KR100320244B1 - 비표면적이 큰 고활성 소석회의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 비표면적이 큰 고활성(高活性) 소석회(Ca(OH)2)의 제조방법에 관한 것으로서, 구체적으로는 적소상태의 생석회(CaO)에 중량비로 300∼1,000wt%의 수화수(水和水)를 사용하여 10℃ 이하의 저온에서 10분이상 저온수화하고 수화가 종결된 후 얻어진 소석회 슬러리(slurry)를 여과·건조 및 분쇄하여 소석회 분말을 얻고 이 소석회를 500∼800℃ 온도에서 10∼120분간 재소성하여 생석회를 제조한 후, 생석회에 중량비로 0.1∼10wt%의 소디움헥사메타포스페이트를 첨가한 수화수를 사용하여 재수화하여 비표면적이 20∼28m2/g인 고활성 소석회를 제조하는 방법에 관한 것이다.
본 발명의 비표면적이 큰 고활성 소석회는 반응성과 분산성이 우수하고 백색도가 높으므로 2차의 가공 없이도 각종 폐수처리제 및 배기가스 중의 황산화물 및 기타 유해가스 흡수제, 고무 또는 플라스틱 수지 산업의 충진제, 페인트 등의 각종 안료 및 농지 개량제 등에 직접 사용할 수 있다는 이점을 갖는다.
Description
본 발명은 비표면적(specific surface area)이 큰 고활성(高活性) 소석회(Ca(OH)2)의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명의 방법으로 제조된 소석회는 반응성과 분산성이 우수하고 백색도가 높은 특성을 갖는다.
종래의 소석회는 석회석(CaCO3)을 소성하여 얻은 생석회(CaO)를 건식법 또는 습식법으로 수화(水和)하여 제조하는데 건식법은 생석회에 대해 물의 양을 이론치의 1.5 ∼ 3배 정도 첨가하여 수화시키며, 습식법은 건식법보다 더 많은 물을 사용하여 제조한다. 상기의 제조법 모두가 생석회의 소성온도와 시간, 생석회의 순도(특히, 황의 함량), 생석회의 입도 및 수화수(水和水)의 양과 온도 등 소석회의 제조시 수화에 미치는 인자에 대한 고려는 있었지만 소석회의 비표면적, 백색도 등 소석회 자체의 물성을 향상시키는 기술에 대해서는 관심을 갖고 있지 않았다.
이와 같이 종래의 기술로 제조된 소석회는 단순한 기계적 분쇄에 의해 입도를 조정하지만 입자의 분포도가 넓고 비표면적이 낮을 뿐만 아니라 입자가 쉽게 응집되는 등의 문제가 있기 때문에 사용처별로 그 목적에 맞는 2차 처리가 필수적으로 요구되고 있다. 예를 들면, 배기가스 중의 황산화물(SOx) 흡수제나 기타의 탈취제로 사용될 경우에는 반응성을 높여주기 위해서 고가의 촉매를 사용하거나 다른 물질과 혼합하여 사용하여야 하며, 고무나 수지의 충진제(filler)로 사용될 경우는 분산성이 떨어지기 때문에 매트릭스(matrix)와 적절한 계면결합을 갖게 하기 위한 별도의 처리를 필요로 한다.
종래의 습식법 또는 건식법에 의한 소석회의 제조방법으로는 대체로 2 ∼ 3 m2/g 정도의 낮은 비표면적을 갖는 소석회가 제조된다. 이러한 소석회는 미분쇄 과정에서 비표면적이 다소 증가하기는 하지만, 분쇄를 할수록 입자간의 응집이 일어날 뿐만 아니라 입자 자체의 내부 기공(氣孔)이 충분히 발달하지 못한 상태이기 때문에 어느 한계에 도달하면 더 이상 비표면적이 증가되지 않는다.
소석회는 비표면적이 클수록 반응성과 분산성이 증대되고 백색도도 증가되는 성질을 갖는다.
본 발명의 목적은 생석회를 수화시켜 소석회를 제조하는 방법에 있어서, 적절한 열처리와 수화수의 온도 조절 및 분산제를 첨가하는 등의 방법으로 종래의 기계적 분쇄에 의해 얻어지는 소석회보다 입자크기가 더욱 미세하고 입경이 균일하며 비표면적이 20∼28m2/g로 증대된 고활성(高活性) 소석회의 제조방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 고활성(高活性) 소석회의 제조방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.
적소(赤燒)상태의 생석회에 대하여 중량비로 300∼1,000wt%의 수화수(水和水)를 사용하여 10℃ 이하의 저온에서 10분 이상 수화(水和)하고 수화가 종결된 후 얻어진 소석회 슬러리(slurry)를 여과·건조 및 분쇄하여 소석회(消石灰) 분말을 얻는다. 이와 같이 얻어진 소석회를 500∼800℃ 온도범위에서 10∼120분간 재소성 열분해시켜 생석회(生石灰)를 제조한 후, 상기와 동일한 방법으로 재수화하여 소석회를 제조하는데, 재수화시 생석회의 중량비로 0.1∼10wt%의 소디움헥사메타포스페이트(Sodium Hexametaphosphate : (NaPO3)6)를 첨가하여 소석회를 제조한다.
생석회는 적소상태가 되어야 미수화분(未水和粉)이 발생되지 않으며 미세한 입자의 소석회를 제조할 수 있다.
본 발명에서와 같이, 소석회를 재소성하면 소석회가 열분해하여 처음의 생석회와는 다른 기공(氣孔)이 잘 발달된 초미립자의 새로운 생석회가 생성된다. 이로부터 제조되는 소석회는 비표면적이 대단히 큰 고활성의 특징을 갖는다.
본 발명에서 사용한 소디움헥사메타포스페이트는 분산제로서 첨가하는 것이며 재소성처리하여 얻어진 초미분말의 소석회에 첨가하게 되면 입자간의 응집을 방지하고 분산성이 증대되어 비표면적 향상에 기여하게 된다.
소석회의 저온수화처리는 상온 및 그 이상의 온도에서 수화하여 제조된 소석회보다 입자가 미세하고 균일하며 백색도가 향상된 소석회 분말을 얻을 수 있게 한다.
이하 비교예와 실시예를 들어 본 발명을 구체적으로 설명한다. 그러나 본 발명이 다음 실시예만으로 한정되는 것은 아니다.
비교예 1. (종래방법)
적소상태의 생석회에 대하여 중량비로 500wt%의 수화수로 상온에서 수화하여 소석회를 제조하고 비표면적을 측정한 결과 비표면적이 2∼3m2/g인 소석회가 얻어진 것을 확인할 수 있었다.
실시예 1.
적소상태의 생석회에 대하여 중량비로 500wt%의 수화수를 사용하여 5℃의 얼음 배스(bath)속에서 1시간동안 저온 수화하였다. 수화가 종결된 후 얻어진 소석회 슬러리(slurry)는 100mesh 체(sieve)로 분급한 후 여과를 거쳐 110℃의 건조기에서 수분을 완전히 제거하고 볼밀(ball mill)을 사용하여 30분간 분쇄하였다. 분쇄가 끝난 소석회는 600℃에서 30분간 재소성하여 생석회를 제조하였다. 얻어진 생석회는 1 wt%의 소디움헥사메타포스페이트를 첨가한 소화수(消化水)를 사용하여 상기의 동일한 방법으로 재수화하여 비표면적이 20∼22m2/g인 고활성(高活性) 소석회를 제조하였다.
실시예 2.
실시예 3과 동일한 조건에서, 소디움헥사메타포스페이트를 생석회 중량비로 3wt% 첨가한 수화수를 사용하여 비표면적이 23∼28m2/g인 고활성(高活性) 소석회를 제조하였다.
이상의 실시예를 요약하면 표. 1과 같다.
| 저온 수화 | 소디움헥사메타포스페이트((NaPO3)n) | 재소성 | 비표면적(BET) | |
| 비교예 1 | 종 래 방 법 | 2∼3m2/g | ||
| 실시예 1 | O | 1wt% | O | 20∼22m2/g |
| 실시예 2 | O | 3wt% | O | 23∼28m2/g |
| ( O : 처리함, X : 처리하지 않음) |
일반적으로 분체의 비표면적이 증가하면 평형 증기압, 용해도 등이 커지며 표면의 활성(活性)도 커져 흡착·산화 등이 활발해진다.
본 발명의 비표면적이 큰 고활성 소석회는 그 특성상 반응성과 분산성이 우수하고 백색도가 높으므로 2차의 가공 없이도 각종 폐수처리제 및 배기가스 중의 황산화물 및 기타 유해가스 흡수제, 고무 또는 플라스틱 수지 산업의 충진제, 페인트 등의 각종 안료 및 농지 개량제 등에 직접 사용할 수 있다. 뿐만 아니라 종래의 소석회와 비교하여 활성도와 분산성 및 백색도가 매우 우수하기 때문에 기존의 사용처별로 목적에 맞게 사용했던 처리방법을 본 소석회에 적용하면 대단히 우수한 효과를 얻을 수 있다.
Claims (2)
- 석회석을 소성.수화하여 소석회를 제조하는 방법에 있어서, 적소상태의 생석회(CaO)에 대하여 중량비로 300∼1,000wt%의 수화수(水和水)를 사용하고 10℃ 이하의 저온에서 10분 이상 수화하여 얻어진 소석회(Ca(OH)2) 슬러리(slurry)를 여과·건조 및 분쇄하여 소석회 분말을 얻고 이 소석회를 500∼800℃ 온도범위에서 10∼120분간 재소성하여 생석회를 제조한 후 소디움헥사메타포스페이트를 생석회 중량에 대하여 0.1~10wt% 첨가한 소화수(消化水)를 사용하여 재수화하여 비표면적이 큰 고활성의 소석회를 제조하는 방법.
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