KR101176208B1 - 친환경 염화칼슘계 액상 제설제와 이의 제조방법 - Google Patents
친환경 염화칼슘계 액상 제설제와 이의 제조방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 친환경 염화칼슘계 액상 제설제와 이의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 철의 부식, 토양 오염 등을 불러일으키는 염화칼슘의 환경적 부작용을 저감시키고 제설효과는 우수한 염화칼슘계 액상 제설제와 이의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 친환경 염화칼슘계 액상 제설제는 염화칼슘 용액 95.0 내지 99.9중량%와, 구연산 및 암모니아를 포함하는 첨가제 0.1 내지 5.0중량%를 함유한다. 그리고 본 발명의 친환경 염화칼슘계 액상 제설제의 제조방법은 폐염산에 석회석을 혼합하여 염화칼슘 용액을 수득하는 반응단계와, 염화칼슘 용액에 소석회를 투입하여 상기 염화칼슘 용액에 혼입된 이물질을 응집시키는 소석회투입단계와, 염화칼슘 용액을 여과하여 상기 염화칼슘 용액 중의 슬러지를 제거하는 여과단계와, 여과된 상기 염화칼슘 용액에 구연산 및 암모니아를 첨가하는 첨가단계를 포함한다.
본 발명의 친환경 염화칼슘계 액상 제설제는 염화칼슘 용액 95.0 내지 99.9중량%와, 구연산 및 암모니아를 포함하는 첨가제 0.1 내지 5.0중량%를 함유한다. 그리고 본 발명의 친환경 염화칼슘계 액상 제설제의 제조방법은 폐염산에 석회석을 혼합하여 염화칼슘 용액을 수득하는 반응단계와, 염화칼슘 용액에 소석회를 투입하여 상기 염화칼슘 용액에 혼입된 이물질을 응집시키는 소석회투입단계와, 염화칼슘 용액을 여과하여 상기 염화칼슘 용액 중의 슬러지를 제거하는 여과단계와, 여과된 상기 염화칼슘 용액에 구연산 및 암모니아를 첨가하는 첨가단계를 포함한다.
Description
본 발명은 친환경 염화칼슘계 액상 제설제와 이의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 철의 부식, 토양 오염 등을 불러일으키는 염화칼슘의 환경적 부작용을 저감시키고 제설효과는 우수한 염화칼슘계 액상 제설제와 이의 제조방법에 관한 것이다.
전 지구적인 기상 이변 등으로 최근 들어 동절기 폭설이 우리나라는 물론 전 세계적으로 빈번하게 발생하고 있으며, 이에 따라 도로에 사용하는 제설제의 사용량도 급증하고 있다.
현재 국내에서 사용하고 있는 제설제는 고형 염화칼슘에 소금 또는 모래 등을 섞어서 사용하는 형태가 일반적이며, 최근 들어 고형 염화칼슘을 소금과 함께 물에 섞어 도로에 분사하는 습염살포 방식도 활용되고 있다.
하지만, 종래의 염화물계 제설제는 제설작업의 효과가 뛰어나나 식물 및 도로, 차량의 부식, 토양 오염 등의 사회적인 문제를 야기하고 있다.
제설작업시 노면이나 교량에 살포되는 염화칼슘이나 염화나트륨은 염소이온이 존재하므로 철(Fe)과 반응하면 급격히 염화철(FeCl2)를 형성해 자동차, 철근, 철골 구조물을 심각하게 부식시킨다. 염화칼슘은 매우 빠른 속도로 철을 부식시키며 콘크리트, 아스팔트 등도 부식시킴으로써 자동차, 교량은 물론 모든 도로시설물의 수명을 단축시킨다. 특히 교량 및 고가도로는 철 구조물로서 용접부위가 20~40배 빠른 속도로 부식된다는 연구결과가 있는 것으로 알려져 있다.
또한, 염화칼슘은 물에 용해되어 하천 및 토양에 유입되면서 수질오염 및 토양의 산성화를 유발한다. 또한 각국 자료에 의하면 염화칼슘은 도로변의 초목, 나무, 채소 등 식물을 고사시키고 동물의 발과 피부에 피부병, 가려움증을 유발하는 등 환경에 피해를 주는 원인으로 알려져 있다.
이러한 문제점을 고려하여 다양한 비염화물계 제설제가 개발되었는데, 그 중 대표적으로 요소(Urea), 칼슘 마그네슘 아세테이트(Calcium Magnesium Acetate, CMA)가 공지되어 있다. 관련된 특허기술로 한국등록특허 제0179334호에 비염화물계 제설제의 제조방법이 개시되어 있다.
종래의 비염화물계 제설제는 부식 및 환경에 대한 부작용은 줄일 수 있으나 제조 공정이 복잡하여 상용화되기 어렵고, 염화물계 제절제에 비해 제설효과가 낮고 가격이 높아 활용에 걸림돌이 되고 있다.
따라서 가격이 저렴하고 제설성능이 확인된 염화물계 제설제의 독성 및 부식성을 저감시킬 수 있는 제품 개발이 요구되는 실정이다.
한편, 국내 석유화학산업에서 부산물로 폐염산이 연간 130만톤이 발생되고 있다. 대부분의 폐염산은 불순물이 섞이거나, 순도가 낮아 발생되는 폐염산 중 일부만이 도금공장, 제철소, 수처리제 등으로 재활용되고 있고 나머지의 폐염산은 활용되지 못하고 있다. 재활용되지 못하는 폐염산은 가성소다를 이용하여 중화처리해야 하나 처리 비용이 막대하여 문제가 되고 있다.
본 발명은 상기의 문제점을 개선하고자 창출된 것으로서, 가격이 저렴하고 제설성능이 확인된 염화칼슘을 주성분으로 하면서 염화칼슘의 독성 및 부식성을 저감시킬 수 있는 친환경적인 염화칼슘계 액상 제설제와 이의 제조방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 석유화학산업 등에서 부산물로 발생되는 폐염산을 재활용하여 염화칼슘을 제조함으로써 폐기물을 저감시켜 처리비용을 줄이고 자원을 재활용할 수 있는 친환경적인 염화칼슘계 액상 제설제와 이의 제조방법을 제공하는 데 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 친환경 염화칼슘계 액상 제설제는 염화칼슘 용액 95.0 내지 99.9중량%와, 구연산 및 암모니아를 포함하는 첨가제 0.1 내지 5.0중량%를 함유하는 것을 특징으로 한다.
상기 첨가제는 목초액을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 친환경 염화칼슘계 액상 제설제의 제조방법은 염화칼슘계 액상 제설제의 제조방법에 있어서, 폐염산에 석회석을 혼합하여 염화칼슘 용액을 수득하는 반응단계와; 상기 염화칼슘 용액에 소석회를 투입하여 상기 염화칼슘 용액에 혼입된 이물질을 응집시키는 소석회투입단계와; 상기 염화칼슘 용액을 여과하여 상기 염화칼슘 용액 중의 슬러지를 제거하는 여과단계와; 여과된 상기 염화칼슘 용액에 구연산 및 암모니아를 첨가하는 첨가단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 첨가단계에서 상기 염화칼슘 용액에 목초액을 더 첨가하는 것을 특징으로 한다.
상기 첨가단계 후 상기 염화칼슘 용액의 산성도에 따라 목초액 또는 소석회 상등액을 투입하여 상기 염화칼슘 용액의 산성도를 pH 7.0 내지 7.5로 조절하는 산성도조절단계를 더 수행하는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이 본 발명은 가격이 저렴하고 제설성능이 확인된 염화칼슘을 주성분으로 하면서 구연산, 암모니아, 목초액과 같은 첨가제를 이용하여 염화칼슘의 독성 및 부식성을 저감시켜 친환경적인 염화칼슘계 액상 제설제와 이의 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 염화칼슘 제조의 원료로 석유화학산업 등에서 부산물로 발생되는 폐염산을 재활용함으로써 폐기물을 저감시켜 처리비용을 줄이고 자원을 재활용할 수 있는 유용한 효과를 갖는다.
도 1 내지 도 4는 본 발명의 실험예1에 따른 강재부식시험 전후의 강재시험편의 모습을 나타낸 사진이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 친환경 염화칼슘계 액상 제설제 및 이의 제조방법에 대하여 설명한다.
본 발명의 염화칼슘계 액상 제설제는 도로, 교량 상부 등에 살포되어 눈, 얼음과의 화학반응 또는 증기압 변화를 유발하여 어는점을 낮추어 눈 또는 얼음을 녹이는 목적으로 사용된다.
본 발명은 염화칼슘 용액에 첨가제를 첨가하여 제조된다. 일 예로, 본 발명의 염화칼슘계 액상 제설제는 염화칼슘 용액 95.0 내지 99.9중량%와, 첨가제 0.1 내지 5.0중량%로 조성된다.
염화칼슘은 석회석(탄산칼슘)에 염산을 가하여 제조하는 염산법이나 탄산나트륨을 만드는 제조공정에서 발생된 암모니아 증류탑의 폐액을 농축하여 식염으로 회수할때 다량으로 얻는 솔베이법에 의해 얻을 수 있다. 바람직하게 염산법을 적용하되, 폐염산에 석회석을 녹여 염화칼슘 용액을 얻는다. 폐염산을 이용하여 얻어진 염화칼슘 용액은 알칼리성 물질을 가하여 산성도를 조절한다. 이렇게 만들어진 염화칼슘 용액은 밀도 1.294~1.31g/ml, pH 7~9, CaCl2 함량 0.2~0.4g/g일 수 있다.
첨가제는 염화칼슘의 독성 및 부식성을 저감시킨다. 첨가제의 함량은 액상 제설제 전체에서 0.1 내지 5.0중량%인 것이 바람직하다. 함량이 0.1중량% 미만인 경우 부식 방지 효과가 미미하여 내구성 저하를 유발할 수 있으며, 5.0중량%를 초과하면 어는점 강하를 방해할 수 있다. 첨가제는 일 예로 구연산 및 암모니아를 함유한다. 구연산 및 암모니아는 동일 중량비율로 함유될 수 있다.
구연산은 구연산나트륨, 구연산칼슘, 구연산칼륨 등의 구연산염 또는 구연산 트리에테르, 구연산 아세틸, 구연산 에스테르 등의 형태로 이용될 수 있다.
구연산은 감귤류에서 가장 많이 얻을 수 있는 유기산으로서, 산미제, PH 조절제, 산화방지제, 세제, 수렴제 등으로 식품, 의약산업에 널리 사용되는 것으로 환경에 무해한 물질이다. 구연산은 금속표면의 산화물을 제거하여 금속의 부식을 방지하는 능력과 금속표면의 변색을 방지한다. 그리고 암모니아는 산을 중화시키는 pH조절제로서의 역할을 한다.
첨가제의 다른 예로 구연산 및 암모니아 외에 목초액을 더 함유할 수 있다. 구연산 및 암모니아, 목초액은 동일한 중량비율로 함유될 수 있다.
목초액은 나무를 숯으로 만들 때 발생하는 연기를 응축시켜 얻어지는 것으로서, pH 2~4 정도의 산성액체이다. 목초액은 토양살균, 탈취 효과가 우수하다. 따라서 본 발명의 액상 제설제에 함유된 목초액은 천연에서 얻어지는 물질로서, 토양의 오염을 방지하고 각종 오염물을 중화 및 해독시킨다. 또한, 목초액은 다른 첨가물질과 함께 금속표면의 산화물을 제거하여 금속의 부식을 방지하는 효과를 높일 수 있다.
이하, 상술한 염화칼슘계 액상 제설제의 제조방법의 일 실시 예를 설명한다.
본 발명의 염화칼슘계 액상 제설제의 제조방법은 크게 염산에 석회석을 혼합하여 염화칼슘 용액을 수득하는 반응단계와, 염화칼슘 용액에 소석회를 투입하여 상기 염화칼슘 용액에 혼입된 이물질을 응집시키는 소석회투입단계와, 염화칼슘 용액을 여과하여 상기 염화칼슘 용액 중의 슬러지를 제거하는 여과단계와, 상기 염화칼슘 용액에 구연산 및 암모니아를 첨가하는 첨가단계를 포함한다.
먼저, 반응단계에서 염산에 석회석을 혼합하여 염화칼슘 용액을 수득한다. 바람직하게 염산으로 각종 산업현장에서 부산물로 발생하는 폐염산을 이용한다.
폐염산은 석유화학산업 또는 산세 또는 에칭공정에서 부산물로 발생된다. 폐염산은 철, 유분, 고형 이물질 등이 혼입되어 있다. 폐염산의 농도는 주로 35% 이하이다. 이물질의 종류 및 농도는 폐염산의 종류에 따라 다소 차이가 있을 수 있다.
본 발명은 폐염산을 이용함으로써 자원절감과 폐기물 저감 효과가 높고, 활용도가 낮은 공정 부산물을 고부가가치 제품 생산에 재활용할 수 있는 장점을 갖는다.
준비된 폐염산을 농도 25%로 조절하는 것이 바람직하다. 이는 폐염산이 발생하는 공정의 종류에 따라 폐염산의 농도에 차이가 있기 때문이다. 제설효과가 우수한 30%의 염화칼슘 용액을 얻기 위해서는 폐염산의 농도를 25%로 조절하는 것이 유리하다. 따라서 폐염산의 농도가 25%보다 낮으면 높은 농도의 염산을 가해 농도를 높이고, 폐염산의 농도가 25%보다 높으면 물을 가해 농도를 낮춘다.
폐염산의 농도를 25%로 조절한 후 석회석과 폐염산을 반응조에 투입하여 반응시킨다. 폐염산 100중량부에 대하여 석회석 55 내지 65중량부를 투입한다. 폐염산과 석회석은 하기와 같이 반응하여 염화칼슘과, 물, 이산화탄소를 생성한다.
CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + H2O + CO2
25%의 폐염산에 석회석을 가해 약 30%의 염화칼슘 용액을 얻을 수 있다. 얻어진 염화칼슘 용액은 pH 2.7~3.0 정도이다.
다음으로 염화칼슘 용액에 소석회를 투입하는 소석회투입단계를 수행한다. 내부에 교반임펠러가 설치된 교반조에 염화칼슘 용액과 소석회 가루를 투입한다. 소석회는 반응단계에서 사용된 폐염산 100중량부에 대하여 1 내지 5중량부를 투입한다. 소석회는 염화칼슘 용액에 혼입된 이물질을 응집시킴과 동시에 염화칼슘 용액의 산성도를 낮추는 역할을 한다. 염화칼슘 용액과 소석회를 1 내지 3시간 동안 교반하는 과정을 통해 염화칼슘 용액에 혼입된 이물질이 응집되어 슬러지를 형성한다. 교반 후 염화칼슘 용액은 약 pH 7~9의 중성 또는 약알칼리성이 된다.
소석회투입단계 수행 후 염화칼슘 용액 중의 슬러지를 제거하기 위해 여과단계를 수행한다.
여과단계는 다양한 여과장치를 적용하여 슬러지와 염화칼슘 용액을 분리할 수 있다. 가령, 고액분리를 위한 필터프레스나 원심분리기, 벨트프레스 등을 이용하여 슬러지와 염화칼슘 용액을 분리할 수 있다.
여과단계를 통해 슬러지가 제거된 염화칼슘 용액은 무색의 투명한 성상을 갖는다.
다음으로 염화칼슘 용액에 첨가제를 투입하여 액상 제설제를 제조한다. 첨가제는 염화칼슘의 독성 및 부식성을 저감시킨다. 첨가제의 함량은 액상 제설제 전체에서 0.1 내지 5.0중량%인 것이 바람직하다.
첨가제는 구연산 및 암모니아를 함유한다. 구체적으로, 첨가제는 농도 40%의 구연산 용액과, 농도 28%의 암모니아수를 동일한 중량비율로 혼합하여 만들 수 있다.
그리고 첨가제에는 구연산 및 암모니아 외에 목초액이 더 함유될 수 있다. 이 경우 구연산 및 암모니아, 목초액은 동일한 중량비율로 첨가제에 혼합될 수 있다. 목초액은 숯을 굽는 탄화과정에서 발생하는 연기를 응축시켜 얻은 목초액을 6개월 이상 숙성 및 정제한 것을 사용한다. 목초액을 얻기 위해서 70～200℃의 온도 범위에서 숯을 굽되 80℃ 미만의 온도에서는 수분이 많고, 150℃를 초과하는 온도에서는 타르가 많아지기 때문에 80～150℃의 온도 범위에서 발생한 연기를 응축시켜 제조한 것을 사용하는 것이 바람직하다.
목초액 제조의 일 예로 정면에 아궁이가 형성되고 후방에 굴뚝이 형성된 가마를 지상에 설치하고, 굴뚝에 목초액이 흘러내리는 통로와 수집통을 설치한 다음 60cm 정도 길이의 목재를 쌓고 뚜껑을 닫은 후 통을 밀폐시키고 아궁이에 연료를 넣고 80～150℃ 온도 범위에서 10시간 내지 12시간 가열하여 굴뚝에서 나오는 연기가 흰색에서 투명한 색으로 바뀌면 가열을 중단하고 밀폐한 후 식혀서 숯을 꺼내고 수집통의 목초액을 수집한다. 수집한 목초액은 6개월 이상 보관하여 침전시킨 후 여과하여 사용한다. 상술한 방법을 통해 pH 2~4의 투명한 목초액을 얻을 수 있다.
상술한 바와 달리 목초액은 시판 중인 제품을 구입하여 이용하거나, 통상적인 목초액 제조방법을 이용하여 제조할 수 있다. 목초액의 첨가는 금속의 부식, 오염물의 중화 및 해독, 토양의 살균 등의 효과를 가져올 수 있다.
한편, 첨가제를 첨가한 상태에서 염화칼슘 용액의 최종 산성도가 pH가 7.0~7.5를 벗어난 경우 산성 물질 또는 알칼리성 물질을 더 첨가하여 pH를 7.0~7.5범위로 조절하는 산성도조절단계가 더 수행될 수 있다.
가령, 첨가제를 첨가한 상태에서 염화칼슘 용액의 산성도가 pH 8~9의 약알칼리성인 경우 산성인 목초액을 투입하여 산성도를 높일 수 있다. 목초액 대신에 고순도의 염산을 투입하여 산성도를 조절할 수 있으나, 천연물질인 목초액을 사용하는 것이 바람직하다. 목초액은 액상제설제의 산성도를 조절하는 천연의 중화제로 유용하다.
그리고 첨가제를 첨가한 상태에서 염화칼슘 용액의 산성도가 pH 7 미만의 산성인 경우 알칼리성인 소석회 상등액을 투입하여 산성도를 낮출 수 있다.
내부에 교반임펠러가 설치된 침전조에 물 100중량부에 대하여 1 내지 5중량부의 소석회 가루를 투입한 다음 온도를 30℃로 유지하면서 100rpm으로 1 내지 2시간 동안 교반한 후 4 내지 6시간 동안 방치하여 고형분은 침전시키고 상층의 맑은 소석회 상등액을 취한다. 이와 같이 수득한 pH 10~12의 소석회 상등액을 염화칼슘 용액에 투입하여 산성도를 낮출 수 있다.
소석회 가루 대신에 조개껍질이나 굴껍질을 1000~1200℃에서 20 내지 40시간 소성시켜 산화시킨 다음 100 내지 200mesh의 크기로 분쇄한 패각분을 이용할 수 있다.
소석회 상등액을 이용하지 않고 소석회 가루를 염화칼슘 용액에 직접 투입하게 되면 산성도는 낮출 수 있으나 소석회 가루가 침전되어 액상 제설제의 품질을 저하시키는 문제점이 있다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 실시 예를 제시하나, 하기 실시 예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범위가 하기 실시 예에 한정되는 것은 아니다.
(실시예 1)
농도 30%의 폐염산(KPX화인케미컬)에 물을 가해 농도를 25%로 조절한 폐염산 66kg과 석회석 38kg을 반응조에 투입하여 12시간 정도 반응시켜 약 pH 2.8, 농도 30%의 염화칼슘용액을 수득하였다. 수득한 염화칼슘용액과 소석회 가루 1kg을 교반조에 투입한 후 2시간 동안 교반하여 pH 8.0으로 조절하였다. 이때 발생된 슬러지를 제거하기 위해 필터프레스를 이용하여 염화칼슘 용액을 고액분리하여 염화칼슘 용액으로부터 슬러지를 제거하여 무색의 투명한 염화칼슘 용액을 얻었다.
염화칼슘 용액을 저장탱크로 이송한 후 저장탱크에 농도 40%의 구연산 용액과 농도 28%의 암모니아수를 동일한 중량비율로 혼합한 첨가제를 주입하여 염화칼슘 용액 99.6중량%, 첨가제 0.4중량%로 조성된 pH 7.8의 액상 제설제를 제조하였다.
(실시예 2)
상기 실시 예 1과 동일한 방법으로 액상 제설제를 제조하되, 첨가제로 목초액을 0.6중량% 더 첨가하여 염화칼슘 용액 99.0중량%, 첨가제 1.0중량%로 조성된 pH 7.5의 액상 제설제를 제조하였다.
상기 목초액으로 가마에 참나무를 투입한 후 80～150℃ 온도 범위에서 가열하여 발생된 연기를 응축시킨 다음 6개월 정도 보관하여 침전시킨 후 원심분리하여 pH 2.5의 투명한 액체를 이용하였다.
(비교예1)
상기 실시 예 1에서 필터프레스로 고액분리한 무색의 투명한 염화칼슘 용액을 액상 제설제로 이용하였다.
(비교예2)
염화나트륨을 물에 용해시킨 농도 3%의 염화나트륨 용액을 액상 제설제로 이용하였다.
<실험예1:강재 부식시험>
본 발명의 액상 제설제의 친환경 성능을 평가하기 위하여 EL610 규격에 따라 강재부식 시험을 진행하였다. 규격에서 별도로 규정하지 않은 사항은 미국 국립연구위원회의 Strategic Highway Research Program(SHRP-H-332)의 SHRP H-205.7(Test Method for Evaluation of Corrosive Effects of Deicing Chemicals on Metals)에 따랐다.
가. 강재 시험편 제작
강재 시험편은 EL610 규격에 따라 KS D ３512(냉간 압연 강판 및 강대)의 SPCC(냉간압연강판)로 제작하였고, 강재 시험편의 크기는 3㎝×5㎝×0.2㎝로 하였다.
나. 시료
실험에 사용된 시료는 4가지로 준비하였다. 시험시료 1은 상기 실시 예 1의 액상 제설제를, 시험시료 2는 상기 실시 예 2의 액상 제설제를, 비교시료1은 상기 비교예 1의 염화칼슘 용액을, 비교시료 2는 비교예 2의 염화나트륨 용액을 이용하였다.
라. 시험 방법
각 시료에 대해 각각 3개의 강재 시험편(S1, S2, S3)을 준비한 후 각 시료에 3개의 강재 시편을 168시간 동안 침지시켰다.
시험 전후의 강재 시험편의 표면형상 변화와 중량손실비율을 평가하였다. 중량손실비율은 하기의 식과 같이 비교시료2에서 단위 면적당 무게감량에 대한 시험시료에서 단위면적당 무게감량의 비율로 계산하였다.
중량손실비율(%)=(시험시료에서 단위면적당 무게감량/비교시료2에서 단위 면적당 무게감량)×100
각 시료에서의 단위면적당 무게감량(mg/㎠)은 3개의 강재 시험편의 평균값으로 나타내었다.
마. 시험결과
시험결과를 하기 표 1에 정리하였다. 그리고 시험 전후의 강재시험편의 모습을 도 1 내지 도 4에 나타내었다. 도 1은 시험 전 3개의 강재 시험편(4번, 5번, 6번)과, 시험시료 1에 침지한 후 각 강재 시험편의 앞면과 뒷면 모습을 나타내고, 도 2는 시험 전 3개의 강재 시험편(10번, 11번, 12번)과, 시험시료 2에 침지한 후 각 강재 시험편의 앞면과 뒷면 모습을 나타내고, 도 3은 시험 전 3개의 강재 시험편(13번, 14번, 15번)과, 비교시료1에 침지한 후 각 강재 시험편의 앞면과 뒷면 모습을 나타내고, 도 4는 시험 전 3개의 강재 시험편(16번, 17번, 18번)과, 비교시료2에 침지한 후 각 강재 시험편의 앞면과 뒷면 모습을 나타낸다.
| 구분 |
강재시험편의 단위면적당 무게감량(mg/cm2) | 중량손실비율 (%) |
|||
| S1 | S2 | S3 | 평균 | ||
| 시험시료1 | 0.03 | 0.01 | 0.03 | 0.023 | 4.23 |
| 시험시료2 | 0.01 | 0.02 | 0.02 | 0.017 | 3.13 |
| 비교시료1 | 0.41 | 0.32 | 0.38 | 0.370 | 68.14 |
| 비교시료2 | 0.44 | 0.56 | 0.63 | 0.543 | |
상기 시험결과를 참조하면, 시험시료 1 및 2는 중량손실비율이 3.13~4.23%로 나타나 강재부식성에서 우수한 특성을 갖는 것으로 확인되었다. 염화칼슘으로만 이루어진 비교시료1의 중량손실비율이 약 68%인 것에 비해 시험시료 1 및 2는 강재 부식성이 현저히 감소하였다.
<실험예2: 용빙효율 및 유해물질 등 평가>
용빙효율, 콘크리트 유해성 시험, 강재부식성, 유해물질 검출 여부 등을 평가하기 위해 상기 시험시료 1을 한국건설생활환경시험연구원에 시험의뢰하여 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
| 항목 | 시험방법 | 단위 | 결과 | |
| 융빙효율 | 구 한국환경산업기술원 기준 | g/g | (-5℃)10min:1.6, 30min:1.8, 60min:1.9 (-12℃)10min:0.8,30min:0.9, 60min:0.9 |
|
| 콘크리트유해성 | KS F 2456 A법 | % | 87 | |
| 강재부식성 | SHRP H-332의 SHRP H-205.7 | % | 168시간-14 504시간-22 |
|
| Cl-함량 | KS H 7101 | % | 21.5 | |
| 유해물질허용함유량 |
수은 | 환경부 수질오염공정시험법 | mg/l | 불검출 |
| 비소 | 환경부 수질오염공정시험법 | mg/l | 불검출 | |
| 6가크롬 | 환경부 수질오염공정시험법 | mg/l | 불검출 | |
| 납 | 환경부 수질오염공정시험법 | mg/l | 불검출 | |
| 유기인 | 환경부 수질오염공정시험법 | mg/l | 불검출 | |
| 시안 | 환경부 수질오염공정시험법 | mg/l | 불검출 | |
| 카드뮴 | 환경부 수질오염공정시험법 | mg/l | 불검출 | |
상기 표 2를 참조하면, 의뢰시험결과 용빙효율, 콘크리트 유해성, 강재부식성 모두에서 우수한 것으로 나타났다. 그리고 유해물질은 전혀 검출되지 않는 것으로 확인되었다.
이상, 본 발명은 일 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 등록청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
Claims (5)
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- 염화칼슘계 액상 제설제의 제조방법에 있어서,
폐염산에 석회석을 혼합하여 염화칼슘 용액을 수득하는 반응단계와;
상기 염화칼슘 용액에 소석회를 투입하여 상기 염화칼슘 용액에 혼입된 이물질을 응집시키는 소석회투입단계와;
상기 염화칼슘 용액을 여과하여 상기 염화칼슘 용액 중의 슬러지를 제거하는 여과단계와;
여과된 상기 염화칼슘 용액에 구연산 및 암모니아를 포함하는 첨가제를 첨가하는 첨가단계;를 포함하고,
상기 첨가단계는 액상 제설제 전체에서 상기 염화칼슘 용액 95.0 내지 99.9중량%, 상기 첨가제 0.1 내지 5.0중량%를 함유하도록 상기 첨가제를 첨가하는 것을 특징으로 하는 친환경 염화칼슘계 액상 제설제의 제조방법. - 제 3항에 있어서, 상기 첨가단계에서 상기 염화칼슘 용액에 목초액을 더 첨가하는 것을 특징으로 하는 친환경 염화칼슘계 액상 제설제의 제조방법.
- 제 3항에 있어서, 상기 첨가단계 후 상기 염화칼슘 용액의 산성도에 따라 목초액 또는 소석회 상등액을 투입하여 상기 염화칼슘 용액의 산성도를 pH 7.0 내지 7.5로 조절하는 산성도조절단계를 더 수행하는 것을 특징으로 하는 친환경 염화칼슘계 액상 제설제의 제조방법.
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