KR100361344B1 - 황토의 정제방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 황토의 정제방법에 관한 것으로서, 보다 상세히는 황토의 특성을 증대시킬 수 있는 미립분을 정제할 수 있도록 하여 황토의 효율적 활용에 이용하도록 한 것이다.

즉 본 발명은 입경 2μm 이하의 결정 형태를 가지는 점토광물과 그 이상의 크기를 가지는 석영 및 장석 등의 광물들로 이루어지는 천연황토를 물에 혼합하고 인산나트륨과 탄산나트륨 등과 같은 분산제를 투입하여 입경 2μm 이하의 점토광물을 수중에서 분산시켜 현탁액 상태가 이루어 질 수 있도록 하고, 현탁액으로부터 미립 유용광물(점토광물)을 취함으로써 황토의 효율적 활용이 가능하도록 함에 요지가 있다.

Description

황토의 정제방법{Rfining method for loess}

본 발명은 황토의 정제방법에 관한 것으로서, 보다 상세히는 황토의 특성을 증대시킬 수 있는 미립분을 정제할 수 있도록 하여 황토의 효율적 활용에 이용하도록 한 것이다.

일반적으로 황토는 pH=3∼6 정도로 산성을 띠며, 주로 입경 2μm 이하의 결정 형태를 가지는 다량의 점토광물과 그 이상의 크기를 가지는 석영 및 장석 등의 광물들도 상당량 포함되어 있다. 황토의 유효한 특성은 그 속에 포함된 점토광물에 기인하는 것으로서, 입자가 크고 활성이 없는 광물들은 제거하는 것이 필요하다.

현재까지는 일반적으로 황토는 채취한 후 그대로 사용하든지 아니면 채로 분리하거나, 혹은 그대로 분쇄하여 사용하고 있는 실정이다.

한편 황토는 Pb, Cu, Zn, Cr 등의 중금속에 대한 흡착 능력이 우수하여 여러형태로 산업 분야에 이용되고 있으며, 일례로 축산농가 등에서는 황토를 사료와 혼합하여 먹이기도 한다.

상기한 바와 같이 황토를 채취하여 그대로 사용하거나 분쇄하여 사용할 경우 황토에 포함되어 있는 점토광물 이외의 광물 즉, 석영이나 장석이 다량 포함되게 되는데 이들은 흡수능력이 거의 없으므로 상기에 언급한 바와 같이 사료에 혼합하여 가축에게 먹일 경우 석영이나 장석 등으로 인하여 부작용이 생길 우려가 상당하였다.

그러나 현재까지는 황토를 구성하는 물질들 중 석영이나 장석 등과 미립광물을 분리하는 기술이 없어 사료용 및 의약용 등 고급용으로 사용될 수 있는 황토의 공급이 어려웠는 바, 석영이나, 장석 등의 광물을 제거하여 순수 미립의 황토성분만을 정제할 수 있는 정제기술이 절실히 요구되고 있는 실정이다.

이에 본 발명에서는 황토에 다량 포함되어 있는 석영이나 장석을 효과적으로 분리할 수 있는 정제기술을 개발하여 상기한 문제점을 해소코자 한 것이다.

본 발명에서는 입경 2μm 이하의 결정 형태를 가지는 점토광물과 그 이상의 크기를 가지는 석영 및 장석 등의 광물들로 이루어지는 천연황토를 물에 혼합하고 인산나트륨과 탄산나트륨 등과 같은 분산제를 투입하여 입경 2μm 이하의 점토광물을 수중에서 분산시켜 현탁액 상태가 이루어 질 수 있도록 하고, 현탁액으로부터 미립 유용광물(점토광물)을 취할 수 있도록 함으로써 천연자원인 황토를 더욱 효과적으로 활용할 수 있도록 함에 본 발명의 기술적 과제를 두고 본 발명을 완성한 것이다.

도 1은 본 발명의 간략한 정제 공정도

도 1은 본 발명의 간략한 정제 공정도를 나타낸 것으로서, 이하 본 발명의 정제방법을 구체적으로 설명하기로 한다.

본 발명은 황토의 효능을 증대시킬 수 있는 채취한 황토에서 점토광물을 분리하는 정제기술에 관한 것으로서, 인산나트륨과 탄산나트륨 등과 같은 분산제를 사용하여 수중에서 황토 입자를 분산시켜 그 현탁액으로부터 미립 유용물질을 분리하여 정제된 고품질 제품을 만들어 황토를 보다 효율적으로 활용코자 하는 것이다.

<정제방법>

1. 유기물이 포함되지 않은 적갈색의 황토(풍화토)를 채취하여 저수조에 투입한다. 필요에 따라서 채취된 황토는 분쇄할 수도 있다.

2. 상기 황토를 저수조에 투입한 후, 황토의 중량비 100∼200g에 물 1ℓ와 미량의 분산제를 투입하여 약 pH=10의 알카리로 조정하여 모든 미립자들이 완전 분산되도록 혼합하여 현탁액을 만든다.

상기 분산제로는 물 1ℓ당 인산나트륨(Na₃PO₄) 0.7∼1.0g 또는 탄산나트륨(Na₂CO₃) 1.3∼1.6g을 선택적으로 사용할 수 있으며, 본 발명자가 실험한 결과 인산나트륨(Na₃PO₄) 0.8g, 탄산나트륨 (Na₂CO₃) 1.5g에서 가장 효과적인 현탁액을 얻을 수 있었다.

상기에서의 현탁액은 주로 2μm 이하의 점토광물이며 석영이나, 장석과 같은 광물은 저수조의 바닥에 가라앉아 있는 상태이다.

3. 이렇게 분산된 황토 현탁액을 약 8시간 방치하던지 아니면 최상등액을 다른 저수조로 단계적으로 이동시켜 점토광물의 현탁액을 취한다.

4. 상기 방법으로 얻어진 현탁액을 자연건조 시키거나 또는 원심분리기 혹은 여과장치를 이용하여 탈수한 후 건조시켜 이를 제품으로 한다.

이상과 같이 황토를 정제할 수 있는 본 발명은 소정량의 황토에 물과 미량의 분산제를 투입하여 현탁액으로 만들게 되는데, 이때 분산제 중의 1가 양이온인 Na 이온이 점토광물과 같은 미립자의 표면에 결합하여 두꺼운 전기이중층을 만들게 되고, 이들 입자간의 반발력이 증가되기 때문에 작은 입자들이 뭉치지 않고 독립적으로 떨어져서 분리된 상태를 유지하게 된다. 따라서 미립자들의 분리가 가능하게 된다.

만약 분산제를 투입하지 않을 경우에는 전기이중층이 두껍지 않게 되어 미립자들이 서로 인력에 의해 결합된 응집상태가 이루어지므로 분리가 어렵게 된다.

상기한 방법으로 정제된 제품에는 석영과 장석이 거의 함유되지 않고, 반면에 일라이트, 카오린광물, 버미큘라이트 등의 점토광물이 다량 함유되어 있으므로 흡착성, 이온교환성, 탈수 및 재수화성 등의 특성이 우수하다.

따라서 이들 제품은 가축의 사료용과 의약용 등의 고급용으로 이용하기에 적합하다.

<실시예>

대표적인 적갈색의 황토를 상기한 방법에 따라 미립 입자를 분리하여 보았다.

그 결과, 효과적인 분산제의 농도로는 탄산나트륨이 물 1ℓ에 약 1.3 ∼1.6g, 인산나트륨이 물 1ℓ당 약 0.7 ∼ 1.0 g 이 적절한 것으로 나타났다.

그리고 최종 정제 제품은 본래의 황토에 비하여, 석영, 장석, 운모 등 큰 결정의 광물은 거의 제거되고, 반면에 미립입자로 구성되는 일라이트, 카오린광물, 버미큘라이트 등의 점토광물이 다량 함유된 것을 확인할 수 있었다.

또한 본 발명에 의해 얻어지는 미립분을 이용할 경우 Pb, Cu, Zn, Cr 등의 중금속에 대한 흡착 능력도 본래 황토에 비하여 약 2배 이상 증가 되었으며, 양이온교환용량도 약 3배 이상 증가되는 것이 조사 되었다.

이상과 같이 정제될 수 있는 본 발명은 황토를 물에 혼합하고 인산나트륨과 탄산나트륨 등과 같은 분산제를 투입하여 입경 2μm 이하의 점토광물을 수중에서 분산시켜 현탁액 상태가 이루어 질 수 있도록 하고, 현탁액으로부터 일라이트, 카오린광물, 버미큘라이트 등이 다량 함유된 미립 유용광물(점토광물)을 취함으로서, Pb, Cu, Zn, Cr 등의 중금속에 대한 흡착 능력이 우수하고 양이온교환용량도 약 3배 이상 증가되는 미립분을 얻을 수 있으므로 사료용 및 의약용 등 고급용으로 사용할 수 있는 이점이 있으며, 황토를 그대로 사용할 때의 불용하고 유해한 물질이 제거됨으로서 부작용을 최소화할 수 있는 등 다수의 효과가 기대되는 매우 유용한 발명이다.

Claims (1)

1. 유기물이 포함되지 않은 적갈색의 황토(풍화토)를 채취하여 저수조에 투입하고,

   황토 중량비 100∼200g에 물 1ℓ와 분산제인 인산나트륨 (Na₃PO₄) 0.7∼1.0g 또는 탄산나트륨 (Na₂CO₃) 1.3∼1.6g을 선택적으로 넣고 혼합하여 현탁액을 만들고,

   상기 저수조에서 주로 2μm 이하의 점토광물로 이루어지는 현탁액만을 취하여 탈수. 건조함을 특징으로 하는 황토의 정제방법.