KR100905808B1 - 규산염 광물의 흡착제용 분말의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 흡착력이 우수한 규산염 분말을 제조하기 위한 방법 및 그 조성물에 관한 것으로, 규산염 광물을 분쇄하는 제1단계(S10)와; 분쇄된 규산염 광물에 물을 고압, 고속으로 분사하여 미소 크랙이 생성되도록 하는 제2단계(S20)와; 100 ~ 150℃에서 가열하여 탈수시키는 제3단계(S30)와; 탈수 처리된 규산염 광물을 분말화하는 제4단계(S40)로 구성되어, 채석된 광물을 분쇄한 후에 초고압, 초고속 상태의 물을 분사하여 규산염 광물 분말에 미소 크랙이 생성되도록 함으로써 흡착력이 탁월한 규산염 광물의 흡착제용 분말을 얻을 수 있는 효과가 있는 발명인 것이다.
규산염 광물, 흡착제, 제트류, 크랙.

Description

규산염 광물의 흡착제용 분말의 제조방법{Method for manufacturing powder of adsorbent of silicate mineral}
본 발명은 규산염 광물의 흡착제용 분말의 제조방법 및 그 조성물에 관한 것으로, 특히, 흡착력이 우수한 규산염 분말을 제조하기 위한 방법 및 그 조성물에 관한 것이다.
규산염 광물은 대부분의 화성암의 주요 구성광물로 산출되고, 퇴적암과 변성암에도 상당히 많은 양이 존재한다.
흡착은 용액으로부터 금속 원소들을 제거하여 고체에 금속을 결합시키는 일련의 고체와 용액간의 상호 반응이다. 흡착의 형태에서 내부권 복합체는 비교적 약한 정전기력이 수화된 양이온과 착화합물 리간드 사이에 형성되는데, 전하된 화학종은 수산기를 가지며, 내부권 복합체는 금속이온과 리간드 사이에 공유결합이 형성되어 강한 결합을 이루는 것을 말한다.
최근의 흡착에 관한 연구들은 광물 표면에서 양이온과 음이온의 흡착 메커니 즘의 모델화 및 pH, 흡착제의 농도, 배경 용액의 이온강도 변화와 관련된 흡착 정도의 차이를 해석하는데 중점을 두고 있다.
규산염 광물의 입자는 유해 물질을 응집 흡착하는 성질을 이용하여 중금속 오염에 관한 연구가 이루어졌으나, 규산염 광물에 대한 성분 분석과 중금속 이온들과의 흡착 제거에 대한 광물학적인 면에서 연구는 미흡한 실정이다.
본 발명은 흡착제로 이용될 수 있는 규산염 광물에 있어 흡착력을 높일 수 있는 규산염 광물의 흡착제용 분말의 제조방법 및 그 조성물을 제공하고자 한다.
본 발명의 규산염 광물의 흡착제용 분말의 제조방법은, 규산염 광물을 분쇄하는 제1단계와; 분쇄된 규산염 광물에 물을 고압, 고속으로 분사하여 미소 크랙이 생성되도록 하는 제2단계와; 100 ~ 150℃에서 가열하여 탈수시키는 제3단계와; 탈수 처리된 규산염 광물을 분말화하는 제4단계로 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 규산염 광물의 흡착제용 분말의 제조방법은 채석된 광물을 분쇄하여 분말화한 후에 초고압, 초고속 상태의 물을 분사하여 규산염 광물 분말에 미소 크랙이 생성되도록 함으로써 흡착력이 탁월한 규산염 광물의 흡착제용 분말을 얻을 수 있는 효과가 있는 발명인 것이다.
도 1은 본 발명의 규산염 광물의 흡착제용 분말의 제조 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
본 발명의 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1을 참고하면, 본 발명의 규산염 광물의 흡착제용 분말의 제조방법은, 규산염 광물을 분쇄하는 제1단계(S10)와; 분쇄된 규산염 광물에 물을 고압, 고속으로 분사하여 미소 크랙이 생성되도록 하는 제2단계(S20)와; 100 ~ 150℃에서 가열하여 탈수시키는 제3단계(S30)와; 탈수 처리된 규산염 광물을 분말화하는 제4단계(S40)로 구성되는 것을 특징으로 한다.
제1단계(S10)는 규산염 광물을 일정한 크기로 분쇄하는 과정이다.
채석된 규산염은 일반적인 광물 파쇄에 사용될 수 있는 조크러샤, 콘크러샤, 롤크러샤, V.S.I.임팩트 크러샤, 롯드밀, 몰밀 등을 이용하여 분쇄한다.
특히, 본 발명에 있어 규산염 광물은 Ø5 ~ 10㎜ 크기로 분쇄하는 것이 바람직하다.
제2단계(S20)는 분쇄된 규산염 광물에 물을 고압, 고속으로 제트류 분사하여 미소 크랙이 생성되도록 하는 과정이다.
한편, 본 발명에 있어 물의 분사 압력과 분사 속도는 1000bar, 214L/min인 것을 특징으로 한다.
분쇄된 규산염 광물에 고압, 고속의 물을 분사시켜 규산염 광물에 충격을 가하여 미소 크랙(세공 작용)이 발생되도록 하여 침식을 통한 크랙 확산으로 이어지면서 규산염 광물의 결정구조인 격자형 구조를 분해함으로써 일정한 크기와 균일한 구조를 갖는 개방형 구조로 변형되도록 유도한다.
이때, 함수 규산염을 주성분으로 하는 층상 규산염 광물의 격자구조인 Si 사면체는 그 구조가 거의 구형으로 변형되며, Al을 포함하는 팔면체는 대략 정육면체로 변형되어 매우 균일한 구조를 갖는다.
제3단계(S30)는 100 ~ 150℃에서 가열하여 탈수시키는 과정이다.
고압, 고속의 물에 의해 미소 크랙이 발생된 규산염 광물은 100 ~ 150℃ 조건에서 서서히 저온 가열하여 결정수를 수증기 처리하여 증발, 탈수시켜 매우 낮은 밀도를 갖는 규산염 입상물질을 얻는다.
이때, 가열은 천천히 이루어지는 것이 바람직하며, 급격하게 고온 가열한 경우에는 2차 구조 변형이 발생할 수가 있다.
제4단계(S40)는 탈수 처리된 규산염 광물을 분말화하는 과정이다.
최종적으로 구조 변형된 층(layer)을 1000 ~ 1500 메쉬로 분말화한다.
실시예
함수 규산염을 주성분으로 하는 층상 규산염 광물 100㎏을 Ø5 ~ 10㎜ 정도로 분쇄한 후에 물을 1000bar의 초고압, 214L/min의 초고속 상태로 규산염 광물에 분사한다. 이때, 스크류 이송방법으로 규산염 광물을 회전시키며 180분 동안 물의 분사가 이루어진다.
다음으로, 80분 동안 가열 수증기 처리로 수분을 증발, 탈수시킨 후에 세공구조를 갖는 규산염 입상물질로 변형되면 분말화가 이루어진다.
이와 같이 제조된 규산염 광물의 흡착제용 분말은 1g당 900 ~ 1500㎡의 비표면적을 갖는 미소기공을 갖게 되며, 이러한 미소기공은 수분이나 가스에 대해 효과적인 흡착력을 갖는다.
또한, 규산염 광물의 고유의 이온교환특성으로 층과 층 사이에 전기적 균형을 유지하기 위하여 활발한 이온 교환이 이루어지며, 층간의 이온교환능력은 100 ~ 150mEq/100g 정도임을 확인할 수가 있다.
상기 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구체적으로 설명하기 위한 일례로서, 본 발명의 범위는 상기의 도면이나 실시예에 한정되지 않는다.
도 1은 본 발명의 규산염 광물의 흡착제용 분말의 제조 방법을 설명하기 위한 흐름도.

Claims (4)

  1. 규산염 광물을 분쇄하는 제1단계와;
    분쇄된 규산염 광물에 물을 고압, 고속으로 분사하여 미소 크랙이 생성되도록 하는 제2단계와;
    100 ~ 150℃에서 가열하여 탈수시키는 제3단계와;
    탈수 처리된 규산염 광물을 분말화하는 제4단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 규산염 광물의 흡착제용 분말의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1단계는 규산염 광물을 Ø5 ~ 10㎜ 크기로 분쇄하는 것을 특징으로 하는 규산염 광물의 흡착제용 분말의 제조방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제2단계에서 물의 분사 압력과 분사 속도는 1000bar, 214L/min인 것을 특징으로 하는 규산염 광물의 흡착제용 분말의 제조방법.
  4. 삭제
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