KR101607110B1 - 건설 폐기물을 이용한 이산화탄소 저감형 탄산칼슘 제조방법 - Google Patents

건설 폐기물을 이용한 이산화탄소 저감형 탄산칼슘 제조방법 Download PDF

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Abstract

건설 폐기물을 이용한 이산화탄소 저감형 탄산칼슘 제조방법이 개시된다. 본 발명은 기설정된 중량%의 아민수용액(MEA)이 대기 중의 이산화탄소를 흡수하여 이온화 아민수용액이 획득되는 단계; 레미콘 회수수로부터 이온화 칼슘이 용출되어 상기 이온화 칼슘을 포함하는 이온화수가 획득되는 단계; 상기 이온화수 및 상기 이온화 아민수용액이 결합 및 반응됨으로써 침전물이 생성되는 단계; 및 상기 이온화수 및 상기 이온화 아민수용액이 결합된 혼합액이 탈수 건조되어 상기 침전물이 회수되는 단계;를 포함한다. 이에 의해 건설 폐기물로 분류되는 레미콘 회수수를 지구온난화의 주범으로 알려져있는 이산화탄소를 고정할 수 있도록 활용함으로써, 레미콘 회수수의 발생량 감소와 함께 대기 중 이산화탄소의 농도를 감소시키며, 레미콘 회수수와 이산화탄소의 결합을 통해 탄산칼슘을 생성할 수 있게 된다.

Description

건설 폐기물을 이용한 이산화탄소 저감형 탄산칼슘 제조방법{Method of producing Carbon Dioxide reduction type calcium carbonate by using construction waste}
본 발명은 건설 폐기물을 이용한 이산화탄소 저감형 탄산칼슘 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 건축 시공 과정에서 발생되는 건설 폐기물인 레미콘 회수수를 재활용하고, 탄산칼슘을 제조할 수 있는 건설 폐기물을 이용한 이산화탄소 저감형 탄산칼슘 제조방법에 관한 것이다.
건물 등을 비롯한 건축물을 시공하기 위해서는 시멘트, 물 및 골재들을 혼합하여 제조되는 콘크리트가 사용되며, 이러한 콘크리트를 시공 현장에서 제조하기에는 어려움이 있어 일반적으로 굳지 않은 상태의 콘크리트를 시공 현장까지 운반하게 된다.
콘크리트는 믹싱플랜트에서 시멘트, 물 및 골재 등을 고정믹서로 비벼짐으로써 완성되고, 완성된 콘크리트가 경화되지 않은 상태에서 시공 현장에 도착되도록 하기 위해 콘크리트를 애지데이터트럭 또는 트럭믹서로 휘저으며 시공현장까지 운반하게 된다.
이상의 과정에서는 필연적으로 믹싱플랜트나 애지데이터트럭 또는 트럭믹서 등과 같은 콘크리트의 제조 및 운반에 사용되는 장비들의 내면에는 콘크리트가 잔존하게 되고, 잔존된 콘크리트는 장비의 수명 연장을 위해 세척수를 이용하여 제거되게 되는데, 이러한 과정에서 콘크리트와 세척수가 혼합된 레미콘 회수수가 발생되게 된다.
이상에서 발생된 건설폐기물인 레미콘 회수수는 별도의 재활용 공정을 거치지 않고 단순폐기된다는 점에서 자원이 낭비된다는 문제가 있다.
뿐만 아니라 레미콘 회수수가 강한 알칼리성의 물질이기 때문에 폐기 시에는 별도의 중화과정을 필요로 하게 된다는 점에서 레미콘 회수수를 폐기하기 위한 별도의 비용도 발생된다는 문제가 있었다.
또한 산업기술이 발달됨에 따라 대기 중 이산화탄소의 농도가 증가되면서 지구온난화가 가속되고 있으며, 이에 환경적으로 이산화탄소의 발생을 줄여야 하는 필요성이 증대되고 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로 본 발명의 목적은 건설폐기물로 분류되는 레미콘 회수수를 지구온난화의 주범으로 알려져있는 이산화탄소를 고정할 수 있도록 활용함으로써, 레미콘 회수수의 발생량 감소와 함께 대기 중 이산화탄소의 농도를 감소시키며, 레미콘 회수수와 이산화탄소의 결합을 통해 탄산칼슘을 생성할 수 있는 건설 폐기물을 이용한 이산화탄소 저감형 탄산칼슘 제조방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 건설 폐기물을 이용한 탄산칼슘 제조방법은, 기설정된 중량%의 아민수용액(MEA)이 대기 중의 이산화탄소를 흡수하여 이온화 아민수용액이 획득되는 단계; 레미콘 회수수로부터 이온화 칼슘이 용출되어 상기 이온화 칼슘을 포함하는 이온화수가 획득되는 단계; 상기 이온화수 및 상기 이온화 아민수용액이 결합 및 반응됨으로써 침전물이 생성되는 단계; 및 상기 이온화수 및 상기 이온화 아민수용액이 결합된 혼합액이 탈수 건조되어 상기 침전물이 회수되는 단계;를 포함한다.
그리고, 상기 이온화수가 획득되는 단계는, 상기 레미콘 회수수가 물리적 교반에 의해서 상징수 및 슬러지로 분리되는 단계; 및 상기 물리적 교반에 의해 상기 슬러지로부터 상기 이온화 칼슘이 용출되면, 상기 슬러지는 제거되고 상기 이온화 칼슘을 포함하는 제1 이온화수가 획득되는 단계;를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 물리적 교반은, 상기 레미콘 회수수가 15~40℃에서 3시간 내지 24시간동안 400~800rpm으로 교반될 수 있다.
또한, 상기 제1 이온화수가 획득되는 단계로부터 이온화 칼슘이 용출되지 않은 용출 외 슬러지가 획득되는 단계; 및 상기 용출 외 슬러지 및 산성물질 간의 화학적 반응에 의해 상기 이온화 칼슘을 포함하는 제2 이온화수가 획득되는 단계;를 더 포함할 수 있다.
그리고, 상기 제2 이온화수가 획득되는 단계로부터 이온화 칼슘이 용출되지 않은 미용출 슬러지가 획득되는 단계; 상기 미용출 슬러지가 별도의 용출과정 없이 상기 이온화 아민수용액과 직접 결합 및 반응됨으로써 침전물이 생성되는 단계; 및 상기 미용출 슬러지 및 상기 이온화 아민수용액이 결합된 혼합액이 탈수 건조되어 상기 침전물이 회수되는 단계;를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 산성물질은 0.1 내지 1.5 노르말 농도의 염화수소(HCl) 또는 질산(HNO3) 중 적어도 하나이고, 상기 용출 외 슬러지 및 상기 산성물질은 1 대 2 내지 1 대 3의 비율로 혼합될 수 있다.
그리고, 상기 산성물질은 pH 농도 5.8 내지 6.3의 염화수소(HCl)이고, 상기 용출 외 슬러지 및 상기 산성물질은 1 대 8 내지 1 대 10의 비율로 혼합될 수 있다.
또한, 상기 이온화수가 획득되는 단계로부터 이온화 칼슘이 용출되지 않은 용출 외 슬러지가 획득되는 단계; 상기 용출 외 슬러지가 별도의 용출과정 없이 상기 이온화 아민수용액과 직접 결합 및 반응됨으로써 침전물이 생성되는 단계; 및 상기 용출 외 슬러지 및 상기 이온화 아민수용액이 결합된 혼합액이 탈수 건조되어 상기 침전물이 회수되는 단계;를 더 포함할 수 있다.
그리고, 상기 기설정된 중량%의 아민수용액은 20~30%중량%로 제조된 아민수용액이고, 상기 이온화 아민수용액 및 상기 이온화수는 1 대 2 내지 1 대 5의 비율로 혼합되어 반응될 수 있다.
또한, 상기 침전물이 회수되는 단계는, 50℃ 내지 70℃의 저온에서 건조될 수 있다.
그리고, 상기 침전물이 회수되는 단계로부터 상기 침전물이 회수된 최종 슬러지가 탈수 및 건조됨으로서 골재화되는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 탄산칼슘 제조방법.
이에 의해 건설 폐기물로 분류되는 레미콘 회수수를 지구온난화의 주범으로 알려져있는 이산화탄소를 고정할 수 있도록 활용함으로써, 레미콘 회수수의 발생량 감소와 함께 대기 중 이산화탄소의 농도를 감소시키며, 레미콘 회수수와 이산화탄소의 결합을 통해 탄산칼슘을 생성할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 레미콘 회수수와 이산화탄소를 이용하여 탄산칼슘이 제조되는 과정을 설명하기 위해 제공되는 흐름도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이온화수가 획득되는 과정을 설명하기 위해 제공되는 흐름도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이온화 칼슘 및 산화칼슘 함량의 변화를 설명하기 위해 제공되는 그래프,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 탄산칼슘의 구조를 설명하기 위해 제공되는 그래프, 그리고,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 탄산칼슘의 결정구조 및 형상을 설명하기 위해 제공되는 도면이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명에 대해 보다 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 레미콘 회수수와 이산화탄소를 이용하여 탄산칼슘이 제조되는 과정을 설명하기 위해 제공되는 흐름도이다.
본 실시예에 따른 탄산칼슘 제조방법은 레미콘 회수수를 재활용하는 것 뿐만 아니라, 레미콘 회수수에 이산화탄소를 고정시켜 대기 중의 이산화탄소의 농도를 감소시키고, 이를 통해 탄산칼슘을 생성하기 위한 것이다.
이를 위해 이온화 아민수용액이 획득된다(S100). 이온화 아민수용액은 기설정된 중량%의 아민수용액(MEA)이 대기 중의 이산화탄소를 흡수함으로써 획득되는 것으로, 이산화탄소가 고정된 아민수용액(MEA)을 의미한다.
그리고 아민수용액(MEA)은 1차 아민(Monoethanolamin)으로 농도는 아민수용액(MEA) 중량에 대한 아민의 중량을 비율로 환산한 수치이고, 본 실시예에서 기설정된 중량%는 농도 20~30중량%를 의미하나, 이는 예시적 사항으로 변경될 수도 있다.
그리고 아민수용액이 이산화탄소를 흡수하는 반응은 아래의 화학식1과 같다.
Figure 112014124853035-pat00001
이상에서와 같은 화학반응식을 통해 아민수용액(MEA)은 화학적 흡수를 통해 이온화된 이산화탄소가 고정되도록 하며, 아민수용액(MEA)의 이산화탄소 흡수는 상온 및 상압에서 이루어지게 된다.
그리고 레미콘 회수수로부터 이온화 칼슘을 포함하는 이온화수가 획득된다(S200). 레미콘 회수수는 믹싱플랜트나 애지데이터트럭 또는 트럭믹서 등과 같이 콘크리트를 제조 및 운반하기 위해 사용되는 장비들이 세척되는 과정으로부터 획득할 수 있게 된다.
구체적으로 시멘트, 물 및 골재들을 혼합하여 콘크리트를 제조하는 과정에서 이상에서의 장비들에는 콘크리트가 잔존하게 되며, 세척수를 이용하여 잔조하는 콘크리트를 제거하는 과정에서 세척수와 콘크리트가 혼합된 물질이 생성된다. 이러한 혼합물질이 일정시간이 결과되면 밀도 차이에 의해 골재는 침전되고, 상부에는 상징수와 슬러지 고형분을 포함하는 레미콘 회수수가 위치되게 된다.
이상에서와 같은 과정을 통해 획득된 레미콘 회수수로부터 이온화수가 획득되게 되는데, 본 실시예에서 이온화수라 함은 슬러지로부터 용출된 이온화 칼슘을 포함하는 상징수를 의미하는 것으로 이온화수의 획득과정은 후술할 도 2에서 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
그리고 이온화수와 이온화 아민수용액이 결합 및 반응되어 침전물이 생성되게 된다(S300). 이 과정은 이온화된 이산화탄소를 흡수한 아민수용액(MEA)과 이온화 칼슘을 포함하는 이온화수가 결합되면서 화학적 반응을 통해 액상탄산화가 이루어지는 단계로, 화학적 침전물인 탄산칼슘이 생성되게 되며, 액상탄산화 과정은 아래의 화학식2와 같다.
Figure 112014124853035-pat00002
이상의 액상탄산화 과정을 통해 탄산칼슘은 화학식 2에 나타난 바와 같이 고체의 형태로 형성됨으로써 이산화탄소를 흡수한 아민수용액(MEA)과 이온화 칼슘을 포함하는 상징수의 혼합액 내에 부유하게 된다.
그리고, 이온화된 이산화탄소와 이온화된 칼슘의 결합이 포화상태에 이르게 되면 시간이 경과됨에 따라 혼합액과의 밀도 차에 의해 탄산칼슘은 혼합액의 하부에 침전되게 된다.
또한, 이산화탄소와 이온화 칼슘의 반응을 최적화하기 위해 이산화탄소를 흡수한 이온화 아민수용액과 이온화 칼슘을 포함하는 이온화수는 1 대 2 내지 1 대 5의 비율로 혼합되게 된다. 물론 이는 설명의 편의를 위한 예시적 사항에 불과하며, 아민수용액이 흡수한 이산화탄소와 이온화수에 포함된 이온화 칼슘의 정도에 따라 비율을 달리 할 수도 있음은 물론이다.
그리고 이산화탄소와 이온화 칼슘이 반응되는 시간을 촉진시키기 위하여 이산화탄소와 이온화 칼슘이 반응하기 좋은 온도를 조성하는 별도의 장비나 방법을 사용할 수도 있을 것이다.
그 후 이온화수 혼합액이 탈수 및 건조되어 침전물이 회수되게 된다(S400). 이온화수 혼합액은 이상의 이온화수에 이온화 아민수용액이 혼합된 혼합액이고, 침전물은 이상에서 설명한 바와 같이 혼합액의 하부에 침전된 탄산칼슘을 의미한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 탄산칼슘의 회수를 위해 혼합액이 건조되는 과정은 50℃ 내지 70℃의 저온에서 건조되는 과정을 의마하는 것으로, 이는 탄산칼슘을 분말 형태로 회수하기 위함이며, 이상에서의 단계들을 통해 제조된 분말 형태의 탄산칼슘은 제지나 건축자재로 재이용될 수 있게 된다.
한편 이온화수가 획득되는 단계(S200)로부터 이온화 칼슘이 용출되지 않은 용출 외 슬러지가 획득된다(S500). 이온화수가 획득되는 단계(S200)는 레미콘 회수수를 포함하는 상징수 및 슬러지 중 슬러지로부터 이온화 칼슘이 용출되면 용출된 이온화 칼슘을 포함하는 상징수인 이온화수가 획득되면 이온화 아민수용액과 혼합(S300)되고, 이온화 칼슘이 용출되지 않은 슬러지는 이온화수와 분리되게 된다.
본 실시예에서 용출 외 슬러지라 함은 이상의 과정을 통해 획득된 슬러지를 의미한다. 슬러지 자체에는 산화칼슘(CaO)이 4~50% 함유되어 있어 슬러지 자체를 활용하여 탄산칼슘이 생성될 수 있게 된다.
그리고 용출 외 슬러지가 이온화 아민수용액과 결합 및 반응되어 침전물이 생성되게 된다(S600). 용출 외 슬러지에 함유된 산화칼슘(CaO)과 이온화 아민수용액이 혼합되면 이상의 화학식 2에서와 같이 탄산칼슘 침전물 또는 탄산칼슘이 포함된 슬러지 침전물이 생성되게 된다. 본 발명에서는 이온화수 또는 슬러지가 이온화 아민수용액과 혼합된 혼합액으로부터 최종적으로 생성되는 부산물로써 탄산칼슘을 포함하는 물질이 생성된다면 설명의 편의를 위해 탄산칼슘이 포함된 슬러지 침전물을 포함하여 탄산칼슘 침전물로 설명하기로 한다.
그러면 용출 외 슬러지 혼합액이 탈수 및 건조되어 침전물이 회수된다(S700).
이상의 용출 외 슬러지를 통해 침전물이 생성되고 회수되는 단계(S600 및 S700)는 이온화수를 통해 침전물이 생성되는 단계(S300) 및 회수되는 단계(S400)와 동일하거나 이로부터 충분히 유추가능한 바 자세한 설명은 생략하기로 한다.
그리고 침전물이 회수된 최종 슬러지가 탈수 및 건조되어 골재화된다(S800). 최종 슬러지는 콘크리트 제조를 위해 사용된 시멘트 및 작은 입자의 골재들이 결합되어 구성된 물질로써, 골재화되어 다시 콘크리트를 제조하기 위해 재활용되거나 탈수 및 건조되어 생성된 슬러지를 다시 콘크리트화하여 벽돌이나 보도블럭 등으로 사용될 수 있게 된다.
여기서 침전물이 회수된 최종 슬러지는 이온화수 혼합액이 탈수 및 건조되어 침전물이 회수되는 단계(S400) 또는 용출 외 슬러지 혼합액이 탈수 및 건조되어 침전물이 회수되는 단계(S700) 중 적어도 하나로부터 획득되는 슬러지이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이온화수가 획득되는 과정을 설명하기 위해 제공되는 흐름도이다.
레미콘 회수수는 이상에서 설명한 바와 같이 상징수 및 슬러지 고형분을 포함하게 되고, 본 실시예에 따른 탄산칼슘 제조방법은 슬러지에 포함된 칼슘이 용출되면 용출이 완료된 슬러지는 제거하고, 용출된 이온화 칼슘을 포함하는 상징수를 이온화 아민수용액과 결합시키는 과정을 통해 탄산칼슘을 획득하게 된다.
본 실시예에서는 슬러지에 포함된 이온화 칼슘을 가능한 많이 용출하기 위하여 물리적 교반 또는 화학적 반응을 통해 이온화수를 획득하게 되는데 이온화 칼슘을 포함하는 상징수를 설명의 편의를 위해 이온화수라 한다.
먼저, 레미콘 회수수가 물리적 교반에 의해 상징수 및 슬러지로 분리된다(S205). 구체적으로 본 발명의 일 실시예에 따른 레미콘 회수수의 물리적 교반은 레미콘 회수수가 15~40℃에서 3시간 내지 24시간동안 400~800rpm으로 교반되는 것을 의미한다.
그러면, 슬러지로부터 이온화된 칼슘을 포함하는 제1 이온화수가 획득된다(S210). 이상의 물리적 교반을 통해 레미콘 회수수가 상징수 및 슬러지로 분리되는 과정에서는 슬러지로부터 이온화된 칼슘이 용출되게 되며, 용출된 이온화 칼슘은 상징수에 포함되게 된다. 여기서는 설명의 편의를 위해 물리적 교반에 의해 용출된 이온화 칼슘을 포함하는 상징수를 제1 이온화수라 하며, 본 실시예에 따라 획득된 제1 이온화수 내에는 이온화 칼슘이 약 150~250ppm 함유되게 된다.
그리고 이온화 칼슘이 용출되지 않은 용출 외 슬러지가 획득된다(S215). 용출 외 슬러지는 제1 이온화수가 획득되는 단계(S210)에서 물리적 교반에 의해서 이온화 칼슘이 용출되지 않은 슬러지를 의미한다.
이러한 용출 외 슬러지에는 산화칼슘(CaO)이 40~50% 함유하고 있어 추가적인 용출과정을 통해 보다 많은 탄산칼슘을 획득할 수 있게 된다. 이러한 용출 외 슬러지가 획득되는 방법으로는 물리적 교반에 의해 이온화 칼슘 용출이 완료되면, 밀도 차이에 의해 슬러지보다 상부에 위치된 상징수를 다른 곳으로 이동시키는 방법이 될 수도 있고, 거름 장비와 같이 별도의 장비를 이용하여 상징수와 슬러지를 분리할 수도 있다. 물론 이는 설명의 편의를 위한 예시적 사항에 불과하며, 상징수와 슬러지를 분리하기 위한 목적이라면 본 발명의 기술적 범위 내에 있다고 볼 것이다.
그러면 용출 외 슬러지 및 산성물질 간의 화학적 반응에 의해 이온화 칼슘을 포함하는 제2 이온화수가 획득된다(S220). 여기서 산성물질은 염화수소(HCl) 또는 질산(HNO3)을 의미한다.
구체적으로 본 실시예에에 따른 산성물질은 0.1 내지 1.5 노르말 농도의 염화수소(HCl) 또는 질산(HNO3) 중 적어도 하나이고, 용출 외 슬러지 및 산성물질은 1 대 2 내지 1 대 3의 비율로 혼합되게 반응하게 된다.
본 발명의 다른 실시예로써 산성물질은 pH 농도 5.8 내지 6.3의 염화수소(HCl)이고, 용출 외 슬러지 및 이상의 pH농도를 가지는 염화수소(HCl)는 1 대 8 내지 1 대 10의 비율로 혼합되어 반응하게 된다.
이상에서의 산성물질과의 화학적 반응을 통해 획득한 제2 이온화수에는 이온화 칼슘이 약 5,500~11,000ppm 함유하게 된다.
그리고 이온화 칼슘이 용출되지 않은 미용출 슬러지가 획득된다(S225). 미용출 슬러지는 이상의 물리적 교반 또는 화학적 반응에 의해서도 이온화 칼슘이 용출되지 않은 슬러지를 의미한다.
미용출 슬러지가 이온화 아민수용액과 결합 및 반응되어 침전물이 생성된다(S230)
그리고 미용출 슬러지 혼합액이 탈수 및 건조되어 침전물이 회수된다(S235).
또한, 이상의 S210 및 S220을 통해 획득한 제1 이온화수 및 제2 이온화수는 도 1의 이온화수 및 이온화 아민수용액이 혼합되어 침전물이 생성되는 단계(S300)를 거치게 된다.
본 실시예에서는 용출 외 슬러지가 이온화 아민수용액과 결합되는 단계(S600) 및 미용출 슬러지가 이온화 아민수용액과 결합되는 단계(S230)는 별도의 용출과정 없이 슬러지 자체가 이온화 아민수용액과 직접 결합되어 반응한다.
한편, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이온화 칼슘 및 산화칼슘 함량의 변화를 설명하기 위해 제공되는 그래프로, 용출 회수에 따른 슬러지 내에 포함된 산화칼슘(CaO)의 함량 및 이온화수에 포함된 이온화 칼슘의 함량을 나타낸 것이다.
도면에 기재된 상징수 및 용출상징수는 제1 이온화수 및 제2 이온화수를 의미하며, 슬러지, 용출 슬러지 및 액상탄산화 후 슬러지는 각각 슬러지, 용출 외 슬러지 및 미용출 슬러지를 의미한다
도시된 바와 같이 제1 이온화수 및 제2 이온화수는 용출 회수가 증가할수록 슬러지로부터 용출되는 이온화 칼슘을 포함하게 되어 이온화 칼슘의 함량은 증가되는 반면, 슬러지, 용출 외 슬러지 및 미용출 슬러지는 용출 회수가 증가할수록 산화칼슘(CaO)의 함량은 감소하는 것으로 확인된다.
그리고 도면에서 미용출 슬러지에 해당되는 액상탄산화 후 슬러지에 함유된 산화칼슘(CaO)의 함량이 슬러지 및 용출 외 슬러지에 함유된 산화칼슘(CaO)의 함량 보다 높은 것을 확인되는데, 이는 미용출 슬러지 내에 탄산칼슘(CaCO3)이 생성됨으로써 산화칼슘(CaO)의 함량이 증가되기 때문이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 탄산칼슘의 구조를 설명하기 위해 제공되는 그래프, 그리고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 탄산칼슘의 결정구조 및 형상을 설명하기 위해 제공되는 도면이다.
도 4는 본 실시예에 따라 제조된 탄산칼슘과 시약급의 탄산칼슘을 XRD 분석에 따라 비교한 그래프로써, 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 탄산칼슘의 결정구조를 분석한 바, 시약급의 탄산칼슘과 차이가 없는 것으로 확인되었음은 물론이다.
또한, 도 5는 본 실시예에 따라 제조된 탄산칼슘의 결정구조 및 형상을 FE-SEM 분석에 따라 분석된 결과로 도시된 바와 같이 calcite 구조 및 vaterite 구조 모두 공존하는 것을 확인할 수 있다.
따라서 본 발명의 일 실시예에 따른 탄산칼슘 제조방법을 통해 레미콘 회수수의 재활용은 물론, 아민수용액(MEA)에 대기 중의 이산화탄소를 흡수시키고 상징수인 이온화수에 고정시킴으로써 대기 중의 이산하탄소 농도를 감축할 수 있게 된다. 뿐만 아니라, 이온화수와 이산화탄소를 결합시키거나 슬러지와 이산화탄소를 결합시킴으로써 생성되는 탄산칼슘 침전물은 제지 또는 건축자재로 이용할 수 있게 된다.
이상에서는 본 발명의 일 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안 될 것이다.

Claims (11)

  1. 기설정된 중량%의 아민수용액(MEA)이 대기 중의 이산화탄소를 흡수하여 이온화 아민수용액이 획득되는 단계;
    레미콘 회수수로부터 이온화 칼슘이 용출되어 상기 이온화 칼슘을 포함하는 이온화수가 획득되는 단계;
    상기 이온화수 및 상기 이온화 아민수용액이 결합 및 반응됨으로써 침전물이 생성되는 단계; 및
    상기 이온화수 및 상기 이온화 아민수용액이 결합된 혼합액이 탈수 건조되어 상기 침전물이 회수되는 단계;를 포함하되,
    상기 이온화수가 획득되는 단계는,
    상기 레미콘 회수수가 물리적 교반에 의해서 상징수 및 슬러지로 분리되는 단계; 및
    상기 물리적 교반에 의해 상기 슬러지로부터 상기 이온화 칼슘이 용출되면, 상기 슬러지는 제거되고 상기 이온화 칼슘을 포함하는 제1 이온화수가 획득되는 단계;를 포함하고,
    상기 제1 이온화수가 획득되는 단계로부터 이온화 칼슘이 용출되지 않은 용출 외 슬러지가 획득되는 단계; 및
    상기 용출 외 슬러지 및 산성물질 간의 화학적 반응에 의해 상기 이온화 칼슘을 포함하는 제2 이온화수가 획득되는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 탄산칼슘 제조방법.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 물리적 교반은,
    상기 레미콘 회수수가 15~40℃에서 3시간 내지 24시간동안 400~800rpm으로 교반되는 것을 특징으로 하는 탄산칼슘 제조방법.
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 제2 이온화수가 획득되는 단계로부터 이온화 칼슘이 용출되지 않은 미용출 슬러지가 획득되는 단계;
    상기 미용출 슬러지가 별도의 용출과정 없이 상기 이온화 아민수용액과 직접 결합 및 반응됨으로써 침전물이 생성되는 단계; 및
    상기 미용출 슬러지 및 상기 이온화 아민수용액이 결합된 혼합액이 탈수 건조되어 상기 침전물이 회수되는 단계;를 더 포함하는 탄산칼슘 제조방법.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 산성물질은 0.1 내지 1.5 노르말 농도의 염화수소(HCl) 또는 질산(HNO3) 중 적어도 하나이고, 상기 용출 외 슬러지 및 상기 산성물질은 1 대 2 내지 1 대 3의 비율로 혼합되는 것을 특징으로 하는 탄산칼슘 제조방법.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 산성물질은 pH 농도 5.8 내지 6.3의 염화수소(HCl)이고, 상기 용출 외 슬러지 및 상기 산성물질은 1 대 8 내지 1 대 10의 비율로 혼합되는 것을 특징으로 하는 탄산칼슘 제조방법.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 이온화수가 획득되는 단계로부터 이온화 칼슘이 용출되지 않은 용출 외 슬러지가 획득되는 단계;
    상기 용출 외 슬러지가 별도의 용출과정 없이 상기 이온화 아민수용액과 직접 결합 및 반응됨으로써 침전물이 생성되는 단계; 및
    상기 용출 외 슬러지 및 상기 이온화 아민수용액이 결합된 혼합액이 탈수 건조되어 상기 침전물이 회수되는 단계;를 더 포함하는 탄산칼슘 제조방법.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 기설정된 중량%의 아민수용액은 20~30중량%로 제조된 아민수용액이고,
    상기 이온화 아민수용액 및 상기 이온화수는 1 대 2 내지 1 대 5의 비율로 혼합되어 반응되는 것을 특징으로 하는 탄산칼슘 제조방법.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 침전물이 회수되는 단계는,
    50℃ 내지 70℃의 저온에서 건조되는 것을 특징으로 하는 탄산칼슘 제조방법.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 침전물이 회수되는 단계로부터 상기 침전물이 회수된 최종 슬러지가 탈수 및 건조됨으로서 골재화되는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 탄산칼슘 제조방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101870152B1 (ko) * 2016-04-25 2018-06-25 주식회사 애니텍 레미콘 회수수를 이용한 탄산칼슘 제조 방법
KR102632870B1 (ko) * 2022-12-27 2024-02-05 대진대학교 산학협력단 초임계 ｃｏ2에 의한 급속 탄산화 반응을 이용하여 레미콘 회수수로 ｃｏ2를 고정하는 방법

Non-Patent Citations (1)

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- 레미콘회수수를 이용한 액상탄산화에 관한 연구, J. of Korean Oil Chemists’ Soc., vol. 30, No. 4. December, 2013. 770~778*

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