KR20040041868A - 패각을 이용한 제설 및 해빙제 및 그 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 통상 폐기 처리되던 패각(조개류의 껍질)을 이용하여 제설 및 해빙제를 제조하는 방법에 관한 것이다.
그 방법의 요지는 내용물을 제거한 후의 패각을 수집하여 왕모래 정도의 크기로 분쇄하는 공정과, 분쇄된 패각분에 적당량의 염산을 혼합하여 교반함으로서 패각의 주성분인 탄산칼슘이 염산과 반응하여 패각분에 부착된 상태 및 그렇지 아니한 염화칼슘 입자가 생성되게 하는 공정과, 상기의 공정 후에 양잿물을 혼합하여 패각의 탄산칼슘과 반응하고 남은 염산을 중화시키게 되고 아울러 소금 결정이 생기게 하는 공정과, 건조공법으로 왕모래 크기의 패각분 표면에 부착되어 있는 염화칼슘과 용매에 녹아 있던 염화칼슘 입자 및 소금을 수거하는 공정으로 이루어진다.
상기의 방법에 의해 패각분에 부착된 염화칼슘과 부착되지 않은 염화칼슘 입자 및 소금 입자를 얻을 수 있는데, 특히 상기의 과정에서 염화칼슘은 강산성을 가지나 소금은 강알칼리성을 띠게 되므로 서로 간의 중화작용으로 중성의 제설 및 해빙제를 얻을 수 있는 것이다.
Description
본 발명은 통상 폐기 처리되던 패각(조개류의 껍질)을 이용하여 제설 및 해빙제를 제조하는 방법에 관한 것이다.
제설제 및 해빙제는 말 그대로 눈과 얼음을 녹이는 것으로, 통상 눈이 쌓이거나 결빙된 도로에 살포하여 눈과 얼음을 녹여줌으로써 사람이나 차량이 미끄러지는 것을 방지하는 용도로 많이 사용된다. 제설제 및 해빙제를 사용하여 녹은 물은 빙점이 낮아져서 다시 얼어붙는 것을 방지할 수 있다.
통상 사용되는 제설 및 해빙제로는 염화칼슘(CaCl2)에 모래를 섞은 것이 가장 많이 사용되고 기타 식염(NaCl), 염화마그네슘(MgCl2), 요소(NH2) 등이 사용된다.
그런데 종래에 제설 및 해빙제로 사용되던 염화칼슘은 자체가 강한 산성을띠고 있어서 도로의 포장수명을 단축시키고 자동차의 차체를 부식시키며, 인체에 유해할 뿐 아니라 눈이나 얼음이 녹은 물과 함께 땅에 스며들거나 건조된 후에는 바람에 의해 날아가 인근의 토양을 산성화시키는 폐단으로 이어졌던 것이다.
상기한 문제점을 감안하여 안출한 본 발명은 저렴하고도 간단하게 중성을 갖는 제설 및 해빙제를 제공하는 것을 목적으로 하는 것으로, 본 발명에서 상기의 목적을 달성할 수 있는 제설 및 해빙제를 제공하기 위하여 주목한 재료는 어디서나 용이하게 획득할 수 있는 패각이다.
패각은 그 종류가 매우 다양하고 식용이나 공업용 등으로 대량 사용되는 것으로서, 내용물을 분리한 다음의 패각은 엄청난 양이 일반 쓰레기와 함께 폐기되고 있는 실정인데, 주지된 바와 같이 패각은 수천 년이 지난 조개무덤이 발굴되듯이 잘 썩지 않으므로 매립하는 폐기방법은 환경을 오염시키는 바람직하지 않은 방법의 하나라 할 수 있다.
이러한 패각의 주성분은 탄산칼슘(CaCO3)이고 그 외 인산칼슘[Ca3(PO4)2]이나 탄산마그네슘(MgCO3) 등이 소량 함유되어 있으며, 함량 비는 종에 따라 다르지만 대체로 탄산칼슘이 89∼99% 포함되어 있다.
본 발명은 상기와 같이 전량 폐기되던 패각의 탄산칼슘 성분을 이용하여 간단하고 효과적인 제설 및 해빙제를 제공토록 하려는 것이다.
도 1은 본 발명의 공정도
본 발명의 방법을 순서별로 상세히 살펴보면 다음과 같다.
제1공정
내용물을 제거한 후의 패각을 수집하여 왕모래 정도의 크기로 분쇄를 한다.
제2공정
분쇄된 패각분에 적당량의 염산을 혼합하여 교반한다.
본 공정에 의해 패각의 주성분인 탄산칼슘(CaCO3)이 염산과 반응하여 염화칼슘(CaCl2) 입자가 생성된다.
제3공정
상기의 공정 후에는 다시 양잿물을 혼합하는데, 패각의 탄산칼슘과 반응하고 남은 염산을 중화시키게 되고 아울러 소금(NaCl2) 결정을 얻게된다.
제4공정
건조공법으로 염화칼슘과 소금을 수거하는데, 왕모래 크기의 패각분 표면에 부착되어 있는 염화칼슘과 용매에 녹아 있던 염화칼슘 입자 및 소금을 수거할 수 있게 되는데, 이를 제설제 및 해빙제로 사용하는 것이다.
이하 본 발명의 공정에 의한 구체적인 작용을 살펴보면 다음과 같다.
본 발명의 제2공정에서 패각분에 염산을 혼합하였을 때의 반응식을 살펴보면 다음과 같다.
① R-CaCO3+ 2HCl → R-CaCl2+ H2O + CO2
② CaCO3+ 2HCl → CaCl2+ H2O + CO2
상기에서 R은 패각분 내의 유기물성분을 나타내고, R-CaCl2는 패각분 내의 유기물 성분에 부착된 CaCl2를 나타낸다.
상기의 ①식에서 패각분 내의 유기물 성분(R)에 부착된 탄산칼슘(CaCO3)에 염산(2HCl)이 작용하면 유기물 성분(R)에 부착된 상태의 염화칼슘(R-CaCl2)을 얻을 수 있고, 반응과정에서 물과 탄산가스가 생성되어 탄산가스(CO2)는 대기 중으로 빠져나간다.
또한 ②식에서는 패각분으로부터 분리되어 유기물 성분(R)에 부착되지 않은 탄산칼슘(CaCO3)은 염산(2HCl)과 반응하여 염화칼슘(R-CaCl2) 입자가 생성되고 반응과정에서 물과 탄산가스가 생성되어 탄산가스는 대기 중으로 빠져나간다.
따라서 상기의 제2공정에서 유기물 성분에 결합된 상태의 염화칼슘과 그렇지 아니한 염화칼슘을 생성시킬 수 있는 것이다.
상기의 공정에서 염산의 양은 너무 과할 경우 제조되는 제설 및 해빙제가 강산성을 가질 수 있으면서 중화를 위한 양잿물이 많이 필요한 것이며, 염산의 양이 너무 적으면 패각의 탄산칼슘 성분을 충분히 활용할 수 없을 것이다. 따라서 염산은 패각분이 충분히 젖어 반죽형태가 될 정도로 함이 적당할 것이다.
그리고 본 발명의 제3공정에서의 양잿물이 작용하여 소금이 생성되는 과정의 반응식을 살펴보면 다음과 같다.
HCl + NaOH → NaCl + H2O
즉 염산에 양잿물이 반응하여 소금결정과 물이 생성된다.
이상과 같은 작용에 의해 패각분에 부착된 염화칼슘과 부착되지 않은 염화칼슘 입자 및 소금 입자를 얻을 수 있는데, 특히 상기의 과정에서 염화칼슘은 강산성을 가지나 소금은 강알칼리성을 띠게 되므로 서로 간의 중화작용으로 중성의 제설 및 해빙제를 얻을 수 있는 것이다.
양잿물의 양은 제 1공정에서 사용되고 염산을 충분히 중화시킬 정도면 족할 것으로, 실험에 의해 염산 사용량의 50 ~ 80% 정도가 적당할 것으로 사료된다.
본 발명에 의한 제설 및 해빙제는 실험에 의하여 산도(Ph) 6.5 ~ 6.8 정도의 중성을 가지는 것을 알 수 있었다.
실시예1
폐기되는 패각분을 수거하여 1 ~ 5mm 정도의 직경이 되도록 분쇄하였다.
분쇄된 패각분을 교반조에 넣고 패각분 부피의 80 ~ 100% 정도의 염산을 투입한 후 충분히 교반되게 하였다.
그 후 사용된 염산량의 50 ~ 80&정도의 양잿물을 추가로 투입한 후 교반을 계속하였다.
교반이 완료된 다음 건조하여 물을 증발시키고 남은 패각분(염화칼슘이 부착된)과 염화칼슘 입자 및 소금입자를 수거하였다.
이러한 본 발명에 의해 얻을 수 있는 제설 및 해빙제는 패각분에 부착된 염화칼슘과 부착되지 않은 염화칼슘 입자 및 소금 입자가 혼합된 것이다.
이상과 같은 본 발명에 의하면 우선 폐기되던 패각을 수거하여 제설 및 해빙제를 제조할 수 있으므로 환경오염을 줄일 수 있음은 물론 제조에 따르는 비용도 매우 절감할 수가 있는 것이다.
또한 패각을 분쇄한 후 염산처리와 양잿물처리 공정만을 통하여 제설 및 해빙제를 제조할 수 있으므로 간편하고 신속한 제조가 가능해지는 잇점이 있다.
그리고 본 발명의 제조공정에서 자체적으로 패각분이 함유되어 있어 모래와 같은 기능을 하므로 별도의 모래를 혼합하데 따르는 시설과 인력 및 재료비를 절감할 수 있으며, 특히 본 발명에 의한 제설 및 해빙제는 제조공정에 의해 산성인 염화칼슘과 알칼리성인 소금이 혼합된 상태가 되므로 자체적으로 산성과 알칼리성의 중화되는 것이고, 따라서 사용을 하여도 산성이나 알칼리성에 의한 피해가 없을 뿐 아니라 이미 산성이나 알칼리화 된 토양도 중화하는 작용을 할 수가 있는 유용한 효과가 있는 것이다.
Claims (2)
- 내용물을 제거한 후의 패각을 수집하여 왕모래 정도의 크기로 분쇄하는 공정과,분쇄된 패각분에 적당량의 염산을 혼합하여 교반함으로서 패각의 주성분인 탄산칼슘(CaCO3)이 염산과 반응하여 패각분에 부착된 상태 및 그렇지 아니한 염화칼슘(CaCl2) 입자가 생성되게 하는 공정과,상기의 공정 후에 양잿물을 혼합하여 패각의 탄산칼슘과 반응하고 남은 염산을 중화시키게 되고 아울러 소금(NaCl2) 결정이 생기게 하는 공정과,건조공법으로 왕모래 크기의 패각분 표면에 부착되어 있는 염화칼슘과 용매에 녹아 있던 염화칼슘 입자 및 소금을 수거하는 공정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 패각을 이용한 제설 및 해빙제의 제조방법.
- 패각분에 부착된 염화칼슘과 부착되지 않은 염화칼슘 입자 및 소금 입자가 혼합된 것을 특징으로 하는 패각을 이용한 제설 및 해빙제.
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