KR101157570B1 - 액정표시장치 제조공정에서 발생하는 혼합 폐산을 이용하여 삼인산칼슘을 제조하는 방법 - Google Patents
액정표시장치 제조공정에서 발생하는 혼합 폐산을 이용하여 삼인산칼슘을 제조하는 방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 액정표시 장치 제조공정에서 발생하는 혼합 폐산으로부터 고순도의 인산을 회수하여 삼인산칼슘을 제조하는 방법에 관한 것으로서, 액정 표시 장치에서 발생한 혼합 폐산 용액을 진공 증발 처리하여 혼합 폐산 용액 중의 질산 및 초산을 제거하는 1차 진공증발 단계; 상기 1차 진공증발 처리 후 남은 잔류액을 확산투석 처리하여 알루미늄 성분을 제거하는 확산투석 처리단계; 상기 확산투석 처리 후 진공 증발 처리하여 인산을 농축하는 2차 진공증발단계; 농축된 인산을 탄산칼슘과 반응시켜 여과하고, 얻어진 여과액에 수산화칼슘 용액을 혼합 중화하여 반응시킴으로써 삼인산칼슘 슬러리를 제조하는 단계; 및 상기 삼인산칼슘 슬러리의 수분을 건조하고, 소성 및 분쇄하는 단계를 포함하는 LCD 혼합 폐산을 이용하여 삼인산칼슘을 제조하는 방법을 제공한다.
Description
본 발명은 액정표시 장치 제조공정에서 발생하는 혼합 폐산으로부터 고순도의 인산을 회수하여 삼인산칼슘을 제조하는 방법에 관한 것이다.
최근 액정 표시 장치(Liquid crystal display: LCD)의 생산량이 급격하게 증가함에 따라, 상기 LCD의 제조시 발생하는 혼합 폐산의 발생량도 급격히 증가하고 있다.
이와 같은 혼합 폐산은 통상 LCD 및 반도체 제조 공정상의 다른 에칭 폐액과 함께 혼합되어 소각 처리되고 있으며, 이에 따라 혼합 폐산 처리에 과다한 에너지 비용이 소요된다. 또한 상기 혼합 폐산의 처리 방법으로 중화 침전법도 사용되고 있는데, 이 같은 중화 침전법의 경우 혼합 폐산이 고농도의 산이므로 중화시 알카리 중화제가 과다하게 소요되고, 또한 처리 후 발생하는 슬러지량이 많다는 문제가 있다. 또한 이때 발생된 슬러지에는 중금속이 함유되어 있으므로 일반 매립이 불가하고 별도로 소각하여야 한다는 문제가 있다. 상기와 같은 혼합 폐산의 처리 방법들은 처리비용이 높고 고가의 유기 금속 및 산을 폐기하므로 자원을 재활용할 수 없는 문제점이 있다.
이에 대해 혼합 폐산의 재활용을 위한 기술로, 한국 특허 제461849호에는 진공 농축 및 추출 공정을 통한 에칭 공정 폐액으로부터의 고농도 인산 정제 방법이 기재되어 있다, 또한, 한국 특허 출원 제2004-0008608호에는 감압증류, 양이온 교환수지 및 전기화학적 활성화 공정을 통한 인산 함유 폐식각액의 재생방법이 기재되어 있다. 그러나, 상기 방법으로는 감압 증류에 의해 1차 제거된 질산과 초산이 혼합된 상태이므로 질산과 초산을 각각 분리하여 재활용할 수 없으며, 또한 감압 증류 후 잔류하는 잔류액 중의 금속 성분의 농도가 고농도이거나, 질산과 초산이 잔류하는 경우 또는 인산의 농도가 고농도일 경우에는 이온 교환 수지법을 사용하기가 곤란하다. 왜냐하면 산 농도가 높을 경우 가교도가 높은 강산성 수지라고 하더라도 금속 성분의 수지흡착이 매우 어렵다. 또한 금속농도가 높을 경우에는 수지 사용량이 많아 처리비용이 증가하는 단점이 있다. 그리고 폐액 중의 금속성분은 많은 경우에 착체를 형성하고 있고 착체가 음이온으로 용액 중에 존재할 때도 많다. 따라서 상기 양이온 교환수지만으로는 금속성분을 완전히 분리, 제거할 수 없다.
이와 같이 이러한 혼합 폐산에 대한 재활용 기술은 아직 확립되어 있지 않은 실정이다.
한편, 삼인산칼슘은 유백색 율리, 세라믹, 에나멜을 제조하는데 사용되며, 나아가, 플라스틱 강화제 및 안정제, 연마제, 제산제, 부형제, 식품제조용 영양강화제, 고결방지제 등으로 사용된다. 이와 같은 인산칼슘은 일반적으로 분말상 생원료를 고온 하에서 고상 반응시키는 건식합성법과 생원료 용액 또는 생원료 슬러리를 반응시키는 습식 합성법이 공지되어 있으며, 예를 들어, 염화칼슘과 제2 인산나트륨을 반응시켜 인산칼슘을 제조하는 습식법은 반응과정에서 대량의 염산과 수산화나트륨이 사용된다. 그러나, 이와 같은 제조공정에서는, 제조원가가 높아 공업용 원료로 대량생산이 곤란하며, 반응이 복잡하고, 반응 후에 미반응 수산화칼슘, 염화나트륨, 염화암모늄 등이 반응액 중에 잔존하여 수용액 중에서 인산칼슘 침전물을 분리하는데 어려움이 있으며, 고순도의 인산칼슘을 얻을 수 없다.
본 발명은 상기 문제를 해결하기 위한 것으로, 본 발명은 액정 표시 장치의 제조 공정에서 발생하는 혼합 폐산 용액으로부터 불순물의 함량을 1ppm 이하의 수준으로 감소시킨 고순도의 인산을 회수하고, 이를 활용하여 삼인산칼슘을 저렴한 비용으로, 그리고 고순도로 제조하는 방법을 제공하며, 나아가 폐산을 재활용하는 기술을 제공하고자 한다.
본 발명은,
제1 구현예로서, 액정 표시 장치에서 발생한 혼합 폐산 용액을 진공 증발 처리하여 혼합 폐산 용액 중의 질산 및 초산을 제거하는 1차 진공증발 단계; 상기 1차 진공증발 처리 후 남은 잔류액을 확산투석 처리하여 알루미늄 성분을 제거하는 확산투석 처리단계; 상기 확산투석 처리 후 진공 증발 처리하여 인산을 농축하는 2차 진공증발단계; 농축된 인산을 탄산칼슘과 반응시켜 여과하고, 얻어진 여과액에 수산화칼슘 용액을 혼합 중화하여 반응시킴으로써 삼인산칼슘 슬러리를 제조하는 단계; 및 상기 삼인산칼슘 슬러리의 수분을 건조하고, 소성 및 분쇄하는 단계를 포함하는 LCD 혼합 폐산을 이용하여 삼인산칼슘을 제조하는 방법,
제2 구현예로서, 상기 확산투석 처리 단계 후 얻어진 투석액을 재차 확산투석 처리하여 알루미늄 성분의 농도를 1ppm 이하가 되도록 정제하는 2차 확산투석 처리단계를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 LCD 혼합 폐산을 이용하여 삼인산칼슘을 제조하는 방법,
제3 구현예로서, 상기 탄산칼슘은 농축된 인산 2몰에 대하여 1~1.5몰의 몰비로 첨가하는 것임을 특징으로 하는 LCD 혼합 폐산을 이용하여 삼인산칼슘을 제조하는 방법,
제4 구현예로서, 상기 수산화칼슘 용액은 3 내지 10% 농도의 용액인 것을 특징으로 하는 LCD 혼합 폐산을 이용하여 삼인산칼슘을 제조하는 방법,
제5 구현예로서, 상기 삼인산칼슘 슬러리를 제조하는 단계는 상기 여과액과 수산화칼슘이 혼합 중화된 반응용액을 온도 40-50℃ 및 습도 80-90%의 항온항습조에서 7-12시간 정치하는 단계를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 LCD 혼합 폐산을 이용하여 삼인산칼슘을 제조하는 방법,
제6 구현예로서, 상기 1차 진공 증발 처리는 -650 내지 -760 mmHg 의 진공도에서 행하는 것을 특징으로 하는 LCD 혼합 폐산을 이용하여 삼인산칼슘을 제조하는 방법,
제7 구현예로서, 상기 1차 진공 증발 처리는 100 내지 160℃에서 행하는 것을 특징으로 하는 LCD 혼합 폐산을 이용하여 삼인산칼슘을 제조하는 방법,
제8 구현예로서, 상기 2차 진공 증발 처리는 -650 내지 -760 mmHg 의 진공도에서 행하는 것을 특징으로 하는 LCD 혼합 폐산을 이용하여 삼인산칼슘을 제조하는 방법,
제9 구현예로서, 상기 2차 진공 증발 처리는 100 내지 160℃에서 행하는 것을 특징으로 하는 LCD 혼합 폐산을 이용하여 삼인산칼슘을 제조하는 방법을 제공한다.
본 발명에 따른 고순도 인산의 회수 방법에 의해 액정 표시 장치 제조공정에서 발생하는 혼합 폐산으로부터 불순물의 함량을 수 ppm 수준으로 감소시킨 고순도의 인산을 고농도로 회수하여 삼인산칼슘을 저비용으로 간단하게 제조할 수 있으며, 나아가, LCD 제조시의 폐액을 재활용하는 방안을 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 혼합 폐산으로부터 고순도 인산을 회수하고, 이를 활용하여 삼산화칼슘을 제조하는 방법을 개략적으로 나타낸 공정도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에서 제조된 삼인산칼슘의 XRD 분석 결과를 나타내는 그래프로서, 각 피크는 삼인산칼슘을 나타낸다.
도 3은 본 발명에 의해 얻어진 삼산화칼슘의 미세조직을 촬영한 사진이다.
도 2는 본 발명의 실시예에서 제조된 삼인산칼슘의 XRD 분석 결과를 나타내는 그래프로서, 각 피크는 삼인산칼슘을 나타낸다.
도 3은 본 발명에 의해 얻어진 삼산화칼슘의 미세조직을 촬영한 사진이다.
이하 본 발명을 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 혼합 폐산으로부터의 고순도 인산 회수하고, 이를 이용하여 삼인산칼슘을 제조하는 방법을 개략적으로 나타낸 공정도이다.
본 발명은 액정 표시 장치에서 발생한 혼합 폐산 용액을 진공 증발 처리하여 혼합 폐산 용액 중의 질산 및 초산을 제거하는 1차 진공증발 단계; 상기 1차 진공증발 처리 후 남은 잔류액을 확산투석 처리하여 알루미늄 성분을 제거하는 확산투석 처리단계; 상기 확산투석 처리 후 진공 증발 처리하여 인산을 농축하는 2차 진공증발단계; 농축된 인산을 탄산칼슘과 반응시켜 여과하고, 얻어진 여과액에 수산화칼슘 용액을 혼합 중화하여 반응시킴으로써 삼인산칼슘 슬러리를 제조하는 단계; 및 상기 삼인산칼슘 슬러리의 수분을 건조하고, 소성 및 분쇄하는 단계를 포함한다.
LCD 제조공정에서 발생하는 혼합 폐산 용액은 LCD 제조 공정 중 다층 회로 기판의 금속회로를 형성하는 과정에서 발생하는 폐 에칭 용액이다. 이 폐액 중에는 아래 표 1에 나타낸 바와 같이, 인산, 질산, 초산, 알루미늄이 함유되어 있으며, 본 발명은 이와 같은 폐액을 정제하여 삼인산칼슘을 제조하고자 한다.
| 성분 | 산 농도(%) | 알루미늄 (mg/kg) |
||
| 초산 | 질산 | 인산 | ||
| 함량 | 5-10 | 5-10 | 60-70 | 200-250 |
표 1에서 알 수 있는 바와 같이, LCD 혼합 폐산 용액은 초산, 질산, 인산 및 알루미늄을 함유하는 혼합액으로서, 이러한 각각의 성분을 분리하여 재활용하기 위한 첫 번째 단계는 LCD 혼합 폐산 용액을 각 성분의 끓는점 차이를 이용하여 진공증발법으로 인산과 알루미늄을 잔류시키고 초산과 질산을 분리한다. 이때 상기 1차 진공 증발 처리에 앞서 혼합 폐산 중에 포함된 불용성 고형 불순물을 제거하기 위해 마이크로필터 등을 이용한 여과 공정을 선택적으로 더 실시할 수 있다.
상기 1차 진공 증발 처리 단계는 혼합 폐산 내에 존재하는 산들의 비점 차이를 이용한 것으로, 상기 방법에 의하여 혼합 폐산 중에 포함된 질산과 초산은 증발, 제거되고, 인산과 알루미늄만 잔류하게 된다.
상기 1차 진공 증발 처리 단계는 통상의 진공 증발 처리 장치를 사용하여 실시될 수 있다. 혼합 폐산 용액으로부터의 초산 및 질산의 제거 효율을 높이기 위해서는 상기 1차 진공 증발 처리는 -650 내지 -760 mmHg 진공도에서 실시하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 -680 내지 -730 mmHg 진공도에서 실시할 수 있다. 진공도가 -650 mmHg 미만이면 증발온도를 140℃ 이상으로 증대시켜야 하기 때문에 에너지 비용 및 제조 설비의 투자비용이 과다하게 증가하여 바람직하지 않다. 또한, 진공도가 -760 mmHg을 초과하면 상용화 설비에서 대용량의 진공펌프가 -760mmHg 이상으로 연속적으로 가동시키기가 어렵기 때문에 바람직하지 않다.
또한 상기 1차 진공 증발 처리는 100 내지 160℃의 온도 범위 내에서 실시하는 것이 바람직하고, 110 내지 130℃의 온도 범위 내에서 실시하는 것이 보다 바람직하다. 100℃ 미만에서는 증발 자체가 일어나지 않기 때문에 바람직하지 않고, 160℃을 초과하면 에너지 비용이 과다하게 들고, 또한 폐 스팀을 사용할 경우에는 폐 스팀이 보통 140℃를 초과하지 않아서 폐 스팀을 이용하기 어렵기 때문에 바람직하지 않다.
가장 바람직하게는 진공도가 -650mmHg인 경우에는 온도 140℃ 이상으로, 진공도가 -700mmHg인 경우에는 온도 120℃ 이상으로, 그리고 진공도 -730mmHg의 경우는 온도 110℃ 이상으로 설정하여 실시하는 것이 좋다.
이와 같은 진공 증발 처리 공정에 의해 혼합 폐산 중에 포함된 질산 및 초산을 완전히 제거할 수 있다.
나아가 상기 진공증발공정에 의해 혼합 폐산 용액으로부터 남은 잔류액에 대하여 확산투석 처리를 실시하여 잔류액 중에 포함된 알루미늄 및 몰리브덴 등의 금속성분을 제거할 수 있어, LCD 제조공정 중에서 발생하는 혼합 폐산 용액에 존재하는 다량의 알루미늄을 효율적으로 제거할 수 있다. 보다 바람직하게는 음이온 교환막을 사용할 수 있으며, 이러한 음이온 교환막은 선택적 투과성을 나타내기 때문에, 산 용액만 통과시키고 잔류액 중에 포함된 알루미늄 등의 금속 성분을 제거할 수 있어, 보다 고순도의 인산 수용액을 얻는데 적합하다.
상기 확산투석 처리시에는 통상의 확산투석 장치를 사용할 수 있으며, 예를 들면, 진공 증발 처리 후 얻어진 잔류액과 물이 차례로 흐르도록 하기 위해 대량의 이온 교환막들이 가스켓(gasket)을 사이에 두고 번갈아 들어있는 확산투석 장치를 사용할 수 있다. 이에 따라 확산투석 장치 내에서 잔류액과 물을 공급하는 가스켓은 플라스틱 망들이 그물처럼 엮어져 있어, 용액이 일정하게 섞이게 하며 난류를 유발시켜 막 오염을 최소화할 수 있다. 상기 확산투석 장치에서 잔류액은 확산투석 장치의 아래쪽에서 위쪽으로 공급되고, 물은 위쪽에서 아래쪽으로 공급된다. 확산투석 장치 내로 공급된 잔류액은 투석막의 선택적 투과성에 의해 알루미늄 이온과 인산이 분리된다. 이때 분리된 인산은 역류된 물과 접촉하여 희석되며, 희석된 인산을 포함하는 투석액은 확산투석 장치의 아랫부분으로 배출된다. 반면 투석막을 통과하지 못한 알루미늄과 일부의 인산은 위쪽으로 나오게 된다. 이와 같은 확산투석 처리에 의해, 증발 처리 후 얻어진 잔류액 중에 포함된 알루미늄을 98% 이상 제거할 수 있다.
다음으로 상기 확산투석 처리 후 얻어진 정제된 인산용액 중에 남아있는 알루미늄은 수 ppm~수십 ppm 정도로서, 알루미늄을 1ppm 이하로 갖는 고순도의 인산 용액으로 정제하기 위해, 2차 확산투석 처리 단계를 포함할 수 있다.
상기 제1 및 제2 확산투석 처리에 의해 얻어진 인산 수용액은 알루미늄 함량이 1ppm 이하의 고순도 용액이지만, 알루미늄을 제거하는 과정에서 인산의 농도도 함께 낮아진다. 따라서, 고순도의 인산용액을 고농도로 얻기 위해, 2차 진공 증발 처리를 실시하는 것이 바람직하다.
상기 고농도 인산을 얻기 위한 2차 진공 증발 처리 단계는 앞서 혼합 폐산 용액에 대한 진공 증발 처리시와 동일한 방법으로 실시할 수 있다. 이와 같은 진공 증발 처리를 추가로 수행함으로써 고순도의 인산을 85% 이상의 고농도로 얻을 수 있다.
상기와 같은 고순도 인산용액 회수 방법에 의해 혼합 폐산으로부터 불순물의 함량을 수 ppm, 보다 바람직하게는 1ppm 이하의 수준으로 감소시킨 고순도의 인산을 고농도로 회수할 수 있다. 이와 같은 공정에 의해 LCD 혼합폐산 용액으로부터 회수한 고순도의 정제된 인산수용액을 탄산칼슘과 혼합하여 인산과 탄산칼슘의 혼합용액으로 한 후, 수산화칼슘 용액을 적정 몰비로 투입하여 삼인산칼슘을 제조한다.
구체적으로는 고순도의 정제 인산에 탄산칼슘을 물에 혼합하여 반응시킨 후 이를 여과하고, 이에 의해 얻어진 여과액에 수산화칼슘 용액을 혼합함으로써 삼인산칼슘 슬러리를 제조한다.
이때, 인산과 탄산칼슘의 반응은 발열반응이므로, 과도한 발열을 방지하기 위해 물에 인산과 탄산칼슘의 반응을 진행시킬 수 있다. 상기 탄산칼슘은 상기 인산 2몰에 대하여 1~1.5몰의 함량으로 첨가하여 반응시키는 것이 바람직하다.
상기 반응에 의해 얻어진 반응물을 여과하여 미반응물을 제거한 후, 얻어진 여과액에 수산화칼슘 용액을 혼합한다. 이때 수산화칼슘의 함량은 상기 여과액을 pH 7로 중화시킬 수 있는 함량을 첨가하며, 수산화칼슘의 농도는 특별히 한정하지 않는다. 그러나, 첨가하는 수산화칼슘 용액의 양 등을 고려하여, 예를 들어, 3 내지 10% 농도의 수산화칼슘을 첨가하는 것이 바람직하다. 상기 여과액에 수산화칼슘을 첨가하여 교반하면 상기 여과액과 수산화칼슘이 반응하여 삼인산칼슘 슬러리를 생성한다.
상기 얻어진 삼인산칼슘 슬러리는 이후, 항온항습조에 정치 반응시킴으로써 삼인산칼슘 슬러리의 반응을 완성시킬 수 있다. 이때, 항온항습조의 적합한 조건은 온도 40~50℃ 및 습도 80~90%의 범위가 바람직하며, 나아가, 상기 정치반응은 7-12시간 동안 행하는 것이 바람직하다.
이와 같이 하여 얻어진 삼인산칼슘 슬러리를 여과하고, 건조하여 소성함으로써 삼인산칼슘을 얻을 수 있다. 이때, 소성온도는 800~1500℃ 범위에서 행할 수 있다.
또한, 얻어진 삼인산칼슘을 분쇄함으로써 분말화할 수 있으며, 분쇄는 볼밀 분쇄와 같이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적으로 사용되는 방법을 사용함으로써 삼인산칼슘을 분쇄하여 분말화할 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 의하면, LCD 제조공정에서 발생하는 혼합 폐산 용액으로부터 고순도 인산을 고농도로 회수하여 삼인산칼슘을 제조함으로써 폐산용액의 재활용 방안을 제시하고, 삼인산칼슘을 저비용으로 간단하게 제조할 수 있다.
실시예
이하 실시예를 들어 본 발명을 더욱 구체적으로 설명한다. 그러나 하기한 실시예는 본 발명을 실시하는 하나의 바람직한 예로서, 실시예에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.
실시예
1
1)
LCD
혼합
폐산의
준비
LCD 제조공정에서 배출되는 혼합 폐산으로부터의 고순도 인산 회수를 위하여 하기 표 2의 조성을 갖는 혼합 폐산을 사용하였다.
| 성분 | 산 농도(중량%) | 알루미늄 (mg/kg) |
||
| 초산 | 질산 | 인산 | ||
| 농도 | 6.2 | 6.4 | 63.1 | 214 |
2)
LCD
혼합
폐산의
1차 진공 증발 처리
표 1의 혼합 폐산을 다음과 같은 방법으로 1차 진공 증발 처리를 실시하여 상기 폐산 중에 존재하는 초산과 질산을 분리하였다.
상기 진공 증발 장치는 파이렉스 반응기, 진공펌프, 냉각관, 산 회수조 및 히팅맨틀(Heating mantle)로 구성되어 있다. 상기 파이렉스 반응기는 둥근 바닥 플라스크를 개량한 것으로서 용량이 2L이다. 냉각관으로는 보통의 환류 냉각관을 사용하였으며, 수돗물과 연결하여 냉각기의 역할을 수행하도록 하였다. 산 회수조는 300ml의 삼각플라스크를 사용하였다. 반응조 내부의 온도를 올리는데 사용한 히팅맨틀은 최대 400℃±2℃의 온도 제어가 가능한 디지털 가열 자석 교반기(MSH-10, WiseStir)를 사용하였다.
먼저 진공 증발 단계에 앞서 상기 표 1의 조성을 갖는 혼합 폐산을 마이크로필터로 여과하여 혼합 폐산 중의 불용성 고형 불순물을 제거하였다.
고형 불순물이 제거된 혼합 폐산을 파이렉스 반응기에 넣고 디지털 가열 자석 교반기(MSH-10, WiseStir)를 이용하여 120℃의 온도까지 승온 유지하고, 진공 펌프를 이용하여 반응기 내부 압력을 -730mmHg로 일정하게 유지시켰다. 이때, 반응기 내부에서는 대기압보다 낮은 조건으로 감압하여 저비점의 질산 및 초산의 혼합액들이 우선 증발되고, 증발된 질산 및 초산의 혼합액들은 냉각수가 순환되는 응축기를 통해 액화되어 분리, 제거되도록 하였다.
증발과정을 완료한 후 초산 및 질산이 분리 제거된 증류액(고농도 인산)내 인산은 95% 이상의 농도로 포함된다. 이에 대해 순수를 투입하여 인산의 농도를 비료용 조인산의 상품규격인 85%로 조절하였다. 혼합 폐산 중의 질산 및 초산의 완전 분리를 확인하기 위해, 이온 크로마토그래피(Ion Chromatography: ICS-2500, DIONEX) 분석기를 이용하여 증발액 및 진공 증발 후 회수된 잔류액에서의 산 농도를 측정하고, 잔류액 중의 Al은 플라즈마 분광분석법 (ICP-AES)를 이용하여 분석하였다. 진공증발 처리 후의 잔류액의 산 및 알루미늄 농도에 대한 측정 결과를 하기 표 3에 나타내었다.
| 성분 | 산 농도(중량%) | 알루미늄 (mg/kg) |
||
| 초산 | 질산 | 인산 | ||
| 증발액 농도 | 17.7 | 19.2 | - | - |
| 잔류액 농도 | - | - | 85.8 | 290 |
상기 표 3에 나타난 바와 같이, 진공증발에 의해 증발된 증발액 중의 질산 및 초산의 농도는 표 2에서의 원 혼합 폐산 중의 질산 및 초산 농도의 약 3배 정도이었으며, 인산 및 금속 성분의 혼입은 전혀 없는 것으로 나타났다. 상기 진공 증발단계를 완료한 후 질산-초산 증발액은 재활용 탱크로 보내고, 증발기 내부에 잔류하는 인산-알루미늄 용액은 알루미늄을 제거하기 위하여 저장탱크를 거처 1차 확산투석단계로 보내었다.
또한, 상기 진공 증발 단계에서의 진공도 및 온도를 다양하게 변화시켜 실시하여 혼합 폐산 중의 질산 및 초산 분리의 최적의 조건을 찾는 실험을 실시하였다.
시험조건은 진공도를 -730, -700, -650mmHg로 각각 고정하고 온도는 160℃까지 높혀 나가면서 온도 구간별로 진공증발을 실시하였다. 진공증발후 남은 잔류액을 샘플링하여 분석하고, 그 결과로부터 질산과 초산이 인산으로부터 분리되는 조건과 거동을 조사하였다. 결과를 하기 표 4에 나타내었다.
| 시험조건 | 농도(%) | |||
| 진공도(mmHg) | 온도(℃) | 초산 | 질산 | 인산 |
| 650 | 120 | 1.28 | 1.45 | 87.6 |
| 140 | 0 | 0 | 88.5 | |
| 160 | 0 | 0 | 85.5 | |
| 700 | 100 | 1.33 | 1.58 | 78.8 |
| 110 | 0.71 | 0 | 81.4 | |
| 125 | 0 | 0 | 81.7 | |
| 730 | 100 | 0.92 | 0 | 79.6 |
| 110 | 0 | 0 | 82.8 | |
| 150 | 0 | 0 | 84.9 | |
상기 표 4에 나타난 바와 같이, 진공 증발 단계에서 진공도가 -650mmHg인 경우에는 온도 140℃ 이상에서 완전 분리되었고, 진공도가 -700mmHg인 경우에는 온도 120℃ 이상의 영역에서 완전히 분리되었다. 그리고 진공도 -730mmHg의 경우는 온도 110℃ 이상에서도 완전 분리가 가능하였다. 따라서, 진공도가 낮을수록 높은 온도에서 진공 증발을 실시하는 것이 바람직함을 알 수 있다.
3) 1차 진공증발 후 얻어진
잔류액에
대한 1차 확산투석 처리
상기 2)의 1차 진공 증발 처리 후 얻어진 잔류액 중에 존재하는 금속 성분을 분리, 제거하기 위하여 다음과 같은 방법으로 확산투석 처리를 실시하였다.
상기 1차 진공 증발 단계에서 얻어진 잔류액과 물의 유속을 0.97L/Hr?m2로 조절하면서 음이온 교환막인 투석막(DSV, ASAHI GLASS Co.)을 경계로 하여 서로 반대 방향으로 확산투석 장치(T-Ob Selemion dialyzer, ASAHI GLASS Co.)에 공급하였다.
상기 확산투석 장치에서 사용된 펌프는 Masterflex 펌프(Cole Parmer회사)로서 최대 회전속도가 600rpm인 연동 펌프(peristaltic pump)이다. 또한 유량은 튜브 사이즈에 따라 0.006~380mL/min로 조절이 가능하다. 유량 조절은 Masterflex 펌프의 회전속도를 조절함과 동시에 튜브의 사이즈를 조절함으로써 원하는 유량을 얻을 수 있었다. 또한 사용한 투석막의 면적은 0.327m2/unit로, 유량 계산은 투석기를 통과한 후 양쪽 메스실린더에 회수된 투석액과 회수된 산의 양을 시간으로 나누어 계산하였다.
상기 1차 확산투석 장치에 회수된 투석액에 대하여 이온 크로마토그래피 (ICS-2500, DIONEX) 분석기를 이용하여 투석액 중의 산 농도를 측정, 분석한 후, 회수율을 구하였다. 또한 투석액 중 Al 성분은 플라즈마 분광분석법 (ICP-AES)를 이용하여 분석하였다. 측정 결과를 하기 표 5에 나타내었다.
| 성분 | 산 농도(중량%) | 알루미늄 (mg/kg) |
||
| 초산 | 질산 | 인산 | ||
| 농도 | - | - | 61.3 | 5.43 |
4) 1차 확산투석 처리 후 얻어진
잔류액에
대한 2차 확산투석 처리
상기 표 5에 기재된 바와 같은 1차 확산투석 처리로부터 얻은 잔류액에 대하여 알루미늄 농도를 1ppm 이하로 정제하기 위해 상기 1차 확산투석처리와 동일한 조건으로 2차 확산투석처리를 행하였다. 2차 확산투석처리에 의해 얻어진 잔류물을 동일한 방법으로 분석하여 표 6에 나타내었다.
| 성분 | 산 농도(중량%) | 알루미늄 (mg/kg) |
||
| 초산 | 질산 | 인산 | ||
| 농도 | - | - | 46.8 | 0.41 |
상기 표 6을 표 5의 1차 확산투석처리 후의 잔류물과 비교하면, 알루미늄이 5.43ppm에서 0.41ppm으로 1ppm 이하로 완벽하게 제거되었음을 알 수 있다. 그러나, 인산의 농도는 확산투석처리를 거치기 전인 85.8%에서 46.8%로 낮아졌음을 알 수 있다.
5) 2차 확산투석 처리 후 얻어진
잔류액의
진공증발에 의한 인산의 농축
2차 확산투석 처리 후 얻어진 인산농도 46.8%의 잔류액에 대하여 인산의 농도를 비료용 조인산의 상품규격인 85%로 조절하기 위해, 다음과 같이 진공증발공정을 수행하였다.
이온 교환 수지 단계를 통과한 후의 농도 46.8% 정제 인산을 포함하는 여액을 2L용량의 파이렉스 반응기에 넣고 최대 400℃±2℃의 온도제어가 가능한 디지털 가열 자석 교반기(MSH-10, WiseStir)를 이용하여 120℃의 온도까지 승온 유지하고, 진공 펌프를 이용하여 반응기 내부 압력을 730mmHg로 일정하게 유지시켰다. 이 때 반응기 내부에서는 대기압보다 낮은 조건으로 감압하여 인산 농도 85%로 진공 농축하였다.
회수된 용액에 대하여 이온 크로마토그래피(ICS-2500, DIONEX) 분석기를 이용하여 인산 농도를 측정하고, 산 용액 중 Al 성분은 플라즈마분광분석법(ICP-AES)를 이용하여 분석하였다. 결과를 하기 표 7에 나타내었다.
| 성분 | 산 농도(중량%) | 알루미늄 (mg/kg) |
||
| 초산 | 질산 | 인산 | ||
| 농도 | - | - | 85.1 | 0.74 |
6) 고농도 인산 용액을 이용한
삼인산칼슘의
제조
이와 같이 정제한 85%의 정제인산과 탄산칼슘의 혼합용액에 수산화칼슘 용액을 이용하여 적정 몰비로 투입하여 삼인산칼슘을 제조하였다. 구체적으로는 다음과 같다.
고순도의 정제 인산 24.5g과 탄산칼슘을 15g을 물 380g에 혼합하여 반응시키고, 얻어진 반응물을 여과하였다. 그리하여 얻어진 여과물에 물 250g에 수산화칼슘 12.5g을 녹인 수산화칼슘 수용액을 혼합하였다. 얻어진 용액의 pH는 7이었다. 상기 혼합 용액을 1시간 동안 교반기로 교반하면서 반응시켜, 삼인산칼슘 슬러리를 얻었다. 계속하여 상기 얻어진 삼인산칼슘 슬러리를 온도 50℃ 및 습도 90%의 항온항습조에 10시간 동안 정치하여 삼인산칼슘 슬러리 반응을 완료하였다. 얻어진 삼인산칼슘 슬러리를 여과한 후, 105℃에서 1시간 동안 건조하고, 1300℃에서 5시간 소성하여 삼인산칼슘을 얻은 후, 볼밀 분쇄기를 사용하여 분쇄하여 삼인산칼슘을 분말화하였다.
이와 같이 제조된 삼인산칼슘의 XRD 분석 결과를 도 2에 나타내었다. 또한 삼인산 칼슘의 미세조직 사진을 도 3에 나타내었다.
Claims (9)
- 액정 표시 장치에서 발생한 혼합 폐산 용액을 진공 증발 처리하여 혼합 폐산 용액 중의 질산 및 초산을 제거하는 1차 진공증발 단계;
상기 1차 진공증발 처리 후 남은 잔류액을 확산투석 처리하여 알루미늄 성분을 제거하는 확산투석 처리단계;
상기 확산투석 처리 후 진공 증발 처리하여 인산을 농축하는 2차 진공증발단계;
농축된 인산을 탄산칼슘과 반응시켜 여과하고, 얻어진 여과액에 수산화칼슘 용액을 혼합하여 중화된 반응용액을 얻는 단계;
상기 반응용액을 온도 40-50℃ 및 습도 80-90%의 항온 항습조에서 7-12시간 정치하여 삼인산칼슘 슬러리를 제조하는 단계; 및
상기 삼인산칼슘 슬러리의 수분을 건조하고, 소성 및 분쇄하는 단계
를 포함하는 LCD 혼합 폐산을 이용하여 삼인산칼슘을 제조하는 방법. - 제 1항에 있어서, 상기 확산투석 처리 단계 후 얻어진 투석액을 재차 확산투석 처리하여 알루미늄 성분의 농도를 1ppm 이하가 되도록 정제하는 2차 확산투석 처리단계를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 LCD 혼합 폐산을 이용하여 삼인산칼슘을 제조하는 방법.
- 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 탄산칼슘은 인산 2몰에 대하여 1~1.5몰의 몰비로 첨가하는 것임을 특징으로 하는 LCD 혼합 폐산을 이용하여 삼인산칼슘을 제조하는 방법.
- 제 3항에 있어서, 상기 수산화칼슘 용액은 3 내지 10% 농도의 용액인 것을 특징으로 하는 LCD 혼합 폐산을 이용하여 삼인산칼슘을 제조하는 방법.
- 삭제
- 제 1항에 있어서, 상기 1차 진공 증발 처리는 -650 내지 -760 mmHg 의 진공도에서 행하는 것을 특징으로 하는 LCD 혼합 폐산을 이용하여 삼인산칼슘을 제조하는 방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 1차 진공 증발 처리는 100 내지 160℃에서 행하는 것을 특징으로 하는 LCD 혼합 폐산을 이용하여 삼인산칼슘을 제조하는 방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 2차 진공 증발 처리는 -650 내지 -760 mmHg 의 진공도에서 행하는 것을 특징으로 하는 LCD 혼합 폐산을 이용하여 삼인산칼슘을 제조하는 방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 2차 진공 증발 처리는 100 내지 160℃에서 행하는 것을 특징으로 하는 LCD 혼합 폐산을 이용하여 삼인산칼슘을 제조하는 방법.
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Citations (3)
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|---|---|---|---|---|
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| KR960010099A (ko) * | 1994-09-01 | 1996-04-20 | 김판채 | 정수장 슬러지의 처리방법 |
| JP2000135490A (ja) | 1998-08-24 | 2000-05-16 | Thomas Internatl:Kk | 廃液の処理方法 |
| KR20070068206A (ko) * | 2005-12-26 | 2007-06-29 | 재단법인 포항산업과학연구원 | 액정 표시 장치 제조공정에서 발생하는 혼합 폐산으로부터산을 회수하는 방법 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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