KR20190000424A - Preparing method of fluoride ion adsorbent using steel slag and adsorb method for fluoride thereof - Google Patents

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KR20190000424A KR1020170079180A KR20170079180A KR20190000424A KR 20190000424 A KR20190000424 A KR 20190000424A KR 1020170079180 A KR1020170079180 A KR 1020170079180A KR 20170079180 A KR20170079180 A KR 20170079180A KR 20190000424 A KR20190000424 A KR 20190000424A
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Abstract

The present invention provides a manufacturing method of a fluid ion adsorbent using a steel slag which comprises the following steps: (a) preparing a steel slag; (b) changing a surface area and neutralizing capacity of the steel slag by an acid treatment of the steel slag; and (c) retrieving the acid treated steel, cleaning and freeze drying. Therefore, the present invention can be useful as a neutralization agent and an adsorbent of a neutralization by-product by using the steel slag which occurs from a by-product and waste in a steel mill.

Description

철강슬래그를 이용한 불소이온흡착제 제조방법 및 이를 이용한 불소흡착방법{Preparing method of fluoride ion adsorbent using steel slag and adsorb method for fluoride thereof}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for preparing fluoride ion adsorbent using steel slag and a fluoride adsorption method using the same,

본 발명은 철강슬래그를 개질하여 산중화제 및 중화부산물의 흡착제로 사용할 수 있는 철강슬래그를 이용한 불소이온흡착제 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to a process for producing a fluorine ion adsorbent using steel slag, which can be used as an adsorbent for an acid neutralizing agent and a neutralization by-product by modifying a steel slag.

WHO의 기준인 1.5 mgL- 1를 초과하는 불소이온을 초과하는 음용수는 치아불소화 및 골불소화 같은 건강문제를 일으키는 것으로 20개국 이상의 나라에서 보고되었다. 오염된 지하수의 불소의 기원을 확인하면 형석, 인회석, 운모 및 각섬석과 같은 천연자원에서 유래하여 오염의 정도는 수리지구과학적 조건 및 광산개발과 같은 인간의 활동에 의해 증가되고 있다. Drinking water that exceeds the WHO threshold of more than 1.5 mgL - 1 fluoride has been reported in more than 20 countries to cause health problems such as tooth fluoridation and bone fluoridation. The origin of fluoride in contaminated groundwater is derived from natural sources such as fluorite, apatite, mica and amphibolite, and the degree of contamination is increasing by human activities such as hydrogeological scientific conditions and mine development.

최근에는 화학적 유출 사고가 불소이온에 의한 토양오염의 또 다른 요인이 되고 있다. 2012년 미국 텍사스에서 CITGO CORPUS Chiristi refinery 및 Marathon's 원유 정제 시설에서 유출을 포함한 불산(HF) 유출사고가 전세계적으로 빈발하고 있으며, 2012년 한국의 구미에서 재앙적 불화수소의 유출 사고가 있었으며, 다량의 불소이온을 포함하는 유출폐수가 토양에서 물에 용해될 수 있는 불소 이온의 농도를 증가시켰다. 불산의 유출에 의한 토양의 불소 오염은 오염지역의 중화제뿐만 아니라 오염 토양에서 불소 이온을 제거할 수 있는 제거제의 개발을 요구하고 있다. In recent years, chemical spillage has become another factor in soil contamination by fluoride ions. In 2012, there are frequent outbreaks of hydrofluoric acid (HF) spills in CITGO CORPUS Chiristi refinery and Marathon's crude refinery facilities in Texas, USA, and there has been a catastrophic hydrogen fluoride spill in South America in 2012, Effluent wastewater containing fluorine ions increased the concentration of fluoride ions that could be dissolved in water in the soil. Fluoride contamination of soils due to fluoride discharge requires the development of remediation agents that can remove fluoride ions from contaminated soils as well as neutralizers in contaminated areas.

한편 제철소에서 부산물 및 폐기물로 다량 발생하는 철강 슬래그의 산출량은 국내 대략 2,500만 톤이며, 시멘트의 원료로 재활용이 되고 있지만, 생산과정에서 강알칼리 폐기물이 발생하여 환경문제가 야기되어오고 있다. 이들의 주요 구성성분 CaO, MgO로 산 중화제로서 시판되는 제품들과 유사한 성분을 지니고 있다. On the other hand, the output of steel slag, which is generated as a byproduct and waste in the steelworks, is about 25 million tons in Korea and it is recycled as raw material of cement. Their main constituents, CaO and MgO, have similar components to those of products marketed as acid neutralizing agents.

따라서 철강슬래그를 사용하여 산중화제뿐만 아니라 중화부산물 흡착제로써 불소이온을 흡착하여 제거할 수 있는 불소이온흡착제의 개발이 매우 필요한 시점이다. Therefore, it is very necessary to develop a fluoride ion adsorbent that can adsorb and remove fluorine ions as a neutralizing by-product adsorbent as well as an acid neutralizing agent using steel slag.

이와 관련된 선행문헌으로는 대한민국 특허 제1137122호 제강슬래그를 이용한 고온 탈황용 촉매의 제조방법 및 탈황용 촉매(공고일 2012.04.19)가 있다. Prior art related to this is Korean Patent No. 1137122, a method for producing a catalyst for high temperature desulfurization using steel making slag and a catalyst for desulfurization (Announcement: 2012.04.19).

대한민국 특허 제1137122호 (공고일: 2012.04.19)Korean Patent No. 1137122 (Published on Apr. 19, 2012)

따라서, 본 발명은 다량의 폐기물로 발생하는 철강슬래그를 유해화합물질 산중화제뿐만 아니라, 슬래그 표면 개질을 통한 중화 부산물 흡착제로의 활용방법을 제공하는데 있다. Accordingly, the present invention is to provide a method for utilizing steel slag generated from a large amount of waste as a neutralizing by-product adsorbent through slag surface modification as well as an acidifying agent for harmful compounding materials.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제(들)로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제(들)는 이하의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems to be solved by the present invention are not limited to the above-mentioned problem (s), and another problem (s) not mentioned can be understood by those skilled in the art from the following description.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 (a) 철강슬래그를 준비하는 단계; (b) 상기 철강슬래그를 산처리하여 철강슬래그의 표면적 및 중화용량을 변화시키는 단계; 및 (c) 상기 산처리된 철강슬래그를 회수하여 세척하고, 동결건조하는 단계를 포함하는 철강슬래그를 이용한 불소이온흡착제 제조방법을 제공한다.In order to solve the above problems, the present invention provides a method of manufacturing a steel slag, comprising the steps of: (a) preparing a steel slag; (b) subjecting the steel slag to an acid treatment to change the surface area and the neutralization capacity of the steel slag; And (c) recovering, washing and lyophilizing the acid-treated steel slag. The present invention also provides a method for manufacturing a fluorine ion adsorbent using steel slag.

또한 상기 철강슬래그를 준비하는 단계에서 상기 철강슬래그를 100 내지 110 ℃에서 20 내지 24시간 동안 건조하고 분쇄하여 100 μm 이하의 크기로 입자를 형성할 수 있다. Also, in preparing the steel slag, the steel slag may be dried and crushed at 100 to 110 ° C for 20 to 24 hours to form particles having a size of 100 μm or less.

또한 상기 철강슬래그는 수재슬래그 또는 KR 슬래그일 수 있다. Further, the steel slag may be a wolfram slag or KR slag.

또한 상기 산처리는 1N HCl 용액을 이용하여 산성화시키되, 산성화 정도가 25 내지 100%일 수 있다. Also, the acid treatment may be acidified using a 1N HCl solution, and the degree of acidification may be 25-100%.

또한 상기 산처리는 1N HCl 용액을 이용하여 산성화시키되, 20 내지 100℃에서 처리할 수 있다.The acid treatment may be carried out at a temperature of 20 to 100 ° C by acidification using a 1N HCl solution.

또한 상기 세척은 감압여과 이후에 탈이온수로 3 내지 5회 침출하여 수행될 수 있다. The washing may also be carried out by vacuum filtration followed by leaching with deionized water three to five times.

또한 상기 철강슬래그를 이용한 불소이온흡착제의 중화용량은 6.0 내지 13.0 equiv/kg일 수 있다. The neutralization capacity of the fluorine ion adsorbent using the steel slag may be 6.0 to 13.0 equiv / kg.

또한 상기 산처리에 의하여 표면적이 10 m2/g인 KR슬래그의 표면적이 20 내지 50 m2/g으로 변화될 수 있다. Also, the surface area of the KR slag having a surface area of 10 m 2 / g may be changed to 20 to 50 m 2 / g by the acid treatment.

또한 상기 산처리에 의하여 표면적이 0.2 m2/g인 수재슬래그의 표면적이 3 내지 9 m2/g으로 변화될 수 있다.Also, the surface area of the water-based slag having a surface area of 0.2 m 2 / g may be changed to 3 to 9 m 2 / g by the acid treatment.

또한 상기 동결건조하는 단계 이후에 1%의 수산화나트륨(NaOH)를 첨가하여 24시간 동안 보류시키고, 250 내지 300 ℃에서 24시간 동안 건조하는 단계를 더 포함할 수 있다. Further, the method may further include the step of adding 1% of sodium hydroxide (NaOH) after the lyophilization step, suspending for 24 hours, and drying at 250 to 300 ° C for 24 hours.

본 발명의 다른 측면에 의하면, 본 발명은 철강슬래그를 이용한 불소이온흡착제를 가지고 불소이온 함유 토양에 혼합하여, 불소이온을 흡착하여 제거할 수 있다. According to another aspect of the present invention, a fluorine ion adsorbent using steel slag is mixed with a fluorine ion-containing soil to adsorb and remove fluorine ions.

상기 혼합은 20 ~ 25℃ 상온에서 수행되며, 산성완충용액을 사용하여 pH 4.0로 조절될 수 있다. The mixing is performed at 20 to 25 캜 at room temperature, and can be adjusted to pH 4.0 using an acidic buffer solution.

본 발명에 따르면, 제철소에서 부산물 및 폐기물로 대량으로 발생하는 철강슬래그를 이용하여 산중화제뿐만 아니라 중화부산물의 흡착제로 활용이 가능하다. According to the present invention, it is possible to utilize steel slag generated from a steel mill in large quantities as by-products and wastes as an adsorbent for neutralization by-products as well as an acid neutralizing agent.

철강슬래그를 이용하는 경우 상용중화제와 비교하여 저비용으로 다량의 산중화제를 생산할 수 있다. When a steel slag is used, a large amount of an acidifying agent can be produced at a low cost as compared with a commercial neutralizing agent.

또한 철강슬래그를 이용한 불소이온흡착제는 상용 산중화제보다 높은 중화용량을 나타낼 수 있으므로, 다양한 산중화제로 사용될 수 있다. In addition, since the fluorine ion adsorbent using steel slag can exhibit a higher neutralizing capacity than that of the commercial acid neutralizing agent, it can be used as various acid neutralizing agents.

또한 철강슬래그의 염기성 성분을 산성 오염 물질을 제거할 수 있는 화학작용기로 사용될 수 있으며, 특히 이산화탄소 및 니켈에 대한 높은 흡수 효율을 나타낼 수 있다. In addition, the basic component of steel slag can be used as a chemical functional group capable of removing acid pollutants, and can exhibit a high absorption efficiency particularly for carbon dioxide and nickel.

또한 산처리에 따라 표면적 및 중화용량이 변화될 수 있으며, 이 경우에 중화 부산물인 불소이온의 흡착이 가능하여 오염된 토양에서 물에 의해 용출될 수 있는 불소이온을 매우 효과적으로 흡착하여 제거할 수 있다. Also, the surface area and the neutralization capacity can be changed according to the acid treatment. In this case, the fluoride ion, which is a neutralization by-product, can be adsorbed, so that the fluoride ions that can be eluted by the water in the contaminated soil can be very effectively adsorbed and removed .

또한 다변량분석방법을 통하여 철강슬래그 내의 구성원소에 따른 불소이온의 흡착능력을 확인하여 흡착제의 구성원소에 따른 새로운 불소이온흡착제를 설계할 수 있다. Through multivariate analysis, it is possible to design a new fluoride ion adsorbent according to the constituent elements of the adsorbent by confirming the adsorption ability of fluoride ions according to the constituent elements in the steel slag.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 철강슬래그를 이용한 불소이온흡착제 제조방법의 공정 순서를 나타낸 공정흐름도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 철강슬래그를 이용한 불소이온흡착제의 제조방법에 있어서, 철강슬래그의 산 중화용량을 상용 산중화제와 비교하여 나타낸 그래프이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 철강슬래그를 이용한 불소이온흡착제의 제조방법에 있어서, 산처리 반응 온도 변화에 따른 표면적의 변화를 나타낸 그래프이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 KR슬래그를 이용한 불소이온흡착제의 제조방법으로 제조한 불소이온흡착제의 이산화탄소 및 니켈이온의 흡수능력을 나타낸 그래프이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 KR슬래그를 이용한 불소이온흡착제의 제조방법으로 제조한 불소이온흡착제의 산 염기 처리에 따른 비표면적과 중화용량의 변화를 나타낸 그래프이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 KR슬래그를 이용한 불소이온흡착제의 제조방법으로 제조한 불소이온흡착제의 다변량분석 그래프이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 철강슬래그를 이용한 불소이온흡착제의 제조방법으로 제조한 불소이온흡착제의 산처리 정도에 따른 표면의 주사전자현미경 사진이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 철강슬래그를 이용한 불소이온흡착제의 제조방법으로 제조한 불소이온흡착제의 비표면적 변화에 따른 중화용량의 변화를 나타낸 그래프이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 철강슬래그를 이용한 불소이온흡착제를 이용한 불소이온의 흡착방법에 있어서, 불소이온흡착제를 가지고 불소이온을 흡착하는 과정을 나타낸 모식도이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 철강슬래그를 이용한 불소이온흡착제를 이용한 불소이온 흡착방법에 있어서, 불소이온흡착제의 표면적 및 Al 표면농도와 불소이온 제거효율 간의 상관관계를 나타낸 그래프이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 철강슬래그를 이용한 불소이온흡착제를 이용한 불소이온흡착 방법에 있어서, 각 변량들의 상관관계를 나타낸 다변량분석 그래프이다.
1 is a process flow chart showing a process sequence of a method for producing a fluorine ion adsorbent using steel slag according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a graph showing the acid neutralization capacity of steel slag in a method of producing a fluorine ion adsorbent using steel slag according to an embodiment of the present invention, in comparison with a commercial acidizing agent.
FIG. 3 is a graph showing the change of the surface area according to the acid treatment reaction temperature in the method of producing the fluorine ion adsorbent using the steel slag according to the embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a graph showing absorption capacities of carbon dioxide and nickel ions of a fluorine ion adsorbent prepared by the method for producing a fluorine ion adsorbent using a KR slag according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a graph showing changes in specific surface area and neutralization capacity of the fluorine ion adsorbent prepared by the process for producing a fluorine ion adsorbent using KR slag according to an embodiment of the present invention, according to an acid-base treatment.
FIG. 6 is a graph showing a multivariate analysis of the fluorine ion adsorbent prepared by the process for producing a fluorine ion adsorbent using KR slag according to an embodiment of the present invention.
7 is a scanning electron microscope (SEM) image of the surface of the fluorine ion adsorbent prepared according to the method of manufacturing a fluorine ion adsorbent using steel slag according to an embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a graph showing a change in neutralization capacity according to the specific surface area of a fluorine ion adsorbent prepared by the method for producing a fluorine ion adsorbent using steel slag according to an embodiment of the present invention.
9 is a schematic view showing a process of adsorbing fluorine ions with a fluorine ion adsorbent in a method of adsorbing fluorine ions using a fluorine ion adsorbent using steel slag according to an embodiment of the present invention.
10 is a graph showing a correlation between the surface area of the fluorine ion adsorbent and the Al surface concentration and the fluorine ion removal efficiency in the fluorine ion adsorption method using the fluorine ion adsorbent using the steel slag according to the embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a multivariate analysis graph showing the correlation of respective variables in a fluorine ion adsorption method using a fluorine ion adsorbent using steel slag according to an embodiment of the present invention. FIG.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것을 달성하는 방법은 첨부된 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention and the manner of achieving it will become apparent with reference to the embodiments described in detail below with reference to the accompanying drawings.

그러나 본 발명은 이하에 개시되는 실시예들에 의해 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. To fully disclose the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims.

또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기술 등이 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있다고 판단되는 경우 그에 관한 자세한 설명은 생략하기로 한다.In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail.

본 발명자들은 다양한 지각물질(geomaterials)을 가지고 고성능 불소이온 흡착제를 제조하던 중 불소이온 제거 효율을 증가시키기 위하여 각각 또는 전체의 물성을 고려하였다. 불소이온이 결합될 수 있는 표면의 농도 및 결합 가능 자리의 면적에 의하여 결정되는 불소이온의 결합자리는 변수에 의하여 조절될 수 있는 것을 확인하였다. The present inventors considered the physical properties of each or all of them in order to increase fluorine ion removal efficiency while manufacturing high performance fluorine ion adsorbents with various geomaterials. It was confirmed that the binding sites of fluoride ions, which are determined by the concentration of the surface to which the fluorine ions can be bound and the area of the bondable sites, can be controlled by the variables.

비균질 다중성분 물질에서 불소이온의 제거 효율을 조절할 수 있는 중요한 인자를 확인하는 것과 관련된 장애는 다양한 독립된 변수에 기인하고, 상기 변수 사이에 상호관련성에도 기인하여, 불소이온 흡착 메커니즘에 전체적으로 영향을 미치기 때문에 주성분 분석(Principal component analysis; PCA)과 같은 다변량분석 방법을 이용하여 해결을 시도하였다. The obstacles associated with identifying important factors that can regulate the removal efficiency of fluoride ions in heterogeneous multi-component materials are due to a variety of independent variables, and because of their interrelationships between the variables, affect the fluoride ion adsorption mechanism as a whole We tried to solve the problem by using multivariate analysis method such as Principal component analysis (PCA).

특히 PCA는 다변량분석 방법으로 데이터의 모집에 많은 변화에 기여하는 몇 개의 주요 요소에 도입되는 변수를 감소시킬 수 있는 방법이다. 종래의 분석방법으로 물성을 확인할 수 없는 경우에는 주요요소를 도출하여 분석에 사용하였다. In particular, PCA is a multivariate analysis method that can reduce variables introduced into several key factors contributing to the change in data recruitment. When the physical properties can not be confirmed by conventional analytical methods, the main elements are derived and used for analysis.

따라서 PCA로 표면의 성질을 분석하고 및 11가지 다른 종류의 지각물질의 불소이온 제거능력을 확인하였으며, 다양한 변수에 따른 복잡성을 물리화학적 성질에 관련된 몇 개의 중요 변수로 감소시켜 불소이온의 흡착효율을 변화시키는 방법을 통하여 본 발명을 완성하였다. Therefore, we analyzed the surface properties of PCA and confirmed the ability to remove fluoride ions from 11 different types of perceptive materials. The complexity of various parameters was reduced to several important parameters related to physicochemical properties, And the present invention has been completed through a method of changing the above.

본 발명에서 철강슬래그는 고로슬래그(Blast furnace slag)와 제강슬래그(Steel making slag)로 정의되며, 고로슬래그에 속한 수재슬래그와 제강슬래그에 속한 KR슬래그(이하 'KR 슬래그')로 정의된다. In the present invention, steel slag is defined as blast furnace slag and steel making slag, and is defined as brass slag belonging to blast furnace slag and KR slag belonging to steelmaking slag (hereinafter referred to as KR slag).

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 철강슬래그를 이용한 불소이온흡착제 제조방법의 공정 순서를 나타낸 공정흐름도이다. 1 is a process flow chart showing a process sequence of a method for producing a fluorine ion adsorbent using steel slag according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면 본 발명에 따른 철강슬래그를 이용한 불소이온흡착제 제조방법은 (a) 철강슬래그를 준비하는 단계; (b) 상기 철강슬래그를 산처리하여 철강슬래그의 표면적 및 중화용량을 변화시키는 단계; 및 (c) 상기 산처리된 철강슬래그를 회수하여 세척하고, 동결건조하는 단계를 포함한다. Referring to FIG. 1, a method for producing a fluorine ion adsorbent using steel slag according to the present invention comprises the steps of: (a) preparing a steel slag; (b) subjecting the steel slag to an acid treatment to change the surface area and the neutralization capacity of the steel slag; And (c) recovering, washing and lyophilizing the acid-treated steel slag.

상기 철강슬래그를 준비하는 단계에서 상기 철강슬래그를 상기 철강슬래그를 100 내지 110 ℃에서 20 내지 24시간 동안 건조하고 분쇄하여 100 μm 이하의 크기로 입자를 형성할 수 있다. In preparing the steel slag, the steel slag may be dried and crushed at a temperature of 100 to 110 ° C. for 20 to 24 hours to form particles having a size of 100 μm or less.

상기 범위에서 철강슬래그 내 수분 및 유기 불순물을 제거할 수 있으며, 분쇄를 효과적으로 수행할 수 있다. In this range, moisture and organic impurities in the steel slag can be removed, and the pulverization can be effectively performed.

또한 입자의 크기가 100 μm 이하가 되도록 조절하는 경우에 산처리 과정에서 산과 반응이 효율적으로 진행될 수 있다. In addition, when the particle size is adjusted to be 100 μm or less, the acid and the reaction can proceed efficiently in the acid treatment.

상기 철강슬래그는 수재슬래그 또는 KR 슬래그일 수 있다. The steel slag may be wood slag or KR slag.

중화용량을 바탕으로 하는 산중화제의 경우 수재슬래그 및 KR 슬래그를 모두 선택할 수 있으나, 중화 부산물인 불소이온의 흡착하여 제거하는 경우에는 KR 슬래그를 선택하여 산처리하는 경우 비표면적 및 중화용량이 더욱 증가되어 매우 바람직하다. In the case of acid-neutralizing agents based on neutralization capacity, it is possible to select both brick slag and KR slag. However, in the case of adsorbing and removing fluorine ion, which is a by-product of neutralization, when the KR slag is selected and acid treated, the specific surface area and neutralization capacity are further increased .

상기 산처리는 1N HCl 용액을 이용하여 산성화시키되, 산성화 정도가 25 내지 100%일 수 있다. The acid treatment may be acidified using a 1N HCl solution, with an acidification degree of 25-100%.

상기 산성화 정도 100%는 산처리 되지 않은 수재슬래그 및 KR 슬래그의 중화용량에 대응하는 1N HCl 용액과 반응한 결과를 뜻한다.The acidification degree of 100% means the result of reaction with a 1N HCl solution corresponding to the neutralization capacity of the untreated waterglass slag and the KR slag.

상기 산성화 범위에서 철강슬래그 표면에 존재하는 염기성 성분을 일부 녹여서 돌기형 형태(morphology)를 형성할 수 있으며, 비표면적을 증가시킬 수 있다. In the acidification range, some of the basic components present on the surface of the steel slag may be partially melted to form a morphology, and the specific surface area may be increased.

상기 산처리는 1N HCl 용액을 이용하여 산성화시키되, 20 내지 100 ℃에서 처리할 수 있다.The acid treatment may be carried out at a temperature of 20 to 100 ° C by acidification using a 1N HCl solution.

산처리 온도가 증가함에 따라 비표면적이 증가하는 경향을 확인하였다.The specific surface area tended to increase with increasing acid treatment temperature.

상기 세척은 감압여과 이후에 탈이온수로 3 내지 5회 침출하여 수행될 수 있다. The washing may be carried out by vacuum filtration followed by leaching with deionized water three to five times.

상기 철강슬래그는 탈이온수로 반복하여 세척하는 경우에 염기성 성분이 녹아나가 중화 성능이 감소될 수 있으므로, 상기 범위 내에서 세척하는 것이 매우 바람직하다. In the case of repeatedly washing the steel slag with deionized water, the basic component is melted and the neutralization performance may be reduced. Therefore, it is very desirable to wash the steel slag within the above range.

제조된 상기 철강슬래그를 이용한 불소이온흡착제의 중화용량은 6.0 내지13.0 equiv/kg일 수 있다. The neutralization capacity of the fluorine ion adsorbent using the prepared steel slag may be 6.0 to 13.0 equiv / kg.

상기 중화용량은 상용 산중화제와 비교할 때 동일질량 대비 동등하거나 우월한 중화용량을 나타내기 때문에 철강슬래그를 이용한 불소이온흡착제는 매우 효과적인 산중화제로 사용될 수 있다. Since the neutralization capacity shows equal or superior neutralizing capacity to the same mass as compared with the commercial acidizing agent, the fluorine ion adsorbent using the steel slag can be used as a highly effective acidizing agent.

상기 산처리에 의하여 KR슬래그의 비표면적이10 m2/g인 KR슬래그의 표면적이 20 내지 50 m2/g으로 변화될 수 있다.By the acid treatment, the surface area of KR slag having a specific surface area of 10 m 2 / g of KR slag can be changed to 20 to 50 m 2 / g.

산처리에 의하여 표면적이 0.2 m2/g 수재슬래그의 표면적이 3 내지 9 m2/g으로 변화될 수 있다.This acid treatment by a specific surface area 0.2 m 2 / g surface area of the granulated slag can vary from 3 to 9 m 2 / g.

산처리에 의하여 수재슬래그의 경우 비표면적의 변화가 크기 않으나, KR슬래그의 경우 변화량이 매우 커서 산처리가 매우 효과적이다. In the case of brick slag, the change of specific surface area is not significant by acid treatment, but the variation of KR slag is very large and acid treatment is very effective.

한편 상기 동결건조하는 단계 이후에 1%의 수산화나트륨(NaOH)를 첨가하여 24시간 동안 보류시키고, 250 내지 300 ℃에서 24시간 동안 건조하는 단계를 더 포함할 수 있다. On the other hand, after the lyophilization step, addition of 1% sodium hydroxide (NaOH) may be carried out for 24 hours, followed by drying at 250 to 300 ° C for 24 hours.

상기 범위에서 염기성 성분을 보강하는 경우 이산화탄소 및 니켈의 흡수능력이 매우 증가될 수 있다. When the basic component is reinforced in the above range, the absorption ability of carbon dioxide and nickel can be greatly increased.

철강슬래그의 염기성 성분은 산성 오염물질을 제거하는 화학작용기로 사용가능하며, 특히 염기성 성분을 보강하는 경우에는 이산화탄소의 흡수 효율을 상용 아민 기반 이산화탄소 흡수제와 동등하게 증가시킬 수 있다. The basic component of steel slag can be used as a chemical functional group to remove acidic pollutants. Especially, when basic components are reinforced, the absorption efficiency of carbon dioxide can be increased as much as the commercial amine-based carbon dioxide absorbent.

특히 KR 슬래그의 염기성 성분을 보강하여 니켈의 흡착 능력을 매우 증가시킬 수 있으므로, 수처리제로 사용이 가능하다. In particular, since the basic component of KR slag can be reinforced to greatly increase the adsorption capacity of nickel, it can be used as a water treatment agent.

본 발명의 다른 측면에 의하면, 상기 제조방법을 통하여 제조된 불소이온흡착제를 가지고 불소이온 함유 토양에 혼합하여, 불소이온을 흡착하여 제거하는 불소이온흡착제를 이용한 불소이온 흡착방법을 제공한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a fluorine ion adsorption method using a fluorine ion adsorbent for adsorbing and removing fluorine ions by mixing the fluorine ion adsorbent produced through the above production method with a fluorine ion-containing soil.

상기 혼합은 20 ~ 25℃ 상온에서 수행되며, 산성완충용액을 사용하여 pH 4.0로 조절될 수 있다. The mixing is performed at 20 to 25 캜 at room temperature, and can be adjusted to pH 4.0 using an acidic buffer solution.

이 때 상기 산성완충용액은 구연산 용액을 사용할 수 있다. At this time, the acidic buffer solution may be a citric acid solution.

상기 온도 범위에서 불소이온흡착제를 이용한 불소이온의 흡착이 수행될 수 있으므로, 화학물질 유출에 현장에 직접 대응하기 매우 유리하며 토양에서 용출될 수 있는 불소이온을 효과적으로 흡착할 수 있다.Since the adsorption of fluorine ions can be performed using the fluorine ion adsorbent in the temperature range described above, it is possible to effectively adsorb the fluorine ions that can be eluted from the soil.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the following examples. However, the scope of the present invention is not limited to the following examples.

<< 실시예Example 1> 불소이온 흡착제의 제조 1> Preparation of fluorine ion adsorbent

두 가지 종류의 슬래그를 준비하였다. 알갱이 형태의 수재슬래그와 Kambara 반응기의 탈황 슬래그(이하 'KR 슬래그') 는 각각 포스코에서 구하였다.Two types of slag were prepared. Grain type wolfram slag and Kambara reactor desulfurization slag (KR slag) were obtained from POSCO, respectively.

수재슬래그 는 용융된 광물을 신속하게 냉각하는 과정을 통한 높은 유리화가 진행되는 고로에서 배출되었으며, 주로 CaO, SiO2, 및 Al2O3로 이루어져 있다. Carbide slag was discharged from the blast furnace, which is rapidly vitrified through rapid cooling of the molten minerals, mainly composed of CaO, SiO 2 , and Al 2 O 3 .

KR 슬래그는 용융된 철을 열처리 하기 전에 탈황 공정에서 배출되며, CaO, SiO2, 및 FeO로 이루어져 있다. The KR slag is discharged from the desulfurization process before the molten iron is heat treated and consists of CaO, SiO 2 , and FeO.

각각의 슬래그를 산처리 하기 전에 컨벡션 오븐에서 110 ℃에서 24시간 동안 건조하고 분쇄하여 100 μm의 체에 걸렀다. Each slag was dried and crushed in a convection oven at 110 ° C for 24 hours in a convection oven before acid treatment, and sieved in a 100 μm sieve.

한편 수재슬래그와 KR슬래그의 중화용량을 확인하기 위하여 후술하는 <실험예1>의 방법을 실시하였다.On the other hand, in order to confirm the neutralization capacity of the water slag and the KR slag, the method of Experimental Example 1 described below was carried out.

10 g의 KR슬래그, 수재슬래그의 100% 중화용량에 대응하는 1 N HCl 용액의 양은 100 mL및 40mL이다.The amount of 1 N HCl solution corresponding to 10 g of KR slag, 100% neutralization capacity of water slag is 100 mL and 40 mL.

상기 중화용량에 대응하는 양의 1N HCl 용액과 반응한 슬래그의 산처리 정도를 100%로 정의하며, 이 수치 대비 25%, 50% 양에 대응하는 1N HCl 용액과 반응한 슬래그의 산처리 정도를 각각 25%, 50% 로 정의한다. The acid treatment degree of the slag reacted with the 1N HCl solution corresponding to the neutralization capacity is defined as 100% and the acid treatment degree of the slag reacted with the 1N HCl solution corresponding to 25% and 50% Are defined as 25% and 50%, respectively.

슬래그를 상기와 같은 양의 1N HCl 용액에 넣고 100 ℃에서 4 시간 동안 가열하여 산처리 하였다. 이후에 상온에 다다를 때까지 냉각하였다. The slag was placed in the same amount of 1N HCl solution as above and heated at 100 &lt; 0 &gt; C for 4 hours to acid treatment. Thereafter, the reaction mixture was cooled to room temperature.

산처리된 슬래그는 진공으로 여과하여 수분을 제거한 이후에 잔류 HCl을 제거하기 위하여 탈이온수를 가지고 세척하였다. 여과에 남은 입자를 3일 동안 냉동건조하였다. The acid treated slag was filtered with vacuum to remove water and then washed with deionized water to remove residual HCl. The remaining particles in the filtrate were freeze-dried for 3 days.

<< 실시예Example 2> CO 2> CO 2 2 And NiNi 22 ++ 흡수실험 Absorption experiment

아르곤 하에서 실시예1에 따라 제조된 KR슬래그를 200 ℃에서 1시간 동안 가열하여 전처리 하였다. The KR slag produced according to Example 1 under argon was preheated by heating at 200 ° C for 1 hour.

시간조절반응(Temperature-programmed reaction; TPR) 분석 방법으로 CO2흡수량을 측정하였다. The CO 2 uptake was measured by a temperature-programmed reaction (TPR) analysis method.

슬래그의 CO2흡수량은 1 kg 슬래그가 흡수한 CO2무게(g)로 정의한다.CO 2 absorption amount of slag is defined as the weight of CO 2 (g) is a 1 kg slag absorption.

1 ppm Ni2 + 를 함유하는 40 mL 인산완충용액에 KR슬래그 100 mg을 첨가하여 24시간 상온에서 혼합하였다. 100 mg of KR slag was added to 40 mL phosphoric acid buffer containing 1 ppm Ni 2 + and mixed at room temperature for 24 hours.

0.45 μm PTFE syringe filter를 이용하여 여과된 용액을 ICP-AES로 분석하였다. The filtered solution was analyzed by ICP-AES using a 0.45 μm PTFE syringe filter.

<< 실시예Example 3> 불소이온 흡착 3> Adsorption of fluorine ions

40mL의 붕규산유리 바이알에 100 mg의 철강슬래그 또는 지각물질과 40 mL 0.1 N의 NaF를 첨가하여 3회 반복하여 철강슬래그를 포함하는 11가지 지각물질의 불소이온의 제거능력을 확인하였다.To 40 mL of borosilicate glass vial, 100 mg of steel slag or crust material and 40 mL of 0.1 N NaF were added and repeated three times to confirm the ability to remove fluoride ions from 11 crust materials including steel slag.

상기 지각물질에는 모래(이하 'SND')와 상용 중화제인 상용중화제 Neutrasorb(이하 'NSB') 및 Spill-A(이하 'SPX')을 포함하고, 부분 산처리에 의하여 개질된 철강슬래그를 포함하였다. The perceptible material includes steel slag modified by partial acid treatment, including sand (hereinafter referred to as 'SND') and commercial neutralizing agent Neutrasorb (hereinafter referred to as 'NSB') and Spill-A .

불산(HF) 유출 방재 작업으로 발생한 폐수로 유입으로 산성을 띄면서 매우 높은 농도의 불소 이온을 함유하는 장소를 가정하여 불소이온의 흡착 실험을 수행하였다. Fluoride ion adsorption experiment was carried out assuming a place containing a very high concentration of fluoride ions while being acidic by influx of wastewater generated by the disinfection work of hydrofluoric acid (HF).

불소이온 용액은 20 ~ 25 ℃의 상온에서 구연산 완충용액을 사용하여 pH 4.0으로 조절하였다.The fluoride ion solution was adjusted to pH 4.0 using a citric acid buffer solution at room temperature of 20 to 25 ° C.

선택된 지각물질과 0.1 N NaF의 반응 진행정도를 시간에 따라 모니터링한 결과 2시간 이후에 불소의 제거속도가 현저하게 감소하였기 때문에 4시간을 반응 종료 시점으로 설정하였다. As a result of monitoring the reaction progress of the selected crust material and 0.1 N NaF over time, the removal rate of fluorine was remarkably decreased after 2 hours, so 4 hours was set as the reaction end point.

지각물질과 NaF 수용액을 함유한 바이알은 수평 쉐이커에 배치하고, 200 rpm으로 4시간 동안 일정하게 혼합하였다. The vials containing the crust material and NaF aqueous solution were placed in a horizontal shaker and mixed constantly for 4 hours at 200 rpm.

4시간의 혼합 이후에 상등액의 분취액을25 mm PTFE 멤브레인(Whatman GD/X, 0.45 μm) 주사기 필터를 통하여 여과하였다. 여과액의 불소이온 농도는 이온크로마토그래피(IC) 방법으로 정량 분석되었다.After 4 hours of mixing, the aliquots of the supernatant were filtered through a 25 mm PTFE membrane (Whatman GD / X, 0.45 μm) syringe filter. The fluoride concentration of the filtrate was quantitatively analyzed by ion chromatography (IC).

<< 실험예Experimental Example 1>  1> 슬래그Slag 중화용량 평가 Neutralization capacity evaluation

산중화방재제의 경우 다량의 유해물질이 광범위하게 유출되는 경우 다량 살포되어야 하므로 성능의 비교시 경제적인 측면을 고려하였다. In the case of spraying large amounts of harmful substances in the case of acid spraying materials, a large amount of sprays should be sprayed.

다양한 지각물질을 대상으로 중화제 활용가능성을 평가하였다. The possibility of using neutralizer in various crust materials was evaluated.

상용중화제 Neutrasorb(이하 'NSB') 및 Spill-A(이하 'SPX')와 수재슬래그, KR 슬래그의 가격을 비교하면, 무게 당 가격(원/kg)이 철강슬래그는 상용중화제의 1/2000 내지 1/450의 가격이므로 대량생산 및 사용에 매우 유리하였다. The price of steel slag (weight / kg) per unit weight of steel slag is 1/2000 of that of commercial neutralizing agent, and that of steel slag is the same as that of commercial neutralizing agent Neutrasorb (hereinafter 'NSB') and Spill- Because it is 1/450 price, it was very favorable for mass production and use.

우선 지각물질의 성분을 X-선 회절 스펙트럼(XRF)을 통하여 분석하였다. First, the components of the crustal material were analyzed by X-ray diffraction spectra (XRF).

구성성분(*알칼리성분) wt%Component (* alkaline component) wt% KR 슬래그KR slag 수재슬래그Chopped slag SPX SPX NSBNSB *Na2CO3 * Na 2 CO 3 2.42.4 2.42.4 7.37.3 35.935.9 *MgO* MgO 1.31.3 2.62.6 39.239.2 4.34.3 Al2O3 Al 2 O 3 3.33.3 9.49.4 7.27.2 1.51.5 SiO2 SiO 2 6.96.9 21.321.3 29.829.8 2.22.2 *CaO* CaO 74.674.6 60.660.6 11.611.6 55.655.6 FeFe 8.18.1 1.31.3 3.03.0 0.30.3

주요 성분을 분석한 결과 CaO, SiO2 , Al2O3 , MgO, Na2CO3 등으로 유사하여 철강슬래그는 상용 산중화제와 유사한 성분을 가지고 있었으며, 특히 알칼리 성분의 경우 NSB, KR 슬래그, 수재슬래그, SPX순으로 높은 함량을 포함하여 KR 슬래그 및 수재슬래그는 효율적으로 중화반응이 가능한 것으로 판단되었다. The analysis of the main components CaO, SiO 2, Al 2 O 3, MgO, Na 2 CO 3 , The steel slag had a similar composition to that of the commercial acidifying agent. In particular, the alkali slag and the slag containing the high contents of NSB, KR slag, wolfram slag and SPX were effective in neutralization reaction Respectively.

한편 중화용량(equiv/kg)을 중화방제제(1kg)가 중화점(pH 7)에 도달하는데 필요한 산성용액의 양(equiv)으로 정의할 때 중화용량/단가(equiv/원)은 방제제의 비용효율을 나타내는 척도도 활용될 수 있다. When the neutralization capacity (equiv / kg) is defined as the amount (equiv) of the acidic solution necessary for the neutralization agent (1 kg) to reach the neutralization point (pH 7), the neutralization capacity / unit cost (equiv / A measure of cost efficiency can also be utilized.

입자 타입의 중화방제제의 중화용량을 테스트하기 위하여 미국재료표준시험협회 STP19564S방법을 변형하여 사용하였다. In order to test the neutralization capacity of the neutralization control agent of particle type, the American National Standard Test Association STP19564S method was modified and used.

각각의 슬래그는 중화반응 전 컨벡션 오븐에서 110 ℃에서 24시간 동안 건조하고 분쇄하여 100 ?m의 체에 걸렀다.Each slag was dried and crushed in a convection oven at 110 ° C for 24 hours in a convection oven before neutralization, and sieved in a 100-m sieve.

2g의 시료는 250 mL의 삼각플라스크에 배치하고, 20 mL의 탈이온수를 첨가하였다. 생성될 슬러리를 교반하면서 1N HCl (aq)을 용액의 pH가 7이하가 될 때까지 첨가하였다.2 g of the sample was placed in a 250 mL Erlenmeyer flask and 20 mL of deionized water was added. 1N HCl (aq) was added to the resulting slurry while stirring until the pH of the solution became 7 or less.

용액의 부피가 125 mL가 되도록 탈이온수를 첨가하고 시계접시를 사용하여 플라스크의 윗부분을 덮었다. Deionized water was added to make the volume of the solution 125 mL and the top of the flask was covered with a watch glass.

끓어오를 때까지 플라스크를 가열한 이후에 상온에 다다를 때까지 냉각하였다.The flask was heated until boiling and then cooled until it reached room temperature.

상기 테스트 실험시 발생되는 상등액을 채취하여 pH를 측정하였다. pH 값은 α로 정의하였으며, 중화용량은 하기 수학식 1로 결정되었다. The pH value was measured by taking the supernatant generated during the test. The pH value was defined as?, and the neutralization capacity was determined by the following equation (1).

상기 실험을 3회 실시하였으며, 계산된 중화용량의 평균값을 해당 슬래그의 중화용량으로 정의하였다.The above experiment was carried out three times and the average value of the neutralization capacity calculated was defined as the neutralization capacity of the slag.

[수학식 1][Equation 1]

Figure pat00001
Figure pat00001

[상등액 OH- 농도] = 10-(14-α) (α가 7초과인 경우)[Supernatant OH - concentration] = 10 - (14 -?) (When? Is more than 7)

= -10- α (α가 7이하인 경우)= -10 - ? (When? Is less than 7)

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 철강슬래그를 이용한 불소이온흡착제의 제조방법에 있어서, 철강슬래그의 산 중화용량을 나타낸 그래프이다. FIG. 2 is a graph showing acid neutralization capacity of steel slag in a method of producing a fluorine ion adsorbent using steel slag according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 철강슬래그에서 유래된 시료의 중화능력을 평가한 결과 상용 산중화제와 동등한 중화용량을 나타내었으며, 특히 KR 슬래그의 경우에는 상용 산중화제 보다 우수한 중화능력을 가지는 것을 확인하였다. 2, the neutralization capacity of the sample derived from the steel slag was evaluated. As a result, it was confirmed that the neutralizing capacity of the KR slag was higher than that of the commercial acid neutralizing agent.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 철강슬래그를 이용한 불소이온흡착제의 제조방법에 있어서, 산처리 반응 온도 변화에 따른 표면적의 변화를 나타낸 그래프이다.도 3을 참조하면, 20 내지 100의 처리 온도에서 비표면적이 크게 증가하는 것을 확인하였다. FIG. 3 is a graph showing the change of the surface area according to the acid treatment reaction temperature in the method of producing the fluorine ion adsorbent using the steel slag according to the embodiment of the present invention. Referring to FIG. 3, The specific surface area was greatly increased.

산처리 온도가 증가함에 따라 비표면적이 증가하는 경향을 확인하였다.The specific surface area tended to increase with increasing acid treatment temperature.

<< 실험예Experimental Example 2> CO 2> CO 22  And NiNi 22 ++ 흡수  absorption

철강 슬래그의 염기성 성분은 다양한 산성 오염물질을 제거하는 화학 작용기로 쓰일 수 있는데, 그 예로 중화용량이 높은 KR슬래그의 CO2 흡수 성능을 테스트해 보았다. CO2 흡수 성능은 Temperature programmed reaction (TPR) 방법으로 분석되었고, Ar환경에서 1 시간 동안 200에서 전처리된 시료를 600까지 가열하면서 흡수된 CO2 총량으로 표현하였다. The basic component of steel slag can be used as a chemical functional group to remove various acid pollutants. For example, we tested the CO 2 absorption performance of KR slag with high neutralization capacity. The CO 2 absorption performance was analyzed by a temperature programmed reaction (TPR) method and the sample pretreated at 200 for 1 hour in the Ar environment was expressed as the total amount of CO 2 absorbed while heating to 600.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 철강슬래그를 이용한 불소이온흡착제의 제조방법으로 제조한 불소이온흡착제의 이산화탄소 및 니켈이온의 흡수능력을 나타낸 그래프이다. FIG. 4 is a graph showing absorption capacities of carbon dioxide and nickel ions of a fluorine ion adsorbent prepared by a method of producing a fluorine ion adsorbent using steel slag according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, KR슬래그의 CO2 흡수 성능은 염기성 성분 함량과 양의 상관관계를 보였다.Referring to FIG. 4, the CO 2 absorption performance of the KR slag was positively correlated with the basic component content.

Na, Ca, Mg의 염기성 성분이 많을수록 CO2 및 Ni2 + 제거효율이 증가하였으며, CO2 제거효율이 Ni2 + 제거효율보다 염기성 함량에 더 민감한 것을 확인하였다. The more basic components of Na, Ca, Mg and Ni 2 + CO 2 removal efficiency is increased, it was confirmed that CO 2 removal efficiency is more sensitive to the base content than Ni 2 + removal efficiency.

산처리가 되지 않은 KR 0%슬래그의 경우 CO2 흡수효율이 높은 amine-based 소재의 흡수효율(약 80 g CO2/kg)과 유사한 수준으로, 비용효율적인 CO2 흡수제로서 활용가능성을 보여주었다.In the case of the untreated KR 0% slag, the absorption efficiency (about 80 g CO 2 / kg) of the amine-based material with high CO 2 absorption efficiency was shown to be a cost-effective CO 2 absorbent.

KR 슬래그에 대하여 산처리 정도와 염기처리 정도에 따라 비표면적과 중화용량에 미치는 영향을 평가하였다. The effects of KR slag on specific surface area and neutralization capacity were evaluated according to acid treatment degree and base treatment degree.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 KR슬래그를 이용한 불소이온흡착제의 제조방법으로 제조한 불소이온흡착제의 산 염기 처리에 따른 비표면적과 중화용량의 변화를 나타낸 그래프이다. FIG. 5 is a graph showing changes in specific surface area and neutralization capacity of the fluorine ion adsorbent prepared by the process for producing a fluorine ion adsorbent using KR slag according to an embodiment of the present invention, according to an acid-base treatment.

도 5를 참조하면, 50%까지 산처리 정도가증가할수록 KR 슬래그의 비표면적이 증가하였으며, 이후에는 감소되는 것을 확인하였다. Referring to FIG. 5, the specific surface area of KR slag was increased with increasing acid treatment degree up to 50%, and then decreased.

또한 표면적 증가는 KR슬래그 중화용량에 큰 영향을 주지 않는 것을 확인하였으며, NaOH로 처리하는 경우에 표면적은 감소되나, 중화용량이 증가되었다. Also, it was confirmed that the increase of surface area did not affect the KR slag neutralization capacity, and the surface area was decreased but the neutralization capacity was increased when treated with NaOH.

한편 다변량분석(Principal component analysis; PCA)을 통하여 비표면적과 염기성함량 및 중화용량의 상관관계를 확인하고자 하였다. On the other hand, we tried to confirm the correlation between the specific surface area, basic content and neutralization capacity by Principal Component Analysis (PCA).

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 철강슬래그를 이용한 불소이온흡착제의 제조방법으로 제조한 불소이온흡착제의 다변량분석 그래프이다. FIG. 6 is a graph showing a multivariate analysis of the fluorine ion adsorbent produced by the method of producing a fluorine ion adsorbent using steel slag according to an embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 분석에 필요한 데이터는 KR슬래그값을 기준으로 25%, 50%, 및 100% 산처리한 시료와 이후에 각각 염기처리된 시료의 염기성함량, 중화용량, 비표면적, CO2 흡수효율 값을 기준으로 분석하였다. Referring to FIG. 6, the data required for the analysis are the basic content, neutralization capacity, specific surface area, and CO 2 content of the samples treated with 25%, 50%, and 100% acid based on the KR slag value, The absorption efficiency values were analyzed.

KR 슬래그에 있어서 산 염기처리에 의해 염기성함량과 CO2 흡수효율아 가장 주요한 변화요소(PC1)이였으며, 중화용량은 염기성함량 비표면적 두 변화요소와 모두 상관관계인 것으로 나타났다. In the KR slag, the basic content (PC1) was the most significant factor for the acid content and the CO 2 absorption efficiency by acid base treatment, and the neutralization capacity was correlated with both the basic content and the specific surface area.

<실험예 3> 산처리에 의한 물성 변화<Experimental Example 3> Property change by acid treatment

산처리에 정도에 따른 수재슬래그 및 KR 슬래그의 표면을 주사전자현미경으로 관찰하였다. The surface of wolfram slag and KR slag was examined by scanning electron microscope according to the degree of acid treatment.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 철강슬래그를 이용한 불소이온흡착제의 제조방법으로 제조한 불소이온흡착제의 산처리 정도에 따른 표면의 주사전자현미경 사진이다. 7 is a scanning electron microscope (SEM) image of the surface of the fluorine ion adsorbent prepared according to the method of manufacturing a fluorine ion adsorbent using steel slag according to an embodiment of the present invention.

도 7을 참조하면, 철강슬래그 모두에서 표면이 거칠어지고 표면적이 증가되었으며, KR 슬래그는 특유의 돌기 구조가 형성된 것을 확인되었다. Referring to FIG. 7, it was confirmed that the surface of the steel slag was roughened and the surface area thereof was increased, and a unique projection structure was formed in the KR slag.

지각물질의 비표면적(Brunauer-Emmett-Teller; BET) 분석은 ASAP 2420 (Micrometrics®)로 분석하였다. The Brunauer-Emmett-Teller (BET) analysis of the perceptual material was analyzed with ASAP 2420 (Micrometrics®).

시료는 분석에 앞서 200 ℃에서 4시간 동안 진공상태에서 건조하였으며, 비표면적의 크기 및 공극의 부피는 질소흡착 곡선에 의하여 계산되었다.Samples were dried under vacuum at 200 ℃ for 4 hours prior to analysis. The specific surface area and the volume of pores were calculated by the nitrogen adsorption curve.

슬래그종류Slag type Degree of acidificationDegree of acidification 0%(처리안함)0% (not processed) 25%25% 50%50% 100%100% 수재슬래그Chopped slag 0.230.23 3.973.97 8.268.26 7.767.76 KR 슬래그KR slag 10.3510.35 22.1122.11 41.3541.35 25.7325.73

상기 표2는 산처리 정도에 따른 비표면적을 나타낸 것이다. Table 2 shows the specific surface area according to the degree of acid treatment.

산처리 정도(Degree of acidification)가 증가할수록 표면적이 증가되는 것을 확인하였다. The surface area was increased as the degree of acidification increased.

한편 철강슬래그 표면적 증가가 중화용량에 미치는 영향을 확인하기 위하여 표면 개질된 철강슬래그의 중화용량을 측정하였다.On the other hand, the neutralization capacity of the surface - modified steel slag was measured in order to confirm the influence of the surface increase of the steel slag on the neutralization capacity.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 철강슬래그를 이용한 불소이온흡착제의 제조방법으로 제조한 불소이온흡착제의 비표면적 변화에 따른 중화용량의 변화를 나타낸 그래프이다. FIG. 8 is a graph showing a change in neutralization capacity according to the specific surface area of a fluorine ion adsorbent prepared by the method for producing a fluorine ion adsorbent using steel slag according to an embodiment of the present invention.

도 8을 참조하면, KR슬래그의 경우, 산처리 정도 및 표면적 변화와 상관 없이 중화용량이 일정하게 유지되었고, 수재슬래그의 경우 산처리 정도가 증가함에 따라 중화용량이 줄어들었다.Referring to FIG. 8, in the case of KR slag, the neutralization capacity was maintained constant irrespective of the acid treatment degree and the surface area change, and in the case of the wastewater slag, the neutralization capacity decreased as the acid treatment degree increased.

이는 중화용량이 표면적 변화에 따른 반응속도의 변화에만 영향을 받기보다 염기 성분 함량과도 유의미한 상관관계를 함께 나타낸 것으로 판단된다. It was concluded that the neutralization capacity also showed a significant correlation with the content of base components rather than the change of reaction rate with changes in surface area.

<< 실험예Experimental Example 4> 불소이온 제거 평가 4> Evaluation of fluorine ion removal

개질된 철강슬래그를 가지고 중화부산물인 불소이온을 흡착하여 제거할 수 있는지 확인하였다. It was confirmed that the modified steel slag could adsorb and remove fluoride ion, which is a by-product of neutralization.

도 9는 본 발명의 실시예에 따른 철강슬래그를 이용한 불소이온흡착제를 이용한 불소이온의 흡착방법에 있어서, 불소이온흡착제를 가지고 불소이온을 흡착하는 과정을 나타낸 모식도이다. 9 is a schematic view showing a process of adsorbing fluorine ions with a fluorine ion adsorbent in a method of adsorbing fluorine ions using a fluorine ion adsorbent using steel slag according to an embodiment of the present invention.

도 9를 참조하면 철강슬래그를 포함한 지각물질의 표면에 불소이온이 고정화 되는 반응 및 그 결과를 도식화하였다. Referring to FIG. 9, the reaction of immobilizing fluorine ions on the surface of the crust material containing steel slag and the result thereof are illustrated.

실험에 사용된 지각물질은 모래(이하 'SND') 상용 중화 방제제 NSB 및 SPX와 25%, 50% 및 100% 산처리된 수재슬래그(이하 'GB 슬래그') 및 KR 슬래그 총 11종이였다. The crustal materials used in the experiment were sand slab (GB slag) and 11 KR slag treated with 25%, 50% and 100% acid treated NSB and SPX, respectively.

불소이온 제거효율이 방제제의 표면적, 원소함량 등과 같은 화학적 특성과 상관관계가 있을 것으로 판단하여 11종의 지각물질의 BET 표면적 분석 및 XPS 표면분석, EDS 원소 이미징 분석 결과와, 불소이온 제거효율(IC 분석결과)과의 상관관계를 조사하였다. The results of BET surface area analysis, XPS surface analysis, EDS element imaging analysis and fluorine ion removal efficiency of eleven kinds of crust materials were considered to be correlated with chemical properties such as surface area and element content of the controlling agent. IC analysis results).

X-선 광전자 스펙트럼(X-ray photoelectron spectroscopy; XPS) 분석은 불화나트륨(NaF) 용액에 노출되기 전과 후의 5 nm의 표면층의 조성 성분을 분석하기 위하여 수행하였으며, F, Al, C, Ca, O, 및 Si의 에너지분산스펙트럼 맵핑을 규소 드리프트 검출기가 장착된 Quantax 200 Energy Dispersive x-ray spectrometer (Bruker, Germany) 을 사용하여 분석하였다. X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) analysis was performed to analyze the composition of the surface layer of 5 nm before and after exposure to sodium fluoride (NaF) solution, and F, Al, C, Ca, O , And Si were analyzed using a Quantax 200 Energy Dispersive x-ray spectrometer (Bruker, Germany) equipped with a silicon drift detector.

에너지 해상도는 127 eV 미만이였으며, 피크 이동은 5 eV 미만 이였다.The energy resolution was less than 127 eV and the peak shift was less than 5 eV.

F, Al, C, Ca, O, 및 Si 분산 이미지를 각각의 시료에서 얻었다. 각 픽셀에서 외부로 나가는 신호 강도의 숫자값은 매트랩 imread 및 rgb2gray 함수를 사용하여 추출하였다. F, Al, C, Ca, O, and Si dispersed images were obtained from each sample. The numerical value of the outgoing signal intensity at each pixel was extracted using the MATLAB imread and rgb2gray functions.

rgb2gray함수에서 기인하는 2차원 행열을 F 및 Al, C, Ca, O, 또는 Si EDS 맵핑 이미지에서 유래하는 회색 스케일의 신호강도의 픽셀단위 분석을 위하여 사용하였다. The two-dimensional matrix resulting from the rgb2gray function was used for the pixel-by-pixel analysis of gray scale signal intensity derived from F and Al, C, Ca, O, or Si EDS mapping images.

도 10은 본 발명의 실시예에 따른 철강슬래그를 이용한 불소이온흡착제를 이용한 불소이온 흡착방법에 있어서, 불소이온흡착제의 표면적 및 Al 표면농도와 불소이온 제거효율 간의 상관관계를 나타낸 그래프이다. 10 is a graph showing a correlation between the surface area of the fluorine ion adsorbent and the Al surface concentration and the fluorine ion removal efficiency in the fluorine ion adsorption method using the fluorine ion adsorbent using the steel slag according to the embodiment of the present invention.

여기서 (a)는 표면적의 변화에 따른 불소이온제거 효율을 나타낸 것이고, (b)는 Al 함량에 따른 분소이온제거 효율을 나타낸 것이다. Here, (a) shows the fluorine ion removal efficiency according to the change of the surface area, and (b) shows the ion removal efficiency according to the Al content.

도 10을 참조하면 조사된 인자 중 불소이온 제거효율과 가장 밀접한 관련성을 보여주었던 BET 표면적과 Al 표면농도와의 관계를 보여준다. FIG. 10 shows the relationship between the BET surface area and the Al surface concentration, which are most closely related to the fluorine ion removal efficiency among the examined factors.

이와 같은 방법은 불소이온 제거 효율과 관련된 1개의 독립변수와의 상관관계를 보여주나, 여러 독립변수가 반응에 동시에 영향을 주는 경우 인자 간의 상관관계를 전체적으로 이해하기 위해서는 PCA와 같은 다변량 분석방법이 필요하다.This method shows a correlation with one independent variable related to the fluoride removal efficiency. However, in order to understand the correlation between the factors when multiple independent variables affect the reaction simultaneously, multivariate analysis methods such as PCA are needed Do.

화학계량적 분석(Chemometric analysis) 방법인 PCA에서 입력 데이터는 불소이온의 제거효율, 표면적 및 조성 성분(atom% of C, O, Si, Al, Ca)으로 결정되었다. In PCA, a method of chemometric analysis, the input data were determined by the removal efficiency, surface area and compositional components (atom% of C, O, Si, Al, Ca) of fluorine ions.

PCA는 불소이온의 제거효율에 가장 밀접하게 관련되어 있는 지각물질의 성질 및 지각물질의 물성 중 어느 것이 주요변량으로 설명되는지 확인하기 위하여 수행되었다. PCA was performed to determine which of the properties of the perceptual material and the properties of the perceptual material, which are most closely related to the fluorine ion removal efficiency, are explained by the main variables.

가장 주요 변량인 PC1 및 PC2를 결정하였으며, 총 변량에서 각각 58% 및 27%를 기여하는 것으로 나타났다. The most significant variables, PC1 and PC2, were determined and contributed 58% and 27% of total variance, respectively.

도 11은 본 발명의 실시예에 따른 철강슬래그를 이용한 불소이온흡착제를 이용한 불소이온흡착 방법에 있어서, 각 변량들의 상관관계를 나타낸 다변량분석 그래프이다. FIG. 11 is a multivariate analysis graph showing the correlation of respective variables in a fluorine ion adsorption method using a fluorine ion adsorbent using steel slag according to an embodiment of the present invention. FIG.

여기서 (a) 는 각 변량에 따른 PC1 및 PC2값을 나타내어 인자들 간에 상관관계를 나타내었다. 변수들의 두 그룹은 PC1 및 PC2의 근사치에 기반하여 구별되었다. Here, (a) shows the values of PC1 and PC2 according to each variance and shows the correlation between the factors. The two groups of variables were distinguished based on the approximation of PC1 and PC2.

입력된 값들은 불소이온의 제거효율과 불소이온 제거효율에 대하여 직교하는 가상 벡터의 조합으로 나타났다. The input values were a combination of orthogonal virtual vectors with respect to fluorine ion removal efficiency and fluorine ion removal efficiency.

불소이온 제거효율에 대한 각각의 값들의 의존은 불소이온 제거효율에 대한 내적에서 유추될 수 있다. 불소이온의 제거효율에서 가장 밀접하게 연관된 것은 표면적이였다. The dependence of the respective values on the fluorine ion removal efficiency can be deduced from the inner product of fluorine ion removal efficiency. The most closely related to the fluorine ion removal efficiency was surface area.

불소이온 제거효율과 표면적 사이의 양의 상관관계는 도 10의 (a)에 잘 나타나 있다.A positive correlation between the fluorine ion removal efficiency and the surface area is well shown in Fig. 10 (a).

이와는 반대로 다른 변수인 Ca, C, O, Al 및Si는 거의 불소이온 제거효율에 대하여 직교하였으며, 이것은 지각물질의 표면의 성분 조성이 불소이온 제거효율에 주요한 인자가 아닌 것을 나타낸다. In contrast, the other variables, Ca, C, O, Al and Si, are orthogonal to the fluorine ion removal efficiency, indicating that the composition of the surface of the perceptual material is not a major factor in fluorine removal efficiency.

지각물질의 조성성분 사이에서 반대 방향의 배치는 낮은 함량의 탄산칼슘(calcium cabornate)을 보상하여 비교적 높은 알루미노규산염(aluminosilicate)의 함량을 나타내었다. The opposite orientation between the constituents of the crustal material compensated for the low content of calcium cabnate, indicating a relatively high content of aluminosilicate.

도 11의 (b)에서 GB 슬래그와 KR슬래그에 대응하여 구별되는 군집을 나타내었다. FIG. 11 (b) shows clusters distinguished corresponding to GB slag and KR slag.

나머지는 지각물질 중 NSB, SND 및SPX를 나타내었다. The remainder showed NSB, SND and SPX among the crust materials.

GB 슬래그와 KR슬래그의 값은 PC1축에 근접하여 배치되었으며, 이들의 PC1 값은 서로 모여있었다. The values of GB slag and KR slag were placed close to the PC1 axis, and their PC1 values were clustered together.

상기 결과는 불소이온제거효율이나 표면적보다 성분조성이 슬래그에서 가장 구별되는 특징인 것을 확인시켰다. GB 슬래그와 KR슬래그에 대한 PC1의 값은 각각 상대적으로 풍부한 알루미노규산염과 탄산칼슘 조성을 나타내었다. The above results confirm that the composition of the slag is the most distinctive feature than the fluorine ion removal efficiency or surface area. PC1 values for GB slag and KR slag were relatively rich in alumino silicate and calcium carbonate composition, respectively.

도 10의 (b)를 참조하면, KR 슬래그 및 SPX는 GB슬래그나 SND와 같이 더 많은 양의 Al, Si, 또는 O를 가지는 물질보다 더욱 효과적으로 불소이온을 제거할 수 있는 것으로 나타났다. Referring to FIG. 10 (b), KR slag and SPX were found to be able to more effectively remove fluorine ions than materials with larger amounts of Al, Si, or O, such as GB slag or SND.

상기 결과는 KR슬래그 및 SPX의 넓은 표면적에 기인하는 것으로 판단되며, 효과적인 불소이온의 흡착을 촉진하는 것으로 나타났다. The results are believed to be due to the large surface area of KR slag and SPX and have been shown to promote effective adsorption of fluoride ions.

KR 슬래그와 SPX에서 회귀선(regression line)의 더 가파른 경사는 GB 슬래그 및 NSB에서 보다 KR 슬래그와 SPX의 불소이온의 고정에서 더 적은 양의 Al 및 Si 원자가 관여되는 것을 나타내었다. The steeper slope of the regression line in KR slag and SPX indicated that smaller amounts of Al and Si atoms were involved in the fixation of KR slag and SPX fluoride ion than in GB slag and NSB.

이것은 KR 슬래그에서 Al 또는 Si가 불소이온에 대하여 더 높은 친화도를 가지는 것을 나타내었으며, 이와는 반대로 GB 슬래그 및 NSB는 KR슬래그만큼의 불소이온을 제거하기 위하여 더 많은 Al 또는 Si 원자를 활용하는 것으로 나타났다. This indicates that Al or Si in the KR slag has a higher affinity for the fluorine ion, whereas GB slag and NSB, on the contrary, utilize more Al or Si atoms to remove fluorine ions as KR slag .

다변량분석결과 pH 4 의 산성조건에서 주중 불소이온을 널은 표면적을 가지는 알루미노규산염 물질에 의하여 효과적으로 제거될 수 있으며, 이는 철강슬래그의 개질을 통하여 산중화제뿐만 아니라 불산의 방제에 효과적으로 대응할 수 있는 불소이온 흡착제로 활용가능성을 나타내었다. As a result of multivariate analysis, it can be effectively removed by the aluminosilicate material having a surface area in the acidic condition of pH 4 in the acidic condition of pH 4, and it can be effectively removed by the modification of the steel slag, Ion adsorbent.

따라서 본 발명은 지각물질의 화학적 성질에 따른 산성조건 하에서 물에 용해된 불소이온의 제거 효율을 확인하였다. Therefore, the present invention confirms the removal efficiency of fluorine ions dissolved in water under acidic conditions according to the chemical properties of the perceptible substances.

상용 또는 개질된 슬래그로 이루어진 총 11가지 지각물질의 불소이온 제거능력에 대하여 확인하였다. The removal of fluoride ions from 11 kinds of crustal materials consisting of commercial or modified slag was confirmed.

XPS분석 결과 불소이온이 성공적으로 고정되는 것을 확인하였으며, 표면적과 불소이온의 제거 효율은 상호 관련된 것을 확인하였다. 양성 상관관계는 지각물질의 부분에 적용되지 않아 다른 인자가 불소이온의 제거효율에 중요한 것을 시사하였다. XPS analysis confirmed that the fluorine ion was successfully immobilized, and the surface area and the fluorine ion removal efficiency were correlated with each other. Positive correlations were not applied to the part of the perceptual material, suggesting that other factors are important for the removal efficiency of fluoride ions.

한편 다변량분석(PCA)은 표면적이 불소이온 제거 효율에 가장 연관되어 있으며, 모든 원소가 미세하게 불소이온의 제거효율과 연관되어 있는 것을 나타내었다. EDS 기술을 사용한 현미경 분석 결과 불소 이온 흡착 반응 이후의 지각물질은 Al, Si, 또는 O가 불소이온을 제거하기 위한 중요한 변수인 것을 확인하였다.On the other hand, multivariate analysis (PCA) showed that the surface area was most related to fluorine ion removal efficiency and that all elements were related to the removal efficiency of fluorine ions finely. Microscopic analysis using EDS technique confirmed that Al, Si, or O is an important parameter for the removal of fluoride ions after the fluorine ion adsorption reaction.

상기 결과는 다성분 지각물질에서 주요한 화학적 성질의 이해를 통하여 불소 이온 흡착 효율에 영향을 미치는 중요한 정보를 개시하였으며, 산성 조건 하에서 지각물질을 가지로 고성능 불소이온 제거제를 제조하는 경우의 기준을 제시하였다.  The above results show important information affecting the fluorine ion adsorption efficiency through understanding of the main chemical properties of the multi-component crustacean material and suggested the criteria for producing a high performance fluorine ion scavenger with a crust material under acidic conditions .

결과적으로 알루미노규산염(aluminosilicate)이 풍부한 지각물질이 넓은 표면적으로 인하여 불소흡착제로 사용하기 유리하였다. As a result, the aluminosilicate-rich crustal material is advantageous for use as a fluorine adsorbent because of its large surface area.

지금까지 본 발명에 따른 철강슬래그를 이용한 불소이온흡착제 제조방법 및 이를 이용한 불소이온 흡착방법에 관한 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 실시 변형이 가능함은 자명하다.Although the present invention has been described with reference to specific embodiments of the method for producing a fluorine ion adsorbent using steel slag and the fluorine ion adsorption method using the same, Do.

그러므로 본 발명의 범위에는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Therefore, the scope of the present invention should not be construed as being limited to the embodiments described, but should be determined by equivalents to the appended claims, as well as the following claims.

즉, 전술된 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술될 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 그 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.It is to be understood that the foregoing embodiments are illustrative and not restrictive in all respects and that the scope of the present invention is indicated by the appended claims rather than the foregoing description, It is intended that all changes and modifications derived from the equivalent concept be included within the scope of the present invention.

Claims (11)

(a) 철강슬래그를 준비하는 단계;
(b) 상기 철강슬래그를 산처리하여 철강슬래그의 표면적 및 중화용량을 변화시키는 단계; 및
(c) 상기 산처리된 철강슬래그를 회수하여 세척하고, 동결건조하는 단계를 포함하는 철강슬래그를 이용한 불소이온흡착제 제조방법.
(a) preparing a steel slag;
(b) subjecting the steel slag to an acid treatment to change the surface area and the neutralization capacity of the steel slag; And
(c) recovering, washing, and lyophilizing the acid-treated steel slag.
제1항에 있어서,
상기 철강슬래그를 준비하는 단계에서
상기 철강슬래그를 100 내지 110 ℃에서 20 내지 24시간 동안 건조하고 분쇄하여 입자 크기가 100 μm 이하가 되도록 입자를 형성하는 것을 특징으로 하는 철강슬래그를 이용한 불소이온흡착제 제조방법.
The method according to claim 1,
In preparing the steel slag
Wherein the steel slag is dried and pulverized at 100 to 110 DEG C for 20 to 24 hours to form particles so that the particle size is less than 100 mu m.
제1항에 있어서,
상기 철강슬래그는
수재슬래그 또는 KR 슬래그인 것을 특징으로 하는 철강슬래그를 이용한 불소이온흡착제 제조방법.
The method according to claim 1,
The steel slag
Wherein the slag is a water slag or a KR slag.
제1항에 있어서,
상기 산처리는
1N HCl 용액을 이용하여 산성화시키되, 산성화 정도가 중화용량의 25 내지 100 %인 것을 특징으로 하는 철강슬래그를 이용한 불소이온흡착제 제조방법.
The method according to claim 1,
The acid treatment
1N HCl solution, and the degree of acidification is 25 to 100% of the neutralizing capacity. The method for producing a fluorine ion adsorbent using the steel slag according to claim 1,
제1항에 있어서,
상기 산처리는
1N HCl 용액을 이용하여 산성화시키되, 20 내지 100 ℃에서 처리하는 것을 특징으로 하는 철강슬래그를 이용한 불소이온흡착제 제조방법.
The method according to claim 1,
The acid treatment
1N &lt; / RTI &gt; HCl solution at 20 to &lt; RTI ID = 0.0 &gt; 100 C. &lt; / RTI &gt;
제1항에 있어서,
상기 세척은
감압여과 이후에 탈이온수로 3 내지 5회 침출하여 수행되는 것을 특징으로 하는 철강슬래그를 이용한 불소이온흡착제 제조방법.
The method according to claim 1,
The washing
Followed by leaching with deionized water for 3 to 5 times, followed by filtration under reduced pressure to obtain a fluorine ion adsorbent.
제1항에 있어서,
상기 철강슬래그를 이용한 불소이온흡착제의 중화용량은
6.0 내지 13.0 equiv/kg인 것을 특징으로 하는 철강슬래그를 이용한 불소이온흡착제 제조방법.
The method according to claim 1,
The neutralization capacity of the fluorine ion adsorbent using the steel slag is
6. The method for producing fluorine ion adsorbent using steel slag according to claim 1,
제1항에 있어서,
상기 산처리에 의하여 비표면적이 10 m2/g인 KR슬래그의 비표면적이 20 내지 50 m2/g으로 변화되고, 비표면적이 0.2 m2/g인 수재슬래그의 비표면적이 3 내지 9 m2/g으로 변화되는 것을 특징으로 하는 철강슬래그를 이용한 불소이온흡착제 제조방법.

The method according to claim 1,
The specific surface area of the KR slag having a specific surface area of 10 m 2 / g is changed to 20 to 50 m 2 / g by the acid treatment and the specific surface area of the water slag having a specific surface area of 0.2 m 2 / g is 3 to 9 m 2 / g. &Lt; RTI ID = 0.0 &gt; 8. &lt; / RTI &gt;

제1항에 있어서,
상기 동결건조하는 단계 이후에 1%의 수산화나트륨(NaOH)를 첨가하여 24시간 동안 보류시키고, 250 내지 300 ℃에서 24시간 동안 건조하는 단계를 더 포함하는 철강슬래그를 이용한 불소이온흡착제 제조방법.
The method according to claim 1,
Further comprising the step of adding 1% of sodium hydroxide (NaOH) after the lyophilization step for 24 hours and drying at 250 to 300 ° C for 24 hours.
청구항 제1항 내지 청구항 제8항 중의 어느 한 항의 방법으로 제조된 불소이온흡착제를 가지고 불소이온 함유 토양에 혼합하여, 불소이온을 흡착하여 제거하는 불소이온흡착제를 이용한 불소이온 흡착방법.
A fluorine ion adsorbing method using a fluorine ion adsorbent produced by the method of any one of claims 1 to 8, wherein the fluorine ion adsorbent is mixed with the fluorine ion-containing soil to adsorb and remove the fluorine ion.
제10항에 있어서,
상기 혼합은 20 ~ 25℃ 상온에서 수행되며, 산성완충용액을 사용하여 pH 4.0로 조절되는 것을 특징으로 하는 불소이온흡착제를 이용한 불소이온 흡착방법.
11. The method of claim 10,
Wherein the mixing is performed at a temperature of 20 to 25 캜 at room temperature, and the pH is adjusted to 4.0 using an acidic buffer solution.
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