KR102156734B1 - 보크사이트잔사물에 생석회를 혼합하여 활성 산화칼슘을 다량 함유한 고형분의 알칼리 폐산중화제를 제조하고 황산폐산을 중화한 중화물은 시멘트 응결지연제등 산업용 소재로 활용하는 방법 - Google Patents

보크사이트잔사물에 생석회를 혼합하여 활성 산화칼슘을 다량 함유한 고형분의 알칼리 폐산중화제를 제조하고 황산폐산을 중화한 중화물은 시멘트 응결지연제등 산업용 소재로 활용하는 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 각종 산업에서 발생하는 폐산을 안정적, 경제적으로 중화 할 수 있는 알칼리 폐산중화제를 제조하고 이 폐산중화제에 황산폐산을 중화 후 발생되는 부산물은 시멘트 응결지연제용 석고를 대체하는 방법에 있어서, 수분 20% 이상의 보크사이트잔사물과 생석회(CaO 85%이상)를 1 : 0.25~0.7의 중량비로 혼합하여 수화발열반응을 일으키는 혼합단계 ; 혼합물을 산화칼슘(CaO) → 수산화칼슘(Ca(OH)2)으로 성분전환 및 발열에 의한 수분감소 시간을 부여하는 숙성건조단계; 숙성건조단계의 혼합물에 폐산과의 반응성 증대를 위하여 200㎛이하로 분쇄하는 분쇄단계; 분쇄단계의 혼합물에 황산폐산을 1.0 : 0.5~1.5의 중량비로 혼합하여 중화하는 중화단계; 중화단계의 중화물의 pH 안정화 및 추가 수분감소를 위한 중화숙성단계; 를 포함하여 이루어지는 것으로서, 알칼리 폐산중화제를 제조함에 있어 활성 산화칼슘(CaO) 함량을 증가시켜 폐산의 중화반응량을 증가시키므로 부산물 발생량이 적게 경제적으로 처리하고, 중화 후 부산물은 삼산화황(SO3) 함량을 25%이상 포함된 이수석고 형태로서 시멘트 응결지연제 및 석고대체 자원으로 활용이 가능하여 부산물의 매립 및 처리비용이 절감되고 부산물을 분쇄 또는 성형의 2차 가공에 따라 제품으로 판매가 가능하게 된다. 또한, 활성 산화칼슘을 다량 함유한 알칼리 폐산중화제는 염산, 질산, 불산, 인산 등의 폐산의 중화제로 활용이 가능하며 높은 산화칼슘 함량으로 부산물 발생량이 적고 폐산 중의 함유될 수 있는 중금속을 흡착하여 안정화시키는 탁월한 효과가 있어 매립 시 용출에 의한 2차 환경문제를 해결할 수 있게 되는 특징이 있다.

Description

보크사이트잔사물에 생석회를 혼합하여 활성 산화칼슘을 다량 함유한 고형분의 알칼리 폐산중화제를 제조하고 황산폐산을 중화한 중화물은 시멘트 응결지연제등 산업용 소재로 활용하는 방법{Methods To manufacture alkaline waste neutralizer of solids containing large amounts of active calcium oxide by mixing raw lime with bauxite residues and neutralizing sulfuric acid as industrial materials such as cement condensation retardant}
본 발명은 폐산의 중화제로 사용하기 위하여 주 원료로 보크사이트 잔사물을 사용하고 부재료로 생석회를 첨가하여 보크사이트 잔사물에 포함된 중량비 약 40%의 수분을 화학적 결합과 발열을 이용하여 경제적으로 건조 및 분쇄하여 산화칼슘을 다량 함유하고 수분함량이 낮은 고형분의 알칼리 폐산중화제를 제조하는 방법과, 이 폐산중화제를 활용하여 철강 및 반도체 등의 산업현장에서 발생하는 황산폐산을 보다 효율적이고 경제적으로 중화제로 활용할 수 있게 하고 중화 후 발생한 부산물을 시멘트의 응결지연제 및 산업용 소재로 활용할 수 있도록 발명된 것이다.
이미 잘 알려진 바와 같이, 금속 또는 반도체 등을 정밀가공 생산하는 산업현장에서는 폐산의 중화처리시에는 수산화나트륨(NaOH), 탄산나트륨(Na2CO3), 산화칼슘(CaO), 수산화칼슘(Ca(OH)2), 탄산칼슘(CaCO3), 암모니아(NH3)등으로 처리가 가능하며 폐산에 액상의 나트륨(Na) 화합물이나 슬러리 상태의 칼슘(Ca) 화합물을 첨가하여 중화 침전 후 여과 처리하고 있다.
그러나 나트륨화합물을 이용한 방법은 재료비용이 비싼 단점이 있어 통상 산업에 사용되는 중화기술은 액상 소석회에 폐산을 혼합하여 중화물을 응집 후 여과처리하고 있다.
또한, 액상 소석회의 처리 방법은 설비비 및 재료가격이 나트륨화합물보다 저렴하나 농도가 높은 폐산을 처리할 때 원재료 소비량이 증가하고 응집, 여과 등의 운전비용이 크게 증가한다.
따라서 이러한 산성 액 + 알칼리 액 또는 알칼리 슬러리 반응의 중화법은 2차 부산물이 중화슬러지와 폐수가 동시에 발생하며 두 가지 부산물을 안정적으로 처리해야 하는 단점이 있다.
액상소석회의 주 원료인 고체상태의 소석회(Ca(OH)2) 및 산화칼슘을 함유한 생석회(CaO), 탄산칼슘(CaCO3)등을 직접 중화처리에 사용하지 않고 일정수분이 함유된 액상 소석회를 사용하여 중화하는 이유는 고체상태의 알칼리 성분이 직접 폐황산이나 기타 강폐산과 혼합 시 급격한 발열과 함께 끓어오르는 현상이 발생하고 이로 인하여 분말과 흄이 비산 되어 취급이 어렵기 때문이다.
한편, 국내특허등록 제10-1751691호(이하 '선 등록특허'라 함)에 의하면, 저렴하지만 산화칼슘 함량이 적은 고화제 등의 부재료를 보크사이트 잔사물과 혼합하여 알칼리세라믹혼화제를 제조하여 폐산을 중화 처리함에 목적을 두고 있으나, 예로 중량기준 농도 50%의 황산폐산을 중화제로 알칼리세라믹혼화제를 사용하면 중량비 1 : 2.0~2.5(폐산 : 중화제)가 소비되고 중화 후 부산물이 중량비 1 : 3~3.5(폐산 : 부산물) 비율로 과다하게 발생한다.
아울러서 선 등록특허의 중화제로 황산폐산을 중화 후 발생되는 부산물을 시멘트 응결지연제인 석고로 재활용하기에 삼산화황(SO3) 함량이 2종석고 중량기준 25% 이상 보다 10~15% 수준으로 낮아 시멘트 응결지연제로 재활용하기에 품질이 적합하지 않고, 중화제를 제조하는 과정에서 사용되는 고화제등의 부재료로부터 불순물인 염소(Cl) 등이 포함될 수 있어 시멘트의 강도 및 내구성을 저하 시키게 되므로 시멘트 부재료 등으로 재활용하기에 적합하지 않음을 아래 표1에서 보는 바와 같다.
선 등록특허 실시 알칼리세라믹혼화제를 사용한 중화물 Cl 분석결과
시료명 분석항목 단위 분석방법 분석결과
폐황산 중화물 Cl (Chlorine) mg/kg CIC 1,080
본 발명으로 중화 성능을 향상시키기 위해 활성 산화칼슘을 다량 함유한 고형분의 알칼리 폐산중화제를 제조하고 이 중화제로 황산폐산을 중화 후 발생되는 부산물을 시멘트 응결지연제 등으로 재활용할 수 있는 품질로 개선하는 것을 제공하는데 목적이 있다.
상기 목적을 달성하는 본 발명 실시의 활성 산화칼슘을 다량 함유한 고형분의 알칼리 폐산중화제를 생산하는 방법은, 수분 20% 이상의 보크사이트 잔사물과 생석회(CaO 85%이상)를 1 : 0.25~0.7의 중량비로 혼합하여 수화 발열반응을 일으키는 혼합단계 ; 혼합물을 산화칼슘(CaO) → 수산화칼슘(Ca(OH)2)으로 성분전환 및 발열에 의한 수분감소 시간을 부여하는 숙성건조단계; 혼합물을 황산과의 반응성 증대를 위하여 200㎛이하로 분쇄하는 분쇄단계; 를 포함한 활성 산화칼슘을 다량 함유한 고형분의 알칼리 폐산중화제를 생산하는 방법과, 상기 본 발명의 알칼리 폐산중화제에 황산폐산(중량기준 50%)을 1.0 : 0.5~1.5(황산폐산 : 중화제)의 중량비로 투입, 혼합하여 중화하는 중화단계; 중화물의 pH 안정화 및 추가 수분감소를 위한 중화숙성단계; 를 거쳐서 중화 후 발생되는 부산물이 시멘트응결지연제로 사용하기 위한 2종 석고의 품질기준인 삼산화황(SO3) 함량 중량기준 25%이상을 포함하고 불순물인 염소(Cl)등이 포함되지 않은 산업용 소재로 재활용 할 수 있는 부산물을 생산하는 방법을 제공하는 특징이 있다.
본 발명 실시의 생석회를 혼합하여 활성 산화칼슘을 다량 함유한 고형분의 알칼리 폐산중화제를 제조하고 본 발명의 폐산중화제로 황산폐산을 중화한 중화물은 시멘트 응결지연제로 활용할 수 있는 품질로 생산하는 방법은 아래와 같은 효과를 제공한다.
첫째, 알칼리 보크사이트 잔사물의 품질을 개선하여 유용한 중화재료로 활용하므로 보크사이트 잔사물의 매립처리 등의 환경문제를 해결하는 탁월한 효과가 있다.
둘째, 본 발명의 알칼리 폐산중화제를 활용하여 고농도의 폐 황산의 중화처리 시 일반적으로 발생이 되는 슬러지와 폐수의 발생이 없고 중화반응 공정이 간단하여 처리비용을 절감할 수 있을 뿐 아니라 폐수 발생으로 인한 환경오염을 방지하는 매우 큰 효과가 있다.
셋째, 본 발명의 알칼리 폐산중화제를 사용할 경우 지금까지 일반적으로 알려진 알칼리세라믹혼화제보다 부산물 발생량이 70% 이하로 줄어들게 되므로 환경오염을 예방하는 획기적인 효과 및 비용부담을 줄이는 효과를 제공한다.
넷째, 중화처리 후 발생되는 부산물을 매립처리하지 않고 시멘트 응결지연제로 재활용할 수 있는 품질로 제조하므로 매립에 따른 환경오염을 줄이고 예방하는 효과를 제공한다.
다섯째, 본 발명은 금속가공 또는 반도체 등의 산업기술가공현장에서 발생 되는 환경오염 부산물을 다양한 유효 성분으로 바꾸어서 환경오염을 차단하는 동시 매우 친환경적이고 경제적인 시멘트 응결지연재 내지는 블록 충진 및 안료, 중금속흡착제, 인 흡착제와 토양개량제, 그라우팅재 등 다양한 용도로 사용할 수 있게 되는 특징을 가지고 있어 신물질 발명의 재료로 활용이 가능하므로 외화수입까지 크게 기대할 수 있게 되는 매우 유용하고 탁월한 효과를 제공한다.
여섯째, 본 발명 실시에 의해 제조되는 알칼리 폐산중화제는 폐산과의 중화비율이 낮고 처리공정이 간단하여 황산을 포함한 염산, 질산, 불산과 이들이 혼합된 폐산 등을 저비용으로 처리가능하며 폐산 중에 혼합될 수 있는 중금속을 흡착하여 용출이 잘 되지 않으므로 매립 시 안정성을 확보할 수 있어 부산물의 2차 환경오염을 방지할 수 있게 되므로, 전 세계가 효과적인 환경오염 예방과 함께 자연을 보호할 수 있게 되고 이와 동시에 경제적인 효과까지 제공할 수 있게 되는 효과를 제공한다.
도 1은 도 1은 본 발명에 따른 생산 공정단계의 흐름도
도 2는 본 발명에서 개발된 활성 산화칼슘을 다량 함유한 고형분의 알칼리 폐산중화제의 성분을 분석한 XRD 분석결과표
도 3은 본 발명에서 개발된 알칼리 폐산중화제를 활용하여 황산폐산을 중화 후 발생된 부산물의 성분을 분석한 XRD 분석결과표
도 1은 본 발명에 따른 생산 공정단계의 흐름도이고, 도 2는 본 발명에서 개발된 활성 산화칼슘을 다량 함유한 고형분의 알칼리 폐산중화제의 성분을 분석한 XRD 분석결과표이며, 도 3은 본 발명에서 개발된 알칼리 폐산중화제를 활용하여 황산폐산을 중화 후 발생된 부산물의 성분을 분석한 XRD 분석결과표로서, 이하, 상기 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명에 속하는 기술분야에서 통상의 기술을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.
한편, 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.
도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대하여서는 동일한 참조부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분은 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐만 아니라, 다른 부재를 사이에 두고 간접적으로 연결된 것도 포함한다.
또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 포함한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 발명에서 사용되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 제외된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 발명의 기술적 사항에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야 할 것이다.
그리고 아래 실시 예에서의 선택적인 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로서, 구성요소가 상기 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다. 이하, 본 발명을 설명함에 있어, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련된 공지기술에 대한 상세설명은 생략한다.
이어서 보크사이트잔사물에 생석회를 혼합하여 활성 산화칼슘을 다량 함유한 고형분의 알칼리 폐산중화제를 제조하고 황산폐산을 중화한 중화물은 시멘트 응결지연제로 활용하는 방법에 대하여 상세히 설명한다.
본 발명 실시의 보크사이트잔사물에 생석회를 혼합하여 활성 산화칼슘을 다량 함유한 고형분의 알칼리 폐산중화제를 제조하고 황산폐산을 중화한 중화물은 시멘트 응결지연제로 활용하는 방법은, 활성 산화칼슘(CaO) 함량이 중량기준 15% 이상 포함된 폐산중화제를 제조하고 중량기준 30%이상의 황산폐산과 중화하는 방법에 있어서,
중량기준 수분 20% 이상의 보크사이트잔사물과 생석회(CaO 중량기준 85%이상)를 1 : 0.25~0.7의 중량비로 혼합하여 수화발열반응을 일으키는 혼합단계(100) ;
혼합단계에 있어서 혼합물을 산화칼슘(CaO) → 수산화칼슘(Ca(OH)2)으로 성분전환 및 발열에 의한 수분감소 시간을 부여하는 숙성건조단계(200);
추가혼합 단계의 혼합물을 황산과의 반응성 증대를 위하여 200㎛이하로 분쇄하는 분쇄단계(300);
분쇄단계의 혼합물에 중량기준 30%이상의 황산폐산을 1.0 : 0.5~1.5(폐산 : 중화제)의 중량비로 투입, 혼합하여 중화하는 중화단계(400);
중화단계의 중화물의 pH 안정화 및 추가 수분감소를 위한 중화숙성단계(500); 를 포함하여 본 발명 실시의 보크사이트잔사물에 생석회를 혼합하여 활성 산화칼슘을 다량 함유한 고형분의 알칼리 폐산중화제를 제조하고 황산폐산을 중화한 중화물은 시멘트 응결지연제로 활용하는 방법 및 그 방법으로 제조된 산업용 혼합재료(600)를 제공한다.
일반적으로 산업에서 발생하는 황산폐산의 경우 중금속등의 불순물을 함유하는 경우가 많으나 반도체에서 발생하는 황산폐산은 상대적 불순물 함량이 적고 재활용할 수 있는 가치가 높다고 할 수 있다.
그러나 중량기준 50% 이상의 고농도로 배출되는 반도체 황산폐산을 재활용 하는데 있어 수처리제 등으로 재활용 할 수 있는 황산 시장의 한계와 반도체 공장 증설에 따른 발생량 과다로 인하여 경제적으로 처리하고 재활용할 수 있는 방안의 개발이 요구되고 있다.
이에 본 발명은 고농도 황산폐산을 경제적으로 처리할 수 있으며 처리 후 부산물을 시멘트 응결지연제, 중금속흡착제, 토양개량제, 그라우팅제, 인흡착제 등 신규 재활용 시장에서 활용이 가능하게 한다.
한편, 본 발명 실시에 있어, 폐산중화제를 제조하는 단계로 탄산나트륨(Na2CO3) 성분이 함유된 주 원료인 알칼리의 보크사이트잔사물에 불순물 함량이 적은 생석회(CaO 85%이상)를 첨가하여 알칼리 함량을 증대시켜 중화효율을 보충한다.
상기 보크사이트잔사물에 고순도의 생석회(CaO)를 첨가하여 폐산중화제를 제조하는 이유는 고농도 황산폐산등을 사용함에 있어 중화제 사용량을 최소화하므로 부산물의 삼산화황(SO3) 함량을 25% 이상 유지되도록 제조하기 위함이다.
보크사이트잔사물과 생석회(CaO 중량기준 85% 이상)의 첨가비율은 1.0 : 0.15~0.7 중량비로 첨가할 수 있으며 보다 바람직하게는 1.0 : 0.25~0.45 중량비로 첨가하여 제조할 수 있다.
일반적으로 약 40%의 수분을 함유하고 있는 보크사이트잔사물과 생석회(CaO)의 혼합은 리본믹서등의 혼합기를 통하여 혼합할 수 있으며 혼합 후 5~10분 이내에 산화칼슘의 수화반응에 의해 CaO + H2O → Ca(OH)2 + 15.6Kcal(반응식 1) 발열이 수반되고 혼합된 원료들은 80~120℃까지 온도가 상승하게된다.
이때의 발열은 3시간 이상 지속이 될 수 있으며 발열과정에서 산화칼슘의 수화반응으로 산화칼슘이 수산화칼슘으로 도 2와 같이 전환되며 이 수산화칼슘(Ca(OH)2)은 중화 반응시 급격한 반응을 억제하는 역할을 한다.
발열 건조 및 수화단계를 실행함에 있어서 4~48시간 이상의 안정화(Aging) 시간이 필요하며 바람직하게는 24시간 이상의 시간을 필요로 한다.
이 단계의 발열 건조 및 수화가 완료되면 수분 함량 10% 이하의 고형분 폐산중화제 중간 물질을 습득하게 된다.
보크사이트잔사물과 생석회의 수화반응에 의해 건조된 폐산중화제 중간물질은 상호간 균질하게 혼합되어 있지 않고 일정한 크기를 유지하지 않으며 각 성분이 별도로 뭉쳐있는 상태로 존재한다.
이로 인하여 이를 직접 중화반응의 원료로 사용 시 균질한 반응에 적합하지 않고 이송과 운반에 어려움이 있다.
이를 개선하기 위해 폐산중화제 중간물질을 200㎛ 이하의 적정한 크기로 분쇄하여 입자의 크기가 균일하고 보크사이트잔사물과 산화칼슘 성분의 혼합이 균질하도록 핀밀, 햄머밀, 제트밀, 롤밀, 볼밀 중 하나 이상의 설비로 분쇄실시 한다.
상기 과정이 완료되면 중화반응 효율성이 높은 산화칼슘을 다량 함유한 알칼리 폐산중화제의 제조가 완성된다.
상기 완성된 폐산중화제는 계량하여 리본믹서 등의 혼합이 가능한 설비에 투입하고 황산폐산을 농도 중량기준 30% 이상, 보다 적합하게는 50% 이상을 계량하여 혼합기에 서서히 투입하면서 혼합기를 가동하면서 중화 반응을 실시한다.
이때의 황산폐산과 폐산중화제의 중화비율은 1.0 : 0.5~1.0(폐산 : 중화제), 보다 적합하게는 1.0 : 0.7~1.0(폐산 : 중화제)의 중량비로 중화하게 된다.
그리고 상기 중화반응 과정에서는 폐산중화제에 포함된 점토질의 보크사이트잔사물의 특성에 의해 중화반응 시 끓어오르는 현상이 억제되고 황산폐산에 포함된 일정 수분은 아래 반응식 2에서와 같은 중화반응에 의한 발열이 발생함에 따라 증발되어 진다.
〔반응식 1〕
Ca(OH)2 + H2SO4 → CaSO4 + 2H2O + 47.53Kcal
2NaOH + H2SO4 → Na2SO4 + 2H2O + 26.67Kcal
상기 중화반응은 약 5~10분간에 완료되나 중화반응 완료 후 배출시 15%의 수분과 80℃ 이상의 열을 포함한다.
한편, 상기의 폐산중화제와 액상의 황산폐산의 중화반응은 혼합 후 반액상 상태 교반이 이루어지므로 상호간 중화율이 90%이상 진행되나 완벽하게 안정화하기에는 교반만으로는 충분하지 않아 중화*?*숙성단계가 필요하게 된다.
이러한 중화*?*숙성단계의 안정화(Aging) 시간은 12~48시간이 요구되며 보다 적합하게는 24시간 이상 유지하여야 완전한 중화반응 및 추가 수분이 증발되어 고형분의 부산물을 습득하게 된다.
중화반응기에서 배출되는 중화물의 초기 수소이온농도지수(pH)가 4~5를 나타내나 중화*?*숙성시간이 완료된 후 pH가 7~8을 유지하게 되고, 이수석고형태의 황산칼슘과 황산나트륨을 포함하게 됨은 도 3 에서 와 같이 확인할 수 있으며 아래 표 2에서는 아황산(SO3) 농도가 25% 이상으로 함유됨을 알 수 있고 X-선광(XRF) 성분함량 분석 결과는 아래 표 3과 같다.
석고의 종류에는 무수석고, 반수석고, 이수석고가 있으나 시멘트의 응결지연재로 사용하기에는 이수석고형태가 흡습의 영향이 적어 가장 적합하며 본 발명의 중화부산물은 이수석고 형태로 시멘트응결지연제로 재활용하기에 보다 더 적합하다.
산화칼슘(CaO)을 다량 함유한 알칼리 폐산중화제를 황산폐산과 중화된 중화물의 삼산화황(SO3)분석결과표
시료명 분석항목 단위 분석방법 분석방법분석결과
세라믹혼화제 중화물 SO3 % KSL:5313, KSL:9003 29.8
KS 분석법으로 분석된 중화부산물의 삼산화황(SO3) 농도가 29.8%이며 KS 천연석고기준 25% 이상을 2종 석고 30% 이상을 1종 석고로 기준 하는바 석고로의 재활용의 규격에 적합하다.
산화칼슘(CaO)를 다량 함유한 알칼리 폐산중화제를 황산폐산과 중화된 중화물의 성분함량(XRF) 분석결과표
성분 SO3 CaO Fe2O3 Al2O3 SiO2 Na2O TiO2 MgO
기타		 Cl
함량(%) 34.00 19.30 14.00 13.80 9.15 5.51 3.24 1.00 0.0146
상기 표 3의 성분분석결과에서 볼 수 있듯이 삼산화황(SO3)을 포함한 광물성 재료로 구성되어 있으며 시멘트의 염소(Cl) 관리기준인 1,000ppm의 이하로 146ppm으로 시멘트 부재료로 사용하기에 적합함을 알 수 있다.
유해물질 또한 폐기물공정시험기준에 의한 중금속 용출기준을 만족하는 것으로서 이를 살펴보면 아래의 표 4와 같다.
산화칼슘(CaO)을 다량 함유한 알칼리세라믹혼화제를 고농도 폐황산과 중화된 중화물의 폐기물공정시험기준 분석결과표
검사항목 단위 기준 결과
납(Pb) ㎎/ℓ 3.0이하 불검출
구리(Cu) ㎎/ℓ 3.0이하 0.033
비소(As) ㎎/ℓ 1.5이하 불검출
수은(Hg) ㎎/ℓ 0.005이하 불검출
카드뮴(Cd) ㎎/ℓ 0.3이하 불검출
6가크롬(Cr+6) ㎎/ℓ 1.5이하 불검출
시안(CN) ㎎/ℓ 1.0이하 불검출
기름성분 % 5.0이하 불검출
유기인 ㎎/ℓ 1.0이하 불검출
트리클로로에틸렌(TCE) ㎎/ℓ 0.3이하 불검출
테트라클로로에틸렌(TeCE) ㎎/ℓ 0.1이하 불검출
판정 기준적
따라서 상기 모든 분석결과에서와 같이 본 발명의 부산물은 삼산화황(SO3) 함량, 불순물인 염소(Cl)의 함량, 중금속 용출기준 등을 모두 만족하여 시멘트 등의 재활용에 적합한 제품임을 알 수 있다.
결론적으로 본 발명의 알칼리 폐산중화제 제조방법과 황산폐산의 중화 후 재활용이 가능한 부산물을 습득하는 공법은 폐수발생 없이 쉽고 경제적, 친환경적으로 처리하여 현대사회의 산업부산물 자원화에 적합한 청정기술이라 할 수 있다.
100 : 혼합단계
200 : 숙성건조단계
400 : 분쇄단계
500 : 중화단계
600 : 중화숙성단계
700 : 산업용소재

Claims (4)

  1. 보크사이트잔사물에 생석회를 혼합하여 활성 산화칼슘을 다량 함유한 고형분의 알칼리 폐산중화제를 제조하고 황산폐산을 중화한 중화물은 시멘트 응결지연제로 활용하는 방법에 있어서
    수분 20% 이상의 보크사이트잔사물과 생석회 1 : 0.25 ~ 0.7의 중량비로 혼합하여 수화발열반응을 일으키는 혼합단계;
    상기 혼합물을 산화칼슘(CaO) → 수산화칼슘(Ca(OH)2)으로 성분전환 및 발열에 의한 수분감소 시간을 부여하는 숙성건조단계;
    상기 숙성건조 단계의 혼합물을 황산과의 반응성 증대를 위하여 200㎛이하로 분쇄하는 분쇄단계; 로 이루어지는 것을 특징으로 하는 보크사이트잔사물에 생석회를 혼합하여 활성 산화칼슘을 다량 함유한 고형분의 알칼리 폐산중화제를 제조하는 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    제조된 알칼리 폐산중화제에 황산폐산을 폐황산을 1.0 : 0.5 ~ 1.5의 중량비로 혼합하여 중화하는 중화단계;
    상기 중화단계의 중화물의 pH 안정화 및 추가 수분감소를 위한 중화숙성단계; 로 이루어지는 것을 특징으로 하는 황산폐산을 중화한 중화물은 시멘트 응결지연제로 활용이 가능하도록 중화, 제조하는 방법.

  3. 삭제
  4. 청구항 2에 있어서,
    황산폐산을 중화한 중화물을 중금속흡착제, 토양개량제, 그라우팅제, 인흡착제등 산업용 소재로 사용하는 방법.
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