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광화제 혼합 및 미량무기성분 첨가에 의한 국내 석탄회의 용융점 강하효과 = Effects of Mixed Mineralizers and Trace Inorganic Elements on Fusion Temperature of Domestic Coal Ash
Although domestic coal ash contains chemical components suitable for the raw materials of cement, the direct usage of the coal ash for making clinker is restricted due to the high fusion temperature of domestic coal ash. Therefore, the fusion temperature of the ash has to be lowered down below 1450oC which is the combustion temperature of clinker by using mineralizers. The fusion temperature depressions of about 200oC were observed by 2~8 wt.% additions of mineralizers(CaO, MgO, Fe2O3 ) in earlier research. However, effects of the combinations of mineralizers and effects of small amounts of inorganic compounds(K2CO3 , Na2CO3 , TiO2 ) were not investigated on the lowering of the fusion temperature of coal ash. The fusion temperature depressions on the combined additions of mineralizers(CaO, MgO, Fe2O3) when added in 10, 20 wt.% at the ratios of CaO : MgO 0.35 : 0.65~0.65 : 0.35 or MgO : Fe2O3 0.75 : 0.25 to coal ashes from Tae-baek and Ho-nam area were observed in this study to show synergistic effects of 60oC ~ 90oC compared to the additions of single mineralizer. The tendency of CaO > MgO > Fe2O3 and the synergistic effect were observed on the fusion temperature depression by the combined use of mineralizers. Fusion temperature depressions of 150oC ~ 200oC resulting in the nearest fusion temperature to the clinker fusion temperature(1450oC) were achieved by the addition of the small amounts of inorganic compounds(K2CO3 2~5 wt.% (Fluid Temp. : 1425oC ~ 1485oC), Na2CO3 2~5 wt.%(F.T : 1374oC~1468oC)). The simulation of the fusion temperature depression was accomplished by designing a model compound whose components were similar with coal ash to build the model equation which showed the relationship between the compositions of the inorganic compounds and the fusion temperatures based on the experimental results.
더보기국내 석탄회의 화학적 성분은 시멘트 클링커 원료로 사용 가능하지만, 직접 시멘트 클링커 원료로 사용시 용융온도가 1600oC 이상으로 높기 때문에 클링커 kiln에 직접 투입이 어렵다. 따라서 용융온도를 강하시키는 광화제를 사용하여 석탄회의 용융온도를 클링커 소성온도인 1450oC 이하로 낮춰야 한다. 최근 연구에서 광화제(CaO, MgO, Fe2O3)를 2~8 wt.% 첨가시 200oC 정도 융점강하효과를 확인하였지만, 광화제의 혼합첨가 및 미량무기성분(K2CO3 , Na2CO3 , TiO2)이 석탄회의 융점강하효과에 미치는 영향은 규명하지 못하였다. 따라서 본 연구에서는 태백지역 및 호남지역 무연탄 석탄회를 대상으로 광화제(CaO, MgO, Fe2O3)를 혼합첨가하여 융점강하 실험을 한 결과 CaO : MgO 0.35 : 0.65~0.65 : 0.35, MgO : Fe2O3 0.75 : 0.25의 비율로 10, 20 wt.% 첨가하였을 때 광화제 단독첨가(1205 ~ 1310oC) 때 보다 60~90oC의 synergistic effect가 있음을 확인하였다. 이와 함께 혼합첨가시 CaO > MgO > Fe2O3의 순서대로 융점강하효과 및 synergistic effect에 큰 영향을 미침을 확인하였다. 석탄회의 미량무기성분인 K2CO3 2 ~ 5 wt.%(Fluid Temp. : 1425~1485oC), Na2CO3 2~5 wt.%(Fluid Temp. : 1374~1468oC) 첨가시 150~200oC 정도의 융점강하효과가 있었으며, 시멘트 클링커 소성온도(1450oC)에 가장 근접함을 확인하였다. 또한 석탄회와 성분이 유사한 model compound를 제조하여 융점강하 실험결과를 근거로 무기산화물의 조성과 용융온도의 관계를 모델식으로 나타내어 석탄회의 융점강하를 모사하였으며 실제값과 높은 상관관계를 나타내었다.
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연월일 | 이력구분 | 이력상세 | 등재구분 |
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2022 | 평가예정 | 계속평가 신청대상 (등재유지) | |
2017-01-01 | 평가 | 우수등재학술지 선정 (계속평가) | |
2013-06-13 | 학술지명변경 | 한글명 : 한국지구시스템공학회지 -> 한국자원공학회지외국어명 : Journal of the Korean society for geosystem engineering -> Journal of the Korean Society of Mineral and Energy Resources Engineers | KCI등재 |
2013-06-13 | 학회명변경 | 한글명 : 한국지구시스템공학회 -> 한국자원공학회영문명 : The Korean Society For Geosystem Engineering -> The Korean Society of Mineral and Energy Resources Engineers | KCI등재 |
2013-01-01 | 평가 | 등재학술지 유지 (등재유지) | KCI등재 |
2010-01-01 | 평가 | 등재학술지 유지 (등재유지) | KCI등재 |
2008-01-01 | 평가 | 등재학술지 유지 (등재유지) | KCI등재 |
2006-01-01 | 평가 | 등재학술지 유지 (등재유지) | KCI등재 |
2004-01-01 | 평가 | 등재학술지 유지 (등재유지) | KCI등재 |
2001-07-01 | 평가 | 등재학술지 선정 (등재후보2차) | KCI등재 |
1999-01-01 | 평가 | 등재후보학술지 선정 (신규평가) | KCI후보 |
기준연도 | WOS-KCI 통합IF(2년) | KCIF(2년) | KCIF(3년) |
---|---|---|---|
2016 | 0.13 | 0.13 | 0.15 |
KCIF(4년) | KCIF(5년) | 중심성지수(3년) | 즉시성지수 |
0.17 | 0.19 | 0.278 | 0.07 |
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