KR101255849B1 - A method for transformation of fibrous asbestos to cubic calcite - Google Patents
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Abstract
본 발명은 섬유상의 석면을 입방형의 탄산칼슘으로 변형시키는 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 투각섬석을 탄산칼슘으로 결정화시켜 석면의 섬유상 결정형을 완전히 제거하는 석면을 이용한 입방형 탄산칼슘의 제조방법으로, 상기 제조방법은 석면의 섬유상 결정형을 완전히 제거하여 근본적으로는 석면의 유해성을 제거시킬 수 있을 뿐 아니라 이산화탄소 역시 안정하게 고정화 또는 저장시킬 수 있어, 두 종류의 유해 환경문제를 동시에 해결할 수 있는 장점이 있다.The present invention relates to a method of transforming fibrous asbestos into cubic calcium carbonate, and more particularly, to a method of producing cubic calcium carbonate using asbestos which completely removes the fibrous crystalline form of asbestos by crystallizing the hollow granite with calcium carbonate. In addition, the manufacturing method can completely remove the asbestos fibrous crystalline form, as well as fundamentally to remove the harmfulness of asbestos, carbon dioxide can also be stably fixed or stored, the advantages of solving two types of harmful environmental problems at the same time There is this.
Description
본 발명은 섬유상의 석면을 입방형의 탄산칼슘으로 변형시키는 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 투각섬석을 탄산칼슘으로 결정화시켜 석면의 섬유상 결정형을 완전히 제거하는 석면을 이용한 입방형 탄산칼슘의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of transforming fibrous asbestos into cubic calcium carbonate, and more particularly, to a method of producing cubic calcium carbonate using asbestos which completely removes the fibrous crystalline form of asbestos by crystallizing the hollow granite with calcium carbonate. It is about.
석면류 광물은 자연계에서 산출되는 길다란 주상, 침상 및 섬유상의 결정형을 가지는 여섯 종의 규산염 광물로 사문석군(serpentine group)과 각섬석군(ampibole group)의 두 가지 광물 군으로 구분된다. 특히 각섬석의 일종인 투각섬석은 SiO4 사면체들이 두 개 혹은 세 개의 모서리를 공유 결합함으로서 구성된 이쇄형 사슬(double chain)을 골격으로 한 결정구조로 이루어진다. 이때, 이쇄형 사슬은 SiO4 사면체 6개가 환형을 이루고 이들이 반복되어 c축을 따라 사슬이 길게 배열되는 구조를 갖게 되는데 이러한 배열 형태는 투각섬석이 섬유 형태의 변종을 이루게 한다. Asbestos minerals are six silicate minerals with long columnar, acicular and fibrous crystalline forms produced in nature and are divided into two mineral groups: serpentine group and ampibole group. Particularly, the hornblende, which is a kind of hornblende, has a crystal structure based on a double chain composed of SiO 4 tetrahedra covalently bonded to two or three corners. At this time, the divalent chain has a structure in which six SiO 4 tetrahedra form an annulus and they are repeated so that the chain is arranged long along the c-axis.
석면(asbestos)은 원래 암석 중에 들어 있으면서 섬유 모양을 가진 규산염광물로서 미세한 크기의 섬유로 잘 쪼개져서 실을 뽑을 수도 있고 또 천으로도 만들 수 있으며 물리적으로 강인하고 화학적으로 불활성(산과 알칼리에 대하여)이며, 전기와 열에 대한 절연성이 높다.Asbestos is a fibrous silicate mineral originally contained in rock, which can be broken into fine-sized fibers, which can be pulled out, made of cloth, and physically tough and chemically inert (against acid and alkali). It has high insulation against electricity and heat.
석면은 깃털과 비단과 같은 감촉을 주고 있으면서 불에 타지 않고 부식되지 않기 때문에 과거에 가정용품, 건축 단열재와 자동차 브레이크 라이닝 그리고 각종 산업 공정에서 그 용도가 3000여 가지가 넘을 정도로 광범하게 사용되어 왔지만 석면이 호흡기 내로 들어갈 경우 폐암 등 질병을 일으킨다는 사실이 20세기 중반에 와서 비로소 알려지면서 각종 규제책이 시행되고 있다. 그러나 이미 오랫동안 석면이 각종 소재로 사용됐기에 우리의 생활환경에 석면이 다른 광물질과 함께 광범하게 분산되어 있어서 그 농도를 줄이기가 대단히 어렵다.Asbestos has the same texture as feathers and silk, it does not burn and does not corrode, so it has been used extensively in home appliances, building insulation, automobile brake linings and various industrial processes in the past for more than 3000 uses. Entering the respiratory tract causes diseases such as lung cancer until the mid 20th century, it is known that various regulatory measures are being implemented. However, asbestos has been used as a material for a long time, and asbestos is widely dispersed with other minerals in our living environment, it is very difficult to reduce its concentration.
그러나 석면광물들이 모두 위험한 것은 아니며 섬유 형태를 이루고 있을 경우에만 위험하다. 석면먼지는 일단 호흡기를 통하여 흡입되어 건강상의 문제를 일으키지만 석면먼지를 흡입하였다고 하여 무조건 질병이 발생하는 것도 아니다.However, not all asbestos minerals are dangerous, but only if they are in the form of fibers. Asbestos dust is inhaled through the respiratory tract and causes health problems, but inhalation of asbestos dust does not necessarily cause disease.
길이가 5 ㎛ 이상이고, 직경이 2 ㎛ 이하이면서 그 비(aspect ratio)가 5:1 이상인 석면먼지가 주로 폐조직에 부착하여 질병을 일으키는 것으로 알려져 있다. 직업적으로 석면먼지의 흡입량도 많고 또 흡입기간도 오래된 경우에 일반적으로 폐암에 걸리지만 그것도 석면을 흡입한 지 20 내지 40년 후에 질병이 나타나는 것으로 알려져 있다. 석면이 일으키는 질병에는 석면폐, 폐암, 중피종, 흉막비후 등이 있다.Asbestos dust having a length of 5 μm or more and a diameter of 2 μm or less and an aspect ratio of 5: 1 or more is known to adhere mainly to lung tissue and cause disease. Occupationally, asbestos dust is inhaled and the inhalation period is long, usually lung cancer, but it is known that the disease appears 20 to 40 years after inhaling asbestos. Asbestos diseases include asbestos, lung cancer, mesothelioma, and pleural thickening.
석면의 인체 독성은 석면광물의 종류, 입자의 크기, 화학조성, 표면 특징, 내구성 등과 관련이 있다. 온석면처럼 폐에 함유되어 있는 체액에 용해되는 석면은 독성이 낮으며 투각섬석과 같이 용해성이 낮고 내구성이 큰 석면이 독성이 가장 높다. 국내에서 산출되는 투각섬석은 임상실험 결과 독성이 대단히 높은 것으로 보고되어 있다.Asbestos human toxicity is related to asbestos minerals, particle size, chemical composition, surface characteristics, and durability. Asbestos, which is dissolved in the body fluids contained in the lungs, such as warm asbestos, has low toxicity. Low aseptic and durable asbestos, such as hollowstone, have the highest toxicity. It is reported that the calcite produced in Korea is very toxic as a result of clinical trials.
또한 이산화탄소는 온실가스 중 가장 많이 배출되고 있기 때문에 이산화탄소 저감을 위해 안정한 이산화탄소 저장 기술이 요구되고 있다. In addition, since carbon dioxide is emitted most of the greenhouse gases, stable carbon dioxide storage technology is required to reduce carbon dioxide.
이에, 발명자들은 상기의 문제점을 해결하고자, 지속적인 연구를 수행하던 중 투각섬석에 CO2 가스를 주입하여 탄산염광물을 수열반응을 시킬 경우, CO2 저감효과 뿐 아니라 섬유상의 투각섬석이 입방형 형태의 방해석으로 전이됨으로서 두 종류의 유해환경문제를 동시에 해결할 수 있는 것을 확인하고, 본 발명을 완성하였다.In order to solve the above problems, the inventors have invented a continuous cubic phase injecting CO 2 gas into the hydrocerosite and hydrothermally reacting the carbonate minerals, as well as the CO 2 reduction effect. By transferring to calcite, it was confirmed that two types of harmful environmental problems could be solved at the same time, and completed the present invention.
본 발명의 목적은 석면의 유해성을 제거시키는 방법으로, 보다 상세하게는 유해한 석면의 일종인 투각섬석을 CO2 가스와 반응시켜 탄산칼슘으로 결정화시킴으로써 석면의 섬유상 결정형을 완전히 제거하는, 석면을 이용한 입방형 탄산칼슘의 제조방법을 제공하고자 한다.An object of the present invention is a method for removing asbestos hazards, more specifically cubic using asbestos, which completely removes the fibrous crystalline form of asbestos by reacting a hollow granite, a kind of harmful asbestos, with CO 2 gas and crystallizing it with calcium carbonate. It is intended to provide a method for producing a calcium carbonate.
본 발명은 이산화탄소 존재 하에, 투각섬석 분말 및 알카리 용액의 혼합물을 반응시켜 제조하는, 석면을 이용한 입방형 탄산칼슘의 제조방법을 제공한다.The present invention provides a method for producing a cubic calcium carbonate using asbestos, which is prepared by reacting a mixture of amphibole powder and an alkali solution in the presence of carbon dioxide.
본 발명의 제조방법은 고온 고압의 반응 용기 내에서 이산화탄소 존재 하에 직접 탄산화 과정을 통하여 입방형 탄산칼슘을 제조하는 것을 특징으로 한다.The production method of the present invention is characterized by producing a cubic calcium carbonate through a direct carbonation process in the presence of carbon dioxide in a high temperature and high pressure reaction vessel.
보다 상세하게는 본 발명의 제조방법은 pH가 10 내지 14의 수용액에서 투각섬석 분말을 3 내지 20 bar의 이산화탄소의 가스분압 하에, 250 내지 400℃의 반응온도 및 30 내지 200 bar의 반응압력에서 제조하는 것을 특징으로 한다.More specifically, the preparation method of the present invention is prepared in the aqueous solution having a pH of 10 to 14 to prepare the diaphragm powder under a gas partial pressure of carbon dioxide of 3 to 20 bar, at a reaction temperature of 250 to 400 ℃ and a reaction pressure of 30 to 200 bar Characterized in that.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.
본 발명은 The present invention
a) 분쇄된 투각섬석 분말에 알카리 용액을 첨가하여 혼합물을 제조한 후, 이산화탄소를 주입하는 단계;a) adding an alkali solution to the pulverized hollowstone powder to prepare a mixture, and then injecting carbon dioxide;
b) 이산화탄소 존재 하에, 상기 혼합물을 탄산화반응시켜 탄산칼슘이 포함된 슬러리를 제조하는 단계; 및b) carbonizing the mixture in the presence of carbon dioxide to produce a slurry comprising calcium carbonate; And
c) 상기 제조된 슬러리로부터 형태가 변형된 탄산칼슘을 포함하는 고체를 수득하는 단계;c) obtaining a solid comprising calcium carbonate in a modified form from the prepared slurry;
를 포함하는, 석면을 이용한 입방형 탄산칼슘의 제조방법을 제공한다. 도 1을 참조한다.It includes, provides a method for producing a cubic calcium carbonate using asbestos. Please refer to Fig.
투각섬석의 이상적인 화학식은 Ca2Mg5Si8O22(OH)2이며, SiO2, 54.9%, CaO 12.3%, MgO 16.1%, FeO 10.61%의 화학조성으로 이루어져 있다.The ideal chemical formula of hollowtite is Ca 2 Mg 5 Si 8 O 22 (OH) 2 and consists of SiO 2 , 54.9%, CaO 12.3%, MgO 16.1%, and FeO 10.61%.
본 발명은 상기 투각섬석을 이산화탄소(CO2)와 반응시켜 방해석(calcite) 및 마그네사이트(magnecite) 등의 탄산염광물을 생성시키는 것으로, 상기 a) 단계의 투각섬석 분말은 입자의 크기가 30 ㎛ 이하인 것을 특징으로 한다.The present invention is to produce a carbonate mineral, such as calcite and magnesite (calcite) and magnesite (magnecite) by reacting the hollowtite with carbon dioxide (CO 2 ), the hollowtite powder of step a) is that the particle size is 30 ㎛ or less It features.
보다 상세하게는 상기 투각섬석 분말의 입자크기는 30 ㎛ 이하인 것으로, 만약 분말의 입자크기가 30 ㎛를 초과할 경우, 탄산화 반응에 따른 입방형 형태의 탄산칼슘으로 전이되기 어려울 뿐 아니라 결정성이 저하되어 순수한 탄산칼슘을 제조하기 어려운 문제점이 있다. 즉 입도가 입자크기가 30 ㎛를 초과하게 되면 반응성이 감소됨으로써 효율이 크게 감소하게 될 뿐 아니라 석면의 형태를 완전하게 변형시키지 못하여 도성의 저감 및 제거가 용이하지 않는 문제점이 있다. More specifically, the grain size of the hollow granite powder is 30 μm or less, and if the particle size of the powder exceeds 30 μm, not only is it difficult to transition to the cubic calcium carbonate due to the carbonation reaction, but also the crystallinity is reduced. There is a problem that is difficult to produce pure calcium carbonate. That is, when the particle size exceeds 30 μm, the reactivity decreases, so that the efficiency is greatly reduced, and the shape of the asbestos is not completely deformed.
본 발명에 있어서, 상기 a) 단계의 알카리 용액은 pH가 10 내지 14인 것을 특징으로 하며, 보다 상세하게는 증류수에 아세트산 또는 암모니아수를 첨가하여 pH가 10 내지 14로 알카리도를 조절한 알카리 용액 200 중량부에 대하여 분쇄된 투각섬석 분말 1 내지 10 중량부를 혼합하여 사용한다.In the present invention, the alkali solution of step a) is characterized in that the pH is 10 to 14, more specifically, by adding acetic acid or ammonia water to distilled water to adjust the alkalinity to the pH of 10 to 14 200 weight It is used by mixing 1 to 10 parts by weight of ground grindstone powder ground to parts.
만약 상기 알카리 용액의 pH가 10 미만이거나 14를 초과하게 되면, 탄산화반응 도중 pH 조건 악화에 따른 탄산칼슘의 재결정화가 어려운 문제점이 있어 탄산칼슘의 회수율 감소를 초래하므로 바람직하지 않다. If the pH of the alkali solution is less than 10 or more than 14, recrystallization of calcium carbonate due to deterioration of pH conditions during the carbonation reaction is difficult, which leads to a decrease in recovery rate of calcium carbonate, which is not preferable.
본 발명에 있어서, 상기 b) 단계의 탄산화반응은 직접 탄산화반응으로, 동일한 반응기 내에서 투각섬석으로부터 추출된 금속이온(Ca2 +, Mg2 +)과 이산화탄소 가스와의 수열반응을 통하여 탄산염 광물을 제조하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the carbonation reaction of step b) is a direct carbonation reaction, and the carbonate mineral is obtained by hydrothermal reaction between metal ions (Ca 2 + , Mg 2 + ) and carbon dioxide gas extracted from hollowstone in the same reactor. It is characterized by manufacturing.
보다 상세하게는 , 상기 b) 단계의 탄산화반응은 3 내지 20 bar의 이산화탄소의 가스분압 하에, 250 내지 400℃의 반응온도에서 이루어지는 것으로, 상기의 반응조건이 모두 갖추어진 반응기 내에서 제조되어야만 결정성이 우수한 고순도의 탄산칼슘을 수득할 수 있다.More specifically, the carbonation reaction of step b) is performed at a reaction temperature of 250 to 400 ° C. under a gas partial pressure of carbon dioxide of 3 to 20 bar, and must be prepared in a reactor equipped with all of the above reaction conditions. This excellent high purity calcium carbonate can be obtained.
만약, 이산화탄소 가스의 주입량이 3 bar 미만 또는 20 bar를 초과하여 주입할 경우 탄산화반응도중 pH 저하에 따른 탄산칼슘의 재결정화가 어려워 탄산칼슘의 회수율 감소하는 문제점이 있다.If the injection amount of carbon dioxide gas is less than 3 bar or more than 20 bar, it is difficult to recrystallize the calcium carbonate due to the pH drop during the carbonation reaction, thereby reducing the recovery rate of calcium carbonate.
또한, 반응온도가 250℃ 미만 또는 400℃를 초과하여 탄산화반응을 시킬 경 우, 동일한 반응기 내에서 투각섬석과 이산화탄소와의 반응이 불안정하여 탄산화 반응이 저해되어 탄산칼슘의 제조가 어려운 문제점이 있다.In addition, when the reaction temperature is less than 250 ℃ or more than 400 ℃ to cause the carbonation reaction, there is a problem that the production of calcium carbonate is difficult to inhibit the carbonation reaction due to unstable reaction of the opentite and carbon dioxide in the same reactor.
본 발명에 있어서, 상기 c) 단계는 제조된 슬러리로부터 고체를 분리하여 건조 후, 분쇄하여 제조할 수 있다. 이때는 모든 섬유상 석면이 구형, 입방형 등으로 변형되었으므로 더 이상 석면이 아니며 단순히 방해석을 포함하는 환경적으로 무해한 분말이다. In the present invention, step c) may be prepared by separating and drying the solid from the prepared slurry. At this time, since all the fibrous asbestos have been transformed into spherical, cubic, etc., it is no longer asbestos, and is simply an environmentally harmless powder containing calcite.
상기 슬러리로부터 고체를 분리하기 위한 분리수단으로는 원심분리기 또는 프레스 필터 등을 이용할 수 있으며, 이에 한정되지 않으며 고체와 액체를 분리하는 방법이라면 모두 사용이 가능하다.Separation means for separating the solid from the slurry may be used, such as a centrifuge or a press filter, not limited to this, any method of separating the solid and the liquid can be used.
본 발명에 있어서, 상기 방법으로 제조된 입방형 탄산칼슘은 방해석인 것으로, 보다 상세하게는 상기 방해석은 X-선 회절분석에서의 주회절각(2θ)이 3.03Å(104), 2.285Å(113) 및 2.09Å(202) 인 것을 확인할 수 있었다. 도 2를 참조한다.In the present invention, the cubic calcium carbonate prepared by the above method is calcite, and more specifically, the calcite has a major diffraction angle (2θ) in X-ray diffraction analysis of 3.03 Å (104) and 2.285 Å (113). And 2.09 Å (202). See FIG.
본 발명은 동일한 반응기 내에서 단일공정으로 섬유상의 투각섬석을 입방형 형태의 결정이 우수한 탄산칼슘으로 효율적으로 제조할 수 있을 뿐 아니라 이산화탄소를 안정하게 고정화 또는 저장시킬 수 있어, 두 종류의 유해 환경문제를 동시에 해결할 수 있는 장점이 있다.The present invention can not only efficiently produce fibrous granules in the same reactor with calcium carbonate having excellent cubic crystals, but also stably fix or store carbon dioxide. There is an advantage that can be solved at the same time.
본 발명에 따른 석면을 이용한 입방형 탄산칼슘의 제조방법은 환경유해물질인 석면을 이용하여 단일공정으로 경제적이면서 결정성이 우수한 탄산칼슘을 제조할 수 있는 장점이 있다.The method for producing cubic calcium carbonate using asbestos according to the present invention has the advantage of producing economical and excellent crystallinity of calcium carbonate in a single process using asbestos which is an environmentally harmful substance.
또한, 본 발명에 따른 석면을 이용한 입방형 탄산칼슘의 제조방법은 석면의 섬유상 결정형을 완전히 제거하여 근본적으로는 석면의 유해성을 제거시킬 수 있을 뿐 아니라 이산화탄소 역시 안정하게 고정화 또는 저장시킬 수 있어, 두 종류의 유해 환경문제를 동시에 해결할 수 있는 장점이 있다.In addition, the method for producing cubic calcium carbonate using asbestos according to the present invention can completely remove the asbestos fibrous crystalline form, thereby essentially eliminating the harmfulness of asbestos, and also stably fix or store carbon dioxide. There is an advantage that can solve the kind of harmful environmental problem at the same time.
도 1은 본 발명에 따른 석면을 이용한 입방형 탄산칼슘의 제조공정을 모식화 한 것이고,
도 2는 본 발명의 석면을 이용한 입방형 탄산칼슘의 제조방법에 있어서, 반응시간에 따라 탄산화 반응에 의해 생성된 탄산칼슘의 XRD 분석결과를 나타낸 것이며,
(a: 석면상 출발물질, b: 5분, c: 15분, d: 1시간)
도 3은 본 발명의 석면을 이용한 입방형 탄산칼슘의 제조방법에 의해 제조된 탄산칼슘의 전자현미경사진을 보여주는 것이고,
도 4는 본 발명의 비교예 1의 석면을 이용한 입방형 탄산칼슘의 제조방법에 의해 제조된 탄산칼슘의 전자현미경사진을 보여주는 것이다.1 is a schematic of the manufacturing process of the cubic calcium carbonate using asbestos according to the present invention,
Figure 2 shows the results of XRD analysis of calcium carbonate produced by the carbonation reaction according to the reaction time in the manufacturing method of the cubic calcium carbonate using asbestos of the present invention,
(a: asbestos starting material, b: 5 minutes, c: 15 minutes, d: 1 hour)
Figure 3 shows an electron micrograph of calcium carbonate prepared by the method for producing cubic calcium carbonate using asbestos of the present invention,
Figure 4 shows an electron micrograph of the calcium carbonate prepared by the method for producing a cubic calcium carbonate using asbestos of Comparative Example 1 of the present invention.
본 발명은 하기 실시예에 의하여 더욱 구체적으로 설명한다. 그러나, 하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐, 어떤 의미로든 본 발명의 범위가 이러한 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.The present invention will be described in more detail with reference to the following examples. However, the following examples are provided to aid understanding of the present invention, and the scope of the present invention is not limited by these examples in any sense.
이때, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.Hereinafter, the technical and scientific terms used herein will be understood by those skilled in the art without departing from the scope of the present invention. Descriptions of known functions and configurations that may be unnecessarily blurred are omitted.
[실시예][Example]
교반밀(Attrition Mill, KMC-1B, KMC.)을 사용하여 1L 포트에 2 ㎜크기의 지르콘 볼을 장입량 60%로 조절하여, 회전속도 1500rpm으로 1시간 교반하여 투각섬석을 10 ㎛정도의 크기가 되도록 분쇄하여 투각섬석 분말을 제조하였다.Using a stirring mill (Attrition Mill, KMC-1B, KMC.), A 2 mm size zircon ball was charged at 60% in a 1L pot, and stirred for 1 hour at a rotational speed of 1500rpm. Grinding to make a hollow granule powder.
그리고 증류수 200 cc에 암모니아수(NH4OH, OCI company Ltd.) 1 cc를 첨가 하고 pH를 11로 조절한 후, 1L 반응용기에 상기 분쇄된 투각섬석 분말 10 g과 함께 투입하였다.Then, 1 cc of ammonia water (NH 4 OH, OCI company Ltd.) was added to 200 cc of distilled water, and the pH was adjusted to 11, and then charged with 10 g of the pulverized grindstone powder in a 1L reaction vessel.
상기 반응용기에 이산화탄소(CO2) 가스를 5 bar 주입한 후, 290℃에서 교반하면서 약 50분 동안 반응시켜 안정된 탄산칼슘 슬러리를 제조하였다. 상기 탄산화반응 후에 pH는 6.41이었다. 5 bar of carbon dioxide (CO 2 ) was injected into the reaction vessel, and then reacted for about 50 minutes with stirring at 290 ° C. to prepare a stable calcium carbonate slurry. The pH after the carbonation reaction was 6.41.
상기 제조된 탄산칼슘 슬러리를 원심분리기 혹은 프레스 필터 등을 사용하여 고체와 액체 부분을 분리, 즉 탈수한 후 90℃의 온도에서 건조하고, 분쇄하여 백색의 탄산칼슘 분말 9.24 g을 수득하였다.The prepared calcium carbonate slurry was separated from the solid and liquid portions using a centrifuge or a press filter, that is, dehydrated, dried at a temperature of 90 ° C., and pulverized to obtain 9.24 g of white calcium carbonate powder.
상기 실시예에서 제조된 탄산칼슘의 성분을 XRD(X-ray diffraction)기기를 이용하여 분석하였다. 상기 XRD(X-ray diffraction)분석은 High Resolution X-Ray Diffractometer(X'Pert PRO Multi Purpose X-Ray Diffractometer;Cu 2KW(Max. 60kV 55mA)), 2θ범위, 1 내지 70으로 분석하였다.The components of the calcium carbonate prepared in Example were analyzed using an XRD (X-ray diffraction) apparatus. The X-ray diffraction (XRD) analysis was performed with a High Resolution X-Ray Diffractometer (X'Pert PRO Multi Purpose X-Ray Diffractometer; Cu 2KW (Max. 60kV 55mA)), 2θ range, 1 to 70.
도 2의 X-선 회절분석에서도 확인할 수 있듯이 d=3.03Å(104), 2.285Å(113), 2.09Å(202)를 나타내었고, 상기 결과로부터 반응용기 내에서 직접탄산화 과정을 통해 단일공정으로 단시간 내 결정성이 양호한 방해석이 제조되었음을 확인할 수 있었다.As can be seen from the X-ray diffraction analysis of FIG. 2, d = 3.03 Å (104), 2.285 113 (113), and 2.09 Å (202) are shown. It was confirmed that calcite with good crystallinity was produced in a short time.
[[ 비교예Comparative example 1] One]
상기 실시예에서와 같이 교반밀(Attrition Mill, KMC-1B, KMC.)을 사용하여 투각섬석 분말을 제조하였다. 그리고 증류수 200 cc에 암모니아수(NH4OH, OCI company Ltd.) 0.5 cc를 첨가하고 pH를 9로 조절한 후, 1L 반응용기에 상기 분쇄된 투각섬석 분말 10 g과 함께 투입하였다.A granule powder was prepared using a stirring mill (Attrition Mill, KMC-1B, KMC.) As in the above example. Then, 0.5 cc of ammonia water (NH 4 OH, OCI company Ltd.) was added to 200 cc of distilled water, and the pH was adjusted to 9, and then, 10 L of the grindstone was prepared in a 1L reaction vessel.
상기 반응용기에 이산화탄소(CO2) 가스를 5 bar 주입한 후, 290℃에서 교반하면서 약 50분 동안 반응시켜 안정된 탄산칼슘 슬러리를 제조하였다. 상기 탄산화반응 후에 pH는 6.2이었다. 5 bar of carbon dioxide (CO 2 ) was injected into the reaction vessel, and then reacted for about 50 minutes with stirring at 290 ° C. to prepare a stable calcium carbonate slurry. The pH was 6.2 after the carbonation reaction.
상기 제조된 탄산칼슘 슬러리를 원심분리기 혹은 프레스 필터 등을 사용하여 고체와 액체 부분을 분리, 즉 탈수한 후 90℃의 온도에서 건조하고, 분쇄하여 백색의 분말 8.7 g을 수득하였다.The prepared calcium carbonate slurry was separated from the solid and liquid portions using a centrifuge or a press filter, that is, dehydrated, dried at a temperature of 90 ° C., and pulverized to obtain 8.7 g of a white powder.
상기 비교예 1에서 제조된 탄산칼슘의 성분을 XRD(X-ray diffraction)기기를 이용하여 분석하였으나 도 4에서도 확인할 수 있듯이, 방해석은 전혀 제조되지 않았음을 확인할 수 있었다.The components of the calcium carbonate prepared in Comparative Example 1 were analyzed using an XRD (X-ray diffraction) device, but as can be seen from FIG. 4, it was confirmed that calcite was not produced at all.
[[ 비교예Comparative example 2] 2]
상기 실시예에서와 같이 교반밀(Attrition Mill, KMC-1B, KMC.)을 사용하여 투각섬석 분말을 제조하였다. 그리고 증류수 200 cc에 암모니아수(NH4OH, OCI company Ltd.) 1 cc를 첨가하고 pH를 11로 조절한 후, 1L 반응용기에 상기 분쇄된 투각섬석 분말 10 g과 함께 투입하였다.A granule powder was prepared using a stirring mill (Attrition Mill, KMC-1B, KMC.) As in the above example. Then, 1 cc of ammonia water (NH 4 OH, OCI company Ltd.) was added to 200 cc of distilled water, and the pH was adjusted to 11, and then charged with 10 g of the pulverized hollowstone powder in a 1L reaction vessel.
상기 반응용기에 이산화탄소(CO2) 가스를 5 bar 주입한 후, 240℃에서 교반하면서 약 50분 동안 반응시켜 안정된 탄산칼슘 슬러리를 제조하였다. After injecting 5 bar of carbon dioxide (CO 2 ) to the reaction vessel, the reaction mixture was stirred for about 50 minutes at 240 ° C. to prepare a stable calcium carbonate slurry.
상기 제조된 탄산칼슘 슬러리를 원심분리기 혹은 프레스 필터 등을 사용하여 고체와 액체 부분을 분리, 즉 탈수한 후 90℃의 온도에서 건조하고, 분쇄하여 백색의 분말 8.9 g을 수득하였다.The prepared calcium carbonate slurry was separated from the solid and liquid portions using a centrifuge or a press filter, that is, dehydrated, dried at a temperature of 90 ° C., and pulverized to obtain 8.9 g of a white powder.
상기 비교예 2에서 제조된 탄산칼슘의 성분을 XRD(X-ray diffraction)기기를 이용하여 분석하였으나 상기 비교예 1과 같이 방해석은 전혀 제조되지 않았음을 확인할 수 있었다.The components of the calcium carbonate prepared in Comparative Example 2 were analyzed using an XRD (X-ray diffraction) apparatus, but it was confirmed that calcite was not prepared at all as in Comparative Example 1.
Claims (7)
a) 분쇄된 투각섬석 분말에 알카리 용액을 첨가하여 혼합물을 제조한 후, 이산화탄소를 주입하는 단계;
b) 이산화탄소 존재 하에, 상기 혼합물을 탄산화반응 시켜 슬러리를 제조하는 단계; 및
c) 상기 제조된 슬러리로부터 결정화된 탄산칼슘을 수득하는 단계;
를 포함하는, 입방형 탄산칼슘의 제조방법.The method of claim 1,
a) adding an alkali solution to the pulverized hollowstone powder to prepare a mixture, and then injecting carbon dioxide;
b) carbonizing the mixture in the presence of carbon dioxide to prepare a slurry; And
c) obtaining crystallized calcium carbonate from the prepared slurry;
A method of producing a cubic calcium carbonate comprising a.
상기 a) 단계의 알카리 용액은 pH가 10 내지 14인 것을 특징으로 하는 입방형 탄산칼슘의 제조방법.The method of claim 2,
The alkali solution of step a) is a method of producing a cubic calcium carbonate, characterized in that the pH is 10 to 14.
상기 b) 단계의 탄산화반응은 3 내지 20 bar의 이산화탄소의 가스분압 하에, 250 내지 350℃의 반응온도에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 입방형 탄산칼슘의 제조방법.The method of claim 2,
The carbonation reaction of step b) is a method for producing cubic calcium carbonate, characterized in that at a reaction temperature of 250 to 350 ℃ under a gas partial pressure of carbon dioxide of 3 to 20 bar.
상기 c) 단계는 제조된 슬러리로부터 고체를 분리하여 건조 후, 분쇄하여 제조하는 것을 특징으로 하는 입방형 탄산칼슘의 제조방법.The method of claim 2,
The step c) is a method for producing a cubic calcium carbonate, characterized in that the solid is separated from the prepared slurry, dried and then pulverized.
상기 입방형 탄산칼슘은 방해석인 것을 특징으로 하는 입방형 탄산칼슘의 제조방법.The method according to any one of claims 1, 2, 4 to 6,
The cubic calcium carbonate is a method of producing a cubic calcium carbonate, characterized in that the calcite.
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