KR100579162B1 - 염수를 이용한 황토의 중화방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 황토를 중화하는 방법에 관한 것으로 더욱 상세하게는 황토를 중화하지 않은 상태에서 적조방제를 위하여 바다에 살포하여 그에 따른 환경 파괴와 오염이 발생하며 해양 생물에 가장 큰 영향을 미치는 피 에치(PH)가 낮아 그폐해가 심각하다. 그러므로 해양 오염과 환경파괴를 방지하고 저서생물의 생육환경을 보존하기 위하여 황토를 중화 하여 살포하고 중화된 고품질의 황토를 화장품등 산업에 이용하는것이 목적이다.

본 발명은 산성황토의 피 에치(PH, 이하 피 에치)및 산가(acidity,이하 산가)를 염수(鹽水,이하 염수)로 중화후 세척하고 탈수하는것으로 구성되며 위 방법을 적용할경우 황토의 피 에치는 4.6에서 7.0으로 중성을 나타내며 산가는 1.6에서 0으로 감소하여 적조발생시 바다에 살포하여도 산성 황토로 인한 환경오염 및 파괴가 일어나지 않을 것이며 산업에 이용시 산성황토로 인한 폐해를 감소시킬것이다.

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Description

염수를 이용한 황토의 중화방법{Neutralization method of loess(ocher) by salt water}

도 1은 본 발명의 실시예에 의한 황토 중화방법의 플로우 챠트

본 발명은 황토의 중화방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 우리나라에 산재해 있는 산성의 황토를 화학약품을 사용하지 않고 중화시켜 적조 방제를 위하여 살포하거나 일부 화장품에의 첨가제 용도로 유용하게 사용될 수 있는 염수를 이용한 황토의 중화방법에 관한 것이다.
우리나라에 산재해 있는 황토는 산성이나 종래는 황토를 중화하지 않고 적조 방제를 위하여 살포하며 일부 화장품 등에 사용시에는 화학약품으로 중화하여 사용하고 있다.

예를 들어 매년 여름이면 남해안에서 시작되는 적조는 점점 빈도와 발생유역이 확장되고 있고 폐해는 심각하며 그 방제를 위하여 2002년 경우 발표된 황토 살포량만 15만톤 이다.
그러나 황토는 산성이므로 적조방제의 경우 이와 같이 막대한 량의 황토를 중화하지 않고 살포하므로써 해양의 오염 및 환경파괴가 심각한 문제로 대두되고 있다. 특히 해양생물의 생존에 가장 중요한 피에치(pH)가 낮은 산성 황토의 살포로 인하여 피해가 크다.
황토를 중화하는 방법에 대한 종래의 기술은 화장품에 사용하는 경우 트리에탄올아민(Triethanolamine)등 화학약품을 사용하여 중화하고 있으며 적조 방제의 경우는 전해수를 이용하여 중화하는 방안이 있다.

그러나, 황토의 산성을 중화하는 방법의 선결과제는 저비용으로 가능하여야 하며 화학약품 등을 사용하지 않고 중화시키는 환경친화적이어야 한다. 이에 본 발명은 해양 환경의 오염을 방지하기 위하여 저비용으로 중화된 황토를 얻어 적조 방제 및 산업에 사용할 수 있도록 하는 것에 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 선별된 황토를 염수(鹽水)와 교반하며 반응하는 중화공정과 세척공정과 탈수하는 공정으로 이루어지는 황토의 중화방법을 제공한다.
좀더 구체적으로 본 발명에서는 35g/ℓ의 염수 100㎖당 황토 30g의 비율로 혼합한 후 450rpm의 속도로 30분간 교반한 다음 여과하는 중화공정과; 여과하여 얻은 황토에 최초 사용된 염수의 2 내지 3 부피비의 세척수를 가한 후 450rpm의 속도로 30분간 교반한 다음 2차 여과하는 세척공정과; 2차 여과하여 얻은 황토를 상온(常溫)에서 7일간 건조하는 탈수공정;을 포함하는 것을 특징으로 하는 염수를 이용한 황토의 중화방법을 제공한다.
이하 본 발명에 따른 황토의 중화방법을 좀더 상세하게 설명하면 다음과 같다.
황토를 그대로 별도의 중화처리 없이 바다에 살포하게 되면 바다의 오염을 가중시키게 된다. 이를 방지하기 위하여 본 발명에서는 먼저 중화공정을 거치게 되는데, 중화공정은 도 1에 도시된 바와 같이 본 발명에서는 먼저 채취하여 선별된 황토를 염수와 혼합하며 반응하는 중화 및 교반을 실시하는 것이다.
여기서, 염수는 소금의 평균농도가 35g/ℓ인 것을 사용하게 되는데, 이러한 농도의 염수는 순도 99％의 소금을 물에 투입하여 소금의 농도를 35g/ℓ로 조절한 것을 사용하거나 소금의 평균농도가 35g/ℓ인 해수를 사용할 수 있다. 이는 필요에 따라서 선택적으로 이루어질 수 있는 것이다.
염수와 황토의 혼합비율은 35g/ℓ의 염수 100㎖당 황토 30g의 비율로 혼합하여 사용하면 되고, 교반은 염수에 황토를 첨가한 후 450rpm의 속도로 30분간 실시하면 된다. 이와 같이 반응시키면 황토에 함유된 산성의 성분이 빠져나오게 되는데, 그에 따라 염수의 피에치는 최초 중성에서 산성으로 변화되게 된다.
위와 같은 조건하에서 염수와 황토를 혼합한 후 교반이 완료되면 이를 여과한다. 여과는 통상의 흡인여과기(Buchner funnel)를 포함하여 다양한 공지된 여과수단이 사용될 수 있다.
위와 같은 과정을 통해 중화가 완료되면 세척공정을 거치게 되는데, 본 발명에 따른 세척공정은 위의 중화공정에서 여과되지 않은 황토를 취하여 최초 사용된 염수의 2 내지 3 부피비의 세척수를 가한 후 450rpm의 속도로 30분간 교반한 다음 2차 여과하는 것이다.
이와 같은 세척공정을 거쳐서 여과기 상부에 남아 있는 여과되지 않은 황토는 중성을 나타내게 되는데, 이의 확인은 여과된 여액의 피에치를 통해 확인할 수 있다. 즉 여액의 피에치가 중성일 경우 여과되지 않은 황토의 피에치 역시 중성이라 할 수 있다.
세척이 완료되면 탈수공정을 거치게 되는데, 이는 상기 2차 여과하여 얻은 황토를 상온(常溫)에서 7일간 건조하는 것이다.
이렇게 건조된 황토는 중화되어 피에치 7정도를 나타내는데, 황토의 피에치 확인은 당해분야에서 일반적으로 사용되고 있는 토양화학분석법(농촌진흥청, 1988)에 따라 측정하면 용이하게 확인할 수 있다. 즉, 토양화학분석법에서 제시하고 있는 토양의 pH 측정방법에 따라 황토와 증류수의 비를 1:5로 하여 진탕한 후 여액을 피에치 측정기로 측정하면 된다.
또한 이와 같은 과정을 통해 건조된 황토는 점토와는 달리 점성이 없으므로 중화된 황토를 적조발생시 바다에 살포할 경우 용이하게 풀어지게 되는데, 그에 따라 종래 산성의 황토를 살포하는 것에 비하여 해양오염을 저감할 수 있을 뿐만 아니라 적은 량의 사용으로도 충분한 효과를 얻을 수 있다. 또한 건조한 황토를 산업에 이용시에는 중화된 고품질의 황토를 원료로 사용할 수 있다.
또한, 본 발명에서와 같이 황토를 중화시키면 중화공정과 세척공정에서 교반기의 교반속도를 450rpm으로 교반하게 되는데, 이 과정에서 평균 입자 크기 150 미크론(㎛) 정도의 미세한 황토가 부유하게 되는데 필요에 따라서는 부유되는 미세한 크기의 황토를 공지된 수파법(미세한 분말을 수중에 현탁시키면 그 비중과 형태에 따라 침강시간을 달리하여 침강되게 되는데 이를 이용하여 분말을 분리해내는 방법)을 사용하여)분리해낼 수도 있는데, 이는 반드시 필요한 것은 아니고 선택적으로 이루어질 수 있는 것이다. 이렇게 분리된 미세한 크기의 황토는 점토와는 달리 점성이 없어 쉽게 부스러지며, 살포시 덩어리 황토에 비해 표면적 및 비중의 차이로 인하여 10분의 1정도만 살포 하여도 같은 효과를 낼 수 있다.
이하 본 발명을 하기 실시예를 통하여 보다 상세하게 설명하기로 하나, 이는 본 발명의 이해를 돕기 위하여 제시된 것일 뿐, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

[실시예]

해수의 평균 농도인 35g/ℓ의 소금물용액을 제조하기 위하여 순도 99％의 소금 35.35g을 1ℓ의 메스 플라스크(volumetric flask)에 넣고 순수로 채워 1ℓ로 맞추었다. 황토 30g을 1000㎖용 비커에 넣은 후 상기에서 제조한 35g/ℓ의 소금물용액 100㎖를 투입한 다음 교반기의 날개가 소금물과 황토가 담긴 비커의 용액에 충분히 잠기도록 설치한 후 교반기의 회전속도를 분당 450회전이 되도록 하여 30분간 교반 하였다. 교반이 완료된 후 지름 150m/m용 흡인여과기(Buchner funnel) 상부에 지름 150m/m의 여과지를 넣은 후 진공여과병 위에 설치하고 진공 펌프를 연결한 다음 교반완료된 황토액을 여과하였다. 여과가 완료된 후 여과액의 피에치와 산도를 측정하고 그 결과를 표 1에 나타내었다.
흡인여과기 상부에 부착되어 있는 여과되지 않은 황토와 여과지를 탈착하여 500㎖의 비커에 옮기고 200ml 내지 300ml의 세척수(순수)가 담긴 세척병을 이용하여 여과지와 황토를 분리하였다. 여과지와 황토가 분리되면 여과지는 버리고 비커에 담긴 황토액은 다시 교반기를 이용하여 분당 450회전이 되도록 10분간 교반한 후 위와 같이 진공 흡인여과기를 사용하여 여과하였다. 여과가 완료된 후 여과액의 피에치와 산도를 측정하고 그 결과를 표 1에 나타내었다.
그 후 여과지 상부에 있는 여과지와 황토를 흡인여과기로부터 분리한 후 상온(常溫)에서 7일간 건조한 후 황토의 피에치와 산가를 측정하고 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.

표 1 실시예의 결과

여기서 피에치는 피에치 측정기를 사용하여 측정하였으며, 특히 황토의 피에치는 토양화학분석법(농촌진흥청, 1988)에서 제시하고 있는 토양의 pH 측정방법에 따라 황토와 증류수의 비를 1:5로 하여 진탕한 후 여액을 피에치 측정기로 측정하였다. 또한 산가의 측정 방법은 미국수처리협회(AWWA)의 표준방법에 준하였다.
상기 표 1에서 보는 바와 같이 소금물 용액에 황토를 넣고 반응시킨 후 여과하여 얻은 여액의 피에치는 4.6이고 산가는 1.6이므로, 황토를 바다에 중화처리하지 않고 살포할 경우 큰 피해를 볼 수 있다. 그러나, 세척한 후의 세척수 여과액의 피에치는 7.0으로 중성임을 알 수 있으며, 세척 후 7일간 건조한 황토의 피에치 역시 7.0으로 중성임을 알 수 있으므로, 이렇게 중화된 황토를 바다에 살포할 경우 환경오염의 저감효과를 얻을 수 있게 된다.

상기에서 설명한 바와 같이 중화시키지 않은 산성의 황토를 바다에 살포할 경우 해양생태계의 환경파괴가 발생할 것이나 본 발명에 의한 중화한 황토를 살포할 경우 해양오염을 저감할 수 있으며, 건조한 황토를 산업에 이용시는 중화된 고품질의 황토를 원료로 사용할 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 삭제
2. 삭제
3. 35g/ℓ의 염수 100㎖당 황토 30g의 비율로 혼합한 후 450rpm의 속도로 30분간 교반한 다음 여과하는 중화공정과; 여과하여 얻은 황토에 최초 사용된 염수의 2 내지 3 부피비의 세척수를 가한 후 450rpm의 속도로 30분간 교반한 다음 2차 여과하는 세척공정과; 2차 여과하여 얻은 황토를 상온(常溫)에서 7일간 건조하는 탈수공정;을 포함하는 것을 특징으로 하는 염수를 이용한 황토의 중화방법.

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