KR101468986B1 - Purification method of limestone for preparing high purity calcium solution - Google Patents

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Abstract

본 발명은 고순도 칼슘용액 제조를 위한 석회석의 정제방법에 관한 것으로, 더욱 구체적으로 석회석 총중량에 대해 불순물이 0.4 ~ 0.8 중량%이고 강열감량이 42 ~ 44 중량%인 저품위 석회석을 파쇄 및 분쇄하는 단계; 및 상기 파쇄 및 분쇄된 석회석을 2 ~ 10M의 질산과 교반한 후 여과하여 고액분리하는 단계를 포함하는 고순도 칼슘용액 제조를 위한 석회석의 정제방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for purifying limestone for the preparation of a high purity calcium solution, and more particularly to a method for purifying limestone comprising: crushing and crushing low-grade limestone having an impurity content of 0.4 to 0.8% by weight and a loss on ignition of 42 to 44% And stirring the crushed and ground limestone with 2 to 10 M of nitric acid, followed by filtration and solid-liquid separation. The present invention also relates to a method for purifying limestone for producing a high purity calcium solution.

Description

고순도 칼슘용액 제조를 위한 석회석의 정제방법{Purification method of limestone for preparing high purity calcium solution}Technical Field [0001] The present invention relates to a method for purifying limestone for preparing high purity calcium solution,

본 발명은 고순도 칼슘용액 제조를 위한 석회석의 정제방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a method for purifying limestone for the production of a high purity calcium solution.

일반적으로 국내에서 산출되는 석회석(Calcite, CaCO3)은 백운석(Dolomite, CaMg(CO3)2), 백운모(Muscovite, KAl2(Si3Al))10(OH, F)2) 및 석영(Quartz, SiO2) 등의 각종 불순물을 다량 함유하고 있어 순도가 낮을 뿐만 아니라, 저활성 및 입도 불균일 등 원료의 기본 특성이 좋지 않아 고급 질 제강 및 환경과 정밀화학공정 등 고부가가치 산업에 원료 또는 부원료로서 적용이 불가능하다.In general, the limestone which is calculated in the country (Calcite, CaCO 3) is dolomite (Dolomite, CaMg (CO 3) 2), Muscovite (Muscovite, KAl 2 (Si 3 Al)) 10 (OH, F) 2) and quartz (Quartz , And SiO 2 ), which are not only poor in purity but also poor in basic properties of raw materials such as low activity and unevenness in particle size, and can be used as raw materials or additives in high-quality veneering and high value-added industries such as environment and fine chemical processing It is not applicable.

한편, 석회석으로부터 다양한 칼슘용액을 제조할 수 있는데, 그 중에서도 질산칼슘(Ca(NO3)2)의 수화물은 무색의 단사정계 결정이고, 42.7 ℃에서 결정수에 녹고, 100 ℃이상에서는 무수물이 된다. 이러한 칼슘용액은 주로 질산염이나 연화, 염색 가공제, 냉매용제, 탈청제, 시멘트 혼화제, 산화제 등의 제조에 사용되고 속효성 비료로도 사용된다. 특히, 비료로서의 질산칼슘은 질산석회라고도 불리며, 생리적 염기성의 비료이고, 흡수성이 대단히 강하기 때문에 종래에는 그다지 사용되지 않았는데, 최근 들어 시설재배 등에 그 사용량이 증가하고 있다. On the other hand, a variety of calcium solutions can be produced from limestone. Among them, the hydrate of calcium nitrate (Ca (NO 3 ) 2 ) is a colorless monoclinic crystal, which dissolves in crystal water at 42.7 ° C and becomes an anhydrous at 100 ° C or higher . These calcium solutions are mainly used for the production of nitrates, softening, dyeing agents, refrigerant solvents, detergents, cement admixtures, oxidizing agents and the like, and also as fast-acting fertilizers. Particularly, calcium nitrate as a fertilizer is also called nitrate lime and is a physiological basic fertilizer. Since it is very strong in absorbency, it has not been widely used in the prior art.

따라서 상기에서와 같은 유용성을 갖는 칼슘용액을 제조하기 위해 종래에는 중화반응, 여과, 감압농축, 결정화, 탈수 등의 제조공정으로 제조되었으나, 상기와 같은 공정을 수행하기 위해서는 과다한 설비시설과 유지보수비가 요구되었고, 인력의 과다 투입에 따라 결국 작업성의 저하는 물론 제품 단가의 상승을 유발한다는 문제를 포함하고 있다. 특히, 감압농축 공정은 상대적으로 그 주변장치가 매우 대형이어서 설치상의 어려움뿐만 아니라, 더욱 넓은 점유공간을 필요하다. 또한, 상기와 같은 감압농축 공정은 과다한 전력소모가 유발되며, 고순도의 칼슘용액 제조가 용이하지 않은 문제가 있다. Therefore, in order to produce the calcium solution having the above-mentioned usefulness, it has been conventionally manufactured by a process of neutralization, filtration, concentration under reduced pressure, crystallization, dehydration, etc. However, in order to perform the above- And the problem is that excessive workforce input causes a decrease in workability and an increase in product unit price. In particular, the vacuum concentration process is relatively large in its peripheral devices, so that not only difficult installation but also a wider occupied space is required. In addition, the above-described reduced-pressure concentration process causes excessive power consumption, and there is a problem in that it is not easy to produce a high-purity calcium solution.

본 발명과 관련된 종래 기술로는 대한민국 공개특허 제10-2004-0069754호(발명의 명칭: "패각을 이용한 액상 염화칼슘의 제조방법 ", 공개 일자: 2004.08.06.)가 있다.
The prior art related to the present invention is Korean Patent Laid-Open No. 10-2004-0069754 (entitled " Method for producing liquid calcium chloride using shells, "

따라서, 본 발명은 효율적이고 간단한 방법으로 고순도의 칼슘용액을 용이하게 제조할 수 있는 석회석의 정제방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. Accordingly, it is an object of the present invention to provide a method for purifying limestone which can easily produce a high-purity calcium solution in an efficient and simple manner.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제(들)로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제(들)는 이하의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
The problems to be solved by the present invention are not limited to the above-mentioned problem (s), and another problem (s) not mentioned can be understood by those skilled in the art from the following description.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 석회석 총중량에 대해 불순물이 0.4 ~ 0.8 중량%이고 강열감량이 42 ~ 44 중량%인 저품위 석회석을 파쇄 및 분쇄하는 단계; 및In order to solve the above problems, the present invention provides a method for producing a limestone, which comprises crushing and crushing low-grade limestone having an impurity content of 0.4 to 0.8% by weight and a loss on ignition of 42 to 44% by weight based on the total limestone weight; And

상기 파쇄 및 분쇄된 석회석을 2 ~ 10M의 질산과 교반한 후 여과하여 고액분리하는 단계를 포함하는 고순도 칼슘용액 제조를 위한 석회석의 정제방법을 제공한다.Mixing the crushed and ground limestone with 2 to 10 M of nitric acid, and then filtering and solid-liquid separating the limestone.

이때, 상기 불순물은 SiO2, Al2O3, Fe2O3 및 MgO로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다. At this time, the impurity is characterized in that it comprises at least one member selected from the group consisting of SiO 2, Al 2 O 3, Fe 2 O 3 and MgO.

상기 파쇄 및 분쇄된 석회석과 질산의 교반은 5 ~ 15분 동안 수행되는 것을 특징으로 한다. Stirring of the crushed and ground limestone and nitric acid is carried out for 5 to 15 minutes.

상기 교반 후 질산에 대한 석회석의 용해율은 98 ~ 99%인 것을 특징으로 한다. The dissolution rate of limestone to nitric acid after the stirring is 98 to 99%.

상기 고액분리로 분리된 고체에는 석영 및 백운모를 포함하는 것을 특징으로 한다. The solid separated by solid-liquid separation includes quartz and muscovite.

또한, 상기 파쇄는 조크러셔 및 콘크러셔로 수행되는 것을 특징으로 한다. Further, the crushing is performed with a jaw crusher and a cone crusher.

상기 파쇄된 저품위 석회석의 분쇄는 분쇄기로 수행되는 것을 특징으로 한다.
Characterized in that the pulverization of the crushed low-grade limestone is carried out by a pulverizer.

본 발명에 따르면, 강산을 이용하여 석회석을 간단하고 효율적인 방법으로 정제함으로써 간편하고 용이하게 칼슘용액을 제조할 수 있으며, 특히 강산 중에서도 값싼 질산을 이용할 수 있어 공정 비용을 감소시킬 수 있다. According to the present invention, a calcium solution can be easily and easily prepared by refining limestone with a simple and efficient method using strong acid, and in particular, it is possible to use a cheap nitric acid among strong acids, thereby reducing the processing cost.

또한, 본 발명의 정제방법은 칼슘용액의 순도가 높아 고순도 칼슘이 필요한 칼슘 제품 및 식·의약용 칼슘화합물 제조에 유용하게 이용가능하다.
In addition, the purification method of the present invention can be usefully used for manufacturing calcium products and calcium compounds for medicines and medicines which require high purity calcium because of high purity of the calcium solution.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 고순도 칼슘용액 제조를 위한 석회석의 정제방법을 나타낸 순서도이다.
도 2는 석회석의 주사전자현미경(SEM) 사진(도 2의 (a)), 에너지 분산 분광(EDS) 결과(도 2의 (b)) 및 맵핑(Mapping) 결과(도 2의 (c))이다.
도 3은 본 발명에 따른 실시예 1에서 5 및 비교예 1에서 여과 후 분리된 고체의 사진이다.
도 4는 본 발명에 따른 실시예 1에서 5 및 비교예 1에서 여과 후 분리된 고체의 X-선 회절(XRD) 분석 결과이다.
1 is a flowchart showing a method of purifying limestone for producing a high purity calcium solution according to a preferred embodiment of the present invention.
2 shows a scanning electron microscope (SEM) photograph (FIG. 2 (a)), an energy dispersive spectroscopy (EDS) result (FIG. 2 (b)), and a mapping result (FIG. 2 (c) to be.
3 is a photograph of a solid separated after filtration in Examples 1 to 5 and Comparative Example 1 according to the present invention.
FIG. 4 shows X-ray diffraction (XRD) analysis results of solids separated after filtration in Examples 1 to 5 and Comparative Example 1 according to the present invention.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것을 달성하는 방법은 첨부된 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention and the manner of achieving it will become apparent with reference to the embodiments described in detail below with reference to the accompanying drawings.

그러나 본 발명은 이하에 개시되는 실시예들에 의해 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. To fully disclose the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims.

또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기술 등이 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있다고 판단되는 경우 그에 관한 자세한 설명은 생략하기로 한다.
In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail.

본 발명은 석회석 총중량에 대해 불순물이 0.4 ~ 0.8 중량%이고 강열감량이 42 ~ 44 중량%인 저품위 석회석을 파쇄 및 분쇄하는 단계; 및The present invention relates to a process for crushing and crushing low-grade limestone having an impurity content of 0.4 to 0.8% by weight and a loss on ignition of 42 to 44% by weight based on the total limestone weight; And

상기 파쇄 및 분쇄된 석회석을 2 ~ 10M의 질산과 교반한 후 여과하여 고액분리하는 단계를 포함하는 고순도 칼슘용액 제조를 위한 석회석의 정제방법을 제공한다.
Mixing the crushed and ground limestone with 2 to 10 M of nitric acid, and then filtering and solid-liquid separating the limestone.

도 1은 본 발명에 따른 고순도 칼슘용액 제조를 위한 석회석의 정제방법을 나타낸 순서도이다. 도 1을 참고하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.1 is a flowchart showing a method of purifying limestone for producing a high purity calcium solution according to the present invention. The present invention will be described in detail with reference to Fig.

S10S10 : : 저품위Low-grade 석회석을 파쇄 및 분쇄하는 단계 Crushing and crushing limestone

본 발명에 따른 고순도 칼슘용액 제조를 위한 석회석의 정제방법은 석회석 총중량에 대해 불순물이 0.4 ~ 0.8 중량%이고 강열감량이 42 ~ 44 중량%인 저품위 석회석을 파쇄 및 분쇄하는 단계(S10)를 포함한다. The method for purifying limestone for the preparation of a high purity calcium solution according to the present invention comprises a step (S10) of crushing and crushing low-grade limestone having an impurity content of 0.4 to 0.8% by weight and a loss on ignition of 42 to 44% by weight based on the total weight of limestone .

저품위 석회석에 대한 구체적인 예는 하기 표 1 및 표 2를 참고한다.For specific examples of low-grade limestone, see Table 1 and Table 2 below.

표 1은 석회석의 성분 및 함량을 X-선 형광(XRF)으로 분석한 결과이다.Table 1 shows the results of analysis of the components and contents of limestone by X-ray fluorescence (XRF).

성분ingredient SiO2 SiO 2 Al2O3 Al 2 O 3 Fe2O3 Fe 2 O 3 CaOCaO MgOMgO 강열감량Weight loss 함량(%)content(%) 0.130.13 0.030.03 0.110.11 55.7055.70 0.590.59 43.3443.34

상기 표 1을 참고하면, 석회석은 SiO2, Al2O3, Fe2O3 및 MgO 등과 같은 불순물을 포함한다. Referring to Table 1, limestone includes impurities such as SiO 2 , Al 2 O 3 , Fe 2 O 3 and MgO.

상기 저품위 석회석의 파쇄는 조크러셔(Jaw crusher) 및 콘크러셔(Cone crusher)로 수행될 수 있다. The crushing of the low limestone may be performed with a jaw crusher and a cone crusher.

상기 파쇄된 석회석은 분쇄되는데, 분쇄는 분쇄기(Pulverizer)로 수행될 수 있고, 상기 파쇄 및 분쇄된 석회석의 크기는 3 ㎜ 이하일 수 있다. 상기 파쇄 및 분쇄된 석회석의 크기가 3 ㎜를 초과하는 경우에는 강산과 석회석이 용해되는데 반응시간이 길어지고 석회석 외에 불순광물이 완전히 분리되지 않으므로, 강산에 대한 용해도가 감소하여 고순도의 칼슘용액 제조가 용이하지 않을 수 있다.
The crushed limestone is crushed, the crushed can be carried out with a pulverizer, and the crushed and crushed limestone can have a size of 3 mm or less. When the size of the crushed and ground limestone exceeds 3 mm, the strong acid and limestone are dissolved, and the reaction time is prolonged. In addition to the limestone, the impurity minerals are not completely separated. Therefore, the solubility in strong acid decreases, I can not.

S20S20 : 파쇄 및 분쇄된 석회석을 질산과 : Crushed and ground limestone with nitric acid 교반한Agitated 후 여과하여 고액분리하는 단계 Filtration and solid-liquid separation

다음으로, 본 발명에 따른 고순도 칼슘용액 제조를 위한 석회석의 정제방법은 상기 파쇄 및 분쇄된 석회석을 2 ~ 10 M의 질산과 교반한 후 여과하여 고액분리하는 단계(S20)를 포함한다. Next, the method for purifying limestone for producing a high purity calcium solution according to the present invention comprises the step (S20) of stirring the crushed and ground limestone with 2 to 10 M of nitric acid, followed by filtration and solid-liquid separation.

이때, 상기 질산의 농도는 1 ~ 10M일 수 있으나, 석회석의 용해율이 98 ~ 99%가 나타나는 2 ~ 10M이 더욱 적절하다. 상기 질산의 농도가 1M 미만인 경우에는 석회석을 모두 용해시키지 못하고, 10M을 초과하는 경우에는 강산의 농도가 높아 석회석 용해 후 고액분리가 되지 않는다. At this time, the concentration of the nitric acid may be 1 to 10 M, but 2 to 10 M in which the dissolution rate of limestone is 98 to 99% is more suitable. When the concentration of nitric acid is less than 1 M, the limestone can not be completely dissolved. When the concentration exceeds 10 M, the concentration of strong acid is high, so that the limestone is dissolved and then the solid-liquid separation is not performed.

또한, 석회석은 강산 총부피에 대해 50 ~ 500의 혼합비(g/L)로 포함될 수 있다. 상기 혼합비가 질산 1M ~ 10M의 농도범위에서, 1M의 저 농도에서는 혼합비가 50 g/L 미만인 경우 석회석을 용해하는데 필요한 강산의 양이 과잉 첨가되어 경제성이 저하되고, 10M 의 고 농도에서 혼합비가 500 g/L를 초과하는 경우에는 석회석을 용해하는데 필요한 강산의 양이 부족하여 석회석을 완전 용해시킬 수 없게 된다. 또한, 석회석과 강산의 혼합물 내에 수분함량이 낮아 고액분리가 어려울 수 있다. 더욱 구체적으로, 질산(부피)대비 석회석을 첨가량을 50 ~ 500 g으로 한 것은 석회석을 최소부터 최대까지 질산에 녹일 수 있는 양을 설정한 것이다. 즉, 50 g은 질산이 가장 낮았던 농도(1M)에서 녹일 수 있는 최대의 양이고, 따라서 50 g미만의 경우에는 질산이 석회석을 용해하는데 필요한 산이 남게 된다. 또한 500 g 은 질산을 가장 높은 농도(10M)에서 녹일 수 있는 최대 양이고, 500 g을 넘게 되면 더 이상 녹일 수 있는 산이 부족하여 석회석은 남게 된다. 또한 500 g이상으로 녹일 경우 10M 이란 강산은 거의 순수한 60%의 질산이 대부분이므로, 수분이 거의 없게 되고 석회석과 반응 후에는 액상의 점도(끈끈함, 유동성)가 높아져 필터(여과)를 할 수 없게 된다.In addition, limestone can be included in a mixing ratio (g / L) of 50 to 500 to the total volume of strong acid. When the mixing ratio is less than 50 g / L in the concentration range of 1 M to 10 M of nitric acid and at the low concentration of 1 M, the amount of strong acid required to dissolve the limestone is excessively added to lower the economical efficiency. g / L, the amount of strong acid required to dissolve the limestone is insufficient, so that the limestone can not be completely dissolved. Also, since the water content is low in the mixture of limestone and strong acid, solid-liquid separation may be difficult. More specifically, when the amount of limestone added to the nitric acid (volume) is 50 to 500 g, the amount of limestone that can be dissolved in nitric acid from the minimum to the maximum is set. That is, 50 g is the maximum amount that can be dissolved in the lowest concentration (1 M) of nitric acid, and therefore, in the case of less than 50 g, the acid required for dissolving nitric acid in the limestone remains. In addition, 500 g is the maximum amount of nitric acid that can be dissolved at the highest concentration (10M), and when it exceeds 500 g, limestone remains because of insufficient melting acid. In case of melting more than 500 g, 10 M of strong acid is almost pure 60% of nitric acid, so there is almost no water. After the reaction with limestone, the viscosity (stickiness and fluidity) of the liquid becomes high and the filter (filtration) becomes impossible .

상기 파쇄 및 분쇄된 석회석과 질산의 교반은 5 ~ 15분 동안 수행될 수 있다. 상기 교반이 5 분 미만으로 수행되는 경우에는 석회석과 질산이 충분히 혼합되지 않아 질산에 대한 석회석의 용해율이 저하되어 석회석의 정제효율이 저하될 수 있고, 15분을 초과하는 경우에는 석회석의 용해율이 크게 증가하지 않아 공정 효율성의 측면에서 15분 이하인 것이 적절하다.Agitation of the crushed and ground limestone and nitric acid can be carried out for 5 to 15 minutes. When the agitation is performed for less than 5 minutes, the limestone and nitric acid are not sufficiently mixed, so that the dissolution rate of limestone to nitric acid is lowered and the purification efficiency of limestone may be lowered. And not more than 15 minutes in terms of process efficiency.

상기 여과를 통해 질산에 용해된 석회석과 여과기에 걸러진 고체가 고액분리될 수 있다. 상기 여과는 멤브레인 여과기(membrane filter)에 의해 여과할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.Through the filtration, limestone dissolved in nitric acid and solid filtered by a filter can be solid-liquid separated. The filtration may be filtered by a membrane filter, but is not limited thereto.

상기 파쇄 및 분쇄된 석회석과 질산의 교반 후 질산에 대한 석회석의 용해율은 98 ~ 99%일 수 있다. 본 발명에 따른 고순도 칼슘 용액 제조를 위한 석회석의 정제방법은 석회석의 용해율을 질산의 농도로 조절할 수 있으며, 상기 질산의 농도가 2 ~ 10M의 범위에서 석회석은 98 ~ 99%가 용해될 수 있다.
After stirring the crushed and ground limestone and nitric acid, the dissolution rate of limestone to nitric acid may be 98-99%. In the method for purifying limestone for producing a high purity calcium solution according to the present invention, the dissolution rate of limestone can be controlled by the concentration of nitric acid, and 98 to 99% of limestone can be dissolved in the nitric acid concentration of 2 to 10M.

실시예 1: 저품위 석회석의 정제 1Example 1: Purification of low grade limestone 1

석회석을 조크러셔(Jaw crusher) 및 콘크러셔(Cone crusher)를 이용하여 파쇄한 후 파쇄된 석회석을 분쇄기(Pulverizer)를 이용하여 분쇄하였다. 파쇄 및 분쇄된 석회석은 3 ㎜ 이하의 크기 분포를 가졌다. The limestone was crushed using a jaw crusher and a cone crusher, and the crushed limestone was crushed using a pulverizer. Crushed and pulverized limestone had a size distribution of less than 3 mm.

상기 분쇄된 석회석 100 g과 질산 1000 mL를 10분 동안 교반하였으며, 이때 질산의 농도는 1M이였다. 상기 석회석과 질산의 혼합물을 여과시키고 고액분리하여 저품위 석회석을 정제시켰다.
100 g of the pulverized limestone and 1000 mL of nitric acid were stirred for 10 minutes, at which time the nitric acid concentration was 1M. The mixture of limestone and nitric acid was filtered and then subjected to solid-liquid separation to purify the low-grade limestone.

도 2는 상기 석회석의 주사전자현미경(SEM) 사진(도 2의 (a)), 에너지 분산 분광(EDS) 결과(도 2의 (b)) 및 맵핑(Mapping) 결과(도 2의 (c))를 나타낸 것이다. 2 shows a scanning electron microscope (SEM) photograph (FIG. 2 (a)), an energy dispersive spectroscopy (EDS) result (FIG. 2 (b) ).

도 2를 참조하면, 상기 표 1의 XRF 분석과 동일하게 석회석이 CaCO3로 존재하고 있지만, EDS 결과에서는 Al 및 Si 성분을 띄는 불순물이 존재하는 것을 알 수 있고, 이 불순물은 백운모(Muscovite, KAl2(Si3Al))10(OH, F)2)로 판단되었다.
Referring to FIG. 2, limestone is present as CaCO 3 in the same manner as in the XRF analysis of Table 1, but it can be seen from the EDS result that impurities having Al and Si components are present, and this impurity is muscovite, KAl 2 (Si 3 Al)) 10 (OH, F) 2 ).

실시예 2: 저품위 석회석의 정제 2Example 2: Purification of low-grade limestone 2

상기 질산의 농도가 각각 2M인 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 저품위 석회석을 정제시켰다.
The low-grade limestone was purified in the same manner as in Example 1 except that the concentration of nitric acid was 2M each.

실시예 3: 저품위 석회석의 정제 3Example 3: Purification of low-grade limestone 3

상기 질산의 농도가 각각 3M인 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 저품위 석회석을 정제시켰다.
The low-grade limestone was purified in the same manner as in Example 1 except that the concentration of nitric acid was 3M each.

실시예 4: 저품위 석회석의 정제 4Example 4: Purification of low grade limestone 4

상기 질산의 농도가 각각 5M인 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 저품위 석회석을 정제시켰다.
The low-grade limestone was purified in the same manner as in Example 1 except that the concentration of nitric acid was 5M each.

실시예 5: 저품위 석회석의 정제 5Example 5: Purification of low-grade limestone 5

파쇄 및 분쇄된 석회석 500 g을 10M인 질산과 혼합한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 저품위 석회석을 정제시켰다.
The low-grade limestone was purified in the same manner as in Example 1 except that 500 g of pulverized and ground limestone was mixed with 10 M phosphorous nitrate.

비교예 1Comparative Example 1

파쇄 및 분쇄된 석회석 550 g을 11M인 질산과 혼합한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 저품위 석회석을 정제시켰다.
The low-grade limestone was purified in the same manner as in Example 1, except that 550 g of crushed and ground limestone was mixed with 11 M of nitric acid.

실험예 1: 질산의 농도에 따른 석회석의 용해율 분석Experimental Example 1: Analysis of dissolution rate of limestone according to nitric acid concentration

본 발명에 따른 고순도 칼슘용액 제조를 위한 석회석의 정제방법에서 질산의 농도에 따른 석회석의 용해 정도를 알아보기 위해 여과 후 고액분리하여 분리된 고체의 사진 및 X-선 회절(XRD) 분석하고, 그 결과를 표 2와 도 3 및 도 4에 나타내었다. In order to determine the degree of dissolution of limestone according to the concentration of nitric acid in the purification method of limestone for producing a high purity calcium solution according to the present invention, the solid was separated by filtration and solid-liquid separation and analyzed by X-ray diffraction (XRD) The results are shown in Table 2, Fig. 3 and Fig.

Yes 혼합비
(g/L)
Mixing ratio
(g / L)
HNO3 농도
(M)
HNO 3 concentration
(M)
잔여물 양
(g)
Amount of residue
(g)
용해율
(%)
Dissolution rate
(%)
실시예 1Example 1 100100 1One 51.503651.5036 49.6449.64 실시예 2Example 2 100100 22 1.73341.7334 98.2798.27 실시예 3Example 3 100100 33 0.20320.2032 99.8099.80 실시예 4Example 4 100100 55 0.17630.1763 99.8299.82 실시예 5Example 5 500500 1010 7.76707.7670 98.4598.45 비교예 1Comparative Example 1 550550 1111 -- --

상기 표 2에 나타난 바와 같이, 실시예 1, 2 및 5와 비교예 1에서는 질산과 석회석을 반응시켜 최대 용해량을 알아본 것으로, 실시예 1에서는 잔여물이 약 50 g 정도 남아 있어 1M의 질산에서 용해되지 않은 석회석이 다량 존재하는 것을 알 수 있다. 실시예 2에서는 용해율이 약 98%로 나타나 대부분의 석회석이 용해된 것을 알 수 있다. 실시예 5에서는 질산 10M 의 농도에서 500 g을 반응시켜 용해율 98%로 대부분의 석회석이 용해됨을 알 수 있다. 반면, 비교예 1에서는 질산 11M에서 550 g을 용해한 결과, 질산의 고 농도로 인해 수분의 함량이 낮아 고액분리가 되지 않는다. As shown in Table 2, in Examples 1, 2 and 5 and Comparative Example 1, the maximum amount of dissolution was determined by reacting nitric acid with limestone. In Example 1, about 50 g of residue remained, It can be seen that there is a large amount of undissolved limestone. In Example 2, the dissolution rate was about 98%, indicating that most of the limestone was dissolved. In Example 5, it was found that most limestone was dissolved at a dissolution rate of 98% by reacting 500 g at a concentration of 10 M of nitric acid. On the other hand, in Comparative Example 1, when 550 g of nitric acid was dissolved, the content of water was low due to the high concentration of nitric acid, so that solid-liquid separation was not obtained.

한편, 실시예 3, 4에서는 석회석의 첨가량을 100 g으로 고정한 뒤 질산의 농도만을 변화하여 최대 용해율을 알아본 결과, 용해율 99%을 나타내 석회석이 모두 용해되고 있음을 알 수 있다.On the other hand, in Examples 3 and 4, when the addition amount of limestone was fixed at 100 g, only the concentration of nitric acid was changed, and the maximum dissolution rate was examined. As a result, the dissolution rate was 99%, indicating that limestone was completely dissolved.

도 3을 참고하면, 도 3의 (a)는 실시예 1(질산 농도 1M)의 여과 공정 후 잔여물 사진이고, (b)는 실시예 2(질산 농도 2M)의 여과 공정 후 잔여물 사진이며, (c)는 실시예 3(질산 농도 3M)의 여과 공정 후 잔여물 사진이고, (d)는 실시예 4(질산 농도 5M)의 여과 공정 후 잔여물 사진이며, (e)는 실시예 5(질산 농도 10M)의 여과 공정 후 잔여물 사진이다. (f)는 비교예 1의 사진이다. 3 (a) is a photograph of the residue after the filtration process of Example 1 (nitric acid concentration 1M), (b) is a photograph of the residue after the filtration process of Example 2 (nitric acid concentration 2M) (c) is a photograph of the residue after the filtration step of Example 3 (nitric acid concentration 3M), (d) is a photograph of the residue after the filtration step of Example 4 (nitric acid concentration 5M) (Concentration of nitric acid: 10M). (f) is a photograph of Comparative Example 1.

또한, 도 4에 나타나 바와 같이, a에서는 방해석(Calcite, CaCO3) 및 백운석(Dolomite, CaMg(CO3)2)이 주로 나타났으며, b에서는 방해석, 백운석, 백운모(Muscovite, KAl2(Si3Al))10(OH, F)2), 석영(Quartz, SiO2)이 모두 나타났다. 또한, c 및 d 에서는 백운모와 석영만 나타나 질산의 농도가 3에서 5M인 경우에는 방해석과 백운석이 모두 질산에 용해되는 것을 알 수 있다. 또한, e에서는 일부 방해석과 백운석, 백운모 및 석영이 남게 되고, 용해율이 약 98%로 강산 10M로 용해할 수 있는 석회석의 최대 첨가량을 보여주고 있다. 반면 f에서는 백운모와 석영만이 불순물로 검출되나 고액분리가 완전히 이루어지지 못했다. 따라서, 강산의 농도를 2 ~ 10M의 범위로 하여 석회석을 98% 이상 용해시킬 수도 있다. 전술한 a 내지 f는 각각 도 3의 (a) 내지 (f)를 나타낸다.
As shown in FIG. 4, calcite, CaCO 3 and dolomite and CaMg (CO 3 ) 2 were mainly present in a, and calcite, dolomite and muscovite (KAl 2 3 Al)) 10 (OH, F) 2 ) and quartz (SiO 2 ). In c and d, only muscovite and quartz are present, and when the concentration of nitric acid is 3 to 5M, both calcite and dolomite are dissolved in nitric acid. In addition, in e, some calcite, dolomite, muscovite and quartz remain, showing the maximum addition amount of limestone capable of dissolving in strong acid 10M with a dissolution rate of about 98%. On the other hand, only muscovite and quartz were detected as impurities in f, but solid - liquid separation was not completely achieved. Therefore, it is also possible to dissolve at least 98% of limestone by setting the concentration of strong acid to 2 to 10M. The above-mentioned "a" to "f" each show (a) to (f) in FIG.

지금까지 본 발명에 따른 고순도 칼슘용액 제조를 위한 석회석의 정제방법에 관한 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 실시 변형이 가능함은 자명하다.Although a specific embodiment of the method of purifying limestone for producing a high purity calcium solution according to the present invention has been described above, it is apparent that various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.

그러므로 본 발명의 범위에는 설명된 실시예에 국한되어 전해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the above-described embodiments, but should be determined by the scope of the appended claims and equivalents thereof.

즉, 전술된 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술될 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 그 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
It is to be understood that the foregoing embodiments are illustrative and not restrictive in all respects and that the scope of the present invention is indicated by the appended claims rather than the foregoing description, It is intended that all changes and modifications derived from the equivalent concept be included within the scope of the present invention.

Claims (7)

석회석 총중량에 대해 불순물이 0.4 ~ 0.8 중량%이고 강열감량이 42 ~ 44 중량%인 저품위 석회석을 파쇄 및 분쇄하는 단계; 및
상기 파쇄 및 분쇄된 석회석을 3 ~ 5M의 질산과 교반한 후 여과하여 고액분리하는 단계를 포함하고,
상기 석회석은 질산 총부피에 대해 100의 혼합비(g/L)로 혼합하여 상기 석회석을 99%의 용해율로 용해시키는 것을 특징으로 하는 고순도 칼슘용액 제조를 위한 석회석의 정제방법.
Crushing and grinding low-grade limestone having an impurity content of 0.4 to 0.8% by weight and a loss on ignition of 42 to 44% by weight with respect to the total limestone weight; And
Agitating the crushed and ground limestone with 3 to 5 M of nitric acid, and filtering and solid-liquid separating the limestone,
Wherein the limestone is mixed at a mixing ratio (g / L) of 100 to the total volume of nitric acid to dissolve the limestone at a dissolution rate of 99%.
제1항에 있어서,
상기 불순물은 SiO2, Al2O3, Fe2O3 및 MgO로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 고순도 칼슘용액 제조를 위한 석회석의 정제방법.
The method according to claim 1,
The impurity is SiO 2, Al 2 O 3, Fe 2 O 3 and a method for purification of high-purity limestone calcium solution prepared comprising the MgO 1 or more selected from the group consisting of.
제1항에 있어서,
상기 교반은 5 ~ 15분 동안 수행되는 것을 특징으로 하는 고순도 칼슘용액 제조를 위한 석회석의 정제방법.
The method according to claim 1,
Wherein the stirring is performed for 5 to 15 minutes.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 고액분리로 분리된 고체에는 석영 및 백운모를 포함하는 것을 특징으로 하는 고순도 칼슘용액 제조를 위한 석회석의 정제방법.
The method according to claim 1,
Wherein the solid separated by solid-liquid separation comprises quartz and muscovite.
제1항에 있어서,
상기 파쇄는 조크러셔 및 콘크러셔로 수행되는 것을 특징으로 하는 고순도 칼슘용액 제조를 위한 석회석의 정제방법.
The method according to claim 1,
Wherein said crushing is performed with a jaw crusher and a cone crusher.
제1항에 있어서,
상기 분쇄는 분쇄기로 수행되는 것을 특징으로 하는 고순도 칼슘용액 제조를 위한 석회석의 정제방법.
The method according to claim 1,
Characterized in that the pulverization is carried out in a pulverizer.
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