KR100411268B1

KR100411268B1 - 슬래그에 기의한 알카리성 침출수 중화방법

Info

Publication number: KR100411268B1
Application number: KR10-1999-0058998A
Authority: KR
Inventors: 김대영; 이훈하; 김병원; 손진군; 이재영; 오광중
Original assignee: 주식회사 포스코; 재단법인 포항산업과학연구원
Priority date: 1999-12-18
Filing date: 1999-12-18
Publication date: 2003-12-18
Also published as: KR20010062867A

Abstract

슬래그에 의해 유발되는 알카리성을 중화시키는 방법에 관한 것으로, 슬래그에 인산석고를 첨가, 혼합하여 슬래그에 의한 알칼리성 침출수를 중화하는 방법이 제공된다. 알칼리성 성분이 효과적으로 그리고 경제적으로 중화된다.

Description

슬래그에 기의한 알카리성 침출수 중화방법{A NEUTRALIZATION METHOD OF ALKALINE LEACHATE CAUSED BY SLAG}

본 발명은 슬래그에 의해 유발되는 알카리성을 중화시키는 방법에 관한 것이며, 보다 상세하게는 인산석고를 사용하여 슬래그에 의해 유발되는 알카리성을 중화시키는 방법에 관한 것이다.

슬래그를 도로용골재 또는 성토재등으로 사용하는 경우, 슬래그가 지하수 또는 우수와 접촉하게 되면 강알카리성 침출수가 형성된다. 따라서 이를 무해하도록 중화시켜야 할 필요가 있는 것이다.

일반적으로 알카리 중화제는 주로 폐수 처리시 많이 사용되는데 구연산 65%, 트리에탄올아민 2.4%, 증류수 32.5%, 아민티몰블루 0.1%로된 조성물(한국 특허공고 98-130602)방법이 종래 알려져 있으나 이는 상기 중화조성물의 높은 비용으로 인하여 경제적이지 못한 문제가 있는 것이다.

이에 본 발명의 목적은 슬래그에 의해 유발되는 알칼리성 침출수를 중화하는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명에 의하면,

슬래그가 물과 접촉되어 강알칼리성 침출수를 형성되는 지역에 인산석고를 혼합하여 슬래그에 기인한 알칼리성을 중화하는 방법이 제공된다.

이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.

본 발명에서는 인산제조공정에서 발생하는 부산물인 인산석고를 사용하여 슬래그에 의해 유발되는 강알카리성을 중화한다.

즉, 슬래그를 도로용골재 또는 성토제등으로 사용하는 경우, 슬래그가 물과 접촉하게 되면 강알카리성 침출수가 형성되는데 이와 같은 장소에 인산석고를 첨가함으로써 슬래그에 의해 유발되는 강알칼리성 성분을 중화하는 것이다.

슬래그에 의한 강알카리성중화에 사용되는 인산석고의 성분은 하기 표 1에 나타낸 바와 같다.

CaO	SO₃	P₂O₅	H₂O
29.0	43.0	1.6	17.0

슬래그에 인산석고를 첨가하면 인산석고내의 각 성분은 다음과 같이 반응하여 중화한다.

즉, 인산석고내의 P₂O₅가 물에 용해되어 H₃PO₄를 형성하고 H₃PO₄는 다시 HPO₄ ^2-가 되어 Ca²⁺와 반응하여 Ca₃(PO₄)₂의 침전물을 형성하면서 H⁺를 방출하여 수중의 pH를 감소시키고 이때 형성된 Ca₃(PO₄)₂는 불안정한 침전물로서 Ca(OH)₂와 반응하여 Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂, 즉 히드록시아파타이트(hydroxyapatite)의 안정한 형태로 전화되어 슬래그와 물이 접촉함으로써 발생되는 알칼리성 성분이 중화된다.

이때 슬러리에 첨가되는 인산석고의 양은 슬리러의 입자크기에 따라 다르다. 이는 슬래그의 입도에 따라 그 비표면적이 다르고 따라서 슬래그의 입도에 따라 슬래그중의 칼슘 및 히드록시기가 물에 용해되는 정도가 다르며 따라서 이를 중화시키기 위한 인산석고의 양이 달라진다.

슬래그의 입도가 0.2㎜이하인 경우, 인산석고는 30-50중량비로 첨가된다. 인산석고의 혼합첨가비가 30보다 작으면 충분한 중화효과를 나타내지 않으며 50보다 크면 중화효과가 너무 커서 오히려 강산성이 되기 때문이다.

같은 이유로 슬래그의 입도가 0.2-2㎜인 경우, 인산석고는 10-15중량비로 ,슬래그의 입도가 2-5.6㎜인 경우, 인산석고는 5-6중량비로 그리고 슬래그의 입도가 5.6㎜이상인 경우, 인산석고는 0.5-1의 혼합비로 슬래그에 첨가,혼합된다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.

실시예 1

슬래그 사용으로 유발되는 강알칼리성을 중화시키기 위한 인산석고의 혼합첨가비를 결정하기 위해서 슬래그의 입도를 0.2㎜이하로 하고 슬래그에 대한 인산석고의 혼합첨가비를 20, 30, 40, 50중량비로 변화시켜 인산석고를 첨가하였다. 그 후 고형물과 증류수의 비는 1:10(고형물무게:중류수부피)로 하여 120rpm으로 24시간 좌우진탕으로 교반하였다. 인산석고혼합 첨가비에 다른 pH측정 결과를 하기 표 2에 나타내었다.

구분	인산 석고 혼합 첨가 중량비(인산석고/슬래그)
구분	20	30	40	50
pH	9-10	8.5-9.5	7.8-8.2	6.9-7.3

상기 표 2에서 알 수 있는바와 같이 슬래그의 입도가 0.2㎜이하인 경우에는 슬래그에 대하여 인산석고를 30-50중량비로 첨가, 혼합하는 것이 중화에 적당한 것으로 나타났다.

실시예 2

슬래그의 입도를 0.2-2㎜로 하고 슬래그에 대한 인산석고의 혼합첨가비를 1, 5, 10, 15중량비로 한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하였다. 인산석고 혼합 첨가비에 따른 pH 측정결과를 하기 표 3에 나타내었다.

구분	인산 석고 혼합 첨가 중량비(인산석고/슬래그)
구분	1	5	10	15
pH	12.5	10.5-11	8-9.5	5.5-5.9

상기 표 3에서 알 수 있는바와 같이 슬래그의 입도가 0.2-2㎜인 경우에는 슬래그에 대하여 인산석고를 10-15중량비로 첨가, 혼합하는 것이 슬래그의 중화에 적당한 것으로 나타났다.

실시예 3

슬래그의 입도를 2-5.6㎜로 하고 슬래그에 대한 인산석고의 혼합첨가비를 3, 4, 5, 6중량비로 한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하였다. 인산석고 혼합 첨가비에 따른 pH 측정결과를 하기 표 4에 나타내었다.

구분	인산 석고 혼합 첨가 중량비(인산석고/슬래그)
구분	3	4	5	6
pH	8.3-10.5	8-10	8.3-9.2	6.2-6.9

상기 표 4에서 알 수 있는바와 같이 슬래그의 입도가 2-5.6㎜인 경우에는 슬래그에 대하여 인산석고를 5-6중량비로 첨가, 혼합하는 것이 슬래그의 중화에 적당한 것으로 나타났다.

실시예4

슬래그의 입도를 5.6㎜이상으로 하고 슬래그에 대한 인산석고의 혼합첨가비를 0.5, 1중량비로 한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하였다. 인산석고 혼합 첨가비에 따른 pH 측정결과를 하기 표 5에 나타내었다.

구분	인산 석고 혼합 첨가 중량비(인산석고/슬래그)
구분	0.5	1
pH	8.3-10.5	4.7-5.5

상기 표 5에서 알 수 있는바와 같이 슬래그의 입도가 5.6㎜이상인 경우에는 슬래그에 대하여 인산석고를 0.5-1중량비로 첨가, 혼합하는 것이 슬래그의 중화에 적당한 것으로 나타났다.

슬래그가 물과 접촉되어 강알칼리성 침출수를 형성되는 지역에 인산석고를 혼합하여 슬래그에 기인한 알칼리성을 중화함으로써 슬래그에 기인한 강알칼리성이 효과적으로 종화된다.

또한, 인산제조공정에서 발생하는 부산물인 인산석고를 중화제로 사용함으로써 슬래그에 의해 유발되는 강알카리성이 경제적으로 중화된다.

Claims

슬래그가 물과 접하여 강알칼리성 침출수를 형성하는 지역에 인산석고를 첨가, 혼합하여 슬래그에 기인한 알칼리성 침출수를 중화하는 방법.
제 1항에 있어서, 슬래그의 입도가 0.2㎜이하인 경우, 슬래그에 대하여 인산석고는 30-50중량비로 첨가됨을 특징으로 하는 방법.
제 1항에 있어서, 슬래그의 입도가 0.2-2㎜인 경우, 슬래그에 대하여 인산석고는 10-15중량비로 첨가됨을 특징으로 하는 방법.
제 1항에 있어서, 슬래그의 입도가 2-5.6㎜인 경우, 슬래그에 대하여 인산석고는 5-6중량비로 첨가됨을 특징으로 하는 방법.
제 1항에 있어서, 슬래그의 입도가 5.6㎜이상인 경우, 슬래그에 대하여 인산석고는 0.5-1중량비로 첨가됨을 특징으로 하는 방법.