KR20030027670A - 무기질 수처리재 조성물과 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 수(水)처리에 관한 것으로 특히 천연의 풍부한 제올라이트와 황토 일라이트를 이용하여 중금속 및 유기물의 흡착성능을 증가시키기 위한 제올라이트, 황토, 일라이트를 활용한 무기물 수처리재 조성물 및 제조방법에 관한 것이다. 이온능력과 탈취력을 갖춘 천연의 제올라이트, 황토의 특성은 알루미늄규산염 등의 미세한 광물의 집합체로서 콜로이드 성질을 가지며 가소성과 이온교환성을 나타내며 결정구조는 평면망상의 규산염이고, 탈취성능이 우수한 일라이트를 사용하여 무기질 수처리재로 개발하여 중금속 흡착성능이 높고 환경친화적이며, 천연의 원재료인 제올라이트와 황토, 일라이트의 특성을 최대한 갖춘 제품을 개발한 것이다.
천연의 제올라이트와 황토, 일라이트를 광산에서 채굴하여 수분제거하고, 조쇄한 후 100∼200℃로 건조과정을 거쳐 미분쇄기에서 200메쉬(Mesh) 이하의 입도로 분쇄하여 활용화한다. 이 분말을 이용하여 전체 중량부에서 제올라이트 20∼60중량부와 황토 10∼50중량부, 일라이트는 10∼40중량부 광촉매 이산화티탄을 0∼10중량부를 적정비율로 혼합하여 혼련한 후 볼(8mm, 15mm) 형태의 구형의 정수제와 막대형태(30×30×150mm, 30×150mm)로 물을 결합재로 성형한 후 110℃에서 12∼24시간 건조하여 건조로에서 300∼650℃로 1∼10℃/분의 승온속도로 승온하여 1∼6시간 유지 후 자연냉각하여 제조하였다. 본 발명으로 제품화된 수처리재의 특성은 원료자체 탈취율은 암모니아 가스시험실시 결과 제올라이트 98％, 황토 95％, 일라이트 98％로 나타났으며, 또한 이를 사용하여 제조한 정수제의 중금속 납의 흡착능이 96％와 99％로 나타났으며, 뛰어난 흡착력으로 악취를 제거하고 우수한 항균성으로 세균의 번식을 억제하는 것으로 나타났다.

Description

무기질 수처리재 조성물과 그 제조방법{The Composition and Manufacturing Method of Inorganic Materials using a Waters Purification}
본 발명은 무기질수처리재와 그 제조방법에 관한 것이다.
종래의 무기물을 이용한 수처리에 관한 것으로는, 한국공개특허 제2000-0053716호, 공개특허 제2001-0037768호에서는 맥반석 탈황석고, 석탄재를 사용하여 무기물 수처리재를 제조하였다.
그러나 탈황석고 및 석탄재에는 오히려 부산물에 포함되어 있는 중금속 및 인체에 유해한 물질을 함유하고 있으며 한국특허공개 2001-0036795호에는 황토와 고령토, 규조토를 사용하여 무기물 정수제를 1100∼1200℃ 이상의 고온으로 소성하여 제조하는 방법이 개시되어 있지만, 이 방법으로는 소성비용이 고비용으로 소결반응으로 인하여 수처리 효율이 떨어진다.
황토와 제올라이트, 일라이트의 천연광물을 사용한 무기물의 수처리재는 없으며, 또한 고령토 맥반석 무기물을 사용하여 제조하는 방법은 고온소성 처리하여 사용하는 것으로 많은 소성비용과 정수처리 효율이 낮은 것이다. 본 발명은 천연의황토와 제올라이트, 일라이트 고유의 특성을 유지하면서 기존 방식으로 제조된 수처리재가 가지고 있는 문제점을 개선하여 수처리효율이 높고, 특히 중금속의 흡착이 뛰어난 흡착율이 높고 광촉매에 의한 수질정화로 저렴한 제품을 생산하는 것을 목적으로 삼고 있다.
본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위하여, 전체 중량부 100에서 제올라이트 20∼60부, 황토 10∼50부와 일라이트 10∼40부, 광촉매 이산화티탄을 0∼10부의 분말을 혼합하고 입상에 성형하여 이루어짐을 특징으로 한다.
전체 중량부 100에서 제올라이트 20∼60부, 황토 10∼50부와 일라이트 10∼40부, 광촉매 이산화티탄을 0∼10부의 분말에 물을 결합재로서 첨가하고 혼련한 후 볼 형태 또는 봉(팰릿)상으로 성형하고, 봉(30×30×150mm)으로 성형 후 110℃에서 12~24시간 예비적으로 건조하고, 건조로에서 300∼650℃로 1∼10℃/분의 승온속도로 승온건조하여 1∼6시간 유지후 자연냉각하여 제조하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 수(水)처리에 관한 것으로 특히 천연의 풍부한 제올라이트와 황토 일라이트를 이용하여 중금속 및 유기물의 흡착성능을 증가시키기 위한 제올라이트, 황토, 일라이트를 활용한 무기물 수처리재 조성물 및 제조방법에 관한 것이다. 이온교환능력과 탈취력을 갖춘 천연의 제올라이트, 황토의 특성은 알루미늄규산염 등의 미세한 광물의 집합체로서 콜로이드 성질을 가지며 가소성과 이온교환선을 나타내며 결정구조는 평면망상의 규산염이고, 탈취성능이 우수한 일라이트를 사용하여무기질 수처리재로 개발하여 중금속 흡착성능이 높고 환경친화적이며, 천연의 원재료인 제올라이트와 황토, 일라이트의 특성을 최대한 활용한 수처리재로 된다.
천연의 황토와 제올라이트, 일라이트를 광산에서 채굴하여 수분제거하고, 조쇄한 후 100∼200℃로 건조과정을 거쳐 미분쇄기에서 200mesh 이하의 입도로 분쇄하여 활용화한다. 본 발명의 배합비율(적정비율)은 황토 전체 복합물을 중량부 100을 기준으로 볼 때, 전체 중량부에서 황토 10∼50부와 제올라이트 20∼60부, 일라이트는 10∼40부 광촉매 이산화티탄을 0∼10부로 하여 적정비율로 혼합하고 혼련한 후 볼(Φ8mm, 15mm) 형태의 구형의 정수제와 막대형태(30×30×150mm, Φ30×150mm)로 물을 결합재로 성형한 후, 110℃에서 12∼24시간 건조하여 건조로에서 300∼650℃로 1∼10℃/분의 승온속도로 가열하여 1∼6시간 유지 후 자연냉각한다. 본 발명으로 수처리재의 특성은 원료자체의 탈취력은, 암모니아가스 흡착시험실시 결과 제올라이트 98%, 황토 95%, 일라이트 98%로 나타났으며, 또한 이를 사용하여 제조한 정수제의 중금속 흡착능이 96%와 99%로 나타났으며, 뛰어난 흡착력으로 악취를 제거하고 우수한 항균성으로 세균의 번식을 억제하는 것으로 나타났다.
본 발명에서 사용되는 재료의 정의 및 특성은 다음과 같다.
(1)제올라이트
구 분 제올라이트의 특성
성인 및 산지 경북 포항지역, 천연상태 산출
주성분 SiO240∼75%, CaO : 0∼5%, Al2O3: 5∼20%
범주 및 입자 200mesh이하
(2)황토
구 분 황토의 특성
성인 및 산지 암석 풍화에 의해 생성되고, 주로 채굴되는 장소는 산(山)
주성분 SiO2: 35∼60%, Al2O3: 25∼40%, Fe2O3: 3∼20%
범주 및 입자 넓게는 1차 점토에 속하며, 입자크기는 조립
(3)일라이트
구 분 일라이트의 특성
성인 및 산지 암석 풍화에 의해 생성되고, 주고 채굴되는 장소는 산(山)
주성분 SiO2: 55∼80%, Al2O3: 5∼30%, Fe2O3: 3∼20%
범주 및 입자 넓게는 1차 점토에 속하며, 입자크기는 조립
(4)이산화티탄
구 분 이산화티탄의 특징
성인 및 산지 티탄철광형으로 산출 황산법·염소법으로 제조
주성분 주성분이 이산화티탄으로 결정상은 정방정으로 티탄철광형 금홍석형과 애주석형이 있다.
범주 및 입자 4.1㎛∼0.1㎛로서 광촉매, 항균, 탈취, 산화분해 작용
상기 실시상태에서는 황토, 제올라이트, 일라이트 등의 천연광석은 은, 채굴후분쇄, 분급, 건조하고, 이산화티탄과 드라이믹싱한 후, 물은 첨가하고 혼련하여, 볼 형태 또는 막대형태로 성형한다. 그 후 습윤건조, 고온건조를 거치고 제품화한다.
황토와 제올라이트, 일라이트를 사용한 수처리재의 특성은 다음과 같이 측정하였다.
중금속 흡착시험은 위의 제조방법으로 제조된 8mm의 구상형 수처리재 시험편을 100㎖의 납용액이 들어있는 삼각플라스크에 넣고 교반기에서 교반시키면서 황토, 제올라이트, 일라이트를 이용한 수처리재의 납 흡착능을 1∼24시간까지의 변화를 측정하였다.
실시예 1 내지 실시예 5는 본 발명과 종래기술의 성능 및 특성을 비교한 것이다.
(실시예 1)
제올라이트 분말의 시간경과에 따른 탈취율(암모니아 가스)
경과시간(분) Blank농도(ppm) 시료농도(ppm) 탈취율(%)
초기 500 500 -
30 480 60 87
60 470 40 91
90 450 20 95
120 440 10 98
(실시예 2)
황토분말의 시간경과에 따른 탈취율(암모니아 가스)
경과시간(분) Blank농도(ppm) 시료농도(ppm) 탈취율(%)
0 500 500 -
30 480 80 83
60 470 50 89
90 450 30 93
120 440 20 95
(실시예 3)
일라이트분말의 시간경과에 따른 탈취율(암모니아 가스)
경과시간(분) Blank 농도(ppm) 시료농도(ppm) 탈취율(%)
0 500 500 -
30 490 60 88
60 470 40 91
90 450 20 96
120 420 10 98
(실시예 4)
수처리 시험체의 중금속 흡착능 시험측정결과(pb용액 100㎖, 25℃ PH6.3)
경과시간(시간) Blank 농도(ppm) 시료농도(ppm) 중금속 흡착율(%)
0 9.32 9.32 -
1.0 9.06 2.62 71
3.0 8.85 1.41 84
6.0 8.85 0.29 96
8.0 8.82 0.69 92
24.0 8.80 0.08 99
(실시예 5)
수처리 시험체의 중금속 흡착능 시험측정결과(pb용액 100㎖, 25℃ PH6.3)
경과시간(시간) Blank농도(ppm) 시료농도(ppm) 중금속 흡착율(%)
0 9.32 9.32 -
1.0 9.06 4.48 50
3.0 8.85 1.99 77
6.0 8.85 1.03 88
8.0 8.82 0.92 89
24.0 8.80 0.37 95
본 발명으로 개발된 제품인 수처리재의 특성은 원료자체 탈취율은 암모니아가스 시험실시 결과 제올라이트 98%, 황토 95%, 일라이트 98%로 나타났으며, 또한 이를 사용하여 제조한 정수제의 중금속 흡착능이 96%와 99%로 나타났으며, 뛰어난 흡착력으로 악취를 제거하고 우수한 항균성으로 세균의 번식을 억제하는 것으로 나타났다. 또한 환경오염의 주요인이 되는 중금속과 악취를 제거하는 정수제로서 활용함으로서 자연환경 친화성을 만족하는 것이다.

Claims (2)

  1. 전체 중량부 100에서 제올라이트 20∼60부, 황토 10∼50부와 일라이트 10∼40부, 광촉매 이산화티탄을 0∼10부의 분말을 혼합하고 입상에 성형 하여 이루어짐을 특징으로 하는 무기질 수처리재.
  2. 전체 중량부 100에서 제올라이트 20∼60부, 황토 10∼50부와 일라이트 10∼40부, 광촉매 이산화티탄을 0∼10부의 분말에 물을 결합재로서 첨가하고 혼련한 후 볼 형태 또는 봉(팰릿)상으로 성형하고, 봉(30×30×150mm)으로 성형 후 110℃에서 12~24시간 예비적으로 건조하고, 건조로에서 300∼650℃로 1∼10℃/분의 승온속도로 승온건조하여 1∼6시간 유지후 자연냉각하여 제조하는 것을 특징으로 하는 무기물 수처리재 제조방법.
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