KR102266542B1 - Method for manufacturing nano calcium carbonate using waste concrete and apparatus thereof - Google Patents

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Abstract

본 명세서에 개시된 발명의 나노 탄산칼슘 제조방법 및 그장치는 폐콘크리트를 사용함으로써 폐자원을 활용하여, 효율적으로 탄산칼슘을 제조할 수 있고, 동시에 이산화탄소를 제거할 수 있다. The nano calcium carbonate manufacturing method and apparatus of the present invention disclosed herein utilize waste resources by using waste concrete, and can efficiently produce calcium carbonate and simultaneously remove carbon dioxide.

Description

폐콘크리트를 이용한 나노 탄산칼슘 제조방법 및 그 장치 {METHOD FOR MANUFACTURING NANO CALCIUM CARBONATE USING WASTE CONCRETE AND APPARATUS THEREOF}Nano calcium carbonate manufacturing method and device using waste concrete {METHOD FOR MANUFACTURING NANO CALCIUM CARBONATE USING WASTE CONCRETE AND APPARATUS THEREOF}

본 명세서에는 폐콘크리트를 이용한 나노 탄산칼슘 제조방법 및 그 장치가 개시된다.Disclosed herein is a method for manufacturing nano calcium carbonate using waste concrete and an apparatus therefor.

이산화탄소는 지구 온난화에 영향을 미치는 가장 중요한 요소이다. 대기 중 이산화탄소 농도는 꾸준히 증가하여 2017년 405.5 ppm으로 산업화 이전(1750년 이전) 대비 약 46% 증가했다. 따라서 많은 학자와 연구자들은 이산화탄소 배출량을 줄이기 위한 방법을 찾고 있으며 유망한 옵션 중 하나는 미네랄 카보네이트화(Mineral Carbonation), 즉 칼슘 및 마그네슘 실리케이트와 같은 천연 실리케이트 미네랄의 탄산염을 통해 미네랄 카보네이트 및 실리카를 저장 및 활용하는 것이다.Carbon dioxide is the most important factor influencing global warming. The concentration of carbon dioxide in the atmosphere has steadily increased, reaching 405.5 ppm in 2017, an increase of about 46% compared to pre-industrial times (before 1750). Therefore, many scholars and researchers are looking for ways to reduce carbon dioxide emissions, and one promising option is mineral carbonation, that is, the storage and utilization of mineral carbonates and silica through carbonates of natural silicate minerals such as calcium and magnesium silicates. will do

폐콘크리트는 건설 폐기물로써 도시 재개발과 고속도로, 교량 공사, 아파트 등 건축물의 해체나 신축과정에서 다량 발생하여 수급하기 용이하다는 장점이 있다. 다만, 공사 현장에서 혼합 배출하기 때문에 재활용률이 높은 편은 아니어서 효율적인 체계를 구축하지 못한 실정이다. Waste concrete is a construction waste, and it has the advantage of being easily supplied and supplied in large quantities during urban redevelopment, highway, bridge construction, and dismantling or new construction of buildings such as apartments. However, since the recycling rate is not high because of mixed discharge at the construction site, an efficient system has not been established.

한편, 나노 탄산칼슘 혹은 경질 탄산칼슘으로 분류되는 입자가 고운 탄산칼슘은 건축 자재, 도료, 종이, 의약, 화장품, 플라스틱 등 여러 분야에 폭넓게 사용되고 있으며, 고품질로써 시장 수요가 점차 증가하고 있으며 2023년 세계시장 10조 정도로 추산되고 있다. 향후 고급화 수요에 따른 시장확대에 선점을 하기 위해서는 고품질의 나노 탄산칼슘 생산과 공정 수율을 확보하여 가격 경쟁력을 확보할 필요가 있다. On the other hand, fine-grained calcium carbonate classified as nano calcium carbonate or light calcium carbonate is widely used in various fields such as building materials, paints, paper, medicine, cosmetics, and plastics. The market is estimated to be around 10 trillion won. In order to preoccupy the market expansion according to the demand for high-end products in the future, it is necessary to secure price competitiveness by securing high-quality nano calcium carbonate production and process yield.

또한, 마이크로 버블은 기포 직경 50 ㎛ 이하의 미세기포를 의미한다. 수중에서 일반 기포에 비해 부력이 작아 나노 사이즈의 버블 형태로 축소 및 전환되며, 이후 소멸하면서 완전 용해되기 때문에 기포의 접촉면적이 넓어질 뿐만 아니라 용해량이 증가되는 원리로써 가압 용해식, 2상류, 가압 선회방식 등 다양한 방법으로 발생시킬 수 있다. 현재 다양한 산업과 환경 분야에 널리 사용되고 있으며, 응용 분야가 더욱 확대되고 있는 상황이다. In addition, microbubbles mean microbubbles with a bubble diameter of 50 μm or less. In water, the buoyancy is smaller than that of general bubbles, so they are reduced and converted into nano-sized bubbles, and then completely dissolved as they disappear, so the contact area of the bubbles and the amount of dissolution are increased. It can be generated in various ways, such as a turning method. Currently, it is widely used in various industries and environmental fields, and the application field is further expanding.

종래 순환골재와 탄산가스를 이용한 침강성 탄산칼슘 생산방법(한국 등록 특허 제10-0803706호)에 의하면 순환골재의 석회 성분을 제거하여 품질을 향상시키는 과정에서 세척수와 탄산가스를 공급하여 침강성 탄산칼슘을 생산하게 된다. 그러나, 이에 따르면 건설 폐기물 및 폐목을 소각해야 하며, 이 과정에서 대기 중에 존재하는 이산화탄소의 농도를 줄이는 데에는 도움이 되지 못해 이산화탄소 저감 측면에서 한계점이 발생한다.According to the conventional method for producing precipitated calcium carbonate using recycled aggregate and carbon dioxide gas (Korean Patent No. 10-0803706), in the process of improving the quality by removing the lime component of the recycled aggregate, the precipitated calcium carbonate is produced by supplying washing water and carbon dioxide gas. will produce However, according to this, construction waste and waste wood must be incinerated, and in this process, it does not help to reduce the concentration of carbon dioxide in the atmosphere, so a limit occurs in terms of carbon dioxide reduction.

따라서, 대량 발생되는 건설폐기물로부터 대기 중에 존재하는 이산화탄소 전환에 의한 나노 탄산칼슘 제조 기술의 상용화가 필요한 상황이다. Therefore, it is necessary to commercialize nano calcium carbonate manufacturing technology by converting carbon dioxide present in the atmosphere from construction waste generated in large quantities.

한국 등록 특허 제10-0803706호Korean Registered Patent No. 10-0803706

일 측면에서, 본 발명의 목적은, 건설 폐기물인 폐콘크리트를 재활용하여 일반 탄산칼슘 대비 이용가치가 높은 나노 탄산칼슘을 경제적이고 효율적으로 생산하는 것이다.In one aspect, an object of the present invention is to economically and efficiently produce nano-calcium carbonate having a higher utility value than general calcium carbonate by recycling waste concrete, which is a construction waste.

일 측면에서, 본 명세서에서는, 폐콘크리트를 회수 및 분쇄하는 단계; 산성 용액에 상기 폐콘트리트를 첨가하여, 2가 또는 3가 양이온을 포함하는 용출용액을 생산하는 단계; 상기 용출용액에 염기성 용액을 첨가하여 불순물을 제거하는 단계; 및 상기 불순물이 제거된 용출용액에 마이크로 버블 형태로 이산화탄소를 공급하여, 나노 크기의 탄산칼슘을 생성하는 단계;를 포함하는 나노 탄산칼슘 제조방법을 제공한다.In one aspect, in the present specification, the steps of recovering and pulverizing the waste concrete; adding the waste concrete to an acidic solution to produce an elution solution containing divalent or trivalent cations; removing impurities by adding a basic solution to the elution solution; and supplying carbon dioxide in the form of microbubbles to the elution solution from which the impurities are removed to produce nano-sized calcium carbonate.

다른 측면에서, 본 명세서에서는, 나노 탄산칼슘 제조장치로서, 산성 용액을 공급하여, 폐콘크리트 내의 2가 또는 3가 양이온을 용출시켜 용출용액을 생산하는 추출조; 상기 추출조와 연결되고, 염기성 용액을 공급하여 용출 용액을 중화시키는 중화조; 상기 중화조와 연결되고, 중화 과정에서 침전된 불순물을 회수하는 침전조; 상기 침전조와 연결되고, 불순물이 제거된 용출용액과 이산화탄소를 반응시키는 하나 이상의 반응조; 및 상기 하나 이상의 반응조와 연결되고, 상기 하나 이상의 반응조에 마이크로 버블 형태로 이산화탄소를 공급하는 마이크로 버블 장치;를 포함하는 것인, 나노 탄산칼슘 제조장치를 제공한다. In another aspect, in the present specification, as an apparatus for producing nano calcium carbonate, an extraction tank for supplying an acidic solution, eluting divalent or trivalent cations in waste concrete to produce an elution solution; a neutralization tank connected to the extraction tank and supplying a basic solution to neutralize the elution solution; a precipitation tank connected to the neutralization tank and recovering impurities precipitated in the neutralization process; one or more reaction tanks connected to the precipitation tank and reacting the elution solution from which impurities are removed and carbon dioxide; and a microbubble device connected to the one or more reaction tanks and supplying carbon dioxide in the form of microbubbles to the one or more reaction tanks.

본 명세서에 따르면, 다양한 이온을 함유하고 있는 폐콘크리트에서 2가 또는 3가의 양이온들을 추출하고, 선택적으로 불순물을 수산화화합물 형태로 침전시켜 고순도의 나노 탄산칼슘을 제조할 수 있다.According to the present specification, it is possible to extract divalent or trivalent cations from waste concrete containing various ions, and selectively precipitate impurities in the form of hydroxide compounds to produce high-purity nano calcium carbonate.

본 명세서에 개시된 제조방법에 의하여 제조된 나노 탄산칼슘은 고품질로써 건축 자재, 도료, 종이, 의약, 화장품, 플라스틱 등으로 사용될 수 있다. 다시 말해, 대기중의 높은 농도의 이산화탄소와 폐자원이 사용 가능한 자원으로 전환되어 부가 가치를 생산할 수 있다는 것을 의미한다.The nano calcium carbonate prepared by the manufacturing method disclosed herein is of high quality and can be used as building materials, paints, paper, medicine, cosmetics, plastics, and the like. In other words, it means that high concentrations of carbon dioxide and waste resources in the atmosphere can be converted into usable resources to produce added value.

또한, 본 명세서에 개시된 제조방법은, 마이크로 버블 형태로 이산화탄소를 공급하여, 나노 크기의 고품질 탄산칼슘을 생성하므로, 이를 통해 시장에서 경쟁력을 확보하고 선점할 수 있다.In addition, the manufacturing method disclosed herein supplies carbon dioxide in the form of microbubbles to produce nano-sized high-quality calcium carbonate, thereby securing competitiveness and preoccupying the market.

또한, 본 명세서의 제조장치를 이용하여, 연속적인 자동화 공정 프로그램을 설계하고 구축함으로써 효율적인 생산 환경 구축, 인건비 절감, 생산 수율 향상, 균등한 품질의 대량 생산 등의 특징으로 경제성을 확보할 수 있다. In addition, by using the manufacturing apparatus of the present specification, by designing and building a continuous automated process program, it is possible to secure economic feasibility with features such as efficient production environment establishment, labor cost reduction, production yield improvement, and mass production of equal quality.

도 1은 본 명세서의 일 실시예에 따라, 폐콘크리트에 HCl을 혼합한 용액의 Ca2+의 추출 효율을 HCl 농도 별 ICP-OES 분석 결과를 그래프로 나타낸 것이다.
도 2는 본 명세서의 일 실시예에 따라, 폐콘크리트를 활용한 나노 탄산칼슘 제조장치를 나타낸 것이다.
도 3는 본 명세서의 일 실시예에 따라 생성된 나노 탄산칼슘을 SEM 분석한 결과를 나타낸 사진이다.
도 4는 본 명세서의 일 실시예에 따라 생성된 나노 탄산칼슘의 EDS 분석 그래프이다.
도 5는 본 명세서의 일 실시예에 따라 사용되는 폐콘크리트를 XRD, XRF 분석하여 광물 함량을 나타낸 결과이다.
1 is a graph showing the extraction efficiency of Ca 2+ of a solution in which HCl is mixed with waste concrete according to an embodiment of the present specification, ICP-OES analysis results for each HCl concentration.
Figure 2 shows an apparatus for manufacturing nano calcium carbonate using waste concrete, according to an embodiment of the present specification.
3 is a photograph showing the results of SEM analysis of the nano calcium carbonate produced according to an embodiment of the present specification.
4 is an EDS analysis graph of nano calcium carbonate produced according to an embodiment of the present specification.
5 is a result showing the mineral content by XRD and XRF analysis of the waste concrete used according to an embodiment of the present specification.

용어 정의Term Definition

본 명세서에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.In the present specification, when a part "includes" a certain component, this means that other components may be further included, rather than excluding other components, unless otherwise stated.

예시적인 exemplary 구현예들의of embodiments 설명 Explanation

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

나노 탄산칼슘 제조방법Nano calcium carbonate manufacturing method

본 명세서의 예시적인 구현예들에서는, 폐콘크리트를 회수 및 분쇄하는 단계; 산성 용액에 상기 폐콘크리트를 첨가하여, 2가 또는 3가 양이온을 포함하는 용출용액을 생산하는 단계; 상기 용출용액에 염기성 용액을 첨가하여 불순물을 제거하는 단계; 및 상기 불순물이 제거된 용출용액에 마이크로 버블 형태로 이산화탄소를 공급하여, 나노 크기의 탄산칼슘을 생성하는 단계;를 포함하는 나노 탄산칼슘 제조방법을 제공한다. In exemplary embodiments of the present specification, the steps of recovering and pulverizing the waste concrete; adding the waste concrete to an acidic solution to produce an elution solution containing divalent or trivalent cations; removing impurities by adding a basic solution to the elution solution; and supplying carbon dioxide in the form of microbubbles to the elution solution from which the impurities are removed to produce nano-sized calcium carbonate.

본 명세서에 개시된 나노 탄산칼슘 제조방법은, 분쇄된 폐콘크리트에서 추출한 칼슘 이온을 마이크로 크기의 이산화탄소 기포와 반응시켜 나노 탄산칼슘을 생성하는 기술로서, 탄산화 단계에서 이산화탄소가 전혀 배출되지 않는 순환형 환경기술이다. The nano calcium carbonate manufacturing method disclosed in the present specification is a technology for generating nano calcium carbonate by reacting calcium ions extracted from pulverized waste concrete with micro-sized carbon dioxide bubbles, and is a circulating environmental technology in which carbon dioxide is not emitted at all in the carbonation step. to be.

구체적으로, 마이크로 버블을 이용하는 경우, 탄산칼슘의 입자 형태가 Aragonite 형태가 아닌 구형으로 형성이 되고, 마이크로 버블의 유량을 조절함에 따라 입자의 크기가 수 마이크로미터에서 수십 나노미터까지 작아질 수 있으며, 일반 버블을 이용할 때보다 탄산화 과정에서 반응 시간이 20~45%정도 빨라질 수 있다. Specifically, in the case of using microbubbles, the particle shape of calcium carbonate is formed in a spherical shape rather than an aragonite shape, and the size of the particles can be reduced from several micrometers to several tens of nanometers by controlling the flow rate of the microbubbles, The reaction time can be about 20 to 45% faster in the carbonation process than when using normal bubbles.

또한, 본 명세서에서는, 상기 마이크로 버블을 공급하는 것을, 하나 이상, 바람직하게는 2개 이상의 반응조를 이용하여 순차적, 연속적으로 반응시켜 반응 속도를 더욱 향상시킬 수 있다. 예컨대, 도 2와 같이, 반응조 1 안에 있는 용액이 마이크로 버블 장치를 통해 이산화탄소를 주입시키고 있을 때, 반응조 2는 생성된 나노 탄산칼슘을 회수하며, 이러한 과정은 30분을 주기로 반복할 수 있다.In addition, in the present specification, the supply of the microbubbles may be sequentially and continuously reacted using one or more, preferably two or more reaction tanks to further improve the reaction rate. For example, as shown in FIG. 2 , when the solution in the reactor 1 is injecting carbon dioxide through the microbubble device, the reactor 2 recovers the generated nano calcium carbonate, and this process may be repeated every 30 minutes.

일 구현예에서, 상기 폐콘크리트를 X-선 형광 분석법(X-ray flourescence spectrometry, XRF)으로 분석 시, 전체 금속 또는 준금속 원소의 질량을 기준으로 Ca의 함량이 60 % 이상일 수 있다. In one embodiment, when the waste concrete is analyzed by X-ray flourescence spectrometry (XRF), the Ca content may be 60% or more based on the mass of the total metal or metalloid element.

상기 폐콘크리트에는 칼슘 이온(Ca2+)와 함께 Al3 +, Mg2 +, Fe3 + 등 많은 원소들이 함유되어 있는데, 산성 용액에 폐콘크리트를 첨가하는 경우 pH 수치에 따라 해당 원소들도 함께 추출을 시켜 용출용액을 생산할 수 있다. Wherein the waste concrete is Al 3 + with a calcium ion (Ca 2+), Mg + 2, Fe + 3, etc. There are many elements are contained, in the case of the addition of the acid solution with waste concrete also the element according to the pH value An elution solution can be produced by extraction.

추출시, 산성 용액을 사용하며 최적의 농도와 반응 시간, 온도, RCF값 등 여러 조건들을 고려할 수 있다.During extraction, an acidic solution is used, and various conditions such as optimum concentration, reaction time, temperature, and RCF value can be considered.

그 후, 상기 여러 2가 또는 3가 양이온을 포함하는 용출용액에 염기성 용액을 첨가하여, Ca2 +를 제외한 원소들을 수산화화합물 형태로 침전을 시켜 불순물을 제거할 수 있다. Then, the number of divalent or trivalent adding a basic solution to the eluted solution containing the cation, by the precipitation of elements other than the Ca 2 + in the form of hydroxide compounds can be removed of impurities.

이때 상기 불순물을 여과하는 공정을 수행하는 것이 바람직하며, 상기 여과 공정은 칼슘 이온 외의 불순물을 분리할 수 있는 방법이면 이에 제한되는 것은 아니다.In this case, it is preferable to perform a process of filtering the impurities, and the filtering process is not limited thereto as long as it is a method capable of separating impurities other than calcium ions.

그 후, 불순물이 제거된 용출용액에 마이크로 버블 형태로 이산화탄소를 공급하는데, 이산화탄소 마이크로 버블은 일반 기포보다 크기가 작기 때문에 장기간 수중에 체류하고 축소되어 소멸될 때까지 완전 용해된다. 이처럼 마이크로 버블 형태의 이산화탄소는 미세한 반응기로서의 역할을 하여, 수산화칼슘과 반응하여 나노 크기의 탄산칼슘을 생성하게 되는 것이다.Thereafter, carbon dioxide is supplied in the form of microbubbles to the elution solution from which impurities have been removed. Since the carbon dioxide microbubbles are smaller than normal bubbles, they stay in water for a long time and are completely dissolved until they are reduced and disappear. As such, carbon dioxide in the form of microbubbles acts as a microreactor and reacts with calcium hydroxide to produce nano-sized calcium carbonate.

일 구현예에서, 상기 폐콘크리트 내 칼슘 이온의 함량은 60 % 이상일 수 있다. In one embodiment, the content of calcium ions in the waste concrete may be 60% or more.

일 구현예에서, 상기 폐콘크리트를 150 ㎛ 이하의 크기로 분쇄할 수 있다. 분쇄 공정 후 체로 거르는 단계를 추가로 수행하여 분말 형태일 수 있고, 100 mesh 체로 걸러 입도가 균일하고 비표면적이 증가한 분말 형태로 제공되어 후술하는 용출용액과 이산화탄소와의 반응을 효율적으로 발생시킬 수 있다.In one embodiment, the waste concrete may be pulverized to a size of 150 μm or less. After the pulverization process, a sieving step may be additionally performed to form a powder, and it may be filtered through a 100 mesh sieve to provide a powder with a uniform particle size and increased specific surface area, thereby efficiently generating a reaction between the elution solution and carbon dioxide, which will be described later. .

일 구현예에서, 상기 마이크로 버블의 직경은 50 ㎛ 이하일 수 있다. In one embodiment, the diameter of the microbubbles may be 50 μm or less.

일 구현예에서, 상기 폐콘크리트와 상기 산성 용액은 50 내지 150 g/L의 고액비(solid-liquid ratio, S/L)로 혼합될 수 있다. 상기 고액비가 50g/L 미만인 경우 산성 용액을 과다하게 포함하여 공정 비용이 증가하는 문제가 있고, 100 g/L 초과인 경우 탄산칼슘 수율이 비례적으로 증가하지 않을 수 있다. In an embodiment, the waste concrete and the acidic solution may be mixed at a solid-liquid ratio (S/L) of 50 to 150 g/L. When the solid-liquid ratio is less than 50 g/L, there is a problem in that the process cost is increased by excessively including an acidic solution, and when the solid-liquid ratio is more than 100 g/L, the calcium carbonate yield may not increase proportionally.

일 구현예에서, 상기 산성 용액의 농도는 0.1 내지 1 M일 수 있고, 예컨대, 0.2 M 이상, 0.5 M 이상, 또는 0.7 M 이상일 수 있고, 1 M 이하, 0.9 M 이하, 또는 0.8 M 이하일 수 있다. 상기 산성 용액의 농도가 0.1M 미만인 경우 칼슘 이온을 충분히 추출하기 어렵고, 1M 초과인 경우 칼슘 이온의 추출 효율이 감소하고, 산성 용액의 비용적 측면에서 경제성이 떨어질 수 있다. 따라서, 0.1M 이상, 1M 이하의 농도에서 칼슘 이온을 추출하는 것이 효율적이다.In one embodiment, the concentration of the acidic solution may be 0.1 to 1 M, for example, 0.2 M or more, 0.5 M or more, or 0.7 M or more, and 1 M or less, 0.9 M or less, or 0.8 M or less. . When the concentration of the acidic solution is less than 0.1M, it is difficult to sufficiently extract calcium ions, and when it is more than 1M, the extraction efficiency of calcium ions decreases, and economical efficiency in terms of the cost of the acidic solution may be lowered. Therefore, it is efficient to extract calcium ions at a concentration of 0.1M or more and 1M or less.

일 구현예에서, 상기 산성 용액은 염산, 암모늄염 용액, 암모늄 아세테이트 용액, 및 염화암모늄 용액으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상일 수 있고, 칼슘 이온을 용출할 수 있는 염화 이온을 포함하는 산성 용액이라면 이에 제한되지 않는다. In one embodiment, the acidic solution may be at least one selected from the group consisting of hydrochloric acid, ammonium salt solution, ammonium acetate solution, and ammonium chloride solution, and if it is an acidic solution containing chloride ions capable of eluting calcium ions, it is limited thereto. doesn't happen

이후 상기 불순물이 제거된 용출용액에 이산화탄소를 공급하여 탄산칼슘을 생성하는데, 광물탄산화 반응으로서 상기 이산화탄소가 용출용액에 포함된 칼슘 이온과 반응하여 탄산칼슘을 생성하게 된다.Thereafter, carbon dioxide is supplied to the elution solution from which the impurities are removed to produce calcium carbonate. As a mineral carbonation reaction, the carbon dioxide reacts with calcium ions contained in the elution solution to produce calcium carbonate.

일 구현예에서, 상기 나노 크기의 탄산칼슘을 생성하는 단계는 pH 9 내지 12.5에서 수행할 수 있고, 바람직하게는 반응조 내 추가적으로 염기용액을 주입함으로써 pH 12.5에서 진행할 수 있다. In one embodiment, the generating of the nano-sized calcium carbonate may be carried out at a pH of 9 to 12.5, and preferably may be carried out at a pH of 12.5 by additionally injecting a base solution into the reaction tank.

칼슘 이온을 제외한 다른 이온들의 경우 pH 11 또는 pH 11.5 에서 모두 침전이 이루어지며, 칼슘 이온만이 침전되지 않고, 이온 형태로 존재하는 것을 확인할 수 있으므로, 불순물을 모두 침전시킨 후 고순도의 탄산칼슘을 제조하기 위하여 상기 pH에서 탄산칼슘을 생성할 수 있다. All ions other than calcium ions are precipitated at pH 11 or pH 11.5, and only calcium ions are not precipitated and it can be confirmed that they exist in ionic form, so that high purity calcium carbonate is prepared after all impurities are precipitated Calcium carbonate can be produced at the above pH in order to do so.

구체적으로, 염기성 용액을 추가하여 pH 12.5 조건을 만든 뒤 pH 8까지 감소할 때까지 CO2를 주입하여 나노 크기의 탄산칼슘을 제조할 수 있다.Specifically, by adding a basic solution to create a pH 12.5 condition, CO 2 can be injected until the pH is reduced to 8 to prepare nano-sized calcium carbonate.

일 구현예에서, 상기 나노 크기의 탄산칼슘을 생성하는 단계에서, 상기 마이크로 버블 형태의 이산화탄소를 마이크로 버블 펌프 또는 가압용해 방식 마이크로 버블 장치를 이용하여 공급할 수 있다. In one embodiment, in the step of generating the nano-sized calcium carbonate, the carbon dioxide in the form of microbubbles may be supplied using a microbubble pump or a pressure dissolution microbubble device.

마이크로 버블 형태의 이산화탄소를 공급하는 방법으로는 마이크로 버블 펌프 형태와 반응기 하단에 마이크로 버블 발생기를 설치하는 방법으로 2가지가 있다. There are two methods for supplying carbon dioxide in the form of microbubbles: a microbubble pump type and a method of installing a microbubble generator at the bottom of the reactor.

먼저, 마이크로 버블 펌프는 선회형 마이크로 버블 장치로써, 수용액에 소용돌이를 발생시켜 기압 차이로 기체를 흡입하며 소용돌이가 붕괴될 때 방출된 기포의 회전력이 충돌에너지로 변화하여 충격에 의하여 기포가 미세화하는 방식이다. First, the microbubble pump is a revolving microbubble device, which generates a vortex in an aqueous solution to suck gas with a difference in atmospheric pressure, and when the vortex collapses, the rotational force of the bubbles released is changed to collision energy, and the bubbles are refined by impact. to be.

이 방식은 기포를 포함하고 있는 액체의 와류가 붕괴될 때 마이크로 버블이 발생하며, 반응기에 있는 pH 11.5의 Ca(OH)2를 펌프에 주입시켜 펌프 내에서 이산화탄소 가스와 수용액이 소용돌이를 일으켜 혼합하는 방법이다. 탄산칼슘의 반응 화학식은 하기 수식 (2)와 같다. In this method, microbubbles are generated when the vortex of the liquid containing bubbles is collapsed, and Ca(OH) 2 of pH 11.5 in the reactor is injected into the pump to create a vortex and mix the carbon dioxide gas and aqueous solution in the pump. way. The reaction chemical formula of calcium carbonate is as shown in Equation (2) below.

Ca(OH)2+CO2→CaCO3+H2O (2)Ca(OH) 2 +CO 2 →CaCO 3 +H 2 O (2)

즉, 1 M의 탄산칼슘을 생성하기 위해서는 1 M의 이산화탄소가 반응하는 것을 알 수 있다.That is, it can be seen that 1 M carbon dioxide reacts to produce 1 M calcium carbonate.

두번째 방법으로는, 반응기 하단에 가압용해방식 마이크로버블 장치를 설치하는 것으로써 베르누이법칙 PV=P'V'에 따라 압력에 비례하여 기체의 용해량도 증가한다. 가압 용해 방식은 이런 특성을 이용하여 이산화탄소를 수용액에 용해시킨 후 감압하여 과포화 조건을 만들며, pH meter를 통해 pH 8과 같이 특정한 pH에 도달하면 자동으로 차단되도록 설계할 수 있다. 유량의 조건에 따라 특정한 pH에 이르는 시간은 차이가 있을 수 있으며, 연속적인 공정이 이루어질 수 있도록 설정할 수 있다. 또한, 가압용해방식은 PV=nRT을 토대로 압력과 유량은 반비례한다는 것을 알 수 있다. As a second method, by installing a pressure dissolution type microbubble device at the bottom of the reactor, the amount of gas dissolved in proportion to the pressure is also increased according to Bernoulli's Law PV=P'V'. The pressure dissolution method uses this characteristic to dissolve carbon dioxide in an aqueous solution and then reduce pressure to create supersaturation conditions, and it can be designed to automatically shut off when a specific pH is reached, such as pH 8, through a pH meter. The time to reach a specific pH may vary depending on the condition of the flow rate, and may be set so that a continuous process can be performed. In addition, it can be seen that the pressure melting method is inversely proportional to the pressure and flow rate based on PV = nRT.

일 구현예에서, 상기 나노 크기의 탄산칼슘의 크기는 50 내지 200 nm 일 수 있다. 수십~수백 나노미터 크기의 탄산칼슘은 고품위 탄산칼슘으로 사용될 수 있기 때문에 입자의 크기가 중요한 품위 결정 요소 중 하나이다.In one embodiment, the nano-sized calcium carbonate may have a size of 50 to 200 nm. Since calcium carbonate with a size of several tens to hundreds of nanometers can be used as high-grade calcium carbonate, the size of the particles is one of the important determining factors of quality.

일 구현예에서, 상기 생성된 나노 크기의 탄산칼슘을 원심분리기를 이용하여, 회수할 수 있다. 원심분리기를 이용하는 경우, 대량의 탄산칼슘을 회수하는 데 효과적이고, Filter 혹은 건조를 이용하는 것보다 신속하고 회수량 또한 높기 때문에 효율적이다.In one embodiment, the produced nano-sized calcium carbonate may be recovered using a centrifuge. When using a centrifuge, it is effective to recover a large amount of calcium carbonate, and it is more efficient than using a filter or drying because it is faster and the recovery amount is also higher.

본 발명의 예시적인 구현예들에서는, 전술한 나노 탄산칼슘 제조방법에 따라 제조된 나노 크기의 탄산칼슘을 제공한다. In exemplary embodiments of the present invention, there is provided a nano-sized calcium carbonate prepared according to the above-described method for producing nano calcium carbonate.

나노 탄산칼슘 제조장치Nano calcium carbonate manufacturing device

이하, 도 2를 참조하여 본 명세서의 나노 탄산칼슘 제조장치를 설명한다. Hereinafter, an apparatus for producing nano calcium carbonate of the present specification will be described with reference to FIG. 2 .

본 명세서의 예시적인 구현예들에서는, 나노 탄산칼슘 제조장치(100)로서, 산성 용액을 공급하여, 폐콘크리트 내의 2가 또는 3가 양이온을 용출시켜 용출용액을 생산하는 추출조(101); 상기 추출조와 연결되고, 염기성 용액을 공급하여 용출 용액을 중화시키는 중화조(102); 상기 중화조와 연결되고, 중화 과정에서 침전된 불순물을 회수하는 침전조(103); 상기 침전조와 연결되고, 불순물이 제거된 용출용액과 이산화탄소를 반응시키는 하나 이상의 반응조(104); 및 상기 하나 이상의 반응조와 연결되고, 상기 하나 이상의 반응조에 마이크로 버블 형태로 이산화탄소를 공급하는 마이크로 버블 장치(105);를 포함하는 것인, 나노 탄산칼슘 제조장치를 제공한다. In exemplary embodiments of the present specification, as the nano calcium carbonate manufacturing apparatus 100, the extraction tank 101 for supplying an acidic solution, eluting divalent or trivalent cations in the waste concrete to produce an elution solution; a neutralization tank 102 connected to the extraction tank and supplying a basic solution to neutralize the elution solution; a precipitation tank 103 connected to the neutralization tank and recovering impurities precipitated in the neutralization process; one or more reaction tanks 104 connected to the precipitation tank and reacting the elution solution from which impurities are removed and carbon dioxide; and a microbubble device 105 connected to the one or more reaction tanks and supplying carbon dioxide in the form of microbubbles to the one or more reaction tanks.

일 구현예에서, 상기 나노 탄산칼슘 제조장치는, 상기 하나 이상의 반응조와 연결되고, 반응 후 남은 폐수를 회수하는 회수부(106);를 더 포함할 수 있다. 상기 폐수는 전기적 분해를 통해 다시 재활용하는 공정과 연계하여, 환경 오염을 최소화할 수 있는 연속적인 공정으로 설계할 수 있다.In one embodiment, the nano calcium carbonate manufacturing apparatus, connected to the one or more reaction tanks, recovery unit 106 for recovering the wastewater remaining after the reaction; may further include. The wastewater can be designed as a continuous process that can minimize environmental pollution in connection with the recycling process through electrolysis.

일 구현예에서, 상기 나노 탄산칼슘 제조장치는, 상기 침전조 및 하나 이상의 반응조를 서로 연결하는 필터(107)를 더 포함할 수 있고, 해당 필터는 침전조에서 반응조로 용액이 이동하는 중간에서 침전물을 제거하는 역할을 하며, 불순물 즉, 침전물을 제거하는 역할을 한다. In one embodiment, the nano calcium carbonate manufacturing apparatus may further include a filter 107 connecting the precipitation tank and one or more reaction tanks to each other, and the filter removes the sediment from the middle of the solution moving from the precipitation tank to the reaction tank It plays a role in removing impurities, that is, precipitates.

일 구현예에서, 상기 반응조 내의 pH는 9 내지 12.5일 수 있고, 바람직하게는 pH 12.5일 수 있다. In one embodiment, the pH in the reaction tank may be 9 to 12.5, preferably pH 12.5.

일 구현예에서, 상기 마이크로 버블 장치는, 마이크로 버블 펌프 또는 가압용해 방식 마이크로 버블 장치일 수 있다. In one embodiment, the microbubble device may be a microbubble pump or a pressure dissolution type microbubble device.

이하, 하기의 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 그러나 하기의 실시에는 본 발명에 대한 이해를 돕기 위해 예시의 목적으로만 제공된 것일 뿐, 본 발명의 범주 및 범위가 이에 한정되지 않는다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through the following examples. However, the following examples are provided only for the purpose of illustration to help the understanding of the present invention, and the scope and scope of the present invention are not limited thereto.

실시예Example

실시예Example 1: One: 폐콘크리트로부터from waste concrete CaCa 22 ++ 의 추출extraction of

폐콘크리트를 Boll-mill을 활용하여 150 ㎛ 크기 이하로 분쇄하였다. 이후, 0.5 M의 HCl을 첨가하여 30분간 반응시킨 뒤 CaCl2 형태로 추출하였으며, 메커니즘은 다음 수식 (1)과 같다. Waste concrete was pulverized to a size of 150 μm or less using a Boll-mill. Then, 0.5 M of HCl was added and reacted for 30 minutes, followed by extraction in the form of CaCl 2 , and the mechanism is as shown in Equation (1) below.

CaO+2HCl→CaCl2+H2O (1)CaO+2HCl→CaCl 2 +H 2 O (1)

즉, 수식 (1)을 통해 폐콘크리트 내 Ca2 +는 HCl과 1:2 비율로 반응한다는 것을 알 수 있다. That is, through the equation (1) within the waste concrete is Ca 2 + HCl in a 1: It can be seen that the reaction rate by two.

도 1은 폐콘크리트에 HCl을 혼합한 용액의 Ca2 +의 추출 효율을 HCl 농도 별 ICP-OES 분석 결과를 그래프로 나타낸 것이다. 구체적으로, 입자 크기 150 ㎛ 이하의 폐콘크리트와 HCl의 S/L 비율은 10 g/100 mL 이며, HCl 농도를 0.1 M, 0.25 M, 0.5 M, 0.75 M, 1 M, 1.5 M, 2 M일 때 Ca2 + 추출량을 ICP-OES 분석을 통해 도식화하였다.Figure 1 shows the extraction efficiency of a mixed solution of Ca 2 + in the HCl waste concrete showing an ICP-OES analysis by HCl concentration in the graph. Specifically, the S/L ratio of waste concrete with a particle size of 150 μm or less and HCl is 10 g/100 mL, and the HCl concentration is 0.1 M, 0.25 M, 0.5 M, 0.75 M, 1 M, 1.5 M, 2 M days. When Ca 2 + extraction amount was plotted through ICP-OES analysis.

도 1을 참조하면, HCl의 농도가 높아질수록 칼슘 이온의 용출량이 증가하나, 1.5 M 이후로는 더 이상 증가하지 않아, 더 이상 농도를 증가시키는 것은 경제적으로 효율적이지 못한 것으로 생각된다. 이는 이미 폐콘크리트 내에 존재하는 Ca 이온이 대부분 용출되었기 때문에 더 이상의 용출이 진행되지 않기 때문인 것으로 보인다. Referring to FIG. 1 , as the concentration of HCl increases, the elution amount of calcium ions increases, but does not increase further after 1.5 M, so it is considered that it is not economically efficient to increase the concentration any more. This seems to be because most of the Ca ions already present in the waste concrete have been eluted, so no further elution proceeds.

또한, 도 5는 본 명세서의 일 실시예에 따라 사용되는 폐콘크리트를 XRD, XRF 분석하여 광물 함량을 나타낸 결과이다. 칼슘 이온의 경우, 함량이 약 60% 이상(60.5 %) 인 것을 확인할 수 있었다. 이를 바탕으로 염산 용액의 주입량을 적정할 수 있다.In addition, Figure 5 is a result showing the mineral content by XRD, XRF analysis of the waste concrete used in accordance with an embodiment of the present specification. In the case of calcium ions, it was confirmed that the content was about 60% or more (60.5%). Based on this, the injection amount of the hydrochloric acid solution can be titrated.

실시예Example 2: NaOH 주입을 통한 불순물 제거 2: Impurity removal through NaOH injection

Ca2 +를 제외한 원소들을 제거하기 위해 NaOH를 주입하여 M(OH)x형태로 침전시켜 제거하였다. 이때, 각 원소들이 침전하는 조건을 평가하기 위해 pH별 이온들의 침전 형성을 분석하였다. In order to remove elements other than Ca 2 + , NaOH was injected and precipitated in the form of M(OH) x and removed. At this time, the precipitation formation of ions by pH was analyzed to evaluate the conditions under which each element was precipitated.

그 결과, Fe3 +는 pH 3 이상에서 침전물이 완전히 형성됨을 나타냈고, Al3 +의 경우 pH 5.8, Mg2 +는 pH 11에서 완전히 침전되는 것을 확인할 수 있었다. 또한, Ca2 +의 경우 pH 11에서도 용해된 이온 형태로 존재하며, pH 11.5에서도 이온 형태로 존재하는 것을 확인할 수 있었다. 따라서 본 예에서는 pH 11에 도달할 때까지 주입한 뒤 Filter를 통해 상등액을 분리시켰다.As a result, Fe + 3 was showed the precipitate formed is completely at pH 3 or more, in the case of pH 5.8 + 3 Al, Mg + 2 was confirmed to be completely precipitated from the pH 11. In the case of Ca 2 + is present in the soluble ionic form at pH 11, it was confirmed that present in ionic form in the pH 11.5. Therefore, in this example, the supernatant was separated through a filter after injection until pH 11 was reached.

이때, 연속적인 공정을 위해 일정한 pH 조건까지 도달하는데 필요한 NaOH의 양을 정량적으로 계산하여 주입할 필요가 있으며, 따라서 정량화를 위한 HCl 추출액 내 NaOH 주입량에 따른 pH 변화를 관측하였다. At this time, it is necessary to quantitatively calculate and inject the amount of NaOH required to reach a constant pH condition for a continuous process, and thus, the pH change according to the NaOH injection amount in the HCl extract for quantification was observed.

그 결과, HCl 함량의 1/3의 NaOH를 주입하였을 때 pH 11에 도달하였으며, Fe3+>Al3+>Mg2+>Ca2+ 순으로 침전이 일어났다. 따라서 Ca2 + 이온이 침전되기전에 Al3 +, Fe3+, Mg2 + 이온이 먼저 제거되는 것을 확인했다. Filter 이후 2/3를 주입하여 pH 11.5 조건에서 이산화탄소와 반응하여 탄산칼슘을 제조하였다.As a result, when NaOH of 1/3 of the HCl content was injected, pH 11 was reached, and precipitation occurred in the order of Fe 3+ >Al 3+ >Mg 2+ >Ca 2+. Thus, Ca + 2 before the ions are precipitated Al 3 +, Fe 3+, Mg 2 + ion is confirmed to be removed first. After the filter, 2/3 was injected and reacted with carbon dioxide at pH 11.5 to prepare calcium carbonate.

실시예Example 3: 마이크로 3: Micro 버블bubble 형태의 이산화탄소 주입 form of carbon dioxide injection

수산화칼슘 반응조에 99% 이산화탄소를 마이크로 버블 형태로 고정 유량 (0.1L/min ~ 3L/min 유량, 여기서는 1 L/min)으로 주입하여, pH 8까지 감소할 때까지 반응시켜 탄산칼슘을 제조하였다. 여기서, 마이크로 버블 형태의 기포 활용을 통해 나노 사이즈의 입자 크기로 탄산칼슘이 생성되도록 유도하였다. Calcium carbonate was prepared by injecting 99% carbon dioxide into a calcium hydroxide reactor in the form of microbubbles at a fixed flow rate (0.1 L/min to 3 L/min flow rate, here 1 L/min), and reacting until the pH decreased to 8. Here, it was induced to generate calcium carbonate with a nano-sized particle size through the use of microbubble-shaped air bubbles.

본 실시예 3에서는 가압용해방식 마이크로 버블 장치를 이용하였으며, pH 8에 이르는 시간을 30분으로 설정하여, 연속적인 공정이 이루어질 수 있도록 설정하였다. 구체적으로, 도 2를 참조하면, pH 8에 도달한 반응조 1은 이산화탄소의 주입이 중단되고 배관을 통해 탄산칼슘 저장 탱크로 이동하며, 이때, 반응조2에 다시 이산화탄소의 주입이 진행된다. 즉, 탄산화가 진행되는 반응조와 배출되는 반응조가 교차하여 진행되는 것이다. In this Example 3, a pressure-dissolving microbubble device was used, and the time to reach pH 8 was set to 30 minutes, so that a continuous process could be performed. Specifically, referring to FIG. 2 , the injection of carbon dioxide is stopped in Reactor 1 having reached pH 8 and moves to a calcium carbonate storage tank through a pipe, and at this time, carbon dioxide is injected into Reactor 2 again. That is, the reaction tank in which carbonation proceeds and the reaction tank discharged are crossed and proceeded.

실시예 3에서는 탄산칼슘의 입자가 수십~ 수백 ㎚로 미세하여, 용액과 혼합 시 이동성이 좋기 때문에, 버블 발생량과 이물질에 의한 막힘 문제는 고려하지 않아도 될 것으로 생각된다.In Example 3, since the particles of calcium carbonate are fine at several tens to several hundreds of nm, and good mobility when mixed with a solution, it is considered that it is not necessary to consider the amount of bubbles and clogging by foreign substances.

실시예Example 4: 생성된 나노 탄산칼슘 회수 및 분석 4: Recovery and analysis of the produced nano calcium carbonate

도 3는 본 명세서의 일 실시예에 따라 생성된 나노 탄산칼슘을 SEM 분석한 결과를 나타낸 사진이다. 구형의 탄산칼슘 입자는 수십 나노미터의 크기를 보이며, 정방형 입자의 경우에는 수백 나노미터의 입자 크기를 형성하고 있다는 것을 확인하였다. 3 is a photograph showing the results of SEM analysis of the nano calcium carbonate produced according to an embodiment of the present specification. It was confirmed that the spherical calcium carbonate particles had a size of several tens of nanometers, and that the square particles formed a particle size of several hundred nanometers.

생성된 나노 탄산칼슘은 원심분리기를 이용하여 상등액과 나노 탄산칼슘을 분리하였으며, 상등액을 제거한 뒤에 40℃에서 8시간 건조시켜 회수하였다. The produced nano calcium carbonate was separated from the supernatant and nano calcium carbonate using a centrifuge, and after removing the supernatant, it was recovered by drying at 40° C. for 8 hours.

도 4는 본 명세서의 일 실시예에 따라 생성된 나노 탄산칼슘의 EDS 분석 그래프이다. 생성된 나노 탄산칼슘의 성분은 Na 1.04%, Cl 1.08%로 CaCO3의 순도가 약 98% 이상이 된다는 것을 확인할 수 있었다(Na와 Cl의 함량이 약 2%이며, 이를 제외한 탄산칼슘의 순도는 98%).4 is an EDS analysis graph of nano calcium carbonate produced according to an embodiment of the present specification. The components of the produced nano calcium carbonate were Na 1.04% and Cl 1.08%, and it was confirmed that the purity of CaCO 3 was about 98% or more (the content of Na and Cl was about 2%, and the purity of calcium carbonate was 98%).

도 5는 본 명세서의 일 실시예에 따라 사용되는 폐콘크리트를 XRD, XRF 분석하여 광물 함량을 나타낸 결과이다. 칼슘 이온의 경우, 함량이 약 60% 이상인 것을 확인할 수 있었다. 이를 바탕으로 염산 용액의 주입량을 적정할 수 있다.5 is a result showing the mineral content by XRD and XRF analysis of the waste concrete used according to an embodiment of the present specification. In the case of calcium ions, it was confirmed that the content was about 60% or more. Based on this, the injection amount of the hydrochloric acid solution can be titrated.

100: 나노 탄산칼슘 제조장치
101: 추출조
102: 중화조
103: 침전조
104: 반응조
104a, 104b: 반응조 1, 2
105: 마이크로 버블장치
106: 회수부(Waste water)
107: 필터(Filter)
100: nano calcium carbonate manufacturing device
101: extraction tank
102: neutralization tank
103: sedimentation tank
104: reactor
104a, 104b: Reactors 1 and 2
105: micro bubble device
106: recovery unit (Waste water)
107: Filter

Claims (14)

폐콘크리트를 회수 및 분쇄하는 단계;
산성 용액에 상기 폐콘크리트를 첨가하여, 2가 또는 3가 양이온을 포함하는 용출용액을 생산하는 단계;
상기 용출용액에 염기성 용액을 첨가하여 불순물을 제거하는 단계; 및
상기 불순물이 제거된 용출용액에 마이크로 버블 형태로 이산화탄소를 공급하여, 나노 크기의 탄산칼슘을 생성하는 단계;를 포함하고,
상기 나노 크기의 탄산칼슘을 생성하는 단계에서, 하나 이상의 반응조에서 연속적으로 반응이 이루어지며,
상기 마이크로 버블 형태의 이산화탄소를 가압용해 방식 마이크로 버블 장치를 이용하여 공급하는 나노 탄산칼슘 제조방법.
recovering and pulverizing waste concrete;
adding the waste concrete to an acidic solution to produce an elution solution containing divalent or trivalent cations;
removing impurities by adding a basic solution to the elution solution; and
Including; supplying carbon dioxide in the form of microbubbles to the elution solution from which the impurities have been removed to produce nano-sized calcium carbonate;
In the step of producing the nano-sized calcium carbonate, the reaction is continuously made in one or more reaction tanks,
A method for producing nano calcium carbonate in which the carbon dioxide in the form of microbubbles is supplied using a pressure dissolution method microbubble device.
제1항에 있어서,
상기 폐콘크리트 내 칼슘 이온의 함량은 60 % 이상인, 나노 탄산칼슘 제조방법.
According to claim 1,
The content of calcium ions in the waste concrete is 60% or more, nano calcium carbonate manufacturing method.
제1항에 있어서,
상기 폐콘크리트를 150 ㎛ 이하의 크기로 분쇄하는 것인, 나노 탄산칼슘 제조방법.
According to claim 1,
The method for producing nano calcium carbonate by grinding the waste concrete to a size of 150 μm or less.
제1항에 있어서,
상기 마이크로 버블의 직경은 50 ㎛ 이하인, 나노 탄산칼슘 제조방법.
According to claim 1,
The diameter of the microbubbles is 50 ㎛ or less, nano calcium carbonate manufacturing method.
제1항에 있어서,
상기 폐콘크리트와 상기 산성 용액은 50 내지 150 g/L의 고액비(solid-liquid ratio, S/L)로 혼합되는 것인, 나노 탄산칼슘 제조방법.
According to claim 1,
The waste concrete and the acid solution will be mixed in a solid-liquid ratio (solid-liquid ratio, S/L) of 50 to 150 g / L, nano calcium carbonate manufacturing method.
제1항에 있어서,
상기 산성 용액의 농도는 0.1 내지 1 M인, 나노 탄산칼슘 제조방법.
According to claim 1,
The concentration of the acidic solution is 0.1 to 1 M, nano calcium carbonate manufacturing method.
제1항에 있어서,
상기 산성 용액은 염산, 암모늄염 용액, 암모늄 아세테이트 용액, 및 염화암모늄 용액으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상인, 나노 탄산칼슘 제조방법.
According to claim 1,
The acidic solution is at least one selected from the group consisting of hydrochloric acid, ammonium salt solution, ammonium acetate solution, and ammonium chloride solution, nano calcium carbonate manufacturing method.
제1항에 있어서,
상기 나노 크기의 탄산칼슘을 생성하는 단계는 pH 9 내지 12.5에서 수행하는 것인, 나노 탄산칼슘 제조방법.
According to claim 1,
The step of producing the nano-sized calcium carbonate is to be carried out at a pH of 9 to 12.5, nano calcium carbonate production method.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 나노 크기의 탄산칼슘의 크기는 50 내지 200 nm인, 나노 탄산칼슘 제조방법.
According to claim 1,
The size of the nano-sized calcium carbonate is 50 to 200 nm, nano calcium carbonate manufacturing method.
나노 탄산칼슘 제조장치로서,
산성 용액을 공급하여, 폐콘크리트 내의 2가 또는 3가 양이온을 용출시켜 용출용액을 생산하는 추출조;
상기 추출조와 연결되고, 염기성 용액을 공급하여 용출 용액을 중화시키는 중화조;
상기 중화조와 연결되고, 중화 과정에서 침전된 불순물을 회수하는 침전조;
상기 침전조와 연결되고, 불순물이 제거된 용출용액과 이산화탄소를 반응시키는 하나 이상의 반응조; 및
상기 하나 이상의 반응조와 연결되고, 상기 하나 이상의 반응조에 마이크로 버블 형태로 이산화탄소를 공급하는 마이크로 버블 장치;를 포함하고,
상기 하나 이상의 반응조에서 연속적인 공정이 이루어지고,
상기 마이크로 버블 장치는 가압용해 방식 마이크로 버블 장치인, 나노 탄산칼슘 제조장치.
As a nano calcium carbonate manufacturing apparatus,
an extraction tank for producing an elution solution by supplying an acidic solution and eluting divalent or trivalent cations in the waste concrete;
a neutralization tank connected to the extraction tank and supplying a basic solution to neutralize the elution solution;
a precipitation tank connected to the neutralization tank and recovering impurities precipitated in the neutralization process;
one or more reaction tanks connected to the precipitation tank and reacting the elution solution from which impurities are removed and carbon dioxide; and
a microbubble device connected to the one or more reaction tanks and supplying carbon dioxide in the form of microbubbles to the one or more reaction tanks;
A continuous process is made in the one or more reaction tanks,
The microbubble device is a pressure dissolution type microbubble device, a nano calcium carbonate manufacturing device.
제11항에 있어서,
상기 나노 탄산칼슘 제조장치는,
상기 하나 이상의 반응조와 연결되고, 반응 후 남은 폐수를 회수하는 회수부;를 더 포함하는 것인, 나노 탄산칼슘 제조장치.
12. The method of claim 11,
The nano calcium carbonate manufacturing apparatus,
It is connected to the one or more reaction tanks, and a recovery unit for recovering the wastewater remaining after the reaction; will further include, the nano calcium carbonate manufacturing apparatus.
제11항에 있어서,
상기 반응조 내의 pH는 9 내지 12.5인, 나노 탄산칼슘 제조장치.
12. The method of claim 11,
The pH in the reaction tank is 9 to 12.5, nano calcium carbonate manufacturing apparatus.
삭제delete
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