KR102267024B1 - 사료 또는 비료제조용 맞춤형 수용성 복합미네랄의 제조방법 - Google Patents

사료 또는 비료제조용 맞춤형 수용성 복합미네랄의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 폐분진을 이용하여 사료 또는 비료제조에 적합한 수용성 복합 미네랄을 얻기 위한 맞춤형 복합 미네랄 제조방법에 관한 것으로 보다 구체적인 것은, 사료 또는 비료재료 제조에 적합하도록 필요한 미네랄 성분이 구비되고, 수용성인 복합 미네랄을 제조할 수 있게 먼저 각종 폐분진을 이용하여 제조하고자 하는 미네랄 성분에 맞도록 분진의 성분을 맞추는 분진제조단계와, 제조된 분진을 제1반응용기에 수용한 묽은황산수에 투입하여 1차교반한 후, 산소와 수소를 공급하여 한번더 교반하는 1차반응단계와, 1차반응된 반응액에 투입할 클링커{clinker}를 선택하는 클링커 선택단계와, 선택된 클링커를 1차반액에 투입하고, 교반하는 2차반응단계와, 1차,2차반응이 종료된 반응액을 침전조에 이송하여 침전시키는 침전단계와, 침전조의 상등액을 제2반응용기에 이송하고, 침전조 바닥에 침전된 침전물을 세척용기로 이송시켜 물을 가해 세척하는 찌꺼기세척단계와 물로 세척한 물과 찌꺼기를 같이 여과기로 여과하여 찌꺼기는 버리고 여과된 액을 1차반응용기에 혼합하는 반응액준비단계와, 2차반응용기 수용한 반응액에 페로망간분말과 아연분말을 일정비율 투입하여 교반하는 3차반응단계와, 3차반응물을 미세여과기로 여과하여 여과된 액은 저장용기에 저장하고, 찌꺼기는 재활용을 위해 찌꺼기 수집통에 모으는 여과단계과, 저장용기에 저장액을 스프레이 드라이어로 분무건조한 후, 가열건조함으로써, 수분함량이 1∼2중량% 되고, 중금속이 제거되어 사료 또는 비료제조에 적합한 미네랄 성분이 일정비율로 혼합된 사료 또는 비료제조용 맞춤형 수용성 복합미네랄의 제조방법이다.

Description

사료 또는 비료제조용 맞춤형 수용성 복합미네랄의 제조방법{Method for producing complex minerals for the production of feed or fertilizer}
본 발명은 폐분진을 이용하여 사료 또는 비료제조에 적합한 수용성 복합 미네랄을 얻기 위한 맞춤형 복합 미네랄 제조방법에 관한 것으로 보다 구체적인 것은, 사료 또는 비료재료 제조에 적합하도록 필요한 미네랄 성분이 구비되고, 수용성인 복합 미네랄을 제조할 수 있게 먼저 각종 폐분진을 이용하여 제조하고자 하는 미네랄 성분에 맞도록 분진의 성분을 맞추는 분진제조단계와, 제조된 분진을 제1반응용기에 수용한 묽은황산수에 투입하여 1차교반한 후, 산소와 수소를 공급하여 한번더 교반하는 1차반응단계와, 1차반응된 반응액에 투입할 클링커{clinker}를 선택하는 클링커 선택단계와, 선택된 클링커를 1차반액에 투입하고, 교반하는 2차반응단계와, 1차,2차반응이 종료된 반응액을 침전조에 이송하여 침전시키는 침전단계와, 침전조의 상등액을 제2반응용기에 이송하고, 침전조 바닥에 침전된 침전물을 세척용기로 이송시켜 물을 가해 세척하는 찌꺼기세척단계와 물로 세척한 물과 찌꺼기를 같이 여과기로 여과하여 찌꺼기는 버리고 여과된 액을 1차반응용기에 혼합하는 반응액준비단계와, 2차반응용기 수용한 반응액에 페로망간분말과 아연분말을 일정비율 투입하여 교반하는 3차반응단계와, 3차반응물을 미세여과기로 여과하여 여과된 액은 저장용기에 저장하고, 찌꺼기는 재활용을 위해 찌꺼기 수집통에 모으는 여과단계과, 저장용기에 저장액을 스프레이 드라이어로 분무건조한 후, 가열건조함으로써, 수분함량이 1∼2중량% 되고, 중금속이 제거되어 사료 또는 비료제조에 적합한 미네랄 성분이 일정비율로 혼합된 수용성 복합 미네랄을 제조하는 방법이다.
종래에는 철강공장 전기로더스트 또는 페로망간 제조공장분진 또는 폐건전지분쇄물을 이용하여 복합 미네랄을 제조하는 방법이 개시된바 있으나 철강공장 전기로더스트는 철분함량은 많으나 망간 성분이 부족하고, 페로망간 제조공장분진을 아연을 비롯하여 몰리브덴, 코발트, 바나디움, 요드와 같은 성분이 미약하며, 폐건전지분쇄물을 미네랄 요소가 적어 이들을 이용하여 복합 미네랄을 제조하려면 황산수와의 반응시키는 단계에서 폐로망간분말, 아연분말, 고철분말, 아연을 추가하여 반응시켜야 하므로 원료구입에 비용이 많이 드는 불편이 있고, 제조단계가 복잡하여 시설비용이 많이 드는 까닭에 경제적인 부담이 가중되면서도 비료나 사료제조에 맞는 미네랄 성분이 비율에 맞추어 갖추어진 복합 미네랄을 제조할 수 없는 불편이 있었다.
본 발명은 상기 불편을 해소시키기 위하여 개발한 것이다.
본 발명은 망간고철분쇄분진, 제련 및 제철소, 망간광산에서 발생하는 분진 주물공장, 도금공장 분진과 같이 산업현장에서 발생하는 분진을 이용하여 제조하고자 하는 미네랄 성분에 적합하도록 철, 아연, 망간, 칼륨, 마그네슘, 코발트, 몰리브덴, 바나디움, 카본, 모래, 셀레늄, 크롬, 염분, 알미늄 성분이 일정비율로 혼합존재하게 성분을 맞추는 분진제조단계와, 제조된 분진을 제1반응용기에 수용한 황산농도 40∼50중량% 되는 묽은황산수에 일정비율로 투입하고, 일정시간 동안 교반하고, 산소와 수소를 일정시간 공급한 후, 한번더 교반하는 1차반응단계와, 1차반응액에 철, 아연, 망간, 칼륨, 마그네슘, 칼슘, 코발트, 몰리브덴, 바나디움, 카본, 모래, 셀레늄, 크롬, 염분, 알미늄이 일정비율로 혼합 존재하는 시중의 클링커를 선택하여 선택된 클링커를 미세 분말해서 1차반응액에 일정비율로 투입하고, 교반하는 2차반응단계와, 1차,2차반응이 종료된 반응액을 침전조에 이송하여 침전시키는 침전단계와, 침전조의 상등액을 제2반응용기에 이송하고, 침전조 바닥에 침전된 침전물을 세척용기로 이송시켜 물을 가해 세척하고, 세척된 물과 찌꺼기를 여과기로 여과하여 찌꺼기는 버리고 여과된 액을 제1반응용기에 혼합하는 반응액제조단계와, 제2반응용기에 수용된 반응액에 페로망간분말과, 아연말분말을 일정비율로 투입하여 교반하는 3차반응단계와, 3차반응물을 미세여과기로 여과하여 여과된 액은 저장용기에 저장하고, 찌꺼기는 재활용을 위해 찌꺼기수집통에 모으는 여과단계와, 저장용기에 저장된 액을 스프레이 드라이어로 분무건조하고, 가열건조함으로써,
수분함량 1∼2 중량% 되고, 황산철 25∼36중량%, 황산아연 25∼36중량%, 황산망간 20∼25중량%, 황산칼륨 2∼7중량%, 황산마그네슘 2∼7중량%, 황산코발트 0.001∼0.003중량%, 황산몰리브덴 0.001∼0.003중량%, 바나디움 0.001∼0.003중량%, 셀레늄 0.001∼0.003중량%, 황산크롬 0.001∼0.003중량%, 소금 2∼7중량%, 황산알미늄 1∼5중량%, 망초(Na2SO4) 11∼22중량% 및 요드 0.0001∼0.0003중량%가 혼합상태로 존재하고, 중금속 기준치 이하(3∼20PPM)로 되는 수용성의 복합 미네랄을 제조하는 것이다.
이와 같이 제조된 본 발명은 제조하려는 사료 또는 비료제조에 적합한 미네랄의 종류와 함량이 비율에 맞도록 혼합상태로 존재하는 수용성의 맞춤형 복합 미네랄을 제조하기 때문에 미네랄을 제조하는 분진 선택단계에서부터 미네랄 제조에 필요한 성분과 비율을 유지할 수 있도록 성분을 맞춘 분진을 제조하고, 제조된 분진을 묽은황산에 투입하여 1차교반 하고, 산소와 수소를 공급한 후, 한번더 교반함으로써, 황산수에서는 반응이 되지 못한 금속성분의 산화를 촉진시키고, 용해를 극대화시켜 미반응 찌꺼기의 발생량을 줄일 수 있게 된다.
그리고 1차반응물에 투입할 클링커를 선택할 때, 특정성분을 가진 클링커를 선택하여 2차반응을 실시함으로써, 1차반응단계에서 형성된 황산제2철을 황산제1철로 변화시켜 여과할 수 있으며, 클링커에 포함된 성분들이 황산수와 반응하므로 분진에 부족한 망초의 생성량을 증가시키고, pH를 4∼5로 조정함으로써, 황산반응 효과를 높여 맞춤형 미네랄에 필요한 성분을 형성시킬 수 있게 된다.
이어서 2차반응물을 침전시켜서 상등액을 제2반응용기에 이송하고 침전물을 물로 세척하고 물과 찌꺼기를 같이 여과하여 찌꺼기는 버리고 여액을 제1반응용기에 혼합함으로써, 찌꺼기 배출량을 현저히 줄이고 반응액을 알뜰하게 수용할 수 있어 반응액의 수율을 높이는 효과를 얻고, 제2반응용기에 수용한 여액에 페로망간분말과 아연분말을 일정비율로 혼합한 혼합물을 일정비율 투입하여 교반함으로써, 증금속을 신속히 고형화시켜 여과함으로써, 여과단계에서 중금속을 걸러 낼 수 있기 때문에 중금속의 혼합을 기준치 이하로 유지할 수 있는 미네랄액을 얻을 수 있다.
따라서 여과된 액을 스프레이 드라이어로 분무건조하고, 가열건조하므로 수분함량 1∼2중량% 되는 수용성의 복합미네랄을 얻을 수 있어 유통과정에서 변질이 없는 제품을 얻게 되는 것이다.
한편, 본 발명은 페로망간분말과 아연분말을 1:9∼2:8중량%의 비율로 혼합하여 반응액에 투입하여 반응시키기 때문에 중금속을 빠르게 고형화시켜 신속하게 응고시켜 분리할 수 있는 이점이 있고, 분진과 클링커를 선택할 때 분진의 성분은 철 10∼25중량%, 아연 15∼36중량%, 망간 10∼30중량%, 칼륨 3∼8중량%, 마그네슘 2∼6중량%, 칼슘 2∼9중량%, 코발트 0.001∼0.002중량%, 몰리브덴 0.001∼0.002중량%, 바나디움 0.001∼0.002중량%, 카본 2∼5중량%, 모래 2∼6중량%, 설레늄 0.001∼0.002중량%, 크롬 0.001∼0.002중량%, 염분 3∼7중량%, 알미늄 3∼6중량%으로 하면서 중금속은 미량 범위 내에 있도록 제조하고, 클링커를 선택할 때 클링커의 성분은 철 51∼55중량%, 아연 0.1∼0.3중량%, 망간 4∼7중량%, 칼륨 0.1∼4중량%, 마그네슘 3∼7중량%, 코발트 0.001∼0.002중량%, 몰리브덴 0.001∼0.002중량%, 바나디움 0.001∼0.002중량%, 카본 6∼9중량%, 모래 5∼9중량%, 셀레늄 0.001∼0.002중량%, 크롬 0.001∼0.002중량%, 알미늄 2∼4중량%을 포함하고, 나머지(잔존) 중량%는 칼슘으로 채우면서 중금속은 미량의 범위 내에 있는 것을 선택함으로써, 제조된 미네랄에 황산철 25∼40중량%, 황산아연 25∼40중량%, 황산망간 20∼24중량%, 황산칼륨 2∼6중량%, 황산마그네슘 2∼6중량%, 황산코발트 0.001∼0.003중량%, 황산몰리브덴 0.001∼0.003중량%, 바나디움 0.001∼0.003중량%, 셀레늄 0.001∼0.003중량%, 황산크롬 0.001∼0.003중량%, 소금 2∼5중량%, 황산알미늄 1∼5중량%, 망초(Na2SO4) 11∼35중량%, 요드 0.0001∼0.0003중량%가 수용성으로 혼합되고, 중금속 기준치 이하(3∼20PPM)으로 되는 수용성 미네랄을 얻을 수 있어 경제성 있는 제품을 얻을 수 있으며, 수분함량을 1∼2중량%로 건조하기 때문에 유통과정에서 변질이 없는 제품이 되어 관리가 편리하며, 분말형태로 제조되어 사용이 편리하게 되는 이점을 얻을 수 있게 되고, 셀레늄과 망초 성분이 적절하게 함유되어 동물건강에 기여할 수 있는 복합 미네랄을 보급할 수 있으며,
특히, 본 발명은 분진을 선택할 때 제조할 미네랄 성분에 맞게 분진을 제조하고 클링커 선택시 제조하고자 하는 복합미네랄이 성분에 맞는 클링커를 시중에서 선택하여 미세분말함으로써, 반응이 잘되어 제조된 복합 미네랄의 성분을 이상적으로 만들 수 있는 맞춤형 제조가 가능케 되어 경제성을 높일 수 있는 이점을 얻게 된다.
도 1은 본 발명의 공정도이다.
본 발명은 분진을 구성하는 성분이 철 10∼30중량%, 아연 15∼36중량%, 망간 10∼25중량%, 칼륨 3∼8중량%, 마그네슘 2∼6중량%, 칼슘 2∼9중량%, 코발트 0.001∼0.002중량%, 몰리브덴 0.001∼0.002중량%, 바나디움 0.001∼0.002중량%, 카본 2∼5중량%, 모래 2∼6중량%, 설레늄 0.001∼0.002중량%, 크롬 0.001∼0.002중량%, 염분 3∼7중량% 및 알미늄 3∼6중량% 되게 분진의 성분을 맞추는 분진 제조단계와,
제조된 분진을 제1반응용기(1)에 수용한 황산농도 40∼50중량%egksns 묽은 황산수에 묽은황산수량의 25중량%되는 양으로 투입하여 2∼3시간 교반하고, 산소와 수소공급장치(10)에서 산소와 수소를 10∼25분간 공급한 후, 1∼2시간 더 교반하는 1차반응단계와,
1차반응액에 투입하는 클링커를 선택하되 클링커를 구성하는 성분이 철 51∼55중량%, 아연 0.1∼0.3중량%, 망간 4∼7중량%, 칼륨 0.1∼4중량%, 마그네슘 3∼7중량%, 코발트 0.001∼0.002중량%, 몰리브덴 0.001∼0.002중량%, 바나디움 0.001∼0.002중량%, 카본 6∼9중량%, 모래 5∼9중량%, 셀레늄 0.001∼0.002중량%, 크롬 0.001∼0.002중량%, 알미늄 2~4중량%를 포함하고, 그 외 나머지 중량%는 칼슘으로 채운 클링커를 선택하는 클링커선택단계와,
선택한 클링커를 1차반응액에 분진량의 15∼30중량% 되는 량으로 투입하여 1∼2시간 교반하여 pH 4∼5를 유지하는 2차반응단계와,
1차,2차반응이 끝난 반응액을 침전조(2)에 이송하여 2∼4시간 침전시키는 침전단계와,
침전조의 상등액을 제2반응용기(3)에 이송하고 침전조 바닥에 가라앉은 침전물을 세척용기(20)로 이송시켜서 2∼3배의 물을 가해 세척하고, 세척된 물과 찌꺼기를 같이 여과기(4)에 투입 여과하여 찌꺼기는 버리고 여액을 제1반응용기(1)에 이송하는 반응액제조단계와,
제2반응용기(3)에 수용한 반응액에 페로망간분말과 아연분말을 1:9∼2:8중량%의 비율로 혼합한 혼합물을 분진량의 1∼5중량% 되는 양으로 투입하여 1∼2시간 교반하는 3차반응단계와,
3차반응이 종료된 반응액을 여과기(4a)로 이송하여 여과하고 여과된 액을 저장용기(5)에 저장하고, 찌꺼기는 재활용할 수 있게 찌꺼기 수집통에 모으는 여과단계와, 저장용기(5)에 저장한 액을 스프레이 드라이어(6)로 건조하고, 가열건조장치(6a)에서 한번더 건조하여 수분함량 1∼2중량%가 되게 건조시켜 중금속 기준치 이하 또는 3∼20PPM으로 되는 제품을 만들어 상기 제품의 성분이, 황산철 25∼36중량%, 황산아연 25∼36중량%, 황산망간 20∼24중량%, 황산칼륨 2∼6중량%, 황산마그네슘 2∼6중량%, 황산코발트 0.001∼0.003중량%, 황산몰리브덴 0.001∼0.003중량%, 바나디움 0.001∼0.003중량%, 셀레늄 0.001∼0.003중량%, 황산크롬 0.001∼0.003중량%, 소금 2∼5중량%, 황산알미늄 1∼5중량%, 망초(Na2SO4) 11∼22중량%, 및 요드 0.0001∼0.0003중량%를 혼합하여 상기 성분들이 혼합상태로 존재하는 수용성의 복합 미네랄을 제조한다.
삭제
1 : 제1반응용기 2 : 침전조
3 : 제2반응용기 4,4a : 여과기
5 : 저장용기 6 : 스프레이 드라이어
6a : 가열건조장치 10 : 산소수소공급장치
20 : 세척용기

Claims (1)

  1. 목적하는 분진을 구성하는 성분이 철 10∼30중량%, 아연 15∼36중량%, 망간 10∼25중량%, 칼륨 3∼8중량%, 마그네슘 2∼6중량%, 칼슘 2∼9중량%, 코발트 0.001∼0.002중량%, 몰리브덴 0.001∼0.002중량%, 바나디움 0.001∼0.002중량%, 카본 2∼5중량%, 모래 2∼6중량%, 설레늄 0.001∼0.002중량%, 크롬 0.001∼0.002중량%, 염분 3∼7중량% 및 알미늄 3∼6중량% 되게 분진의 성분을 맞추는 분진 제조단계와,
    제조된 분진을 제1반응용기(1)에 수용한 황산농도 40∼50중량%되는 묽은 황산수에 묽은황산수량의 25중량%되는 양으로 투입하여 2∼3시간 교반하고, 그 상태에서 산소와 수소공급장치(10)에서 산소와 수소를 10∼25분간 공급한 후, 1∼2시간 더 교반하는 1차반응단계와,
    1차반응액에 투입하는 클링커를 선택하되 클링커를 구성하는 성분이 철 51∼55중량%, 아연 0.1∼0.3중량%, 망간 4∼7중량%, 칼륨 0.1∼4중량%, 마그네슘 3∼7중량%, 코발트 0.001∼0.002중량%, 몰리브덴 0.001∼0.002중량%, 바나디움 0.001∼0.002중량%, 카본 6∼9중량%, 모래 5∼9중량%, 셀레늄 0.001∼0.002중량%, 크롬 0.001∼0.002중량% 및 알미늄 2∼4중량%를 포함하고, 그 외 나머지 중량%는 칼슘으로 채운 클링커를 선택하는 클링커선택단계와,
    선택한 클링커를 미세 분말하여 1차반응액에 분진량의 15∼30중량% 되는 량으로 투입하여 1∼2시간 교반하여 pH 4∼5를 유지하는 2차반응단계와,
    1차2차반응이 끝난 반응액을 침전조(2)에 이송하여 2∼4시간 침전시키는 침전단계와,
    침전조의 상등액을 제2반응용기(3)에 이송하고
    나머지 침전조 바닥에 가라앉은 침전물을 세척용기(20)로 이송시켜서 2∼3배의 물을 가해 세척하고, 세척된 물과 찌꺼기를 같이 여과기(4)에 투입 여과하여 찌꺼기는 버리고 여액을 제1반응용기(1)에 이송하는 반응액제조단계와,
    제2반응용기(3)에 수용한 반응액에 페로망간분말과 아연분말을 1:9∼2:8중량%의 비율로 혼합한 혼합물을 분진량의 1∼5중량% 되는 양으로 투입하여 1∼2시간 교반하는 3차반응단계와,
    3차반응이 종료된 반응액을 여과기(4a)로 이송하여 여과하고 여과된 액을 저장용기(5)에 저장하고, 찌꺼기는 재활용할 수 있게 찌꺼기 수집통에 모으는 여과단계와, 저장용기(5)에 저장한 액을 스프레이 드라이어(6)로 건조하고, 가열건조장치(6a)에서 한번더 건조하여 수분함량 1∼2중량%가 되게 건조하여 중금속 기준치 3∼20PPM으로 되는 제품을 만들어 상기 제품의 성분이,
    황산철 25∼36중량%, 황산아연 25∼36중량%, 황산망간 20∼24중량%, 황산칼륨 2∼6중량%, 황산마그네슘 2∼6중량%, 황산코발트 0.001∼0.003중량%, 황산몰리브덴 0.001∼0.003중량%, 바나디움 0.001∼0.003중량%, 셀레늄 0.001∼0.003중량%, 황산크롬 0.001∼0.003중량%, 소금 2∼5중량%, 황산알미늄 1∼5중량%, 망초(Na2SO4) 11∼22중량% 및 요드 0.0001∼0.0003중량%가 혼합된 성분임을 특징으로 하는 사료 또는 비료제조용 맞춤형 수용성 복합미네랄의 제조방법.
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