KR102197931B1 - 탄산염의 연속 제조방법 및 담수화 설비의 스케일 저감을 위한 해수 전처리 방법 - Google Patents

탄산염의 연속 제조방법 및 담수화 설비의 스케일 저감을 위한 해수 전처리 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 다량의 이산화탄소 투입을 통해 충분히 정제된 탄산염을 연속적으로 제조할 수 있어 탄산염의 자원화가 가능하고, 대기 중으로 배출되는 이산화탄소의 양을 대폭 저감시킬 수 있으며, 해수 농축률이 개선되어 탄산염의 제조공정의 효율이 현저히 향상된 탄산염 연속 제조방법을 제공할 수 있다.
이와 동시에, 본 발명은 RO(역삼투)막을 이용한 해수 담수화 공정을 수행하는 경우에 Mg2 + 또는 Ca2 + 이온의 침전에 의한 스케일이 생성을 방지할 수 있는 담수화 설비의 스케일 저감을 위한 해수 전처리 방법을 제공할 수 있다.

Description

탄산염의 연속 제조방법 및 담수화 설비의 스케일 저감을 위한 해수 전처리 방법{METHOD FOR MANUFACTURING CARBONATE IN A ROW AND SEAWATER PRETREATMENT METHOD TO REDUCE SCALE OF DESALINATION PLANT}
본 발명은 탄산염의 연속 제조방법 및 담수화 설비의 스케일 저감을 위한 해수 전처리 방법에 관한 것으로, 구체적으로 해수 농축률이 개선되어 탄산염의 제조 효율이 우수하고, 담수화 설비를 이용하여 해수를 담수화하는 경우 특정 이온들에 의한 RO(Reverse Osmosis, 역삼투)막의 스케일 생성을 저감할 수 있는 탄산염의 연속 제조방법 및 담수화 설비의 스케일 저감을 위한 해수 전처리 방법에 관한 것이다.
대기 환경에는 다양한 화학 물질들이 존재하며, 이들은 정상적인 환경과 농도 하에서는 생태적 환경에 문제를 일으키지는 않는다. 그러나 산업화가 계속 진행됨에 따라 각종 산업 기계와 운송기기들로부터 과도한 화학물질이 배출되고, 이에따라 대기 오염이 급속히 진행되고 있다.
대기 오염을 일으키는 화학 물질들은 인간과 환경 모두에게 직접적으로 또는 간접적으로 영향을 미치게 되는데, 직접적인 영향으로는 생물권에 살고 있는 인간, 동물, 및 식물의 건강에 대해 피해를 줄 수 있고, 간접적인 영향으로는 산성비와 지구 온난화에 의해 야기되는 각종 환경 문제들을 들 수 있다.
지구의 온난화를 야기하는 주된 "온실 가스"로는 이산화탄소(CO2), 메탄(CH4), 및 이산화질소(NO2) 등이 있는데, 소위 "온실 가스"는 지구의 온도를 증가시키는데 이바지하는 대기 가스들을 의미하며, 지구 온도의 상승은 현재 가장 중요한 환경적 문제이다. 이러한 온실 가스 중 이산화탄소(CO2)는 지구 온난화에 가장 큰 영향을 미치고 있다. 따라서 현재 환경문제학자들이 직면하고 있는 가장 시급한 문제는 어떻게 대기 이산화탄소의 양을 감소시키는가 하는 것이며, 세계 여러 나라들은 현재 이산화탄소(CO2) 배출을 감소시키고자 부지런히 노력하고 있다.
이에 따라, CO2를 적게 배출하는 제품 공정, 생산공정과 연소 시스템 등의 CO2 발생을 줄이기 위한 연소 시스템, 기술 개발, 발생된 CO2를 포집 및 저장시키기 위한 기술 개발이 활발하게 집중적으로 진행되어왔다. 이와 같이 CO2를 유용한 자원으로 보는 인식의 전환이 이루어 짐에 따라 CO2의 활용에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다.
한편, 탄산마그네슘, 탄산칼슘 등의 탄산염은 고무, 제지, 플라스틱, 의약품, 안료, 도료 등에 널리 이용될 수 있다. 이에 대량의 CO2를 활용하여 경제적 가치가 높은 탄산염으로 생성시키는 공정의 개발방법이 주목받고 있다.
이에 본 발명의 발명자는 대한민국 등록특허 제10-149913호를 통해 자원화가 가능한 정도로 정제된 탄산마그네슘과 탄산칼슘 등의 탄산염을 연속적으로 제조하는 방법을 제공하였다. 그러나, 상기 제조방법은 다량의 이산화탄소 투입을 통해 충분히 정제된 탄산염을 제공할 수 있는 장점이 있음에도 불구하고, 여전히 탄산염 제조 효율이 충분히 높지 않은 문제점이 있었다.
한편, 해수 담수화 설비를 이용하는 경우에 RO(역삼투)막에 해수 내에 존재하는 Mg2 + 또는 Ca2 + 이온이 침전되어 이로 인한 스케일이 발생하여 급격한 투과수량 감소가 일어나며 화학적 세정빈도를 증가시키고, 생산수량 및 운전효율이 저하되며, 처리수 수질을 악화시키는 등 공정의 안정적인 운전에 있어서 악영향을 발생시키는 문제점이 존재하였다.
또한, 통상적인 해수 담수화 설비에서는 RO(역삼투)막 스케일의 원인이 되는 Mg2 + 또는 Ca2 + 이온들을 응집제, 침강제, 스케일 제거제 등의 화학약품을 사용하여 전처리한다. 이 경우 제거된 이온들은 별도의 설비를 통해 슬러리로 배출되므로 금속 이온의 활용이 불가하고, 생산수 원가의 약 7 ~ 8%에 이르는 화학약품을 사용함에 따라 경제성이 낮은 한계점이 있었다.
한국등록특허 제10-149913호
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명이 해결하고자 하는 첫번째 과제는 해수 농축률이 개선되어 제조 효율이 우수한 탄산염의 연속 제조방법을 제공함과 동시에 RO(역삼투)막을 이용하여 해수 담수화 공정을 수행하는 경우에 Mg2 + 또는 Ca2 + 이온에 의한 스케일의 생성을 억제하여 백화현상을 방지할 수 있는 탄산염의 연속 제조방법 및 담수화 설비의 스케일 저감을 위한 해수 전처리 방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명이 해결하고자 하는 두번째 과제는 별도의 화학약품을 사용하여 Mg2 + 또는 Ca2 + 이온을 전처리 할 필요가 없어 생산수 원가를 절감할 수 있고, Mg2+ 또는 Ca2 + 등의 금속 이온을 폐기물이 아닌 기초화학원료로 활용할 수 있는 탄산염의 연속 제조방법 및 담수화 설비의 스케일 저감을 위한 해수 전처리 방법을 제공하는 것이다.
상술한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 (1) 해수 용액에 수산화나트륨(NaOH)을 첨가하여 수산화마그네슘(Mg(OH)2) 및 수산화칼슘(Ca(OH)2)을 제조하는 단계; (2) 상기 (1) 단계에서 처리된 해수 용액에서 상층액을 제거하고 상기 수산화마그네슘(Mg(OH)2) 및 수산화칼슘(Ca(OH)2)이 포함된 하층액을 분리하는 단계; 및 (3) 상기 수산화마그네슘(Mg(OH)2) 및 수산화칼슘(Ca(OH)2)이 포함된 하층액에 이산화탄소(CO2)를 첨가하여 탄산마그네슘(MgCO3) 및 탄산칼슘(CaCO3)을 제조하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 탄산염의 연속 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 (1) 해수 용액에 수산화나트륨(NaOH)을 첨가하여 수산화마그네슘(Mg(OH)2) 및 수산화칼슘(Ca(OH)2)을 제조하는 단계; (2) 상기 (1) 단계에서 처리된 해수 용액에서 수산화마그네슘(Mg(OH)2) 및 수산화칼슘(Ca(OH)2)이 포함된 하층액을 제거하고, 상층액을 분리하는 단계; 및 (3) 상기 상층액을 RO(역삼투)막을 이용하여 담수화 하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 해수 담수화 방법을 제공한다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 (3) 단계 이후, (4) 상기 (2) 단계에서 제거된 상층액에 포함된 염화나트륨(NaCl)을 전기분해하여 수산화나트륨(NaOH)을 제조하는 단계; 및 (5) 상기 (4) 단계에서 수득된 수산화나트륨(NaOH)에 이산화탄소(CO2)를 첨가하여 탄산나트륨(Na2CO3)을 제조하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 탄산염의 연속 제조방법을 제공한다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 (2) 단계에서 제거된 상층액에는 Mg2 + 및 Ca2 +가 포함되어 있지 않을 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 (3) 단계 이후, 상기 (2) 단계에서 제거된 상층액에 대해 역삼투압 및 이온교환에 의한 담수추출을 통해 염화나트륨(NaCl)을 추출하는 단계;를 추가로 수행할 수 있다.
나아가, 본 발명은 (1) 해수 용액에 포함된 염화나트륨(NaCl)을 전기분해하여 수산화나트륨(NaOH)을 제조하는 단계; (2) 상기 수산화나트륨(NaOH)이 해수 용액에 포함된 Mg2 + 및 Ca2 +와 반응하여 수산화마그네슘(Mg(OH)2) 및 수산화칼슘(Ca(OH)2)을 제조하는 단계; (3) 상기 (2) 단계에서 처리된 해수 용액에서 상층액을 제거하고 상기 수산화마그네슘(Mg(OH)2) 및 수산화칼슘(Ca(OH)2)이 포함된 하층액을 분리하는 단계; 및 (4) 상기 수산화마그네슘(Mg(OH)2) 및 수산화칼슘(Ca(OH)2)이 포함된 하층액에 이산화탄소(CO2)를 첨가하여 탄산마그네슘(MgCO3) 및 탄산칼슘(CaCO3)을 제조하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 탄산염의 연속 제조방법을 제공한다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 (4) 단계 이후, (5) 상기 (3) 단계에서 제거된 상층액에 포함된 염화나트륨(NaCl)을 전기분해하여 수산화나트륨(NaOH)을 제조하는 단계; 및 (6) 상기 (5) 단계에서 수득된 수산화나트륨(NaOH)에 이산화탄소(CO2)를 첨가하여 탄산칼슘을 제조하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 (3) 단계에서 제거된 상층액에는 Mg2 + 및 Ca2 +가 포함되어 있지 않을 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 (1) 단계에서 상기 해수 용액에 대해 역삼투압 및 이온교환에 의한 담수추출을 통해 염화나트륨(NaCl)을 추출하는 단계;를 추가로 수행할 수 있다.
본 발명은 다량의 이산화탄소 투입을 통해 충분히 정제된 탄산염을 연속적으로 제조할 수 있어 탄산염의 자원화가 가능하고, 대기 중으로 배출되는 이산화탄소의 양을 대폭 저감시킬 수 있으며, 해수 농축률이 개선되어 탄산염의 제조공정의 효율이 현저히 향상된 탄산염 연속 제조방법을 제공할 수 있다.
이와 동시에, 본 발명은 RO(역삼투)막을 이용한 해수 담수화 공정을 수행하는 경우에 Mg2 + 또는 Ca2 + 이온의 침전에 의한 스케일이 생성을 방지할 수 있는 담수화 설비의 스케일 저감을 위한 해수 전처리 방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 별도의 화학약품을 사용하여 Mg2 + 또는 Ca2 + 이온을 전처리 할 필요가 없어 생산수 원가를 절감할 수 있고, Mg2 + 또는 Ca2 + 등의 금속 이온을 폐기물이 아닌 기초화학원료로 활용할 수 있는 탄산염의 연속 제조방법 및 담수화 설비의 스케일 저감을 위한 해수 전처리 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 종래의 탄산염 연소 제조방법 및 담수화 공정의 공정흐름도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 탄산염 연속 제조방법 및 담수화 공정의 공정흐름도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 탄산염 연속 제조방법의 순서도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 전기분해를 수행하는 탄산염 연속 제조방법의 순서도이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 탄산염의 연속 제조방법을 도식화하여 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 탄산염 연속 제조방법의 순서도이다.
도 7은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 전기분해를 수행하는 탄산염 연속 제조방법의 순서도이다.
도 8은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 탄산염 연속 제조방법 및 전처리된 해수를 이용한 해수 담수화 공정의 순서도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.
상술한 바와 같이 기존의 이산화탄소 포집방법에 의한 탄산염 제조방법은 탄산마그네슘과 탄산칼슘은 정제되지 않아 순도가 낮기 때문에 자원화할 수 없고 폐기될 수 밖에 없는 문제점이 있었다. 이에 본 발명의 발명자들은 자원화가 가능한 정도로 정제된 탄산마그네슘과 탄산칼슘 등의 탄산염을 연속적으로 제조하는 방법을 제공하여 상술한 문제점을 해결하고자 하였다. 그러나, 여전히 탄산염의 연속 제조 효율이 충분히 높지 않은 문제점이 있다. 한편, 해수를 이용하여 담수화 공정을 수행하는 경우에 해수 내에 존재하는 Mg2 + 또는 Ca2 + 이온의 침전에 의하여 RO(역삼투)막에 스케일이 발생하여 급격한 투과수량 감소가 일어나며 화학적 세정빈도를 증가시키고, 생산수량 및 운전효율이 저하되며, 처리수 수질을 악화시키는 등 공정의 안정적인 운전에 있어서 악영향을 발생시키는 문제점이 존재하고 있다. 또한, 통상적인 해수 담수화 설비에서는 RO(역삼투)막 스케일의 원인이 되는 Mg2 + 또는 Ca2 + 이온들을 응집제, 침강제, 스케일 제거제 등의 화학약품을 사용하여 전처리한다. 이 경우 제거된 이온들은 별도의 설비를 통해 슬러리로 배출되므로 금속 이온의 활용이 불가하고, 생산수 원가의 약 7 ~ 8%에 이르는 화학약품을 사용함에 따라 경제성이 낮은 한계점이 있다.
이에 본 발명의 발명자들은 해수 농축률을 개선하여 탄산염의 제조 효율을 향상시킬 수 있음과 동시에 해수 담수화 설비에 이용되는 RO(역삼투)막에 특정 이온 성분이 결정이 되어 침전되는 것을 방지하기 위한 방법을 고안하게 되었다. 또한, 별도의 화학약품을 사용하지 않고 Mg2 + 또는 Ca2 +에 의한 스케일을 방지하되, Mg2+ 또는 Ca2 +의 금속 이온들을 폐기물로 배출하지 않고 기초화학원료로 유용하게 활용하기 위한 방법을 고안하게 되었다.
먼저, 도 1은 종래의 탄산염 연소 제조방법 및 담수화 공정의 공정흐름도이다. 도 1을 참조하면, 유입된 해수(X)는 담수화 공정(I)을 통해 담수(C') 및 농축해수(D')로 유출된다. 이 때, 해수(X)에는 다량의 Mg2 + 및 Ca2 +이 존재하며, 상기 Mg2+ 및 Ca2 + 이온들은 담수화 공정(I)에 포함된 RO(역삼투)막을 통과하는 과정에서 하기 화학식과 같은 반응으로 인하여 상기 RO막에 침전석출되어 결정으로 잔존하여 스케일을 형성한다.
Ca2 + + HCO- ↔ H+ + CaCO3↓
Mg2 + + HCO- ↔ H+ + MgCO3↓
이러한 스케일의 형성은 백화 현상을 유발하며, 막을 오염 또는 손상시켜 급격한 투과수량 감소가 일어나며 화학적 세정빈도를 증가시키고, 생산수량 및 운전효율이 저하되며, 처리수 수질을 악화시키는 등 공정의 안정적인 운전에 있어서 악영향을 발생시키게 되는 문제점이 있었다.
이와 관련하여, 도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 탄산염 연속 제조방법 및 담수화 공정의 공정흐름도이다. 도 2를 참조하면, 본 발명은 종래의 공정흐름도에 비하여 다단계의 공정으로 구성될 수 있음을 알 수 있다. 구체적으로, 유입된 해수(X)는 전처리 공정(Ⅱ)을 통해 Mg2 + 및 Ca2 +이 제거된 해수(B)를 해수 담수화 공정(Ⅳ)으로 유입시킬 수 있다. 이를 통해 농축률이 개선된 해수(A)를 이용하여 탄산염 연속 제조공정(Ⅲ)을 수행함으로써 탄산염 제조효율을 향상시킬 수 있으며, RO막에 스케일이 생성되는 것을 방지할 수 있어 우수한 효율로 담수(C)를 유출할 수 있다. 또한, Mg2 + 및 Ca2 +이 제거된 농축해수(D)를 유출함으로써 상기 농축해수를 이용하여 탄산염 연속 제조공정(Ⅲ) 등의 해수를 이용한 추가적인 공정을 효율적으로 수행할 수 있다.
본 발명은 도 3에 도시된 바와 같이 (1) 해수 용액에 수산화나트륨(NaOH)을 첨가하여 수산화마그네슘(Mg(OH)2) 및 수산화칼슘(Ca(OH)2)을 제조하는 단계(S1); (2) 상기 (1) 단계에서 처리된 해수 용액에서 상층액을 제거하고 상기 수산화마그네슘(Mg(OH)2) 및 수산화칼슘(Ca(OH)2)이 포함된 하층액을 분리하는 단계(S2); 및 (3) 상기 수산화마그네슘(Mg(OH)2) 및 수산화칼슘(Ca(OH)2)이 포함된 하층액에 이산화탄소(CO2)를 첨가하여 탄산마그네슘(MgCO3) 및 탄산칼슘(CaCO3)을 제조하는 단계(3);를 포함하는 것을 특징으로 하는 탄산염의 연속 제조방법을 제공한다.
이에 따라, 다량의 이산화탄소 투입을 통해 충분히 정제된 탄산염을 연속적으로 제조할 수 있어 탄산염의 자원화가 가능하고, 대기 중으로 배출되는 이산화탄소의 양을 대폭 저감시킬 수 있다. 또한, 해수 농축률이 개선되어 탄산염 제조 효율을 현저히 향상시킬 수 있다. 뿐만 아니라, 별도의 화학약품을 사용하지 않고 Mg2+ 또는 Ca2 +에 의한 스케일을 방지할 수 있고, Mg2 + 또는 Ca2 +의 금속 이온들을 폐기물로 배출하지 않고 기초화학원료로 유용하게 활용할 수 있다.
먼저, 상기 발명은 (1) 해수 용액에 수산화나트륨(NaOH)을 첨가하여 수산화마그네슘(Mg(OH)2) 및 수산화칼슘(Ca(OH)2)을 제조하는 단계에 대해 상세히 설명한다.
해수에는 NaCl(77.7중량%), MgCl2(4.7중량%), MgSO4(4.7중량%), CaSO4(3.6중량%), K2SO4(2.5중량%)등의 염류가 포함되어 있다. 구체적으로 해수 1000kg에 포함되어 있는 염류의 함량은, NaCl 27.195kg, MgCl2 3.815kg, MgSO4 1.645kg, CaSO4 1.260kg, K2SO4 0.875kg, 기타 0.210kg이다. 이와 같이 염류가 포함되어 있는 해수 용액에 수산화나트륨(NaOH)을 첨가하면, 하기 반응식 1과 같이 MgCl2, MgSO4 , CaSO4 등의 Mg2+ 또는 Ca2+ 이온의 염들과 반응이 일어나게 되고, 생성물로 수산화마그네슘(Mg(OH)2) 및 수산화칼슘(Ca(OH)2)이 순차적으로 침전된다. 이러한 반응을 통해, 본 발명은 해수 용액에 수산화나트륨(NaOH)를 첨가하는 간단하고 용이한 공정만으로 Mg2 + 및 Ca2 +의 이온을 분리할 수 있는 효과가 있다.
[반응식 1]
MgCl2(aq) + 2NaOH → Mg(OH)2 + 2NaCl(aq)
MgSO4(aq) + 2NaOH → Mg(OH)2 + Na2SO4(aq)
CaSO4(aq) + 2NaOH → Ca(OH)2 + Na2SO4(aq)
상기 반응식 1을 참조하면, 수산화나트륨(NaOH)를 해수 용액에 투입하면 이온의 선택성에 따라서 수산화마그네슘(Mg(OH)2) 및 수산화칼슘(Ca(OH)2)이 순차적으로 생성되는데, 이 때 상기 수산화마그네슘 (Mg(OH)2)은 물에 녹지 않고 백색 또는 무색의 콜로이드 상태 침전으로 얻어진다. 또한, 상기 수산화칼슘(Ca(OH)2)은 물에 잘 녹지는 않으나 이온화도(해리성)가 높아, 후술하는 바와 같이 이산화탄소(CO2)와 반응하여 탄산칼슘(CaCO3)을 제조하게 된다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 반응 온도는 10 ~ 90℃일 수 있으며, 반응 시간은 1 ~ 5시간일 수 있다. 또한, 첨가되는 수산화나트륨(NaOH)의 양은 순도 100% 기준으로 바람직하게는 해수 용액의 0.1 ~ 0.8중량%일 수 있으며, 보다 바람직하게는 해수 용액의 0.15 ~ 0.75중량%일 수 있다. 만일 상기 수산화나트륨(NaOH)의 양이 0.75중량%를 초과하는 경우에는 불순물이 생성되어 정제된 탄산염을 수득할 수 없는 문제점이 발생할 수 있으며, 0.15중량% 미만인 경우에는 해수 용액에 존재하는 Mg2 +이온을 모두 반응시키지 못하여 Mg2 +이온에 의하여 스케일이 생성되는 문제점이 발생할 수 있다.
다음으로, (2) 상기 (1) 단계에서 처리된 해수 용액에서 상층액을 제거하고 상기 수산화마그네슘(Mg(OH)2) 및 수산화칼슘(Ca(OH)2)이 포함된 하층액을 분리하는 단계(S2)에 대해 설명한다.
구체적으로 상기 (1) 단계를 수행한 후, 상기 (1) 단계에서 처리된 해수 용액의 상층액을 배출하는 탈수과정을 거친 다음 침전된 수산화마그네슘(Mg(OH)2) 및 수산화칼슘(Ca(OH)2)를 포함하는 하층액을 분리할 수 있다.
이를 통해, Ca2 + 및 Mg2 +이온을 해수 용액에서 분리하게 되어 Ca2 + 및 Mg2 +이온이 제거된(Ca2 +, Mg2 + Free) 상층액의 해수를 얻을 수 있게 된다. 본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 (2) 단계에서 제거된 상층액에는 Mg2 + 및 Ca2 +가 포함되어 있지 않고, 이에 따라 상기 Ca2 + 및 Mg2 +이온이 없는 해수를 얻을 수 있는 효과가 있다. 상기 해수는 염화나트륨(NaCl) 등이 농축되어 있게 되고, 이러한 해수를 적용하여 해수담수화 등의 RO막 등 막을 이용하는 공정을 수행하는 경우에는 스케일 발생의 원인이 되는 Ca2 + 및 Mg2 +가 해수에서 제거되어 있어 스케일 발생이 저감되는 효과가 있다.
다음으로, (3) 상기 수산화마그네슘(Mg(OH)2) 및 수산화칼슘(Ca(OH)2)이 포함된 하층액에 이산화탄소(CO2)를 첨가하여 탄산마그네슘(MgCO3) 및 탄산칼슘(CaCO3)을 제조하는 단계(S3)에 대해 설명한다.
상기 수산화마그네슘(Mg(OH)2) 및 수산화칼슘(Ca(OH)2)이 포함된 하층액에 이산화탄소(CO2)를 첨가하면, 하기의 반응식 2에 의해 탄산마그네슘(MgCO3) 및 탄산칼슘(CaCO3)이 침전된다. 침전된 탄산마그네슘(MgCO3) 및 탄산칼슘(CaCO3)을 용액으로부터 여과를 통해 분리하고 건조 및 세척을 수행하면 자원화가 가능한 정제된 탄산염이 얻어지게 되는 것이다.
[반응식 2]
Mg(OH)2 +CO2 → H2O + MgCO3
Ca(OH)2 +CO2 → H2O + CaCO3
상기 반응식 2를 참조하면, 수산화마그네슘(Mg(OH)2) 및 수산화칼슘(Ca(OH)2)이 이산화탄소(CO2)와 반응하여 물에 녹지 않는 탄산마그네슘(MgCO3) 및 탄산칼슘(CaCO3)을 생성한다. 이를 통해 다량의 이산화탄소(CO2)를 해수에 첨가하여 정제된 탄산마그네슘(MgCO3) 및 탄산칼슘(CaCO3)을 연속 생산할 수 있고, 상기 탄산마그네슘(MgCO3) 및 탄산칼슘(CaCO3)은 충분히 정제되어 제조되므로 자원화가 용이한 효과가 있다.
또한, 상기 반응식 1 및 반응식 2의 반응들을 순차적으로 수행함으로써 Ca2 + 및 Mg2 +이온이 없는(Ca2 +, Mg2 + Free) 상층액의 해수를 얻을 수 있다. 이에 따라 본 발명의 해수를 적용하는 다양한 공정에서는, Ca2 + 및 Mg2 +이온에 의한 스케일 발생을 저감할 수 있어 투과수량 감소를 방지하고 화학적 세정빈도를 감소시킬 수 있다. 따라서 공정의 운전효율 및 안정성을 향상시킬 수 있고, 특히 막 공정을 수행하는 경우엔 막 오염을 방지할 수 있는 장점이 있다.
한편, 상기 반응식 2의 반응을 수행하는 경우 하층액 중 수산화마그네슘(Mg(OH)2) 및 수산화칼슘(Ca(OH)2)의 농도는 5 ~ 40중량%일 수 있고, 반응 온도는 10~90 ℃일 수 있으며, 반응 시간은 1~5시간일 수 있다. 또한, 상기 반응을
수행하는 경우 첨가되는 이산화탄소(CO2)의 양은 상기 하층액 1kg 당 2g이상일 수 있으며, 바람직하게는 상기 하층액 1kg 당 2~5g을 첨가할 수 있다. 상기 범위로 이산화탄소(CO2)를 첨가하는 경우, 하층액에 포함된 수산화마그네슘(Mg(OH)2) 및 수산화칼슘(Ca(OH)2)의 대부분이 반응물이 되어 탄산염의 생성물을 생성할 수 있어 효과적인 반응을 수행할 수 있는 장점이 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 (3) 단계 이후, (4) 상기 (2) 단계에서 제거된 상층액에 포함된 염화나트륨(NaCl)을 전기분해하여 수산화나트륨(NaOH)을 제조하는 단계(S4); 및 (5) 상기 (4) 단계에서 수득된 수산화나트륨(NaOH)에 이산화탄소(CO2)를 첨가하여 탄산나트륨(Na2CO3)을 제조하는 단계(S5);를 더 수행할 수 있다. 이 경우 도 4에 도시된 바와 같이 공정을 수행할 수 있다.
먼저, 상기 (4) 상기 (2) 단계에서 제거된 상층액에 포함된 염화나트륨(NaCl)을 전기분해하여 수산화나트륨(NaOH)을 제조하는 단계(S4)에 대해 설명한다.
상술한 바와 같이, 상기 (2) 단계에서 제거된 상층액은 Ca2 + 및 Mg2 +이온이 제거된(Ca2+, Mg2 + Free) 해수 용액이며, 상기 해수 용액은 염화나트륨(NaCl)이 농축되어 있다. 하기의 반응식 3에 나타난 바와 같이, 상기 상층액에 포함된 염화나트륨(NaCl)을 전기분해하여 수산화나트륨(NaOH)를 제조함으로써, 탄산나트륨(Na2CO3)의 탄산염 제조를 연속적으로 수행할 수 있다.
[반응식 3]
2NaCl + 2H2O → 2NaOH + H2 + Cl2
다음으로, (5) 상기 (4) 단계에서 수득된 수산화나트륨(NaOH)에 이산화탄소(CO2)를 첨가하여 탄산나트륨(Na2CO3)을 제조하는 단계(S5)에 대해 설명한다.
상기 (4) 단계의 전기분해를 통해 수득된 수산화나트륨(NaOH)에 이산화탄소(CO2)를 첨가하면, 하기 반응식 4의 반응을 통해 탄산나트륨(Na2CO3)을 제조할 수 있고, 농축 및 건조 과정을 거쳐 정제된 탄산염을 얻을 수 있게 된다.
[반응식 4]
NaOH + CO2 → H2O + Na2CO3
상기 반응에서, 수산화나트륨(NaOH)의 농도는 3~50중량%일 수 있고, 반응온도는 상온일 수 있으며, 반응시간은 10분~5시간일 수 있다. 또한, 첨가되는 이산화탄소(CO2)의 양은 상기 상층액 1kg 당 8g 이상일 수 있고, 바람직하게는 상기 상층액 1kg 당 6~11g일 수 있다. 상기 범위로 이산화탄소(CO2)를 첨가하는 경우, 전기분해를 통해 얻은 수산화나트륨(NaOH) 대부분이 이산화탄소(CO2)와 반응하여 탄산염의 생성물을 생성할 수 있어 효과적인 반응을 수행할 수 있는 장점이 있다.
본 발명은 도 4에 도시된 바와 같이 수산화나트륨(NaOH)을 먼저 첨가하여 Ca2+ 및 Mg2 +가 제거된 상층액의 전기분해를 통해 탄산나트륨(Na2CO3)의 탄산염을 얻는 경우엔 불순물이 거의 없이 탄산나트륨(Na2CO3)만을 생성할 수 있는 효과가 있다. 만일 본 발명의 반응들을 거치지 않고 단순히 해수 용액에 이산화탄소(CO2)를 첨가하는 경우에는 탄산마그네슘(MgCO3)과 탄산칼슘(CaCO3) 및 탄산나트륨(Na2CO3) 뿐만 아니라 여러가지 불순물도 함께 만들어져 정제된 탄산염을 얻을 수 없는 문제점이 발생할 수 있다.
한편, 본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면 상기 (3) 단계 이후, 상기 (2) 단계에서 제거된 상층액에 대해 역삼투압 및 이온교환에 의한 담수추출을 통해 염화나트륨(NaCl)을 추출하는 단계(S4.1)를 추가로 수행할 수 있다. 이를 통해 상기 (2) 단계에서 분리된 상층액으로부터 물(H2O)과 염(NaCl)을 분리하여 고순도의 염분을 얻을 수 있는 효과가 있다. 또한, 상기 상층액은 Ca2 + 및 Mg2가 포함되어 있지 않으므로 막에 스케일이 생길 염려가 없으므로 보다 효율적으로 염화나트륨(NaCl)을 추출할 수 있는 장점이 있다.
나아가, 본 발명은 도 6에 도시된 바와 같이 (1) 해수 용액에 포함된 염화나트륨(NaCl)을 전기분해하여 수산화나트륨(NaOH)을 제조하는 단계(S1'); (2) 상기 수산화나트륨(NaOH)이 해수 용액에 포함된 Mg2 + 및 Ca2 +와 반응하여 수산화마그네슘(Mg(OH)2) 및 수산화칼슘(Ca(OH)2)을 제조하는 단계(S2'); (3) 상기 (2) 단계에서 처리된 해수 용액에서 상층액을 제거하고 상기 수산화마그네슘(Mg(OH)2) 및 수산화칼슘(Ca(OH)2)이 포함된 하층액을 분리하는 단계(S3'); 및 (4) 상기 수산화마그네슘(Mg(OH)2) 및 수산화칼슘(Ca(OH)2)이 포함된 하층액에 이산화탄소(CO2)를 첨가하여 탄산마그네슘(MgCO3) 및 탄산칼슘(CaCO3)을 제조하는 단계(S4');를 포함하는 것을 특징으로 하는 탄산염의 연속 제조방법을 제공한다.
이를 통해 다량의 이산화탄소 투입을 통해 충분히 정제된 탄산염을 연속적으로 제조할 수 있어 탄산염의 자원화가 가능하고, 대기 중으로 배출되는 이산화탄소의 양을 대폭 저감시킬 수 있다. 또한, 해수 농축률이 개선되어 탄산염 제조 효율이 현저히 향상됨과 동시에, 본 발명은 RO 막을 이용하는 경우Mg2 + 또는 Ca2 + 이온에 의한 스케일이 생성을 억제하여 백화현상을 방지할 수 있어 공정효율을 현저히 향상시킬 수 있다.
이하, 상술한 내용과 중복되는 내용을 제외하고 상세히 설명한다.
먼저, (1) 해수 용액에 포함된 염화나트륨(NaCl)을 전기분해하여 수산화나트륨(NaOH)을 제조하는 단계(S1')를 통해 수산화나트륨(NaOH)을 제조한다. 상기 수산화나트륨(NaOH)을 해수 용액과 반응시켜 탄산염 연속 제조공정을 수행할 수 있다.
상기 염화나트륨(NaCl)의 전기분해 반응은 하기 반응식 5의 반응을 통해 수산화나트륨(NaOH)을 생성한다.
[반응식 5]
2NaCl + 2H2O → 2NaOH + H2 + Cl2
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 (1) 단계에서 상기 해수 용액에 대해 역삼투압 및 이온교환에 의한 담수추출을 통해 염화나트륨(NaCl)을 추출하는 단계를 추가로 수행할 수 있다. 이에 따라 본 발명의 공정은 도 7에 도시된 바와 같이 수행될 수 있다. 즉, 상기 (1) 단계에서 해수 용액에 포함된 염화나트륨(NaCl)을, 해수 용액에 대해 역삼투압 및 이온교환에 의한 담수추출을 통해 추출할 수 있다. 상기 추출한 염화나트륨(NaCl)에 대해 전기분해를 수행하여 수산화나트륨(NaOH)을 제조할 수 있는 것이다.
다음으로, (2) 상기 수산화나트륨(NaOH)이 해수 용액에 포함된 Mg2 + 및 Ca2 +와 반응하여 수산화마그네슘(Mg(OH)2) 및 수산화칼슘(Ca(OH)2)을 제조하는 단계(S2')를 수행한다. 상기 수산화나트륨(NaOH)은 해수 용액에 포함된 Mg2 + 및 Ca2 + 이온과 반응하여, 하기 반응식 6의 반응을 통해 수산화마그네슘(Mg(OH)2) 및 수산화칼슘(Ca(OH)2)을 생성한다. 이는 상술한 해수 용액에 바로 수산화나트륨(NaOH)를 첨가한 반응식 1과 동일한 반응이다.
[반응식 6]
MgCl2(aq) + 2NaOH → Mg(OH)2 + 2NaCl(aq)
MgSO4(aq) + 2NaOH → Mg(OH)2 + Na2SO4(aq)
CaSO4(aq) + 2NaOH → Ca(OH)2 + Na2SO4(aq)
다음으로, (3) 상기 (2) 단계에서 처리된 해수 용액에서 상층액을 제거하고 상기 수산화마그네슘(Mg(OH)2) 및 수산화칼슘(Ca(OH)2)이 포함된 하층액을 분리하는 단계(S3')를 수행한다. 이를 통해 해수 용액에 포함된 Mg2 + 및 Ca2 +을 용이하게 제거할 수 있어 스케일 생성을 방지할 수 있는 효과를 발현할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 (3) 단계에서 제거된 상층액에는 Mg2 + 및 Ca2 +가 포함되어 있지 않을 수 있다. 이를 통해 스케일을 유발하는 주된 이온인 Mg2 + 및 Ca2 +가 분리 또는 제거된 상층액의 해수를 얻을 수 있고, 상술한 바와 같이 이를 적용하여 해수담수화 등의 다양하 공정을 수행하는 경우에 스케일 발생이 저감되는 효과가 있다.
그 후, (4) 상기 수산화마그네슘(Mg(OH)2) 및 수산화칼슘(Ca(OH)2)이 포함된 하층액에 이산화탄소(CO2)를 첨가하여 탄산마그네슘(MgCO3) 및 탄산칼슘(CaCO3)을 제조하는 단계를 수행한다. 이는 상기 반응식 2와 동일하게 진행된다.
상기 단계는 하기의 반응식 7의 반응을 통해 수행된다.
[반응식 7]
Mg(OH)2 +CO2 → H2O + MgCO3
Ca(OH)2 +CO2 → H2O + CaCO3
상기 반응식 7을 참조하면, 수산화마그네슘(Mg(OH)2) 및 수산화칼슘(Ca(OH)2)이 이산화탄소(CO2)와 반응하여 물에 녹지 않는 탄산마그네슘(MgCO3) 및 탄산칼슘(CaCO3)을 생성한다. 이를 통해 다량의 이산화탄소(CO2)를 해수에 첨가하여 정제된 탄산마그네슘(MgCO3) 및 탄산칼슘(CaCO3)을 연속 생산할 수 있고, 상기 탄산마그네슘(MgCO3) 및 탄산칼슘(CaCO3)은 충분히 정제되어 제조되므로 자원화가 용이한 효과가 있다.
또한, 상기 (4) 단계 이후, (5) 상기 (3) 단계에서 제거된 상층액에 포함된 염화나트륨(NaCl)을 전기분해하여 수산화나트륨(NaOH)을 제조하는 단계(S5')를 수행할 수 있다.
상술한 바와 같이, 상기 (3) 단계에서 제거된 상층액은 Ca2 + 및 Mg2 +이온이 없는(Ca2+, Mg2 + Free) 해수 용액이며, 상기 해수 용액은 염화나트륨(NaCl)이 농축되어 있다. 하기의 반응식 8에 나타난 바와 같이, 상기 상층액에 포함된 염화나트륨(NaCl)을 전기분해하여 수산화나트륨(NaOH)를 제조함으로써, 탄산나트륨(Na2CO3)의 탄산염 제조를 연속적으로 수행할 수 있다. 이는 상기 반응식 3과 동일하게 진행된다.
[반응식 8]
2NaCl + 2H2O → 2NaOH + H2 + Cl2
다음으로, (6) 상기 (5) 단계에서 수득된 수산화나트륨(NaOH)에 이산화탄소(CO2)를 첨가하여 탄산나트륨(Na2CO3)을 제조하는 단계를 더 수행할 수 있다.
상기 (5) 단계의 전기분해를 통해 수득된 수산화나트륨(NaOH)에 이산화탄소(CO2)를 첨가하면, 하기 반응식9의 반응을 통해 탄산나트륨(Na2CO3)을 제조할 수 있고, 농축 및 건조 과정을 거쳐 정제된 탄산염을 얻을 수 있게 된다. 이는 상기 반응식 4와 동일하게 진행된다.
[반응식 9]
NaOH + CO2 → H2O + Na2CO3
이와 같이, 수산화나트륨(NaOH)을 첨가하여 Ca2 + 및 Mg2 +가 제거된 상층액의 전기분해를 통해 탄산나트륨(Na2CO3)의 탄산염을 얻는 경우엔 불순물이 거의 없이 탄산나트륨(Na2CO3)만을 생성할 수 있는 효과가 있다. 만일 본 발명의 반응들을 거치지 않고 단순히 해수 용액에 이산화탄소(CO2)를 첨가하는 경우에는 탄산마그네슘(MgCO3)과 탄산칼슘(CaCO3) 및 탄산나트륨(Na2CO3) 뿐만 아니라 여러가지 불순물도 함께 만들어져 정제된 탄산염을 얻을 수 없는 문제점이 발생할 수 있다.
한편, 본 발명은 상술한 바와 같이 해수의 전처리를 통해서 해수 농축률이 개선된 탄산염의 연속 제조방법을 제공할 수 있을 뿐만 아니라, 이를 통해 해수 담수화 설비의 스케일 저감을 위한 방법을 제공할 수 있다.
이와 관련하여, 본 발명은 (1) 해수 용액에 수산화나트륨(NaOH)을 첨가하여 수산화마그네슘(Mg(OH)2) 및 수산화칼슘(Ca(OH)2)을 제조하는 단계; (2) 상기 (1) 단계에서 처리된 해수 용액에서 수산화마그네슘(Mg(OH)2) 및 수산화칼슘(Ca(OH)2)이 포함된 하층액을 제거하고, 상층액을 분리하는 단계; 및 (3) 상기 상층액을 RO(역삼투)막을 이용하여 담수화 하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 해수 담수화 방법을 제공한다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 (2) 단계에서 분리된 상층액을 이용하여 해수 담수화 공정을 수행하는 경우, 상기 해수 용액에서 분리된 상층액을 RO(역삼투)막에 통과시켜 농축수와 담수(탈염수)를 제조하는 단계를 포함하는 해수 담수화 공정을 수행할 수 있다.
이 경우, 상술한 바와 같이 상기 상층액에는 Mg2 + 및 Ca2 +가 포함되어 있지 않아 RO(역삼투)막에 상기 이온들이 침전되어 스케일이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 이와 같이 전처리된 해수를 이용함으로써 스케일 발생에 의한 급격한 투과수량 감소 및 화학적 세정빈도 증가를 방지할 수 있으며, 생산수량 및 운전효율을 향상시키는 효과가 있다. 또한, 처리수 수질의 악화를 방지하는 등 공정의 안정적인 운전이 용이한 장점이 있다.
이와 관련하여, 도 8은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 탄산염 연속 제조방법 및 전처리된 해수를 이용한 해수 담수화 공정의 순서도이다. 도 8을 참조하면, 해수에서 분리된 상층액을 이용하여 해수 담수화 공정을 수행할 수 있다. 이와 같이 수산화나트륨(NaOH)을 첨가하여 수산화마그네슘(Mg(OH)2) 및 수산화칼슘(Ca(OH)2) 제조하여 하층액을 분리하는 공정을 '전처리'로 볼 수 있다. 이 경우 상기 상층액은 Mg2 + 및 Ca2 +가 포함되어 있지 않아 RO(역삼투)막에 이온에 의한 침전물 등이 형성되어 스케일에 의해 막이 손상되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다. 즉, 본 발명은 해수에 수산화나트륨(NaOH)을 첨가하는 공정을 이용하여 탄산염 제조 공정의 효율을 현저히 향상시킬 수 있음과 동시에 Mg2 + 및 Ca2 +가 포함되어 있지 않은 해수를 이용하여 해수 담수화 공정을 수행하는 경우의 RO(역삼투)막 스케일을 저감시킬 수 있다.
결국, 본 발명의 탄산염 연속 제조방법 및 담수화 설비의 스케일 저감을 위한 해수 전처리 방법은 해수 농축률을 개선하여 탄산염 연속 제조 효율을 향상시킬 수 있음과 동시에 Mg2 + 또는 Ca2 + 이온에 의한 스케일이 생성을 억제하여 백화현상을 방지할 수 있어 담수화 설비의 오염 또는 손상을 방지하여 담수화 공정의 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 별도의 화학약품을 사용하여 Mg2 + 또는 Ca2 + 이온을 전처리 할 필요가 없어 생산수 원가를 절감할 수 있고, Mg2 + 또는 Ca2 + 등의 금속 이온을 폐기물로 배출하지 않고 기초화학원료로 유용하게 활용할 수 있는 장점이 있다.
이하, 구체적인 실시예를 통하여 본 발명에 대하여 보다 자세히 설명한다.
실시예
해수 용액 1000kg에 수산화나트륨(NaOH) 1 ~ 8 kg을 첨가하여 수산화마그네슘(Mg(OH)2) 및 수산화칼슘(Ca(OH)2)을 제조하였다. 상기 해수 용액에서 상층액을 제거하고, 상기 수산화마그네슘(Mg(OH)2) 및 수산화칼슘(Ca(OH)2)이 포함된 하층액을 분리하였다. 상기 하층액 1kg 당 2.365g의 이산화탄소(CO2)를 첨가하여 탄산마그네슘(MgCO3) 및 탄산칼슘(CaCO3)을 제조하였다. 또한, 상기 해수 용액에서 제거된 상층액을 RO(역삼투)막에 통과시켜 해수 담수화 공정을 수행하여 담수를 수득하였다.
비교예
해수 용액 1000kg에 0.31중량%의 산화칼슘(CaO) 또는 수산화칼슘(Ca(OH)2)을 첨가하여 10~90℃ 온도에서, 2~5시간 반응을 수행하여 수산화마그네슘(Mg(OH)2)을 제조하였다. 상기 해수 용액에서 상층액을 제거하고 상기 수산화마그네슘(Mg(OH)2)이 5~40중량%로 포함된 하층액을 분리하였고, 상기 하층액에 이산화탄소(CO2)를 첨가하여 탄산마그네슘(MgCO3) 4.531kg을 제조하였다. 그 후, 상기 상층액에 포함된 염화나트륨(NaCl)을 전기분해하여 수산화나트륨(NaOH)을 제조하였고, 이를 상기 상층액에 첨가하여 수산화칼슘(Ca(OH)2)을 제조하였다. 상기 수산화칼슘(Ca(OH)2)이 포함된 하층액을 분리하여 이산화탄소(CO2)를 첨가하여 탄산칼슘(CaCO3) 5.378kg을 제조하였다. 상기 제조공정을 통해 첨가되는 이산화탄소의 양은 해수 1000kg 당 14.368kg이다. 또한, 상기 해수 용액에서 제거된 상층액을 RO(역삼투)막에 통과시켜 해수 담수화 공정을 수행하여 담수를 수득하였다.
실험예 . 담수 회수율
실시예 및 비교예의 전처리 해수 공급 대비 담수 회수율을 측정한 후 이를 하기 표 1에 표시하였다.
실시예 비교예
담수 회수율( % ) 60 40
상기 표 1을 참조하면, 비교예의 경우 삼투압의 상승으로 생산수량의 감소와 해수 농축에 의한 스케일 성분의 농도 증가로 막 면에 스케일이 발생하는 등의 이유로 담수 회수율이 40%를 초과하는 높은 값을 가지지 못하는 한계점이 있음을 알 수 있다. 반면에, 본 발명의 경우 담수 회수율이 60%로, 본 발명은 해수의 담수화를 수행하는 경우 특정 이온들에 의한 RO(Reverse Osmosis, 역삼투)막의 스케일 생성을 저감할 수 있는 효과가 있음을 알 수 있다.

Claims (9)

  1. (1) 해수 용액에 수산화나트륨(NaOH)을 첨가하여 수산화마그네슘(Mg(OH)2) 및 수산화칼슘(Ca(OH)2)을 제조하는 단계;
    (2) 상기 (1) 단계에서 처리된 해수 용액에서 상층액을 제거하고 상기 수산화마그네슘(Mg(OH)2) 및 수산화칼슘(Ca(OH)2)이 포함된 하층액을 분리하는 단계;
    (3) 상기 수산화마그네슘(Mg(OH)2) 및 수산화칼슘(Ca(OH)2)이 포함된 하층액에 이산화탄소(CO2)를 첨가하여 탄산마그네슘(MgCO3) 및 탄산칼슘(CaCO3)을 제조하는 단계;및
    (3') 상기 (2) 단계에서 제거한 상층액을 RO(역삼투)막을 이용하여 담수화 하는 단계;를 포함하고,
    상기 (2) 단계에서 제거된 상층액에는 Mg2+ 및 Ca2+가 포함되어 있지 않은 탄산염의 연속 제조방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 (3) 단계 이후,
    (4) 상기 (2) 단계에서 제거된 상층액에 포함된 염화나트륨(NaCl)을 전기분해하여 수산화나트륨(NaOH)을 제조하는 단계;및
    (5) 상기 (4) 단계에서 수득된 수산화나트륨(NaOH)에 이산화탄소(CO2)를 첨가하여 탄산나트륨(Na2CO3)을 제조하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 탄산염의 연속 제조방법.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 (3) 단계 이후, 상기 (2) 단계에서 제거된 상층액에 대해 역삼투압 및 이온교환에 의한 담수추출을 통해 염화나트륨(NaCl)을 추출하는 단계;를 추가로 수행하는 것을 특징으로 하는 탄산염의 연속 제조방법.
  6. (1) 해수 용액에 포함된 염화나트륨(NaCl)을 전기분해하여 수산화나트륨(NaOH)을 제조하는 단계;
    (2) 상기 수산화나트륨(NaOH)이 해수 용액에 포함된 Mg2+ 및 Ca2+와 반응하여 수산화마그네슘(Mg(OH)2) 및 수산화칼슘(Ca(OH)2)을 제조하는 단계;
    (3) 상기 (2) 단계에서 처리된 해수 용액에서 상층액을 제거하고 상기 수산화마그네슘(Mg(OH)2) 및 수산화칼슘(Ca(OH)2)이 포함된 하층액을 분리하는 단계;
    (4) 상기 수산화마그네슘(Mg(OH)2) 및 수산화칼슘(Ca(OH)2)이 포함된 하층액에 이산화탄소(CO2)를 첨가하여 탄산마그네슘(MgCO3) 및 탄산칼슘(CaCO3)을 제조하는 단계;및
    (4') 상기 (3) 단계에서 제거한 상층액을 RO(역삼투)막을 이용하여 담수화 하는 단계;를 포함하고,
    상기 (3) 단계에서 제거된 상층액에는 Mg2+ 및 Ca2+가 포함되어 있지 않은 탄산염의 연속 제조방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 (4) 단계 이후,
    (5) 상기 (3) 단계에서 제거된 상층액에 포함된 염화나트륨(NaCl)을 전기분해하여 수산화나트륨(NaOH)을 제조하는 단계;및
    (6) 상기 (5) 단계에서 수득된 수산화나트륨(NaOH)에 이산화탄소(CO2)를 첨가하여 탄산칼슘을 제조하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 탄산염의 연속 제조방법.
  8. 삭제
  9. 제6항에 있어서,
    상기 (1) 단계에서 상기 해수 용액에 대해 역삼투압 및 이온교환에 의한 담수추출을 통해 염화나트륨(NaCl)을 추출하는 단계;를 추가로 수행하는 것을 특징으로 하는 탄산염의 연속 제조방법.
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