KR100406392B1

KR100406392B1 - 제철소의부산물을이용한폐황산의중화처리및이중화처리과정에서발생하는침전물을석고로제조하는방법

Info

Publication number: KR100406392B1
Application number: KR10-1998-0054378A
Authority: KR
Inventors: 안지환; 김환; 이상법; 김장수; 성기웅
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 1998-12-11
Filing date: 1998-12-11
Publication date: 2004-02-14
Also published as: KR20000039135A

Abstract

본 발명은 폐황산의 중화처리 및 석고의 제조방법에 관한 것으로, 그 목적은 제철소에서 발생하는 부산물을 이용하여 폐황산을 중화처리하는 방법과, 이 중화처리과정에서 발생하는 침전물을 석고로 제조하는 방법을 제공함에 있다.

이와 같은 목적을 갖는 본 발명은, 제철소의 석회석 수세슬러지를 수화반응시켜 수산화칼슘 분말을 얻는 단계; 이 수산화칼슘 분말을 현탁액으로 만드는 단계;

이 수산화칼슘현탁액을 폐황산과 화학양론적으로 반응시켜 폐황산을 중화처리하는 단계;로 이루어지는 폐황산의 중화처리방법: 또한, 상기 중화처리과정에서 발생한 침전물을 여과하고 이를 건조하는 단계:로 이루어지는 석고의 제조방법: 그리고,

스테인레스 정련공정의 부원료분진을 수화반응시켜 수산화칼슘현탁액을 얻는 단계;

이 수산화칼슘현탁액에 이산화탄소가스를 주입하여 탄산화반응에 의해 탄산칼슘을 얻는 단계; 이 탄산화칼슘을 현탁액으로 만드는 단계; 이 탄산화칼슘현탁액을 폐황산과 화학양론적으로 반응시켜 중화처리하는 단계;로 이루어지는 중화처리방법: 및

이 중화처리과정에서 침전물을 여과하여 건조하는 단계:로 이루어지는 석고의 제조방법에 관한 것을 그기술적요지로 한다.

Description

제철소의 부산물을 이용한 폐황산의 중화처리 및 이 중화처리과정에서 발생하는 침전물을 석고로 제조하는 방법{THE NEUTRALIZATION PROCESS OF WASTE SULPHURIC ACID WITH BY PRODUCT FROM IRON AND STEEL WORKS AND THE METHOD OF MANUFACTURING GYPSUM WITH PRECIPITATE MADE THE NEUTRALIZATION PROCESS}

본 발명은 폐황산의 중화처리 및 석고의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 제철소에서 발생하는 부산물을 이용하여 폐황산을 중화처리하는 방법과 이 중화처리과정에서 발생하는 침전물을 석고로 제조하는 방법에 관한 것이다.

구리, 아연, 알루미늄, 티타늄, 니켈, 수은 등의 비철금속의 정련공정, 또는 도금공정, 화학약품의 제조공정등 각종 철강업과 화학공업분야등에서는 폐황산이 발생하고 있다. 이러한 폐황산은 수질오염을 야기시키고 있어 그 처리는 환경보호차원에서 중요하다.

폐황산의 화학적처리에는 폐황산에 중화제를 첨가하여 중화침전처리하는 중화법이 널리 이용되고 있으며, 중화제로는 수산화나트륨, 탄산나트륨 등의 나트륨화합물과 산화칼슘, 수산화칼슘, 탄산칼슘 등의 칼슘화합물이 주로 이용되고 있다. 중화제를 선택하는 데에는 중화제의 용해도, 취급용이성 및 경제적효율성들을 고려해야 한다.

나트륨화합물의 경우 물에 잘녹아 중화제로 주입이 간단하며 반응성도 좋아서 사용하기가 편리하다는 장점이 있으나, 비용이 매우 비싸서 처리조건에 따라 선택적으로 사용되고 있다. 칼슘화합물의 경우 나트륨화합물 보다 훨씬 값이 싸서 실용성이 있으나, 용해도가 작은 단점이 있으며, 탄산칼슘의 경우 낮은 용해도로 인해 미세한 분말형태나 슬러리형태로 사용되고 있다. 최근 지구환경을 보호를 위한 각종 국제협약 및 규제강도가 점점 커짐에 따라 폐황산의 효과적인 처리방법과 그 처리비용을 절감할 수 있는 중화제가 요구되고 있다.

한편, 최근 들어 건축물에는 석고보드가 많이 이용되고 있으며, 이에 따라 석고보드의 원료물질인 석고(CaSO₄·2H₂O)의 수요가 크게 증가하고 있다. 이 석고의 제조방법은 첫째, 석고원석(석회석)을 채취하여 분쇄하여 석고를 제조하는 방법과 둘째, 황산과 탄산칼슘 또는 수산화칼슘을 반응시켜 석고를 제조하는 방법이 있다. 석회석이 산출량이 많지 않은 우리 나라의 경우 두 번째 방법이 많이 이용되고 있으며, 이 방법에서는 석고원료를 저렴하게 제조할 수 있는 방법이 그 기술의 요체이다.

본 발명은 제철소의 석회석 수세슬러지를 이용하여 폐황산을 중화처리하고 여기서 석고를 얻을 수 있는 방법을 제공하는데, 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 스테인레스 정련공정의 부원료분진를 이용하여 폐황산을 중화처리하고 여기서 석고를 얻을 수 있는 방법을 제공하는데도 그 목적이 있다.

도 1은 제철소 부산물을 이용하여 석고를 제조하는 공정의 일례도

도 2는 폐황산의 2단계 중화처리과정을 나타내는 공정도

도 3은 폐황산에서 수산화칼슘 현탁액의 양과 pH와의 관계를 나타내는 그래프로서,

도 3(a)는 제철소의 석회석 수세슬러지를 수화한 수산화칼슘 현탁액

도 3(b)는 제철소의 석회석 수세슬러지를 소성하고 수화한 수산화칼슘 현탁액

도 3(c)는 순수한 수산화칼슘 현탁액

도 4는 탄산칼슘 현탁액과 pH와의 관계를 나타내는 그래프로서,

도 4(a)는 순수한 황산에 대한 본 발명의 탄산칼슘과 순수한 탄산칼슘

도 4(b)는 폐황산에 대한 본 발명의 탄산칼슘과 순수한 탄산칼슘

도 5는 탄산칼슘으로 황산 및 폐황산의 중화처리시 부산석고의 주사현미경사진

도 6은 순수한 황산을 순수한 탄산칼슘 및 본 발명의 탄산칼슘으로 중화시켰을 때 생성된 석고의 X-선회절도

도 7은 폐황산을 순수한 탄산칼슘 및 본 발명의 탄산칼슘으로 중화시켰을 때

생성된 석고의 X-선회절도

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 중화처리방법은,

제철소의 석회석 수세슬러지를 수화반응시켜 수산화칼슘 분말을 얻는 단계;

이 수산화칼슘 분말을 현탁액으로 만드는 단계;

이 수산화칼슘현탁액을 폐황산과 화학양론적으로 반응시켜 폐황산을 중화처리하는 단계;를 포함하여 구성된다.

또한, 본 발명의 석고제조방법은, 상기 중화처리과정에서 발생하는 침전물을 여과하고 건조하여 석고를 얻는 것을 포함하여 구성된다.

상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 중화처리방법은,

스테인레스 정련공정의 부원료분진에 수화반응시켜 수산화칼슘현탁액을 얻는 단계;

이 수산화칼슘현탁액에 이산화탄소칼슘을 주입하여 탄산화반응에 의해 탄산칼슘을 얻는 단계;

이 탄산화칼슘을 현탁액으로 만드는 단계;

이 탄산화칼슘현탁액을 폐황산과 화학양론적으로 반응시켜 중화처리하는 단계;를 포함하여 구성된다.

또한, 본 발명의 석고 제조방법은, 상기 중화처리과정에서 발생하는 침전물을 여과하고 건조하여 석고를 얻는 단계를 포함하여 구성된다.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.

[제철소의 석회석 수세슬러지를 이용한 폐황산이 중화처리 및 석고의 제조방법]

일반적으로 제철소의 석회석소성공장에서는 석회석의 소성전 석회석수세공정에서 석회석 수세슬러지 (이하, 간단히 '슬러지'라 함)가 발생되고 있으며, 그 대표적인 화학조성은 아래 표 1과 같다. 한편, 세멘트제조공장에서도 석회석 수세슬러지가 발생하나 CaO함량이 약 40%로 그 함량이 낮다.

구분	제철소의 석회석 수세슬러지 화학성분(중량%)
구분	CaO	SiO₂	MgO	Al₂O₃	Fe₂O₃	K₂O	Na₂O	Ig.loss	수분함량
A	52.1	2.3	0.8	1.2	0.3	0.22	0.07	43.01	21.1

상기와 같이 슬러지에는 다량의 산화칼슘(CaO)이 함유되어 있으며, 본 발명에서는 이러한 산화칼슘이 많이 함유되어 있는 것이 좋다. 상기 산화칼슘이 다량 함유되어 있는 슬러지를 폐황산의 중화처리에 이용하고 여기서 부산석고를 얻는데, 이는 도 1에 간략히 도시되어 있다.

본 발명에 따라 슬러지에 물을 혼합하면 아래의 수화반응에 의해 수산화칼슘이 얻어진다. 이때 슬러지를 소성한 다음 수화반응을 시켜도 좋다. 이는 소성을 통해 슬러지 입자간에 존재하는 결정수를 제거하고 응집을 끊어주어 입자의 크기를 작게 할 수 있어 수화반응성이 좋아진다. 이때의 소성온도는 200-1200℃가 바람직한데, 그 이유는 적어도 200℃이상의 온도가 되어야 결정수를 제거하고 응집을 끊어줄 수 있으며, 1200℃를 넘으면 고상반응이 일어나기 때문이다.

CaO + H₂O → Ca(OH)₂+ 15.2Kcal

위의 반응식 1에서 알 수 있듯이, 산화칼슘의 수화는 격렬한 발열반응이다. 슬러지는 물과 매우 격렬하게 반응하며, 반응시 온도가 60-80℃까지 올라간다. 이로부터 슬러지의 높은 반응특성을 파악할 수 있다.

상기 같이 수화반응에 의해 수산화칼슘분말을 얻을 수 있는데, 이 수산화칼슘분말은 폐산 예를 들어 폐황산, 폐염산의 중화제로도 사용할 수 있다.

본 발명에 따라 상기 수산화칼슘분말로 폐황산을 중화처리하기 위해서는, 수산화칼슘분말을 현탁액으로 만든다. 이때, 상기 수화반응에서 바로 현탁액을 만들수도 있다. 수산화칼슘 현탁액에 있어 수산화칼슘의 농도는 시간적인 효율과 양적인 효율을 동시에 고려하여 5-15중량%로 하는 것이 바람직하다. 만일 그 농도가 5%이하로낮은 경우에는 중화시키는데 시간이 매우 많이 걸려 비용이 많이 들며, 15%를 넘는 경우 생성되는 석고가 시간적인 면에서 특별한 장점을 가지지 못하며(반응속도는 어느 정도 양 이상에서는 크게 증진되지 않는다) 또한 물에 골고루 분산되지 못하고 덩어리지게 되므로 후처리시의 비용 및 손실량이 커지게 되기 때문이다.

상기 수산화칼슘 현탁액을 폐황산과 화학양론적으로 반응시켜 폐황산을 중화처리하면, 아래의 반응식2와 같이 부산 석고[Ca(SO₄)·2H₂O]가 침전된다.

Ca(OH)₂+ H₂SO₄→ Ca(SO₄)·2H₂O↓

이와 같이 본 발명에 따라 슬러지를 수산화칼슘분말로 만들면 중화제로도 사용할 수 있고, 이 중화제는 폐황산의 중화처리에 이용되고 여기서, 생기는 침전물을 여과하여 건조하면 석고를 얻을 수 있다. 이러한 부산석고는 석고보드의 원료로 이용할 수 있다.

[스테인레스 정련공정의 분진을 이용한 폐황산의 중화처리 및 석고의 제조방법]

본 발명에 이용되는 스테인레스강 정련공정의 부원료분진(이하, 간단히 '부원료분진'이라고도 표기함)은 통상적으로 제철소에서 스테인레스강을 정련할 때 사용되는 부원료(예를들어 생석회, 돌로마이트, 페로실리콘 등)의 저장 또는 이송중에서 발생하는 것으로, 제철소에서는 집진설비를 이용하여 집진하고 있다. 아래 표 2에는 이러한 부원료분진의 성분이 일례로 제시되어 있으며, 이 성분비는 제철소의 정련조업에 따라 일부 변화지만 그 정도는 크지 않다.

구분	화학성분(중량%)
구분	CaO	SiO₂	MgO	Al₂O₃	Fe₂O₃	K₂O	Na₂O	Ig.loss
A	58.33	11.42	7.69	0.40	3.45	0.07	0.03	2.57
B	58.56	12.47	9.64	0.48	2.44	0.09	0.03	2.68
A:부원료 저장중 발생하는 분진 B:부원료의 운송과정에서 발생한 분진

스테인레스강 부원료분진에는 다량의 산화칼슘(CaO)이 함유되어 있는데, 본 발명에서는 이러한 산화칼슘이 많이 함유되는 것이 좋다.

상기 산화칼슘이 다량 함유되어 있는 부원료분진을 폐황산의 중화처리에 이용하고 여기서 부산석고를 얻는데, 이는 도 1에 간략히 도시되어 있다.

본 발명에 따라 부원료분진으로 폐황산을 처리하기 위해서는 먼저 부원료분진을 수산화칼슘으로 만들어야 하며, 이는 수화반응에 의해 얻어진다. 즉, 스테인레스강 정련공정의 부원료분진에 물을 혼합하고 건조하면 위에서 언급한 반응식 1에서 알 수 있듯이, 수산화칼슘을 얻을 수 있다.

상기 수산화칼슘분말에 물을 첨가하여 현탁액으로 만드는데, 본 발명에서는 상기 수화반응에서 건조과정을 거치지 않고 수화반응에서 바로 현탁액을 만들수도 있다. 현탁액으로 만드는 것은 수산화칼슘과 이산화탄소의 탄산화반응이 현탁액에서 효과적으로 일어나기 때문이다. 이때, 현탁액중의 수산화칼슘의 농도는 5-15중량%로 하는 것이 바람직한데, 이는 후술하는 탄산화반응을 고려하여 설정한 것이다.

상기에서 얻어진 수산화칼슘 현탁액을 바로 폐황산에 중화처리에 이용하여 석고를 제조할 수 있으며, 본 발명에서는 이를 탄산화반응에 의해 탄산칼슘을 만들고 이 탄산칼슘을 폐황산의 중화제로 이용하여 석고를 얻는다. 그 이유는, 수산화칼슘의 경우 반응이 계속 알칼리 영역까지 진행되지만 탄산칼슘의 경우 그 특성으로 인해 pH 7 또는 8이상으로 반응이 진행되지 않아 반응을 제어하는 것이 용이한 장점이 있다. 따라서, 폐황산을 중화처리하고 석고를 완전히 생성하고도 중성의 영역으로 머무르므로 중성의 석고를 얻을 수 있다.

본 발명에 따라 수산화칼슘현탁액에 이산화탄소를 주입하여 탄산화반응에 의해 탄산칼슘을 얻는다. 본 발명의 일실시예에 의하면 탄산화반응은 500cc/min∼ 10L/min의 유량으로 이산화탄소가스를 주입하고, 상온에서 행할 수 있다. 이산화탄소가스의 유량은 반응의 효율성을 고려하여 정한 것이다. 또한, 반응온도는 특별히 온도를 조절하거나 가열에너지를 부여하지 않고 행할 수 있는 조건을 일실시예로 설정한 것이다. 물론, 산화칼슘에 물을 첨가하여 수산화반응을 일으키면서 현택액을 만들고 이때 발열반응열이 남아 있는 상태로 탄산화반응을 시킬 경우에는 특별히 탄산화반응 온도를 한정하지 않는다.

상기와 같은 탄산화반응을 일으킬때의 종료시점은, 지시약에 의해 결정할 수 있다. 이는 반응이 진행되는 동안 pH가 변화기 때문이다. 예를들어 본 발명의 일실시예에 의하면, pH는 반응이 진행되는 동안 약 12정도로 유지되나 반응이 종료되면, 약 7정도로 급속히 떨어지므로 산지시약으로 종료시점을 결정할 수 있다. 산지시약으로는 예를들어 프탈렌계가 유용하며, 프탈렌계로는 페놀프탈레인 지시약이 있다.

상기 같이 탄산화반응에 의해 탄산칼슘분말을 얻을 수 있는데, 이 탄산칼슘분말은 폐산 예를 들어 폐황산, 폐염산의 중화제로도 사용할 수 있다.

본 발명에 따라 상기 탄산칼슘분말로 폐황산을 중화처리하기 위해서는, 탄산칼슘분말을 현탁액으로 만든다. 이 현탁액에 있어 탄산칼슘의 농도는 시간적인 효율과 양적인 효율을 동시에 고려하여 5-15중량%로 하는 것이 바람직하다. 만일 그 농도가 5%이하로 낮은 경우에는 중화시키는데 시간이 매우 많이 걸려 비용이 많이 들며, 15%를 넘는 경우 생성되는 석고가 시간적인 면에서 특별한 장점을 가지지 못하며(반응속도는 어느 정도 양 이상에서는 크게 증진되지 않는다) 또한 물에 골고루 분산되지 못하고 덩어리지게 되므로 후처리시의 비용 및 손실량이 커지게 되기 때문이다.

상기 탄산칼슘 현탁액을 폐황산과 화학양론적으로 반응시켜 폐황산을 중화처리하면, 아래의 반응식 3과 같이 부산 석고[Ca(SO₄)·2H₂O]가 침전된다.

CaCO₃+ H₂SO₄+H₂O → Ca(SO₄)·2H₂O↓ + CO₂

이와 같이 본 발명에 따라 부원료분진을 탄산칼슘으로 만들면 중화제로도 사용할 수 있고, 이 중화제는 폐황산의 중화처리에 이용되고 여기서, 생기는 침전물을 여과하여 건조하면 석고를 얻을 수 있다. 이러한 부산석고는 석고보드의 원료료 이용할 수 있다.

위에서 언급한 바와 같이, 본 발명은 슬러지와 부원료분진을 이용하여 각각 수산화칼슘과 탄산칼슘의 중화제를 제조하며, 이 중화제를 이용하여 폐황산를 중화처리하고 부산석고를 얻는데, 그 공정도의 일실시예가 도 2에 제시되어 있다. 이를 통상 폐황산의 2단계 처리법이라 일컫는다. 이를 간략히 설명하면, 도 2에 나타난 바와 같이 먼저, 구리정련공정에서 생기는 폐황산에 부원료분진으로부터 얻은 탄산칼슘을 투입하여 1차 중화처리한 후 1차 고형화한다음, 여과하여 석고를 얻는다. 상기 1차고형화처리 및 여과처리에서 중화되지 않은 용액을 귀금속 정련공정에서 발생한 폐황산조에 투입하고 여기에 슬러지로부터 얻은 수산화칼슘을 투입하여 중화처리하고 석고를 얻는다.

이하, 본 발명을 실시예를 통하여 구체적으로 설명한다.

본 발명의 실시예에서는 상기 두 단계의 폐황산처리중 1단계 폐황산처리하였다.

[실시예 1]

1)실험방법

(발명예 1)

제철소의 석회석 수세슬러지(표 1)를 소성하고(1100℃ ×2시간) 소성된 슬러지에 물을 첨가하여 수화시키면서 수산화칼슘이 5-15중량% 함유된 현탁액을 만들고, 이 현탁액의 투입량을 변화시키면서 폐황산에 투입하여 중화처리한 다음, 수세공정의 슬러지 현탁액의 투입량에 따른 폐황산의 pH의 변화를 측정하고 그 결과를 도 3(a)에 나타내었다.

(발명예 2)

제철소의 석회석 수세슬러지에 물을 첨가하여 수산화칼슘이 5-15중량% 함유된 현탁액을 만들고, 이 현탁액의 투입량을 변화시키면서 폐황산에 투입하여 중화처리한 다음, 그 투입량에 따른 폐황산의 pH의 변화를 측정하고 그 결과를 도 3(b)에 나타내었다.

(종래예)

시약급 순수한 수산화칼슘이 5-15중량% 함유된 현탁액의 투입량을 변화시키면서 투입량을 변화시키면서 폐황산에 투입하여 중화처리한 다음, 그 투입량에 따른 폐황산의 pH의 변화를 측정하고 그 결과를 도 3(c)에 나타내었다.

2)실험결과 분석,

도 3에 나타난 바와 같이, 순수한 수산화칼슘 현탁액을 사용했을 경우에 중화능력이 가장 좋으나(도 3(c)), 슬러지를 소성하여 수화시킨 것의 현탁액의 경우에도 능력이 크게 뒤떨어지지 않음을 알 수 있다(도 3(a)). 이러한 결과는 표 1의 슬러지 성분의 대부분이 칼슘계 화합물로서 소성하여 수화시킬 경우 대부분이 수산화칼슘으로 변하기 때문이다.

이러한 1 단계 중화법을 거친후에 발생하는 침전물을 여과하고 건조하여 얻은 부산석고의 불순물 함량을 나타낸 것이 표 3이다.

구분	1단계 중화처리하여 생성된 부산 석고의 미량원소의 함량(중량%)
구분	Cu	Cd	Zn	Fe	As	Hg	Pb	Zn	pH
슬러지 현탁액	0.4	0.1	1.9	0.1	1.8	0.1	7.4	0.03	6.3
수산화칼슘	0.3	0.1	1.5	0.1	1.0	0.1	11.4	0.03	6.4

표 3에 나타난 바와 같이, 이러한 부산석고가 산업에 이용되기 위해서는 불순물의 함량이 매우 중요한데. 이 표에 의하면 포함된 비소, 구리, 아연의 함량이 조금 높기는 하지만, 이러한 결과는 산업용 석고와 유사하며 따라서, 슬러지의 재활용을통해 얻어지는 석고가 산업용 석고를 대체할 수 있다.

[실시예 2]

(발명예)

상기 표 2에 제시된 분진(A,B)에 물을 혼합하여 수산화칼슘분말을 얻고, 이 수산화칼슘분말을 증류수에 녹여 3중량%의 수산화칼슘 현탁액을 얻었다. 이 현탁액을 상온 또는 35℃에서 5L/min의 탄산가스 유량과 400rpm의 교반속도로 탄산화시켜 탄산칼슘을 얻었는데, 이때 반응종료시점은 페놀프탈레인 지시약을 사용하여 반응종료를 확인하였다.

이와 같이 얻은 탈산칼슘이 5-15중량%함유된 현탁액으로 만들고, 이 현탁액의 투입량을 변화시키면서 폐황산과 순수한 황산에 각각 투입하여 중화처리한 다음, 그 투입량에 따른 pH의 변화를 측정하고 그 결과를 도 4(a)에 나타내었다.

(비교예)

시약급 탄산칼슘이 5-15중량% 함유된 현탁액을 만들고, 이 현탁액의 투입량을 변화시키면서 폐황산과 순수한 황산에 각각 투입하여 중화처리한 다음, 그 투입량에 따른 pH의 변화를 측정하고 그 결과를 도 4(b)에 나타내었다.

(실험결과 분석)

도 4로부터 알 수 있듯이, 본 발명에 따라 제조한 경질탄산칼슘 현탁액의 경우 순수한 탄산칼슘의 현탁액과 비교하여 폐황산의 중화처리에 있어 큰 차이가 없음을 알 수 있었다.

한편, 황산과 칼슘 화합물(수산화칼슘, 탄산칼슘)의 반응에 의해 생성되는 석고의 입자형태는 침전반응이 진행되는 동안의 이온 과포화도에 의해 결정된다. 산성영역에서 탄산칼슘의 용해도는 석고의 용해도에 비해 훨씬 크며, 따라서, 과포화도 또한 크다. 보고에 의하면, 낮은 과포화도 영역에서는 큰 휘스커형 석고가 얻어지며, 높은 과포화도 영역에서는 작은 입자들의 응집체형 석고가 얻어진다.

도 4의 (a)에 의하면 순수한 황산을 중화시키기 위해 첨가되는 탄산칼슘 현탁액의 양은 본 발명에 따라 제조된 탄산칼슘 현탁액의 양이 상대적으로 큰 것을 알 수 있으며, 이로 인해 도 5의 (a)-(c)와 같이 응집체형 석고가 얻어졌다.

이에 반해 폐황산의 중화시에는 도 4의 (b)와 같이 높은 과포화도 영역이 오래 유지되지 못하므로 휘스커형 석고가 얻어짐을 도 5의 (d)-(f)에서 확인할 수 있었다.

도 5에서 도 5(a)(b)(c)는 순수한 황산, 도 5(d)(e)(f)는 폐황산,

그리고, 도 5(a)(d)는 중화제가 순수한 탄산칼슘, 도 5(b)(e)는 표 2에서 B분진으로 제조한 탄산칼슘, 도 5(c)(f)는 표 2에서 A분진으로 제조한 탄산칼슘임.

도 6와 도 7의 X선회절분석에 의하면 순수한 황산과의 반응에 의해 생긴 석고는 무수화물이며, 폐황산과의 반응에 의해 생긴 석고는 반수화물이다. 또한, 중화제의 종류는 생성된 석고의 입자형태와 상에 영향을 미치지 않는다. 따라서, 본 발명은 스테인레스강 정련공정의 부원료분진이 중화능력이나 생성되는 석고의 물성에서 순수한 탄산칼슘과 거의 같음을 확인하였다.

도 6에서 (a)는 순수한 탄산칼슘, (b)는 표 2의 B분진으로 제조한 탄산칼슘, (c)는 표 2의 A분진으로 제조한 탄산칼슘임.

도 7에서 (a)는 순수한 탄산칼슘, (b)는 표 2의 B분진으로 제조한 탄산칼슘임, (c)는 표 2의 A분진으로 제조한 탄산칼슘임.

상술한 바와 같이, 본 발명은

첫째, 제철소에서 발생하는 수세공정의 슬러지와 스테인레스 정련공정의 부원료분진을 이용하여 중화제를 제조할 수 있으며, 둘째, 이 중화제는 폐황산의 중화처리에 이용될 수 있고, 셋째 이 중화처리에서는 석고보드 등의 원료인 석고를 얻을 수 있다. 결과적으로 본 발명은 제철소 부산물과 폐황산을 이용하여 산업상 유용한 석고를 제조할 수 있는 효과가 있는 것이다.

Claims

제철소의 석회석 수세슬러지를 수화반응시켜 수산화칼슘 분말을 얻는 단계;

이 수산화칼슘 분말을 현탁액으로 만드는 단계;

이 수산화칼슘현탁액을 폐황산과 화학양론적으로 반응시켜 폐황산을 중화처리하 단계;를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 제철소 부산물을 이용한 폐황산의 중화처리방법.
제 1항에 있어서, 상기 석회석 수세슬러지는 200-1200℃의 온도에서 소성함을 특징으로 하는 방법.
제 1항에 있어서, 상기 수산화칼슘현탁액은 수산화칼슘의 농도가 5-15중량%임을 특징으로 하는 방법.
제철소의 석회석 수세슬러지를 수화반응시켜 수산화칼슘 분말을 얻는 단계;

이 수산화칼슘 분말을 현탁액으로 만드는 단계;

이 수산화칼슘현탁액을 폐황산과 화학양론적으로 반응시켜 폐황산을 중화처리하 단계; 및

이 중화처리과정의 침전물을 여과하고 건조하는 단계;를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 제철소 부산물 및 폐황산을 이용한 석고의 제조방법.
제 4항에 있어서, 상기 석회석 수세슬러지는 200-1200℃의 온도에서 소성함을 특징으로 하는 방법.
제 4항에 있어서, 상기 수산화칼슘현탁액은 수산화칼슘의 농도가 5-15중량%임을 특징으로 하는 방법.