KR102476720B1 - Method of Preparing Calcium Acetate Snow Remover from Waste Oyster Shells - Google Patents

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Abstract

본 발명은 굴껍질을 원료로 사용하여 칼슘아세테이트를 제조하는 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 굴껍질과 아세트산과의 반응을 통하여 칼슘아세테이트를 제조하여 이를 눈이나 얼음을 녹이는 제설제로 사용하는 융빙 성능이 우수하고 금속에 대한 부식성이 거의 없는 칼슘아세테이트 친환경 제설제의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing calcium acetate using oyster shells as a raw material, and more particularly, to produce calcium acetate through the reaction of oyster shells and acetic acid, and ice-melting performance using it as a snow removal agent for melting snow or ice It relates to a method for producing a calcium acetate eco-friendly snow remover having excellent and little corrosion to metal.

Description

굴껍질로부터 칼슘아세테이트 제설제의 제조방법{Method of Preparing Calcium Acetate Snow Remover from Waste Oyster Shells}Method of preparing calcium acetate snow remover from oyster shells {Method of Preparing Calcium Acetate Snow Remover from Waste Oyster Shells}

본 발명은 굴껍질로부터 칼슘아세테이트 제설제의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 폐굴껍질을 이용하여 칼슘아세테이트를 제조함으로써 굴껍질 폐기물을 재활용하여 금속 부식성이 없고 융빙 성능이 우수한 친환경 제설제를 제조할 수 있는 굴껍질로부터 칼슘아세테이트 제설제의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing a calcium acetate snow remover from oyster shells, and more particularly, by recycling oyster shell waste by producing calcium acetate using closed oyster shells to produce an eco-friendly snow remover that is free from metal corrosion and has excellent ice melting performance. It relates to a method for producing a calcium acetate snow remover from oyster shells that can be made.

굴 껍질은 연안 지역에서 심각한 환경 문제를 일으키는 해양 폐기물이다. 굴껍질의 대부분은 부주의하게 폐기되고 있다. 특히, 굴 양식이 시작되면서 폐기물 발생량이 크게 늘어나 폐기물 처리뿐만 아니라 공중 보건 문제까지 야기되고 있다. 폐굴껍질의 연간 배출량은 30만 톤에 이르고 있으나, 무단 폐기되어 미생물 분해에 의한 암모니아나 황화수소와 같은 독성 가스의 배출로 이어지고 있는 것이다. 한국 정부는 폐굴껍질을 재활용하기 위하여 칼슘 비료 생산 공장을 설립하는 등 폐기물 재활용을 위해 다양한 지원을 하고 있다. 그러나 폐굴껍질의 재활용률은 30% 정도에 그치고 있는 실정이다.Oyster shell is a marine waste that causes serious environmental problems in coastal areas. Most of the oyster shells are carelessly discarded. In particular, with the beginning of oyster farming, the amount of waste generation has increased significantly, causing not only waste disposal but also public health problems. Although the annual discharge of lung oyster shells reaches 300,000 tons, it is discarded without permission, leading to the emission of toxic gases such as ammonia and hydrogen sulfide due to microbial decomposition. The Korean government provides various support for waste recycling, such as establishing a calcium fertilizer production plant to recycle waste oyster shells. However, the recycling rate of closed oyster shells is only about 30%.

폐굴껍질은 여러 방법으로 재사용하는 방법이 시도되고 있다. 굴껍질의 주성분은 탄산칼슘(CaCO3)으로, 시멘트 산업의 석회석 골재로 사용되거나, 제약 산업에서 칼슘이 풍부한 보충제로 사용될 수 있다. 폐굴껍질은 오염이 심한 토양 속의 비소를 고정시키는 물질로 사용하거나, 토양 품질 개선제로서 중금속 안정화제로 적용되기도 하며, 이산화탄소 포집을 위한 CaO계 흡착제로 응용되어 사용되기도 한다.A method of reusing lung oyster shells in various ways has been attempted. The main component of oyster shell is calcium carbonate (CaCO 3 ), which can be used as a limestone aggregate in the cement industry or as a calcium-rich supplement in the pharmaceutical industry. The closed oyster shell is used as a material for fixing arsenic in heavily polluted soil, or as a heavy metal stabilizer as a soil quality improver, or as a CaO-based adsorbent for carbon dioxide capture.

한편, 제설제는 겨울에 눈이나 얼음을 녹이는 소재로, 주로 염화나트륨(NaCl)이나 염화칼슘(CaCl2)이 전세계적으로 다량 사용되고 있다. 이러한 염화물계 제설제는 쉽게 구할 수 있고, 비교적 저렴하여 얼음과 눈을 녹이는 데 효율적이다. 그러나 염화물계 제설제는 포장 도로, 자동차, 고속도로 구조물, 지하 케이블 및 제빙에 노출된 곳의 장비를 부식시키기 때문에 경제적으로나 환경적으로 심각한 피해를 유발하는 것으로 알려져 있다. 염화물계 제설제는 식물과 작물의 성장에도 큰 피해를 준다. 따라서, 이러한 피해를 막기 위해서는 염화물계 제설제를 대체할 수 있는 친환경 제설제 개발이 시급하다.On the other hand, the snow remover is a material that melts snow or ice in winter, and mainly sodium chloride (NaCl) or calcium chloride (CaCl 2 ) is used in large quantities worldwide. These chloride-based snow removers are readily available and relatively inexpensive, so they are effective in melting ice and snow. However, chloride-based deicing agents are known to cause serious economic and environmental damage because they corrode paved roads, automobiles, highway structures, underground cables, and equipment exposed to deicing. Chloride-based deicing agents also cause great damage to the growth of plants and crops. Therefore, in order to prevent such damage, it is urgent to develop an eco-friendly snow removal agent that can replace the chloride-based snow removal agent.

대한민국 등록특허 제10-1827456호는 굴껍질로부터 천연칼슘을 제조하는 방법 및 그 장치가 개시되어 있고, 대한민국 등록특허 제10-1294512호는 폐굴껍질을 담지한 담체를 이용하는 망간을 함유한 폐수의 수처리 방법이 개시되어 있으며, 대한민국 등록특허 제10-1160806호는 굴껍질 분말을 이용한 건축용 접합제 조성물이 개시되어 있다.Korean Patent Registration No. 10-1827456 discloses a method and apparatus for producing natural calcium from oyster shells, and Korean Patent Registration No. 10-1294512 discloses water treatment of wastewater containing manganese using a carrier supporting closed oyster shells. A method is disclosed, and Korean Patent Registration No. 10-1160806 discloses a construction adhesive composition using oyster shell powder.

염화물계 제설제의 환경오염이 심각해지면서 최근 칼슘아세테이트(calcium acetate), 마그네슘아세테이트(magnesium acetate) 및 칼슘마그네슘아세테이트(calcium magnesium acetate; CMA)와 같은 아세테이트계 제설제가 염화물계 제설제를 대체할 수 있는 환경 친화적인 물질로 관심을 모으고 있으며, 염화물계 제설제를 대체할 수 있는 친환경 제설제로 규명되어 미국과 캐나다에서는 이미 사용되고 있다. 칼슘이나 마그네슘 아세테이트계 제설제는 무독성이며 생분해에 의해 이산화탄소로 전환된다. 칼슘이나 마그네슘 아세테이트계 제설제는 금속 부식을 일으키지 않으며 콘크리트, 아스팔트 및 식물에 대한 손상도 거의 일으키지 않는다. 식물의 성장에 해로운 영향을 미치지 않으며, 도로 및 교량 등의 구조물에 손상을 주지 않는다. 그러나 이러한 칼슘이나 마그네슘 아세테이트계 제설제는 제조비용이 많이 들고 염화물계보다 융빙 성능이 떨어지는 단점이 있다. 그러므로 이러한 단점을 해결하는 방안이 필요하다.As the environmental pollution of chloride-based snow removers has become serious, recently, acetate-based snow removers such as calcium acetate, magnesium acetate, and calcium magnesium acetate (CMA) can replace chloride-based snow removers. It is attracting attention as an environmentally friendly material, and has been identified as an eco-friendly snow removal agent that can replace chloride-based snow removal agents and is already being used in the United States and Canada. Calcium or magnesium acetate-based snow removers are non-toxic and are converted into carbon dioxide by biodegradation. Calcium or magnesium acetate-based snow removers do not corrode metals and cause little damage to concrete, asphalt and plants. It does not adversely affect plant growth and does not damage structures such as roads and bridges. However, these calcium or magnesium acetate-based deicing agents have disadvantages in that manufacturing costs are high and melting performance is lower than that of chloride-based agents. Therefore, a method to solve these drawbacks is required.

이에, 본 발명자들은 종래의 칼슘이나 마그네슘 아세테이트계 제설제의 제조 공정상의 문제점을 해결하고자 노력한 결과, 폐굴껍질을 이용하여 칼슘아세테이트 제설제를 제조하는 방법을 제공함으로써 폐굴껍질 폐기물을 재활용하여 환경문제를 해결하고 제조비용이 저렴한 친환경 제설제를 제공할 수 있음을 확인함으로써, 본 발명을 완성하게 되었다.Accordingly, the inventors of the present invention have tried to solve the problems in the manufacturing process of conventional calcium or magnesium acetate-based snow removers. As a result, by providing a method for manufacturing calcium acetate snow removers using closed oyster shells, environmental problems are solved by recycling closed oyster shell waste. Solving and confirming that it is possible to provide an eco-friendly snow remover having a low manufacturing cost, the present invention was completed.

대한민국 등록특허 제10-1827456호Republic of Korea Patent No. 10-1827456 대한민국 등록특허 제10-1294512호Republic of Korea Patent No. 10-1294512 대한민국 등록특허 제10-1160806호Republic of Korea Patent No. 10-1160806

본 발명의 목적은 폐기물을 재활용하여 환경문제를 해결하고 제조비용이 저렴한 친환경 제설제의 제조방법을 제공하는데 있다.An object of the present invention is to solve environmental problems by recycling waste and to provide a method for manufacturing an eco-friendly snow remover having a low manufacturing cost.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 (a) 굴껍질을 세척하고 건조시킨 다음, 분쇄하여 굴껍질 분말을 수득하는 단계; (b) 상기 굴껍질 분말을 아세트산 수용액에 침지시켜 반응시키는 단계; (c) 반응 후 생성된 분말을 질소 분위기의 건조기에서 건조시키는 단계; 및 (d) 분말을 질소 분위기의 소성로에서 소성시키는 단계를 포함하는 칼슘아세테이트 제설제의 제조방법을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention comprises the steps of (a) washing and drying oyster shells and then grinding them to obtain oyster shell powder; (b) reacting by immersing the oyster shell powder in an aqueous acetic acid solution; (c) drying the powder produced after the reaction in a dryer under a nitrogen atmosphere; And (d) it provides a method for producing a calcium acetate snow remover comprising the step of calcining the powder in a nitrogen atmosphere.

본 발명에 따라 세계적으로 매년 수많은 양의 굴껍질이 폐기되고 있어 야기되고 있는 심각한 환경오염문제와 사회문제를 해결할 수 있으며, 본 발명에서 제시하는 방법으로 제조한 칼슘아세테이트는 폐굴껍질을 원료로 제조되므로 이를 제설제로 사용하면 환경 친화적인 제설제로 사용할 수 있다. 제설제는 사용량이 많으므로 폐굴껍질의 재활용 효과가 커질 뿐만 아니라, 이는 금속 부식성이 없는 친환경 제설제이므로 폐기물 재활용과 환경 소재 개발 효과를 얻을 수 있다.According to the present invention, it is possible to solve serious environmental pollution problems and social problems caused by the large amount of oyster shells discarded every year around the world, and the calcium acetate prepared by the method proposed in the present invention is made from closed oyster shells as a raw material. If you use it as a snow remover, it can be used as an environmentally friendly snow remover. Since the snow remover is used a lot, the recycling effect of the closed oyster shell is increased, and since it is an eco-friendly snow remover that is not corrosive to metal, the effect of recycling waste and developing environmental materials can be obtained.

도 1은 반응 전 폐굴껍질 분말과 반응 후 폐굴껍질 제설제의 XRD 패턴을 나타낸 도면이다. 도 1에서 (a)는 반응 전 굴껍질의 XRD 결과를, (b)는 반응 후 굴껍질의 XRD 결과를, (c)는 칼슘카보네이트 시약의 XRD 결과를, (d)는 칼슘아세테이트 시약의 XRD 결과를 나타낸다.
도 2는 폐굴껍질의 전응 전 후 FT-IR 스펙트럼과 탄산칼슘 및 칼슘아세테이트 시약의 FT-IR 결과를 비교하여 나타낸 도면이다. 도 2에서 (a)는 반응 전 굴껍질의 FT-IR 스펙트럼을, (b)는 반응 후 굴껍질의 FT-IR 스펙트럼을, (c)는 칼슘카보네이트 시약의 FT-IR 스펙트럼을, (d)는 칼슘아세테이트 시약의 FT-IR 스펙트럼을 나타낸다.
도 3은 반응 전후 폐굴껍질의 SEM 이미지와 EDX 결과를 나타낸 도면이다. 도 3에서 (a)와 (a)'는 반응 전 굴껍질의 SEM과 EDX를, (b)와 (b)'는 반응 후 굴껍질의 SEM과 EDX를 나타낸다.
도 4는 반응 전(a)과 반응 후(b) 폐굴껍질의 질소 흡착등온선을 나타낸 도면이다.
도 5는 20-1000 ℃의 온도 범위에서 반응 전(a) 및 후(b)의 폐굴껍질에 대한 TGA 및 DTA 결과를 나타낸 도면이다.
도 6은 -5 ℃ (a) 및 -12 ℃ (b)에서 폐굴껍질 전환 제설제(WOS), 염화나트륨(NaCl) 및 염화칼슘(CaCl2)의 융빙 특성을 나타낸 도면이다.
도 7은 -5 ℃와 -12 ℃에서 각 제설제의 융빙량을 비교한 그래프이다. WOS는 굴껍질 전환 칼슘아세테이트를, MWOS는 굴껍질 제설제에 수산화나트륨을 첨가한 제설제를 나타낸다.
도 8은 경과 시간에 따른 각 제설제에 의해 유발된 금속 부식 사진이다. 도 8에서 WOS는 굴껍질 전환 칼슘아세테이트를, MWOS는 굴껍질 제설제에 수산화나트륨을 첨가한 제설제를 나타낸다.
도 9는 각 제설제의 금속 부식률을 나타낸 도면이다. 도 9에서 WOS는 굴껍질 전환 칼슘아세테이트를, MWOS는 굴껍질 제설제에 수산화나트륨을 첨가한 제설제를 나타낸다.
1 is a view showing the XRD pattern of the closed oyster shell powder before the reaction and the closed oyster shell snow remover after the reaction. In Figure 1, (a) is the XRD result of the oyster shell before the reaction, (b) is the XRD result of the oyster shell after the reaction, (c) is the XRD result of the calcium carbonate reagent, (d) is the XRD result of the calcium acetate reagent show the result.
Figure 2 is a diagram showing the comparison of the FT-IR spectrum of the lung oyster shell before and after the electrodeposition and the FT-IR results of the calcium carbonate and calcium acetate reagents. In Figure 2, (a) is the FT-IR spectrum of the oyster shell before the reaction, (b) is the FT-IR spectrum of the oyster shell after the reaction, (c) is the FT-IR spectrum of the calcium carbonate reagent, (d) represents the FT-IR spectrum of the calcium acetate reagent.
3 is a view showing SEM images and EDX results of the closed oyster shell before and after the reaction. In FIG. 3, (a) and (a)' show SEM and EDX of oyster shells before reaction, and (b) and (b)' show SEM and EDX of oyster shells after reaction.
4 is a diagram showing nitrogen adsorption isotherms of closed oyster shells before (a) and after (b) the reaction.
5 is a diagram showing the TGA and DTA results for the closed oyster shells before (a) and after (b) the reaction in the temperature range of 20-1000 ° C.
Figure 6 is a diagram showing the ice melting characteristics of closed oyster shell conversion snow remover (WOS), sodium chloride (NaCl) and calcium chloride (CaCl 2 ) at -5 ℃ (a) and -12 ℃ (b).
Figure 7 is a graph comparing the melting amount of each snow remover at -5 ℃ and -12 ℃. WOS represents oyster shell converted calcium acetate, and MWOS represents a snow removal agent in which sodium hydroxide is added to oyster shell snow removal agent.
8 is a photograph of metal corrosion caused by each snow removal agent over time. In FIG. 8, WOS represents oyster shell conversion calcium acetate, and MWOS represents a snow removal agent in which sodium hydroxide is added to an oyster shell snow removal agent.
9 is a view showing the metal corrosion rate of each snow remover. In FIG. 9, WOS represents oyster shell converted calcium acetate, and MWOS represents a snow remover in which sodium hydroxide is added to an oyster shell snow remover.

달리 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 모든 기술적 및 과학적 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 숙련된 전문가에 의해서 통상적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 일반적으로, 본 명세서에서 사용된 명명법 및 이하에 기술하는 실험 방법은 본 기술 분야에서 잘 알려져 있고 통상적으로 사용되는 것이다.Unless defined otherwise, all technical and scientific terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. In general, the nomenclature used herein and the experimental methods described below are those well known and commonly used in the art.

본 발명은 폐굴껍질을 이용하여 칼슘아세테이트 제설제를 제조할 경우, 폐굴껍질 폐기물을 재활용하여 환경문제를 해결하고 제조비용이 저렴한 친환경 제설제를 제조할 수 있음을 확인하고자 하였다.The present invention was to confirm that when a calcium acetate snow remover is manufactured using closed oyster shells, it is possible to solve environmental problems by recycling closed oyster shell waste and manufacture an eco-friendly snow remover with low manufacturing cost.

본 발명은 일 관점에서 (a) 굴껍질을 세척하고 건조시킨 다음, 분쇄하여 굴껍질 분말을 수득하는 단계; (b) 상기 굴껍질 분말을 아세트산 수용액에 침지시켜 반응시키는 단계; (c) 반응 후 생성된 분말을 질소 분위기의 건조기에서 건조시키는 단계; 및 (d) 분말을 질소 분위기의 소성로에서 소성시키는 단계를 포함하는 칼슘아세테이트의 제조방법에 관한 것이다.In one aspect, the present invention includes the steps of (a) washing and drying oyster shells, and then pulverizing to obtain oyster shell powder; (b) reacting by immersing the oyster shell powder in an aqueous acetic acid solution; (c) drying the powder produced after the reaction in a dryer under a nitrogen atmosphere; And (d) it relates to a method for producing calcium acetate comprising the step of calcining the powder in a nitrogen atmosphere.

종래에는 굴껍질을 재활용하는 방안들이 제안되어 있으나 굴껍질을 아세테이트화하여 제설제로 활용하는 방안은 제시된 바가 없다. 따라서 굴껍질을 미분화하여 이로부터 칼슘아세테이트를 제조하는 방법은 폐기물로 다량 배출되어 심각한 환경문제가 되고 있는 폐굴껍질을 친환경 소재로 전환시키는 새로운 기술로 평가받을 수 있다.Conventionally, methods for recycling oyster shells have been proposed, but no method for acetated oyster shells and used as a deicing agent has been proposed. Therefore, the method of micronizing oyster shells to produce calcium acetate from them can be evaluated as a new technology for converting waste oyster shells, which are discharged in large quantities as waste and become a serious environmental problem, into eco-friendly materials.

본 발명에 있어서, 상기 (c) 단계는 110~150 ℃의 온도에서 3~10시간 동안 건조시키고, 상기 (d) 단계는 400~600 ℃의 온도에서 3~10시간 동안 소성시킬 수 있다.In the present invention, the step (c) may be dried for 3 to 10 hours at a temperature of 110 to 150 ° C, and the step (d) may be calcined at a temperature of 400 to 600 ° C for 3 to 10 hours.

건조온도가 110 ℃ 미만인 경우에는 건조시간이 많이 소요되어 생산성이 저하되는 문제점이 있고, 건조온도가 150 ℃ 초과인 경우에는 건조에 따른 비용이 상승하는 문제점이 있다.When the drying temperature is less than 110 ° C., there is a problem in that productivity is reduced due to a long drying time, and when the drying temperature exceeds 150 ° C., there is a problem in that the cost of drying increases.

또한, 소성온도가 400 ℃ 미만인 경우에는 소성효과가 미비하고, 소성온도가 600 ℃ 초과하는 경우에는 소성에 따른 연료비가 많이 들어 경제성이 없다는 문제점이 있다.In addition, when the firing temperature is less than 400 ° C., the firing effect is insignificant, and when the firing temperature exceeds 600 ° C., there is a problem in that the fuel cost for firing is high and is not economical.

본 발명에 있어서, 상기 아세트산 수용액의 농도는 0.1~10M일 수 있다.In the present invention, the concentration of the acetic acid solution may be 0.1 ~ 10M.

본 발명의 바람직한 일 실시예에 의하면, 다음과 같은 공정을 거쳐 칼슘아세테이트를 제조할 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, calcium acetate can be prepared through the following process.

폐굴껍질을 수집하고 반응 전에 세척하고 분쇄한다. 폐굴껍질 분말을 0.1 M 내지 10 M의 아세트산 수용액에 5시간 동안 침지시킨 후, 실온에서 하루 동안 자연건조시키고, 오븐에서 120 ℃로 5시간 동안 건조시킨다. 폐굴껍질 생성물을 500 ℃에서 5시간 동안 소성시켜 칼슘아세테이트를 제조한다.The lung oyster shells are collected, washed and ground before reaction. After immersing the closed oyster shell powder in 0.1 M to 10 M aqueous acetic acid solution for 5 hours, it is naturally dried at room temperature for one day and then dried in an oven at 120 ° C. for 5 hours. Calcium acetate is prepared by calcining the closed oyster shell product at 500 ° C. for 5 hours.

굴껍질로부터 전환된 칼슘아세테이트 제설제의 융빙 성능을 개선하기 위해, 이 칼슘아세테이트에 수산화나트륨을 첨가하여 기계적 혼합함으로써 굴껍질로부터 전환된 제설제의 성능을 개선할 수 있다.In order to improve the melting performance of the calcium acetate snow remover converted from oyster shells, sodium hydroxide can be added to the calcium acetate and mechanically mixed to improve the performance of the snow remover converted from oyster shells.

본 발명에 있어서, 상기 방법에 의하여 제조된 칼슘아세테이트를 10중량%의 수산화나트륨을 첨가하고 혼합시켜 칼슘 아세테이트 혼합물을 제조할 수 있다.In the present invention, a calcium acetate mixture may be prepared by adding 10% by weight of sodium hydroxide to the calcium acetate prepared by the above method and mixing.

본 발명에 의하여 생성된 칼슘아세테이트 및 그 혼합물을 제설제로 사용할 수 있다.Calcium acetate and mixtures thereof produced according to the present invention can be used as a deicing agent.

본 발명에 따라 폐굴껍질을 분쇄하여 아세트산과 반응시켜 칼슘아세테이트 제설제를 제조하고 이를 다양한 분석기기로 분석하여 물리화학적 특성을 조사한다. 이 제설제의 융빙 성능을 평가하고 금속에 대한 부식 특성을 평가한다. 그 결과 상기 본 발명에 의한 제설제는 융빙 성능 및 금속 부식억제 성능이 개선된 친환경 제설제인 것을 확인하였다.According to the present invention, the closed oyster shell is crushed and reacted with acetic acid to prepare a calcium acetate snow remover, and the physicochemical properties are investigated by analyzing it with various analytical instruments. The ice-melting performance of this snow remover is evaluated and the corrosion properties to metal are evaluated. As a result, it was confirmed that the snow removal agent according to the present invention is an eco-friendly snow removal agent with improved ice melting performance and metal corrosion inhibition performance.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 예시하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지 않는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through examples. These examples are only for illustrating the present invention, and it will be apparent to those skilled in the art that the scope of the present invention is not to be construed as being limited by these examples.

실시예 1: 폐굴껍질로부터 칼슘아세테이트의 제조Example 1: Preparation of calcium acetate from closed oyster shells

한국의 통영 지역에서 폐굴껍질을 수집하고 반응 전에 정제수로 세척하고 건조시킨 후 분쇄하였다. 폐굴껍질 분말(10 g)을 1 N 아세트산 (CH3COOH, 덕산, 99 %) 용액 (20 mL)에 1시간 동안 침지시켜 상온에서 반응시켰다. 반응 후 분말은 잔여 아세트산 용액과 분리한 후 실온에서 하루 동안 자연건조시켰다. 그 다음에 산화를 막기 위해 질소 분위기로 유지되는 건조기에서 120 ℃ 온도로 5시간 동안 건조시켰다. 다음 단계로 건조된 폐굴껍질 생성물을 마찬가지로 산화를 막기 위해 질소 분위기의 소성로에서 500 ℃에서 5시간 동안 소성시켰다.Pulmonary oyster shells were collected from Tongyeong, Korea, washed with purified water before reaction, dried and pulverized. Pulmonary oyster shell powder (10 g) was immersed in 1 N acetic acid (CH 3 COOH, Deoksan, 99%) solution (20 mL) for 1 hour and reacted at room temperature. After the reaction, the powder was separated from the remaining acetic acid solution and naturally dried at room temperature for one day. It was then dried for 5 hours at 120 °C in a dryer maintained under a nitrogen atmosphere to prevent oxidation. In the next step, the dried oyster shell product was also calcined at 500 ° C. for 5 hours in a nitrogen atmosphere calcination furnace to prevent oxidation.

굴껍질로부터 전환된 칼슘아세테이트 제설제의 융빙 성능을 개선하기 위해, 이 칼슘아세테이트에 10 중량%의 수산화나트륨을 첨가하고 기계적으로 혼합함으로써 굴껍질로부터 전환된 제설제의 융빙 성능을 개선하였다.In order to improve the ice melting performance of the calcium acetate snow remover converted from oyster shell, 10% by weight of sodium hydroxide was added to the calcium acetate and mechanically mixed to improve the ice melting performance of the snow remover converted from oyster shell.

염화칼슘(CaCl2, Junsei, 99%) 시약 및 염화나트륨(NaCl, Duksan, 99%) 시약을 염화물 제설제로 사용하였다. 탄산칼슘(CaCO3, Duksan, 98%) 및 칼슘아세테이트(Ca(CH3COO)2, Duksan, 98%) 시약은 굴껍질의 주요 성분과 굴껍질로부터 전환된 칼슘아세테이트의 성분을 비교하기 위한 표준물질로 사용하였다.A calcium chloride (CaCl 2 , Junsei, 99%) reagent and a sodium chloride (NaCl, Duksan, 99%) reagent were used as a chloride deicing agent. Calcium carbonate (CaCO 3 , Duksan, 98%) and calcium acetate (Ca(CH 3 COO) 2 , Duksan, 98%) reagents are standards for comparing the main components of oyster shells with those of calcium acetate converted from oyster shells. material was used.

실시예 2: 칼슘아세테이트 제설제의 분석Example 2: Analysis of calcium acetate deicing agent

폐굴껍질 반응물 및 폐굴껍질 전환 생성물의 결정 특성피크 및 구조는 Ni-필터링된 CuKα X-선 방사선을 갖는 고분해능 X-선 회절분석기(Rigaku, D/Max Ultima III)를 사용하여 X-선 회절(X-ray diffraction; XRD) 패턴에 의해 조사되었다. 도 1은 반응 전 폐굴껍질 분말과 반응 후 폐굴껍질 제설제의 XRD 패턴을 보였다. XRD 결과는 탄산칼슘 및 칼슘아세테이트 표준 시약의 결과와 비교하였다. 폐굴껍질 분말(도 1(a))의 XRD 패턴의 특성피크는 탄산칼슘 시약(도 1(c))의 특성피크와 일치하였다. 이는 굴껍질의 성분이 탄산칼슘(96% 이상)으로 이루어졌음을 시사한다.The crystal characteristic peaks and structures of the oyster shell reactants and the oyster shell conversion products were determined by X-ray diffraction (X -ray diffraction; XRD) patterns were investigated. Figure 1 shows the XRD pattern of the closed oyster shell powder before the reaction and the closed oyster shell snow remover after the reaction. The XRD results were compared with those of calcium carbonate and calcium acetate standard reagents. The characteristic peak of the XRD pattern of the oyster shell powder (Fig. 1(a)) coincided with the characteristic peak of the calcium carbonate reagent (Fig. 1(c)). This suggests that the components of oyster shells are composed of calcium carbonate (more than 96%).

도 1(b)는 폐굴껍질과 아세트산의 반응으로부터 얻어진 폐굴껍질 제설제의 XRD 패턴을 나타내었다. 칼슘아세테이트 시약의 XRD 패턴과 비교하여, 폐굴껍질 전환 제설제(도 1(b))의 1차 피크의 위치 및 강도는 칼슘아세테이트 시약(도 1(d))의 데이터와 잘 일치하였다. 이는 반응에 의해 폐굴껍질 분말이 칼슘아세테이트로 전환되었음을 나타낸다.Figure 1 (b) shows the XRD pattern of the closed oyster shell snow remover obtained from the reaction of the closed oyster shell and acetic acid. Compared with the XRD pattern of the calcium acetate reagent, the position and intensity of the primary peak of the oyster shell conversion snow remover (Fig. 1 (b)) was in good agreement with the data of the calcium acetate reagent (Fig. 1 (d)). This indicates that the lung oyster shell powder was converted into calcium acetate by the reaction.

폐굴껍질과 표준물질의 푸리에 변환 적외선(FT-IR) 스펙트럼을 Shimadzu IRP resitge-21 분광계에서 측정하였다. 시료를 KBr로 희석하고 실온에서 400-4000 cm-1의 주파수 범위에서 측정하였다. 도 2는 탄산칼슘 및 칼슘아세테이트 시약의 FT-IR 스펙트럼과 반응 전후의 폐굴껍질 FT-IR 스펙트럼을 나타낸다. 카보네이트의 투과 대역은 전형적으로 네 부분으로 나뉜다. 약 1080 cm-1 (γ1)에서 카보네이트 이온의 대칭 신장, 약 870 cm-1 (γ2)에서 평면 외 굽힘 흡수 밴드가 나타나며, 약 1400 cm-1 (γ3)에서 비대칭이 신장되고, 평면 내에서 약 700 cm-1 (γ4)에서 구부러진다. 탄산칼슘의 경우, 면내 굽힘이 넓어지면서 거의 사라지고, 면외 굽힘은 약 870 cm-1로 이동하고 비대칭 스트레치 피크는 약 1420 cm-1 및 1470 cm-1에서 두 부분으로 분할된다. 반응 전 폐굴껍질 분말의 FT-IR 스펙트럼은 865 cm-1 (γ2)에서 탄산칼슘의 특성 투과율 밴드와 1419 cm-1 및 1490 cm-1 (γ3)에서 스플릿 밴드를 명확하게 보인다. 탄산칼슘의 FT-IR 스펙트럼은 2700에서 3600cm-1 사이의 광대역 OH 스트레칭과 1650cm-1에서 샤프한 OH 굽힘 밴드를 특징으로 하며, 둘 다 내부의 구조적 H2O에 해당한다. 또한, 탄산칼슘은 주 비대칭 γ3 CO3 밴드 (1460 cm-1)에서 숄더가 존재함을 확인하였다. 후자의 진동은 결정성 탄산칼슘상의 특징이다. 이는 폐굴껍질 분말이 탄산칼슘임을 확인하며, 이는 XRD 결과와도 일치한다. 도 2는 또한 폐굴껍질과 아세트산의 반응에 의해 제조된 제설제의 FT-IR 스펙트럼(도 2(b))과 표준시료인 칼슘아세테이트 시약에 대한 FT-IR 스펙트럼(도 2(d))을 비교한 도면이다. 두 스펙트럼은 서로 일치한다. 이는 폐굴껍질로부터 얻어진 생성물의 화학적 조성이 칼슘아세테이트임을 확인하며, 이는 또한 XRD 결과와도 일치한다(도 1(b) 및 도 1(d)).Fourier transform infrared (FT-IR) spectra of the lung oyster shells and standards were measured on a Shimadzu IRP reside-21 spectrometer. Samples were diluted with KBr and measured at room temperature in the frequency range of 400-4000 cm -1 . Figure 2 shows the FT-IR spectrum of the calcium carbonate and calcium acetate reagents and the FT-IR spectrum of the closed oyster shell before and after the reaction. The transmission band of carbonate is typically divided into four parts. Symmetric stretching of carbonate ions at about 1080 cm -1 (γ1), out-of-plane bending absorption bands appear at about 870 cm -1 (γ2), asymmetric stretching at about 1400 cm -1 (γ3), and in-plane about It bends at 700 cm -1 (γ4). In the case of calcium carbonate, the in-plane bending almost disappears as it broadens, the out-of-plane bending shifts to about 870 cm -1 and the asymmetric stretch peak splits into two parts at about 1420 cm -1 and 1470 cm -1 . The FT-IR spectrum of the closed oyster shell powder before reaction clearly shows the characteristic transmittance band of calcium carbonate at 865 cm -1 (γ2) and split bands at 1419 cm -1 and 1490 cm -1 (γ3). The FT-IR spectrum of calcium carbonate is characterized by a broadband OH stretching between 2700 and 3600 cm −1 and a sharp OH bending band at 1650 cm −1 , both corresponding to internal structural HO. In addition, it was confirmed that the calcium carbonate had a shoulder in the main asymmetric γ3 CO 3 band (1460 cm −1 ). The latter oscillation is characteristic of the crystalline calcium carbonate phase. This confirms that the lung oyster shell powder is calcium carbonate, which is consistent with the XRD results. Figure 2 also compares the FT-IR spectrum (Fig. 2 (b)) of the deicing agent prepared by the reaction of the lung oyster shell and acetic acid and the FT-IR spectrum (Fig. 2 (d)) for the standard calcium acetate reagent it is a drawing The two spectra coincide with each other. This confirms that the chemical composition of the product obtained from the closed oyster shell is calcium acetate, which is also consistent with the XRD results (FIGS. 1(b) and 1(d)).

폐굴껍질 전환 제설제의 형상 및 미세 구조는 주사 전자 현미경(SEM, Hitachii, S-4700/EX-200)에 의해 측정되었다. 폐굴껍질 제설제의 화학 성분은 에너지 분산 형 X-선 분광법(EDX, NORANS Z-MAXII 350)을 사용하여 측정되었다. 도 3은 반응 전후의 폐굴껍질의 SEM 이미지와 EDX 결과를 보인다. 미크론크기의 폐굴껍질 분말은 불규칙 입방 결정이었다. 반응 후 폐굴껍질에서는 침상 결정이 관찰되었다.The shape and microstructure of the closed oyster shell conversion snow remover were measured by scanning electron microscopy (SEM, Hitachii, S-4700/EX-200). The chemical composition of the closed oyster shell snow remover was measured using energy dispersive X-ray spectroscopy (EDX, NORANS Z-MAXII 350). Figure 3 shows the SEM image and EDX results of the closed oyster shell before and after the reaction. The micron-sized closed oyster shell powder was irregular cubic crystals. After the reaction, needle-like crystals were observed in the lung oyster shell.

제설제의 질소 흡착등온선을 액체 질소 온도에서 부피 흡착 장치 (Micromeritics ASAP-2020)를 사용하여 측정하였다. 폐굴껍질 시료를 200 ℃에서 2시간 동안 전처리하여 질소 가스에 노출시켰다. 그들의 표면적은 Brunauer-Emmett-Teller (BET) 방정식을 사용하여 계산하였다. 도 4는 반응 전후의 폐굴껍질의 질소 흡착등온선을 나타낸다. 폐굴껍질 물질은 질소가 거의 흡착되지 않았으며 비표면적은 2.80 m2/g이었다. 흡착량과 비표면적은 폐굴껍질 제설제에 비해 약간 증가하였다. BET 방정식으로부터 결정된 비표면적은 4.63 m2/g로 작았으며, 이는 폐굴껍질 구조가 기공을 갖지 않음을 시사한다. 흡착-탈착 분석은 작은 히스테리시스 곡선을 나타내었으나, 이는 작은 결정들 사이의 공극에 기인한 것이다.The nitrogen adsorption isotherm of the snow remover was measured using a volumetric adsorption device (Micromeritics ASAP-2020) at liquid nitrogen temperature. The lung oyster shell samples were pretreated at 200 °C for 2 hours and exposed to nitrogen gas. Their surface area was calculated using the Brunauer-Emmett-Teller (BET) equation. Figure 4 shows the nitrogen adsorption isotherm of the closed oyster shell before and after the reaction. The closed oyster shell material hardly adsorbed nitrogen and the specific surface area was 2.80 m 2 /g. The adsorption amount and specific surface area were slightly increased compared to that of the closed oyster shell snow remover. The specific surface area determined from the BET equation was as small as 4.63 m 2 /g, suggesting that the closed cave shell structure had no pores. The adsorption-desorption analysis showed a small hysteresis curve, but this was due to the voids between the small crystals.

폐굴껍질 분말 및 폐굴껍질 전환 제설제에 대한 동시 열중량 분석(TGA) 및 시차 열분석(DTA) 측정은 10 ℃/min의 가열 속도로 공기 분위기에서 TGA/DSC (TGA-50/DSC-60) 기기를 사용하여 수행되었다. 도 5는 20-1000 ℃의 온도 범위에서 반응 전과 반응 후의 폐굴껍질에 대한 TGA 및 DTA 결과를 보인다. 도 5(a)에 도시 된 바와 같이, 반응 전 폐굴껍질의 TGA/DTG 곡선은 휘발성 물질에 상응하는 작은 질량 손실로 600 ℃까지 열 안정성을 나타냈다. 분해 과정은 CO2 방출로 인해 600~770 ℃의 온도 범위에서 단일 단계로 발생하여 CaO를 발생시킨다. 탄산칼슘은 일반적으로 융합 과정 없이 600 ℃ 이상의 온도에서 분해된다. 결과는 탄산칼슘의 표준 자료와 일치하였다.Simultaneous thermogravimetric analysis (TGA) and differential thermal analysis (DTA) measurements of oyster shell powder and oyster shell conversion snow remover were performed using TGA/DSC (TGA-50/DSC-60) in an air atmosphere at a heating rate of 10 °C/min. performed using the instrument. Figure 5 shows the TGA and DTA results for the closed oyster shells before and after the reaction in the temperature range of 20-1000 ℃. As shown in Fig. 5(a), the TGA/DTG curve of the closed oyster shell before reaction showed thermal stability up to 600 °C with a small mass loss corresponding to the volatiles. The decomposition process occurs in a single step in the temperature range of 600 - 770 °C due to the release of CO 2 to generate CaO. Calcium carbonate is generally decomposed at temperatures above 600 °C without a fusion process. The results were consistent with the standard data of calcium carbonate.

도 5(b)는 폐굴껍질로부터 전환된 칼슘아세테이트 제설제의 TGA/DTA 결과를 보여준다. TGA 곡선에서 손실된 첫 번째 무게와 관련된 그림 5(b)의 DTA 곡선에서 162 ℃와 206 ℃에서 2개의 작은 흡열 피크(도 5(b))는 2단계 탈수 과정에 기인한 것이다. 먼저, 한 분자의 H2O가 손실되어 Ca(CH3COO)2H2O가 형성되고, 그 결과 180-220 ℃에서 수화물 Ca(CH3COO)20.5H2O가 형성된다. 추가 가열시, 칼슘아세테이트는 340 내지 480 ℃의 온도에서 휘발성 물질의 방출에 의해 분해되고 탄산칼슘이 형성된다. CH3COCH3는 고온에서 알렌으로 분해되어 산소와 연소될 수 있다. 790 ℃에서의 흡열 피크는 CaO 및 CO2를 형성하기 위한 잔류 탄산칼슘의 분해에서 야기된다. 이 결과는 또한 칼슘아세테이트의 표준 데이터와 일치하였다.Figure 5 (b) shows the TGA / DTA results of the calcium acetate snow remover converted from the closed oyster shell. The two small endothermic peaks at 162 °C and 206 °C (Fig. 5(b)) in the DTA curve in Fig. 5(b) related to the first weight loss in the TGA curve are attributed to the two-step dehydration process. First, one molecule of H 2 O is lost to form Ca(CH 3 COO) 2 H 2 O, resulting in the formation of the hydrate Ca(CH 3 COO) 2 0.5H 2 O at 180-220 °C. Upon further heating, calcium acetate decomposes with the release of volatiles at temperatures between 340 and 480° C. and calcium carbonate is formed. CH 3 COCH 3 decomposes to allenes at high temperatures and can combust with oxygen. The endothermic peak at 790 °C results from the decomposition of residual calcium carbonate to form CaO and CO 2 . This result was also consistent with the standard data of calcium acetate.

실시예 3: 제설제의 융빙 성능 평가Example 3: Ice Melting Performance Evaluation of Snow Removers

제설제의 융빙 특성은 미국 Strategic Highway Research Program에서 제안한 '화학 제설제 평가를 위한 테스트 방법 핸드북'에 언급된 표준 방법에 따라 측정되었다. 직경 9인치, 깊이 3/4인치인 평평한 원반형 플렉시 글라스에 증류수 130 mL를 부어 넣어 균일한 두께의 얼음을 냉동시켰다. 얼음의 냉동 온도는 -5 ℃와 -12 ℃에서 얼음을 얼린 후, 평가하고자 하는 제설제 입자를 얼음 위에 분산시켰다. 제설제 4.17 g을 접시에 주입한 후, 이를 냉동고에 넣고 냉동 온도를 유지하였다. 제설제에 의해 얼음이 녹게 되면 정해진 시간 간격으로 융해된 용액을 주사기로 채취하였다. 용액의 부피를 측정하고 그 용액은 시험 시편에 다시 주입하여 융빙 과정을 계속하였다.Ice melting properties of the snow remover were measured according to the standard method mentioned in the 'Test Method Handbook for Evaluation of Chemical Snow Remover' proposed by the US Strategic Highway Research Program. 130 mL of distilled water was poured into a flat disk-shaped plexiglass with a diameter of 9 inches and a depth of 3/4 inches to freeze uniformly thick ice. The freezing temperature of ice was frozen at -5 ° C and -12 ° C, and then the snow remover particles to be evaluated were dispersed on the ice. After injecting 4.17 g of the snow remover into the dish, it was placed in a freezer and the freezing temperature was maintained. When the ice was melted by the snow remover, the melted solution was collected with a syringe at predetermined time intervals. The volume of the solution was measured and the solution was injected back into the test specimen to continue the melting process.

도 6은 -5 ℃ 및 -12 ℃에서 폐굴껍질 전환 제설제, 염화나트륨 및 염화칼슘의 융빙 특성을 나타낸다. 제설제에 의해 녹은 얼음의 축적량은 -12 ℃보다 -5 ℃에서 더 많았다. 염화칼슘 제설제에서 녹은 융빙량은 다른 제설제보다 적었다. 폐굴껍질 전환 제설제에 의한 융빙량은 실험 온도에서 염화칼슘보다 약 2.4배 작았다. 도 7은 -5 ℃와 -12 ℃에서 제설제의 융빙량을 비교한 것이다. 폐굴껍질 제설제에 수산화나트륨을 첨가한 제설제는 융빙 성능이 개선되어 염화칼슘의 융빙 성능과 비슷하였다.Figure 6 shows the melting properties of the closed oyster shell conversion snow remover, sodium chloride and calcium chloride at -5 ° C and -12 ° C. The accumulation of ice melted by the deicing agent was greater at -5 °C than at -12 °C. The melting amount of melted ice in the calcium chloride snow remover was less than that of other snow removers. The amount of ice melted by the oyster shell conversion snow remover was about 2.4 times smaller than that of calcium chloride at the experimental temperature. Figure 7 is a comparison of the ice melting amount of the snow remover at -5 ℃ and -12 ℃. The ice melting performance of the snow removal agent in which sodium hydroxide was added to the closed oyster shell snow removal agent was improved and was similar to that of calcium chloride.

실시예 4: 폐굴껍질 전환 제설제의 금속 부식 특성Example 4: Metal corrosion characteristics of closed oyster shell conversion snow remover

증류수 200 ml에 3 중량%로 제설제를 용해시킨 용액에서 금속 부식성을 조사하였다. 폐굴껍질 제설제와 염화물계 제설제에 대한 금속 부식 특성을 측정하였다. 스테인레스 스틸 304 시편(8 cm x 1 cm, t = 0.03 cm)을 제설제 용액에 담그고 25 ℃를 유지하여 부식특성을 조사하였다. 제설제에 의한 금속 부식은 6일간 매일 사진을 찍어 관찰하고 금속 시편의 무게를 측정하였다. 금속 부식 속도는 다음 식에 따라 결정하였다.Metal corrosion was investigated in a solution in which a snow remover was dissolved at 3% by weight in 200 ml of distilled water. The metal corrosion characteristics of the closed oyster shell deicing agent and the chloride-based deicing agent were measured. A stainless steel 304 specimen (8 cm x 1 cm, t = 0.03 cm) was immersed in a deicing agent solution and maintained at 25 ° C to investigate corrosion characteristics. Metal corrosion by the deicing agent was observed by taking pictures every day for 6 days, and the weight of the metal specimen was measured. The metal corrosion rate was determined according to the following equation.

[수학식 1][Equation 1]

Fw (%) = (Wf -Wi)/Wi x 100Fw (%) = (Wf -Wi)/Wi x 100

여기서 Fw는 금속 시편의 중량 증가율, Wf는 6일 후 금속 시편의 최종 중량, Wi는 금속 시편의 초기 중량으로 정의된다.Here, Fw is the weight increase rate of the metal specimen, Wf is the final weight of the metal specimen after 6 days, and Wi is the initial weight of the metal specimen.

도 8은 경과 시간에 따른 금속 시편의 부식실험 사진을 보인. 염화칼슘 용액에서 금속 부식은 1일 후부터 발생하였다. 염화칼슘과 염화나트륨 용액에서는 금속시편의 부식이 일어나고 시간이 경과함에 따라 부식정도는 심해졌다. 그러나 폐굴껍질 전환 제설제와 수산화나트륨이 첨가된 폐굴껍질 제설제에서는 6일이 지난 후에도 금속 부식이 거의 발생하지 않았다.Figure 8 shows a photograph of a corrosion test of a metal specimen according to the elapsed time. Metal corrosion in the calcium chloride solution occurred after 1 day. Corrosion of metal specimens occurred in calcium chloride and sodium chloride solutions, and the degree of corrosion became severe as time passed. However, metal corrosion hardly occurred even after 6 days in the oyster shell conversion snow remover and the closed oyster shell snow remover with sodium hydroxide added.

도 9은 각 제설제에 의한 금속 부식률을 그래프로 나타낸 것이다. 전해질에 의한 금속 부식은 금속과 용액 사이의 전기화학 반응에 의한 금속의 산화이다. 용액에서 금속 부식에 영향을 미치는 요인은 주로 온도, pH 및 염화물 이온의 농도이다. 부식은 온도 증가, pH 감소 및 전도성 증가로 인한 염화물 이온 농도 증가에 의해 심해진다. 염화칼슘 용액에서 금속의 부식률이 높은 것은 용액에서 염소의 농도가 높기 때문이다. 염화나트륨 용액에서 금속 시편의 부식 역시 용액 내 염소이온으로 인한 것이었다. 염화나트륨의 부식률이 염화칼슘보다 낮은 것은 용액 내 염소이온의 농도가 염화칼슘보다 낮기 때문이다. 그러나 폐굴껍질 제설제 용액에서는 용액에 염소 이온이 없어 부식이 발생하지 않았다. 수산화나트륨이 첨가된 굴껍질 제설제의 향상된 융빙 성능은 수산화나트륨과 얼음과의 발열 반응에 의한 융빙 효과가 더해졌기 때문이다.9 is a graph showing the metal corrosion rate by each snow removal agent. Electrolytic metal corrosion is the oxidation of a metal by an electrochemical reaction between the metal and the solution. Factors affecting metal corrosion in solution are mainly temperature, pH and concentration of chloride ions. Corrosion is exacerbated by an increase in temperature, a decrease in pH and an increase in chloride ion concentration due to an increase in conductivity. The high corrosion rate of metals in calcium chloride solution is due to the high concentration of chlorine in the solution. Corrosion of metal specimens in sodium chloride solution was also attributed to chloride ions in the solution. The corrosion rate of sodium chloride is lower than that of calcium chloride because the concentration of chloride ions in the solution is lower than that of calcium chloride. However, corrosion did not occur in the oyster shell deicing solution because there were no chlorine ions in the solution. The improved ice melting performance of the oyster shell snow remover with sodium hydroxide added is due to the addition of the melting effect by the exothermic reaction between sodium hydroxide and ice.

이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.Having described specific parts of the present invention in detail above, it will be clear to those skilled in the art that these specific descriptions are only preferred embodiments, and the scope of the present invention is not limited thereby. will be. Accordingly, the substantial scope of the present invention will be defined by the claims and their equivalents.

Claims (3)

다음 단계를 포함하는 칼슘아세테이트 제설제의 제조방법:
(a) 굴껍질을 세척하고 건조시킨 다음, 분쇄하여 굴껍질 분말을 수득하는 단계;
(b) 상기 굴껍질 분말을 아세트산 수용액에 침지시켜 반응시키는 단계;
(c) 반응 후 생성된 분말을 질소 분위기의 건조기에서 110~150 ℃의 온도에서 3~10시간 동안 건조시키는 단계;
(d) 분말을 질소 분위기의 소성로에서 400~600 ℃의 온도에서 3~10시간 동안 소성시켜 칼슘아세테이트를 수득하는 단계; 및
(e) 상기 수득한 칼슘아세테이트와 수산화나트륨을 기계적 혼합하는 단계.
Method for producing a calcium acetate snow remover comprising the following steps:
(a) washing and drying oyster shells and then grinding them to obtain oyster shell powder;
(b) reacting by immersing the oyster shell powder in an aqueous acetic acid solution;
(c) drying the powder produced after the reaction in a dryer under a nitrogen atmosphere at a temperature of 110 to 150 ° C. for 3 to 10 hours;
(d) obtaining calcium acetate by calcining the powder at a temperature of 400 to 600 ° C. for 3 to 10 hours in a calcination furnace under a nitrogen atmosphere; and
(e) mechanically mixing the obtained calcium acetate and sodium hydroxide.
삭제delete 제1항에 있어서, 상기 아세트산 수용액의 농도는 0.1~10M인 것을 특징으로 하는 칼슘아세테이트 제설제의 제조방법.The method of claim 1, wherein the concentration of the acetic acid solution is 0.1 to 10M.
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KR20030087789A (en) * 2002-05-09 2003-11-15 류수착 Method of fabricating hydroxyapatite powder using shells and hydroxyapatite powder fabricated thereby
KR101160806B1 (en) 2009-10-19 2012-07-02 이두호 Composition for plastering architecture using Oyster Shell Powder
KR101294512B1 (en) 2011-03-15 2013-08-07 고려대학교 산학협력단 The Method For The Treatment Of The Waste Water Containing Manganese Using The Media Comprising Waste Oyster shells
KR101328694B1 (en) * 2011-12-19 2013-11-14 재단법인 포항산업과학연구원 Preparation method of snow removing materials by using oyster shell
KR101827456B1 (en) 2017-01-12 2018-02-08 안상익 Method and apparatus for producing natural calcium from oyster shells

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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ENVIRONMENTAL TECHNOLOGY(2020.02.18)

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