KR102141890B1

KR102141890B1 - 녹조제거 및 환경복원용 과산화수소 복합미네랄제재, 이의 제조방법, 및 이를 활용한 녹조제거방법

Info

Publication number: KR102141890B1
Application number: KR1020180173727A
Authority: KR
Inventors: 이균
Original assignee: 이균
Priority date: 2018-12-31
Filing date: 2018-12-31
Publication date: 2020-09-14
Also published as: KR20200082794A

Abstract

본 발명은 녹조제거 및 환경복원용 과산화수소 복합미네랄제재, 이의 제조방법, 및 이를 활용한 녹조제거방법에 관한 것으로서, 과산화수소 및 다공성 미네랄제재를 기반으로 하여 녹조를 제거하면서, 동시에 죽은 녹조의 폐산물을 자연분해하여 수계생태계를 복원하면서 동시에 녹조의 재발을 방지할 수 있는, 녹조제거 및 환경복원용 과산화수소 복합미네랄제재, 이의 제조방법, 및 이를 활용한 녹조제거방법에 관한 것이다.

Description

녹조제거 및 환경복원용 과산화수소 복합미네랄제재, 이의 제조방법, 및 이를 활용한 녹조제거방법{Hydrogen Peroxide Complex Mineral Agent for Removing Algal Bloom and Restoring Environment, Manufacture Method Thereof, and Algal Bloom Removing Method Using It}

세계적으로 이슈되고 있는 지구환경변화는 지구온난화, 산소저감, 질병의 확산으로 인한 신질병요인 창궐 문제를 야기할 뿐만 아니라, 식생의 원천이 되어주었던 토질과 해수의 성질을 변화시켜 생물 생태계를 변화시키거나 오염시키고 있다.

그 중 가장 부상되고 있는 문제는 녹조(남조류)의 대규모 발생, 갯벌오염, 토양오염, 계절별 환경변화로 인한 식생의 변화, 탄소발생 등이다. 해수, 담수에서 녹조가 피어오르는 이유는, 지구환경이 변화되었고, 변화된 환경에 적합한 생물군이 기존의 생태계를 빼앗아가는 것에 기인한다.

그럼에도 불구하고 국가적으로 탄소발생문제를 저감시키는 완화정책만을 앞세울 뿐, 그러한 환경문제를 실질적으로 복원하는 데에는 많은 어려움을 겪고 있다.

본래 미세조류는 빛과, 인, 질소를 영양원으로 하여 산소를 발생시키는 (미)생물체이다. 지구의 탄생에 가장 큰 역할을 했던 인자가 바로 미세조류이다.

지금 지구의 허파라 볼 수 있는 수목이 파괴되고 지난 산업혁명의 잔재인 탄소발생과 오존층의 파괴, 해양생태오염 때문에, 환경이 훼손되었고, 다시금 풍요로운 환경으로 되돌리고자 하는 자정작용의 일환으로 녹조가 피어올라 과도한 빛, 인, 질소 등의 오염원을 소비하고 산소를 생산하고 있는 중에 오히려 문제가 발생하고 있다. 구체적으로, 현재 생태계의 균형이 이루어지는 경우에는 생태계 속에서 일부 역할을 하여야 할 생태구성원인 남조류가 과도하게 증식되어 다른 생태계의 구성원들에게 해를 끼치고 있다.

한편, 과산화수소를 이용한 녹조 제거제에 대하여 선행특허 1(한국특허등록 10-1699631, 2017.1.24 공고)은 녹조제거제 자체의 화학 물질에 의한 추가 오염문제가 없으면서 높은 확산속도를 가지는 3차원 가지 구조 무기물에　과산화수소수가 포획된 분말상의　녹조　제거제 및 이의 제조방법을 개시하고 있다.

또한, 친환경　녹조　및 적조 제거제 그리고 이를 이용한 오염수역의 수질개선방법에 대하여 선행특허 2(10-1657171, 2016.9.7 공고)는 광물 및 숯과 같은 친환경 재료를 이용하여　녹조　및 적조 제거효과가 우수하면서 환경오염을 유발시키지 않는　녹조　및 적조 제거제와 이를 이용한 오염수역의 수질개선방법을 개시하고 있다.

그러나, 위의 선행특허 1, 2 모두 녹조제거제의 화학성분에 기인한 부작용을 방지할 수 있지만, 수중 생태계의 바닥면으로 가라앉은 녹조의 사체에 대한 추가적인 처리가 별도로 필요하며, 이와 같은 녹조의 사체에 기인한 부수적인 환경 오염 및 녹조의 재발생이 발생할 수 있는 문제점이 있다.

위와 같이 종래의 기술에서는 수중에 과산화수소 혹은 이를 포함하는 다른 물질을 분무하여 녹조를 제거하는 방식으로 연구 및 개발이 이루어졌으나, 이와 같은 방법에서는 죽은 녹조가 부유하지 않고, 호수나 갯벌 저면으로 가라앉고, 이에 기인한 대량의 유기물 찌꺼기에 대한 추가적인 처리가 필요하다.

구체적으로, 도 6의 사진에서와 같이 선행기술 1, 2와 같이 기존의 과산화수소를 이용한 녹조제거방법에 따르면 수저저면에 상당수의 녹조사체 혹은 이에 기인한 유기물 찌꺼기가 가라앉아 있고, 이에 대한 포크레인 등으로 저면의 청소 작업을 수행하여야 한다는 문제점이 있었다.

한편, 선행기술 1, 2에서와 같이 과산화수소를 이용하여 녹조제거를 하고, 포크레인 등으로 유기물 찌꺼기에 대한 청소작업을 하지 않는 경우에는, 시간이 흐른 후에, 다시 녹조가 발생하게 되는 문제점이 발생할 수 있다.

한편, 미네랄이란, 광물(鑛物), 광석(鑛石)을 지칭하며, 무기질(inorganic substance) 혹은 무기염류라고도 불리우고, 인체, 동식물, 수산물의 생장 등에 중요한 역할을 한다.

주지하다시피, 무기염류(혹은 미네랄)는 생물체를 구성하는 원소 중에서 탄소, 수소, 산소 등의 3원소를 제외한 생물체의 무기적 구성요소로서 광물질(鑛物質)이라고도 하며, 단백질, 지방, 탄수화물, 비타민과 함께 5대 영양소의 하나이다.

무기염류는 칼슘(Ca), 망간(Mn), 철(Fe), 동(Cu), 인(P), 아연(Zn), 칼륨((K), 나트륨(Na), 염소(Cl), 마그네슘(Ma), 몰리브덴(Mo) 등 인체에 없어서는 안 되는 것들이며, 이들 무기염료의 섭취가 부족하면 각종 결핍증을 유발한다는 것은 이미 알려져 있다.

대한민국 등록특허 제10-1699631호 대한민국 등록특허 제10-1657171호

본 발명의 목적은 과산화수소 및 다공성 미네랄제재를 기반으로 하여 녹조를 제거하면서, 동시에 죽은 녹조의 폐산물을 자연분해하여 수계생태계를 복원하면서 동시에 녹조의 재발을 방지할 수 있는, 녹조제거 및 환경복원용 과산화수소 복합미네랄제재, 이의 제조방법, 및 이를 활용한 녹조제거방법에 관한 것이다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 실시예는, 녹조제거 및 환경복원용 과산화수소 복합미네랄제재의 제조방법으로서, 염화칼슘, 염화마그네슘, 염화칼륨, 및 나트륨을 포함하는 미네랄복합물질을 준비하는 미네랄복합물질준비단계; 상기 미네랄복합물질에 대하여 가열, 서냉, 및 냉각숙성을 수행하여 다공성미네랄을 제조하는 다공성입자화단계; 상기 다공성미네랄을 분쇄하여 미립자분말을 제조하는 소성분말화단계; 상기 미립자분말, 물, 및 과산화수소를 혼합하여 수용화된 복합미네랄제재를 제조하는 복합미네랄제재제조단계;를 포함하는, 녹조제거 및 환경복원용 과산화수소 복합미네랄제재의 제조방법를 제공한다.

본 발명의 몇 실시예에서는, 상기 다공성입자화단계는, 가열공정, 서냉공정, 및 냉각숙성공정을 포함하는 제1입자화단계; 가열공정, 서냉공정, 및 냉각숙성공정을 포함하는 제2입자화단계; 및 가열공정, 서냉공정, 및 냉각숙성공정을 포함하는 제3입자화단계;를 포함할 수 있다.

본 발명의 몇 실시예에서는, 상기 제1입자화단계는, 상기 미네랄복합물질을 제1 가열온도로 가열하는 가열공정을 수행하고, 상기 가열공정에 의하여 생성된 클링커를 서냉시키는 서냉공정을 수행하고, 상기 서냉공정에 의하여 냉각된 클링커를 냉각장치 내부에서 냉각숙성을 하는 냉각숙성공정을 수행하고, 상기 제2입자화단계는, 상기 클링커를 제2 가열온도로 가열하는 가열공정을 수행하고, 상기 클링커를 서냉시키는 서냉공정을 수행하고, 상기 클링커를 냉각장치 내부에서 냉각숙성을 하는 냉각숙성공정을 수행하고, 상기 제3입자화단계는, 상기 클링커를 제3 가열온도로 가열하는 가열공정을 수행하고, 상기 클링커를 서냉시키는 서냉공정을 수행하고, 상기 클링커를 냉각장치 내부에서 냉각숙성을 하는 냉각숙성공정을 수행할 수 있다.

본 발명의 몇 실시예에서는, 상기 제1 가열온도는 900도 이상이고, 상기 제2 가열온도는 상기 제1 가열온도보다 낮고, 상기 제3 가열온도는 상기 제2 가열온도보다 낮을 수 있다.

본 발명의 몇 실시예에서는, 상기 제1입자화단계, 상기 제2입자화단계, 및 상기 제3입자화단계에서의 냉각숙성공정은 내부 온도가 0도 내지 -10도인 냉각장치 내부에서 수행될 수 있다.

본 발명의 몇 실시예에서는, 상기 복합미네랄제재 총 중량에 대하여 상기 과산화수소의 함량은 5 내지 8 중량%일 수 있다.

본 발명의 몇 실시예에서는, 상기 복합미네랄제재 1 리터당, 칼슘은 4 ~ 6mg, 칼륨은 2 ~ 4mg, 마그네슘은 3 ~ 5mg, 나트륨은 5 ~ 7mg, 규소는 0.01~0.5mg, 이산화규소는 0.01~0.5mg, 철은 0.01~0.5mg, 인은 0.01~0.5mg 함유할 수 있다.

본 발명의 몇 실시예에서는, 상기 복합미네랄제재제조단계는, 상기 미립자분말을 물이 들어있는 용기에 넣고 포화증기를 공급하면서 교반하는 이온화공정; 및 상기 미립자분말의 수용액에 과산화수소를 혼합하여 복합미네랄제재를 제조하는 혼합공정을 포함하고, 상기 이온화공정은 상기 용기의 압력을 기설정된 범위 내로 일정하게 유지하면서 포화증기를 공급하면서 교반을 수행하여 물과 상기 미립자분말 사이에서 이온반응을 유도할 수 있다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에서는, 녹조제거 및 환경복원용 과산화수소 복합미네랄제재로서, 염화칼슘, 염화마그네슘, 염화칼륨, 및 나트륨을 포함하는 미네랄복합물질을 준비하는 미네랄복합물질준비단계; 상기 미네랄복합물질에 대하여 가열, 서냉, 및 냉각숙성을 수행하여 다공성미네랄을 제조하는 다공성입자화단계; 및 상기 다공성미네랄을 분쇄하여 미립자분말을 제조하는 소성분말화단계;를 통하여 제조된 미립자분말; 물; 및 과산화수소;를 포함하는, 녹조제거 및 환경복원용 과산화수소 복합미네랄제재를 제공한다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에서는, 녹조제거 방법으로서, 전술한 제조방법에 따라 제조된 녹조제거 및 환경복원용 과산화수소 복합미네랄제재를 해당 담수역 혹은 해수역에 2ppm 이하의 농도로 주입하는, 녹조제거 방법을 제공한다.

본 발명의 몇 실시예에 따르면, 환경오염에 심각한 영향을 끼치는 녹조를 제거함과 동시에, 수계 플랑크톤 생태계를 복원할 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.

본 발명의 몇 실시예에 따르면, 죽은 녹조에 대한 별도의 제거작업 없이 해당 해수역 혹은 담수역에 대한 청정을 유지할 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.

본 발명의 몇 실시예에 따르면, 녹조 제거와 함께 지속적인 녹조의 발생을 방지할 수 있도록 미생물군의 배양을 촉진하는 효과를 발휘할 수 있다.

본 발명의 몇 실시예에 따르면, 과산화수소는 수상에서 부유한 녹조를 사멸시키고, 산소와 물로 분해되어 완전히 제거될 수 있고, 동시에 비중이 높은 이온성 다공성미네랄 성분이 호수나 갯벌 저면으로 가라앉아, 동물성 플랑크톤을 대량 배양되게 함으로써, 죽은 녹조의 폐산물을 자연 분해하는 공정을 유도할 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.

본 발명의 몇 실시예에 따르면, 생태계의 기초 먹이생물의 환경에 영향을 주지 않으면서 녹조 제거를 수행할 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 호수 혹은 갯벌 저면의 플랑크톤에 대한 무기질 영양분의 이온화 특성 및 침투이행 특성이 현저하게 개선되어 녹조의 사체를 보다 효과적으로 제거할 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 수용성화 하고자 하는 미네랄을 높은 비율로 이온화 및 용해를 시켜 더욱 많은 함량을 수용성화할 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다공성 미네랄 제조방법의 단계를 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 다공성입자화단계의 단계를 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 3은 종래의 미네랄의 현미경 사진 및 본 발명의 일 실시예에 따른 다공성 미네랄의 현미경 사진을 도시하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 녹조제거 및 환경복원용 과산화수소 복합 미네랄제재의 제조방법의 단계를 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 복합미네랄제재제조단계의 단계를 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 6은 종래의 과산화수소를 이용한 녹조제거 후 수서저면의 상태의 일 예에 대한 사진들을 도시한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 녹조제거 및 환경복원용 과산화수소 복합 미네랄제재의 투입 후 녹조의 상태를 개략적으로 도시한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 녹조제거 및 환경복원용 과산화수소 복합 미네랄제재의 수용용기 및 수상방류작업의 사진을 도시한다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 녹조제거 및 환경복원용 과산화수소 복합 미네랄제재를 투입 후의 호수의 변화모습에 대한 사진을 도시한다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 녹조제거 및 환경복원용 과산화수소 복합 미네랄제재의 투입 후 채취한 호수 저면의 토양의 사진을 도시한다.

다양한 실시예들 및/또는 양상들이 이제 도면들을 참조하여 개시된다. 하기 설명에서는 설명을 목적으로, 하나이상의 양상들의 전반적 이해를 돕기 위해 다수의 구체적인 세부사항들이 개시된다. 그러나, 이러한 양상(들)은 이러한 구체적인 세부사항들 없이도 실행될 수 있다는 점 또한 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 인식될 수 있을 것이다. 이후의 기재 및 첨부된 도면들은 하나 이상의 양상들의 특정한 예시적인 양상들을 상세하게 기술한다. 하지만, 이러한 양상들은 예시적인 것이고 다양한 양상들의 원리들에서의 다양한 방법들 중 일부가 이용될 수 있으며, 기술되는 설명들은 그러한 양상들 및 그들의 균등물들을 모두 포함하고자 하는 의도이다.

본 명세서에서 사용되는 "실시예", "예", "양상", "예시" 등은 기술되는 임의의 양상 또는 설계가 다른 양상 또는 설계들보다 양호하다거나, 이점이 있는 것으로 해석되지 않을 수도 있다.

더불어, 용어 "또는"은 배타적 "또는"이 아니라 내포적 "또는"을 의미하는 것으로 의도된다. 즉, 달리 특정되지 않거나 문맥상 명확하지 않은 경우에, "X는 A 또는 B를 이용한다"는 자연적인 내포적 치환 중 하나를 의미하는 것으로 의도된다. 즉, X가 A를 이용하거나; X가 B를 이용하거나; 또는 X가 A 및 B 모두를 이용하는 경우, "X는A 또는 B를 이용한다"가 이들 경우들 어느 것으로도 적용될 수 있다. 또한, 본 명세서에 사용된 "및/또는"이라는 용어는 열거된 관련 아이템들 중 하나 이상의 아이템의 가능한 모든 조합을 지칭하고 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

또한, "포함한다" 및/또는 "포함하는"이라는 용어는, 해당 특징 및/또는 구성요소가 존재함을 의미하지만, 하나이상의 다른 특징, 구성요소 및/또는 이들의 그룹의 존재 또는 추가를 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

또한, 본 명세서에서 명백하게 다른 내용을 지시하지 않는 “한”과, “상기”와 같은 단수 표현들은 복수 표현들을 포함한다는 것이 이해될 수 있을 것이다. 따라서, 일 예로, “컴포넌트 표면(component surface)”은 하나 혹은 그 이상의 컴포넌트 표면들을 포함한다.

또한, 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

또한, 본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

또한, 본 발명의 실시예들에서, 별도로 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명의 실시예에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

본 명세서에서, “미네랄”은 무기물을 주성분으로 무기염류를 지칭하고, Ca, Mn, Fe, Cu, P, Zn, K, Na, Cl, Ma, Mo 등 및 이들을 주 원소로 하여 다른 원소와 반응한 화합물을 지칭하는 물질로서, 인체, 동식물, 수산물, 해조류의 생장 , 환경, 식품 등에 있어서 이로운 기능을 하는 무기물질 전체를 포함하는 최광의로 해석되어야 할 것이다.

본 명세서에서 “이온화 미네랄”은 물리적 과정을 통해 원자나 분자에 전자나 다른 이온 입자를 제거 혹은 추가하여 이온화가 된 미네랄 혹은 광물질을 지칭하는 최광의로 해석되어야 할 것이다.

본 명세서에서, 다공성 미네랄은 미네랄 입자의 반복적인 수축/팽창 등에 의하여 입자들 사이에 다공성 구조가 형성된 미네랄을 포함한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다공성 미네랄 제조방법의 단계를 개략적으로 도시하는 도면이다.

도 1에 도시된 녹조제거 및 환경복원용 과산화수소 복합 미네랄제재의 제조방법에서 이용되는 다공성 미네랄은 1 이상의 미네랄을 혼합하여 미네랄복합물질을 준비하는 미네랄복합물질준비단계(S100); 및 상기 미네랄복합물질에 대하여 가열, 서냉, 및 냉각숙성을 수행하는 다공성입자화단계(S200);에 의하여 제조될 수 있다.

바람직하게는, 상기 미네랄복합물질은 염화칼슘, 염화마그네슘, 염화칼륨, 및 나트륨을 포함한다.

이와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 다공성 미네랄의 제조방법은 미네랄 수득물이 다공성을 가지게 할 수 있고, 다공성 구조에 의하여 보다 높은 용해도 및 이온화 특성을 가질 수 있다.

특히, 후술하는 바와 같이 상기 다공성 미네랄에 다른 성분, 예를 들어 과산화수소를 포함시키는 경우에도 포함된 영양성분과 함께 높은 용해도를 가질 수 있다.

또한, 다공성 구조를 가짐으로써 보다 이온화 반응 표면적을 넓힐 수 있고 따라서 이온화도 혹은 용해도를 종래의 미네랄보다 개선할 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.

반면, 본 발명에 따른 다공성 미네랄의 경우에는 다공성 구조에 의하여 다른 성분이 보다 높은 함량으로 미네랄에 결합할 수 있게 되는 효과를 발휘할 수 있고, 또한 다른 성분이 결합된 상태에서의 이온화도 혹은 용해도가 향상됨에 따라 다른 성분도 미네랄과 함께 이온화된 상태 혹은 용해된 상태에서 동식물에 흡수될 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.

상기 미네랄복합물질준비단계(S100)에서는 1 이상의 미네랄을 혼합하여 미네랄복합물질을 준비한다. 구체적으로 다른 종류의 미네랄을 혼합하여 미네랄복합물질이 준비될 수 있고, 미네랄의 종류 및 상대적 함량은 해당 미네랄 조성물의 목적에 따라서 달라질 수 있다. 예를 들어, 칼슘, 마그네슘, 규소 등이 기설정된 함량 분율로 혼합되어 미네랄 복합물질을 구성할 수 있다.

바람직하게는, 상기 염화칼슘 4 중량부에 대하여, 상기 염화마그네슘은 3 내지 5 중량부, 상기 염화칼륨은 3 ~ 5 중량부, 상기 나트륨은 3 내지 8 중량부를 혼합하여 미네랄복합물질을 준비한다.

이 경우 후술하는 바와 같이 호수 등의 저면에서의 동물성 플랑크톤의 생장을 촉진시켜 과산화수소에 의하여 세포벽이 파괴된 녹조의 분해를 촉진할 수 있다.

본 명세서에서, “중량부”는 각 성분의 질량함량의 비로 이해될 수도 있다. 즉, 상기와 같은 미네랄복합물질의 중량부 기재는 염화칼슘:염화마그네슘:염화칼륨:나트륨의 질량비가 4: 3 ~ 5: 3 ~ 5: 3 ~ 8임을 의미한다.

상기 다공성입자화단계(S200)는, 상기 미네랄복합물질에 대한 2 이상의 가열공정, 2 이상의 서냉공정, 및 2 이상의 냉각숙성공정을 포함한다.

본 발명에서는, 미네랄복합물질에 대하여 가열공정->서냉공정->냉각숙성공정의 순서로 1 이상의 싸이클의 공정을 수행한다. 미네랄복합물질은 상기 가열공정->서냉공정->냉각숙성공정에 따라 팽창 및 수축을 하게 되고, 이와 같은 팽창 및 수축에 의하여 각각의 미네랄 결정 사이의 틈이 더욱 벌어지게 되고, 이와 같은 틈에 의하여 미네랄은 다공성 구조를 가지게 된다.

더욱 바람직하게는, 상기 가열공정->서냉공정->냉각숙성공정을 2 싸이클 이상 수행한다. 이 경우, 팽창 및 수축이 진행된 미네랄에 대해 다시 팽창 및 수축이 진행됨으로써, 보나 균질하고 높은 밀도의 다공을 미네랄의 조직에 형성할 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 다공성입자화단계(S200)의 단계를 개략적으로 도시하는 도면이다.

도 2에 도시된 상기 다공성입자화단계(S200)는, 가열공정, 서냉공정, 및 냉각숙성공정을 포함하는 제1입자화단계(S210); 가열공정, 서냉공정, 및 냉각숙성공정을 포함하는 제2입자화단계(S220); 및 가열공정, 서냉공정, 및 냉각숙성공정을 포함하는 제3입자화단계(S230);를 포함한다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에서는 3 회 이상의 가열공정, 서냉공정, 및 냉각숙성공정으로 이루어진 입자화단계를 수행한다. 2회만 입자화단계를 수행하는 경우에는 충분한 다공성 구조가 형성되지 않을 수 있고, 4회 이상의 입자화단계를 수행하는 경우에는 공정단가가 비효율적으로 증가될 수 있다.

본 발명에서는, 단순히 가열공정 후 단순히 냉각공정을 수행하는 것이 아니라, 공기중에서 서냉을 수행하고, 0 도 이하의 밀폐공간에서 냉각숙성을 수행한다. 이와 같은 서냉공정->냉각숙성공정은 보다 입자들간의 틈을 보다 균질하고 높은 밀도로 생성할 수 있다.

상기 제1입자화단계(S210)는, 상기 미네랄복합물질을 제1 가열온도로 가열하는 가열공정을 수행하고, 상기 가열공정에 의하여 생성된 클링커를 서냉시키는 서냉공정을 수행하고, 상기 서냉공정에 의하여 냉각된 클링커를 냉각장치 내부에서 냉각숙성을 하는 냉각숙성공정을 수행한다.

구체적으로 상기 제1 가열온도는 900도 이상이고, 더욱 바람직하게는 910도 내지 990도에 해당한다. 이와 같은 제1입자화단계(S210)에서의 가열공정은 미네랄복합물질을 용융시키기 위함이다. 900도 이상인 경우에 대부분의 무기염류 혹은 미네랄을 용융시킬 수 있다.

바람직하게는, 상기 제1입자화단계(S210)에서의 가열공정은 5시간 이상 수행하고, 더욱 바람직하게는, 5시간 내지 7시간동안 수행한다.

상기 서냉공정은 공기중에서 비교적 긴 시간동안 자연적으로 냉각하는 공정을 의미한다. 이와 같은 서냉공정이 아니라 냉매 혹은 물 등을 이용한 급냉의 경우에는, 균질하고 높은 밀도의 다공성 구조를 생성하지 못함을 확인하였다.

한편, 상기 서냉공정은 20시간 내지 28시간동안 수행됨이 바람직하고, 더욱 바람직하게는, 22시간 내지 26시간 동안 수행됨이 바람직하다.

본 발명의 바람직한 실시예에서는 제1입자화단계(S210)에서 상기 서냉공정 이후 클링커 중 백색의 클링커만을 추출하여, 냉각숙성공정을 수행한다. 이는 수율이 낮아지지만 보다 높은 품질의 미네랄을 제조하기 위함이다.

상기 냉각숙성공정은 내부 온도가 0도 내지 -10도인 냉각장치 내부에서 수행된다. 상기 냉각숙성공정은 밀폐된 장치 내부에서 냉각과 함께 숙성이 수행되는 공정으로서, 서냉공정 -> 냉각숙성공정에 의하여 보다 높은 밀도로 다공성 구조를 미네랄 결정에 부여할 수 있고, 다공성 구조에서의 각각의 홀들의 직경을 보다 크게 만들 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.

상기 제2입자화단계(S220)는, 상기 클링커를 제2 가열온도로 가열하는 가열공정을 수행하고, 상기 가열공정에 의하여 생성된 클링커를 서냉시키는 서냉공정을 수행하고, 상기 서냉공정에 의하여 냉각된 클링커를 냉각장치 내부에서 냉각숙성을 하는 냉각숙성공정을 수행한다.

구체적으로 상기 제2 가열온도는 상기 제1 가열온도보다 낮음이 바람직하다. 제2 가열온도를 단계적으로 제1 가열온도보다 낮게 함으로써 보다 균질한 다공성 구조를 미네랄 조직에 부여할 수 있다.

바람직하게는 상기 제2 가열온도는 450도 내지 650도이고, 더욱 바람직하게는 500도 내지 600도이다. 이와 같은 제2입자화단계(S220)에서의 가열공정은 미네랄 구조들을 각각 한번 더 팽창시키고, 이에 의하여 보다 다공성 성질의 구현이 촉진된다.

바람직하게는, 상기 제2입자화단계(S220)에서의 가열공정은 5시간 이상 수행하고, 더욱 바람직하게는, 5시간 내지 7시간동안 수행한다.

상기 제3입자화단계(S230)는, 상기 클링커를 제3 가열온도로 가열하는 가열공정을 수행하고, 상기 가열공정에 의하여 생성된 클링커를 서냉시키는 서냉공정을 수행하고, 상기 서냉공정에 의하여 냉각된 클링커를 냉각장치 내부에서 냉각숙성을 하는 냉각숙성공정을 수행한다.

구체적으로 상기 제3 가열온도는 상기 제2 가열온도보다 낮음이 바람직하다. 제3 가열온도를 단계적으로 제2 가열온도보다 낮게 함으로써 보다 균질한 다공성 구조를 미네랄 조직에 부여할 수 있다.

바람직하게는 상기 제3 가열온도는 250도 내지 400도이고, 더욱 바람직하게는 300도 내지 400도이다. 이와 같은 제3입자화단계(S230)에서의 가열공정은 미네랄 구조들을 각각 한번 더 팽창시키고, 이에 의하여 보다 다공성 성질을 높이기 위함이다.

바람직하게는, 상기 제3입자화단계(S230)에서의 가열공정은 5시간 이상 수행하고, 더욱 바람직하게는, 5시간 내지 7시간동안 수행한다.

전술한 바와 같이 3회 이상 반복되고, 가열온도가 단계적으로 감소하면서, 서냉공정->냉각숙성공정이 포함되는 입자화공정에 의하여 미네랄은 반복되는 고온가열->서냉->냉각숙성의 과정속에서 입자들 사이의 간격이 더욱 벌어지게 되고, 결과적으로 미네랄은 다공성 형질을 가지게 된다. 또한, 이와 같은 공정에 의하여 제조된 미네랄은 기계적인 방법으로 분말화를 하더라도 입자가 그 다공성 형질을 유지할 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.

도 3은 종래의 미네랄의 현미경 사진 및 본 발명의 일 실시예에 따른 다공성 미네랄의 현미경 사진을 도시하는 도면이다.

도 3의 (A)는 통상의 방법으로 용융온도로 가열->냉각 공정을 통하여 제조된 미네랄을 평균적으로 약 300 마이크로미터 이하의 직경을 가질 때까지 분쇄한 후 현미경으로 촬영한 사진을 도시한다.

도 3의 (B)는 상기 도 1 및 도 2를 참조하여 전술한 본 발명에 따라 3 싸이클의 가열(1차: 920도, 5시간/ 2차: 500도, 5시간 / 3차: 300도, 5시간)->서냉(1차, 2차, 3차: 24시간동안 수행)->냉각숙성(1차, 2차, 3차: -2도로 온도가 유지되는 밀폐장치에서 24시간동안 수행)을 수행하여 제조된 미네랄을 평균적으로 약 300 마이크로미터 이하의 직경을 가질 때까지 분쇄한 후 현미경으로 촬영한 사진을 도시한다.

도 3의 (A)의 입자 형태와 비교시, 도 3의 (B)의 입자 형태는 반복되는 가열->서냉->냉각숙성의 과정을 통하여 입자의 사이가 벌어지고 좁아지는 과정이 반복되어 보다 거칠고 다공이 뚜렷하고 균질하게 형성되는 형질을 가짐을 확인할 수 있다.

또한, 도 3의 (B)에서와 같이, 다공성 미네랄의 경우 작은 크기로 분쇄(밀립자 분쇄 밀링기를 이용)하더라도 입자의 다공성 형질을 거의 온전하게 가짐을 확인할 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 녹조제거 및 환경복원용 과산화수소 복합 미네랄제재의 제조방법의 단계를 개략적으로 도시하는 도면이다.

도 4에 도시된 녹조제거 및 환경복원용 과산화수소 복합 미네랄제재의 제조방법은 1 이상의 미네랄을 혼합하여 미네랄복합물질을 준비하는 미네랄복합물질준비단계(S100); 상기 미네랄복합물질에 대하여 가열, 서냉, 및 냉각숙성을 수행하여 다공성미네랄을 제조하는 다공성입자화단계(S200); 상기 다공성미네랄을 분쇄하여 미립자분말을 제조하는 소성분말화단계(S300); 상기 미립자분말, 물, 및 과산화수소를 혼합하여 수용화된 복합미네랄제재를 제조하는 복합미네랄제재제조단계(S400);를 포함한다.

이와 같은 다공성 미네랄 조성물 제조방법에 의하면, 상기 미네랄복합물질준비단계(S100) 및 상기 다공성입자화단계(S200)를 통하여 미네랄에 다공성 형질을 부여하고, 이를 소성분말화 공정을 통하여 분말화를 하고, 다공성 형질을 갖는 미네랄분말에 과산화수소 및 물을 혼합함으로써 수용성의 복합미네랄제재를 제조한다.

과산화수소는 수중에 방류될 시, H₂O와 화학반응을 일으켜 다량의 미세 산소기포를 발생시키게 되고, 그 미세산소기포가 수상으로 떠오르면서 라디칼을 형성하게 되는데, 그러한 과정에서 수상에 부유되어 있는 식물성 플랑크톤의 일종인 녹조의 세포벽을 파괴시켜 녹조를 제거할 수 있다.

과산화수소는 물과 섞일 경우 화학반응을 통해 산소방울(radical)을 생성하게 되는데 이 산소방울이 녹조의 엽록소를 파괴하는 성질을 갖고 있다. 라디칼은 전자가 짝지어지지 않았기에 매우 불안정하여 어떻게든 안정적이게 되려고 하는 특징이 있어 반응성이 크다. 이와 같은 라디칼은 보통 과산화물에서 형성되기 쉬우며 과산화수소도 수산화 라디칼을 내놓는다.

상기 미네랄복합물질준비단계(S100) 및 상기 다공성입자화단계(S200)는 도 1 내지 도 3을 참조하여 전술한 내용에 따라 수행을 한다. 이에 대한 설명은 편의상 생략하도록 한다.

상기 소성분말화단계(S300)에서는 미립자분쇄밀링기를 이용하여 다공성 미네랄을 입자직경이 평균적으로 500마이크로미터, 바람직하게는 300마이크로미터 이하가 될 때까지 분쇄한다. 더욱 바람직하게는 상기 소성분말화단계(S300)는 다공성 미네랄의 입자직경이 평균적으로 150마이크로미터 이상이 유지되도록 수행한다. 이는 다공성 미네랄의 입자직경이 평균적으로 150마이크로미터 이하인 경우에는 다공성 형질에 영향을 줄 수 있기 때문이다.

이와 같은 소성분말화단계(S300)에 의하여, 다공성 미네랄은 다공성 형질을 유지하면서 분말형태가 된다.

상기 복합미네랄제재제조단계(S400)는 상기 미립자분말을 물에 이온화시킨 후에, 과산화수소를 주입하여 과산화수소의 농도가 기설정된 농도에 도달하도록 한다.

구체적으로, 상기 복합미네랄제재제조단계(S400)는 이온화 교반에 의하여 다공성미네랄을 수용화시킨다. 이온화교반은 교반을 통하여 물질이 이온성질을 가지게 하고 물에 녹게 하는 물리적/화학적 공정이다.

본 발명의 이온화 교반에서는 용기내에 기설정된 범위에서의 포화증기를 공급하면서, 이온반응을 유도하여 이온화 수용액을 제조한다. 이와 같은 이온화 수용액은 높은 함량비로 다공성 미네랄이 용해될 수 있다.

바람직하게는, 상기 복합미네랄제재 총 중량에 대하여 상기 과산화수소의 함량은 5 내지 8 중량%이고, 더욱 바람직하게는 6 내지 7 중량%이다. 이와 같은 과산화수소의 함량은 녹조제거를 효율적으로 수행할 수 있고, 동시에 물속 생태계의 안정성을 유지할 수 있으며, 다공성 미네랄들을 보다 효과적으로 물 저면에 침투할 수 있게 할 수 있다.

바람직하게는, 상기 복합미네랄제재 1 리터당, 칼슘은 4 ~ 6mg, 칼륨은 2 ~ 4mg, 마그네슘은 3 ~ 5mg, 나트륨은 5 ~ 7mg, 규소는 0.01~0.5mg, 이산화규소는 0.01~0.5mg, 철은 0.01~0.5mg, 인은 0.01~0.5mg 함유하도록 함이 바람직하다. 이와 같은 미네랄 함량에 의하여 복합미네랄제제는 물속 저면에서 동물성 플랑크톤의 생장을 더욱 촉진시켜, 녹조 사체를 제거할 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.

본 발명에서와 같은 복합미네랄제제를 수상에 투입하는 경우에, 과산화수소는 수상에 부유하는 녹조를 사멸시키고, 산소와 물로 분해되어 자연적으로 제거된다.

한편, 상기 복합미네랄제제에 포함된 다공성 이온 미네랄 성분은 호수 혹은 갯벌의 하면에 가라앉는 녹조의 사체를 자연분해하는 플랑크톤의 성장을 촉진함으로써, 녹조 제거를 보다 효율적으로 수행할 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 복합미네랄제재제조단계(S400)의 단계를 개략적으로 도시하는 도면이다.

도 5에 도시된 상기 복합미네랄제재제조단계(S400)는, 상기 미립자분말을 물이 들어있는 용기에 넣고 포화증기를 공급하면서 교반하는 이온화공정(S410); 및 상기 미립자분말의 수용액에 과산화수소를 혼합하여 복합미네랄제재를 제조하는 혼합공정(S420)을 포함한다.

상기 이온화공정(S410)은 상기 용기의 압력을 기설정된 범위 내로 일정하게 유지하면서 포화증기를 공급하면서 교반을 수행하여 물과 상기 다공성 미네랄의 미립자분말 사이에서 이온반응을 유도한다.

구체적으로, 상기 이온화공정(S410)은 정전기가 부여된 혼합분말을 물이 담겨진 용기 안에 주입하고, 이후 기설정된 온도범위 및 기설정된 압력범위에서 포화증기를 공급하면서, 용기 내부의 용액을 교반한다. 이와 같은 교반은 용기 내부에 있는 교반기에 의하여 수행될 수 있고, 더욱 바람직하게는, 상기 포화증기가 공급되는 노즐을 지속적으로 회전시킴으로써 포화증기의 분사압력에 의하여 교반이 수행될 수도 있다.

이와 같이 포화증기를 일정온도범위 및 일정압력범위에서 주입함에 따라 생성되는 물방울에 의해 정전기가 발생하게 되어 용액내에서의 이온화가 촉진된다.

바람직하게는, 상기 포화증기는 100도 이상 300도 이하의 온도 및 1.3 내지 1.6 MPa의 압력을 갖고, 더욱 바람직하게는, 상기 포화증기는 230도 이상 300도 이하의 온도 및 1.4 내지 1.5 MPa의 압력을 갖는다. 이와 같은 포화증기의 온도 및 압력은 정전기의 발생을 더욱 촉진시킬 수 있다.

상기 혼합공정(S420)에서는 상기 미립자분말이 용해된 수용액에 과산화수소가 투입된다. 상기 과산화수소는 상기 미네랄제재 수용액 전체 질량의 6 내지 7%가 될 때가지 투입된다. 이와 같은 과산화수소는 분말형태로 주입될 수도 있다. 바람직하게는, 상기 과산화수소의 주입 후 기계적 교반을 수행할 수도 있다.

이하에서는, 도 4 및 도 5에 따른 제조방법에 따라 제조된 녹조제거 및 환경복원용 과산화수소 복합 미네랄제재가, 녹조를 제거함과 동시에, 녹조 사체를 분해함으로써, 기존의 녹조제거제 비교시 현저한 효과를 가지는 것을 확인하는 실험결과를 설명하도록 한다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 녹조제거 및 환경복원용 과산화수소 복합 미네랄제재의 투입 후 녹조의 상태를 개략적으로 도시한다.

도 7 내지 도 10에 도시된 실험예에서 사용된 복합미네랄제재에서의 미네랄 성분 검출 시험결과는 다음과 같다.

시험항목	단위	결과	시험방법
칼슘	mg/L	4.8	KS I ISO 11885
칼륨	mg/L	3.1	KS I ISO 11885
마그네슘	mg/L	3.3	KS I ISO 11885
나트륨	mg/L	6.5	KS I ISO 11885
규소	mg/L	6.3	KS I ISO 11885
이산화규소	mg/L	0.4	KS I ISO 11885
철	mg/L	0.03	수질오염공정시험기준(환경부고시 제2016-65호)
셀레늄	mg/L	불검출	먹는물수질공정시험기준(환경부고시 제2015-214호)
아연	mg/L	불검출	수질오염공정시험기준(환경부고시 제2016-65호)
인	mg/L	0.32	KS I ISO 11885
바나듐	mg/L	불검출	KS I ISO 11885
게르마늄	mg/L	불검출	KS I ISO 11885
유황	mg/L	불검출	KS I ISO 11885

한편, 상기 복합미네랄제재에는 6% 농도로 과산화수소가 함유되어 있다.

도 7에서는 상기 성분의 복합미네랄제재를 녹조로 오염된 수역의 물(이하 녹조오염수라 한다)을 채취하여서 실험하였을 경우의 시간경과에 따른 변화를 나타내는 사진을 도시한다.

도 7에서는 각각의 페트병에서 수중 과산화수소 농도가 2ppm(2mg/L)이 될 때까지 복합미네랄제재를 투여하였다. 구체적으로는 1.8L 용량의 페트병에 1.6L의 녹조오염수를 투입한 후에, 녹조제거제를 투입하였다.

도 7은 4개의 페트병이 도시되어 있는데, 왼쪽에서 첫번째 페트병은 녹조오염수에 상기 복합미네랄제재를 투여한 지 1시간 후의 페트병에 해당하고, 왼쪽에서 두번째 페트병은 녹조오염수에 상기 복합미네랄제재를 투여한 지 2시간 후의 페트병에 해당하고, 왼쪽에서 세번째 페트병은 녹조오염수에 상기 복합미네랄제재를 투여한 지 3시간 후의 페트병에 해당하고, 왼쪽에서 네번째 페트병은 녹조오염수에 상기 복합미네랄제재를 투여한 지 4시간 후의 페트병에 해당한다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 녹조제거 및 환경복원용 과산화수소 복합 미네랄제재의 수용용기 및 수상방류작업의 사진을 도시한다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 녹조제거 및 환경복원용 과산화수소 복합 미네랄제재를 투입 후의 호수의 변화모습에 대한 사진을 도시한다.

도 9의 실험에서 이용한 상기 복합미네랄제재는 도 7을 참조하여 설명하였던 복합미네랄제재에 해당하고, 같은 성분을 갖는다.

도 9의 실험은 횡성 묵계저수지에서 실시하였고, 복합미네랄제재를 사용함에 있어서 녹조오염수의 수중 과산화수소의 농도가 2ppm이 될 때까지 복합미네랄제재를 투여하였다.

본 발명의 실시예에 따른 복합미네랄제재를 사용하는 경우에 반나절 이내로 녹조의 90% 이상이 제거됨을 확인하였고, 바로 호수 저면으로 녹조의 찌꺼기가 가라앉는 것을 확인하였다.

한편, 본 발명의 복합미네랄제재를 투여하고 30일 후에 호수 저면의 토양을 채취해본 결과 일반적인 과산화수소 기반의 녹조제거제를 사용하는 경우에 발생하는 악취가 거의 없었고, 토양의 표면에도 녹조 찌꺼기가 거의 없음을 확인하였다. 도 9의 우측의 '녹조제거후 사진'은 30일 후의 사진을 도시한다.

또한, 일반적인 과산화수소 기반의 녹조제거제를 사용했을 때 보다, 30일 경과 후의 물의 투명도가 매우 높음을 확인할 수 있었고, 저수지 전체적으로 발생하였던 악취가 거의 사라짐을 확인할 수 있었다.

또한, 일반적인 과산화수소 기반의 녹조제거작업을 수행하는 경우에는 수일 후에 녹조가 다시 발생하는 경우가 상당수였으나, 본 발명에 따른 복합미네랄제재를 사용하는 경우에는 30일 후에도 전혀 녹조가 발생하지 않음을 확인할 수 있었다.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 녹조제거 및 환경복원용 과산화수소 복합 미네랄제재의 투입 후 채취한 호수 저면의 토양의 사진을 도시한다.

도 10에서는 도 9의 우측에 도시된 본 발명에 따른 복합미네랄제재를 투여하고 30일 후의 호수 저면의 토양을 채취한 사진을 도시한다.

이하에서는, 도 1 내지 도 5의 방법에서 제조될 수 있는 본 발명의 일 실시예에 따른 녹조제거 및 환경복원용 과산화수소 복합 미네랄제재에 대하여 설명한다. 편의상 중복되는 내용에 대해서는 생략하기로 한다.

본 발명의 일 실시예 따른 녹조제거 및 환경복원용 과산화수소 복합 미네랄제재는 녹조제거 및 환경복원용 과산화수소 복합미네랄제재로서, 염화칼슘, 염화마그네슘, 염화칼륨, 및 나트륨을 포함하는 미네랄복합물질을 준비하는 미네랄복합물질준비단계; 상기 미네랄복합물질에 대하여 가열, 서냉, 및 냉각숙성을 수행하여 다공성미네랄을 제조하는 다공성입자화단계; 및 상기 다공성미네랄을 분쇄하여 미립자분말을 제조하는 소성분말화단계;를 통하여 제조된 미립자분말; 물; 및 과산화수소;를 포함한다.

바람직하게는, 상기 복합미네랄제재 총 중량에 대하여 상기 과산화수소의 함량은 5 내지 8 중량%이다.

더욱 바람직하게는, 상기 복합미네랄제재 1 리터당, 칼슘은 4 ~ 6mg, 칼륨은 2 ~ 4mg, 마그네슘은 3 ~ 5mg, 나트륨은 5 ~ 7mg, 규소는 0.01~0.5mg, 이산화규소는 0.01~0.5mg, 철은 0.01~0.5mg, 인은 0.01~0.5mg 함유한다.

제시된 실시예들에 대한 설명은 임의의 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 이용하거나 또는 실시할 수 있도록 제공된다. 이러한 실시예들에 대한 다양한 변형들은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이며, 여기에 정의된 일반적인 원리들은 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 그리하여, 본 발명은 여기에 제시된 실시예들로 한정되는 것이 아니라, 여기에 제시된 원리들 및 신규한 특징들과 일관되는 최광의의 범위에서 해석되어야 할 것이다.

Claims

녹조제거 및 환경복원용 과산화수소 복합미네랄제재의 제조방법으로서,
염화칼슘, 염화마그네슘, 염화칼륨, 및 나트륨을 포함하는 미네랄복합물질을 준비하는 미네랄복합물질준비단계;
상기 미네랄복합물질에 대하여 가열, 서냉, 및 냉각숙성을 수행하여 다공성미네랄을 제조하는 다공성입자화단계;
상기 다공성미네랄을 분쇄하여 미립자분말을 제조하는 소성분말화단계;
상기 미립자분말, 물, 및 과산화수소를 혼합하여 수용화된 복합미네랄제재를 제조하는 복합미네랄제재제조단계;를 포함하는, 녹조제거 및 환경복원용 과산화수소 복합미네랄제재의 제조방법.
청구항 1에 있어서,
상기 다공성입자화단계는,
가열공정, 서냉공정, 및 냉각숙성공정을 포함하는 제1입자화단계;
가열공정, 서냉공정, 및 냉각숙성공정을 포함하는 제2입자화단계; 및
가열공정, 서냉공정, 및 냉각숙성공정을 포함하는 제3입자화단계;를 포함하는, 녹조제거 및 환경복원용 과산화수소 복합미네랄제재의 제조방법.
청구항 2에 있어서,
상기 제1입자화단계는,
상기 미네랄복합물질을 제1 가열온도로 가열하는 가열공정을 수행하고,
상기 가열공정에 의하여 생성된 클링커를 서냉시키는 서냉공정을 수행하고,
상기 서냉공정에 의하여 냉각된 클링커를 냉각장치 내부에서 냉각숙성을 하는 냉각숙성공정을 수행하고,
상기 제2입자화단계는,
상기 클링커를 제2 가열온도로 가열하는 가열공정을 수행하고,
상기 클링커를 서냉시키는 서냉공정을 수행하고,
상기 클링커를 냉각장치 내부에서 냉각숙성을 하는 냉각숙성공정을 수행하고,
상기 제3입자화단계는,
상기 클링커를 제3 가열온도로 가열하는 가열공정을 수행하고,
상기 클링커를 서냉시키는 서냉공정을 수행하고,
상기 클링커를 냉각장치 내부에서 냉각숙성을 하는 냉각숙성공정을 수행하는, 녹조제거 및 환경복원용 과산화수소 복합미네랄제재의 제조방법.
청구항 3에 있어서,
상기 제1 가열온도는 섭씨 900도 이상이고,
상기 제2 가열온도는 상기 제1 가열온도보다 낮고,
상기 제3 가열온도는 상기 제2 가열온도보다 낮은, 녹조제거 및 환경복원용 과산화수소 복합미네랄제재의 제조방법.
청구항 4에 있어서,
상기 제1입자화단계, 상기 제2입자화단계, 및 상기 제3입자화단계에서의 냉각숙성공정은 내부 온도가 섭씨 0도 내지 -10도인 냉각장치 내부에서 수행되는, 녹조제거 및 환경복원용 과산화수소 복합미네랄제재의 제조방법.
청구항 1에 있어서,
상기 복합미네랄제재 총 중량에 대하여 상기 과산화수소의 함량은 5 내지 8 중량%인, 녹조제거 및 환경복원용 과산화수소 복합미네랄제재의 제조방법.
청구항 6에 있어서,
상기 복합미네랄제재 1 리터당,
칼슘은 4 ~ 6mg, 칼륨은 2 ~ 4mg, 마그네슘은 3 ~ 5mg, 나트륨은 5 ~ 7mg, 규소는 0.01~0.5mg, 이산화규소는 0.01~0.5mg, 철은 0.01~0.5mg, 인은 0.01~0.5mg 함유하는, 녹조제거 및 환경복원용 과산화수소 복합미네랄제재의 제조방법.
청구항 1에 있어서,
상기 복합미네랄제재제조단계는, 상기 미립자분말을 물이 들어있는 용기에 넣고 포화증기를 공급하면서 교반하는 이온화공정; 및
상기 미립자분말의 수용액에 과산화수소를 혼합하여 복합미네랄제재를 제조하는 혼합공정을 포함하고,
상기 이온화공정은 상기 용기의 압력을 기설정된 범위 내로 일정하게 유지하면서 포화증기를 공급하면서 교반을 수행하여 물과 상기 미립자분말 사이에서 이온반응을 유도하는, 녹조제거 및 환경복원용 과산화수소 복합미네랄제재의 제조방법.
녹조제거 및 환경복원용 과산화수소 복합미네랄제재로서,
염화칼슘, 염화마그네슘, 염화칼륨, 및 나트륨을 포함하는 미네랄복합물질을 준비하는 미네랄복합물질준비단계; 상기 미네랄복합물질에 대하여 가열, 서냉, 및 냉각숙성을 수행하여 다공성미네랄을 제조하는 다공성입자화단계; 및 상기 다공성미네랄을 분쇄하여 미립자분말을 제조하는 소성분말화단계;를 통하여 제조된 미립자분말;
물; 및
과산화수소;를 포함하는, 녹조제거 및 환경복원용 과산화수소 복합미네랄제재.
녹조제거 방법으로서,
청구항 1에 따른 제조방법에 따라 제조된 녹조제거 및 환경복원용 과산화수소 복합미네랄제재를 해당 담수역 혹은 해수역에 2ppm 이하의 농도로 주입하는 단계를 포함하는, 녹조제거 방법.