KR100270096B1 - 해수를 사용하여 제조된 수산화마그네슘으로 부터 철성분 제거방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 해수를 사용하여 제조된 수산화마그네슘으로 부터 철성분을 제거하는 방법에 관한 것으로, 그 목적은 pH 조절을 통해 철성분을 제거함에 있어 철이온을 3가 이온으로 변화시켜 제거함으로써, 해수를 사용하여 제조되는 수산화마그네슘의 순도를 향상시키고자 하는데, 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 해수를 사용하여 제조된 수산화마그네슘으로부터 철성분을 제거하는 방법에 있어서, pH 2 이하인 황산수용액에 상기 수산화마그네슘을 투입하여 반응시키는 단계;상기 반응후 산화제를 투입하는 단계;상기 수산화마그네슘을 더 투입하여 pH를 4-6 으로 조절하는 단계; 및 여과하여 침전물을 제거하는 단계를 포함하여 구성되는 해수를 사용하여 제조된 수산화마그네슘으로 부터 철성분 제거방법에 관한 것을 그 요지로 한다.

Description

해수를 사용하여 제조된 수산화마그네슘으로 부터 철성분 제거방법

본 발명을 해수를 사용하여 제조된 수산화마그네슘으로 부터 철성분을 제거하는 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 해수마그네시아 제조공정중 중간 제조물질인 수산화마그네슘으로 부터 마그네시아 클린커 순도 저하의 원인이 되는 철 성분을 제거하는 방법에 관한 것이다.

염기성 내화물용 마그네시아(MgO) 제조에 널리 이용되는 해수마그네시아는 일반적으로 0.5-1.0% 의 이산화규소(SiO₂)와 0.5% 이하의 산화알루미늄(Al₂O₃) 그리고, 1% 이하의 산화철을 불순물로 함유하고 있음이 알려져 있다. 이는 천연산의 마그네사이트에 비해 순도가 높고 마그네시아의 함량이 안정되어 있으며 그 특성의 제어가 가능하고, 분말이며 반응성이 크다는 잇점이 있어서 해수마그네시아의 제법에 대한 기술개발이 중요시되고 있다. 그러나, 근래에 보다 순도가 높은 마그네시아의 요구가 증대되어 현재는 마그네시아 성분이 99% 이상인 고순도인 마그네시아 클린커의 제조가 필수적이며, 이를 위해서는 불순물 함량의 제어가 필연적인 조건이 되었다.

이에 본 발명자들은 고순도의 마그네시아 제조를 위해 연구와 실험을 거듭하고, 그 결과에 근거하여 본 발명을 제안하게 된 것으로, 본 발명은 pH 조절을 통해 철성분을 제거함에 있어, 철이온을 3가 이온으로 변화시켜 제거함으로써, 해수를 사용하여 제조되는 수산화마그네슘의 순도를 향상시키고자 하는데, 그 목적이 있다.

제1도는 본 발명과 종래방법에 의해 수산화마그네슘으로 부터 철성분을 제거하는 방법의 순서도.

본 발명은 해수를 사용하여 제조된 수산화마그네슘으로 부터 철성분을 제거하는 방법에 있어서, pH 2 이하인 황산수용액에 상기 수산화마그네슘을 투입하여 반응시키는 단계; 상기 반응후 산화제를 투입하는 단계; 상기 수산화마그네슘을 더 투입하여 pH 를 4-6 으로 조절하는 단계; 및 여과하여 침전물을 제거하는 단계를 포함하여 구성되는 해수를 사용하여 제조된 수산화마그네슘으로 부터 철성분 제거방법에 관한 것이다.

이하, 본 발명을 보다 상세히 설명한다.

본 발명에서는 해수를 사용하여 제조된 수산화마그네습에 불순물로 함유되어 있는 철성분을 제거하기 위해 pH 2 이하인 황산수용액에 상기 수산화마그네슘을 투입하여 반응시키는 단계를 거친다.

일반적으로 황산수용액에 수산화마그네슘을 투입하여 용해시켜 황산마그네슘 수용액을 제조하는데, 이와같이 제조된 황산마그네슘 수용액 중에는 수산화마그네슘에 함유되어 있던 산화철도 함께 녹아있게 된다. 이때 상기 황산수용액의 pH가 2를 초과하면 용해율이 급격히 저하된다. 따라서, 본 발명에서는 황산수용액의 pH를 2 이상으로 한정한다.

또한, 본 발명에서는 상기 수산화마그네슴과 황산수용액의 반응 후 산화제를 투입하는 단계를 거친다.

황산마그네슘 수용액중에 용해되어 있는 철성분은 철 2가 이온과 철 3가 이온이 모두 공존하는데, 이 두이온이 수산화물 형태로의 침전화가 일어나는 pH 조건이 서로 다르다. 따라서, 철 성분을 제거하는 pH 영역이 넓어 pH 조절에 의한 철성분을 제거하는데 어려움이 있으므로, 본 발명에서는 철 2가 이온을 철 3가 이온으로 변화시켜 단일 pH 영역에서 철성분을 제거하고자 하였다. 이를 위해서는 산화제를 투여하여 철 2가 이온을 철 3가 이온으로 변화시킬 수 있다.

이러한, 산화제로는 과산화수소수 또는 액체오존을 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에서는 수산화마그네슘을 더 투입하여 pH 를 4-6 으로 조절하는 단계 및 여과하는 단계를 거친다.

산화제의 투입으로 철이온이 철 3가 이온으로 존재하는 용액에 수산화마그네슘을 첨가하여 철 3가 이온이 침전을 일으키는 pH 4-6 범위로 조정하는 것이다.

이때, pH 가 4-6 의 범위를 벗어나면 호베다이어그램에서 알 수 있는 바와같이 철 3가 이온의 침전이 일어나기 힘든 것이다. 따라서, 본 발명에서는 pH를 4-6범위로 규정하는 것이다. 또한, 이와같이 침전된 물질은 여과를 통하여 제거할 수 있는 것이다.

제1도는 상술한 바와같은 본 발명의 과정을 보다 명확히 알아보기 위해 종래방법과 비교하여 나타낸 순서도이다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다.

[실시예 1]

황산수용액에 대해 수산화마그네슘이 용해되는 최적의 pH 조건을 찾기 위한 실험을 실시하였다. pH 를 0,1,2,3,4 인 황산수용액을 제조하고, 제조된 황산수용액 500cc 에 수산화마그네슘 100g 을 투입하고, 3분간 500rpm 으로 교반하여 반응시킨 후, 반응용액을 여과후 걸러진 침전물을 건조한 후 미용해물질을 건조하여 그 무게를 측정하였다. 그 결과를 하기표 1에 나타내었다.

상기표 1에 나타난 바에 의하면 황산수용액의 pH 가 2 이상일 경우 미용해물질의 양이 급격히 증가하는 것을 알 수 있었으며, pH 2 이하에서는 0.5g 이하의 매우 적은 양이 미용해됨을 알 수 있었다.

따라서, 본 발명에서는 수산화마그네슘을 용해시키기 위해 사용하는 황산수용액의 pH 는 2 이하로 조절함이 바람직하다.

[실시예 2]

pH =1 인 황산수용액 500cc 에 수산화마그네슴 100g 을 투입하고, 500rpm 으로 3분간 교반하여 반응시킨 제조용액에 50% 과산화수소를 20cc 투여한 후 다시 500rpm으로 3분간 교반하였다. 제조된 용액에 수산화마그네슘을 추가 투입하면서 pH 를 2, 4, 6, 8, 10으로 조절하여, 각 반응용액을 여과한 후 그 용액중에 함유되어 있는 산화철 함량을 분석하였다. 그 결과를 하기표 2에 나타내었다.

상기 표 2의 결과에 의하면 수산화마그네슘으로 부터 산화철을 제거하기 위한 최적의 pH 조건은 4-6 임을 알 수 있고, 이때 산화철 함량은 각각 0.035, 0.034wt% 로써 원료로 사용된 수산화마그네슘의 산화철 함량 0.27wt% 에 대비하여 약 87% 의 산화철 제거율을 나타내고 있다.

상술한 바와같은 본 발명에 의하면 고순도의 수산화마그네슘을 얻을 수 있다. 이러한 고순도의 수산화마그네슘은 고순도의 마그네시아 클린커제조에 매우 우수한 효과를 나타낼 것으로 기대된다.

Claims (2)

1. 해수를 사용하여 제조된 수산화마그네슘으로 부터 철성분을 제거하는 방법에 있어서, pH 2 이하인 황산수용액에 상기 수산화마그네슘을 투입하여 반응시키는 단계; 상기 반응후 산화제를 투입하는 단계; 상기 수산화마그네슘을 더 투입하여 pH 를 4-6 으로 조절하는 단계; 및 여과하여 침전물을 제거하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 해수를 사용하여 제조된 수산화마그네슘으로 부터 철성분 제거방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 산화제는 과산화수소 또는 액체 오존인 것을 특징으로 하는 해수를 사용하여 제조된 수산화마그네슘으로 부터 철성분 제거방법.