KR20050050631A - Graphite powder obtained by ball milling and the use thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 볼 밀링을 통하여 얻어진 흑연 분말 및 그 용도를 개시한다. 구체적으로 본 발명은 볼 밀링을 통하여 얻어진 흑연 분말, 상기 흑연 분말을 포함하는 오폐수 정화제 및 공기 청정제, 상기 오폐수 정화제를 이용하여 오폐수를 정화하는 방법 및 상기 공기 청정제를 이용하여 공기를 정화하는 방법을 개시한다. The present invention discloses graphite powders obtained through ball milling and uses thereof. Specifically, the present invention discloses a graphite powder obtained through ball milling, a wastewater purifier and an air purifier containing the graphite powder, a method of purifying wastewater using the wastewater purifier, and a method of purifying air using the air cleaner. do.
Description
본 발명은 볼 밀링을 통하여 얻어진 흑연 분말 및 그 용도에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 볼 밀링을 통하여 얻어진 흑연 분말, 상기 흑연 분말을 포함하는 오폐수 정화제, 상기 오폐수 정화제를 이용하여 오폐수를 정화하는 방법, 상기 흑연 분말을 포함하는 공기 청정제, 및 상기 공기 청정제를 이용하여 공기를 정화하는 방법에 관한 것이다. The present invention relates to graphite powder obtained through ball milling and its use. More specifically, the present invention provides a graphite powder obtained through ball milling, a wastewater purifier containing the graphite powder, a method for purifying wastewater using the wastewater purifier, an air freshener comprising the graphite powder, and the air freshener. It relates to a method of purifying the air by using.
공업의 발달, 인간의 도시 밀집 현상, 및 축산업의 대규모화로 인하여 인간의 활동 과정에 발생하는 오폐수 등은 점차 대량화 양상을 띠고 있다. Due to industrial development, human urban density, and large-scale livestock farming, wastewater generated in human activities is gradually becoming mass-producing.
이러한 오폐수를 정화하기 위한 기존의 일반적인 기술로서 활성오니법, 목질발효퇴비법, 액상부식법, 생석회 안정화 반응법, 팬턴 산화법 등을 들 수 있다.Existing general techniques for purifying such waste water include activated sludge method, wood fermentation compost method, liquid corrosion method, quicklime stabilization reaction method, pantone oxidation method and the like.
상기의 방법들은 오폐수 중에 존재하는 부유물을 제거하기 위한 침전조 및 호기성 미생물을 배양 증식시키기 위한 폭기조 등을 구비한 방법이다. The above methods are methods having a sedimentation tank for removing suspended solids present in waste water and an aeration tank for culturing and propagating aerobic microorganisms.
그런데 상기 방법들은 침전조와 폭기조를 설치해야 하는 등 설비의 대형화를 수반하고, 또한 호기성 미생물이 오폐수 중에 존재하는 유기 오염물질을 완벽하게 분해하는 데는 한계가 있어 그러한 호기성 미생물에 의해서 분해 되다 남은 유기 오염물질을 분해하기 위한 별도의 설비를 필요로 한다. However, the above methods are accompanied by the enlargement of the facility, such as the need to install a sedimentation tank and aeration tank, and there is a limit to completely decompose organic pollutants present in the waste water, because aerobic microorganisms are decomposed by such aerobic microorganisms It requires a separate facility to disassemble it.
또한 상기의 방법들은 호기성 미생물을 배양하여야 하는 시간 및 그러한 배양된 미생물에 의해서 오폐수 중의 유기 오염물질을 분해하여야 하는 시간을 요구한다. In addition, the above methods require a time for culturing aerobic microorganisms and a time for decomposing organic pollutants in waste water by such cultivated microorganisms.
이처럼 상기 방법들은 설비의 대형화 및 복잡화로 인하여 시간 및 비용 면에서 효율적이지 못한 면이 있다.As such, these methods are inefficient in terms of time and cost due to the size and complexity of equipment.
한편, 오폐수의 정화에 담체를 이용한 예들도 발견되는데, 석탄회(Fly ash)나 소각회를 알로페인(Allophane) 및 이모고라이트(Imogolite) 점토 광물로 전환시키거나 이에 이탄(Peat)를 첨가하여 활성부식토(Activated humus soil)로 전환시켜, 분뇨, 녹조, 적조 등의 정화제로 사용하는 기술(대한민국 특허공개 제2002-0039292호)이나, 농작물(Oryza sativa, Panicum miliaceum, Setaria italica, Cajanus cajan, Vigna mungo, Vigna radiata, Triticum sp., Ricinus communis, Helianthus annus, Gossypium sp., Arachis sp.)의 종피 및 외피로부터 아그로폴리머를 제조하고 이를 오폐수 중의 금속 격리 및 이온의 제거의 용도로 사용하는 기술(대한민국 특허공개 제2001-0105358호) 등이 그것이다. 그 밖에도 적조, 녹조 처리에 황토를 사용한 예(대한민국 특허공개 제1998-033476호)가 있고, 분뇨나 축산폐수에 실리카(Siliga)를 사용한 예(일본특허공개 제2001 -179284호)가 있다.On the other hand, there are also examples of using carriers to purify wastewater, which converts fly ash or incineration ash into allophane and imogolite clay minerals or adds peat to it. mold (Activated humus soil), the technique (Republic of Korea Patent Publication No. 2002-0039292 number) used as a cleaning agent of the manure, green algae, such as red tide or by converting, crops (Oryza sativa, Panicum miliaceum, Setaria italica, Cajanus cajan, Vigna mungo , Vigna radiata, Triticum sp., Ricinus communis, Helianthus annus, Gossypium sp., Arachis sp. Publication 2001-0105358). In addition, there is an example of using ocher for red tide and green algae treatment (Korean Patent Publication No. 1998-033476), and an example of using silica (Siliga) for manure or livestock wastewater (Japanese Patent Publication No. 2001-179284).
그러나 상기 담체를 사용한 방법들은 모두 오폐수 중에 존재하는 특정 종류의 오염 물질을 제거하기 위한 것으로서 오폐수 중에 존재하는 여타의 오염 물질을 제거하기 위해서는 별도의 설비나 별도의 물리·화학적 처리가 요구되고, 또한 오염도가 높은 경우에는 그 효율에 한계가 있다.However, all of the methods using the carrier are intended to remove certain kinds of contaminants present in the wastewater, which requires separate equipment or separate physical and chemical treatments to remove other contaminants present in the wastewater. If is high, the efficiency is limited.
이에, 본 발명은 전술한 방법들의 문제점을 해결하고자 하는 관점에서, 오폐수 또는 공기 정화 효과가 뛰어난 볼 밀링을 통하여 얻어진 흑연 분말을 개시한다.Accordingly, the present invention discloses a graphite powder obtained through ball milling having excellent wastewater or air purification effects in view of solving the problems of the above-described methods.
따라서 본 발명의 목적은 오폐수 또는 공기 정화 효과가 뛰어난 볼 밀링에 의하여 얻어진 흑연 분말을 제공하는데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a graphite powder obtained by ball milling having excellent wastewater or air purification effects.
본 발명의 다른 목적은 상기 흑연 분말을 포함하는 오폐수 정화제를 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a waste water purification agent comprising the graphite powder.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 오폐수의 정화제를 이용하여 오폐수를 정화하는 방법을 제공하는데 있다.Still another object of the present invention is to provide a method for purifying wastewater using the purifier of the wastewater.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 흑연 분말을 포함하는 공기 청정제를 제공하는데 있다.Another object of the present invention to provide an air freshener comprising the graphite powder.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 공기 청정제를 이용하여 공기를 정화하는 방법을 제공하는데 있다.Still another object of the present invention is to provide a method of purifying air using the air freshener.
상기 목적 이외의 본 발명의 다른 목적이나 다른 측면은 이하에서 제시될 것이다.Other objects or aspects of the present invention other than the above objects will be presented below.
본 발명은 일 측면에 있어서, 오폐수 또는 공기 정화 효과가 뛰어난 볼 밀링을 통하여 얻어진 흑연 분말에 관한 것이다. In one aspect, the present invention relates to a graphite powder obtained through ball milling having excellent wastewater or air purification effects.
구체적으로 본 발명의 흑연 분말은 하기 단계들을 포함하는 제조 방법에 의하여 얻어진 흑연 분말이다.Specifically, the graphite powder of the present invention is a graphite powder obtained by a manufacturing method comprising the following steps.
(a) 흑연을 볼 밀링시켜 분쇄하는 단계; 및(a) ball milling and grinding graphite; And
(b) 분쇄되어 얻어지는 흑연 분말을 회수하는 단계.(b) recovering the graphite powder obtained by grinding.
상기에서 그리고 청구범위를 포함하는 이하에서, 상기 단계 (a)의 "흑연"이란 볼 밀링에 사용될 수 있는 모든 종류의 흑연을 포함하는 의미로서 사용된다. 그러므로 상기 흑연은 인조 흑연이든 천연 흑연이든, 천연 흑연이라면 토상 흑연이든 인상 흑연이든 그것이 볼 밀링에 사용될 수 있는 한 그러한 모든 종류의 흑연을 포함하는 의미로서 이해되어져야 한다. Above and below, including the claims, the term “graphite” of step (a) is used as meaning including all kinds of graphite which can be used for ball milling. Therefore, the graphite should be understood as including all kinds of graphite as long as it can be used for ball milling, whether artificial graphite or natural graphite, or earth graphite if it is natural graphite or impression graphite.
또한 상기 흑연은 볼 밀링되어진 흑연 분말을 포함한다. The graphite also includes graphite powder that has been ball milled.
그러므로 본 발명의 흑연 분말은 이미 볼 밀링되어진 흑연 분말을 다시 볼 밀링시켜 얻어지는 흑연 분말도 포함하는 의미로서 이해되어 진다. Therefore, the graphite powder of the present invention is understood as a meaning including the graphite powder obtained by ball milling the graphite powder which has already been ball milled.
한편, 본 발명의 흑연 분말의 제조에는 볼 밀링 방법(Ball Milling Process)을 사용하였는데, 여기서 볼 밀링 방법이란 금속이나 세라믹 등의 분말 입자를 다수의 볼(Ball)과 함께 용기내에 장입시켜 분말 입자를 혼합함과 동시에 볼들의 접촉 또는 볼들과 용기 사이의 접촉에 의해 상기 분말 입자들을 서로 압착하면서 그 압착된 것들을 다시 분쇄하는 과정을 반복함으로써 높은 기계적 에너지를 가하는 공정을 말한다. 이러한 볼 밀링 방법은 미세 분말을 얻기 위한 기계적 분쇄화(Mechanical Grinding)나 기계적 합금화(Mechanical Alloying)에 사용되어 왔다. On the other hand, the ball milling process (Ball Milling Process) was used in the manufacture of the graphite powder of the present invention, wherein the ball milling method is a powder particle such as a metal or ceramic and charged into a container with a number of balls (Ball) It refers to a process of applying high mechanical energy by repeating the process of crushing the compressed particles again by pressing the powder particles with each other by contacting the balls or contact between the balls and the container while mixing. This ball milling method has been used for mechanical grinding or mechanical alloying to obtain fine powder.
이러한 볼 밀링에 의하여 가해지는 기계적 에너지는 볼 밀링 속도(장비의 운전 속도로서 볼 밀링이 이루어지는 용기의 공전 속도를 의미한다), 볼 밀링 시간, 볼과 원료의 중량비, 및/또는 볼 크기/용기 용량(mm/mL) 등의 변수와 볼 밀링을 어떠한 장치가 수행하는가에 따라서 달라질 수 있는데, 본 발명의 실시예에서는 용기 상태가 공기 분위기(Air Atmosphere) 상태이고 상온(Room Temperature)인 상태에서 플래닛터리 볼 밀(Planetary Ball Mill) 장치를 사용하여 흑연을 다음과 같은 조건으로 볼 밀링시켰다.The mechanical energy exerted by such ball milling is the ball milling speed (the operating speed of the machine, which means the idle speed of the vessel in which the ball milling takes place), the ball milling time, the weight ratio of the ball and the raw material, and / or the ball size / container capacity (mm / mL) and the ball mill may vary depending on which device performs the ball mill. In an embodiment of the present invention, the vessel is in an air atmosphere and room temperature. Graphite was ball milled using the Planetary Ball Mill apparatus under the following conditions.
볼 밀링 속도: 300rpm 내지 4000rpmBall milling speed: 300 rpm to 4000 rpm
볼 밀링 시간: 3분 내지 120분Ball milling time: 3 to 120 minutes
볼: 원료(중량비) = 1 : 0.15 내지 1 : 0.5Ball: Raw material (weight ratio) = 1: 0.15 to 1: 0.5
볼 크기/볼 밀링이 이루어지는 용기 용량(mm/mL): 0.02 내지 0.06Ball size / capacity with ball milling (mm / mL): 0.02 to 0.06
그러므로 상기 단계 (a)에서 흑연은 공기 분위기 하에서 볼 밀링되는 것이 바람직하다.Therefore, in the step (a), the graphite is preferably ball milled under an air atmosphere.
또한 상기 단계 (a)에서 흑연은 상온에서 볼 밀링되는 것이 바람직하다. In addition, the graphite in step (a) is preferably ball milled at room temperature.
또한 상기 단계 (a)에서 흑연은 공기 분위기 하에서, 상온에서 그리고 전술한 바의 볼 밀링 속도, 볼 밀링 시간, 볼과 원료의 중량비, 및/또는 볼 크기/용기 용량의 조건 하에서 상기 장치로 볼 밀링되는 것이 바람직하다. The graphite in step (a) is also ball milled with the apparatus under air conditions, at room temperature and under the conditions of the ball milling speed, ball milling time, weight ratio of ball to raw material, and / or ball size / container capacity as described above. It is desirable to be.
한편, 본 발명의 흑연 분말은 다음과 같은 특성을 갖는다.On the other hand, the graphite powder of the present invention has the following characteristics.
(1) 평균입도(㎛): 0.04 내지 50, 바람직하게는 10 내지 50, 더 바람직하게는 12 내지 46(1) Average particle size (µm): 0.04 to 50, preferably 10 to 50, more preferably 12 to 46
(2) 미세 기공 면적(Micropore Area)(m2/g): 100 내지 300, 바람직하게는 120 내지 270, 더 바람직하게는 130 내지 220(2) Micropore Area (m 2 / g): 100 to 300, preferably 120 to 270, more preferably 130 to 220
(3) 외부 표면적(External Surface Area)(m2/g): 240 내지 450, 바람직하게는 250 내지 420, 더 바람직하게는 260 내지 400(3) External Surface Area (m 2 / g): 240 to 450, preferably 250 to 420, more preferably 260 to 400
(4) 미세 기공 부피(Micropore Volume)(m2/g): 0.063000 내지 0.099000, 바람직하게는 0.64000 내지 0.097000, 더 바람직하게는 0.065000 내지 0.095000(4) Micropore Volume (m 2 / g): 0.063000 to 0.099000, preferably 0.64000 to 0.097000, more preferably 0.065000 to 0.095000
(5) 비정질(5) amorphous
구체적으로, 본 발명의 흑연 분말은 하기 <표 3>에 확인되는 바와 같이, 평균 입도(㎛)가 12 내지 46이고, 미세 기공 면적(m2/g)이 145 내지 210이고, 외부 표면적(m2/g)이 261 내지 390이고, 미세 기공 부피 (m2/g)가 0.065100 내지 0.094100이며, 비정질의 특성을 갖는다.Specifically, the graphite powder of the present invention has an average particle size (μm) of 12 to 46, a fine pore area (m 2 / g) of 145 to 210, and an external surface area (m 2 / g) is 261 to 390, fine pore volume (m2 / g) is 0.065100 to 0.094100, and has an amorphous characteristic.
본 발명은 다른 측면에 있어, 전술한 바의 흑연 분말을 유효 성분으로 포함하는 오폐수 정화제에 관한 것이다. In another aspect, the present invention relates to a wastewater purifier comprising the above-mentioned graphite powder as an active ingredient.
상기에서 그리고 청구범위를 포함하는 이하에서, 본 발명의 오폐수 정화제에 유효 성분으로 포함되는 상기 "흑연 분말"은 전술한 바의 모든 바람직한 양태의 흑연 분말을 포함하는 의미로서 이해되어야 한다.Above and below, including the claims, the "graphite powder" included as an active ingredient in the wastewater purifying agent of the present invention should be understood as meaning including graphite powder of all preferred embodiments as described above.
그러므로 본 발명의 오폐수 정화제에 포함되는 흑연 분말은 흑연을 볼 밀링시켜 얻어지는 흑연 분말을 포함하는 의미이면서, 구체적으로는 공기 분위기하에서 볼 밀링되어 얻어진 흑연 분말과 상온에서 볼 밀링되어 얻어진 흑연분말을 포함하는 의미이고, 나아가 공기 분위기 하에서, 상온에서 그리고 전술한 바의 볼 밀링 속도, 볼 밀링 시간, 볼과 원료의 중량비 및 볼 크기/용기 용량의 조건 하에서 플래닛터리 볼 밀링 장치로 볼 밀링되어 얻어지는 흑연 분말을 포함하는 의미이다. 또한 상기 흑연 분말은 전술한 바의 특성을 갖는 흑연 분말을 포함하는 의미이다.Therefore, the graphite powder included in the wastewater purifying agent of the present invention is meant to include graphite powder obtained by ball milling graphite, and specifically, includes graphite powder obtained by ball milling in an air atmosphere and graphite powder obtained by ball milling at room temperature. Graphite powder obtained by ball milling with a planetary ball milling apparatus under an air atmosphere, at room temperature and under the conditions of the ball milling speed, ball milling time, weight ratio of balls and raw materials and ball size / container capacity as described above. It is meant to include. In addition, the graphite powder is meant to include a graphite powder having the characteristics described above.
본 발명의 오폐수 정화제는 흑연을 볼 밀링시켜 얻어지는 흑연 분말을 포함함으로써 예상을 뛰어넘는 오폐수의 정화 효과를 보인다<하기 <표 4> 및 <표 5> 참조).The wastewater purification agent of the present invention exhibits a purification effect of wastewater exceeding the expectation by including graphite powder obtained by ball milling graphite (see <Table 4> and <Table 5>).
일반적으로 시중에 시판되고 있는 흑연 분말, 즉 볼 밀링되지 않은 흑연 분말은 그 정화 효과를 거의 나타내지 못한다(하기 <표 7> 참조).In general, commercially available graphite powders, that is, graphite powders that are not ball milled, exhibit little purification effect (see Table 7 below).
또한 일반적인 초미 분쇄 방법(an ultra-fine grinding process)에 의하여 얻어지는 흑연 분말의 경우는, 정화 효과를 나타내기는 하지만 그 정화 효과는 매우 미미한 수준에 그친다(하기 <표 8> 참조).In addition, in the case of graphite powder obtained by a general an ultra-fine grinding process, although the purification effect is shown, the purification effect is only a very small level (see Table 8 below).
그러나 볼 밀링시켜 얻어지는 흑연 분말은 그 정화 효과가 상기 분쇄되지 않은 흑연 분말은 말할 것도 없고, 초미 분쇄 방법에 의하여 얻어지는 흑연 분말의 정화 효과와도 비교할 수 없을 정도로 매우 탁월하다(하기 <표 4>, <표 5>, <표 7> 및 <표 8> 비교 참조).However, the graphite powder obtained by ball milling is so excellent that the purification effect cannot be compared with the purification effect of the graphite powder obtained by the ultrafine grinding method, not to mention the graphite powder which is not pulverized (see <Table 4>, See <Table 5>, <Table 7> and <Table 8> comparison).
이러한 볼 밀링에 의하여 얻어지는 흑연 분말의 정화 효과가 분쇄 전의 흑연 분말의 정화 효과나 초미 분쇄 방법에 의하여 얻어지는 흑연 분말의 정화 효과와 현저하게 차이가 나는 이유는 그것들이 서로 다른 물성을 하고 있기 때문인 것으로 추측된다(하기 <표 1>, <표 3>, 및 도 1 내지 도 14 비교 참조).The reason why the purification effect of the graphite powder obtained by such ball milling differs significantly from the purification effect of the graphite powder before grinding or the graphite powder obtained by the ultrafine grinding method is that they have different physical properties. (See <Table 1>, <Table 3>, and comparison of FIGS. 1 to 14) below.
한편, 본 발명의 실시예에서는 흑연을 볼 밀링시킬 때 그 분쇄 조건들을 여러 가지로 달리하고, 그러한 조건의 변화에 따른 흑연 분말의 정화 효과의 차이를 관찰하였는데, 그러한 조건의 차이는 정화 효과에 있어서 특별한 차이를 가져 오지 않았다(하기 <표 4> 및 <표 5> 참조).On the other hand, in the embodiment of the present invention when the ball milling the graphite, the grinding conditions are variously different, and the difference in the purification effect of the graphite powder according to the change of such conditions was observed, the difference of such conditions in the purification effect No particular difference was made (see Table 4 and Table 5 below).
이는 분쇄 조건의 차이가 볼 밀링을 통하여 얻어지는 흑연 분말의 정화 효과에 특별한 영향을 미치지 않음을 보여주는 것이라 할 수 있다. This shows that the difference in grinding conditions does not have a special effect on the purification effect of the graphite powder obtained through ball milling.
그러므로 본 발명의 오폐수 정화제에 포함되는 유효성분으로서의 흑연 분말은 볼 밀링의 조건에 상관없이 볼 밀링을 통하여 얻어진 모든 흑연 분말을 포함한다.Therefore, the graphite powder as an active ingredient included in the wastewater purifying agent of the present invention includes all graphite powders obtained through ball milling regardless of the conditions of ball milling.
그럼에도 바람직한 흑연 분말은 전술한 바의 바람직한 양태로서의 흑연 분말이다.Nevertheless preferred graphite powders are graphite powders as preferred embodiments as described above.
한편, 본 발명의 오폐수 정화제는 여타의 물리·화화적 처리가 없는, 볼 밀링을 통하여 얻어진 전술한 바의 흑연 분말만을 포함할 수 있고, 또한 그러한 흑연 분말만을 포함하는 경우가 바람직하지만, 흑연 분말 이외에 기타의 첨가제를 포함하여도 무방하다. 그러한 첨가제로서는 탄산칼슘(CaCO3) 등을 들 수 있다. 이러한 첨가제는 보다 우수한 오폐수 정화 효과를 얻기 위해서는 오폐수 정화제 전체의 중량 퍼센트에 대해서 10~20 중량% 이하로 포함되는 것이 바람직하다.On the other hand, the wastewater purifying agent of the present invention may include only the graphite powder as described above obtained through ball milling without any other physical and chemical treatment, and preferably contains only such graphite powder. Other additives may be included. Such additives include calcium carbonate (CaCO 3 ) Etc. can be mentioned. Such additives are preferably included in an amount of 10 to 20% by weight or less based on the total weight of the wastewater purification agent in order to obtain a better wastewater purification effect.
본 발명은 또 다른 측면에 있어서, 전술한 오폐수 정화제를 이용한 오폐수 정화 방법을 제공한다.In still another aspect, the present invention provides a wastewater purification method using the wastewater purification agent described above.
본 발명의 오폐수 정화 방법은 전술한 오폐수 정화제를 오폐수와 접촉시키는 제1단계 및 정화수를 회수하는 제2단계를 포함함을 특징으로 한다.The waste water purification method of the present invention is characterized in that it comprises a first step of contacting the waste water purification agent described above with the waste water and a second step of recovering the purified water.
전술한 오폐수 정화제에 존재하는 흑연 분말은 오폐수 중에 존재하는 오염 물질들과 접촉하게 되면 오염 물질들을 흡착하게 되고, 이렇게 흑연 분말이 오염 물질들과 흡착되면 이러한 흡착물을 분리해냄으로써 목적으로 하는 정화수를 용이하게 얻을 수 있게 된다. The graphite powder present in the waste water purification agent adsorbs contaminants when it comes into contact with the contaminants present in the waste water, and when the graphite powder is adsorbed with the contaminants, the graphite powder is separated into the target purified water. It can be obtained easily.
오염 물질과 흡착된 흑연 분말을 분리해내는 방법은 크로마토그래피 등 당업계에서 일반적으로 알려진 방법을 이용할 수 있으며, 본 발명의 실시예에서는 주문제작한 유리 기구를 사용하였는데 약 3ℓ용량과 18Φ정도 크기의 유리관에 스탑 콕크를 장착하여서 오염 물질과 흡착된 흑연 분말을 분리하였다. As a method for separating the contaminant and the adsorbed graphite powder, a method generally known in the art, such as chromatography, may be used. In the embodiment of the present invention, a customized glass apparatus is used. A stopcock was attached to the glass tube to separate the contaminants and the adsorbed graphite powder.
한편, 본 발명의 실시예에서는 폐수 원액이 존재하는 용기내에 흑연 분말을 투입한 후 이를 교반하였는데, 그것은 흑연 분말이 폐수 원액 중에 존재하는 오염 물질들과의 접촉을 용이하게 하여 정화 시간을 단축하기 위해서이다. 따라서 본 발명에서 오폐수 정화제와 오폐수를 혼합하고 이를 교반하는 공정이 반드시 필요한 것은 아니며, 또한 이러한 교반 공정은 흑연 분말의 오폐수 중에 존재하는 오염 물질과의 접촉을 용이하게 할 수 있는 방법이라면 그 방법으로 대치되더라도 무방하다. On the other hand, in the embodiment of the present invention, the graphite powder was added to the vessel in which the wastewater stock solution is present, and then stirred. This is to reduce the purification time by facilitating contact with the contaminants present in the wastewater stock solution. to be. Therefore, in the present invention, the process of mixing the waste water purifying agent with the waste water and stirring the water is not necessarily required. In addition, if the stirring process is a method that can facilitate the contact with the contaminants present in the waste water of the graphite powder, it is replaced by the method. It may be fine.
또한 본 발명에서 오폐수가 고분자 유기 오염물질 등을 다량으로 포함하고 있는 경우 등 필요에 따라서 본 발명의 상기 제1단계 즉 접촉 단계 이전에 염화철이나 황산알루미늄 등이 첨가제로서 첨가되고, 응집제로서 AL2(SO4)3, FeCl3, 안이온, 또는 카치온, 중화제로서 Ca(OH)2 또는 NaOH, 응집보조제로서 고분자화합물, pH 조정제로서 H2SO4 등을 유효성분으로 포함하는 고분자 응집제로 처리하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다. 그러나 상기 고분자 응집제로 처리하는 것은 오폐수의 성질 또는/및 종류에 따라서 필요한 것이며, 따라서 오폐수 중에 고분자 유기 오염 물질 등이 포함된 경우라도 상기 고분자 응집제로 처리하는 단계를 거치지 않고 곧바로 본 발명의 오폐수 정화제를 처리하여도 무방하다. 따라서 상기 고분자 응집제로 처리하는 단계가 본 발명에 반드시 포함되어야 하는 것은 아니다.Further and waste water is added as required iron chloride and the additives of aluminum sulfate or the like prior to the first step of the present invention means that the contacting step according to such the case, which contains a large amount of such a polymer organic contaminants in the present invention, AL 2 as a coagulant ( SO 4 ) 3 , FeCl 3 , anion, or cationic, Ca (OH) 2 or NaOH as a neutralizing agent, a polymeric compound as a coagulant, H 2 SO 4 as a pH adjuster, etc. It is preferable to include. However, the treatment with the polymer flocculant is necessary according to the nature or / and type of the waste water, and therefore, even if the waste water contains the polymer organic contaminants, the waste water purifier of the present invention is directly processed without the step of treating with the polymer flocculant. You may process it. Therefore, the step of treating with the polymer flocculant is not necessarily included in the present invention.
또한 본 발명에서 상기와 같이 오폐수를 고분자 응집제로 처리하고 얻어진 결과물을 정화하는 경우에는 적절한 정화 효과를 얻기 위해서 그 결과물의 100 중량부에 대해서 본 발명의 오폐수 정화제는 20~25 중량부로 투입하는 것이 바람직하다. In the present invention, when the waste water is treated with a polymer flocculant as described above, the resultant is purified, and in order to obtain an appropriate purification effect, the wastewater purifier of the present invention is added at 20 to 25 parts by weight based on 100 parts by weight of the resultant. Do.
본 발명은 또 다른 측면에 있어서, 전술한 바의 흑연 분말을 유효 성분으로 포함하는 공기 청정제를 제공한다.In another aspect, the present invention provides an air freshener comprising the above-described graphite powder as an active ingredient.
상기에서 그리고 청구범위를 포함하는 이하에서, 본 발명의 공기 청정제에 유효 성분으로 포함되는 상기 "흑연 분말"은 오폐수 정화제에 유효 성분으로 포함되는 흑연 분말과 마찬가지로 전술한 바의 모든 바람직한 양태의 흑연 분말을 포함하는 의미로서 이해되어야 한다. Above and below, including the claims, the "graphite powder" included as an active ingredient in the air freshener of the present invention is the graphite powder of all the preferred embodiments as described above, as is the graphite powder included as an active ingredient in the waste water purifier. It should be understood as a meaning including.
본 발명의 실시예에서 본 발명의 흑연 분말을 오폐수로서 암모니아가 다량 용해되어 있는 염색 공장의 폐수 원액과 혼합·교반하여 그 정화 효과를 관찰하였는데, 그 폐수 원액의 전체 산도(pH), 화학적산소요구량(COD), 생물학적산소요구량(BOD), 부유물질(SS) 등을 현저하게 저하시키는 효과 이외에도 오폐수 중에 용해되어 있는 암모니아를 약 절반 가량 제거하는 효과를 보여 주었다(하기 <표 4> 참조).In the embodiment of the present invention, the graphite powder of the present invention was mixed and stirred with the wastewater stock solution of a dyeing plant in which ammonia was dissolved as waste water, and the purification effect was observed, and the total acidity (pH) and chemical oxygen demand of the wastewater stock solution were observed. (COD), biological oxygen demand (BOD), suspended solids (SS) in addition to the effect of significantly reducing about half of the ammonia dissolved in the waste water was shown (see Table 4 below).
또한 본 발명의 다른 실시예에서는 암모니아와 포름알데히드 기체를 대상으로 하여 탈취 실험을 하였는데, 탈취율이 각각 98.6%와 97.6% 이상으로 나타났다(하기 <표 5> 참조).In addition, in another embodiment of the present invention was carried out deodorization experiments for ammonia and formaldehyde gas, the deodorization rate was 98.6% and 97.6% or more, respectively (see Table 5).
이러한 결과들은 본 발명의 흑연 분말이 공기 청정제로서 매우 유용하게 사용될 수 있음을 보여주는 것이라 할 수 있다.These results show that the graphite powder of the present invention can be very usefully used as an air freshener.
또한, 본 발명의 공기 청정제는 전술한 본 발명의 오폐수 정화제와 같이 첨가제로서 탄산칼슘(CaCO3) 등을 포함할 수 있다. 마찬가지로 이러한 첨가제는 공기 청정제 전체의 중량 퍼센트에 대해서 10~20 중량% 이하로 포함되는 것이 바람직하다.In addition, the air freshener of the present invention as calcium carbonate (CaCO 3 ) as an additive, such as the waste water purifier of the present invention described above And the like. Likewise, such additives are preferably included in an amount of 10 to 20% by weight or less based on the total weight of the air freshener.
본 발명은 또 다른 측면에 있어서, 전술한 바의 공기 청정제를 이용하여 공기를 정화하는 공기 정화 방법을 제공한다. In yet another aspect, the present invention provides an air purification method for purifying air using the air freshener as described above.
본 발명의 공기 정화 방법은 전술한 바의 공기 청정제를 오염된 공기와 접촉시키는 단계를 포함함을 특징으로 한다.The air purification method of the present invention is characterized by the step of contacting the air freshener as described above with contaminated air.
본 발명은 또 다른 측면에 있어서, 흑연 분말과 오염 물질의 흡착체에서 오염 물질을 분리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 흑연 분말의 오폐수 정화제 또는 공기 청정제로의 재활용 방법을 제공한다. In another aspect, the present invention provides a method for recycling a graphite powder into a waste water purifier or an air freshener, comprising separating the contaminants from the adsorbent of the graphite powder and the contaminants.
여기서 "흑연 분말"이란 전술한 바의 모든 바람직한 양태의 흑연 분말을 포함하는 의미로서, 구체적으로는 상기 오폐수 정화제 또는 공기 청정제에서 유효 성분으로 포함되는 흑연 분말을 의미한다. As used herein, "graphite powder" is meant to include graphite powders of all preferred embodiments as described above, and specifically means graphite powders that are included as active ingredients in the wastewater purifier or air freshener.
흑연 분말이 오염 물질과 흡착된 경우에, 흑연의 녹는점이 약 3,550℃ 정도로 매우 높기 때문에, 약 1000℃ 정도 되는 고온 증기나 고온로를 이용하면 흑연 분말의 실제 물성에는 아무런 영향을 주지 않으면서 흑연 분말에 흡착된 오염 성분을 쉽게 증발시켜 분리해 낼 수 있다. When the graphite powder is adsorbed with contaminants, the melting point of the graphite is very high at about 3,550 ° C. Therefore, using high temperature steam or a high temperature furnace at about 1000 ° C has no effect on the actual physical properties of the graphite powder. Contaminants adsorbed on can be easily evaporated and separated.
이하 본 발명을 실시예를 참조하여 설명한다. 그러나 본 발명이 실시예에 의하여 제한되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described with reference to Examples. However, the present invention is not limited by the examples.
<실시예 1 내지 6> 볼 밀링을 통한 흑연 분말의 제조 Examples 1 to 6 Preparation of Graphite Powder by Ball Milling
<실시예 1 내지 6>의 볼 밀링에 사용될 흑연을 하기 <표 1> 에 나타내었다. 실시예 1, 3 및 5에는 동일한 인조 흑연이 사용되었다.Graphite to be used for ball milling of <Examples 1 to 6> is shown in Table 1 below. In Examples 1, 3 and 5 the same artificial graphite was used.
* BET 면적(Brunaer Emmett Teller Area) = 미세 기공 면적(Micropore Area) + 외부 표면적(External Surface Area)* BET area (Brunaer Emmett Teller Area) = Micropore Area + External Surface Area
상기 BET 면적, 미세 기공 면적, 외부 표면적 및 미세 기공 부피(Micropore Volume)는 비표면적 측정기(Specific Surface Area Analyzer)(ASAP-2010, Micromeritics 사)를 사용하여 측정하였다.The BET area, micropore area, external surface area and micropore volume were measured using a specific surface area analyzer (ASAP-2010, Micromeritics).
또한 상기에서 평균 입도는 레이저분석방법(입도분석기(Particle Size Analyzer)(Mastersizer 2000, Malvern Instrument Ltd))을 사용하여 측정하였다.In addition, the average particle size was measured using a laser analysis method (Particle Size Analyzer (Mastersizer 2000, Malvern Instrument Ltd)).
상기 <표 1>의 흑연 각각을 <표 2>의 분쇄 조건으로 공기 분위기(Air Atmosphere) 하에서 그리고 상온(Room Temperature)에서 볼 밀링시켜 분쇄하였다.Each of the graphite of Table 1 was ground by ball milling under an air atmosphere and at room temperature under the grinding conditions of Table 2.
상기 <표 2>에서 SS의 스테인레스 스틸(Stainless Steal)의 영문 약자이고, TCC는 텅스텐 카바이드 코팅(Tungsten Carbide Coating)의 영문 약자이며, STC는 탄소공구강(steel tool carbon)의 영문 약자이다.In Table 2, the English abbreviation of SS is stainless steel (Stainless Steal), TCC is the English abbreviation of Tungsten Carbide Coating, STC is the English abbreviation of steel tool carbon.
상기 <표 2>의 실시예 1 내지 6의 분쇄 조건으로 볼 밀링시켜 얻어진 각 흑연 분말의 특성을 하기 <표 3>에 나타내었다.The characteristics of each graphite powder obtained by ball milling under the grinding conditions of Examples 1 to 6 in Table 2 are shown in Table 3 below.
* BET 면적 = 미세 기공 면적 + 외부 표면적* BET area = micropore area + external surface area
<표 1>에서와 마찬가지로 상기에서도 BET 면적, 미세 기공 면적, 외부 표면적 및 미세 기공 부피는 비표면적 측정기(Specific Surface Area Analyzer)(ASAP-2010, Micromeritics 사)를 사용하여 측정하였다. 또한 <표 1>에서와 마찬가지로 평균 입도의 측정에도 동일한 레이저 분석 방법을 이용하였다.As in Table 1, the BET area, the micropore area, the external surface area and the micropore volume were measured using a specific surface area analyzer (ASAP-2010, Micromeritics). In addition, the same laser analysis method was used to measure the average particle size as in <Table 1>.
상기 <표 1>과 <표 3>, 그리고 도 1 내지 4와 도 5 내지 10을 비교하여 보면 분쇄 전후를 통하여 흑연 입자는 물성의 변화를 거쳤음을 추측해 볼 수 있다.Comparing the <Table 1> and <Table 3>, and FIGS. 1 to 4 and 5 to 10 it can be estimated that the graphite particles have undergone a change in physical properties through before and after grinding.
이하에서는, 편의상 상기 <표 3>에서 실시예 1, 실시예 2, 실시예 3, 실시예 4, 실시예 5 및 실시예 6의 분쇄 조건으로 볼 밀링시켜 얻어진 흑연 분말을 각각 흑연 분말 1, 흑연 분말 2, 흑연 분말 3, 흑연 분말 4, 흑연 분말 5, 및 흑연 분말 6 이라고 한다.Hereinafter, for the sake of convenience, the graphite powders obtained by ball milling under the grinding conditions of Examples 1, 2, 3, 4, 5 and 6 in the above <Table 3> are respectively graphite powder 1 and graphite. It is called powder 2, graphite powder 3, graphite powder 4, graphite powder 5, and graphite powder 6.
<실시예7> 본 발명에 따른 흑연 분말의 오폐수 정화 효과 Example 7 Wastewater Purification Effect of Graphite Powders According to the Present Invention
상기 흑연 분말 1 내지 6이 어떠한 용도 즉 유용성을 가지는가를 알아보기 위하여, 하기의 공정으로 흑연 분말 1 내지 6의 오폐수 정화 효과를 측정하였다. In order to find out what uses or usefulness of the graphite powders 1 to 6, the waste water purification effect of the graphite powders 1 to 6 was measured by the following process.
정화 효과 측정에 사용된 오폐수는 염색 공장에서 얻어진 오폐수 원액과 그 오폐수 원액을 전처리시켜 유기 오염 물질을 침전시키고 얻어진 오폐수(이하 "1차 정화된 오폐수"라고함)이다. 오폐수 원액 및 1차 정화된 오폐수에 대한 정화 공정을 각각 하기 <실시예 7-1> 및 <실시예 7-2>에 기재하였다.The wastewater used for the measurement of the purification effect is the wastewater stock solution obtained from the dyeing plant and the wastewater stock solution, which is obtained by pretreatment to precipitate organic pollutants, which is referred to as "firstly purified wastewater". The purification processes for the wastewater stock solution and the primary purified wastewater were described in <Example 7-1> and <Example 7-2>, respectively.
<실시예 7-1> 오폐수 원액의 정화 공정 Example 7-1 Purification of Wastewater Stock Solution
정화 공정에 사용될 오폐수 원액으로서는 염색공장(한국 경기도 안산시 소재)의 폐수원액을 채취하여 사용하였다. 채취된 폐수 원액의 오염도를 측정한 결과, 산도(pH)는 12.9 였고, 화학적산소요구량(COD)이 3184 mg/ℓ, 생물학적산소요구량(BOD)이 884 mg/ℓ,부유물질(SS)은 410 mg/ℓ, 용해되어 있는 전체 암모니아 농도(이하 "T-N이라 약칭함)는 20.5 mg/ℓ이였다.Wastewater stocks from dyeing factories (Ansan, Gyeonggi-do, Korea) were collected and used as wastewater stocks to be used in the purification process. As a result of measuring the pollution level of the collected wastewater, the acidity (pH) was 12.9, the chemical oxygen demand (COD) was 3184 mg / ℓ, the biological oxygen demand (BOD) was 884 mg / ℓ, and the SS was 410. mg / l and total dissolved ammonia concentration (hereinafter abbreviated as “TN”) was 20.5 mg / l.
상기 오폐수 원액 1.0ℓ를 1.5ℓ의 용기에 넣고, 상기 <실시예 1 내지 6>에서 얻어진 10g의 흑연 분말을 넣은 다음 충분히 혼합이 되도록 교반을 시켰다. 그리고 정화반응을 관찰한 다음, 정화반응이 일어나지 않으면, 흑연 분말을 5g씩 늘려가면서 투입하고 교반시킨 다음 반응이 일어나는 투입량을 결정하였다. 정화반응은 흑연 분말의 투입량이 약 250g을 초과하면서 일어나기 시작하였다. 흑연 분말을 추가로 5g씩 늘려가면서 투입과 교반을 반복하며 최종 약 300g 까지 투입하였다. 정화수의 회수에는 주문제작한 유리기구를 사용하였는데, 스탑콕크를 장착한 약 3ℓ용량과 18Φ정도 크기의 유리관을 사용하여 회수하였다.1.0 L of the wastewater stock solution was placed in a 1.5 L container, and 10 g of the graphite powder obtained in the above <Examples 1 to 6> was added thereto, followed by stirring to ensure sufficient mixing. After observing the purge reaction, if the purge reaction did not occur, the graphite powder was added while increasing by 5 g and stirred, and then the input amount at which the reaction occurred was determined. The clarification reaction began to occur when the dose of graphite powder exceeded about 250 g. The graphite powder was further added in 5g increments, repeating the addition and stirring, and finally adding up to about 300g. Custom-made glass equipment was used for the recovery of the purified water. The glass tube was about 3 L with a stopcock and a glass tube about 18Φ.
상기 공정은 흑연 분말 1, 흑연 분말 2, 흑연 분말 3, 흑연 분말 4, 흑연 분말 5, 및 흑연 분말 6에 대해서 모두 동일하게 실시되었다.The said process was performed similarly about the graphite powder 1, the graphite powder 2, the graphite powder 3, the graphite powder 4, the graphite powder 5, and the graphite powder 6.
이렇게 얻어진 정화수의 pH, COD, BOD, SS 및 T-N을, 상기 폐수 원액의 pH, COD, BOD, SS 및 T-N와 함께 하기의 <표 4>에 나타내었다.The pH, COD, BOD, SS and T-N of the thus-obtained purified water are shown in Table 4 below together with the pH, COD, BOD, SS and T-N of the wastewater stock solution.
상기 <표 4>는 본 발명의 흑연 분말들이 오폐수 원액에 대해 뛰어난 정화 효과를 지니고 있음을 보여준다.Table 4 shows that the graphite powders of the present invention have an excellent purification effect on the wastewater stock solution.
<실시예 7-2> 1차 정화된 오폐수의 정화 공정 Example 7-2 Process for Purifying Wastewater of Primary Purification
<실시예 7-1>의 염색공장 폐수 원액과 동일한 오폐수 원액에 고분자응집제로 전처리시켜 유기 오염물질을 제거하고, 그 결과 얻어지는 오폐수의 정화 효과를 확인하기 위하여, 다음과 같이 정화 공정을 수행하였다.In order to remove organic contaminants by pretreatment with a polymer coagulant in the same wastewater stock solution as in the dyeing plant wastewater solution of <Example 7-1>, a purification process was performed as follows to confirm the purification effect of the resulting wastewater.
<실시예 7-1>의 폐수 원액 1.0ℓ에 첨가제로서 염화철 200 mg과 고분자응집제 (H2O2 500 mg, 카치온 약 200 mg, 안이온 약 2∼3 mg, H2SO4 1500 mg)를 가하여 콜로이드 상태의 고분자 유기 오염 물질을 침전시켰다. 다음 상기 침전된 고분자 유기 오염 물질을 플록(Floc) 형태로 응집시킨 후에 제거하였다. 이렇게 얻어진 오폐수(이하 "1차 정화된 오폐수"라고함)의 오염도를 측정한 결과 pH는 8.81, COD는 1840 mg/ℓ, BOD는 310 mg/ℓ정도였고 SS는 66 mg/ℓ정도였다.To 1.0 L of the wastewater stock solution of <Example 7-1>, 200 mg of iron chloride and a polymer coagulant (about 500 mg of H 2 O 2 , about 200 mg of cationic, about 2-3 mg of anion, and 1500 mg of H 2 SO 4 ) were added as additives. Was added to precipitate high molecular organic contaminants in the colloidal state. The precipitated polymer organic contaminants were then removed after flocculation in the form of flocs. As a result of measuring the degree of contamination of the waste water thus obtained (hereinafter referred to as "primary purified waste water"), the pH was 8.81, the COD was 1840 mg / l, the BOD was about 310 mg / l, and the SS was about 66 mg / l.
상기 1차 정화된 오폐수 1.2ℓ를 1.5ℓ의 용기에 넣고, 실시예 1에서 얻어진 10g의 흑연 분말 1을 넣은 다음 충분히 혼합이 되도록 교반을 시켰다. 그리고 정화반응을 관찰한 다음, 정화반응이 일어나지 않으면, 흑연 분말을 5g씩 늘려가면서 투입하고 교반시킨 다음 반응이 일어나는 투입량을 결정하였다. 정화반응은 흑연 분말의 투입량이 약 250g을 초과하면서 일어나기 시작하였다. 흑연 분말을 추가로 5g씩 늘려가면서 투입과 교반을 반복하며 최종 약 300g까지 투입하였다. 정화수의 회수에는 주문제작한 유리기구를 사용하였는데 스탑콕크를 장착한 약 3ℓ용량과 18Φ정도 크기의 유리관을 사용하여 회수하였다.1.2 liter of the first purified waste water was placed in a 1.5 liter container, and 10 g of graphite powder 1 obtained in Example 1 was added thereto, followed by stirring to ensure sufficient mixing. After observing the purge reaction, if the purge reaction did not occur, the graphite powder was added while increasing by 5 g and stirred, and then the input amount at which the reaction occurred was determined. The clarification reaction began to occur when the dose of graphite powder exceeded about 250 g. Increasing the graphite powder by 5g each, the addition and stirring were repeated, and the final amount was added to about 300g. Custom-made glass equipment was used for the recovery of the purified water, which was recovered using a 3 L capacity with a stopcock and a glass tube about 18Φ.
상기 공정은 흑연 분말 1에 대해서만 대표적으로 실시하였다.The process was typically carried out only for graphite powder 1.
1차 정화된 오폐수를 흑연 분말 1로 정화시켜 얻어진 정화수의 pH, COD, BOD 및 SS를 1차 정화된 오폐수의 pH, COD, BOD 및 SS와 함께 측정하여 하기의 <표 5>에 나타내었다.The pH, COD, BOD, and SS of the purified water obtained by purifying the first purified wastewater with graphite powder 1 were measured together with the pH, COD, BOD, and SS of the first purified wastewater, and are shown in Table 5 below.
상기 <표 5>는 본 발명의 흑연 분말들이 1차 정화된 오폐수에 대해 뛰어난 정화 효과를 지니고 있음을 보여준다.Table 5 shows that the graphite powders of the present invention have an excellent purification effect on the first purified wastewater.
<실시예 8> 본 발명에 따른 흑연 분말의 공기 정화 효과 Example 8 Air Purification Effect of Graphite Powder According to the Present Invention
두 개의 플라스크를 준비하고 하나의 플라스크에는 본 발명에 따른 흑연 분말 7g을 넣었고 다른 플라스크에는 흑연 분말을 넣지 않았다. 이 두 개의 플라스크 각각에 암모니아 용액 4㎛를 넣고 기화시켰다. 일정한 시간이 경과 후에 가스검지관법에 의하여 두 개의 플라스크 안의 기체 농도를 계산하여 탈취율(%)을 구하였다. Two flasks were prepared and one flask contained 7 g of graphite powder according to the present invention and the other flask did not contain graphite powder. Into each of these two flasks was added 4 μm of ammonia solution and vaporized. After a certain time elapsed, the gas concentration in the two flasks was calculated by the gas detection tube method to determine the deodorization rate (%).
탈취율은 다음의 식에 따라 계산하였다.Deodorization rate was calculated according to the following equation.
탈취율(%) = ((Cb - Cs)/Cb) x 100%Deodorization rate (%) = ((Cb-Cs) / Cb) x 100%
* Cs: 흑연 분말을 넣은 플라스크에서의 최종 기체 농도(ppm)* Cs: final gas concentration in ppm in a flask with graphite powder
* Cb: 흑연 분말을 넣지 않은 플라스크에서의 최종 기체 농도(ppm)* Cb: final gas concentration in ppm without graphite powder
포름 알데히드 탈취율의 측정도 상기와 동일한 방법을 사용하였다.The same method as the above was used for the measurement of formaldehyde deodorization rate.
한편, 본 실시예에서는 흑연 분말 1만을 대표적으로 사용하였다.In the present embodiment, only graphite powder 1 was representatively used.
하기 <표 6>은 암모니아와 포름알데히드의 탈취율을 나타낸 것이다.Table 6 shows the deodorization rate of ammonia and formaldehyde.
상기 <표 6>에서 확인할 수 있는 바와 같이 본 발명에 따른 흑연 분말은 공기 정화 효과도 뛰어난 것을 알 수 있다.As can be seen in Table 6, it can be seen that the graphite powder according to the present invention also has an excellent air purification effect.
<비교예 1> 분쇄 전의 흑연과 분쇄 후 얻어진 흑연 분말의 정화 능력의 차이 비교 < Comparative Example 1> Comparison of the purification ability of graphite before grinding and graphite powder obtained after grinding
상기 <실시예 1 내지 6>의 방법에 따라 얻어진 흑연 분말의 정화 능력과 분쇄 전 흑연의 정화 능력을 비교 측정하였다. 그러한 비교 측정에는, 실시예 1 내지 6에서의 분쇄 전의 흑연, 분쇄 후 얻어진 흑연 분말 1 내지 6, <실시예 7-2>에서의 고분자응집제로 처리하여 유기 오염물질을 제거한 1차 정화된 오폐수를 이용하였다.The purifying capacity of the graphite powder obtained according to the method of <Examples 1 to 6> and the purifying capacity of graphite before grinding were measured and compared. Such comparative measurements were carried out by treating the graphite before pulverization in Examples 1 to 6, the graphite powders 1 to 6 obtained after pulverization, and the polymerized coagulant in <Example 7-2> to remove the organic pollutants. Was used.
10㎖의 1차 정화된 오폐수를 각각 준비하고 여기에 분쇄 전의 흑연 및 분쇄 후 얻어진 흑연 분말을 각각 10g과 혼합하고, 육안으로 오폐수의 투명 정도를 관찰함으로써 정화의 진행 경과 및 정화 효과 유무를 관찰하였다. 이러한 실험을 흑연 분말 1 ~ 6에 대해서 모두 동일하게 적용하였다.10 ml of primary purified wastewater was prepared, and the graphite before grinding and the graphite powder obtained after grinding were mixed with 10 g, respectively, and the progress of purification and the presence or absence of the purification effect were observed by visually observing the degree of transparency of the wastewater. . These experiments were equally applied to graphite powders 1-6.
그 결과는 하기 <표 7>과 같다.The results are shown in Table 7 below.
상기 <표 7>에서 확인할 수 있듯이, 분쇄 후의 흑연 분말만이 정화효과를 나타냄을 확인할 수 있다.As can be seen from <Table 7>, it can be seen that only the graphite powder after grinding shows a purification effect.
<비교예 2> Comparative Example 2 볼 밀링을 통하여 얻어진 본 발명의 흑연 분말과 일반적 초미 분쇄 방법에 의해 얻어진 흑연 분말의 정화 능력의 차이 비교Comparison of the Purification Capability of Graphite Powders of the Invention Obtained by Ball Milling and Graphite Powders Obtained by General Ultrafine Grinding Method
볼 밀링에 의하여 얻어진 본 발명의 흑연 분말과 일반적 초미 분쇄 방법에 의해 얻어진 흑연 분말의 정화 능력을 비교·측정하기 위하여, 먼저 두 가지의 서로 다른 조건 하에서 초미 분쇄 방법에 의해 흑연 분말을 제조하였다. In order to compare and measure the purification ability of the graphite powder of the present invention obtained by ball milling and the graphite powder obtained by the general ultrafine grinding method, first, the graphite powder was prepared by the ultrafine grinding method under two different conditions.
첫째는, 탄소 (Carbon) 함량이 99. 4%이고 애시(Ash) 함량이 0.6%이며 평균 입도 크기가 45㎛인 인조 흑연을 초미분쇄기(제품명 Jet Mill, 제조 업체명 Seishin 사, 일본)로 분쇄하여 평균 입도가 약 5㎛인 흑연 분말을 얻었다. 이하, 편의를 위해서 초미 분쇄하여 얻어진 상기의 흑연 분말을 "초미 분쇄 흑연 분말 1"이라고 한다. First, artificial graphite having a carbon content of 99.4%, an ash content of 0.6% and an average particle size of 45 µm was pulverized by an ultra fine grinding machine (product name: Jet Mill, manufacturer Seishin, Japan). A graphite powder having an average particle size of about 5 μm was obtained. Hereinafter, said graphite powder obtained by ultrafine grinding for convenience is called "ultrafine grinding graphite powder 1".
둘째는, 탄소(Carbon) 함량이 96%이고 애시(Ash) 함량이 0.4%이며 평균 입도 분포가 26㎛인 인상 흑연을 초미 분쇄기(제품명 Jet Mill, 제조 업체명 Seishin 사, 일본)로 분쇄하여 평균 입도가 약 5㎛인 흑연 분말을 얻었다. 이하, 편의를 위해서 초미 분쇄하여 얻어진 상기의 흑연 분말을 "초미 분쇄 흑연 분말 2"이라고 한다.Second, the average particle size was pulverized by ultra fine mill (product name: Jet Mill, manufacturer Seishin, Japan) with 96% carbon content, 0.4% ash content and 26㎛ average particle size distribution. The graphite powder which is about 5 micrometers was obtained. Hereinafter, the above-mentioned graphite powder obtained by ultrafine grinding for convenience is called "ultrafine grinding graphite powder 2".
도 11 및 도 12에는 분쇄 전의 상기 인조 흑연(초미 분쇄 흑연 분말 1의 출발 물질) 및 인상 흑연(초미 분쇄 흑연 분말 2의 출발 물질)의 X-Ray 회절 곡선이 도시되어 있고, 도 13 및 도 14에는 초미 분쇄 흑연 분말 1의 X-Ray 회절 곡선과 초미 분쇄 흑연 분말 2의 X-Ray 회절 곡선이 각각 도시되어 있다. 11 and 12 show X-ray diffraction curves of the artificial graphite (starting material of ultrafine grinding graphite powder 1) and impression graphite (starting material of ultrafine grinding graphite powder 2) before grinding, and FIGS. 13 and 14 Shows the X-ray diffraction curve of the ultra fine grinding graphite powder 1 and the X-ray diffraction curve of the ultra fine grinding graphite powder 2, respectively.
도 5 내지 도 10 및 도 13와 도 14를 비교하여 보면, 볼 밀링에 의하여 얻어진 본 발명의 흑연 분말과 일반적인 초미 분쇄 방법에 의하여 분쇄되어 얻어진 흑연 분말은 그 물성에 있어서 분명한 차이를 지니고 있음을 추측하여 볼 수 있다.5 to 10, and 13 and 14, it is assumed that the graphite powder of the present invention obtained by ball milling and the graphite powder obtained by grinding by a general ultrafine grinding method have obvious differences in the physical properties. Can be seen.
한편, 초미분쇄 흑연 분말 1 및 2의 정화능력을 볼 밀링에 의하여 얻어진 본 발명의 흑연 분말의 정화 능력과 비교하기 위하여, 상기 초미분쇄 흑연 분말 1 및 2에 대하여 상기 <실시예 7-1>과 동일한 공정으로 염색 공장 폐수 원액에 대해서 정화 공정을 실시하고 얻어진 정화수의 pH, COD, BOD, SS 및 T-N를 폐수 원액의 pH, COD, BOD, SS 및 T-N와 함께 하기 <표 8>에 나타내었다.On the other hand, in order to compare the purification ability of the ultra finely ground graphite powders 1 and 2 with the purification ability of the graphite powder of the present invention obtained by ball milling, the <Example 7-1> The pH, COD, BOD, SS and TN of the purified water obtained by performing the purification process for the dye plant wastewater stock solution in the same process are shown in Table 8 below together with the pH, COD, BOD, SS and TN of the wastewater stock solution.
상기 <표 8>의 결과를 참조하여 보면 일반적 초미 분쇄 방법에 의하여 얻어진 흑연 분말도 정화 능력을 있음을 알 수 있다.Referring to the results in Table 8, it can be seen that the graphite powder obtained by the general ultrafine grinding method also has a purification ability.
그러나 그 정화능력은, 상기 <표 8>의 결과를 <표 4>의 본 발명의 흑연 분말의 정화 능력과 비교하여 보면 분명해지듯이, 볼 밀링에 의하여 얻어진 본 발명의 흑연 분말의 정화능력 보다는 매우 낮은 수준이다.However, the purification ability is much lower than that of the graphite powder of the present invention obtained by ball milling, as will be apparent when comparing the results of Table 8 with the purification ability of the graphite powder of the present invention. Level.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면 오폐수 또는 공기 정화 효과가 뛰어난 볼 밀링에 의하여 얻어진 흑연 분말을 제공할 수 있다. As described above, according to the present invention, it is possible to provide the graphite powder obtained by ball milling having excellent wastewater or air purification effect.
또한 본 발명에 따르면 오폐수 정화제, 오폐수 정화 방법, 공기 청정제 및 공기 정화 방법을 제공할 수 있다.In addition, according to the present invention can provide a waste water purification agent, a waste water purification method, an air freshener and an air purification method.
본 발명의 흑연 분말은 매우 뛰어난 오폐수 정화 효과나 공기 정화 효과를 보유하고 있다.The graphite powder of this invention has the outstanding waste water purification effect and the air purification effect.
도 1a는 본 발명의 일 실시예에 사용된 인조 흑연의 주사 전자 현미경 사진이다.1A is a scanning electron micrograph of artificial graphite used in one embodiment of the present invention.
도 1b는 본 발명의 일 실시예에 사용된 인조 흑연의 X-Ray 회절 곡선이다.1B is an X-ray diffraction curve of artificial graphite used in one embodiment of the present invention.
도 2a는 본 발명의 다른 실시예에 사용된 인조 흑연의 주사 전자 현미경 사진이다.2A is a scanning electron micrograph of artificial graphite used in another embodiment of the present invention.
도 2b은 본 발명의 다른 실시예에 사용된 인조 흑연의 X-Ray 회절 곡선 이다.2b is an X-ray diffraction curve of artificial graphite used in another embodiment of the present invention.
도 3a는 본 발명의 또 다른 실시예에 사용된 인상 흑연의 주사 전자 현미경 사진이다.3A is a scanning electron micrograph of impression graphite used in another embodiment of the present invention.
도 3b는 본 발명의 또 다른 실시예에 사용된 인상 흑연의 X-Ray 회절 곡선이다.3B is an X-Ray diffraction curve of the impression graphite used in another embodiment of the present invention.
도 4a는 본 발명의 또 다른 실시예에 사용된 인상 흑연의 주사 전자 현미경 사진이다.4A is a scanning electron micrograph of impression graphite used in another embodiment of the present invention.
도 4b는 본 발명의 또 다른 실시예에 사용된 인상 흑연의 X-Ray 회절 곡선이다.4B is an X-Ray diffraction curve of the impression graphite used in another embodiment of the present invention.
도 5a는 본 발명의 일 실시예의 볼 밀링에 의하여 얻어진 흑연 분말의 주사 전자 현미경 사진이다.5A is a scanning electron micrograph of graphite powder obtained by ball milling of one embodiment of the present invention.
도 5b는 본 발명의 일 실시예의 볼 밀링에 의하여 얻어진 흑연 분말의 X-Ray 회절 곡선이다.5B is an X-ray diffraction curve of graphite powder obtained by ball milling of one embodiment of the present invention.
도 6a는 본 발명의 다른 실시예의 볼 밀링에 의하여 얻어진 흑연 분말의 주사 전자 현미경 사진이다.6A is a scanning electron micrograph of graphite powder obtained by ball milling of another embodiment of the present invention.
도 6b는 본 발명의 다른 실시예의 볼 밀링에 의하여 얻어진 흑연 분말의 X-Ray 회절 곡선이다.6B is an X-ray diffraction curve of graphite powder obtained by ball milling of another embodiment of the present invention.
도 7a는 본 발명의 또 다른 실시예의 볼 밀링에 의하여 얻어진 흑연 분말의 주사 전자 현미경 사진이다.7A is a scanning electron micrograph of graphite powder obtained by ball milling of still another embodiment of the present invention.
도 7b는 본 발명의 또 다른 실시예의 볼 밀링에 의하여 흑연 분말의 X-Ray 회절 곡선이다.7b is an X-ray diffraction curve of graphite powder by ball milling of another embodiment of the present invention.
도 8a는 본 발명의 또 다른 실시예의 볼 밀링에 의하여 얻어진 흑연 분말의 주사 전자 현미경 사진이다.8A is a scanning electron micrograph of graphite powder obtained by ball milling of still another embodiment of the present invention.
도 8b는 본 발명의 또 다른 실시예의 볼 밀링에 의하여 얻어진 흑연 분말의 X-Ray 회절 곡선이다.8B is an X-ray diffraction curve of graphite powder obtained by ball milling of still another embodiment of the present invention.
도 9a는 본 발명의 또 다른 실시예의 볼 밀링에 의하여 얻어진 흑연 분말의 주사 전자 현미경 사진이다.9A is a scanning electron micrograph of graphite powder obtained by ball milling of still another embodiment of the present invention.
도 9b는 본 발명의 또 다른 실시예의 볼 밀링에 의하여 얻어진 흑연 분말의 X-Ray 회절 곡선이다.9B is an X-Ray diffraction curve of the graphite powder obtained by ball milling of another embodiment of the present invention.
도 10a는 본 발명의 또 다른 실시예의 볼 밀링에 의하여 얻어진 흑연 분말의 주사 전자 현미경 사진이다.10A is a scanning electron micrograph of graphite powder obtained by ball milling of still another embodiment of the present invention.
도 10b는 본 발명의 또 다른 실시예의 볼 밀링에 의하여 얻어진 흑연 분말의 X-Ray 회절 곡선이다.10B is an X-ray diffraction curve of graphite powder obtained by ball milling of still another embodiment of the present invention.
도 11은 일 비교예의 초미 분쇄 방법에 사용된 인조 흑연의 X-Ray 회절 곡선이다.11 is an X-ray diffraction curve of artificial graphite used in the ultrafine grinding method of one comparative example.
도 12는 다른 비교예의 초미 분쇄 방법에 사용된 인상 흑연의 X-Ray 회절 곡선이다.12 is an X-ray diffraction curve of impression graphite used in the ultrafine grinding method of another comparative example.
도 13은 일 비교예의 초미 분쇄 방법에 의하여 얻어진 흑연 분말의 X-Ray 회절 곡선이다.13 is an X-ray diffraction curve of graphite powder obtained by the ultrafine grinding method of one comparative example.
도 14는 다른 비교예의 초미 분쇄 방법에 의하여 얻어진 흑연 분말의 X-Ray 회절 곡선이다.14 is an X-ray diffraction curve of graphite powder obtained by the ultrafine grinding method of another comparative example.
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