KR101148336B1 - 석고 및 석고의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 석고 제조 공정 중 발생된 석고 슬러리 중 일부를 순환시켜 반응의 매정제로 이용함으로써 평균 입도가 크고 입도 분포도가 좁은 석고 입자를 갖는 석고 및 석고의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명의 석고의 제조방법은, 칼슘 제공물질을 준비하는 공정; 황산 용액을 준비하는 공정; 반응조에서 상기 칼슘 제공물질 및 황산 용액을 반응시켜 석고 입자를 포함하는 석고 용액을 제조하는 공정; 분리조에서 상기 석고 용액을 석고 슬러리 및 석고 입자로 분리하는 공정; 및 상기 석고 슬러리 중 일부를 순환시켜 0.1 내지 2.0㎛의 평균 입도를 갖는 석고 입자가 60% 이상 포함된 순환 석고 슬러리를 준비하고 상기 순환 석고 슬러리를 상기 반응조에 투입하는 공정을 포함한다.
석고, 매정제, 황산

Description

석고 및 석고의 제조방법{Gypsum and Method for manufacturing the same}
본 발명은 석고 및 석고의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 평균 입도가 크고 입도 분포도가 좁은 석고 및 석고의 제조방법에 관한 것이다.
황산 폐액은 구리, 아연, 알루미늄, 티타늄, 니켈, 수은 등을 정련하거나 또는 도금하는 철강 공정 및 아라미드 섬유를 제조하는 화학 공정 등에서 대량으로 발생되고 있으며, 이러한 황산 폐액은 환경을 오염시키고 폐기처분할 경우 막대한 처리비용 및 시간이 소요된다.
이에 따라 황산 폐액을 재활용함으로써 환경을 보호하고 막대한 처리 비용을 절약할 수 있는 다양한 기술이 개발되고 있다. 특히, 황산 폐액을 이용하여 석고를 제조하고, 이를 석고보드 및 시멘트의 제조에 이용하는 기술이 제시되고 있다.
이러한 황산 폐액을 이용하여 석고를 제조하는 공정은 통상 석회석과 황산 폐액을 반응시켜 수행하게 된다. 그러나, 이러한 반응을 통해 제조된 석고는 낮은 입도 및 넓은 입도 분포도로 인해 품질이 떨어지고, 이에 따라 적정 강도가 요구되는 석고보드와 같은 건축자재로 이용하기가 곤란한 실정이다.
이와 같은 문제를 해결하고자, 매정제(媒晶劑)를 반응에 첨가하는 기술이 제 시되었는데, 이러한 매정제로는 구연산, 주석산, 말레인산, 호박산 등의 유기카르복실산 또는 유기카르복실산염이 있고, 펄미틴산, 리놀산, 리시놀산, 글루콜산 등의 지방산의 수용성 알칼리금속염이 있으며, 알킬술폰산염, 알킬벤젠술폰산의 염 또는 고급알콜의 황산에스테르의 염이 있고, 도데실벤젠술폰산의 알칼리 금속염 및 나트륨염 등이 있다.
그러나, 구연산은 특정조건 하에서는 석고 결정의 성장이 억제되기 때문에 공정제어가 용이하지 않고, 호박산은 반응은 양호하나 결정이 충분히 성장하지 않고 미립 형태를 가지는 문제가 있다. 나트륨염과 같은 해수는 낮은 pH에서는 결정이 너무 작고, 높은 pH에서는 수산화철 등의 부산물이 발행되는 문제가 있다. 또한 이들 매정제들은 석고에 포함되어 불순물로 작용함으로써 품질의 저하를 가져올 수 있고, 이들을 석고로부터 제거할 경우 막대한 처리 비용 및 시간이 소비되는 문제가 있다.
이에 따라, 매염제를 석고로부터 제거하는 공정이 불필요하고 평균 입도가 크고 입도 분포도가 좁은 석고를 제조하는 기술이 요구되고 있다.
본 발명은 상기 종래의 문제점을 해결하기 위해 고안된 것으로서, 본 발명은 석고 제조 공정 중 발생한 석고 슬러리 중 일부를 순환시켜 반응의 매정제로 이용함으로써 폐기물을 재활용하여 환경을 보호하고 평균 입도가 크고 입도 분포도가 좁은 석고 및 석고의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
위와 같은 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면은, 칼슘 제공물질을 준비하는 공정; 황산 용액을 준비하는 공정; 반응조에서 상기 칼슘 제공물질 및 황산 용액을 반응시켜 석고 입자를 포함하는 석고 용액을 제조하는 공정; 분리조에서 상기 석고 용액을 석고 슬러리 및 석고 입자로 분리하는 공정; 및 상기 석고 슬러리 중 일부를 순환시켜 0.1 내지 2.0㎛의 평균 입도를 갖는 석고 입자가 60% 이상 포함된 순환 석고 슬러리를 준비하고 상기 순환 석고 슬러리를 상기 반응조에 투입하는 공정을 포함하는 석고의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 다른 측면은, 다음 수학식 1로부터 얻어지는 입도 분포도가 3.2 이하인 것을 특징으로 하는 석고를 제공한다.
[수학식 1]
입도 분포도=D75/D25
상기 D25는 입도를 측정하여 작은 입자부터 부피를 누적할 경우 총부피의 25%에 해당하는 입자들의 부피 평균 입도이고, D75는 입도를 측정하여 작은 입자부 터 부피를 누적할 경우 총부피의 75%에 해당하는 입자들의 부피 평균 입도이다.
본 발명은 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 본 발명에 따른 석고는 황산 폐액을 이용하여 제조함에 따라 환경을 보고하고 폐수 처리비용을 절감하는 효과가 있다.
둘째, 본 발명에 따른 석고는 평균 입도가 크고 입도 분포도가 좁기 때문에 고품질의 석고보드를 제조할 수 있는 효과가 있다.
셋째, 본 발명에 따르면 반응중 발생되는 석고 슬러리를 순환시켜 반응의 매정제로 이용함으로써 폐수의 발생을 줄이고 폐수 처리비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 기술적 사상 및 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명의 다양한 변경 및 변형이 가능하다는 점은 당업자에게 자명할 것이다. 따라서, 본 발명은 특허청구범위에 기재된 발명 및 그 균등물의 범위 내에 드는 변경 및 변형을 모두 포함한다.
본 발명의 '칼슘 제공물질' 용어는 황산이온과 반응할 수 있는 칼슘 이온을 제공할 수 있는 화합물을 의미한다.
이하, 본 발명에 대해서 도면을 참조하여 구체적으로 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 석고의 제조 공정도이다.
먼저, 반응의 출발물질 중 하나인 칼슘 제공물질을 준비한다. 석고는 황산 이온과 칼슘 이온이 반응하여 만들어진다. 이러한, 칼슘 이온은 다양한 칼슘 제공물질로부터 공급받을 수 있다. 즉, 칼슘 제공물질로는 천연에서 얻어진 칼슘 화합물이거나 공업적으로 생산된 다양한 칼슘 화합물일 수 있다. 즉, 칼슘 화합물로는 석회석, 대리석, 방해석, 선석 등의 천연 칼슘 화합물일 수 있고, 석회유에 탄산가스를 반응시켜 얻은 경질 탄산칼슘일 수 있다.
이러한 칼슘 제공물질은 일반적으로 물에 잘 녹지는 않지만, 염산과 같은 무기산에는 용이하게 용해된다. 이렇게 무기산에 용해된 칼슘 제공물질은 산에 녹지 않는 불순물들을 용이하게 제거할 수 있고, 용해된 상태에 있기 때문에 황산과 용이하게 반응할 수 있고 이에 따라 공정 효율을 향상시킬 수 있다.
상기 칼슘 제공물질은 물에 분산된 슬러리 형태로 반응조(100)에 공급될 수 있다. 상기 슬러리는 10 내지 30 중량%의 농도를 가질 수 있다. 만일, 상기 슬러리의 농도가 10 중량% 미만일 경우 경제성이 떨어질 수 있고, 반면 상기 슬러리의 농도가 30 중량%를 초과할 경우 분산성이 떨어질 수 있다.
상기 칼슘 제공물질은 미분된 형태로 반응조(100)에 공급될 수 있는데, 특히 1 내지 100㎛의 입도인 것이 바람직한데, 이러한 범위의 입도를 갖는 칼슘 제공물질을 이용하여 반응시킬 경우 표면적이 넓기 때문에 황산과 용이하게 반응할 수 있다.
다음, 반응의 출발물질 중 하나인 황산 용액(10)을 준비한다.
본 발명에 사용하는 황산 용액(10)은 산업 폐기물의 일종인 황산 폐액을 사용할 수 있다. 황산 폐액은 철강 분야에서 금속을 정련하거나 도금하는 공정에서 발생할 수 있고, 섬유와 같은 화학 분야에서 발생할 수 있다.
특히, 아라미드 섬유는 아라미드 중합체를 황산에 녹여 방사도프를 제조 후 방사하여 얻게 되는데, 상기 방사도프를 제조하는 공정 중에 다량의 황산을 사용함에 따라 결과적으로 대량의 황산 폐액이 발생한다.
이러한 황산 폐액은 산업폐기물로 분류되어 철저한 관리하에 처리되고 있는데, 이러한 처리 공정으로 인해 환경이 오염될 수 있고 막대한 비용 및 시간이 소요될 수 있다.
이에 따라, 본 발명은 이와 같이 산업 분야에 발생하는 황산 폐액을 폐기처분하지 않고 대신, 석고 제조에 이용함으로써 폐기물을 재활용함에 따라 환경을 보호하고 폐기물 처리 비용을 절감하는 이점이 있다.
상기 황산 용액(10)은 5 내지 30 중량%의 농도를 가질 수 있는데, 만일 상기 황산 용액(10)의 농도가 5 중량% 미만일 경우, 석고입자의 제조 효율이 떨어질 수 있고, 반면, 상기 황산 용액(10)의 농도가 30 중량%를 초과할 경우 석고의 제조보다는 상기 황산 용액(10)을 농축하여 황산으로 재활용하는 것이 경제적일 수 있다.
상기 칼슘 제공물질을 준비하는 공정 및 황산 용액(10)을 준비하는 공정은 특별한 순서를 갖는 것은 아니므로 황산 용액(10)을 먼저 준비할 수도 있다.
다음, 상술한 칼슘 제공물질과 황산 용액(10)을 반응조(100)에 투입한 후 반응시켜 석고 용액(30)을 제조한다.
상기 석고 용액(30) 제조 공정은 2.0 내지 5.0의 pH 상태에서 수행될 수 있다. 만일 상기 pH가 2.0 미만일 경우 칼슘의 용해속도가 너무 커짐에 따라 칼슘 이 온의 농도가 과포화 상태로 되고, 그 결과 입도가 작은 석고 입자가 만들어질 수 있다. 반면 pH가 5.0을 초과할 경우 칼슘 이온의 농도가 낮아져 반응이 느려지고 입도 분포도가 넓어질 수 있으며 제조된 석고의 점성이 강해 석고의 유리수분의 함량이 높아질 수 있다.
상기 석고 용액(30) 제조 공정은 10 내지 80℃의 온도 상태에서 수행될 수 있다. 만일 상기 온도가 10℃ 미만일 경우 결정성장이 느려지고 석고의 부피밀도가 작아질 수 있다. 반면 상기 온도가 80℃를 초과할 경우 무수석고가 생성될 수 있고 결정성장이 완만해짐에 따라 경제적이지 못할 수 있다.
상기 석고 용액(30) 제조 공정은 평균 입도와 입도 분포도를 향상시키고자 다양한 매정제(媒晶劑)를 반응에 첨가하여 수행될 수 있다. 이러한 매정제로는 구연산, 주석산, 말레인산, 호박산 등의 유기카르복실산 또는 유기카르복실산염이 있고, 펄미틴산, 리놀산, 리시놀산, 글루콜산 등의 지방산의 수용성 알칼리금속염이 있으며, 알킬술폰산염, 알킬벤젠술폰산의 염 또는 고급 알콜의 황산에스테르의 염이 있고, 도데실벤젠술폰산의 알칼리 금속염 및 나트륨염 등이 있다.
하지만, 이와 같은 매정제는 석고에 포함되어 불순물로 작용함에 따라 석고의 품질이 저하될 수 있다. 또한, 만일 이들을 석고로부터 제거할 경우 막대한 처리 비용 및 시간이 소비되는 문제가 있다.
또한, 상기 매정제를 첨가하여 석고를 제조할 경우 상기 매정제는 석고 입자들을 충분히 성장시키지 못하고 균일한 크기를 갖도록 적절한 역할을 수행할 수 없음에 따라 고품질의 석고를 얻기가 곤란하다.
이와 같은 문제를 해결하고자 상술한 별도의 매정제를 반응조(100)에 공급하지 않고 후술할 상기 석고 용액(30)으로부터 분리된 석고 슬러리(50) 중 일부를 순환시켜 반응조(100)에 투입하여 매정제로 사용한다.
따라서, 석고 제조 공정 중에 발생하는 석고 슬러리(50)를 매정제로 사용함에 따라 폐기되는 상기 석고 슬러리(50)를 재활용할 수 있고, 입도가 크고 입도 분포도가 좁은 석고 입자를 얻을 수 있는 이점이 있다. 또한, 석고 슬러리를 일정량 재활용함에 따라 폐수를 더욱 쉽게 처리할 수 있는 이점이 있다.
다음, 생성된 석고 용액(30)을 분리조(200)로 보내어 석고 입자와 석고 슬러리(50)로 분리하게 된다. 상기 분리 공정은 다양한 방법을 통해 수행될 수 있는데, 필터 또는 원심분리기를 이용하여 수행될 수 있다.
상기 석고 입자는 모아서 석고 케익(40)을 만들고 건조시켜 석고를 제조하고, 제조된 석고는 석고보드의 원료물질 및 시멘트 경화지연제로 사용하게 된다. 상기 석고 슬러리(50)는 모아서 배관을 통해 배출된다.
다음, 상기 석고 슬러리(50) 중 일부는 외부로 배출시키지 않고 순환시켜 상기 반응조(100)에 투입시킨다. 상기 석고 슬러리(50)는 미세한 석고 입자들을 포함하고 있고 이러한 석고 입자들은 반응의 매정제 역할을 수행할 수 있게 된다.
상기 분리조(200)에서 배출된 상기 석고 슬러리(50) 중 반응조(100)에 투입되는 석고 슬러리의 비율, 즉 순환되는 비율은 40 내지 60%가 바람직하다. 만일, 상기 순환 비율이 40% 미만일 경우 매정제의 역할을 충분히 수행할 수 없다.
반면, 상기 순환 비율이 60%를 초과할 경우 매정제의 농도가 포화상태에 있 기 때문에 입도의 향상을 기대할 수 없고 칼슘 제공물질의 용해를 방해하기 때문에 반응이 느려질 수 있다.
상기 순환 석고 슬러리(51)는 0.1 내지 2.0 ㎛의 평균 입도를 가질 수 있다. 만일 상기 순환 석고 슬러리(51)의 평균 입도가 0.1 ㎛ 미만일 경우 입도가 너무 작아 매정제의 역할을 원활하게 수행하지 못함에 따라 석고 입자의 결정 성장을 충분히 촉진하지 못할 수 있고, 단위부피당 매정제 개수가 너무 많아지기 때문에 석고 입도가 작아질 수 있다. 반면, 상기 순환 석고 슬러리(51)의 평균 입도가 2.0 ㎛를 초과할 경우 매정제인 석고 입자들이 반응 용액에 원활하게 분산되지 않기 때문에 매염제의 역할을 원활하게 수행하지 못할 뿐만 아니라 제조된 석고 입자의 입도 분포도가 넓어질 수 있다.
상기 순환 석고 슬러리(51)는 0.1 ㎛ 미만의 입도가 0 ～ 20 중량%, 0.1 ～ 2.0 ㎛의 입도가 60 ～ 100 중량%, 2.0 ㎛ 초과의 입도가 0 ～ 20 중량% 범위인 석고 입자를 포함할 수 있다. 즉, 상기 순환 석고 슬러리(51)는 0.1 내지 2.0 ㎛의 입도를 갖는 석고 입자가 60% 이상 포함하여 이루어진다.
위와 같이 좁은 입도 분포도를 갖는 순환 석고 슬러리(51)를 반응에 참여시킬 경우 생성된 석고 입자들의 입도 분포도도 상기 순환 석고 슬러리(51)의 입도 분포도와 유사하게 좁은 경향을 보인다. 즉, 순환 석고 슬러리(51)의 입도 분포도가 좁으면 생성된 석고 입자의 입도 분포도도 좁고, 순환 석고 슬러리(51)의 입도 분포도가 넓으면 생성된 석고 입자의 입도 분포도도 넓어진다.
상기 석고 입자의 입도 분포도는 최종 제품의 물성에 큰 영향을 미친다. 예 를 들어, 생성된 석고 입자를 석고보드의 제조에 이용할 경우, 만일 상기 석고 입자의 입도 분포도가 넓다면 그 결과 제조된 석고보드는 기계적 강도가 크게 떨어지게 된다. 그리고, 석고 입자의 입도가 작을 경우, 탈수가 불량해져 최종 석고 내 유리 수분함량이 올라가게 되며, 이로 인해 건조비용을 증가시킴에 따라 경제성이 저하될 수 있다.
상기 순환 석고 슬러리(51)는 400 내지 800 g/ℓ의 석고 입자의 농도를 가질 수 있다. 만일, 상기 순환 석고 슬러리(51)의 석고 입자의 농도가 400 g/ℓ미만일 경우 매정제 효과가 충분히 발현되지 않기 때문에 석고 입자의 생성이 느려지고 미세 결정이 다량 생성되고, 반면 상기 순환 석고 슬러리(51)의 석고 입자의 농도가 800 g/ℓ를 초과할 경우 석고 입자의 입도가 더 이상 커지지 않는 대신 석고 입자의 생성 속도가 낮아질 수 있다.
이와 같은 공정을 통해 제조된 석고는 이수석고(CaSO4?2H2O) 형태일 수 있다.
상기 석고는 50 내지 70 ㎛ 범위의 평균 입도를 가지는 입자들로 이루어진다. 이에 따라 이와 같은 평균 입도를 갖는 석고를 이용하여 석고보드와 같은 제품을 제조할 경우 제조된 제품은 우수한 품질을 가지게 된다.
또한, 상기 석고는 다음 수학식 1로부터 얻어지는 입도 분포도가 3.2 이하이다. 만일, 상기 입도 분포도가 3.2를 초과할 경우, 이로부터 제조된 석고는 강도가 떨어지고 유리수분 함량이 높음에 따라 외부충격에 쉽게 파열될 수 있으며 내열성 이 떨어짐에 따라 고온에서 수축이 크게 일어남으로써 고온 강도가 저하될 수 있다.
[수학식 1]
입도 분포도=D75/D25
상기 D25는 입도를 측정하여 작은 입자부터 부피를 누적할 경우 총부피의 25%에 해당하는 입자들의 부피 평균 입도이고, D75는 입도를 측정하여 작은 입자부터 부피를 누적할 경우 총부피의 75%에 해당하는 입자들의 부피 평균 입도이다. 이때, 상기 D25는 석고 입자 중 총부피의 25%에 해당하고 이러한 범위에 속하는 부분의 석고 입자는 전체 석고 품질의 결점으로 작용하게 된다. 한편, 상기 D75는 석고 입자 중 총부피의 75%에 해당하고 이러한 범위에 속하는 부분의 석고 입자는 전체 석고 품질을 가장 잘 대표할 수 있는 범위에 속하게 된다. 즉, 석고 입자 중 총 부피의 75%를 초과하는 부분의 석고 입자는 통상 넓은 입도 분포를 가짐에 따라 상기 입도 분포도를 왜곡할 수 있기 때문에 이 부분을 제외하는 것이 바람직할 수 있다.
이와 같이 균일한 입도로 이루어진 석고는 석고보드와 같은 제품의 제조에 이용될 경우 제조된 제품은 균일한 품질을 가짐에 따라 소비자의 신뢰를 향상시킬 수 있다.
이하에서는 실시예 및 비교예를 통하여 본 발명의 효과를 보다 구체적으로 살펴보도록 한다. 이들 실시예는 단지 본 발명의 이해를 돕기 위한 것으로서 본 발명의 권리범위를 제한하지는 않는다.
실시예 1
아라미드 섬유 제조 공정 중에 발생된 황산 폐액을 이용하여 농도가 10% 황산 용액(10)을 준비한다. 또한, 순도 95%이상의 탄산칼슘을 물에 분산시켜 20%의 농도를 갖는 탄산칼슘 용액(20)을 준비한다. 또한, 이 전에 황산 용액(10)과 탄산칼슘 용액(20)과 반응 후 생성된 석고 슬러리(50) 중 50%를 분리하여 순환 석고 슬러리(51)를 준비한다. 이때, 상기 순환 석고 슬러리(51)는 500g/ℓ의 농도를 갖고, 0.1 내지 2.0㎛의 평균 입도를 갖는 석고 입자가 70 내지 80% 포함하여 이루어졌다.
상기 황산 용액(10)과 탄산칼슘 용액(20) 및 순환 석고 슬러리(51)를 반응조(100)에 각각 투입하고 pH 3 및 60℃에서 1시간 동안 반응을 진행시켰다. 이후 생성물인 석고 용액(30)을 분리조(200)에 보내어 석고 입자와 석고 슬러리(50)로 분리하였다. 분리된 상기 석고 입자는 모아서 중화처리 후 석고 케익(40)을 만들고 이를 건조시켜 석고를 제조하였다. 분리된 상기 석고 슬러리(50)는 외부로 배출시키는데, 이때 석고 슬러리(50) 중 일부는 외부로 배출시키지 않고, 도 1에서 도시한 바와 같이 순환시켜 농도와 입도 분포도를 조절하여 순환 석고 슬러리(51)를 준비한 후 이를 반응조(100)에 투입하였다.
실시예 2
전술한 실시예 1에서, 0.1 내지 2.0㎛의 평균 입도를 갖는 석고 입자가 60 내지 70% 포함된 순환 석고 슬러리(51)를 이용하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법에 의해 석고를 제조하였다.
실시예 3
전술한 실시예 1에서, 0.1 내지 2.0㎛의 평균 입도를 갖는 석고 입자가 80 내지 90% 포함된 순환 석고 슬러리(51)를 이용하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법에 의해 석고를 제조하였다.
실시예 4
전술한 실시예 1에서, 별도의 공급관을 통해 구연산을 반응조(100)에 추가로 투입하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법에 의해 석고를 제조하였다. 이때, 구연산은 반응조(100)의 액량에 대해 30ppm이 되도록 첨가하였다.
비교예 1
전술한 실시예 1에서, 순환 석고 슬러리(51)를 반응조(100)에 투입하지 않고 반응을 진행시킨 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법에 의해 석고를 제조하였다.
비교예 2
전술한 실시예 1에서, 순환 석고 슬러리(51) 대신 구연산을 반응조(100)에 투입하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법에 의해 석고를 제조하였다. 이때, 구연산은 반응조(100)의 액량에 대해 40ppm이 되도록 첨가하였다.
비교예 3
전술한 실시예 1에서, 0.1 내지 2.0㎛의 평균 입도를 갖는 석고 입자가 40 내지 60% 포함된 순환 석고 슬러리(51)를 이용하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법에 의해 석고를 제조하였다.
실시예 및 비교예 들에 의해 제조된 석고들의 물성은 다음의 방법으로 측정하였고, 그 결과는 아래의 표 1에 나타내었다.
석고 입자의 입도 및 입도 분포도 측정
입자크기 분석기(BECKMAN COULTER사 제조)를 이용하여 에틸렌 글리콜에 석고 입자를 투입하여 교반 후 부피 평균 입도를 측정하였다. 상기 부피 평균 입도는 파우더 테크놀로지 핸드북(Powder Technology Handbook, K. Gotoh et al., 2nd Edition, Marcell Dekker Publications, 1997)의 페이지 3 내지 13에서 정의된 용어이다.
상기 입자크기 분석기로부터, 부피를 기준으로 25%에 해당되는 입도, 즉 입도를 측정하여 작은 입자부터 부피를 누적할 경우 총부피의 25%에 해당하는 입자들의 부피 평균 입도인 D25를 측정하고, 부피를 기준으로 75%에 해당되는 입도, 즉 입도를 측정하여 작은 입자부터 부피를 누적할 경우 총부피의 75%에 해당하는 입자들의 부피 평균 입도인 D75를 측정하고, 이로부터 입도 분포도를 아래의 수학식 1 로부터 구하였다.
[수학식 1]
입도 분포도=D75/D25
석고의 유리수분 함량(%) 측정
먼저, 석고 시편의 무게(W1) 측정하고 다음으로 105 ℃에서 2시간 건조한 후 데시게이터에서 30분간 방치 후 무게(W2) 측정한 다음 아래의 수학식 2를 이용하여 유리수분 함량을 측정하였다.
[수학식 2]
유리수분 함량(%)=[(W1-W2)/W1]×100
구분 평균 입도(㎛) D25 D75 입도분포도 유리수분함량(%)
실시예 1 56 33 95 2.87 12
실시예 2 51 28 83 2.96 14
실시예 3 62 38 96 2.52 8
실시예 4 54 29 91 3.13 13
비교예 1 34 13 45 3.46 22
비교예 2 49 24 92 3.83 17
비교예 3 41 18 76 4.22 19
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 석고의 제조 공정도이다.
<도면의 주요부분에 대한 설명>
10 : 황산 용액 20 : 탄산칼슘 용액
30 : 석고 용액 40 : 석고 케익
50 : 석고 슬러리 51 : 순환 석고 슬러리
100 : 반응조 200 : 분리조

Claims (9)

  1. 칼슘 제공물질을 준비하는 공정;
    황산 용액을 준비하는 공정;
    반응조에서 상기 칼슘 제공물질 및 황산 용액을 반응시켜 석고 입자를 포함하는 석고 용액을 제조하는 공정;
    분리조에서 상기 석고 용액을 석고 슬러리 및 석고 입자로 분리하는 공정; 및
    상기 석고 슬러리 중 일부를 순환시켜 0.1 내지 2.0㎛의 평균 입도를 갖는 석고 입자가 60% 이상 포함된 순환 석고 슬러리를 준비하고 상기 순환 석고 슬러리를 상기 반응조에 투입하는 공정을 포함하는 석고의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 순환 석고 슬러리는 상기 석고 슬러리 중 40 내지 60 %를 분리하여 얻어지는 것을 특징으로 하는 석고의 제조방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 순환 석고 슬러리는 400 내지 800 g/ℓ의 석고 입자의 농도를 갖는 것을 특징으로 하는 석고의 제조방법.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 황산 용액은 5 내지 30 중량%의 농도를 갖는 것을 특징으로 하는 석고의 제조방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 석고 용액을 제조하는 공정은 40 내지 80℃의 온도에서 반응이 수행되는 것을 특징으로 하는 석고의 제조방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 석고 용액을 제조하는 공정은 2.0 내지 5.0 pH 범위에서 반응이 수행되는 것을 특징으로 하는 석고의 제조방법.
  8. 삭제
  9. 삭제
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