KR20020040234A

KR20020040234A - 고순도 소석회의 제조방법

Info

Publication number: KR20020040234A
Application number: KR1020000070222A
Authority: KR
Inventors: 김영길
Original assignee: 김영조; 주식회사 백광소재
Priority date: 2000-11-24
Filing date: 2000-11-24
Publication date: 2002-05-30
Also published as: KR100387360B1

Abstract

본 발명은 계란 껍질 또는 패류 껍질을 소성하여 소석회를 제조하는 방법에 있어서, 계란 껍질 또는 패류 껍질을 5mm 정도로 분쇄한 후 여기에 0.1~1.5wt%의 무기염화물을 첨가하고 1000~1300℃에서 1~5시간 소성하여 생석회를 얻고 이 생석회를 2~5기압에서 0.5~5시간 수화반응시킨 후 건조하여 분말상 소석회를 제조하는 방법에 관한 것이다.

본 발명의 방법으로 제조된 소석회는 순도와 백색도가 높아 식품, 의약, 합성용 등 용도의 제한 없이 다양한 용도로 사용할 수 있다는 이점이 있다.

Description

고순도 소석회의 제조방법{Process for producing high-purity calcium hydrooxide}

본 발명은 달걀 껍질 또는 패류(貝類)의 껍질을 원료로 하여 순도와 활성도가 높은 소석회(消石灰)를 제조하는 방법에 관한 것이다. 본 발명의 방법으로 제조되는 소석회는 높은 순도를 유지할 수 있으며 따라서 백색도도 매우 높게 된다.

일반적으로 소석회는 석회석과 같은 광물성 탄산칼슘(Calcium Carbonate)를 소성하여 얻은 생석회(生石灰, Calcium oxide)를 수화(水和) 반응시켜 제조한다.

이를 반응식으로 표시하면 아래와 같다.

소석회 제조용 탄산칼슘의 원료로서 공업적으로는 석회석(Lime Stone)이 가장 많이 사용되고 있으나 탄산칼슘을 주성분으로 하는 광물로서는 석회석 이외에도 대리석(Marble), 방해석(Calcite), 아라레석(Aragonite) 등이 있고 대합(Clam)이나굴의 껍질 또는 달걀 껍질도 탄산칼슘으로 구성되어 있다.

광물성 석회석을 원료로 하는 소석회는 순도가 낮고 활성도도 낮아 합성용, 식품용 및 의약품용으로는 사용되지 못하고 주로 석회비료나 산성폐수의 중화제로 이용되고 있다.

특히 광석중에는 불순물로 철분(F₂O₃)을 다량 함유하고 있기 때문에 백색도가 저하되어 용도에 제한을 받게되며 백색도 향상을 위해서는 별도의 탈철(脫鐵) 설비를 하여야 하는데 경제적으로나 기술적으로 많은 문제를 수반하게 된다.

탄산칼슘의 결정구조는 사방정계(斜方晶系)인 아레나석형과 육방정계(六方晶系)인 방해석형이 있고, 달걀 껍질은 방해석형(Calcite)이고 조개류 껍질은 아라레석형(Aragonite)이다.

종래 광석을 원료로 하여 제조되는 소석회는 순도와 활성도가 낮아 합성용이나, 의약용 및 식용으로는 이용될 수 없었다.

예를들면, 인산칼슘은 인산과 소석회를 반응시켜 제조되는데 활성도가 낮은 소석회는 반응성이 떨어지기 때문에 사용될 수 없었다. 인산칼슘 이외에도 의약품 및 화장품의 원료로 사용되고 있는 글루콘산칼슘, 판톤텐산칼슘 등도 소석회와 유기산을 반응시켜 합성할 수 있다.

여기에서 활성도라 함은 수용액 중에서의 이온화도를 말한다. 활성도가 높다는 의미는 수용액 중에서 이온상태로 존재할 수 있는 칼슘이온이 많다는 것을 의미하며 활성도의 측정은 이온전도에 의한 도전율로 측정한다. 현재 영약학에서는이온화하지 않은 칼슘은 흡수되지 않는 것으로 알려져 있다.

따라서 이온화도가 낮으면 활성도가 떨어지고 반응성도 떨어지게 된다.

종래에도 달걀 껍질을 원료로 하는 생석회의 제조방법이 제안된바 있다. 그러나 달걀 껍질이나 패류 껍질도 다양한 색상을 띠고 있기 때문에 단순한 소성만으로는 높은 순도와 백색도를 갖는 소석회를 얻을 수 없다는 문제가 있다.

본 발명의 목적은 달걀 껍질이나 패류 껍질과 같은 생물체로 부터 얻어지는 탄산칼슘으로 부터 백색도가 높고, 활성도와 순도가 높은 소석회를 제조하는 방법을 제공하는데 있다.

본 발명자는 탄산칼슘을 소성하여 생석회를 제조할 때 소량의 무기 염화물과 함께 소성시켜주게 되면 탄산칼슘 중의 철분이 무기염화물과 반응하여 염화철로 전환되고 염화철은 고온의 소성온도에서 휘발되게 되므로 소석회 중의 철분을 제거할 수 있게 되어 순도와 백색도가 높은 소석회를 제조할 수 있음을 확인하고 본 발명을 완성하게 되었다.

본 발명은 순도와 백색도가 높은 소석회의 제조방법에 관한 것이다.

이하 비교예와 실시예를 들어 본 발명을 구체적으로 설명한다.

비교예 1.

종래의 소석회 제조방법으로서 석회석을 950~1050℃에서 소성하여 생석회를제조하고 이를 생석회 대비 400~500wt%의 물(H₂O)로 60분간 수화시킨 후 건조하여 325mesh로 입도 분리한 소석회를 제조하였다. 이 소석회의 순도는 84%, 백색도는 85이었다.

실시예 1.

수세 정제한 후 건조시킨 달걀 껍질을 5mm 정도로 분쇄한 후, 분쇄한 달걀 껍질 10kg에 염화나트륨(NaCl) 150g(달걀 껍질 무게에 1.5wt%)을 혼합하고 1000~1300℃에서 적소상태로 4시간동안 소성한 다음 자연냉각시켜 생석회 5.6kg을 얻었다.

여기에서 얻은 생석회와 물 22kg을 압력솥(Autoclave)에 넣고 5기압 상태에서 90분간 수화반응시킨 후 건조시켜 분말상 소석회를 제조하였다.

이 소석회의 순도는 98.5%, 백색도 95이었다.

실시예 2.

5mm 정도로 분쇄한 조개 껍질 10kg에 조개 껍질 무게의 0.5wt%에 해당하는 KCl을 첨가한 후 1000~1300℃에서 3시간 소성한 후 고압 반응기내에서 2.5기압으로 60분간 수화반응시킨 후 건조시킨다. 이를 325mesh로 입도 분리하여 분말상 소석회를 제조하였다. 이 소석회의 순도는 98.5%, 백색도는 98이다.

실시예 3.

석회석 대비 0.5wt%의 NaCl을 첨가한 석회석을 사용하는 것을 제외하고는 비교예 1과 같은 방법으로 소석회를 제조하였다.

이 소석회의 순도는 85%, 백색도는 88이었다.

원료별 Fe의 농도와 각 실시예 및 비교예의 방법으로 제조된 소석회의 순도와 백색도를 다음 표 1, 2에 표기하였다.

원료별 Fe₂O₃함량

석회석	계란 껍질	조개 껍질
2534ppm	0.85ppm	30ppm

구분	백색도	순도(%)
비교예 1실시예 1실시예 2실시예 3	85989488	8498.598.285

순수한 소석회는 백색이다. 석회석이나 패류 껍질 등을 원료로 하는 소석회의 백색도가 떨어지는 이유는 원료중에 불순물이 함유되어 있기 때문이다.

석회석에는 불순물로 소량의 F₂O₃, SiO₂, Al₂O₃, MgO 등이 함유되어 있는데 백색도에 나쁜 영향을 주는 것은 주로 철분(F₂O₃)이다.

패류 껍질, 달걀 껍질 등에도 소량의 철분이 함유되어 있다.

탄산칼슘을 소성하여 생석회를 제조할 때 염화나트륨(NaCl)이나 염화카리(KCl)와 같은 무기염화물을 소량 첨가하여 소성시켜 주게 되면 소성과정에서 철분이 무기염화물과 반응하여 염화철(FeCl₂)로 전환되며 염화철의 휘발온도는 1023℃이므로 염화철은 소성과정에서 휘발되므로 철분을 제거할 수 있게 된다.

본 발명에서 가압 상태에서 수화반응 시켜주는 이유는 물이 생석회의 내부 깊숙히 침투되게 하여 생석회 내부에 소량 함유되어 있는 유기물을 침출제거시키고 생석회의 강도를 약화시켜 주므로서 생석회가 균일하게 수화반응을 유지할 수 있도록 하여줄 수 있기 때문이다.

균일한 수화반응이 유지되어야 전체적으로 소석회의 입도가 작아지게 되며 따라서 비표면적도 증가하게 되고 활성과 순도가 높아지며 백색도도 증가하게 된다.

Claims

계란 껍질 또는 패류 껍질을 소성하여 소석회를 제조하는 방법에 있어서, 계란 껍질 또는 패류 껍질을 5mm 정도로 분쇄한 후 여기에 0.1~1.5wt%의 무기염화물을 첨가하고 1000~1300℃에서 1~5시간 소성하여 생석회를 얻고 이 생석회를 2~5기압에서 0.5~5시간 수화반응시킨 후 건조하여 분말상 소석회를 제조하는 방법.
제 1항에 있어서, 무기염화물이 NaCl 또는 KCl인 소석회를 제조하는 방법.