KR20180029782A - The manufacturing method of the vaterite type calcium carbonate - Google Patents

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KR20180029782A
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김국희
한건우
이민우
안치규
이만수
박두영
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재단법인 포항산업과학연구원
계명대학교 산학협력단
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Abstract

The present invention provides a method for manufacturing vaterite type calcium carbonate, comprising the following steps: supplying sodium hydroxide into a solution containing calcium ions and controlling the solution supplied with sodium hydroxide to have pH value of 12-13; and supplying a gas containing carbon dioxide to the solution supplied with sodium hydroxide and agitating the solution to control final pH to 8.5-9.5 after agitating to manufacture vaterite type calcium carbonate. According to the method, the vaterite type calcium carbonate, which is used as inkjet dyes of high cost, can be manufactured from industrial byproducts of low cost, and no further additives or solutes are required while manufacturing the vaterite type calcium carbonate, thereby having an economical effect due to low cost for a process operation.

Description

바테라이트형 탄산칼슘의 제조방법{THE MANUFACTURING METHOD OF THE VATERITE TYPE CALCIUM CARBONATE}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing a bariumite type calcium carbonate,

본 발명은 산업부산물로부터 바테라이트형 탄산칼슘을 제조하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a process for the preparation of a vartite-type calcium carbonate from industrial by-products.

CCUS(Carbon Capture Utilization and Storage)란 이산화탄소 포집 기술과 이를 활용 또는 저장하는 기술을 의미한다. 최근에는 지리적 또는 환경적인 이슈로 인하여 포집한 이산화탄소를 대량 저장하는 것에 대한 한계성이 부각되면서, 포집한 이산화탄소를 저장하는 기술을 대체하여 포집한 이산화탄소를 활용하는 기술에 관하여 연구 개발이 활발하게 이루어지고 있다. 그 중에서 광물 탄산화 기술은 산업 현장에서 대량으로 발생하는 이산화탄소를 안정적이고 영구적으로 저장하는 기술로 주목받고 있다.Carbon Capture Utilization and Storage (CCUS) refers to CO2 capture technology and technologies that utilize or store it. In recent years, due to the geographical or environmental issues, it is becoming more and more difficult to store large amounts of carbon dioxide, so research and development are being actively carried out on technologies that utilize the captured carbon dioxide as a substitute for the technology for storing captured carbon dioxide . Among them, mineral carbonation technology is attracting attention as a technique to store carbon dioxide generated in a large amount in a industrial site stably and permanently.

광물 탄산화는 원료 물질 확보 단계, 탄산화 반응 단계, 및 생성물 분리 단계를 거쳐 진행된다. 무기탄산염 중에서 탄산칼슘(PCC, Precipitated Calcium Carbonate)은 연간 15만 톤 규모의 국내 시장을 확보하고 있고, 제지, 고무, 플라스틱, 도료/코팅, 접착제/실란트 등 다양한 분야에 사용되고 있다. 이러한 탄산칼슘에는 방해석(calcite), 아라고나이트(aragonite), 바테라이트(vaterite)가 있으며, 그 중 바테라이트는 다공성의 비표면적이 큰 친수성 물질로 다른 두 가지 타입의 탄산칼슘보다 고가의 잉크젯 염료로 많이 사용된다.Mineral carbonation proceeds through the steps of securing the raw material, carbonation, and product separation. Among the inorganic carbonates, PCC (Precipitated Calcium Carbonate) has a domestic market of 150,000 tons / year and is used in various fields such as paper, rubber, plastic, paint / coating, adhesive / sealant. Such calcium carbonate includes calcite, aragonite and vaterite. Of these, vaterite is a hydrophilic substance having a large specific surface area of porosity. It is an expensive inkjet dye than the other two types of calcium carbonate. It is widely used.

한편, 염화칼슘(CaCl2) 또는 아세트산칼슘(Ca(CH3COO)2)을 원료로 하여 바테라이트형 탄산칼슘을 제조하는 연구가 수행되기는 하였으나, 고가의 원료가 필요하고 추가적인 첨가제를 사용해야 한다는 한계가 있다.On the other hand, studies have been carried out to produce a bariumite-type calcium carbonate using calcium chloride (CaCl 2 ) or calcium acetate (Ca (CH 3 COO) 2 ) as raw materials. However, the necessity of expensive raw materials and the use of additional additives have.

본 발명은 저가의 산업부산물로부터 고가의 잉크젯 염료로 사용되는 바테라이트형 탄산칼슘을 제조하는 방법을 제공하고자 한다.The present invention aims to provide a method for producing a vatellite-type calcium carbonate for use as an expensive ink-jet dye from low-cost industrial by-products.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 칼슘이온 함유 용액에 수산화나트륨을 공급하여 수산화나트륨이 공급된 용액의 pH를 12~13으로 제어하는 단계, 및 상기 수산화나트륨이 공급된 용액에 이산화탄소 함유 가스를 공급하고 교반하여 교반 후의 최종 pH를 8.5~9.5로 제어하고, 바테라이트형 탄산칼슘을 생성하는 단계를 포함하는 바테라이트형 탄산칼슘의 제조방법을 제공한다.According to an embodiment of the present invention, there is provided a method for controlling a pH of a solution to which sodium hydroxide is supplied by supplying sodium hydroxide to a calcium ion-containing solution and controlling the pH of the solution to 12 to 13 and supplying a carbon dioxide- And controlling the final pH after stirring to 8.5 to 9.5 to produce bariumite-type calcium carbonate. The present invention also provides a method for producing bariumite-type calcium carbonate.

용출제를 이용해 칼슘을 함유하는 산업부산물로부터 칼슘이온을 용출하여 상기 칼슘이온 함유 용액을 회수하는 단계를 더 포함할 수 있다.And recovering the calcium ion-containing solution by eluting calcium ions from industrial by-products containing calcium by using an eluent.

상기 용출제는 농도가 0.5~2M일 수 있다.The concentration of the eluent may be 0.5 to 2M.

상기 용출제에 대한 산업부산물의 중량비가 0.01~0.1일 수 있다.The weight ratio of industrial byproducts to the eluent may be 0.01 to 0.1.

상기 용출제는 염화수소(HCl), 질산(HNO3), 황산(H2SO4), 아세트산(CH3COOH), 질산암모늄(NH4NO3), 아세트산암모늄(CH3COONH4), 염화암모늄(NH4Cl) 및 질산암모늄(NH4NO3)의 수용액으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상일 수 있다.The eluent is a hydrogen chloride (HCl), nitric acid (HNO 3), sulfuric acid (H 2 SO 4), acetic acid (CH 3 COOH), ammonium nitrate (NH 4 NO 3), ammonium acetate (CH 3 COONH 4), ammonium chloride (NH 4 Cl) and an aqueous solution of ammonium nitrate (NH 4 NO 3 ).

상기 산업부산물은 제철 슬래그, 석탄회, 바닥회, 비산회, 폐시멘트, 폐콘크리트, 및 제지 슬러지(Paper Sludge)로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상일 수 있다.The industrial by-products may be at least one selected from the group consisting of steel slag, fly ash, bottom ash, fly ash, waste cement, waste concrete, and paper sludge.

상기 이산화탄소 함유 가스는 파이넥스 오프 가스(FOG, FINEX off gas), 파이넥스 테일 가스(FTG, FINEX tail gas), 고로 가스(BFG, Blast furnace gas), 전로 가스, 석탄 발전소 배가스, 가스 발전소 배가스, 소각로 배가스, 유리용해 배가스, 열설비 배가스, 석유화학공정 배가스, 석유화학공정 공정가스, 연소후 배가스 및 가스화기 배가스로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상일 수 있다.The carbon dioxide-containing gas may be at least one selected from the group consisting of FOG, FINEX off gas, FINT tail gas, BFG (blast furnace gas), converter gas, coal power plant exhaust gas, , Glass-dissolved flue gas, thermal facility flue gas, petrochemical process flue gas, petrochemical process gas, post-combustion flue gas, and gasifier flue gas.

본 발명의 일 실시예에 따르면 저가의 산업부산물로부터 고가의 잉크젯 염료로 사용되는 바테라이트형 탄산칼슘을 제조하는 효과가 있다. According to one embodiment of the present invention, there is an effect of producing a vatellite-type calcium carbonate used as an expensive inkjet dye from low-cost industrial by-products.

또한, 본 발명의 바테라이트형 탄산칼슘 제조 방법은 첨가제나 용매제가 추가적으로 필요하지 않아 공정 운영 비용이 저렴하여 경제적인 효과가 있다.In addition, the method of producing bariumite-type calcium carbonate of the present invention is economically effective because it does not require an additive or a solvent additionally, and the process operation cost is low.

도 1은 용출제의 농도에 따른 칼슘이온 용출 효율 변화를 나타낸 그래프이다.
도 2는 용출제에 대한 산업부산물의 중량비에 따른 칼슘이온 용출 효율 변화를 나타낸 그래프이다.
도 3은 용출된 칼슘 이온을 탄산화시켜 생성된 탄산칼슘의 최종 pH 변화에 따른 XRD 패턴 변화를 나타낸 그래프이다.
FIG. 1 is a graph showing a change in calcium ion elution efficiency according to the concentration of the eluent. FIG.
FIG. 2 is a graph showing a change in calcium ion elution efficiency depending on the weight ratio of industrial by-products to the eluent. FIG.
FIG. 3 is a graph showing changes in XRD pattern according to a final pH change of calcium carbonate produced by carbonating eluted calcium ions. FIG.

이하, 다양한 실시예를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태를 설명한다. 그러나 본 발명의 실시 형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to various embodiments. However, the embodiments of the present invention can be modified into various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below.

본 발명은 산업부산물로부터 바테라이트형 탄산칼슘을 제조하는 방법에 관한 것으로, 구체적으로, 추가적인 첨가제나 용매제가 필요하지 않고, 공정 조건을 제어함으로써 저가의 산업부산물로부터 고가의 잉크젯 염료로 사용되는 바테라이트형 탄산칼슘을 제조하는 방법을 제공한다.More particularly, the present invention relates to a process for producing bariumite-type calcium carbonate from industrial by-products, and more particularly, to a process for producing bariumite-type calcium carbonate from industrial by- Type calcium carbonate.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 칼슘이온 함유 용액에 수산화나트륨을 공급하여 수산화나트륨이 공급된 용액의 pH를 12~13으로 제어하는 단계, 및 상기 수산화나트륨이 공급된 용액에 이산화탄소 함유 가스를 공급하고 교반하여 교반 후의 최종 pH를 8.5~9.5로 제어하고, 바테라이트형 탄산칼슘을 생성하는 단계를 포함하는 바테라이트형 탄산칼슘의 제조방법을 제공한다.According to an embodiment of the present invention, there is provided a method for controlling a pH of a solution supplied with sodium hydroxide by supplying sodium hydroxide to a calcium ion-containing solution and controlling the pH of the solution to 12 to 13, And controlling the final pH after stirring to 8.5 to 9.5 to produce bariumite-type calcium carbonate. The present invention also provides a method for producing bariumite-type calcium carbonate.

상기 칼슘이온 함유 용액은, 칼슘을 함유하는 산업부산물로부터 칼슘이온을 용출하는 방법으로 제조할 수 있다. 구체적으로, 용출제, 예를 들어, 염화암모늄 수용액에 상기 칼슘을 함유하는 산업부산물을 공급한 후 교반하면 상기 산업부산물로부터 칼슘이온이 용출된다. 칼슘이온이 용출된 물질을 고액분리하는 경우 칼슘이온이 용해된 상등액을 회수할 수 있다. 이러한 칼슘이온이 용해된 상등액이 상기 칼슘이온 함유 용액에 해당한다.The calcium ion-containing solution can be prepared by a method of eluting calcium ions from industrial by-products containing calcium. Specifically, when an industrial by-product containing the calcium is supplied to an eluent, for example, an ammonium chloride aqueous solution and then stirred, calcium ions are eluted from the industrial by-product. When the substance from which the calcium ions are eluted is subjected to solid-liquid separation, the supernatant in which the calcium ions are dissolved can be recovered. The supernatant solution in which the calcium ions are dissolved corresponds to the calcium ion-containing solution.

한편, 상기 칼슘 함유 산업부산물은 제철 공정 등의 산업 공정에서 발생되며 칼슘을 함유하는 물질이라면 특별히 제한하지 않으나, 예를 들어, 제철 슬래그, 석탄회, 바닥회, 비산회, 폐시멘트, 폐콘크리트, 및 제지 슬러지(Paper Sludge)로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상일 수 있다. 따라서, 본 발명은 버려질 산업부산물을 이용하여 탄산칼슘을 생산함으로써 자원을 재활용할 뿐만 아니라, 산업부산물의 추가적인 후처리가 필요없어 환경적인 측면에서도 유리하다.On the other hand, the calcium-containing industrial by-products are generated in an industrial process such as a steelmaking process and are not particularly limited as long as they are calcium-containing materials. However, for example, steel-containing slag, coal fly ash, bottom ash, fly ash, waste cement, Sludge (Paper Sludge) may be selected from the group. Accordingly, the present invention not only recycles resources by producing calcium carbonate using waste industrial byproducts, but also does not require additional after-treatment of industrial by-products, which is advantageous from the environmental viewpoint.

한편, 상기 용출제는 산, 알칼리, 암모늄염 등일 수 있으며, 예를 들어, 상기 산업부산물로부터 칼슘이온을 용출시키는 용출제는 염화수소(HCl), 질산(HNO3), 황산(H2SO4), 아세트산(CH3COOH), 질산암모늄(NH4NO3), 아세트산암모늄(CH3COONH4), 염화암모늄(NH4Cl), 및 질산암모늄(NH4NO3)의 수용액으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상인 것이 바람직하다. For example, the leaching agent for eluting calcium ions from the industrial byproduct may be hydrochloric acid (HCl), nitric acid (HNO 3 ), sulfuric acid (H 2 SO 4 ), sulfuric acid An aqueous solution of acetic acid (CH 3 COOH), ammonium nitrate (NH 4 NO 3 ), ammonium acetate (CH 3 COONH 4 ), ammonium chloride (NH 4 Cl), and ammonium nitrate (NH 4 NO 3 ) Or more.

산업부산물로부터 칼슘이온을 용출시키는 경우 용출제는 농도가 0.5~2M일 수 있고, 1~2M인 것이 더욱 바람직하다. 상기 용출제의 농도가 0.5M 미만이면 상기 산업부산물로부터 칼슘이온을 용출시키는 용출 효율이 현저히 낮아 상등액의 칼슘이온 농도가 매우 낮을 수 있다. 한편, 용출제의 농도가 2M 초과하는 경우 pH가 낮아져 탄산화 반응을 위한 많은 양의 염기의 완충용액이 필요하며, 과도한 용출제의 사용으로 인해서 미반응된 용출제를 분리하고 폐수 처리하는데 추가비용이 발생하거나 용출제와의 부반응에 의한 부산물 생산 등의 문제점이 발생할 수 있다.When calcium ions are eluted from industrial byproducts, the concentration of the eluent may be 0.5 to 2M, more preferably 1 to 2M. If the concentration of the eluent is less than 0.5M, the elution efficiency for eluting calcium ions from the industrial by-products is remarkably low, so that the calcium ion concentration of the supernatant may be very low. On the other hand, when the concentration of the eluent exceeds 2M, the pH is lowered, and a large amount of buffer solution for the carbonation reaction is required, and the use of an excessive eluting agent separates the unreacted eluent and the additional cost Or the production of by-products by side reaction with a solvent may occur.

상기 용출제에 대한 산업부산물은 중량비는 0.01~0.1일 수 있고, 0.02~0.05인 것이 더욱 바람직하다. 상기 용출제에 대한 산업부산물의 중량비가 0.01 미만이면 일정한 용출제로 처리할 수 있는 원료 즉, 산업부산물 양이 너무 적어 생산성 측면에서 불리할 수 있다. 한편, 상기 중량비가 0.1 초과하는 경우 일정한 용출제로 처리할 수 있는 원료 양이 너무 많으므로 산업부산물과 용출제와의 충분한 접촉이 이루어지지 않아 칼슘 이온의 용출 효율이 현저히 떨어져 용출된 상등액에서의 칼슘이온 농도가 매우 낮을 수 있다. The weight ratio of the industrial byproduct to the solvent may be 0.01 to 0.1, more preferably 0.02 to 0.05. If the weight ratio of the industrial byproduct to the solvent is less than 0.01, the amount of the raw material that can be treated with a certain eluting agent, that is, the amount of the industrial byproduct is too small, On the other hand, when the weight ratio is more than 0.1, the amount of raw materials that can be treated with a certain eluting agent is too much, so that sufficient inactivation of the industrial by-product and the eluting agent can not be achieved. Thus, the elution efficiency of calcium ions is significantly lowered, The concentration may be very low.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 칼슘이온 함유 용액에 수산화나트륨을 공급한다. 상기 수산화나트륨은 pH 조절제로서 공급되며, 구체적으로, 수산화나트륨이 공급됨으로 인해 후속공정인 바테라이트형 탄산칼슘을 생성하는 단계에서 공급되는 이산화탄소가 용액 내에서 탄산이온(CO3 2-)의 형태로 유지되도록 할 수 있다. 상기 이산화탄소가 용액 내에서 탄산이온의 형태로 유지됨으로써, 상기 탄산이온과 칼슘이온의 반응에 의해 탄산칼슘의 생성이 더욱 용이할 수 있다. 한편, 상기 수산화나트륨을 공급 시 용액의 pH를 12~13으로 제어하는 것이 바람직하다. 상기 pH가 12~13을 만족하지 못하면 탄산염이 탄산이온(CO3 2-) 보다 중탄산이온(HCO3 -)의 형태로 유지되어 탄산칼슘으로의 전환율이 낮아질 수 있다.According to an embodiment of the present invention, sodium hydroxide is supplied to the calcium ion-containing solution. The sodium hydroxide is supplied as a pH adjusting agent. Specifically, since sodium hydroxide is supplied, carbon dioxide supplied in the subsequent step of producing bariumitic calcium carbonate is converted into carbonate ion (CO 3 2- ) in the solution . Since the carbon dioxide is maintained in the form of carbonate ion in the solution, the generation of calcium carbonate can be facilitated by the reaction between the carbonate ion and the calcium ion. On the other hand, it is preferable to control the pH of the solution to 12 to 13 when sodium hydroxide is supplied. If the pH is not in the range of 12 to 13, the carbonate may be maintained in the form of bicarbonate ion (HCO 3 - ) rather than carbonate ion (CO 3 2- ) to lower the conversion to calcium carbonate.

상기 수산화나트륨이 공급된 용액에 이산화탄소 함유 가스를 공급하고 교반하여 바테라이트형 탄산칼슘을 생성한다. 이때, 이산화탄소 함유 가스가 공급되고 교반된 용액의 최종 pH는 8.5~9.5로 제어되는 것이 바람직하다. 상기 교반된 용액의 최종 pH가 8.5~9.5를 만족하는 경우 바테라이트형 탄산칼슘이 지배적으로 생성되는 반면, 상기 교반된 용액의 최종 pH가 8.5~9.5를 만족하지 않는 경우 바테라이트형 탄산칼슘 보다 칼사이트형이 지배적으로 생성된다.The carbon dioxide-containing gas is supplied to the solution to which the sodium hydroxide is supplied and stirred to produce the bariumite-type calcium carbonate. At this time, the final pH of the solution supplied with the carbon dioxide-containing gas and stirred is preferably controlled to 8.5 to 9.5. When the final pH of the stirred solution satisfies 8.5 to 9.5, the bariumite-type calcium carbonate is dominantly produced. On the other hand, when the final pH of the stirred solution does not satisfy 8.5 to 9.5, Site type is dominantly generated.

한편, 상기 용액에 공급되는 상기 이산화탄소 함유 가스의 종류는 특별히 한정하지 않으나, 예를 들어, 순수한 이산화탄소, 파이넥스 오프 가스(FOG, FINEX off gas), 파이넥스 테일 가스(FTG, FINEX tail gas), 고로 가스(BFG, Blast furnace gas), 전로 가스, 석탄 발전소 배가스, 가스 발전소 배가스, 소각로 배가스, 유리용해 배가스, 열설비 배가스, 석유화학공정 배가스, 석유화학공정 공정가스, 연소후 배가스 및 가스화기 배가스로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상일 수 있다.On the other hand, the type of the carbon dioxide-containing gas supplied to the solution is not particularly limited, and examples thereof include pure carbon dioxide, FINO off gas, FINT tail gas, (BFG, blast furnace gas), converter gas, coal power plant flue gas, gas plant flue gas, incinerator flue gas, glass fired flue gas, thermal equipment flue gas, petrochemical process flue gas, petrochemical process gas, Lt; / RTI >

이하, 구체적인 실시예를 통해 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 예시에 불과하며, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described more specifically by way of specific examples. The following examples are provided to aid understanding of the present invention, and the scope of the present invention is not limited thereto.

실시예Example

1. 용출제의 농도에 따른 칼슘이온 용출 효율 변화1. Calcium ion elution efficiency change according to concentration of eluent

제강 슬래그 1g에 용출제인 염화암모늄 수용액 0.1L를 공급하고 상온에서 300rpm 교반 속도로 90분 동안 교반한 후 상등액(칼슘이온 함유 용액)을 회수했다. 이때, 상기 염화암모늄 수용액의 농도를 0.5, 1.0, 1.5, 또는 2.0M으로 각각 제어하고, 염화암모늄 수용액의 농도에 따른 칼슘이온 용출 효율을 측정했다. 상기 칼슘이온의 함량은 ICP(Inductively Coupled Plasma)로 측정하였으며, 그 결과를 도 1에 나타냈다.0.1 g of an ammonium chloride aqueous solution as an eluent was supplied to 1 g of steelmaking slag, stirred for 90 minutes at a stirring speed of 300 rpm at room temperature, and then the supernatant (calcium ion-containing solution) was recovered. At this time, the concentration of the ammonium chloride aqueous solution was controlled to 0.5, 1.0, 1.5, or 2.0 M, respectively, and the calcium ion elution efficiency was measured according to the concentration of the ammonium chloride aqueous solution. The content of the calcium ions was measured by ICP (Inductively Coupled Plasma), and the results are shown in FIG.

도 1에 따르면, 용출제의 농도가 증가함에 따라 칼슘이온 용출 효율이 증가하나 용출제 농도가 0.5M 이상이면 그 증가속도가 현저히 줄어들어 용출효율은 60% 이상으로 나타났다.According to FIG. 1, as the concentration of the eluent was increased, the calcium ion elution efficiency was increased. However, when the eluent concentration was over 0.5M, the rate of increase was remarkably decreased and the elution efficiency was more than 60%.

2. 용출제에 대한 산업부산물의 중량비에 따른 칼슘이온 용출 효율 변화2. Calcium ion elution efficiency change according to the weight ratio of industrial by-products to the eluent

제강 슬래그에 용출제인 2M의 염화암모늄 수용액 0.1L를 공급하고 상온에서 300rpm 교반 속도로 90분 동안 교반한 후 상등액(칼슘이온 함유 용액)을 회수했다. 이때 염화암모늄 수용액(Liquid)에 대한 제강 슬래그(Slag)의 중량비(slag/liquid)를 0.01, 0.013, 0.02, 0.025, 0.033, 0.05, 0.1로 제어하고, 상기 중량비에 따른 칼슘이온 용출 효율을 측정했다. 상기 칼슘이온의 함량은 ICP(Inductively Coupled Plasma)로 측정하였으며, 그 결과를 도 2에 나타냈다.0.1 L of a 2 M ammonium chloride aqueous solution as an eluting agent was supplied to the steelmaking slag, stirred at room temperature for 300 minutes at a stirring speed of 90 rpm, and then the supernatant (calcium ion-containing solution) was recovered. At this time, the slag / liquid ratio of the steel slag to the aqueous ammonium chloride solution was controlled to 0.01, 0.013, 0.02, 0.025, 0.033, 0.05 and 0.1, and the calcium ion elution efficiency was measured according to the weight ratio . The content of the calcium ion was measured by ICP (Inductively Coupled Plasma), and the results are shown in FIG.

도 2에 따르면, 중량비(slag/liquid)가 증가함에 따라 용출효율은 서서히 감소하나 0.05 이상이면 용출 효율이 급격히 감소함을 확인했다.According to FIG. 2, as the weight ratio (slag / liquid) increases, the elution efficiency decreases gradually, but when the ratio is more than 0.05, the elution efficiency decreases sharply.

3. 교반 후 최종 pH 변화에 따른 탄산칼슘의 XRD 패턴 변화3. XRD Pattern Change of Calcium Carbonate with Final pH Change after Stirring

제강 슬래그 10g에 용출제인 2M 염화암모늄 수용액 0.5L를 공급하고 상온에서 300rpm 교반 속도로 90분 동안 교반한 후 상등액(칼슘이온 함유 용액)을 회수했다. 상기 상등액에 수산화나트륨을 공급하여 pH를 13까지 상승시키고, 300sccm의 이산화탄소를 공급하고 교반하여 교반 후 최종 pH가 7.7, 8, 9, 또는 10이 되도록 제어했다. 이때, 석출된 탄산칼슘을 회수하고 건조한 후 XRD(X-ray Diffraction Spectroscopy)를 이용하여 분석하고, 그 결과를 도 3에 나타냈다.0.5 g of a 2 M ammonium chloride aqueous solution as an eluent was supplied to 10 g of steelmaking slag, stirred at room temperature for 300 minutes at a stirring speed of 90 rpm, and then the supernatant (calcium ion-containing solution) was recovered. Sodium hydroxide was added to the supernatant to raise the pH to 13, and 300 sccm of carbon dioxide was supplied and stirred. After stirring, the final pH was controlled to be 7.7, 8, 9, or 10. At this time, the precipitated calcium carbonate was recovered, dried and analyzed by X-ray diffraction spectroscopy (XRD). The results are shown in Fig.

도 3에 따르면, 교반 후 최종 pH가 7.7, 8, 10인 경우 칼사이트형 탄산칼슘만이 생성되었으나, pH가 9인 경우 바테라이트형 탄산칼슘이 지배적으로 생성됨을 확인했다.According to FIG. 3, only the calcite-type calcium carbonate was produced when the final pH was 7.7, 8, or 10 after stirring, but it was confirmed that the calcined calcium carbonate was dominantly formed when the pH was 9.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, It will be obvious to those of ordinary skill in the art.

Claims (7)

칼슘이온 함유 용액에 수산화나트륨을 공급하여 수산화나트륨이 공급된 용액의 pH를 12~13으로 제어하는 단계; 및
상기 수산화나트륨이 공급된 용액에 이산화탄소 함유 가스를 공급하고 교반하여 교반 후의 최종 pH를 8.5~9.5로 제어하고, 바테라이트형 탄산칼슘을 생성하는 단계를 포함하는 바테라이트형 탄산칼슘의 제조방법.
Supplying sodium hydroxide to the calcium ion-containing solution to control the pH of the solution supplied with sodium hydroxide to 12 to 13; And
And a step of supplying carbon dioxide-containing gas to the solution to which the sodium hydroxide is supplied and stirring to control the final pH after stirring to 8.5 to 9.5 to produce bariumite-type calcium carbonate.
제1항에 있어서, 상기 칼슘이온 함유 용액은 용출제를 이용해 칼슘을 함유하는 산업부산물로부터 칼슘이온을 용출하여 제조되는 것인 바테라이트형 탄산칼슘의 제조방법.
The method according to claim 1, wherein the calcium ion-containing solution is prepared by eluting calcium ions from industrial by-products containing calcium by using an extraction agent.
제2항에 있어서, 상기 용출제는 농도가 0.5~2M인 바테라이트형 탄산칼슘의 제조방법.
The method according to claim 2, wherein the leaching agent has a concentration of 0.5 to 2M.
제2항에 있어서, 상기 용출제에 대한 산업부산물의 중량비가 0.01~0.1인 바테라이트형 탄산칼슘의 제조방법.
3. The process for producing a bacteriocidal calcium carbonate according to claim 2, wherein the weight ratio of the industrial byproduct to the emulsion is from 0.01 to 0.1.
제2항에 있어서, 상기 용출제는 염화수소(HCl), 질산(HNO3), 황산(H2SO4), 아세트산(CH3COOH), 질산암모늄(NH4NO3), 아세트산암모늄(CH3COONH4), 염화암모늄(NH4Cl), 및 질산암모늄(NH4NO3)의 수용액으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상인 바테라이트형 탄산칼슘의 제조방법.
The method of claim 2 wherein the eluent is a hydrogen chloride (HCl), nitric acid (HNO 3), sulfuric acid (H 2 SO 4), acetic acid (CH 3 COOH), ammonium nitrate (NH 4 NO 3), ammonium acetate (CH 3 (NH 4 Cl), and ammonium nitrate (NH 4 NO 3 ), in an aqueous solution of at least one selected from the group consisting of COONH 4 , COONH 4 , ammonium chloride (NH 4 Cl) and ammonium nitrate (NH 4 NO 3 ).
제2항에 있어서, 상기 산업부산물은 제철 슬래그, 석탄회, 바닥회, 비산회, 폐시멘트, 폐콘크리트, 및 제지 슬러지(Paper Sludge)로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상인 바테라이트형 탄산칼슘의 제조방법.
The method according to claim 2, wherein the industrial byproduct is at least one selected from the group consisting of iron-based slag, coal fly ash, bottom ash, fly ash, waste cement, waste concrete and paper sludge.
제1항에 있어서, 상기 이산화탄소 함유 가스는 파이넥스 오프 가스(FOG, FINEX off gas), 파이넥스 테일 가스(FTG, FINEX tail gas), 고로 가스(BFG, Blast furnace gas), 전로 가스, 석탄 발전소 배가스, 가스 발전소 배가스, 소각로 배가스, 유리용해 배가스, 열설비 배가스, 석유화학공정 배가스, 석유화학공정 공정가스, 연소후 배가스 및 가스화기 배가스로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상인 바테라이트형 탄산칼슘의 제조방법.The method of claim 1, wherein the carbon dioxide-containing gas is at least one selected from the group consisting of FOG, FINEX off gas, FINT tail gas, blast furnace gas, converter gas, coal- Wherein the at least one selected from the group consisting of gas power plant exhaust gas, incinerator exhaust gas, glass melting exhaust gas, thermal facility exhaust gas, petrochemical process exhaust gas, petrochemical process gas, post combustion exhaust gas and gasifier exhaust gas.
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