KR101886211B1 - Method for preparation of carbonate by using sludge, and sludge including carbonate - Google Patents
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Abstract
본 발명은 생석회(CaO)를 제조하는 소성공정에서 부산물로 발생하는 석회소성 슬러지, 강판을 소둔산세하는 공정에서 부산물로 발생하는 소둔산세 슬러지, 또는 이들의 혼합물인 슬러지에 이산화탄소 함유 가스를 공급하여 탄산염을 생성하는 단계를 포함하는 탄산염 제조방법을 제공하며, 이를 통해, 상기 슬러지로부터 용출되는 중금속을 억제하여 상기 슬러지를 재활용하기 용이하며 슬러지의 처리비용을 절감하는 효과가 있으며, 상기 슬러지에 포함된 금속 양이온으로부터 탄산염을 제조하여 고부가가치 물질인 탄산염을 회수할 수 있다.The present invention relates to a sludge sludge produced as a by-product in a calcination sludge produced as a by-product in a calcining process for producing calcium oxide (CaO), a sludge produced as a by-product in a process of annealing a steel sheet, The sludge can be easily recycled by restraining the heavy metal eluted from the sludge and the treatment cost of the sludge can be reduced, and the metal contained in the sludge can be recovered, The carbonate, which is a high value-added material, can be recovered by preparing a carbonate from a cation.
Description
본 발명은 제철공정에서 부산물로 발생하는 슬러지를 이용하여 탄산염을 제조하는 방법, 및 이를 통해 제조된 탄산염을 포함한 슬러지에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing a carbonate using sludge generated as a by-product in a steelmaking process, and a sludge containing carbonate produced thereby.
일반적으로 냉연강판은 냉간 압연 후 소정의 기계적 특성을 얻기 위해 800~1150℃의 온도에서 열처리를 거친다. 이러한 열처리 과정에서 강판의 표면에는 산화 스케일(SiO2, (Cr,Fe)2O3 등)이 생성되는데, 산화 스케일은 제품의 외관을 나쁘게 할 뿐만 아니라 강판의 부식을 야기하여 내식성을 저하시키는 등 강판의 품질을 악화시킨다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 강판을 열처리한 후 자연 냉각시키는 소둔 공정과 소둔 열처리로 인해 발생된 산화스케일을 제거하는 산세 공정이 연속적으로 수행되는데, 이러한 연속적으로 수행되는 일련의 강판처리 방법을 통상적으로 소둔산세 공정이라 한다.Generally, the cold-rolled steel sheet is subjected to heat treatment at a temperature of 800 to 1150 ° C to obtain predetermined mechanical properties after cold rolling. In this heat treatment process, the surface of the steel sheet is coated with an oxide scale (SiO 2 , (Cr, Fe) 2 O 3 Etc.). The oxidized scale not only deteriorates the appearance of the product but also causes corrosion of the steel sheet, deteriorating the corrosion resistance, and deteriorating the quality of the steel sheet. In order to solve this problem, a continuous annealing process in which a steel sheet is heat-treated and then cooled naturally and a pickling process to remove an oxide scale generated by the annealing heat treatment are successively performed. Such a series of continuous steel sheet processing methods is usually annealed It is called pickling process.
이러한 소둔산세 공정에서는 댜량의 산이 포함된 슬러지가 발생하며, 이를 중화시키기 위해서 칼슘 또는 나트륨 이온을 포함하는 알칼리를 투입한다. 이러한 소둔산세 공정에서 알칼리 처리를 거쳐 발생된 슬러지를 통상적으로 소둔산세 슬러지라고 한다. 상기 소둔산세 슬러지는 강판의 표면에 부착되어 있던 스케일 등이 기원이 되는 것이기 때문에 원 강판의 조성에 크게 영향을 받는다. 예를 들어, 스테인레스 강판, 표면처리 강판 등의 강판의 특성상 소둔산세 슬러지에는 철분은 물론이고 크롬의 함량이 높아 크롬에 의한 중금속 오염이 일어나는 문제가 있다.. In this annealing and pickling step, sludge containing a large amount of acid is generated, and an alkali containing calcium or sodium ions is added to neutralize the sludge. The sludge generated through the alkali treatment in the annealing and pickling step is commonly referred to as annealing pickling sludge. Since the annealing pickled sludge is derived from scales and the like attached to the surface of the steel sheet, the composition of the raw steel sheet is greatly affected. For example, due to the characteristics of steel sheets such as stainless steel sheets and surface-treated steel sheets, there is a problem that heavy metal contamination due to chromium occurs due to high content of chromium in addition to iron content in annealing pickled sludge.
한편, 일반적으로 제철소에서는 소성공정을 통해 석회석을 소성로에 장입한 후 가열함에 따라 생석회를 제조한다. 석회석을 소성하는 과정에서 미분이 발생하며, 발생된 미분에 의해 통기성이 저하되거나 설비의 배관 막힘을 유발하는 문제점이 있다. 이러한 문제점을 방지하기 위해, 비산되는 미분에 물을 뿌리거나 석회석 등을 세척하여 미분을 제거한다. 그러나 미분을 제거하는 과정에서 다량의 슬러지가 발생하며, 이러한 소성공정에서 발생되는 슬러지를 석회소성 슬러지라 한다. 상기 석회소성 슬러지는 건조, 분쇄 및 성형을 통해 제강공정에 활용되지만, 건조, 분쇄 및 성형하는 비용이 높아 현재에는 대부분 폐기하거나 다른 부산물과 혼합하여 골재 등으로 사용하고 있다.On the other hand, in the steel mills, limestone is charged into a calcining furnace through a calcination process and then heated to manufacture quicklime. There is a problem that fine powder is generated in the process of calcining limestone and the generated fine powder lowers the air permeability or causes piping clogging of the equipment. To prevent this problem, water is sprayed on the scattered fine powder or the limestone is washed to remove the fine powder. However, a large amount of sludge is generated during the removal of fine particles, and the sludge generated in the sintering process is called calcined sludge. The calcined sludge is used for the steelmaking process through drying, crushing and molding. However, since the cost of drying, crushing and molding is high, most of the calcined sludge is currently used for disposal or mixed with other by-products.
본 발명은 생석회(CaO)를 제조하는 소성공정에서 부산물로 발생하는 석회소성 슬러지, 강판을 소둔산세하는 공정에서 부산물로 발생하는 소둔산세 슬러지, 또는 이들의 혼합물인 슬러지를 재활용하기 용이하도록 슬러지로부터 중금속의 용출을 억제하는 방법을 제공하고자 한다.The present invention relates to a sludge sludge produced as a byproduct in a calcining process for producing calcium oxide (CaO), a sludge sludge produced as a by-product in a process of annealing a steel sheet, and a sludge which is a mixture thereof, To prevent the dissolution of < RTI ID = 0.0 >
또한, 본 발명은 상기 슬러지에 포함된 금속 양이온으로부터 탄산염을 제조하는 방법을 제공하고자 한다.The present invention also provides a method for producing carbonate from metal cations contained in the sludge.
나아가, 본 발명은 탄산염을 포함함으로써 중금속 용출이 억제된 슬러지를 제공하고자 한다.Furthermore, the present invention is to provide a sludge containing a carbonate and inhibiting the elution of heavy metals.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 생석회(CaO)를 제조하는 소성공정에서 부산물로 발생하는 석회소성 슬러지, 강판을 소둔산세하는 공정에서 부산물로 발생하는 소둔산세 슬러지, 또는 이들의 혼합물인 슬러지에 이산화탄소 함유 가스를 공급하여 탄산염을 생성하는 단계를 포함하는, 슬러지를 이용한 탄산염 제조방법을 제공한다.According to one embodiment of the present invention, calcined sludge generated as a byproduct in a calcining process for producing calcium oxide (CaO), sludge generated as a by-product in a process of annealing a steel sheet for a steel sheet, or sludge which is a mixture thereof, Containing gas to produce a carbonate. The present invention also provides a method for producing carbonate using sludge.
상기 슬러지에 수산화나트륨을 공급하는 단계를 더 포함할 수 있다.And supplying sodium hydroxide to the sludge.
상기 탄산염은 탄산칼슘, 탄산나트륨, 탄산철 또는 이들의 혼합물일 수 있다.The carbonate may be calcium carbonate, sodium carbonate, iron carbonate or a mixture thereof.
상기 이산화탄소 함유 가스는 순수한 이산화탄소, 파이넥스 오프 가스(FOG; FINEX Off Gas), 파이넥스 테일 가스(FTG; FINEX Tail Gas), 고로 가스(BFG; Blas Furnace Gas), 전로 가스, 석탄 발전소 배가스, 가스 발전소 배가스, 소각로 배가스, 유리용해 배가스, 열설비 배가스, 석유화학공정 배가스, 석유화학공정 공정가스, 연소후 배가스 및 가스화기 배가스로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상일 수 있다.The carbon dioxide-containing gas may be pure carbon dioxide, FINEX off gas (FOG), FINEX tail gas (FTG), blast furnace gas (BFG), converter gas, coal power plant exhaust gas, , Incinerator flue gas, glass fired flue gas, thermal facility flue gas, petrochemical process flue gas, petrochemical process gas, post-combustion flue gas, and gasifier flue gas.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 생석회(CaO)를 제조하는 소성공정에서 부산물로 발생하는 석회소성 슬러지, 강판을 소둔산세하는 공정에서 부산물로 발생하는 소둔산세 슬러지, 또는 이들의 혼합물인 슬러지를 용매에 공급하고 교반한 후 침전물과 상등액으로 분리하는 단계, 및 상기 상등액에 상기 이산화탄소 함유 가스를 공급하여 탄산염을 생성하는 단계를 포함하는, 슬러지를 이용한 탄산염 제조방법을 제공한다.According to another embodiment of the present invention, sludge which is a sludge sludge produced as a by-product in a calcining process for producing calcium oxide (CaO), a sludge pickling sludge generated as a by-product in a process of annealing a steel sheet, And then separating the mixture into a precipitate and a supernatant, and supplying the carbon dioxide-containing gas to the supernatant to produce a carbonate. The present invention also provides a method for producing carbonate using sludge.
상기 상등액에 수산화나트륨을 공급하는 단계를 더 포함할 수 있다.And then supplying sodium hydroxide to the supernatant.
상기 이산화탄소 함유 가스는 순수한 이산화탄소, 파이넥스 오프 가스(FOG; FINEX Off Gas), 파이넥스 테일 가스(FTG; FINEX Tail Gas), 고로 가스(BFG; Blas Furnace Gas), 전로 가스, 석탄 발전소 배가스, 가스 발전소 배가스, 소각로 배가스, 유리용해 배가스, 열설비 배가스, 석유화학공정 배가스, 석유화학공정 공정가스, 연소후 배가스 및 가스화기 배가스로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상일 수 있다.The carbon dioxide-containing gas may be pure carbon dioxide, FINEX off gas (FOG), FINEX tail gas (FTG), blast furnace gas (BFG), converter gas, coal power plant exhaust gas, , Incinerator flue gas, glass fired flue gas, thermal facility flue gas, petrochemical process flue gas, petrochemical process gas, post-combustion flue gas, and gasifier flue gas.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 생석회(CaO)를 제조하는 소성공정에서 부산물로 발생하는 석회소성 슬러지, 강판을 소둔산세하는 공정에서 부산물로 발생하는 소둔산세 슬러지, 또는 이들의 혼합물인 슬러지에 있어서, 상기 슬러지는 탄산칼슘, 탄산나트륨, 탄산철 또는 이들의 혼합물인 탄산염을 포함하는, 탄산염을 포함한 슬러지를 제공한다.According to still another embodiment of the present invention, there is provided a sludge sludge produced as a by-product in a calcining process for producing calcium oxide (CaO), a sludge sludge produced as a by-product in a process of annealing a steel sheet, Wherein the sludge comprises a carbonate that is calcium carbonate, sodium carbonate, iron carbonate or a mixture thereof.
상기 탄산염은 상기 슬러지에 포함된 양이온과 이산화탄소의 반응으로 생성된 것일 수 있다.The carbonate may be generated by the reaction of carbon dioxide with cations contained in the sludge.
상기 탄산염은 상기 슬러지의 표면에 형성될 수 있다.The carbonate may be formed on the surface of the sludge.
본 발명은 생석회(CaO)를 제조하는 소성공정에서 부산물로 발생하는 석회소성 슬러지, 강판을 소둔산세하는 공정에서 부산물로 발생하는 소둔산세 슬러지, 또는 이들의 혼합물인 슬러지로부터 용출되는 중금속을 억제하여 상기 슬러지를 재활용하기 용이하며 슬러지의 처리비용을 절감하는 효과가 있다.The present invention relates to a sludge sludge produced as a by-product in a calcination process for producing calcium oxide (CaO), a sludge sludge generated as a by-product in a process of annealing a steel sheet, or a sludge which is a mixture thereof, The sludge can be recycled easily and the treatment cost of the sludge can be reduced.
또한, 본 발명은 상기 슬러지에 포함된 금속 양이온으로부터 탄산염을 제조하여 고부가가치 물질인 탄산염을 회수할 수 있다.In addition, the present invention can recover a carbonate as a high value-added material by preparing a carbonate from metal cations contained in the sludge.
도 1은 실시예에서 탄산화된 슬러지를 XRD로 분석한 결과를 나타낸 그래프이다.
도 2는 실시예에서 상등액으로부터 회수된 침전물을 XRD로 분석한 결과를 나타낸 그래프이다.FIG. 1 is a graph showing the results of XRD analysis of carbonated sludge in the examples. FIG.
FIG. 2 is a graph showing the results of XRD analysis of the precipitate recovered from the supernatant in the examples. FIG.
이하, 다양한 실시예를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태를 설명한다. 그러나 본 발명의 실시 형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to various embodiments. However, the embodiments of the present invention can be modified into various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below.
본 발명은 제철공정에서 부산물로 발생하는 슬러지를 이용하여 탄산염을 제조하는 방법, 및 이를 이용하여 제조된 탄산염을 포함한 슬러지에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing a carbonate using sludge generated as a by-product in a steelmaking process, and a sludge containing a carbonate produced using the sludge.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 생석회(CaO)를 제조하는 소성공정에서 부산물로 발생하는 석회소성 슬러지, 강판을 소둔산세하는 공정에서 부산물로 발생하는 소둔산세 슬러지, 또는 이들의 혼합물인 슬러지에 이산화탄소 함유 가스를 공급하여 탄산염을 생성하는 단계를 포함하는 슬러지를 이용한 탄산염 제조방법을 제공하고자 한다.According to one embodiment of the present invention, calcined sludge generated as a byproduct in a calcining process for producing calcium oxide (CaO), sludge generated as a by-product in a process of annealing a steel sheet for a steel sheet, or sludge which is a mixture thereof, Containing gas to produce a carbonate. The present invention also provides a method for producing carbonate using sludge.
강판을 소둔산세하는 공정에서 부산물로 발생하는 소둔산세 슬러지는 강판의 표면에 부착되어 있던 스케일 등이 기원이 되는 것으로, 철분 함량은 물론이고 크롬의 함량이 높아 크롬에 의한 중금속 오염이 일어나는 문제가 있다. 또한, 생성회를 제조하는 소성공정에서 부산물로 발생하는 석회소성 슬러지 또한 크롬의 함량이 높아 중금속 오염이 발생하는 문제점이 있다.The annealing pickling sludge generated as a by-product in the step of annealing a steel sheet is a source of scales or the like adhering to the surface of a steel sheet, and has a problem of heavy metal contamination due to chromium due to its high content of chromium as well as iron content . In addition, the calcined sludge generated as a by-product in the sintering process for producing sludge also has a high content of chromium, which causes heavy metal contamination.
상기 소둔산세 슬러지 및 석회소성 슬러지의 성분 함량을 분석하여 하기 표 1 및 2에 나타냈다. 하기 표 1은 소둔산세 슬러지의 성분 함량을 나타낸 것이고, 하기 표 2는 석회소성 슬러지의 성분 함량을 나타낸 것이다.The components of the annealing pickled sludge and calcined sludge were analyzed and shown in Tables 1 and 2 below. Table 1 below shows the component contents of the sludge pickling sludge, and Table 2 shows the component contents of the calcined sludge.
(중량%)content
(weight%)
(중량%)content
(weight%)
상기 표 1 및 2에 따르면, 소둔산세 슬러지 및 석회소성 슬러지는 중금속인 크롬을 다량으로 함유하고 있어, 이를 단순히 매립하여 처리하는 경우 상기 슬러지로부터 크롬이 유출되어 토양이 오염되는 문제점이 발생한다.According to Tables 1 and 2, the sludge pickling sludge and the calcined sludge contain a large amount of chromium, which is a heavy metal. When the sludge is simply buried and treated, the chrome leaks out from the sludge to contaminate the soil.
다만, 상기 표 1에 따르면, 상기 소둔산세 슬러지는 칼슘, 철 성분을 다량으로 포함하고, 또한, 나트륨 성분 또한 함유하고 있다. 따라서, 상기 소둔산세 슬러지에 이산화탄소 함유 가스를 공급하면, 상기 칼슘, 철, 나트륨 성분과 이산화탄소의 탄산화 반응으로 인해 용해도가 낮은 탄산염이 제조될 수 있다. 이러한 탄산염은 상기 소둔산세 슬러지의 표면에 형성됨으로써 추후 슬러지로부터 중금속의 유출을 방지할 수 있으며, 상기 슬러지로부터 중금속의 유출이 억제됨으로 인해 슬러지를 재활용하기 용이한 효과가 있다.However, according to Table 1, the sludge pickling sludge contains a large amount of calcium and iron components, and also contains a sodium component. Therefore, when the carbon dioxide-containing gas is supplied to the annealing pickled and sludge sludge, a carbonate having low solubility can be produced due to the carbonation reaction of the calcium, iron, and sodium components with carbon dioxide. Such carbonate is formed on the surface of the sludge pickling sludge, so that the outflow of heavy metal from the sludge can be prevented later, and the sludge can be easily recycled because the outflow of heavy metal from the sludge is suppressed.
또한, 상기 표 2에 따르면, 상기 석회소성 슬러지도 칼슘 및 철 성분을 다량으로 포함하므로, 상기 슬러지에 이산화탄소 함유 가스를 공급함으로 인해 탄산염 반응이 이루어진다. 이때, 용해도가 낮은 탄산염은 슬러지의 표면에 형성되어 추후 석회소성 슬러지로부터 중금속의 유출을 방지할 수 있다. 상기 탄산염은 상기 석회소성 슬러지 또는 소둔산세 슬러지와 이산화탄소의 반응으로 생성되는 것이라면 특별히 한정하지 않으나, 예를 들어, 탄산칼슘, 탄산나트륨, 탄산철 또는 이들의 혼합물일 수 있다.According to Table 2, since the calcined sludge also contains a large amount of calcium and iron components, the carbonate reaction is performed by supplying the carbon dioxide-containing gas to the sludge. At this time, the low-solubility carbonate is formed on the surface of the sludge, so that the outflow of the heavy metal from the calcined sludge can be prevented. The carbonate is not particularly limited as long as it is produced by the reaction of calcined sludge with carbon dioxide, and may be, for example, calcium carbonate, sodium carbonate, iron carbonate or a mixture thereof.
한편, 상기 슬러지에 공급되는 상기 이산화탄소 함유 가스는 이산화탄소가 포함되어 있다면 특별히 한정하지 않으나, 예를 들어, 순수한 이산화탄소, 파이넥스 오프 가스(FOG; FINEX Off Gas), 파이넥스 테일 가스(FTG; FINEX Tail Gas), 고로 가스(BFG; Blas Furnace Gas), 전로 가스, 석탄 발전소 배가스, 가스 발전소 배가스, 소각로 배가스, 유리용해 배가스, 열설비 배가스, 석유화학공정 배가스, 석유화학공정 공정가스, 연소후 배가스 및 가스화기 배가스로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상일 수 있다.The carbon dioxide-containing gas supplied to the sludge is not particularly limited as long as it contains carbon dioxide. For example, pure carbon dioxide, FINEX off gas (FOG), FINTail gas (FTG) , Blast furnace gas (BFG), converter gas, coal power plant flue gas, gas power plant flue gas, incinerator flue gas, glass melting flue gas, thermal equipment flue gas, petrochemical process flue gas, petrochemical process flue gas, And exhaust gas.
상기 소둔산세 슬러지 및 석회소성 슬러지에 이산화탄소 함유 가스를 공급하기 전 또는 공급하는 중에, 상기 슬러지에 수산화나트륨을 공급할 수 있다. 상기 슬러지에 수산화나트륨을 공급하는 경우 pH는 증가하므로 슬러리에 공급되는 이산화탄소가 중탄산이온(HCO3 -)으로 존재하기보다 탄산이온(CO3 2-)으로 존재하기 용이하다. 따라서, 상기 슬러지에 수산화나트륨을 공급하여 pH를 증가시킴으로써, 상기 슬러지에 포함된 양이온과 탄산이온의 반응으로 탄산염을 생성하기 더욱 용이해질 수 있다.Sodium hydroxide can be supplied to the sludge before or during the supply of the carbon dioxide-containing gas to the annealing pickled sludge and the calcined sludge. When sodium hydroxide is supplied to the sludge, the pH is increased, so that the carbon dioxide supplied to the slurry is easily present as carbonate ion (CO 3 2- ) rather than bicarbonate ion (HCO 3 - ). Therefore, by supplying sodium hydroxide to the sludge to increase the pH, it is possible to more easily generate the carbonate by the reaction of the cations and carbonate ions contained in the sludge.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 생석회(CaO)를 제조하는 소성공정에서 부산물로 발생하는 석회소성 슬러지, 강판을 소둔산세하는 공정에서 부산물로 발생하는 소둔산세 슬러지, 또는 이들의 혼합물인 슬러지를 용매에 공급하고 교반한 후 침전물과 상등액으로 분리하는 단계, 및 상기 상등액에 상기 이산화탄소 함유 가스를 공급하여 탄산염을 생성하는 단계를 포함하는 탄산염 제조방법을 제공할 수 있다.Meanwhile, according to an embodiment of the present invention, calcined sludge generated as a by-product in the step of calcining calcined sludge or sludge produced as a by-product in the calcining step for producing calcium oxide (CaO), sludge To a solvent, stirring the mixture, separating the mixture into a precipitate and a supernatant, and supplying the carbon dioxide-containing gas to the supernatant to produce a carbonate.
본 발명은 상기 소둔산세 슬러지 및/또는 석회소성 슬러지를 용매에 교반하여 상기 슬러지에 포함된 칼슘이온 등의 금속 양이온을 용출시킨 후, 상기 양이온이 용출된 상등액에 이산화탄소를 공급하여 탄산염을 제조할 수 있다.In the present invention, the metal cation such as calcium ions contained in the sludge is eluted by stirring the sludge pickling sludge and / or calcined sludge with a solvent, and carbon dioxide can be produced by supplying carbon dioxide to the supernatant from which the cation is eluted have.
구체적으로, 소둔산세 슬러지 및/또는 석회소성 슬러지를 용매에 공급하고 교반한 후 침전물과 상등액으로 분리할 수 있다. 이로 인해, 상기 상등액에는 칼슘이온, 철이온, 나트륨이온 등의 금속 이온이 용출될 수 있다. 상기 금속 이온이 용출된 상등액에 이산화탄소 함유 기체를 공급함으로써 상기 금속 이온과 이산화탄소의 탄산염 반응이 이루어져 탄산염이 석출되고, 이를 상등액으로부터 회수할 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 슬러지에 포함된 금속 양이온으로부터 탄산염을 제조하여 고부가가치 물질인 탄산염을 회수할 수 있다.Specifically, the annealing pickling sludge and / or the calcined sludge can be supplied to the solvent and stirred, and then separated into a precipitate and a supernatant. As a result, metal ions such as calcium ion, iron ion, and sodium ion can be eluted into the supernatant. By supplying a carbon dioxide-containing gas to the supernatant from which the metal ions have been eluted, the carbonate reaction of the metal ion and the carbon dioxide is carried out to precipitate the carbonate, which can be recovered from the supernatant. That is, according to one embodiment of the present invention, carbonate can be produced from the metal cations contained in the sludge, thereby recovering carbonate as a high value-added substance.
한편, 상기 슬러지에 공급되는 상기 이산화탄소 함유 가스는 이산화탄소가 포함되어 있다면 특별히 한정하지 않으나, 예를 들어, 순수한 이산화탄소, 파이넥스 오프 가스(FOG; FINEX Off Gas), 파이넥스 테일 가스(FTG; FINEX Tail Gas), 고로 가스(BFG; Blas Furnace Gas), 전로 가스, 석탄 발전소 배가스, 가스 발전소 배가스, 소각로 배가스, 유리용해 배가스, 열설비 배가스, 석유화학공정 배가스, 석유화학공정 공정가스, 연소후 배가스 및 가스화기 배가스로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상일 수 있다.The carbon dioxide-containing gas supplied to the sludge is not particularly limited as long as it contains carbon dioxide. For example, pure carbon dioxide, FINEX off gas (FOG), FINTail gas (FTG) , Blast furnace gas (BFG), converter gas, coal power plant flue gas, gas power plant flue gas, incinerator flue gas, glass melting flue gas, thermal equipment flue gas, petrochemical process flue gas, petrochemical process flue gas, And exhaust gas.
상기 상등액에 이산화탄소 함유 가스를 공급하기 전이나 공급하는 중에, 상기 상등액에 수산화나트륨을 공급할 수 있다. 상기 상등액에 수산화나트륨을 공급하는 경우 pH는 증가하므로 상등액에 공급되는 이산화탄소가 중탄산이온(HCO3 -)으로 존재하기보다 탄산이온(CO3 2-)으로 존재하기 용이하다. 따라서, 상기 상등액에 수산화나트륨을 공급하여 pH를 증가시킴으로써, 상기 상등액에 용출된 금속 양이온과 상기 탄산이온의 반응으로 탄산염을 생성하기 더욱 용이해질 수 있다.Sodium hydroxide may be supplied to the supernatant before or during the supply of the carbon dioxide-containing gas to the supernatant. When sodium hydroxide is supplied to the supernatant liquid, the pH is increased, so that carbon dioxide supplied to the supernatant liquid is easily present as carbonate ion (CO 3 2- ) rather than bicarbonate ion (HCO 3 - ). Therefore, by increasing the pH by supplying sodium hydroxide to the supernatant, it is possible to more easily generate the carbonate by the reaction of the metal cation eluted in the supernatant and the carbonate ion.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 생석회(CaO)를 제조하는 소성공정에서 부산물로 발생하는 석회소성 슬러지, 강판을 소둔산세하는 공정에서 부산물로 발생하는 소둔산세 슬러지, 또는 이들의 혼합물인 슬러지에 있어서, 상기 슬러지는 탄산칼슘, 탄산나트륨, 탄산철 또는 이들의 혼합물인 탄산염을 포함하는 탄산염을 포함한 슬러지를 제공한다.According to another embodiment of the present invention, there is provided a sludge sludge produced as a by-product in a calcination process for producing calcium oxide (CaO), a sludge sludge produced as a by-product in a process for annealing a steel sheet, , The sludge comprising a carbonate comprising a carbonate, such as calcium carbonate, sodium carbonate, iron carbonate or a mixture thereof.
상기 탄산염은 상기 탄산염은 상기 슬러지에 포함된 양이온과 이산화탄소의 반응으로 생성된 것으로, 상기 탄산염은 슬러지의 표면에 형성되어 추후 슬러지로부터 중금속이 용출되는 문제점을 방지할 수 있는 효과가 있다.The carbonate is formed by a reaction between carbon dioxide and cations contained in the sludge, and the carbonate is formed on the surface of the sludge, thereby preventing the problem that heavy metal is eluted from the sludge in the future.
이하, 구체적인 실시예를 통해 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 예시에 불과하며, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described more specifically by way of specific examples. The following examples are provided to aid understanding of the present invention, and the scope of the present invention is not limited thereto.
실시예Example 1 One
탑 형태의 반응기 내부에 메쉬 형태의 단을 위치시키고, 상기 단의 상부에 석회소성 슬러지 1kg을 공급하여 반응기의 내부에 석회소성 슬러지를 위치시켰다. 상기 반응기의 하부에 이산화탄소를 공급하여 상기 슬러지와 이산화탄소의 탄산화 반응이 일어나도록 했다. 탄산화된 슬러지를 건조한 후 XRD(X-ray Diffraction)로 성분을 분석하고, 그 결과를 도 1에 나타냈다. A mesh-shaped end was placed inside the reactor of the tower type, and 1 kg of calcined sludge was fed to the upper part of the reactor to place the calcined sludge inside the reactor. Carbon dioxide was supplied to the lower part of the reactor to cause carbonation reaction between the sludge and carbon dioxide. The carbonated sludge was dried and analyzed by X-ray diffraction (XRD), and the results are shown in FIG.
도 1에 따르면, 상기 슬러지 내에 포함된 칼슘 이온이 대부분 탄산칼슘으로 전환됐다는 것을 확인했다.1, it was confirmed that most of the calcium ions contained in the sludge were converted to calcium carbonate.
실시예Example 2 2
한편, 소둔산세 슬러지 1kg을 물에 공급하고 교반시켰다. 이후 고상의 침전물과 상등액으로 분리시키고, 상기 상등액만을 회수했다. 상기 상등액에 이산화탄소를 공급하여 탄산화 반응이 일어나도록 했다. 탄산화된 상등액으로부터 형성된 고상의 침전물을 회수한 후 XRD(X-ray Diffraction)로 성분을 분석하고, 그 결과를 도 2에 나타냈다.On the other hand, 1 kg of the sludge pickling sludge was supplied to water and stirred. Thereafter, the mixture was separated into a solid precipitate and a supernatant, and only the supernatant was recovered. Carbon dioxide was supplied to the supernatant to cause a carbonation reaction. The solid precipitate formed from the carbonated supernatant was collected and analyzed by X-ray diffraction (XRD), and the results are shown in Fig.
도 2에 따르면, 소둔산세 슬러지로부터 상등액에 용출된 칼슘 및 나트륨 이온이 탄산칼슘 및 탄산나트륨으로 전환됐다는 것을 확인했다.According to Fig. 2, it was confirmed that the calcium and sodium ions eluted in the supernatant liquid from the annealing pickled sludge were converted into calcium carbonate and sodium carbonate.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, It will be obvious to those of ordinary skill in the art.
Claims (10)
A method for producing carbonate using sludge, comprising the step of supplying a carbon dioxide-containing gas to a sludge pickling sludge generated as a by-product in a step of annealing a steel sheet to produce a carbonate containing calcium carbonate, sodium carbonate and iron carbonate.
The method of claim 1, further comprising supplying sodium hydroxide to the sludge.
The method of claim 1, wherein the carbon dioxide-containing gas is at least one selected from the group consisting of pure carbon dioxide, a FINEX off gas, a FINEX tail gas, a blast furnace gas (BFG) A method for producing carbonates using sludge, the method comprising at least one of a power plant flue gas, a gas power plant flue gas, an incinerator flue gas, a glass fired flue gas, a thermal facility flue gas, a petrochemical process flue gas, a petrochemical process process gas, a post combustion flue gas and a gasifier flue gas .
상기 상등액에 이산화탄소 함유 가스를 공급하여 탄산칼슘, 탄산나트륨 및 탄산철을 포함하는 탄산염을 생성하는 단계를 포함하는, 슬러지를 이용한 탄산염 제조방법.
A step of annealing pickling sludge generated as a by-product in the step of annealing the steel sheet to water, stirring the same, separating the precipitate and the supernatant; And
And supplying a carbon dioxide-containing gas to the supernatant to produce a carbonate including calcium carbonate, sodium carbonate, and ferric carbonate.
6. The method of claim 5, further comprising supplying sodium hydroxide to the supernatant.
6. The method of claim 5, wherein the carbon dioxide-containing gas is at least one selected from the group consisting of pure carbon dioxide, FINEX off gas, FINTail gas (FTG), blast furnace gas (BFG) A method for producing carbonates using sludge, the method comprising at least one of a power plant flue gas, a gas plant flue gas, an incinerator flue gas, a glass fired flue gas, a thermal facility flue gas, a petrochemical process flue gas, a petrochemical process gas, .
상기 슬러지는 탄산칼슘, 탄산나트륨 및 탄산철을 포함하는 탄산염을 포함하는, 탄산염을 포함한 슬러지.
In annealing pickling sludge generated as a by-product in the step of annealing a steel sheet,
Wherein the sludge comprises a carbonate comprising calcium carbonate, sodium carbonate and iron carbonate.
The sludge according to claim 8, wherein the carbonate is produced by the reaction of carbon dioxide with cations contained in the sludge.
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