KR100280264B1 - 탈탄슬러지를 이용한 고순도 석고 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 탈탄산슬러지를 이용한 고순도 석고 제조방법에 관한 것으로, 그 목적은 탈탄산슬러지를 석고제조에 이용하여 자원을 재활용하고, 또한 탈탄산슬러지를 이용하여 석고를 제조함에 있어서, 석고의 입자크기를 조절하여 불순물들과 분리를 용이하게 함으로써 고순도의 석고를 얻고자 하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 해수마그네시아 제조시 발생되는 탈탄산슬러지를 농도가 0.2wt%이상인 구연산(C₆H₈O₇)수용액에 투입한 후 교반하여 슬러리를 제조하는 단계; 상기 슬러리에 황산을 투입한 후 교반하여 석고를 제조하는 단계; 및 상기 제조된 석고를 습식체거름하여 불순물을 제거하는 단계를 포함하여 구성되는 탈탄산 슬러지를 이용한 고순도 석고 제조방법에 관한 것을 그 요지로 한다.

Description

탈탄산슬러지를 이용한 고순도 석고 제조방법

본 발명은 해수마그네시아 제조시 부산되는 탈탄산슬러지를 이용하여 고순도의 석고(CaSO₄·2H₂O)를 제조하는 방법에 관한 것이다.

해수에서 마그네시아(MgO)를 추출하여 해수마그네시아를 얻기 위해서는 해수중에 포함되어 있는 탄산이온을 제거하여 마그네시아의 순도를 높이는 공정을 거쳐야 한다. 탄산이온을 제거하기 위한 방법중에서 석회법은 석회석을 소성하여 생석회를 만들고 이 생석회를 해수와 반응시켜 해수중의 탄산이온을 탄산칼슘(CaCO₃)형태로 침전시켜 슬러지형태로 제거하는 방법이다.

그런데, 이 탄산이온 정제공장에서 발생되는 물질은 탄산이온을 제거하는 반응에서 발생된 미립의 탄산칼슘과 생석회 제조시의 미소성 석회석, 해수중의 부유불순물 등이 혼합된 슬러지 형태를 취하고 있다. 따라서, 이러한 탈탄산 슬러지는 산업 폐기물로 취급되어 거의 폐기되는 실정이다.

이에 본 발명자들은 탈탄산슬러지의 활용방안을 연구하고, 그 결과에 근거하여 본 발명을 제안하게 된 것으로, 본 발명은 탈탄산슬러지를 석고제조에 이용하여 자원을 재활용하고, 또한 탈탄산슬러지를 이용하여 석고를 제조함에 있어서, 석고의 입자크기를 조절하여 불순물들과 분리를 용이하게 함으로써 고순도의 석고를 얻고자 하는데 그 목적이 있다.

제1도는 구연산(Citric Acid)수용액의 농도에 따른 100mesh 표준체를 통과한 석고의 양을 나타낸 그래프.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 해수마그네시아 제조시 발생되는 탈탄산 슬러지를 농도가 0.2wt%이상인 구연산(C₆H₈O₇)수용액에 투입한 후 교반하여 슬러리를 제조하는 단계; 상기 슬러리에 황산을 투입한후 교반하여 석고를 제조하는 단계; 및 상기 제조된 석고를 습식 체거름하여 불순물을 제거하는 단계를 포함하여 구성되는 탈탄산슬러지를 이용한 고순도 석고 제조방법에 관한 것이다.

이하, 본 발명을 보다 상세히 설명한다.

본 발명은 탈탄산슬러지와 황산을 반응시켜 석고를 얻고자 하는 것이다. 그런데, 탈탄산슬러지에는 석고 생성후 불순물로 작용하는 여러 가지 화합물들이 함유되어 있다. 즉, 탈탄산 슬러지 화학성분의 일례를 보이는 하기표 1에 나타난 바와같이 SiO₂, MgO 등의 불순물이 존재한다.

이러한 불순물중에서 MgO는 황산과 반응하여 녹기 때문에 제거하는데, 큰 어려움이 없다.

한편, SiO₂는 탈탄산용 생석회를 만드는 석회석에서 유입된 SiO₂로써 비교적 조립의 상태로 존재하기 때문에 물리적 방법으로 석고와 분리할 수 있다.

그러나, 이러한 입자 크기에 따른 물리적 방법으로 SiO₂와 석고를 분리할 경우, SiO₂입자와 석고 입자의 크기에 있어서 차별화가 그다지 크지 않기 때문에 고순도의 석고를 제조할 수 없게 되는 것이다.

따라서, 생성되는 석고입자의 크기를 작게 제어하면 고순도의 석고를 얻을 수 있는 것이다.

상기한 바와같은 관점으로 부터 출발한 본 발명은 해수 마그네시아 제조시 발생되는 탈탄산슬러지를 농도가 0.2wt%이상인 구연산 수용액에 투입한 후 교반하여 슬러리를 제조하는 단계를 거친다.

상기 구연산 수용액은 석고의 결정성장을 방해하여 제조되는 석고의 입자크기를 작게 제어하는 역할하는 것으로, 그 농도가 0.2wt%미만인 경우에는 결정성장의 억제효과가 미흡하다.

또한, 본 발명은 상기 슬러리에 황산을 투입한 후 교반하여 석고를 제조하는 단계를 거친다.

구연산 수용액에 탈탄산 슬러지를 투입한 슬러리에 황산을 투입하여 석고를 제조하는데, 이때 투입하는 황산의 양은 화학양론적인 반응량보다 과량 투입하는 것이 바람직하다. 또한 탈탄산 슬러지 중의 CaO와 황산이 완전히 반응할 수 있도록 충분히 교반하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명은 상기 제조된 석고를 습식체거름하여 불순물을 제거하는 단계를 거친다.

상기 구연산에 의해 미립으로 생성된 석고는 불순물로 작용하는 SiO₂와 입자크기에 있어서 보다 차별화됨으로써 체거름을 통한 분리에 의해 고순도의 석고를 얻을 수 있다.

이러한 방법으로 얻어지는 석고는 97.5%이상의 고순도를 얻을수 있다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다.

[실시예]

마그네시아 제조공장의 해수 전처리 공정인 탈탄산 공정에서 발생되는 슬러지를 여러곳에서 샘플링하여 혼합한 후에 이 혼합슬러지를 시료로 사용하였다. 구연산 수용액 농도를 0.05, 0.1, 0.15, 0,2, 0.3 wt/%로 11씩 제조하여, 여기에 탈탄산 슬러지를 200g씩 투입하고 10분간 500RPM으로 교반하여 균질한 슬러리를 제조하였다.

제조된 슬러리에 황산을 적하시키고 난후, 1시간 동안 500RPM으로 교반하여 완전히 반응시켰다. 이때, 황산의 투입량은 탈탄산 슬러지에 포함된 CaO와 반응할 수 있는 화학양론적 양보다 약 10%이상 과량을 투입하여 완전반응이 될 수 있도록 하였다.

이상의 과정을 통해 제조된 석고를 100mesh의 표준체로 체거름하여 그 통과분을 취하였으며, 그 통과량을 제 1 도에 나타내었다. 또한, SiO₂및 MgO의 함량을 분석하여 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.

제 1 도에 나타난 바와같이 구연산 농도가 0.2wt%이상에서 작은 입자크기의 생성석고가 얻어짐을 알 수 있었다.

또한, 상기표 2에서 알 수 있는 바와같이, 구연산 농도 증가에 따라 불순물인 SiO₂의 농도가 감소하는 것을 알 수 있었다.

상술한 바와같이, 본 발명에 의하면 산업폐기물인 탈탄산 슬러지를 이용하여 고순도 석고를 제조할 수 있으며, 또한 폐기물의 재활용 및 처리비용 경감과 공해를 방지 측면에서도 큰 효과를 얻을 수 있는 것이다.

Claims (1)

1. 해수마그네시아 제조시 발생되는 탈탄산슬러지를 농도가 0.2wt%이상인 구연산(C₆H₈O₇)수용액에 투입한 후 교반하여 슬러리를 제조하는 단계; 상기 슬러리에 황산을 투입한 후 교반하여 석고를 제조하는 단계; 및 상기 제조된 석고를 습식체거름으로 불순물을 제거하여 순도 97.5%이상의 석고를 얻는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 탈탄산 슬러지를 이용한 고순도 석고 제조방법.