종류의 분쇄조제에 대한 분쇄효율 및 분쇄에너지의 변화를 고찰하여 최적의 분쇄조제 및 첨가량 등을 도출하고자 하였다. 분쇄조제로 메틸알콜, 인산나트륨, 에틸렌글리콜, 트리에탄올아민, 벤조산, 칼슘스테아레이트 등을 사용하였는데, 메틸알콜을 제외한 모든 분쇄조제를 사용할 경우 현저히 분쇄효과가 향상되었으며, 분쇄에너지로 30~70%까지 저감이 가능함을 확인할 수 있었다. 이러한 결과는 실제 비금속광물 분체 제조 공정에 적용이 가능할 것으로 기대된다.
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전주일(全州一) 금속광산(金屬鑛山) 폐광미(廢鑛尾)의 활용(活用) 방안(方案) 연구(硏究)
정수복,채영배,현종영,김형석,윤성문,Jeong, Soo-Bok,Chae, Yeung-Bae,Hyun, Jong-Yeong,Kim, Hyung-Seok,Yoon, Sung-Moon 한국자원리싸이클링학회 2007 資源 리싸이클링 Vol.16 No.1
전주일 광산 광미는 $SiO_2$의 함유량이 높고, 유해 중금속 성분의 함유량이 적은 특성을 갖고 있다. 본 연구에서는 이러한 광미를 각종 산업원료로 재활용할 수 있는 가능성을 알아보았다. 광미는 세라믹스 소결체의 원료로 사용한 결과, 색도 및 색상, 소성수축률, 흡수율 등에서 우수한 물성을 보였다. 보통포틀랜드시멘트 원료 중 실리카 성분으로 조합 원료의 2.59%까지 사용이 가능하였다. 광미를 조립물과 미립물로 분리하여 조립산물은 건조 시멘트 모르타르 원료로, 미립산물은 역청 포장용 채움재로 사용한 결과, 두 시료 모두 환경 위해성이 없고 KS 규격에 적합한 물성을 나타내었다. The Jeonju-Il mine tailings contain large quantities of $SiO_2\;and\;Al_2O_3$ and lesser quantities of metallic components. In this study, we studied about the possibility of using mine tailings as a raw material in various industries. it was found that the sintered mine tailings had a good quality in every respect such as chromaticity, firing shrinkage and water absorption etc. Therefore if can substitute clay mineral in the ceramic industry. Also it can substitute about 2.94% of the raw materials of ordinary portland cement. We can use the coarse tailing as the fine aggregate for the ready-mixed mortar; and the fine tailing, as the filler for the bituminous paving mixture; because both products were not only suitable for Korea industrial standard in quality, but also environmentally harmless.
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