KR101767620B1 - 알루미늄 드로스(dross)를 이용한 수분저감제 제조방법 - Google Patents

알루미늄 드로스(dross)를 이용한 수분저감제 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 알루미늄 드로스(dross)를 이용한 수분저감제 제조방법에 관한 것으로, 그 목적은 알루미늄 (재생)산업에서 본래의 용도로 사용할 수 없게 된 알루미늄 스크랩 을 주조 또는 용해하는 공정에서 발생되는 알루미늄 생산 부산물인 드로스(dross)라 불리는 알루미늄 산화물은 알루미늄 분을 함유하고 있으므로 소정의 공정을 거치면 알루미늄을 회수할 수 있는 특징을 갖고 있다. 하지만 알루미늄 생산 부산물인 드로스(dross)의 재처리 공장의 볼밀공정에서 발생한 고운 분말형태의 드로스(dross)는 메탈성분이 15~50%정도 함유하고 있지만 용해공정을 통한 금속의 회수는 불가능 한 것이 현실이다. 따라서 현재 알루미늄 드로스의 80%는 제강용첨가제로 재이용되고 있지만 남은 20%는 산업폐기물로 투기, 폐기되고 있다. 불법투기는 말할 필요 없이 합법적인 투기, 폐기의 경우에도 처리할 때까지 알루미늄 드로스(dross)는 그냥 쌓아둔 상태이다. 이 알루미늄 드로스(dross)는 물과 접촉하면 화학반응을 일으켜 높은 발열과 함께 유해한 화합물이 생성되어 주변 환경을 파괴하는 사회적 문제가 발생되고 있다. 따라서 본 발명은 알루미늄 드로스(dross)를 활용하여 함수율이 높은 유, 무기성 슬러지를 처리할 수 있는 수분저감제(80)를 제조함으로써, 폐자원을 보다 효율적으로 재활용하기 위함이다.
이를 위해 본 발명에 따른 알루미늄 드로스(dross)를 이용한 수분저감제 제조방법에 의하면; 이산화티탄 제조공정시 발생되는 FeSo4 성분이 19~20% 함유된 산성폐액(10)과 농도90~95%인 고농도 황산(20)을 일정 중량부로 혼합하여 황산수용액(30)제조하는 1차 혼합단계(S1)와;
1차 혼합단계(S1)에서 제조된 황산수용액(30)에 알루미늄 생산 부산물인 드로스(dross)의 재처리 공장의 볼밀공정에서 발생하는 메탈성분이 15~50% 함유된 고운 분말형태의 알루미늄 드로스(dross)(40)를 일정 중량부로 혼합하여 반응시켜 알루미늄 황산염(50)을 제조하는 2차 혼합단계(S2)와;
2차 혼합단계(S2)에서 제조된 알갱이 형태의 알루미늄 황산염(50)을 300~1000MESH로 분쇄시켜 알루미늄 황산염 분말(60)을 제조하는 분쇄단계(S3)와;
분쇄단계(S3)를 거친 알루미늄 황산염 분말(60)과 산화마그네슘(70)을 일정중량부로 혼합하여 수분저감제(80)를 제조하는 3차 혼합단계(S4)로 구성되며, 이렇게 제조된 수분저감제(80)는 45~95% 다량의 함수율을 내포하고 있는 음식물 탈리액, 축산분뇨, 갯벌, 유기성슬러지, 무기성 슬러지, 염색슬러지등의 수분을 짧은 시간에 저감 시켜, 경화 시키는 장점을 갖고 있다.
기존 알루미늄 드로스(dross)(40)의 처리방법은 알루미늄 (재생)산업에서 본래의 용도로 사용할 수 없게 된 알루미늄 스크랩 을 주조 또는 용해하는 공정에서 발생되는 알루미늄 생산 부산물인 드로스(dross)라 불리는 알루미늄 산화물은 알루미늄 분을 함유하고 있으므로 소정의 공정을 거치면 알루미늄을 회수할 수 있는 특징을 갖고 있다. 하지만 알루미늄 생산 부산물인 드로스(dross)의 재처리 공장의 볼밀공정에서 발생한 고운 분말형태의 드로스(dross)는 메탈성분이 15~50%정도 함유하고 있지만 용해공정을 통한 금속의 회수는 불가능 한 것이 현실이다. 따라서 현재 알루미늄 드로스의 80%는 제강용첨가제로 재이용되고 있지만 남은 20%는 산업폐기물로 투기, 폐기되고 있다. 불법투기는 말할 필요 없이 합법적인 투기, 폐기의 경우에도 처리할 때까지 알루미늄 드로스(dross)는 그냥 쌓아둔 상태이다. 이 알루미늄 드로스(dross)는 물과 접촉하면 화학반응을 일으켜 높은 발열과 함께 유해한 화합물이 생성되어 주변 환경을 파괴하는 사회적 문제가 발생되고 있는 것이 현실이다.
또한 음식물 탈리액, 축산분뇨, 갯벌, 유기성슬러지, 무기성 슬러지, 염색슬러지등은 기존 수분저감제의 주성분인 생석회와 경소백운석을 사용하고 있으나, 이는 좁은 국토에서 자연을 훼손하여 채취한 광물을 고온의 열원을 이용하여 제조되는 제품으로, 원료 채취시 1차적인 환경훼손을 유발하며, 제품 제조시 다량의 CO2를 발생하여 2차적인 환경오염을 유발하는 문제점을 갖고 있으며, 무엇보다 유기성슬러지의 경우 강알칼리성인 생석회와 경소백운석을 사용 시 암모니아 가스가 다량 발생되어 민원이 발생되고 있는 것이 현실이다.
따라서 본 발명은 알루미늄 (재생)산업에서 발생되는 부산물인 알루미늄 드로스(dross)(40)를 이용하여 ph가 7.5~8.5로에 경화 속도가 우수한 수분저감제(80)로 제조함으로써, 사업장에서 발생된 부산물로 부족한 자원을 대체하고, 자원채취 및 자원가공에 따른 2차적인 환경훼손 및 환경오염을 최소화 시킬 수 있는 장점을 갖고 있다.

Description

알루미늄 드로스(dross)를 이용한 수분저감제 제조방법{Manufacturing Method of Decreasing Agent of the Percentage of Water Content Using Aluminum Dross}
본 발명은 알루미늄 드로스(dross)를 이용한 수분저감제 제조방법에 관한 것으로, 그 목적은 알루미늄 (재생)산업에서 본래의 용도로 사용할 수 없게 된 알루미늄 스크랩 을 주조 또는 용해하는 공정에서 발생되는 알루미늄 생산 부산물인 드로스(dross)라 불리는 알루미늄 산화물은 알루미늄 분을 함유하고 있으므로 소정의 공정을 거치면 알루미늄을 회수할 수 있는 특징을 갖고 있다. 하지만 알루미늄 생산 부산물인 드로스(dross)의 재처리 공장의 볼밀공정에서 발생한 고운 분말형태의 드로스(dross)는 메탈성분이 15~50%정도 함유하고 있지만 용해공정을 통한 금속의 회수는 불가능 한 것이 현실이다. 따라서 현재 알루미늄 드로스의 80%는 제강용첨가제로 재이용되고 있지만 남은 20%는 산업폐기물로 투기, 폐기되고 있다. 불법투기는 말할 필요 없이 합법적인 투기, 폐기의 경우에도 처리할 때까지 알루미늄 드로스(dross)는 그냥 쌓아둔 상태이다. 이 알루미늄 드로스(dross)는 물과 접촉하면 화학반응을 일으켜 높은 발열과 함께 유해한 화합물이 생성되어 주변 환경을 파괴하는 사회적 문제가 발생되고 있다. 따라서 본 발명은 알루미늄 드로스(dross)를 활용하여 함수율이 높은 유, 무기성 슬러지를 처리할 수 있는 수분저감제를 제조함으로써, 폐자원을 보다 효율적으로 재활용할 수 있는 기술이다.
이를 위해 본 발명에 따른 알루미늄 드로스(dross)를 이용한 수분저감제 제조방법에 의하면; 이산화티탄 제조공정시 발생되는 FeSo4 성분이 19~20% 함유된 산성폐액(10)과 농도90~95%인 고농도 황산(20)을 일정 중량부로 혼합하여 황산수용액(30)제조하는 1차 혼합단계(S1)와; 1차 혼합단계(S1)에서 제조된 황산수용액(30)에 알루미늄 생산 부산물인 드로스(dross)의 재처리 공장의 볼밀공정에서 발생하는 메탈성분이 15~50% 함유된 고운 분말형태의 알루미늄 드로스(dross)(40)를 일정 중량부로 혼합하여 반응시켜 알루미늄 황산염(50)을 제조하는 2차 혼합단계(S2)와; 2차 혼합단계(S2)에서 제조된 알갱이 형태의 알루미늄 황산염(50)을 300~1000MESH로 분쇄시켜, 알루미늄 황산염 분말(60)을 제조하는 분쇄단계(S3)와; 분쇄단계(S3)를 거친 알루미늄 황산염 분말(60)과 산화마그네슘(70)을 일정중량부로 혼합하여 수분저감제(80)를 제조하는 3차 혼합단계(S4)로 구성되며, 이렇게 제조된 수분저감제(80)는 45~95% 다량의 함수율을 내포하고 있는 음식물 탈리액, 축산분뇨, 갯벌, 유기성슬러지, 무기성 슬러지, 염색슬러지등의 수분을 짧은 시간에 저감 시켜, 경화 시키는 기능을 갖고 있다.
알루미늄 (재생)산업에서 본래의 용도로 사용할 수 없게 된 알루미늄 스크랩 을 주조 또는 용해하는 공정에서 발생되는 알루미늄 생산 부산물인 드로스(dross)라 불리는 알루미늄 산화물은 알루미늄 분을 함유하고 있으므로 소정의 공정을 거치면 알루미늄을 회수할 수 있는 특징을 갖고 있다. 하지만 알루미늄 생산 부산물인 드로스(dross)의 재처리 공장의 볼밀공정에서 발생한 고운 분말형태의 드로스(dross)는 메탈성분이 15~50%정도 함유하고 있지만 용해공정을 통한 금속의 회수는 불가능 한 것이 현실이다. 따라서 현재 알루미늄 드로스의 80%는 제강용첨가제로 재이용되고 있지만 남은 20%는 산업폐기물로 투기, 폐기되고 있다. 불법투기는 말할 필요 없이 합법적인 투기, 폐기의 경우에도 처리할 때까지 알루미늄 드로스(dross)는 그냥 쌓아둔 상태이다. 이 알루미늄 드로스(dross)는 물과 접촉하면 화학반응을 일으켜 높은 발열과 함께 유해한 화합물이 생성되어 주변 환경을 파괴하는 사회적 문제가 발생되고 있다.
국내등록특허 제10-0967837호(2010.06.28 등록) 국내등록특허 제10-1236862호(2013.02.19 등록)
본 발명은 알루미늄 (재생)산업 사업장에서 발생되는 알루미늄 생산 부산물인 알루미늄 드로스(dross)와 이산화티탄 제조공정시 발생되는 FeSo4 성분이 19~20% 함유된 산성폐액을 활용하여 함수율을 저감시킬 수 있는 수분저감제를 제조하여 활용함으로써, 물과 접촉하면 화학반응을 일으켜 높은 발열과 함께 유해한 화합물이 생성되어 사회적 문제를 발생시키는 알루미늄 드로스(dross)의 안정되게 처리할 수 있고, 또한 폐기물을 수분저감제 로 제조 함으로써, 부족한 자원을 대체할 수 있고, 무엇보다 폐기물 매립에 따른 문제점과 자원채취 및 자원가공에 따른 2차적인 환경훼손 및 환경오염을 최소화 시킬 수 있는 장점을 갖고 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 구체적으로,
알루미늄 드로스(dross)를 이용한 수분저감제 제조방법에 있어서,
이산화티탄 제조공정시 발생되는 FeSo4 성분이 19~20% 함유된 산성폐액(10)과 농도90~95%인 고농도 황산(20)을 일정 중량부로 혼합하여 황산수용액(30)제조하는 1차 혼합단계(S1)와;
1차 혼합단계(S1)에서 제조된 황산수용액(30)에 알루미늄 생산 부산물인 드로스(dross)의 재처리 공장의 볼밀공정에서 발생하는 메탈성분이 15~50% 함유된 고운 분말형태의 알루미늄 드로스(dross)(40)를 일정 중량부로 혼합하여 반응시켜 알루미늄 황산염(50)을 제조하는 2차 혼합단계(S2)와;
2차 혼합단계(S2)에서 제조된 알갱이 형태의 알루미늄 황산염(50)을 300~1000MESH로 분쇄시켜 알루미늄 황산염 분말(60)을 제조하는 분쇄단계(S3)와;
분쇄단계(S3)를 거친 알루미늄 황산염 분말(60)과 산화마그네슘(70)을 일정중량부로 혼합하여 수분저감제(80)를 제조하는 3차 혼합단계(S4)를 구비한 것을 특징으로 하며,
상기 1차 혼합단계(S1)는 이산화티탄 제조공정시 발생되는 FeSo4 성분이 19~20% 함유된 산성폐액(10)과 농도90~95%인 고농도 황산(20)을 100 : 20~30중량부로 혼합 하는 것을 특징으로 하고,
상기 2차 혼합 단계(S2)는 1차 혼합단계(S1)에서 제조된 황산수용액(30)과 알루미늄 드로스(dross)(40)를 40~60 : 100 중량부로 혼합 하는 것을 특징으로 하고,
상기 분쇄단계(S3)는 2차 혼합단계(S2)에서 제조된 알갱이 형태의 알루미늄 황산염(50)의 비표면적을 극대화시키기 위해 300~1000MESH로 분쇄하는 것을 특징으로 하고,
상기 3차 혼합단계(S4)는 분쇄단계(S3)를 거친 알루미늄 황산염 분말(60)과 산화마그네슘(70)을 100 : 20~30의 중량부로 혼합하는 것을 특징으로 하고,
상기 1차 혼합단계(S1)의 산성폐액(10)은 이산화티탄 제조공정시 발생되는 FeSo4 성분이 19~20% 함유된 ph 1~1.5의 강산성 액체인 것을 특징으로 하고,
상기 1차 혼합단계(S1)의 알루미늄 드로스(dross)(40)는 알루미늄 생산 부산물인 드로스(dross)의 재처리 공장의 볼밀공정에서 발생하는 Al2O3(산화알루미늄/알루미나)성분이 15~50% 함유된 고운 분말인 것을 특징으로 하고,
상기 1차 혼합단계(S1)의 산성폐액(10)의 균등 재료로는 Fecl2성분이 19~20% 함유된 ph 1~1.5의 강산성 액체인 것을 특징으로 하고,
상기 3차 혼합단계(S4)의 산화마그네슘(70)의 균등 재료로는 CaO의 함량이 30~90%에 ph 12~13인 제지연소재, 경소돌로마이트, kr더스트, 제철분진, 생석회인 것을 특징으로 하고,
상기 3차 혼합단계(S4)에서 제조된 수분저감제(80)는 다량의 함수율을 내포하고 있는 음식물 탈리액, 축산분뇨, 갯벌, 유기성슬러지, 무기성 슬러지, 염색슬러지등의 수분저감제(80)로 사용하는 것을 특징으로 하는 알루미늄 드로스(dross)를 이용한 수분저감제 제조방법에 관한 것이다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이
본 발명은 알루미늄 (재생)산업 사업장에서 발생되는 알루미늄 생산 부산물인 알루미늄 드로스(dross)와 이산화티탄 제조공정시 발생되는 FeSo4 성분이 19~20% 함유된 산성폐액을 활용하여 함수율을 저감시킬 수 있는 수분저감제를 제조하여 활용함으로써, 물과 접촉하면 화학반응을 일으켜 높은 발열과 함께 유해한 화합물이 생성되어 사회적 문제를 발생시키는 알루미늄 드로스(dross)의 안정되게 처리할 수 있고, 또한 폐기물을 수분저감제 로 제조 함으로써, 부족한 자원을 대체할 수 있고, 무엇보다 폐기물 매립에 따른 문제점과 자원채취 및 자원가공에 따른 2차적인 환경훼손 및 환경오염을 최소화 시킬 수 있는 장점을 갖고 있다.
보다 상세하게는 이산화티탄 제조공정시 발생되는 FeSo4 성분이 19~20% 함유된 산성폐액(10)과 농도90~95%인 고농도 황산(20)을 일정 중량부로 혼합하여 황산수용액(30)에 알루미늄 (재생)산업 사업장에서 발생되는 알루미늄 생산 부산물인 드로스(dross)(40)는 물과 접촉하면 화학반응을 일으켜 높은 발열과 함께 유해한 화합물이 생성되어 주변 환경을 파괴하는 사회적 문제를 발생시키는 산업폐기물인 알루미늄 드로스(dross)(40)를 활용하여 수분저감제(80)를 제조하여, 기존 음식물 탈리액, 축산분뇨, 갯벌, 유기성슬러지, 무기성 슬러지, 염색슬러지등의 수분조절제는 생석회를 사용하여 슬러지의 수분을 제거 하고 있다. 하지만 유기성 슬러지의 경우 ph 12~13의 강알칼리인 생석회가 사용될시 ph상승에 따른 다량의 암모니아 가스가 발생될 수 있다. 하지만 본 발명의 수분저감제(80)는 ph가 7~9의 중성을 유지 하고 있어, 암모니아가스가 발생되지 않아 유기성 슬러지를 보다 효율적으로 처리할 수 있는 장점을 갖고 있다.
도 1은 본 발명에 따른 알루미늄 드로스(dross)를 이용한 수분저감제 제조방법의 공정을 보인 블록 도를 나타내며,
도 2는 본 발명에 따른 혼합단계별 혼합물의 성분을 보이는 것이고,
도 3은 본 발명에 따른 단계별 실시 예이며,
도 4는 본 발명에 따라 제조된 수분저감제의 성능 실험 실시 예이다.
이하 본 발명에 따른 도면의 간단한 설명에서
도 1은 본 발명에 따른 알루미늄 드로스(dross)를 이용한 수분저감제 제조방법의 공정을 보인 블록 도를 나타내며,
도 2는 본 발명에 따른 혼합단계별 혼합물의 성분을 보이는 것이고,
도 3은 본 발명에 따른 단계별 실시 예이며,
도 4는 본 발명에 따라 제조된 수분저감제(80)의 성능 실험 실시 예이다.
이하, 본 발명에 따른 하나의 바람직한 실시 예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 알루미늄 드로스(dross)를 이용한 수분저감제 제조방법은;
도 1에 도시한 바와 같이,
이산화티탄 제조공정시 발생되는 FeSo4 성분이 19~20% 함유된 산성폐액(10)과 농도90~95%인 고농도 황산(20)을 일정 중량부로 혼합하여 황산수용액(30)을 제조하는 1차 혼합단계(S1)와;
1차 혼합단계(S1)에서 제조된 황산수용액(30)에 알루미늄 생산 부산물인 드로스(dross)의 재처리 공장의 볼밀공정에서 발생하는 메탈성분이 15~50% 함유된 고운 분말형태의 알루미늄 드로스(dross)(40)를 일정 중량부로 혼합하여 반응시켜 알루미늄 황산염(50)을 제조하는 2차 혼합단계(S2)와;
2차 혼합단계(S2)에서 제조된 알갱이 형태의 알루미늄 황산염(50)을 300~1000MESH로 분쇄시켜 알루미늄 황산염 분말(60)을 제조하는 분쇄단계(S3)와;
분쇄단계(S3)를 거친 알루미늄 황산염 분말(60)과 산화마그네슘(70)을 일정중량부로 혼합하여 수분저감제(80)를 제조하는 3차 혼합단계(S4)를 포함하고 있다.
1차 혼합단계(S1)에서는 혼합기(믹서기)에 이산화티탄 제조공정시 발생되는 FeSo4 성분이 19~20% 함유된 산성폐액(10)과 농도90~95%인 고농도 황산(20)을 100 : 20~30 중량부로 혼합 황산수용액(30)을 제조하는 단계이다.
이유는 산성폐액(10)은 FeSo4 성분이 19~20% 함유된 나머지는 물이다. 따라서 2차 혼합단계(S2)에 혼합되는 알루미늄 드로스(dross)(40)와 완전히 반응되지 않아 분말형태의 미반응물이 되기 때문이다. 따라서 산성폐액(10)이 100중량 부 일 때 농도90~95%인 고농도 황산(20)을 20~30 중량부 혼합하여 황산의 농도를 45~60%로 조절해 줌으로써 2차 혼합단계(S2)에 혼합되는 알루미늄 드로스(dross)(40)와 반응시 분말 형태의 알루미늄 드로스(dross)(40)가 완전히 반응되어 알갱이 형태의 반응물을 바뀌기 때문이다.
이때 1차 혼합 단계(S1)에서 이산화티탄 제조공정시 발생되는 FeSo4 성분이 19~20% 함유된 산성폐액(10)이 100 중량부 일 때 농도90~95%인 고농도 황산(20)이 20중량부 이하 일 때는 황산수용액(30)의 황산의 농도가 45% 이하로 떨어져 2차 혼합단계(S2)에 혼합되는 알루미늄 드로스(dross)(40)와 완전히 반응되지 않고, 또한 산성폐액(10)이 100 중량부 일 때 농도90~95%인 고농도 황산(20)이 30중량부 이상 일 때는 생산하고자 하는 제품의 기능에 큰 변화가 없고, 무엇보다 고가인 황산의 사용을 최소화함으로써, 재활용 단가를 낮추기 위함이다.
따라서 1차 혼합단계(S1)에서는 혼합기(믹서기)에 이산화티탄 제조공정시 발생되는 FeSo4 성분이 19~20% 함유된 산성폐액(10)과 농도90~95%인 고농도 황산(20)을 100 : 20~30중량부로 혼합하는 것이다.
상기 1차 혼합단계(S1)의 산성폐액(10)은 이산화티탄 제조공정시 발생되는 FeSo4 성분이 19~20% 함유된 ph 1~1.5의 강산성 액체인 것을 특징으로 하고,
상기 1차 혼합단계(S1)의 산성폐액(10)의 균등 재료로는 Fecl2성분이 19~20% 함유된 ph 1~1.5의 강산성 액체인 것을 특징으로 한다.
2차 혼합 단계(S2)는 1차 혼합단계(S1)에서 제조된 황산수용액(30)과 알루미늄 드로스(dross)(40)를 40~60 : 100 중량부로 혼합 하여 알갱이 형태의 알루미늄 황산염(50)을 제조하는 단계이다.
상세하게는 먼저 혼합기에 중량부가 높은 알루미늄 드로스(dross)(40) 100중량 부를 먼저 넣고, 이에 황산의 농도가 45~60%로 조절된 황산수용액(30)40~60 중량 부를 10중량부 씩 4~6회로 나누워 넣어 천천히 3~5분간 반응시켜 알갱이 형태의 알루미늄 황산염(50)을 제조하는 단계이다.
이때 알루미늄 드로스(dross)(40)먼저 넣는 이유는 액체 상태의 황산수용액(30)에 분말인 알루미늄 드로스(dross)(40)를 넣으면 순간적인 발열과 가스에 의해 액체인 황산수용액(30)이 끊어 올라 혼합기로 넘치기 때문이다. 따라서 상기 2차 혼합 단계(S2)는 분말인 알루미늄 드로스(dross)(40)를 100중량부 먼저 넣고 액체 상태의 황산수용액(30)을 4~6회로 나눠서 넣으면서 반응시켜야 순간적인 발열에 의해 알루미늄 드로스(dross)(40)에 내포된 가스와 액체 상태의 황산수용액(30)에 함유된 수분이 제거 되면서 반응된 혼합물은 알갱이 형태의 알루미늄 황산염(50)이 된다.
이때 알루미늄 드로스(dross)(40)를 100중량부 황산수용액(30)이 40중량부 이하이면 완전히 반응되지 않은 미반 응된 분말이 많이 남아 제품으로 생산시 수분과 반응시 가스가 발생되기 때문이며, 또한 알루미늄 드로스(dross)(40)를 100중량부에 황산수용액(30)이 60중량부 이상이면 수분이 다량 존재하여 반응시 황산수용액(30)에 내포된 수분이 끊어 올라 혼합기로 넘치기 때문이다.
따라서 2차 혼합단계(S2)에서는 1차 혼합단계(S1)에서 제조된 황산수용액(30)과 알루미늄 드로스(dross)(40)를 40~60 : 100 중량부로 혼합하는 것이다.
상기 2차 혼합단계(S1)의 알루미늄 드로스(dross)(40)는 알루미늄 생산 부산물인 드로스(dross)의 재처리 공장의 볼밀공정에서 발생하는 Al2O3(산화알루미늄/알루미나)성분이 15~50% 함유된 고운 분말인 것을 특징으로 한다.
분쇄단계(S3)는 2차 혼합단계(S2)에서 제조된 알갱이 형태의 알루미늄 황산염(50)의 비표면적을 극대화시키기 위해 300~1000MESH로 분쇄하여 알루미늄 황산염 분말(60)을 제조하는 단계이다.
이유는 2차 혼합단계(S1)를 거친 반응물은 알갱이 형태를 형성하고 있어, 비표면적이 적고 수분을 제거하는 제품으로서의 기능이 떨어지기 때문이다. 따라서 알갱이 형태의 반응물을 300~1000MESH로 분쇄함으로써, 비표면적을 극대화시킴으로써, 수분을 제거하는 제품으로서의 반응 속도를 향상시키기 위함이며, 아울러 알갱이 형태의 반응물에 내포된 가스를 완전히 제거 할 수 있기 때문이다.
따라서 분쇄단계(S3)는 2차 혼합단계(S2)에서 제조된 알갱이 형태의 알루미늄 황산염(50)의 비표면적을 극대화시키기 위해 300~1000MESH로 분쇄하는 것이다.
3차 혼합단계(S4)는 분쇄단계(S3)를 거친 알루미늄 황산염 분말(60)과 산화마그네슘(70)을 100 : 20~30의 중량부로 혼합하여 수분저감제(80)를 제조하는 단계이다.
분쇄단계(S3)를 거친 알루미늄 황산염 분말(60)은 ph가 3~4로 강산성 분말로 경화 기능을 촉진시키는 기능은 있으나, 자체로서는 경화 기능이 미약하다. 따라서 분쇄단계(S3)를 거친 알루미늄 황산염 분말(60)에 경화 기능을 갖고 있는 강알칼리성 분말인 산화마그네슘(70)을 혼합함으로써 발열과 경화 촉진 기능을 갖는 수분저감제(80)가 되기 때문이다.
이때 알루미늄 황산염 분말(60) 100중량부에 산화마그네슘(70)을 20~30중량부로 혼합하는 이유는 알루미늄 황산염 분말(60) 100중량부 일 때 산화마그네슘(70) 20중량부 이하 이면 제품의 ph가 6~7로 발열기능이 떨어지고, 알루미늄 황산염 분말(60) 100중량부 일 때 산화마그네슘(70) 30중량부 이상이면 제품의 ph가 9이상이 되어 발열기능은 우수하나 유기성 슬러지와 혼합시 ph가 8.5 이상이어서, 암모니아를 발생시키는 요인이 되기 때문이다.
따라서 3차 혼합단계(S4)는 분쇄단계(S3)를 거친 알루미늄 황산염 분말(60)과 산화마그네슘(70)을 100 : 20~30의 중량부로 혼합하는 것이다.
상기 3차 혼합단계(S4)에 산화마그네슘(70)의 균등 재료로는 CaO의 함량이 30~90%에 ph 12~13인 제지연소재, 경소돌로마이트, kr더스트, 제철분진, 생석회인 것을 특징으로 하고,
상기 3차 혼합단계(S4)에서 제조된 수분저감제(80)는 다량의 함수율을 내포하고 있는 음식물 탈리액, 축산분뇨, 갯벌, 유기성슬러지, 무기성 슬러지, 염색슬러지등의 수분저감제(80)로 사용하는 것을 특징으로 한다.
발명의 기술을 정리하면 이산화티탄 제조공정시 발생되는 FeSo4 성분이 19~20% 함유된 산성폐액(10)과 농도90~95%인 고농도 황산(20)을 일정 중량부로 혼합하여 농도 45~60%의 황산수용액(30)을 제조하여 이를 알루미늄 생산 부산물인 드로스(dross)의 재처리 공장의 볼밀공정에서 발생하는 메탈성분( Al2O3(산화알루미늄/알루미나)성분이 15~50% 함유된 고운 분말형태의 알루미늄 드로스(dross)(40)와 일정 중량부로 혼합하여 반응시키면, 3~10초 만에 100~200도의 발열반응이 일어나고 이때 황산수용액(30) 내부의 55~40%의 수분은 증발하고 또한 알루미늄 드로스(dross)(40) 내부에 함유된 유해가스가 기화되어 혼합물은 알갱이 형태의 반응물인 알루미늄 황산염(50)이 된다. 이렇게 반응된 알루미늄 황산염(50)을 300~1000MESH로 분쇄시켜 알루미늄 황산염 분말(60)을 만들어 줌으로써, 비표면적이 극대화된 제품은 수분과의 반응속도가 향상된다. 이렇게 제조된 알루미늄 황산염 분말(60)은 ph가 3~4로 강산성 분말로 경화속도를 촉진시키는 기능을 갖지만 자체 경화기능은 미약하므로 이에 경화기능이 우수한 산화마그네슘(70)을 일정중량부로 혼합함으로써, 경화기능과 경화촉진 기능이 우수한 수분저감제(80)가 제조되는 것이다.
이렇게 알루미늄 드로스(dross)를 이용한 수분저감제 제조방법에 있어서, 제조된 수분저감제(80)는 경화속도가 빠르기 때문에, 수분이 다량 함유된 음식물 탈리액, 축산분뇨, 갯벌, 유기성슬러지, 무기성 슬러지, 염색슬러지등의 폐기물의 다량 처리할 수 있고, 무엇보다 제조된 수분저감제(80)는 ph가 7.5~8.5로 유기성 슬러지의 수분제거시 암모니아가스를 억제시킬 수 있는 장점을 갖고 있다.
도 1은 본 발명에 따른 알루미늄 드로스(dross)를 이용한 수분저감제 제조방법의 공정을 보인 블록 도를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 혼합단계별 혼합물의 성분을 보이는 것으로, 산성폐액(10)의 대체 재료로는 Fecl2성분이 19~20% 함유된 ph 1~1.5의 강산성 액체의 사용이 가능한 사항을 설명하며, 산화마그네슘(70)의 대체 재료로는 CaO의 함량이 30~90%에 ph 12~13인 제지연소재, 경소돌로마이트, kr더스트, 제철분진, 생석회의 사용이 가능한 사항을 설명하고 있다.
도 3은 본 발명에 따른 단계별 실시 예이며,
도 4는 본 발명에 따라 제조된 수분저감제(80)의 성능 실험 실시 예이다.
이상으로, 본 발명에 따른 알루미늄 드로스(dross)를 이용한 수분저감제 제조방법을 설명하였으나, 본 발명의 권리 범위는 여기에 한정되지 않으며, 청구범위에 기재된 사항과 균등한 범위의 모든 기술적 사항에 대하여 미친다고 할 것이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
10 : 산성폐액 (이산화티탄 제조공정시 발생되는 FeSo4 성분이 19~20% 함유된 ph 1~1.5의 강산성 액체인 )
20 : 고농도 황산 (농도90~95%, H2SO4 )
30 : 황산수용액 (산성폐액(10)과 고농도 황산(20)을 100 : 20~30의 중량부로 혼합한 혼합물)
40 : 알루미늄 드로스(dross) (알루미늄 드로스(dross)(40)는 알루미늄 생산 부산물인 드로스(dross)의 재처리 공장의 볼밀공정에서 발생하는 Al2O3(산화알루미늄/알루미나)성분이 15~50% 함유된 고운 분말)
dross의 영어사전 의미는 찌꺼기, 불순물, 뜬찌꺼기
50 : 알루미늄 황산염 (황산수용액(30)과 알루미늄 드로스(40)를 40~60 : 100 의 중량부로 혼합한 반응물 , )
60 : 알루미늄 황산염 분말 (알루미늄 황산염(50)을 300~1000MESH로 분쇄한 분말)
70 : 산화마그네슘 (MgO, 산소와 마그네슘의 화합물 )
80 : 수분저감제 (알루미늄 황산염 분말(60)과 산화마그네슘(70)을 100 : 20~30의 중량부로 혼합한 혼합물)
S1 : 1차 혼합 단계
S2 : 2차 혼합 단계
S3 : 반응 단계
S4 : 3차 혼합 단계

Claims (10)

  1. 알루미늄 드로스(dross)를 이용한 수분저감제 제조방법에 있어서,
    이산화티탄 제조공정시 발생되는 FeSo4 성분이 19~20% 함유된 산성폐액(10)과 농도90~95%인 고농도 황산(20)을 일정 중량부로 혼합하여 황산수용액(30)제조하는 1차 혼합단계(S1)와;
    1차 혼합단계(S1)에서 제조된 황산수용액(30)에 알루미늄 생산 부산물인 드로스(dross)의 재처리 공장의 볼밀공정에서 발생하는 메탈성분이 15~50% 함유된 고운 분말형태의 알루미늄 드로스(dross)(40)를 일정 중량부로 혼합하여 반응시켜 알루미늄 황산염(50)을 제조하는 2차 혼합단계(S2)와;
    2차 혼합단계(S2)에서 제조된 알갱이 형태의 알루미늄 황산염(50)을 300~1000MESH로 분쇄시켜 알루미늄 황산염 분말(60)을 제조하는 분쇄단계(S3)와;
    분쇄단계(S3)를 거친 알루미늄 황산염 분말(60)과 산화마그네슘(70)을 일정중량부로 혼합하여 수분저감제(80)를 제조하는 3차 혼합단계(S4)를 구비한 것을 특징으로 하는 알루미늄 드로스(dross)를 이용한 수분저감제 제조방법
  2. 제1항에 있어서,
    상기 1차 혼합단계(S1)는 이산화티탄 제조공정시 발생되는 FeSo4 성분이 19~20% 함유된 산성폐액(10)과 농도90~95%인 고농도 황산(20)을 100 : 20~30중량부로 혼합 하는 것을 특징으로 하는 알루미늄 드로스(dross)를 이용한 수분저감제 제조방법
  3. 제1항에 있어서,
    상기 2차 혼합 단계(S2)는 1차 혼합단계(S1)에서 제조된 황산수용액(30)과 알루미늄 드로스(dross)(40)를 40~60 : 100 중량부로 혼합 하는 것을 특징으로 하는 알루미늄 드로스(dross)를 이용한 수분저감제 제조방법
  4. 제1항에 있어서,
    상기 분쇄단계(S3)는 2차 혼합단계(S2)에서 제조된 알갱이 형태의 알루미늄 황산염(50)의 비표면적을 극대화시키기 위해 300~1000MESH로 분쇄하는 것을 특징으로 하는 알루미늄 드로스(dross)를 이용한 수분저감제 제조방법

  5. 제1항에 있어서,
    상기 3차 혼합단계(S4)는 분쇄단계(S3)를 거친 알루미늄 황산염 분말(60)과 산화마그네슘(70)을 100 : 20~30의 중량부로 혼합하는 것을 특징으로 하는 알루미늄 드로스(dross)를 이용한 수분저감제 제조방법
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    산성폐액(10)은 이산화티탄 제조공정시 발생되는 FeSo4 성분이 19~20% 함유된 ph 1~1.5의 강산성 액체인 것을 특징으로 하는 알루미늄 드로스(dross)를 이용한 수분저감제 제조방법
  7. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    알루미늄 드로스(dross)(40)는 알루미늄 생산 부산물인 드로스(dross)의 재처리 공장의 볼밀공정에서 발생하는 Al2O3(산화알루미늄/알루미나)성분이 15~50% 함유된 고운 분말인 것을 특징으로 하는 알루미늄 드로스(dross)를 이용한 수분저감제 제조방법
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    산성폐액(10)의 균등 재료로는 Fecl2성분이 19~20% 함유된 ph 1~1.5의 강산성 액체인 것을 특징으로 하는 알루미늄 드로스(dross)를 이용한 수분저감제 제조방법
  9. 제1항 또는 제5항에 있어서,
    산화마그네슘(70)의 균등 재료로는 CaO의 함량이 30~90%에 ph 12~13인 제지연소재, 경소돌로마이트, kr더스트, 제철분진, 생석회인 것을 특징으로 하는 알루미늄 드로스(dross)를 이용한 수분저감제 제조방법
  10. 제1항에 있어서,
    상기 3차 혼합단계(S4)를 거쳐 제조된 수분저감제(80)는 40~95%의 함수율을 내포하고 있는 음식물 탈리액, 축산분뇨, 갯벌, 유기성슬러지, 무기성 슬러지, 염색슬러지등의 수분저감제(80)로 사용하는 것을 특징으로 하는 알루미늄 드로스(dross)를 이용한 수분저감제 제조방법





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