KR102118040B1 - 폐수로부터 황산암모늄의 회수 방법 - Google Patents

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정득규
김윤하
박재신
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이재인
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Abstract

본원은 폐수로부터 황산암모늄의 회수 방법으로서, 탄소수 1 내지 5의 알코올을 포함하는 용매, 또는 케톤류, 에스테르류, 및 에테르류에서 선택되는 하나 이상의 유기 용매와 탄소수 1 내지 5의 알코올을 포함하는 혼합 용매를 이용하여 높은 수득률로 폐수로부터 황산암모늄을 회수하는 방법에 관한 것이다.

Description

폐수로부터 황산암모늄의 회수 방법{METHOD OF RECOVERING AMMONIUM SULFATE FROM WASTEWATER}
본원은 폐수로부터 황산암모늄의 회수 방법으로서, 탄소수 1 내지 5의 알코올을 포함하는 용매, 또는 케톤류, 에스테르류, 및 에테르류에서 선택되는 하나 이상의 유기 용매와 탄소수 1 내지 5의 알코올을 포함하는 혼합 용매를 이용하여 높은 수득률로 폐수로부터 황산암모늄을 회수하는 방법에 관한 것이다.
산업 발달로 인하여 다양한 제품의 개발 생산에 따라 각종 오염 물질이 산업폐수로서 배출되고 있다. 생산 활동에 사용되고 있는 물질은 세계적으로 약 10만여 종, 국내에서는 39,000여 종을 사용하고 있으며, 매년 400여 종의 새로운 물질이 수입 또는 제조되어 있다. 이러한 물질의 사용으로 인해 배출되는 주요 수질 유해 물질만도 수백여 종에 이르는 것으로 추산되고 있어 산업계 폐수 처리 문제가 심각한 환경 문제로서 대두되고 있다.
특히, 현재 발전을 거듭하고 있는 반도체 및 통신 기술 산업, 광범위한 기초 산업 재료인 제철 산업 및 철 가공 산업, 농산물 생산에 적극적으로 관여하는 비료 산업 및 농약 제조 산업 등의 많은 공업 분야에서 공정의 특성으로 인하여 질소 성분이 고농도로 함유된 산업 폐수가 대량으로 발생하고 있다. 질소는 인체 및 다른 생명체에 유독한 영향을 미칠 뿐만 아니라 수질을 악화시키는 부영양화를 일으키는 심각한 오염원 중의 하나로서 환경 규제가 점점 엄격해지고 있다. 이에, 대표적인 질소 성분인 암모니아를 제거하기 위해 황산 등을 이용하여 암모니아를 황산암모늄[(NH4)2SO4]으로 전환하여 회수하는 공정은 이미 많은 분야에서 사용되고 있다.
그러나, 황산암모늄 또한 토양을 산성화시키는 등의 문제로 인하여 환경적 처리의 중요성이 대두된 물질이다. 이에, 최근에는 합성된 황산암모늄이 아닌 폐수나 폐가스로부터 얻어진 회수 황산암모늄을 재활용하여 환경 문제를 해결하는 방법도 제기되고 있다.
대한민국 등록특허 제10-1974197호의 황산암모늄 폐액의 재활용 방법에서는, 리튬 이차전지 생산공정에서 발생되는 황산암모늄 폐액으로부터 고순도의 황산암모늄을 수득하고 균일한 입도 및 형상으로 결정화하는 황산암모늄 폐액의 재활용 방법을 개시하고 있다.
본원은 폐수로부터 황산암모늄의 회수 방법으로서, 탄소수 1 내지 5의 알코올을 포함하는 용매, 또는 케톤류, 에스테르류, 및 에테르류에서 선택되는 하나 이상의 유기 용매와 탄소수 1 내지 5의 알코올을 포함하는 혼합 용매를 이용하여 높은 수득률로 폐수로부터 황산암모늄을 회수하는 방법에 관한 것이다.
그러나, 본원이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본원의 일 측면은, (a) 황산암모늄을 포함하는 폐수로부터 수득되는 잔류물(residue)의 포화 수용액을 형성하는 단계; (b) 탄소수 1 내지 5의 알코올을 포함하는 용매를 상기 수용액과 혼합하여 혼합 용액을 제조하는 단계; 및 (c) 상기 혼합 용액으로부터 재결정에 의해 황산암모늄을 수득하는 단계를 포함하는, 폐수로부터 황산암모늄의 회수 방법을 제공한다.
본원의 구현예들에 따르면, 저렴하고 적은 양의 알코올 및/또는 유기 용매를 이용하여 폐수에 포함된 황산암모늄을 용이하게 분리해 낼 수 있고, 가열 또는 냉각의 온도 조절이 없이 높은 수득률로서 황산암모늄을 수득할 수 있어 효율적이고 경제적이다.
본원의 구현예들에 따르면, 황산암모늄에 대한 용해도가 높은 용매인 물과, 황산암모늄에 대한 용해도가 낮은 케톤류, 에스테르류, 또는 에테르류 등의 유기 용매를 혼합함으로써, 황산암모늄에 대한 전체 혼합 용매의 용해도를 낮추어서 석출되는 황산암모늄을 수득할 수 있다. 이때, 탄소수 1 내지 5의 알코올은 물과 상기 유기 용매의 상용성을 증가시켜 용해되어 있는 황산암모늄의 석출 효율을 증가시킬 수 있다.
본원의 구현예들에 따르면, 상기 탄소수 1 내지 5의 알코올을 포함하는 용매, 또는 상기 케톤류, 에스테르류, 및 에테르류에서 선택되는 하나 이상의 유기 용매와 탄소수 1 내지 5의 알코올을 포함하는 혼합 용매는 비교적 적은 양이 사용되어 경제적이고 회수되기 쉽다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본원의 구현예 및 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본원은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 구현예 및 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 명세서에서 사용되는 정도의 용어 "약", "실질적으로" 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본원의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다.
본원 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 “~ 하는 단계” 또는 “~의 단계”는 “~를 위한 단계”를 의미하지 않는다.
본원 명세서 전체에서, 마쿠시 형식의 표현에 포함된 "이들의 조합(들)"의 용어는 마쿠시 형식의 표현에 기재된 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 혼합 또는 조합을 의미하는 것으로서, 상기 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것을 의미한다.
본원 명세서 전체에서, "A 및/또는 B"의 기재는, "A 또는 B, 또는 A 및 B"를 의미한다.
본원 명세서 전체에서, 용어 "알킬" 또는 "알킬기"는, 1 내지 12 개의 탄소 원자, 1 내지 10 개의 탄소 원자, 1 내지 8 개의 탄소 원자, 또는 1 내지 5 개의 탄소 원자를 갖는 선형 또는 분지형 알킬기 및 이들의 모든 가능한 이성질체를 포함한다. 예를 들어, 상기 알킬 또는 알킬기는 메틸기(Me), 에틸기(Et), n-프로필기(nPr), iso-프로필기(iPr), n-부틸기(nBu), tert-부틸기(tBu), iso-부틸기(iBu), sec-부틸기(sBu), n-펜틸기, iso-펜틸기, neo-펜틸기, sec-펜틸기, tert-펜틸기, 헥실기, iso-헥실기, 헵틸기, 4,4-디메틸펜틸기, 옥틸기, 2,2,4-트리메틸펜틸기, 노닐기, 데실기, 운데실기, 도데실기, 및 이들의 이성질체 등을 들 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.
본원 명세서 전체에서, 용어 "잔류물"은, 폐수를 증발 농축하여 건조시켜 수득되는 것을 의미할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
이하, 본원의 구현예를 상세히 설명하였으나, 본원이 이에 제한되지 않을 수 있다.
본원의 제 1 측면은, (a) 황산암모늄을 포함하는 폐수로부터 수득되는 잔류물(residue)의 수용액을 형성하는 단계; (b) 탄소수 1 내지 5의 알코올을 포함하는 용매를 상기 수용액과 혼합하여 혼합 용액을 제조하는 단계; 및 (c) 상기 혼합 용액으로부터 재결정에 의해 황산암모늄을 수득하는 단계를 포함하는, 폐수로부터 황산암모늄의 회수 방법을 제공 한다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 알코올은 탄소수 1 내지 5, 또는 탄소수 1 내지 3의 알코올을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 알코올은 메탄올, 에탄올, n-프로판올, iso-프로판올, n-부탄올, iso-부탄올, tert-부탄올, n-펜탄올, iso-펜탄올, neo-펜탄올, sec-펜탄올, 및 tert-펜탄올에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 상기 알코올은 메탄올, 에탄올, n-프로판올, 및 iso-프로판올에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 상기 알코올은 메탄올 또는 에탄올일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 상기 알코올은 메탄올일 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 수용액에 포함되는 물과 상기 용매에 포함되는 알코올의 부피비는 약 1 : 1 내지 3일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 상기 수용액에 포함되는 물과 상기 용매에 포함되는 알코올의 부피비는 약 1 : 1 내지 3, 약 1 : 1 내지 2.5, 약 1 : 1 내지 2, 또는 약 1 : 1 내지 약 1 : 1.5일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 상기 수용액에 포함되는 물과 상기 용매에 포함되는 알코올의 부피비는 약 1 : 1 내지 2일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 상기 수용액에 포함되는 물과 상기 용매에 포함되는 알코올의 부피비가 약 1 :1 미만인 경우, 물에 대한 황산암모늄의 높은 용해도로 인하여 황산암모늄의 수득률이 저하될 수 있고, 약 1 : 3 초과인 경우, 다량의 메탄올로 인하여 상기 혼합 용액에 황산암모늄이 충분히 용해되지 않을 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 황산암모늄을 포함하는 폐수로부터 수득되는 잔류물의 수용액의 농도는 특별히 제한되지 않을 수 있다. 상기 잔류물의 수용액의 농도는 비교적 고농도 또는 포화 상태일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 상기 폐수로부터 황산암모늄의 회수 방법은 비교적 저농도의 상기 잔류물의 수용액에도 적용할 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 단계 (b)에서, 상기 용매는 상기 탄소수 1 내지 5의 알코올, 및 케톤류, 에스테르류, 및 에테르류에서 선택되는 하나 이상의 유기 용매를 포함하는 혼합 용매일 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 케톤류는 아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸프로필케톤, 메틸부틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 디에틸케톤, 에틸프로필케톤, 에틸부틸케톤, 디프로필케톤, 부틸프로필케톤, 및 시클로헥사논에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것 일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 본원의 일 구현예에 있어서, 상기 케톤류는 아세톤, 메틸부틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 및 시클로헥사논에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 본원의 일 구현예에 있어서, 상기 케톤류는 아세톤일 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 에스테르류는 메틸 아세테이트, 에틸 아세테이트, 프로필 아세테이트, 부틸 아세테이트, 이소부틸 아세테이트, 아밀 아세테이트, 및 3-메톡시부틸 아세테이트에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 본원의 일 구현예에 있어서, 상기 에스테르류는 메틸 아세테이트, 에틸 아세테이트, 아밀 아세테이트, 및 3-메톡시부틸 아세테이트에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 본원의 일 구현예에 있어서, 상기 에스테르류는 에틸 아세테이트일 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 에테르류는 디메틸에테르, 에틸메틸에테르, 디에틸에테르, 글라임, 테트라하이드로퓨란, 및 테트라하이드로피란에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 본원의 일 구현예에 있어서, 상기 에테르류는 디메틸에테르, 테트라하이드로퓨란, 및 테트라하이드로피란에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 본원의 일 구현예에 있어서, 상기 에테르류는 테트라하이드로퓨란일 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 유기 용매와 상기 알코올의 혼합 부피비는 약 1 : 0.5 내지 3일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 본원의 일 구현예에 있어서, 상기 유기 용매와 상기 알코올의 혼합 부피비는 약 1 : 0.5 내지 3, 약 1 : 0.5 내지 2.5, 약 1 : 0.5 내지 2, 약 1 : 0.5 내지 1.5, 약 1 : 0.5 내지 1, 약 1 : 1 내지 3, 약 1 : 1 내지 2.5, 약 1 : 1 내지 2, 약 1 : 1 내지 1.5, 약 1 : 1.5 내지 3, 약 1 : 1.5 내지 2.5, 또는 약 1 : 1.5 내지 2일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 본원의 일 구현예에 있어서, 상기 유기 용매와 상기 알코올의 혼합 부피비는 약 1 : 1 내지 2일 수 있다. 상기 유기 용매와 상기 알코올이 약 1 : 0.5 미만으로서 혼합되는 경우, 상기 잔류물의 수용액과 상기 유기 용매가 원활하게 혼합되지 않아 층의 분리가 나타날 수 있고, 상기 유기 용매와 상기 알코올이 약 1 : 3 초과로서 혼합되는 경우, 폐수에 포함되는 황산암모늄이 충분히 석출되지 않을 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 수용액에 포함되는 물과 상기 혼합 용매의 부피비는 약 1 : 1 내지 4일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 본원의 일 구현예에 있어서, 상기 수용액에 포함되는 물과 상기 혼합 용매의 부피비는 약 1 : 1 내지 4, 약 1 : 1 내지 3, 약 1 : 1 내지 2, 약 1 : 2 내지 4, 약 1 : 2 내지 3, 약 2 : 3 내지 약 1 : 4, 약 2: 3 내지 약 3 : 4, 또는 약 3 : 4 내지 약 1 : 4일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 본원의 일 구현예에 있어서, 상기 수용액에 포함되는 물과 상기 혼합 용매의 부피비는 약 1 : 1 내지 2일 수 있다. 상기 수용액에 포함되는 물과 상기 혼합 용매가 약 1 : 1 미만의 부피비를 갖는 경우, 물과 혼합 용매 사이에 층 분리가 나타날 수 있고, 상기 포화 수용액에 용매로서 포함되는 물과 상기 혼합 용매가 약 1 : 4 초과의 부피비를 갖는 경우, 폐수에 포함되는 황산암모늄이 충분히 석출되지 않을 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 황산암모늄에 대한 용해도가 높은 용매인 물과, 황산암모늄에 대한 용해도가 낮은 케톤류, 에스테르류, 또는 에테르류 등의 유기 용매를 혼합함으로써, 황산암모늄에 대한 전체 혼합 용매의 용해도를 낮추어서 석출되는 황산암모늄을 수득할 수 있다. 이때, 탄소수 1 내지 5의 알코올은 물과 유기 용매의 상용성을 증가시켜 용해되어 있는 황산암모늄의 석출 효율을 증가시킬 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 케톤류, 에스테르류, 및 에테르류에서 선택되는 하나 이상의 유기 용매와 탄소수 1 내지 5의 알코올을 포함하는 혼합 용매는 비교적 적은 양이 사용되어 경제적이고 회수되기 쉽다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 잔류물은 상기 폐수를 증발 농축하여 건조시켜 수득되는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 본원의 일 구현예에 있어서, 상기 잔류물은 상기 폐수를 증발 농축하여 건조시켜 수득되는 정제되지 않은 것(crude)일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 폐수로부터 회수되는 황산암모늄의 수득률이 약 75% 이상일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 본원의 일 구현예에 있어서, 상기 폐수로부터 회수되는 황산암모늄의 수득률이 약 85% 이상, 약 86% 이상, 약 87% 이상, 약 88% 이상, 약 89% 이상, 약 90% 이상, 약 91% 이상, 약 92% 이상, 약 93% 이상, 약 94% 이상, 약 95% 이상, 약 96% 이상, 약 97% 이상, 약 98% 이상, 또는 약 99% 이상일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 본원의 일 구현예에 있어서, 상기 폐수로부터 회수되는 상기 황산암모늄의 수득률이 약 85% 이상일 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 폐수로부터 황산암모늄의 회수 방법의 상기 단계 (b) 및 (c)는 상온에서 수행되는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 저렴하고 적은 양의 유기 용매를 이용하여 폐수에 포함된 황산암모늄을 용이하게 분리해 낼 수 있고, 가열 또는 냉각의 온도 조절이 없이 높은 수득률로서 황산암모늄을 수득할 수 있어 효율적이고 경제적이다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 황산암모늄을 포함하는 폐수는 반도체 폐수를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 특히, 반도체의 제조 과정 중 에칭 과정 등에서 발생되는 질소 성분 폐액으로부터 생성되는 황산암모늄이 포함된 폐수에 본원의 황산암모늄 회수 방법이 적용될 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 본원의 황산암모늄 회수 방법은 반도체 제조 장치에 접목되어 사용될 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.
이하, 본원에 대하여 실시예를 이용하여 좀더 구체적으로 설명하지만, 하기 실시예는 본원의 이해를 돕기 위하여 예시하는 것일 뿐, 본원의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
[ 실시예 ]
< 비교예 1> 온도차를 이용한 황산암모늄 수용액의 재결정 실험
황산암모늄 폐수를 증발농축 및 건조하여 잔류물을 제조한 후, 100 mL의 물에 각 조건의 온도를 30 분 동안 유지하였다. 이에, 과량의 잔류물을 투입한 후, 물을 1 mL씩 주입하여 황산암모늄 포화 용액을 제조하였다. 이와 같이 제조된 황산암모늄 포화 용액을 상온으로 냉각시켜 황산암모늄을 재결정한 후, 여과시켰다. 수득된 황산암모늄을 105℃ 오븐에서 3 시간 동안 건조한 후, 수득량 및 수득률을 하기 [표 1]과 같이 측정하였다.
온도차를 이용한 황산암모늄 수용액의 재결정 실험
조건 용매 (물) 잔류물 투입량(g) 재결정 수득량(g) 수득률(%)
비교예 1-1 40℃ 112.45 104.04 6.1382 5.9%
비교예 1-2 70℃ 118.01 102.8 19.0765 18.6%
비교예 1-3 90℃ 98.05 96.54 18.1361 18.8%
상기 [표 1]에서 나타낸 바와 같이, 용매로서 증류수만을 이용한 경우에는 최대 18.8%의 수득률로서 황산암모늄을 얻을 수 있어, 산업적으로 사용할 수 없는 수준임을 확인할 수 있었다.
< 실시예 1> 메탄올을 이용한 황산암모늄 수용액의 재결정 실험
상기 비교예 1에서 제조된 황산암모늄 폐수의 잔류물 120g에 증류수 200g을 첨가하여 황산암모늄 고농도의 수용액을 제조하여 실험 별로 32g씩 사용하였다. 상기 황산암모늄 고농도 수용액에 하기 [표 2]와 같은 양으로 메탄올을 첨가하여 혼합한 후, 혼합 용액을 여과시켰다. 상기 과정에 따라 수득된 황산암모늄을 105℃ 오븐에서 3 시간 동안 건조한 후, 수득량 및 수득률을 하기 [표 2]과 같이 측정하였다.
(증류수+메탄올) 혼합 용매를 이용한 황산암모늄 수용액의 재결정 실험
용매(종류) 용매 (mL) 첨가된 황산암 모늄 (g) 수득량 (g) 수득률( % )
실시예 1-1 MeOH 20 12 9.3856 78.2%
실시예 1-2 MeOH 40 12 10.177 84.8%
상기 [표 2]에 나타낸 바와 같이, 별도의 유기 용매를 첨가하지 않고 메탄올 및 증류수만을 용매로서 사용한 결과, 각각 78.2% 및 84.8%의 수득률로서 황산암모늄을 수득하였음을 확인할 수 있었다.
< 실시예 2> 혼합 용매를 이용한 황산암모늄 수용액의 재결정 실험
상기 실시예 1에서 제조된 황산암모늄 고농도의 수용액을 이용하여, 상기 황산암모늄 고농도 수용액에 하기 [표 3]와 같은 양으로 메탄올 및 유기 용매들을 각각 첨가하여 혼합한 후, 혼합 용액을 여과시켰다. 상기 과정에 따라 수득된 황산암모늄을 105℃ 오븐에서 3 시간 동안 건조한 후, 수득량 및 수득률을 하기 [표 3]과 같이 측정하였다. 하기 [표 3]에서, EA는 에틸아세테이트(Ethyl acetate)를 의미하며, THF는 테트라하이드로퓨란(Tetrahydrofuran)을 의미한다.
(증류수+메탄올+유기 용매) 혼합 용매를 이용한 황산암모늄 수용액의 재결정 실험
용매(종류) 용매(mL) 첨가된
황산암모늄 (g) 		수득량 (g) 수득률( % )
실시예 2-1 Acetone+ MeOH 20+20 12 10.685 89.0%
실시예 2-2 Acetone+ MeOH 20+40 12 11.7581 98.0%
실시예 2-3 EA + MeOH 20+20 12 10.8508 90.4%
실시예 2-4 EA + MeOH 20+40 12 11.6587 97.2%
실시예 2-5 THF + MeOH 20+20 12 11.5559 96.3%
실시예 2-6 THF + MeOH 20+40 12 11.5952 96.6%
상기 [표 3]에 나타낸 바와 같이, 본원의 혼합 용매를 이용하여 본원의 황산암모늄 회수 방법에 따라 수행한 결과, 실시예 2-1에서 최소 89.0%, 실시예 2-2에서 최대 98.0%의 수득률로서 황산암모늄을 수득하였다.
전술한 본원의 설명은 예시를 위한 것이며, 본원이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본원의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수도 있다.
본원의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위, 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (14)

  1. (a) 황산암모늄을 포함하는 폐수로부터 수득되는 잔류물(residue)의 수용액을 형성하는 단계;
    (b) 탄소수 1 내지 5의 알코올을 포함하는 용매를 상기 수용액과 혼합하여 혼합 용액을 제조하는 단계; 및
    (c) 상기 혼합 용액으로부터 재결정에 의해 황산암모늄을 수득하는 단계를 포함하며,
    상기 단계 (b)에서, 상기 용매는 에스테르류 및 에테르류에서 선택되는 유기 용매, 및 상기 탄소수 1 내지 5의 알코올을 포함하는 혼합 용매인 것인,
    폐수로부터 황산암모늄의 회수 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 알코올은 메탄올, 에탄올, n-프로판올, iso-프로판올, n-부탄올, iso-부탄올, tert-부탄올, n-펜탄올, iso-펜탄올, neo-펜탄올, sec-펜탄올, 및 tert-펜탄올에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것인, 폐수로부터 황산암모늄의 회수 방법.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 에스테르류는 메틸 아세테이트, 에틸 아세테이트, 프로필 아세테이트, 부틸 아세테이트, 이소부틸 아세테이트, 아밀 아세테이트, 및 3-메톡시부틸 아세테이트에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것인, 폐수로부터 황산암모늄의 회수 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 에테르류는 디메틸에테르, 에틸메틸에테르, 디에틸에테르, 글라임, 테트라하이드로퓨란, 및 테트라하이드로피란에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것인, 폐수로부터 황산암모늄의 회수 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 유기 용매와 상기 알코올의 혼합 부피비는 1 : 0.5 내지 3인 것인, 폐수로부터 황산암모늄의 회수 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 수용액에 포함되는 물과 상기 용매에 포함되는 알코올의 부피비는 1 : 1 내지 3인 것인, 폐수로부터 황산암모늄의 회수 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 수용액에 포함되는 물과 상기 혼합 용매의 부피비는 1 : 1 내지 4인 것인, 폐수로부터 황산암모늄의 회수 방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 잔류물은 상기 폐수를 증발 농축하여 건조시켜 수득되는 것인, 폐수로부터 황산암모늄의 회수 방법.
  11. 삭제
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 폐수로부터 회수되는 상기 황산암모늄의 수득률이 85% 이상인, 폐수로부터 황산암모늄의 회수 방법.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 단계 (b) 및 (c)는 상온에서 수행되는 것인, 폐수로부터 황산암모늄의 회수 방법.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 황산암모늄을 포함하는 폐수는 반도체 폐수를 포함하는 것인, 폐수로부터 황산암모늄의 회수 방법.

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