Abstract
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Considering compositions, domestic coal ash can be used as raw material for cement. However, the high fusion temperature of domestic coal ash( > 1600oC) prohibits using because the combustion temperature of clinker is around 1450oC. Therefore, mineralizers are needed to lower the ash fusion temperature(AFT) and effects of mineralizers were investigated in this study. For three coal ashes from Tae-baek area, pure and mixed mineralizers(CaO, MgO, Fe2O3, Na2CO3) were added. Results showed that AFT were lowered to around 1450oC by adding CaO 5~8 wt.%(1360~1471oC), MgO 2~5 wt.%(1360~1480oC), and Fe2O3 2~5 wt.%(1395~ 1490oC) respectively. Especially, the lowest AFT(1120~1147oC) could be achieved by adding 30 to 40 wt.% of CaO. When 20 to 30 wt.% of mixed mineralizers(CaO : MgO = 1 : 1) were added, AFT was lowered to 1130~1153oC which was the lowest temperature with mixed mineralizer. Also, CaO was recognized as the governing mineralizer on AFT. Recognizing that basic oxides took the main role of mineralizers, the model equation was proposed to estimate AFT. Consequently, simulated results by the model equation represented the measured AFT sucessfully.
국내 무연탄 연소시 발생되는 석탄회는 성분면에서는 시멘트 원료로 사용 가능하지만, 용융온도가 1600oC 이상으로 높아 클링커 kiln에 직접 투입이 어렵다. 따라서 석탄회 용융온도를 클링커 소성온도(1450oC) 이하로 낮추기 위하여는 광화제가 필요하며 본 연구에서는 광화제 첨가효과를 고찰하였다. 태백 지역 무연탄 석탄회를 대상으로 광화제(CaO, MgO, Fe2O3, Na2CO3)를 단독 및 혼합첨가(1:1 mixture)하여 융점 강하 실험을 한 결과 CaO 5~8(1360~1471oC), MgO 2~5(1360~1480oC), Fe2O3 2~5(1395~1490oC)wt.% 첨가시 석탄회의 용융온도가 광화제를 첨가하지 않은 용융온도(1650oC) 보다 150~200oC의 융점강하 효과를 나타냈으며, 시멘트 클링커 소성온도에 가장 근접함을 확인하였다. 또한 CaO 30~40 wt.% 단독 첨가시 석탄회의 용융온도는 1120~1147oC로 측정되어 가장 큰 융점저하(400oC 이상) 효과를 가져왔다. 한편 CaO와 MgO를 1:1로 혼합하여 20~30 wt.% 첨가시 용융온도는 1130~1153oC로 측정되어 혼합 첨가시 가장 큰 융점저하(400oC 이상) 효과를 나타냈으며, 같은 비율(1 : 1)로 광화제를 혼합하였을 시 융점강하효과를 이끄는 주성분은 CaO 임을 확인하였다. 결국 CaO 등 염기성 산화물의 광화제가 석탄회 융점강하를 지배하는 것으로 나타났으며, 이를 근거로 한 모델식으로 석탄회의 융점강하를 잘 모사할 수 있었다.
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- Publisher :The Korean Society of Mineral and Energy Resources Engineers
- Publisher(Ko) :한국자원공학회
- Journal Title :Journal of the Korean institute of mineral and energy resources engineers
- Journal Title(Ko) :한국자원공학회지
- Volume : 38
- No :6
- Pages :443-453
Journal of the Korean Society of Mineral and Energy Resources Engineers
