KR102642660B1 - 저알칼리화 레드머드 촉진제를 이용한 시멘트 염소 바이패스 더스트 폐기물에서 자원을 회수하는 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 저알칼리화 레드머드 촉진제를 이용한 시멘트 염소 바이패스 더스트 폐기물에서 자원을 회수하는 방법에 관한 것으로, 시멘트 염소 바이패스 더스트 폐기물 내 염화칼륨과 중금속을 물로 용출시키고, 레드머드에 중금속을 흡착 및 고정시킨 후 여과를 통해 중금속 흡착 잔사물과 제1 여액을 분리하고, 제1 여액을 다시 정제하고 여과하여 제2 여액을 얻은 후, 제2 여액으로부터 염화칼륨을 재결정하여 순도가 높은 염화칼륨 결정을 수득하는 방법에 관한 것이다.
Description
본 발명은 저알칼리화 레드머드 촉진제를 이용한 시멘트 염소 바이패스 더스트 폐기물에서 염화칼륨, 산업 자재 등의 자원을 회수하는 방법에 관한 것이다.
일반적으로 시멘트를 생산하기 위해서는 석회석 등의 주원료를 1500~2000도의 고열에서 가열하는 소성 과정을 거쳐야 하는데, 폐비닐 또는 폐타이어와 같은 폐기물을 소각하여 열에너지를 제공함으로써 폐자원의 매립을 줄이고 유연탄과 같은 천연 광물의 소비를 줄일 수 있는 장점이 있다. 한국 리싸이클링 학회에서 발표한 “순환자원 처리방법에 따른 LCA 비교”(2006년) 연구 결과에 따르면, 시멘트 업계에서 시멘트 1톤을 생산할 때 유연탄 대신 폐기물을 연료로 사용함으로써 대한민국을 기준으로 연간 약 79만 톤의 유연탄을 절약할 수 있고, 이에 따라 이산화탄소 배출량을 약 43만 톤을 저감할 수 있는 것으로 예측된다.
시멘트 산업은 대량의 폐기물을 재활용하기 때문에 국내·외를 막론하고 재활용 폐기물의 자원순환 활용이 계속해서 확대되고 있으며, 국내 시멘트 업계는 활용하였고, 2016년에는 665만2000t, 2017년에는 699만7000t, 2018년 총 731만1000t의 폐기물과 산업 부산물을 순환자원으로 활용하여, 사용량이 매년 늘어나고 있다. 이 중 시멘트 원료를 순환자원으로 대체한 양은 2016년 550만2000t에서 2018년 598만5000t까지 증가하였다. 또한, 유연탄을 순환연료로 대체한 양은 2016년 115만t에서 2018년 132만6000t, 2021년 약 200만t까지 증가하였다.
단, 위와 같이 사용되는 순환연료의 종류는 재생유, B.C유 Pet Coke, 폐타이어, 폐고무, 폐목재, 폐수처리오니, 폐합성수지 SRF(Solid Refuse Fuel) 및 건조 슬러지 등이 있으며 이의 사용량이 증가함에 따라 시멘트의 중금속 함량과 중금속 분진발생량이 증가하고 있다.
중금속 분진의 주요성분은 알칼리(OH-), 염소 및 칼륨 등이며, 특히 알칼리와 염소 성분은 킬른 동체 내부 코팅 또는 링을 형성하여 원료 이송을 방해하는 요인이 되고, 염소와 알칼리가 다량 포함되어 시멘트 품질 저하의 원인이 되고 있으므로 시멘트의 염소 바이패스 시스템을 구축하여 이를 분리하고 있다.
상기한 바와 같은 시멘트 염소 바이패스 시스템으로부터 생성되는 폐기물은 매립 처리하거나 공장 내에서 재활용하는 방안이 있다. 그러나 국내에서는 안정적인 처리기술이 상용화되지 않았고, 타 선진국에 비해 낮은 연료 대체 순환율을 높이는 추세이기 때문에 향후 중금속 고형폐기물의 발생량이 연간 5만 톤 내외에서 20만 톤 이상으로 증가할 것이 명백하여 더스트를 안정적으로 처리할 수 있는 재활용 기술의 확보가 절실한 실정이다.
한편, 레드머드는 보크사이트(Bauxite)로부터 알루미나와 알루미늄을 제거하고 남은 붉은색의 잔사물로, 전 세계적으로 연간 약 1억 3천만 톤 이상이 슬러지 상태로 배출되고 있다.
국내의 경우 전라남도 소재의 단일 회사에서 레드머드가 발생되고 있으며, 연간 배출량은 2021년 기준으로 약 30만 톤에 달하고 있다. 레드머드는 2009년까지는 일부 해양으로 배출한 경우가 있으나, 기본적으로는 폐석산 채움재 또는 인공골재로 전환되어 토양처리 되어왔으나, 산지관리법이 개정됨에 따라 채움재로의 재활용이 금지된 바 있다.
따라서, 무기성 오니로써 다량 배출되는 레드머드를 처리하기 위하여 다양한 분야로 연구가 수행되었으나, 이를 소성 벽돌로 제조하는 방법은 물량적 측면에서 효율이 미미하였고, 품질의 관리가 어려운 문제점이 있었다. 또한, 이를 무기응집제 개발, 산업 폐수 처리, 포졸란 및 시멘트 재료 등의 소재로 활용하는 연구가 진행되었으나, 레드머드의 발생량에 비해 재활용되는 양이 매우 적은 편이며, 실용적, 경제적 문제로 인해 산업화하지 못하는 실정이다.
이러한 레드머드를 산성 광산 또는 배수 내 중금속 처리에 활용될 경우 저비용·고효율의 중금속 흡착제로의 가능성을 인정받아 연구되어 오고 있으나, 아직 산업상 적용이 가능한 기술은 개발되지 않은 실정이다. 따라서, 본 발명에서는 가격이 저렴하면서 중금속에 대한 흡착 및 고정 특성을 갖는 저알칼리화 레드머드 촉진제를 이용해 시멘트 염소 바이패스 더스트 폐기물로부터 염화칼륨을 회수하고, 중금속이 흡착 및 고정된 레드머드 고형분을 산업 자재로써 가공하는 방법을 제공하고자 한다.
발명의 배경이 되는 기술에서 설명한 바와 같이, 본 발명에서는 저알칼리화 레드머드 촉진제를 사용하여 시멘트 염소 바이패스 더스트 폐기물로부터 염화칼륨을 회수하고, 레드머드에 중금속을 흡착 및 고정함으로써 이를 산업 자재로 재활용할 수 있는 방법을 제공하고자 한다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 저알칼리화 레드머드 촉진제를 이용한 시멘트 염소 바이패스 더스트 폐기물에서 자원을 회수하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 방법은 구체적으로, (A) 시멘트 염소 바이패스 더스트 폐기물, 저알칼리화 레드머드 촉진제 및 물을 혼합하는 단계; (B) 상기 혼합물을 가열하는 단계; (C) 상기 혼합물을 여과하여 중금속 흡착 잔사물 및 제1 여액을 회수하는 단계; (D) 상기 제1 여액을 정제하는 단계; (E) 상기 제1 여액을 여과하여 제2 여액을 회수하는 단계; (F) 상기 제2 여액을 교반하며 상온까지 냉각하여 염화칼륨을 결정화 하는 단계; 및 (G) 염화칼륨 결정을 회수하는 단계:를 포함하는 것일 수 있다.
상기 저알칼리화 레드머드 촉진제는 (a) 레드머드를 준비하는 단계; (b) 레드머드를 묽은 황산으로 중화하여 레드머드 혼합액을 제조하는 단계; (c) 상기 레드머드 혼합액을 여과하여 황산나트륨을 제거함으로써 저알칼리화 레드머드 촉진제를 제조하는 단계;를 통해 제조되는 것일 수 있다.
상기 (b) 단계에서, 레드머드 100 중량부에 대하여 40 내지 90중량%의 묽은황산 수용액 1 내지 20 중량부를 첨가하여 중화하는 것일 수 있다.
상기 저알칼리화 레드머드 촉진제는 레드머드 입자가 수용액 상에 분산된 것으로, 레드머드 및 묽은황산 수용액을 포함하는 것일 수 있다.
상기 저알칼리화 레드머드 촉진제는 pH가 6.0 내지 8.0일 수 있다.
상기 (A) 단계에서, 상기 시멘트 염소 바이패스 더스트 폐기물 100 중량부에 대하여 상기 저알칼리화 레드머드 촉진제를 1 내지 20 중량부 혼합하는 것일 수 있다.
상기 (A) 단계에서, 상기 시멘트 염소 바이패스 더스트 폐기물 100 중량부에 대하여 물을 10 내지 50 중량부 혼합하는 것일 수 있다.
상기 (B) 단계에서, 상기 혼합물을 70 내지 90℃를 유지하도록 가열하며 교반하는 것일 수 있다.
상기 (B) 단계에서, 상기 혼합물을 가열함으로써 시멘트 염소 바이패스 더스트 폐기물 내의 Pb가 레드머드에 흡착 및 고정되는 것일 수 있다.
상기 (D) 단계에서, 상기 제1 여액에 활성탄을 첨가하고 교반하여 정제를 수행하는 것일 수 있다.
상기 (F) 단계에서, 상기 제2 여액을 자연 공랭하며 교반하여 염화칼륨 결정을 석출하는 것일 수 있다.
본 발명에 따른 저알칼리화 레드머드 촉진제를 이용한 시멘트 염소 바이패스 더스트 폐기물에서 자원을 회수하는 방법은 폐기물로부터 순도가 높은 염화칼륨을 회수할 수 있고, 레드머드가 폐기물 내 중금속을 흡착, 고정함으로써 이를 산업원료로 재활용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 자원을 회수하는 방법을 나타낸 순서도이다.
이하 본 발명에 따른 저알칼리화 레드머드 촉진제를 이용한 시멘트 염소 바이패스 더스트 폐기물에서 자원을 회수하는 방법에 대하여 상세히 설명한다. 다음에 소개하는 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 예로써 제공하는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 제시되는 도면들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있으며, 이하 제시되는 도면들은 본 발명의 사상을 명확히 하기 위해 과장되어 도시될 수 있다. 이때, 본 발명에서 사용하는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.
본 발명은 저알칼리화 레드머드 촉진제를 이용한 시멘트 염소 바이패스 더스트 폐기물에서 자원을 회수하는 방법을 제공함으로써, 종래 폐기 외의 활용법이 전무한 보크사이트 잔사물(레드머드), 염소 바이패스 더스트 폐기물 및 소각재를 재활용하는 방안을 제시하고자 한다.
상기 방법은 구체적으로, (A) 시멘트 염소 바이패스 더스트 폐기물, 저알칼리화 레드머드 촉진제 및 물을 혼합하는 단계; (B) 상기 혼합물을 가열하는 단계; (C) 상기 혼합물을 여과하여 중금속 흡착 잔사물 및 제1 여액을 회수하는 단계; (D) 상기 제1 여액을 정제하는 단계; (E) 상기 제1 여액을 여과하여 제2 여액을 회수하는 단계; (F) 상기 제2 여액을 교반하며 상온까지 냉각하여 염화칼륨을 결정화하는 단계; 및 (G) 염화칼륨 결정을 회수하는 단계:를 포함하는 것일 수 있다.
상기 시멘트 염소 바이패스 더스트 폐기물은 염소(Cl)의 농도가 매우 높고, Cr, Cu, Cd, Hg 및 Pb 등 다량의 중금속을 포함하고 있는 폐기물이다. 본 발명에서는 상기 시멘트 염소 바이패스 더스트 폐기물의 중금속을 레드머드를 통해 흡착 및 고정화한 다음, 더스트에 포함된 고농도의 염소를 염화칼륨으로 회수하는 방법을 개시한다.
레드머드는 보크사이트(Bauxite) 원석으로부터 수산화 알루미늄(Al(OH)3) 및 산화알루미늄(Al2O3)을 제조하는 공정에서 발생되는 산업부산물로, 강염기를 띄고 있어 위험도가 높은 폐기물이다. 상기 레드머드는 Al2O3 1톤을 생산하면 약 2톤가량 발생되며, 강염기성으로 인해 마땅한 사용처가 없고, 매립하여 저장하는 것 외의 재활용 방안은 거의 전무한 실정이다.
상기 저알칼리화 레드머드 촉진제는 (a) 레드머드를 준비하는 단계; (b) 레드머드를 묽은 황산으로 중화하여 레드머드 혼합액을 제조하는 단계; (c) 상기 레드머드 혼합액을 가열하고 여과하여 황산나트륨을 제거함으로써 저알칼리화 레드머드 촉진제를 제조하는 단계;를 통해 제조되는 것일 수 있다.
상기 (a)~(c) 단계는 이러한 레드머드로부터 저알칼리화 레드머드 촉진제를 제조하는 방법에 관한 것으로, 묽은 황산을 이용한 중화 공정을 통해 염기성을 낮추고, 황산나트륨의 제거, 입자의 재응집 및 침강을 방지하는 등의 가공을 거쳐 저알칼리화 레드머드 촉진제를 제조할 수 있다.
구체적으로는, 상기 (b) 단계에서 레드머드 100 중량부에 40 내지 90중량%의 묽은황산 수용액을 1 내지 20 중량부의 비율로 혼합하여 레드머드를 중화할 수 있다.
또한, 상기 (c) 단계에서 50 내지 100℃로, 바람직하게는 70 내지 90℃로 상기 레드머드 혼합액을 가열함으로써 황산나트륨이 물에 용해되고, 이를 여과하여 여액을 제거함으로써 황산나트륨을 제거하는 것일 수 있다.
중화가 완료된 레드머드 혼합액은 pH가 6.0 내지 8.0이며, 이를 여과하여 황산나트륨을 제거함으로써 저알칼리화 레드머드 촉진제를 제조할 수 있다.
상기 (A) 단계에서, 상기 시멘트 염소 바이패스 더스트 폐기물 100 중량부에 대하여 상기 저알칼리화 레드머드 촉진제를 1 내지 20 중량부를 혼합하는 것일 수 있다. 레드머드 촉진제를 상기한 바와 같은 비율로 혼합함으로써, 시멘트 염소 바이패스 더스트의 납을 효과적으로 흡착할 수 있다. 이때, 상기 저알칼리화 레드머드 촉진제가 상기한 범위를 초과하여 혼합되더라도 납의 흡착량이 더 늘어나지는 않고, 상기한 범위보다 미달하여 혼합되는 경우에는 납의 흡착이 어려울 수 있어 상기한 범위 내에서 레드머드 촉진제를 혼합하는 것이 좋다.
상기 (A) 단계에서, 상기 시멘트 염소 바이패스 더스트 폐기물 100 중량부에 대하여 물 10 내지 50 중량부를 혼합하는 것일 수 있다. 상기 시멘트 염소 바이패스 더스트 폐기물은 이온화 경향성이 높은 염소(Cl)를 다량 포함하고 있고, 대부분이 염화칼륨으로 존재하고 있어, 상기 시멘트 염소 바이패스 더스트 폐기물에 물을 혼합함으로써 염화칼륨이 물로 용출될 수 있다. 이때, 염화칼륨의 용출을 촉진하기 위해서는 상기한 바와 같은 혼합비를 준수하는 것이 좋고, 바람직하게는 시멘트 염소 바이패스 더스트 폐기물 100 중량부에 대하여 물 20 내지 50 중량부를 혼합하는 것이 좋다. 물의 혼합비가 상기한 바보다 적은 경우, 염화칼륨의 용출 속도가 느려져 좋지 않고, 물의 혼합비가 상기한 바보다 많은 경우, 용출 속도가 향상될 수 있지만, 본 발명은 용해도에 의한 석출로 염화칼륨 결정을 회수함에 따라 그 수율이 감소할 수 있고, 이에 따른 공정비용이 상승할 수 있다.
이때, 상기한 바와 같이 염화칼륨의 용출을 위해 상기 (B) 단계에서 상기 혼합물을 70 내지 90℃를 유지하도록 가열하며 교반하는 것일 수 있다. 이때, 상기 (B) 단계는 20시간 이내로 수행되는 것일 수 있다. 더욱 구체적으로는, 상기 혼합물의 양이 1kg 이하인 경우에는 (B) 단계의 수행 시간이 2시간 미만이라도 염화칼륨이 충분히 용해될 수 있고, 중금속(Pb)이 레드머드에 잘 흡착될 수 있다. 그러나, 혼합물의 양이 1kg을 초과, 특히 100kg을 초과하는 경우는 균일한 반응을 위해 적어도 4시간, 바람직하게는 10시간 이상 (B) 단계를 수행하여야만 염화칼륨의 회수율을 높일 수 있다.
상기 (B) 단계에서, 상기한 바와 같은 온도 범위 내에서 교반하며 상기 혼합물을 가열함으로써 시멘트 염소 바이패스 더스트 폐기물 내의 Pb가 레드머드에 흡착 및 고정되는 것일 수 있다. 바람직하게는 상기 레드머드는 상기 시멘트 염소 바이패스 더스트 폐기물로부터 용출된 양의 99% 이상을 흡착하는 것일 수 있다.
상기 (D) 단계에서, 상기 제1 여액에 활성탄을 첨가하고 교반하여 정제를 수행하는 것일 수 있다. 이때, 활성탄을 추가하여 교반함으로써 잔존하는 부유물을 흡착하여 추후 석출되는 염화칼슘 결정의 순도를 높일 수 있다.
상기 (D) 단계에서 추가되는 활성탄은 상기 (E) 단계를 통해 여과되어 분리될 수 있다.
상기 (F) 단계에서, 상기 제2 여액을 자연 공랭하며 교반하여 결정을 석출하는 것일 수 있다. 이때, 상기 제2 여액에는 상기 시멘트 염소 바이패스 더스트 폐기물의 총 염소함량 대비 90% 이상의 염소가 염화칼륨으로 존재할 수 있다.
또한, 상기 (G) 단계에서 결정으로 회수되는 염화칼륨은 시멘트 염소 바이패스 더스트 폐기물의 염화칼륨 함량과 대비하여 60중량% 이상이고, 순도는 90% 이상일 수 있다.
이하, 실시예를 통해 본 발명에 따른 시멘트 염소 바이패스 더스트 폐기물에서 자원을 회수하는 방법에 대하여 더욱 상세히 설명한다. 다만 하기 실시예는 본 발명을 상세히 설명하기 위한 하나의 참조일 뿐 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 여러 형태로 구현될 수 있다.
또한, 달리 정의되지 않은 한, 모든 기술적 용어 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 당업자 중 하나에 의해 일반적으로 이해되는 의미와 동일한 의미를 갖는다. 본원에서 설명에 사용되는 용어는 단지 특정 실시예를 효과적으로 기술하기 위함이고 본 발명을 제한하는 것으로 의도되지 않는다. 또한, 명세서에서 특별히 기재하지 않은 첨가물의 단위는 중량%일 수 있다.
[저알칼리화 레드머드 촉진제의 제조]
레드머드 100 중량부와 70중량%의 묽은황산 수용액 10 중량부를 혼합하여 레드머드를 중화한 다음, 80℃로 2시간 동안 가열하여 황산나트륨을 용해한 후 이를 여과하여 저알칼리화 레드머드 촉진제를 제조하였다.
상기한 바와 같이 제조된 저알칼리화 레드머드 촉진제와 레드머드 원료의 성분 함량을 XRF(X-Ray Fluorescence)를 통해 측정하였다.
| 성분 함량 (중량%) |
Fe2O3 | Al2O3 | SiO2 | Na2O | TiO2 | CaO | SO3 | 기타 |
| 레드머드 | 38.5 | 19.1 | 17.4 | 13.6 | 7.3 | 2.9 | 0.4 | 0.8 |
| 저알칼리화 레드머드 촉진제 |
43.38 | 21.28 | 19.75 | 2.11 | 8.91 | 2.02 | 1.73 | 0.82 |
표 1을 참조하면 위와 같이 저알칼리화 레드머드 촉진제의 구성 성분 중 알칼리 성분인 Na2O의 함량이 낮아졌음을 확인할 수 있다.
[시멘트 염소 바이패스 더스트 폐기물의 성분 분석]
시멘트 회사에서 발생하는 시멘트 염소 바이패스 더스트 폐기물의 구성 성분을 XRF로 분석하여 표 2에 나타내었다.
| 성분 | K2O | Cl- | CaO | SO3 | Na2O | Br | SiO2 | Fe2O3 | PbO | Rb2O | 기타 |
| 함량 (중량%) |
43.4 | 31.9 | 10.5 | 5.6 | 2.8 | 2.1 | 1.5 | 0.5 | 0.4 | 0.2 | 1.1 |
상기 시멘트 염소 바이패스 더스트 폐기물의 중금속 및 독성 물질 용출 시험 결과를 XRF로 분석하여 표 3에 나타내었다.
| 성분 | Cr | Cu | Cd | Hg | Pb | CN |
| 폐기물관리 기준 (ppm) | 1.5 | 3.0 | 0.3 | 0.005 | 3.0 | 1 |
| 함량 (ppm) | - | 0.071 | - | - | 187.73 | - |
표 3을 참조하면, 시멘트 염소 바이패스 폐기물은 Cr, Cu, Cd, Hg 및 CN에 대해서는 폐기물관리 기준을 충족하지만, Pb의 경우 187.73ppm으로 기준치에 비해 함량이 매우 높은 것을 확인할 수 있다.
[중금속 흡착능 평가]
시멘트 염소 바이패스 더스트 폐기물 100 중량부에 저알칼리화 레드머드 촉진제를 10 중량부, 첨가수를 30 중량부 투입하여 80℃에서 1시간 동안 교반하고, 이를 여과하여 중금속 흡착 잔사물(고형분)과 제1 여액을 분리하고, 폐기물 용출시험법에 따라 중금속 흡착 잔사물의 중금속 용출 농도를 측정하여 표 4에 나타내었다.
| 성분 | Cr | Cu | Cd | Hg | Pb | CN |
| 폐기물관리 기준 (ppm) | 1.5 | 3.0 | 0.3 | 0.005 | 3.0 | 1 |
| 원료 함량 (ppm) | - | 0.071 | - | - | 187.73 | - |
| 흡착 후 함량 (ppm) | 0.30 | 0.016 | - | - | 1.080 | - |
표 4를 참조하면, 시멘트 염소 바이패스 더스트 폐기물의 납 용출 농도가 187.73ppm인데 반해, 위와 같이 흡착을 수행한 중금속 흡착 잔사물은 납 용출 농도가 1.080ppm으로 폐기물관리 기준에 부합하는 것으로 나타났다.
| 성분 | K2O | Cl | CaO | SO3 | Na2O | Br | SiO2 | Fe2O3 | PbO | Rb2O | Al2O3 | TiO2 | 기타 |
| 함량 (중량%) |
13.7 | 6.3 | 28.1 | 11.1 | 2.2 | 0 | 9.4 | 13.3 | 1.4 | 0 | 7.4 | 2.8 | 4.3 |
표 5를 참조하면, 상기 제1 여과 후 잔사물을 XRF로 성분 분석한 결과를 확인할 수 있다.
[염화칼륨 회수]
위와 같이 중금속 흡착 잔사물을 제거한 후, 회수한 제1 여액에 활성탄을 첨가하여 정제하고, 제1 여액을 여과하여 활성탄과 제2 여액을 분리하였다. 이후 제2 여액을 교반하며 80℃에서 30℃로 서서히 공랭하여 결정을 석출하였다.
위의 표 2로부터, 상기 제2 여액에 칼륨(K)과 염소 이온(Cl-)이 모두 염화칼륨으로 존재한다고 가정하였을 때, 상기 제2 여액에는 상기 시멘트 염소 바이패스 더스트 폐기물 100g 당 염화칼륨이 약 67.93g 존재한다.
| 성분 | K2O | Cl | CaO | SO3 | Na2O | Br | SiO2 | Fe2O3 | PbO | Rb2O | Al2O3 | TiO2 | 기타 |
| 함량 (중량%) |
53.0 | 40.2 | 0.3 | 0.4 | 4.7 | 0.9 | 0.1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0.4 |
표 6을 참조하면, 상기 제1 여액을 결정화하여 회수된 염화칼륨의 성분 함량을 확인할 수 있다. 상기 제2 여액으로부터 확보한 염화칼륨 결정의 질량은 약 47.5g으로, 총 질량 대비 약 70중량%가 결정으로 회수되었으며, 염화칼륨 결정의 순도는 93%였다.
이상과 같이 특정된 사항들과 한정된 실시예를 통해 본 발명을 설명하였으나, 이는 본 발명의 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
Claims (9)
- (A) 시멘트 염소 바이패스 더스트 폐기물 100 중량부에 대하여 저알칼리화 레드머드 촉진제 1 내지 20 중량부 및 물 10 내지 50 중량부를 혼합하는 단계;
(B) 상기 혼합물을 가열하는 단계;
(C) 상기 혼합물을 여과하여 중금속 흡착 잔사물 및 제1 여액을 회수하는 단계;
(D) 상기 제1 여액에 활성탄을 첨가하고 교반하여 정제하는 단계;
(E) 상기 제1 여액을 여과하여 제2 여액을 회수하는 단계;
(F) 상기 제2 여액을 교반하며 상온까지 냉각하여 염화칼륨을 결정화하는 단계; 및
(G) 염화칼륨 결정을 회수하는 단계;
를 포함하며,
상기 저알칼리화 레드머드 촉진제는,
(a) 레드머드를 준비하는 단계;
(b) 레드머드를 묽은 황산으로 중화하여 레드머드 혼합액을 제조하는 단계;
(c) 상기 레드머드 혼합액을 50 내지 100℃로 가열하고 여과하여 황산나트륨을 제거하는 단계;를 통해 제조되는 것이고,
상기 (G) 단계에서 회수되는 염화칼륨 결정의 순도가 90% 이상인 저알칼리화 레드머드 촉진제를 이용한 시멘트 염소 바이패스 더스트 폐기물에서 자원을 회수하는 방법. - 제1항에 있어서,
상기 저알칼리화 레드머드 촉진제는 레드머드 입자가 수용액 상에 분산된 것으로, 레드머드 및 묽은황산 수용액을 포함하는 것인 저알칼리화 레드머드 촉진제를 이용한 시멘트 염소 바이패스 더스트 폐기물에서 자원을 회수하는 방법. - 제1항에 있어서,
상기 저알칼리화 레드머드 촉진제는 pH가 6.0 내지 8.0인 저알칼리화 레드머드 촉진제를 이용한 시멘트 염소 바이패스 더스트 폐기물에서 자원을 회수하는 방법. - 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 (B) 단계에서, 상기 혼합물이 70 내지 90℃를 유지하도록 가열하며 교반하는 것인 저알칼리화 레드머드 촉진제를 이용한 시멘트 염소 바이패스 더스트 폐기물에서 자원을 회수하는 방법. - 제1항에 있어서,
상기 (B) 단계에서, 상기 혼합물을 가열함으로써 시멘트 염소 바이패스 더스트 폐기물 내의 Pb가 레드머드에 흡착 및 고정되는 것인 저알칼리화 레드머드 촉진제를 이용한 시멘트 염소 바이패스 더스트 폐기물에서 자원을 회수하는 방법. - 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 (F) 단계에서, 상기 제2 여액을 자연 공랭하며 교반하여 염화칼륨 결정을 석출하는 것인 저알칼리화 레드머드 촉진제를 이용한 시멘트 염소 바이패스 더스트 폐기물에서 자원을 회수하는 방법.
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