KR100286701B1

KR100286701B1 - 고순도 질산칼슘을 위한 제조공법 및 장치

Info

Publication number: KR100286701B1
Application number: KR1019990012424A
Authority: KR
Inventors: 이은환
Original assignee: 이은환; 주식회사동일화학
Priority date: 1999-04-08
Filing date: 1999-04-08
Publication date: 2001-04-16
Anticipated expiration: 2019-04-08
Also published as: KR20000065778A

Abstract

본 발명은 질산칼슘(Ca(NO₃)₂,4H₂O)의 제조공법 및 장치에 관한 것으로, 제조과정상 요구되는 별도의 감압농축을 배제하면서도, 불순물의 흡착과 고순도의 정제를 가능케 하여 양질의 고순도 질산칼슘이 제조될 수 있도록 한 것인데, 원료 CaO함량이 55.4%로 이루어진 CaCO₃와 68%로 이루어진 HNO₃를 반응조내에서 활성탄 0.1%를 투입한 채 중화 반응시킴과; 상기 반응된 용액을 교반조에 투입하되, 이때 온도저하에 따른 결정형성을 방지하기 위해 교반조를 히팅처리하며, 프리코트제 0.1%와 여과조제인 파라셀 0.1%를 동시 투여하여 교반시키고 이후 상기 교반된 용액을 여과조에 투입하여 고순도의 질산칼슘으로 여과되도록 함과; 상기 여과액을 1차 냉각시킨 후 결정장치로 보내 2차 급랭시키어 결정이 완성되도록 함과; 상기 완성된 결정이 탈수조에세 분말상태로 탈수되도록 한 후 샤일로에 충입되도록 한 일련의 공정과 주변 장치로 이루어진다.

Description

고순도 질산칼슘을 위한 제조공법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR MANUFACTURING Ca(NO3)2, 4H2O WITH HIGH PURITY}

본 발명은 질산칼슘(Ca(NO₃)₂,4H₂O)의 제조공법 및 장치를 제공하기 위한 것으로, 특히 제조과정상 요구되는 별도의 감압농축을 배제하면서도, 불순물의 흡착과 고순도의 정제를 가능케 하여 양질의 고순도 질산칼슘이 제조될 수 있도록 한 개선된 기능을 갖는 제조공법 및 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 질산칼슘(Ca(NO₃)₂)이란 분자량이 164.09.4로 수화물은 무색의 단사정계 결정이고, 42.7℃에서 결정수에 녹고, 100℃이상에서는 무수물이 된다.

무수물은 무색의 등축정계 분말이며, 녹는점은 561℃로 모두 조해성을 나타내며, 주로 질산염이나 연화, 염색가공제, 냉매용제, 탈청제, 시멘트혼화제, 산화제 등의 제조에 사용되고 또한 속효성비료이다.

비료로서는 질산석회라고도 하는 생리적 염기성의 비료이며, 질산 상태의 질소 10-12%와, 수용성 석회 28%를 함유한다.

또한, 흡수성이 대단히 강하기 때문에 종래에는 그다지 사용되지 않았는데,최근들어 시설재배 등에 그 사용량이 증가되고 있다.

따라서 상기에서와 같은 유용성을 갖는 질산칼슘을 제공하기 위해서 종래에는 그 제조 공법의 각 단계별인 예컨대 중화반응→여과→감압농축→결정화→탈수→포장의 공정이 마련되었다.

그러나, 상기와 같은 공정을 제공하기 위해서는 과다한 설비시설과 유지보수비가 요구되었고, 인력의 과다 투입에 따라 결국 작업성의 저하는 물론 제품단가의 상승을 유발한다는 폐단을 포함하고 있다.

특히, 감압농축 공정은 위 각 공정에 비하여 상대적으로 그 주변장치가 매우 대형이어서 설치상의 번거러움을 내포하고 있음은 물론 보다 넓은 점유공간을 필요로 함과 동시에 설치비의 부담과 과다한 전력소모가 우려된다는 등의 제반 문제점을 수반하고 있다.

따라서, 보다 저렴한 비용과 간단한 생산설비를 통해서도 양질의 고순도를 유지하는 질산칼슘의 생산이 가능할 수 있도록 각별히 배려되어야 한다.

상기의 요망사항을 만족하기 위하여 안출된 본 발명의 목적은 질산칼슘의 제조를 위해 마련되는 일련의 공정에서 감압농축 공정을 배제시킴과 아울러 여과공정상에 고순도 정제를 위한 별도의 첨가제를 투입하여 여과시킴으로 복잡한 설비장치를 단순화시킴과 동시에 공정의 단축을 통해 작업성을 향상시키고, 저렴한 생산비용으로 고순도의 품질을 얻을 수 있도록 함에 있다.

상기의 목적달성을 위해 본 발명은 원료 Ca0함량이 55.4%로 이루어진 CaC0₃와 68%로 이루어진 HNO₃를 반응조내에서 활성탄 0.1%를 투입한 채 중화 반응시킴과; 상기 반응된 용액을 교반조에 투입하되, 이때 온도 저하에 따른 결정형성을 방지하기 위해 교반조를 히팅처리하며, 프리코트제 0.1%와 여과조제인 파라셀 0.1%를 동시 투여하여 교반시키고 이후 상기 교반된 용액을 여과조에 투입하여 고순도의 질산칼슘으로 여과되도록 함과; 상기 여과액을 1차 냉각시킨 후 결정장치로 보내 2차급랭시키어 결정이 완성되도록 함과; 상기 완성된 결정이 탈수조에서 분말상태로 탈수되도록 한 후 샤일로에 충입되도록 한 일련의 공정을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 CaCO₃및 HNO₃원료가 충입되어진 각 저장조와; 상기 각 저장조로부터 배출된 CaCO₃55.4%와 HNO₃68%의 연료에 활성탄 0.1%를 첨가하여 상호 중화반응되도록 투입되는 반응조와; 상기 반응된 용액이 투입되어 교반되도록 하되, 고순도의 정제용 프리코트제와 여과조제인 파라셀의 저장조로부터 상기 프리코트제 0.1%과 파라셀 0.1%을 더 투여 받아 교반되도록 한 교반조와; 교반이 완료된 용액의 여과를 위해 마련되는 탈 슬러지기와; 상기 탈 슬러지기를 통해 제조된 고순도의 질산칼슘 용액이 결정 형성에 도움되도록 1차 냉각되는 원액 수집조와; 상기 용액이 이후 2차 급랭 처리되어 결정이 입자화되도록 한 정석기와; 상기 결정의 탈수를 위해 마련되는 스크러버; 탈수된 분말 결정이 투입될 수 있는 완제품 이송조; 및 완제품 저장조가 구비되어 이루어진다.

도 1은 본 발명 제조장치의 프랜트 설비를 도시해 보인 설명도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10 : CaCO₃저장조 11 : HNO₃저장조

12 : 반응조 14 : 교반조

17 : 탈 슬러지기 18 : 원액 수집조

19,20 : 정석기 21 : 스크러버

22 : 이송로 23 : 완제품 저장조

상기의 목적 및 특징을 갖는 본 발명은 이하에서 설명되는 바람직한 실시예에 의해 양호하게 재현될 수 있다.

첨부된 도 1은 본 발명 제조장치를 도시해 보인 설명도인바, 고순도 질산칼슘(Ca(NO₃)₂,4H₂O)의 제조를 위해 마련되는 본 발명은 원료 CaCO₃및 HNO₃가 일정량 충입되어 배출될 수 있는 각각의 저장조(10)(11)를 마련하되, 이에 연설되어 상기 각 저장조(10)(11)로부터 적절히 배출되면서 Ca0함량이 정확하게 55.4%로 이루어진 CaCO₃와 68%로 이루어진 HNO₃를 반응조(12)에 투입하여 상호 중화 반응시킨다.

이때, 상기 원료의 순도가 정확한 량을 유지함으로 인해 별도의 감압농축이 필요 없고, 단순 냉각공정으로만 결정이 형성될 수 있다.

또한, 상기 중화반응시에 활성탄 저장조(13)로부터 적절히 공급될 수 있는 활성탄 0.1%를 더 첨가시킴이 바람직할 것인데, 이와 같은 공정으로 인해 불순물의 흡착과 수분조절에 영향을 줄 수 있음은 물론이다.

이후, 상기의 반응된 용액은 교반조(14)로 투입되어 교반되도록 하는데, 여기에 고순도 정제용 프리코트제 저장조(15)와 여과조제인 파라셀 저장조(16)로부터 상기 프리코트제 0.1%과 파라셀 0.1%을 투여 받아 여과시 고순도의 정제를 위하여 함께 교반되도록 한다.

한편, 상기 교반조(14)에서는 용액이 여과되기전 온도가 내려가 결정이 형성되는 것을 방지하기 위해 소정 온도로의 히팅처리가 필요하게된다.

상기 교반이 완료된 용액의 여과는 탈 슬러지기(17)를 통해 여과되는 것이며, 이와 같은 과정을 거쳐 비로소 고순도의 질산칼슘 용액이 제조될 수 있다.

이와 같은 용액은 다시 원액 수집조(18)로 이송되고, 여기에서 상기 탈 슬러지기(17)를 통해 제조된 고순도의 질산칼슘 용액이 결정 형성에 도움되도록 1차 냉각되며, 이후 복수로 마련되어 결정을 입자화시키기 위한 정석기(19)(20)을 통해 2차 급랭 처리되어 비로소 결정이 완성된다.

이후, 상기 결정의 탈수를 위해 마련되는 스크러버(21)를 거쳐 충분히 탈수 된 분말상의 결정은 완제품 이송조(22)로 보내진 후 다시 완제품 저장조(23)인 샤일로에 투입되도록 한 것이다.

도면중 미설명된 부호 (24)는 반응시 생성되는 가스 중화탑이며, (25)는 탈수시 여액을 다시 순환시키기 위한 주변장치를 도시한 것이다.

따라서, 각종 질산염이나 연화, 염색가공제, 냉매용제, 탈청제, 시멘트혼화제, 산화제 등의 제조를 위해 마련되는 본 발명은 감압농축과정을 배제시킴으로 복잡한 설비 시설을 축소할 수 있어 소요되는 경비 및 인력의 대폭적인 절감이 가능한 것이며, 공간의 효율적인 사용과 고순도의 품질을 유지할 수 있음으로 그 경제적인 유용성이 매우 크다.

한편, 본 발명은 그에 관한 최선의 실시예를 예거하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 청구 범위에 국한되어 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 실시될 수 있다면 지금까지 설명된 실시예의 변경을 고려해 볼 수도 있음은 물론이다.

Claims

원료 Ca0함량이 55.4%로 이루어진 CaC0₃와 68%로 이루어진 HNO₃를 반응조내에서 활성탄 0.1%를 투입한 채 중화 반응시킴과; 상기 반응된 용액을 교반조에 투입하되, 이때 온도 저하에 따른 결정형성을 방지하기 위해 교반조를 히팅처리하며, 프리코트제 0.1%와 여과조제인 파라셀 0.1%를 동시 투여하여 교반시키고 이후 상기교반된 용액을 여과조에 투입하여 고순도의 질산칼슘으로 여과되도록 함과; 상기 여과액을 1차 냉각시킨 후 결정장치로 보내 2차 급랭시키어 결정이 완성되도록 함과; 상기 완성된 결정이 탈수조에서 분말상태로 탈수되도록 한 후 샤일로에 충입되도록 함을 특징으로 하는 고순도 질산칼슘(Ca(NO₃)₂,4H₂O)을 위한 제조공법.
CaCO₃및 HNO₃원료가 충입되어진 각 저장조와; 상기 각 저장조로부터 배출된 CaCO₃55.4%와 HNO₃68%의 연료에 활성탄 0.1%를 첨가하여 상호중화반응되도록 투입되는 반응조와; 상기 반응된 용액이 투입되어 교반되도록 하되, 고순도의 정제용 프리코트제와 여과조제인 파라셀의 저장조로부터 상기 프리코트제 0.1%과 파라셀 0.1%을 더 투여 받아 교반되도록 한 교반조와; 교반이 완료된 용액의 여과를 위해 마련되는 탈 슬러지기와; 상기 탈 슬러지기를 통해 제조된 고순도의 질산칼슘용액이 결정 형성에 도움되도록 1차 냉각되는 원액 수집조와; 상기 용액이 이후 2차 급랭 처리되어 결정이 입자화되도록 한 정석기와; 상기 결정의 탈수를 위해 마련되는 스크러버; 탈수된 분말 결정이 투입될 수 있는 완제품 이송조; 및 완제품 저장조가 구비되어 이루어짐을 특징으로 하는 고순도 질산칼슘(Ca(NO₃)₂,4H₂O)을 위한 제조장치.