KR20200017715A - 폐자원을 이용한 제올라이트의 제조방법 - Google Patents

폐자원을 이용한 제올라이트의 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20200017715A
KR20200017715A KR1020180092933A KR20180092933A KR20200017715A KR 20200017715 A KR20200017715 A KR 20200017715A KR 1020180092933 A KR1020180092933 A KR 1020180092933A KR 20180092933 A KR20180092933 A KR 20180092933A KR 20200017715 A KR20200017715 A KR 20200017715A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
zeolite
aluminum
black dross
inorganic
mill
Prior art date
Application number
KR1020180092933A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102105859B1 (ko
Inventor
이찬기
윤진호
김세열
임병용
강유빈
김대근
Original Assignee
고등기술연구원연구조합
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 고등기술연구원연구조합 filed Critical 고등기술연구원연구조합
Priority to KR1020180092933A priority Critical patent/KR102105859B1/ko
Publication of KR20200017715A publication Critical patent/KR20200017715A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102105859B1 publication Critical patent/KR102105859B1/ko

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B33/00Silicon; Compounds thereof
    • C01B33/20Silicates
    • C01B33/26Aluminium-containing silicates, i.e. silico-aluminates
    • C01B33/28Base exchange silicates, e.g. zeolites
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/10Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising silica or silicate
    • B01J20/16Alumino-silicates
    • B01J20/165Natural alumino-silicates, e.g. zeolites
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J29/00Catalysts comprising molecular sieves
    • B01J29/04Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites
    • B01J29/06Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Geology (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

본 발명은 재사용이 어려운 알루미늄 블랙 드로스로부터 알루미늄을 회수하여 폐유리와 합성하는 제올라이트의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 폐처리되는 알루미늄 블랙 드로스 및 폐유리를 사용하여 제올라이트를 제조하므로 환경 친화적일 뿐만 아니라 제조비용을 절감할 수 있다. 또한, 이러한 제올라이트는 다공성 구조를 갖을 수 있으며, 제습제, 촉매, 중금속 흡착제 등 다양한 용도로 사용 가능하다.

Description

폐자원을 이용한 제올라이트의 제조방법 {METHOD FOR MANUFACTURING OF ZEOLITE USING WASTE RESOURCES}
본 발명은 폐자원을 이용한 제올라이트의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 알루미늄 용해는 블랙 드로스, 화이트 드로스, 또는 염 플럭스 등과 같은 드로스를 생성한다. 여기서, 알루미늄 금속 함량이 70%이상인 화이트 드로스는 대부분 재용해되어 재활용이 가능하나 화이트 드로스에 비해 상대적으로 낮은 알루미늄 금속 함량을 갖는 블랙 드로스는 플럭스 처리로 인하여 염화나트륨 또는 염화칼륨과 같은 염(Salt) 성분이 혼재되기 있기 때문에 재사용이 어려운 문제점이 있다.
따라서, 블랙 드로스 재사용에 관한 연구가 진행되고 있다. 이러한 기술의 일 예가 하기 특허문헌 1에 개시되어 있다.
즉, 특허문헌 1은 제올라이트의 합성방법에 관한 것으로 알루미나원석 분말 100중량부에, 고형가성소다(순도 100%) 65~75중량부에 해당하는 가성소다 수용액을 가하되, 이중 약 24.2%는 50% 가성소다 수용액으로, 나머지 약 75.8%는 제올라이트 공정 중에 회수되는 8~9% 또는 14~15% 가성소다 수용액을 혼합하여 가하고, 산화칼슘 0.1~50중량부 및 망초 0.1~50중량부를 가한 다음, 50~200㎖/sec의 속도로 공기를 주입하면서 반응시키되, 반응시키는 동안 물을 계속 제거하고, 온도 115~150℃에서 용해시키는 반응용해단계, 상기 반응용해단계를 거친 반응물을 여과하여 알루민산나트륨 수용액과 레드머드로 각각 분리하는 여과 및 분리단계, 상기 분리된 알루민산나트륨 수용액을 활성탄으로 여과하는 여과단계, 상기 여과된 알루민산나트륨 수용액에 가성소다와 물유리 또는 고형실리카를 가하여 제올라이트를 합성하는 제올라이트 합성단계, 상기 제올라이트 합성단계 중에 배출되는 가성소다 수용액을 저장 또는 농축시키는 가성소다저장농축단계, 상기 저장농축단계에서 저장 또는 농축된 가성소다 수용액을 상기 반응용해단계에 첨가하는 가성소다첨가단계를 포함함에 대해 개시한다.
그러나, 상술한 바와 같은 특허문헌1은 블랙 드로스를 재사용하므로 친환경적이기는 하나 단계가 복잡하고 혼합, 용해 또는 여과 단계에 걸쳐 가성소다뿐만 아니라 첨가제를 첨가하므로 인해 제조비용이 상승되는 문제점이 있다.
대한민국 공개특허 제10-2006-0013227호
본 발명은 알루미늄 블랙 드로스로부터 회수된 알루미늄과 폐유리를 합성하여 제올라이트를 제조하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않는다. 본 발명의 목적은 이하의 설명으로 보다 분명해질 것이며, 특허청구범위에 기재된 수단 및 그 조합으로 실현될 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제올라이트의 제조방법은 알루미늄 블랙 드로스를 파쇄하여 준비하는 단계, 상기 파쇄된 알루미늄 블랙 드로스를 용매에 혼합하여 슬러리를 제조하는 단계, 상기 슬러리로부터 무기 고형물을 분리 및 건조하는 단계, 상기 무기 고형물 및 폐유리 분말을 혼합하여 무기혼합분말을 제조하는 단계, 상기 무기혼합분말에 염을 첨가한 후 수열합성하여 무기화합물을 제조하는 단계 및 상기 무기화합물을 여과 및 수세한 후 건조하는 단계를 포함한다.
상기 알루미늄 블랙 드로스는 컷밀, 볼밀, 로드밀, 임팩트밀, 해머밀 또는 진동밀에 의해 0.1~2mm의 크기로 파쇄될 수 있다.
상기 혼합에 의해 파쇄된 알루미늄 블랙 드로스로부터 염화나트륨 및 염화칼륨은 용매에 용해될 수 있다.
상기 용매는 증류수일 수 있다.
상기 무기 고형물 및 폐유리 분말은 0.1~5:1의 중량비로 혼합될 수 있다.
상기 염은 수산화나트륨, 수산화칼슘, 수산화칼륨, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 1종일 수 있다.
상기 수열합성은 80~100℃의 온도 하에서 40~60시간 동안 실시될 수 있다.
상기 수세는 증류수 및 에탄올을 이용하여 실시될 수 있다.
상기 건조는 70~90℃의 온도 하에서 20~30시간 동안 실시될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 알루미늄 회수방법은 알루미늄 블랙 드로스를 파쇄하여 준비하는 단계, 상기 파쇄된 알루미늄 블랙 드로스를 용매에 혼합하여 슬러리를 제조하는 단계 및 상기 슬러리로부터 무기 고형물을 분리 및 건조하는 단계를 포함한다.
상기 알루미늄 블랙 드로스는 컷밀, 볼밀, 로드밀, 임팩트밀, 해머밀 또는 진동밀에 의해 0.1~2mm의 크기로 파쇄될 수 있다.
상기 혼합에 의해 파쇄된 알루미늄 블랙 드로스로부터 염화나트륨 및 염화칼륨은 용매에 용해될 수 있다.
상기 용매는 증류수일 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 제올라이트의 제조방법은 알루미늄 블랙 드로스로부터 회수된 무기 고형물과 폐유리 분말을 혼합하여 무기혼합분말을 제조하는 단계, 상기 무기혼합분말에 염을 첨가한 후 수열합성하여 무기화합물을 제조하는 단계; 및 상기 무기화합물을 여과 및 수세한 후 건조하는 단계를 포함한다.
상기 무기 고형물과 폐유리 분말은 0.1~5:1의 중량비로 혼합될 수 있다.
상기 수열합성은 80~100℃의 온도 하에서 40~60시간 동안 실시될 수 있다.
상기 수세는 증류수 및 에탄올을 이용하여 실시될 수 있다.
상기 건조는 70~90℃의 온도 하에서 20~30시간 동안 실시될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 제올라이트는 알루미늄 블랙 드로스로부터 회수된 알루미늄 및 폐유리 분말의 합성에 의해 제조된다.
본 발명은 흡착제 또는 촉매로 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 제올라이트의 제조방법은 재사용이 어려워 매립 처리되는 알루미늄 블랙 드로스로부터 알루미늄을 회수하여 폐유리와 합성함으로써 제조비용을 절감할 수 있을 뿐만 아니라 환경 친화적인 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 제올라이트의 제조방법을 설명하기 위한 공정도이다.
도 2는 실시예 1 내지 6의 X선 회절분석결과를 나타낸 그래프이다.
도 3은 실시예 1의 실험 전 후를 촬영한 SEM 이미지이다.
도 4는 실시예 7 내지 9의 X선 회절분석결과를 나타낸 그래프이다.
도 5는 실시예 10 내지 15의 X선 회절분석결과를 나타낸 그래프이다.
이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 통상의 기술자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
이하에서는, 본 발명의 제올라이트의 제조방법을 도면에 따라 상세하게 설명한다.
본 발명에 따른 제올라이트의 제조방법은 알루미늄 블랙 드로스로부터 알루미늄을 회수하여 폐유리와 합성한다.
도 1은 본 발명의 제올라이트의 제조방법을 설명하기 위한 공정도이다.
도 1을 참조하면, 우선, 알루미늄 블랙 드로스를 파쇄하여 준비한다(S10).
알루미늄 블랙 드로스(Aluminium black dross)를 컷밀, 볼밀, 로드밀, 임팩트밀, 해머밀 또는 진동밀, 바람직하게는 컷밀을 사용하여 0.1~2mm, 바람직하게는 0.5~1.5mm의 크기로 파쇄하여 준비할 수 있다. 이는 알루미늄 블랙 드로스의 크기가 0.1mm 미만이면 표면적의 증가로 높은 반응성을 보일 수 있으나, 추가적인 미립화 공정이 필요하여 공정비용이 상승할 수 있으며, 2mm를 초과하면, 낮은 표면적으로 인하여 본 발명에서 제시하는 제올라이트의 합성을 위한 반응성 구현이 어려울 수 있다.
상술한 알루미늄 블랙 드로스(Aluminium black dross)는 알루미늄을 용해하는 과정에서 용탕 표면에 배출되는 드로스 중 하나로 알루미늄 금속을 20%이하로 함유하고 있으며, 플럭스 처리로 인해 염(salt)성분이 혼재되어 있다. 그러므로 이러한 알루미늄 블랙 드로스는 산화알루미늄(Al2O3), 산화마그네슘과 같은 무기물 및 염화나트륨(NaCl), 염화칼륨(KCl)과 같은 용해성 염 물질이 1:0.1~2의 중량비, 바람직하게는 1:1의 중량비로 혼재되어 있는 상태일 수 있으나, 이는 드로스 특성 상 채취되는 부위에 따라 중량비가 상이할 수 있다.
본 발명에서는 구 형상(볼 형태)의 알루미늄 블랙 드로스를 공급받아 사용하였으나 그 성분 또는 물성에 있어서 동일하다면 그 형상에는 크게 제한을 두지 않는다.
그 후, 파쇄된 알루미늄 블랙 드로스를 용매에 혼합하여 슬러리를 제조한다(S20).
상기 S10단계에서 준비된 알루미늄 블랙 드로스와 용매를 1 : 0.1~2, 바람직하게는 1 : 0.5~1 중량비(wt%)로 배합한 후 교반하여 슬러리를 제조할 수 있다. 용매가 0.1 미만이면, 알루미늄 블랙 드로스 내에 존재하는 염 플럭스(salt flux)가 완전히 용해되기 어려울 수 있고, 3을 초과하면, 필요 이상의 용매의 사용으로 인해 작업이 번거로워질 수 있다.
알루미늄 블랙 드로스와 용매를 교반하는 과정에서 알루미늄 블랙 드로스 내에 존재하는 염화나트륨(NaCl) 및 염화칼륨(KCl)과 같은 용해성 물질은 용매에 용해될 수 있다. 본 발명에서는 채취 부위에 따른 중량비 변화를 최소화하기 위해서 용매로 증류수를 사용하였으며, 이에 염화나트륨(NaCl) 및 염화칼륨(KCl)은 증류수에 용해되고, 무기 고형물인 산화알루미늄(Al2O3), 산화마그네슘(MgO) 및 이들의 조합으로 이루어진 화합물은 고체 상태로 존재할 수 있다.
그리고, 슬러리로부터 무기 고형물을 분리 및 건조한다(S30).
상기 S20단계에서 제조된 슬러리를 원심분리기 등의 고액분리장치를 이용하여 염화나트륨 및 염화칼륨이 용해되어 있는 용매와 산화알루미늄(Al2O3), 산화마그네슘(MgO) 및 이들의 조합으로 이루어진 화합물을 포함하는 무기 고형물을 분리할 수 있다. 여기서 분리된 무기 고형물을 20~30℃의 실온에서 1~12시간 동안 자연바람으로 충분히 건조시켜 분말화할 수 있다. 이는 건조 시간이 1시간 미만이면, 고체의 건조가 충분히 이루어지지 않아 서로 엉겨 붙을 수 있고, 12시간을 초과하면, 필요 이상의 건조시간으로 인하여 작업 지연이 초래될 수 있다. 따라서 충분히 건조되어 서로 붙지 않는 분말 상태가 될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
상술한 바와 같은 S10 내지 S30의 제조단계에 의해 알루미늄의 회수가 가능하며 이를 하기 후술할 폐유리 분말과 합성하여 제올라이트를 제조할 수 있다.
상기 무기 고형물 및 폐유리 분말을 혼합하여 무기혼합분말을 제조한다(S40).
상기 S30단계에서 수득된 무기 고형물 및 폐유리 분말을 0.1~5:1의 중량비로 혼합하여 혼합분말을 제조할 수 있으며, 이는 무기 고형물이 0.1 미만 또는 5를 초과이면, 중간체 형성을 야기하여 하기 후술할 수열합성하는 단계에서 제올라이트의 합성이 어려울 수 있으므로 바람직하지 못하다. 그러므로 반응이 빠르게 진행되어 제올라이트의 수득이 가능할 수 있도록 무기 고형물과 폐유리 분말(Si, SiO₂)은 바람직하게는 0.1~0.5:1의 중량비로 배합되는 것이 가장 이상적이다.
상기 폐유리 분말은 폐디스플레이 유리로부터 수득하여 분쇄한 것으로, 입자크기는 1um 이하일 수 있으며, 무기혼합분말과 혼합하기 전에 질산 또는 염산을 이용하여 산 처리할 수 있다.
상기 무기혼합분말에 염을 첨가한 후 수열합성하여 무기화합물을 생성한다(S50).
상기 S40단계에서 혼합된 무기혼합분말 총량에 대해 1~5M의 염을 첨가한 후, 80~100℃, 바람직하게는 85~95℃으로 설정된 오븐에서 40~50시간, 바람직하게는 48시간 동안 반응시킬 수 있다. 이는 염을 무기혼합분말의 총 중량에 대하여 1M 미만으로 첨가하면, 염 함량 부족으로 인한 제올라이트 합성 반응 불량을 야기 일 수 있고, 5M을 초과하여 첨가하면, 제올라이트 합성 반응에 참여하지 않는 잉여 염의 양이 증가될 수 있다.
상기 오븐의 온도가 80℃미만이면, 반응이 완료되는데 걸리는 시간이 오래 걸리므로 효율이 낮을 수 있고, 100℃를 초과하면, 염이 기화됨으로써 안전성의 확보가 어려울 수 있다.
상기 반응시간이 40시간 미만이면, 혼합분말과 염간의 반응이 제대로 일어나기에 시간이 부족하여 제올라이트의 합성 비율이 낮을 수 있고, 50시간을 초과하면, 필요 이상의 반응 시간으로 인하여 업무 효율이 낮아질 수 있다.
본 발명에서는 산화물을 이온화시키기 위하여 염을 첨가하였으며, 염으로는 수산화나트륨, 수산화칼슘, 수산화칼륨 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 1종, 상세하게는 0.1M 내지 3M, 바람직하게는 0.5M 내지 1.5M 농도의 수산화나트륨일 수 있다. 이는 수산화나트륨이 농도가 3M을 초과하면, 소달라이트가 생성되므로 제올라이트의 수득이 어려울 수 있으므로 바람직하지 못하다.
상기 무기화합물을 여과 및 수세한 후, 건조한다(S60).
상기 S50단계에서 생성된 무기화합물을 원심분리기를 이용하여 고체와 액체로 각각 분리한 후, 회수된 고체는 증류수로 1~5회, 바람직하게는 3회 수세하고, 에탄올로 1회 더 수세하여 증류수에 의해 미처 제거되지 않은 고체의 표면에 잔존하는 유기물을 제거할 수 있으며, 건조가 더 신속하게 진행될 수 있다. 또한, 이에 순도가 향상될 수 있다. 그 후, 고체를 70~90℃, 바람직하게는 80℃의 오븐에서 20~30시간, 바람직하게는 24시간 동안 건조시킬 수 있다. 이는 건조 온도가 70℃ 미만이면, 건조하는 데 소요되는 시간이 길어질 수 있고, 90℃를 초과하면 고체의 물성 변화가 초래될 수 있다. 상기 건조 시간이 20시간 미만이면, 고체의 표면에 증류수 또는 에탄올에 잔존할 확률이 있고, 30시간을 초과하면, 과도하게 열에 노출됨으로써 품질이 저하될 수 있다.
상술한 바와 같은 건조하는 단계가 완료되면, 하기 화학식 1을 갖는 제올라이트가 수득된다. 이러한 제올라이트는 다공성 구조를 갖을 수 있으며, 제습제, 촉매, 중금속 흡착제 등 다양한 용도로 사용 가능하다.
[화학식 1]
WY(Si, Al)(O2xㆍnH2O)
여기서, W는 Na, Ca, K이다.
본 발명에 따른 제올라이트는 폐처리되는 알루미늄 블랙 드로스로부터 회수된 알루미늄 및 폐유리 분말의 합성에 의해 제조되므로 환경 친화적일 뿐만 아니라 제조비용을 절감할 수 있다.
실시예 1 ~ 6. 제올라이트 제조
알루미늄 블랙 드로스를 컷밀(cut mill)을 이용하여 1mm의 크기로 파쇄한 후 증류수와 혼합하여 슬러리를 제조하였다. 그 다음 고액분리장치를 이용하여 슬러리로부터 무기 고형물을 분리하고, 이를 실온에서 건조시켰다. 그 후 하기 표 1에 기재된 질량비로 폐유리 분말과 혼합한 후 1M의 NaOH를 첨가하여 90℃에서 48시간 동안 수열합성하였다. 그리고, 수세 및 건조하여 실시예 1 내지 6의 제올라이트를 제조하였다.
표 1은 무기 고형물 및 폐유리의 혼합 질량비를 나타낸 표이다.
구분 무기 고형물(Al) 폐유리(Si)
실시예 1 0.1 1
실시예 2 0.3 1
실시예 3 0.5 1
실시예 4 1.5 1
실시예 5 3 1
실시예 6 5 1
알루미늄 및 규소의 혼합 질량비에 따른 제올라이트의 합성 효율을 확인하기 위하여 XRD를 측정하였다.
도 2는 실시예 1 내지 6의 X선 회절분석결과를 나타낸 그래프이고, 도 3은 실시예 1의 실험 전 후를 촬영한 SEM이미지이다.
도 2를 참조하면, 실시예 2 내지 실시예 6에서는 제올라이트 피크뿐만 아니라 중간체인 Charbazite, MgO, MgAl2O4가 함께 존재하였으나 실시예 1에서는 오직 제올라이트 피크만 존재하는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 실시예 6에서 실시예 1으로 갈수록 MgO, MgAl2O4가 점점 감소하다가 사라지는 것을 알 수 있었다. 이에 수열합성 반응 시 이온화 과정에서 Mg가 이온상태로 존재하다가 수세에 의해 제거될 수 있음을 미루어 짐작할 수 있었다.
도 3을 참조하면, 수열합성 전에는 결정들이 넓게 분포되어 있었으나, 수열합성 후 큐브 형상의 제올라이트 결정이 관찰되는 것을 확인할 수 있었다.
실시예 7 ~ 9. 제올라이트 제조
무기 고형물과 폐유리를 1:1의 질량비로 혼합하고, 수열합성을 하기 표 2에 기재된 조건으로 실시한 것을 제외하고는 실시예 1의 제조방법과 동일한 방법으로 실시예 7 내지 실시예 9의 제올라이트를 제조하였다.
표 2는 수열합성 조건을 나타낸 표이다.
구분 NaOH 농도 온도(℃) 시간(Hour)
실시예 7 1M 90 24
실시예 8 110 24
실시예 9 90 70
수열합성 시 온도 및 시간에 따른 제올라이트의 합성 효율을 확인하기 위하여 XRD를 측정하였다.
도 4는 실시예 7 내지 9의 X선 회절분석결과를 나타낸 그래프이다.
도 4를 참조하면, 수열합성 후 중간체인 Charbazite 피크가 확인되기는 하였으나 미반응 MgAl2O4의 피크가 여전히 존재하는 것을 확인할 수 있었다.
실시예 10 ~ 15. 제올라이트 제조
무기 고형물과 폐유리를 1:1의 질량비로 혼합하고, 수열합성을 하기 표 3에 기재된 조건으로 실시한 것을 제외하고는 실시예 1의 제조방법과 동일한 방법으로 실시예 10 내지 실시예 15의 제올라이트를 제조하였다.
표 3은 수열합성 조건을 나타낸 표이다.
구분 NaOH 농도 온도(℃) 시간(Hour)
실시예 10 0M 90 48
실시예 11 1M
실시예 12 2M
실시예 13 3M
실시예 14 4M
실시예 15 5M
수열합성 시 수산화나트륨의 농도에 따른 제올라이트의 합성 효율을 확인하기 위하여 XRD를 측정하였다.
도 5는 실시예 10 내지 15의 X선 회절분석결과를 나타낸 그래프이다.
도 5를 참조하면, 실시예 12 내지 15에서는 소달라이트(Sodalite) 피크가 관찰되었으나 실시예 10 및 11에서는 중간체인 Charbazite, MgO, MgAl2O4가 혼재되어 있는 것을 확인할 수 있었다.
이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.

Claims (22)

  1. 알루미늄 블랙 드로스를 파쇄하여 준비하는 단계;
    상기 파쇄된 알루미늄 블랙 드로스를 용매에 혼합하여 슬러리를 제조하는 단계;
    상기 슬러리로부터 무기 고형물을 분리 및 건조하는 단계;
    상기 무기 고형물 및 폐유리 분말을 혼합하여 무기혼합분말을 제조하는 단계;
    상기 무기혼합분말에 염을 첨가한 후 수열합성하여 무기화합물을 제조하는 단계; 및
    상기 무기화합물을 여과 및 수세한 후 건조하는 단계를 포함하는 제올라이트의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 알루미늄 블랙 드로스는 컷밀, 볼밀, 로드밀, 임팩트밀, 해머밀 또는 진동밀에 의해 0.1~2mm의 크기로 파쇄되는 제올라이트의 제조방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 혼합에 의해 파쇄된 알루미늄 블랙 드로스로부터 염화나트륨 및 염화칼륨은 용매에 용해되는 제올라이트의 제조방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 용매는 증류수인 제올라이트의 제조방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 무기 고형물 및 폐유리 분말은 0.1~5:1의 중량비로 혼합되는 제올라이트의 제조방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 염은 수산화나트륨, 수산화칼슘, 수산화칼륨 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 1종인 제올라이트의 제조방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 수열합성은 80~100℃의 온도 하에서 40~60시간 동안 실시되는 제올라이트의 제조방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 수세는 증류수 및 에탄올을 이용하여 실시되는 제올라이트의 제조방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 건조는 70~90℃의 온도 하에서 20~30시간 동안 실시되는 제올라이트의 제조방법.
  10. 알루미늄 블랙 드로스를 파쇄하여 준비하는 단계;
    상기 파쇄된 알루미늄 블랙 드로스를 용매에 혼합하여 슬러리를 제조하는 단계; 및
    상기 슬러리로부터 무기 고형물을 분리 및 건조하는 단계를 포함하는 알루미늄 회수방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 알루미늄 블랙 드로스는 컷밀, 볼밀, 로드밀, 임팩트밀, 해머밀 또는 진동밀에 의해 0.1~2mm의 크기로 파쇄되는 알루미늄 회수방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 혼합에 의해 파쇄된 알루미늄 블랙 드로스로부터 염화나트륨 및 염화칼륨은 용매에 용해되는 알루미늄 회수방법.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 용매는 증류수인 알루미늄 회수방법.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 알루미늄 블랙 드로스로부터 회수된 알루미늄은 제올라이트의 제조에 사용되는 알루미늄 회수방법.
  15. 알루미늄 블랙 드로스로부터 회수된 무기 고형물과 폐유리 분말을 혼합하여 무기혼합분말을 제조하는 단계;
    상기 무기혼합분말에 염을 첨가한 후 수열합성하여 무기화합물을 제조하는 단계; 및
    상기 무기화합물을 여과 및 수세한 후 건조하는 단계를 포함하는 제올라이트의 제조방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 무기 고형물과 폐유리 분말은 0.1~5:1의 중량비로 혼합되는 제올라이트의 제조방법.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 수열합성은 80~100℃의 온도 하에서 40~60시간 동안 실시되는 제올라이트의 제조방법.
  18. 제15항에 있어서,
    상기 수세는 증류수 및 에탄올을 이용하여 실시되는 제올라이트의 제조방법.
  19. 제15항에 있어서,
    상기 건조는 70~90℃의 온도 하에서 20~30시간 동안 실시되는 제올라이트의 제조방법.
  20. 알루미늄 블랙 드로스로부터 회수된 알루미늄 및 폐유리 분말의 합성에 의해 제조된 제올라이트.
  21. 알루미늄 블랙 드로스로부터 회수된 알루미늄 및 폐유리 분말의 합성에 의해 제조된 제올라이트를 포함하는 흡착제.
  22. 알루미늄 블랙 드로스로부터 회수된 알루미늄 및 폐유리 분말의 합성에 의해 제조된 제올라이트를 포함하는 촉매.
KR1020180092933A 2018-08-09 2018-08-09 폐자원을 이용한 제올라이트의 제조방법 KR102105859B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180092933A KR102105859B1 (ko) 2018-08-09 2018-08-09 폐자원을 이용한 제올라이트의 제조방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180092933A KR102105859B1 (ko) 2018-08-09 2018-08-09 폐자원을 이용한 제올라이트의 제조방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200017715A true KR20200017715A (ko) 2020-02-19
KR102105859B1 KR102105859B1 (ko) 2020-05-04

Family

ID=69670382

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180092933A KR102105859B1 (ko) 2018-08-09 2018-08-09 폐자원을 이용한 제올라이트의 제조방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102105859B1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220075904A (ko) * 2020-11-30 2022-06-08 재단법인 포항산업과학연구원 리튬 부산물을 이용한 제올라이트 제조방법
KR20230132993A (ko) * 2022-03-10 2023-09-19 부경대학교 산학협력단 폐알루미늄 분진으로부터 제올라이트를 제조하는 방법

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102448510B1 (ko) * 2020-07-29 2022-09-29 고등기술연구원연구조합 아날심 제올라이트 제조방법, 이에 의해 제조되는 아날심 제올라이트 및 이를 포함하는 흡착제

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20000006090A (ko) * 1998-06-12 2000-01-25 헨미 데루오 인공제올라이트의제조방법
JP2003192336A (ja) * 2001-12-21 2003-07-09 Ueda Shokai Kk アルミニウムドロスを原料として用いた人工ゼオライトの製造方法
KR20050115693A (ko) * 2004-06-04 2005-12-08 한국화학연구원 고순도 제올라이트의 제조방법
KR20060013227A (ko) 2004-08-06 2006-02-09 주식회사제오빌더 제올라이트의 제조방법
KR20100074877A (ko) * 2008-12-24 2010-07-02 인하대학교 산학협력단 알루미늄 드로스로부터 추출한 수산화알루미늄을 이용한 다공성 알루미노포스페이트계 소재의 제조 방법
KR101735493B1 (ko) * 2017-03-02 2017-05-15 (주)디에스리퀴드 알루미늄 블랙 드로스 재활용 시스템 및 방법

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20000006090A (ko) * 1998-06-12 2000-01-25 헨미 데루오 인공제올라이트의제조방법
JP2003192336A (ja) * 2001-12-21 2003-07-09 Ueda Shokai Kk アルミニウムドロスを原料として用いた人工ゼオライトの製造方法
KR20050115693A (ko) * 2004-06-04 2005-12-08 한국화학연구원 고순도 제올라이트의 제조방법
KR20060013227A (ko) 2004-08-06 2006-02-09 주식회사제오빌더 제올라이트의 제조방법
KR20100074877A (ko) * 2008-12-24 2010-07-02 인하대학교 산학협력단 알루미늄 드로스로부터 추출한 수산화알루미늄을 이용한 다공성 알루미노포스페이트계 소재의 제조 방법
KR101735493B1 (ko) * 2017-03-02 2017-05-15 (주)디에스리퀴드 알루미늄 블랙 드로스 재활용 시스템 및 방법

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220075904A (ko) * 2020-11-30 2022-06-08 재단법인 포항산업과학연구원 리튬 부산물을 이용한 제올라이트 제조방법
KR20230132993A (ko) * 2022-03-10 2023-09-19 부경대학교 산학협력단 폐알루미늄 분진으로부터 제올라이트를 제조하는 방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR102105859B1 (ko) 2020-05-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5296539B2 (ja) セリアを主材料としたガラス研磨組成物およびその製造方法
KR102105859B1 (ko) 폐자원을 이용한 제올라이트의 제조방법
JPH072512A (ja) 岩石から純粋な無定形シリカの製造方法
CN109928406B (zh) 一种方沸石及其合成方法
KR102316889B1 (ko) 리튬 부산물을 이용한 제올라이트 제조 방법
JP5688946B2 (ja) 高純度シリカの製造方法
CN108745272A (zh) 一种粉煤灰直接制备介微孔吸附材料的方法
JP5431780B2 (ja) ニオブ原料又はタンタル原料を得るための処理方法、ニオブ又はタンタルの分離精製方法、酸化ニオブ又は酸化タンタルの製造方法。
KR101618773B1 (ko) 플러렌의 제조방법
KR102448510B1 (ko) 아날심 제올라이트 제조방법, 이에 의해 제조되는 아날심 제올라이트 및 이를 포함하는 흡착제
JP4988187B2 (ja) ゼオライトの製造方法
CN1046253C (zh) 一种铯和铷盐溶液的制备方法
JP7400716B2 (ja) 無機イオン交換体及びその製造方法、並びに放射性ストロンチウムを含有する水の浄化方法
CN1038668C (zh) 制备高密度铯和铷盐溶液的方法
EP0327851B1 (en) Method for recovering casting refractory compositions from investment casting slurries and from cores
CN109928403B (zh) 一种大尺寸方沸石及其合成方法
KR102649207B1 (ko) 간접탄산화 공정에서 발생하는 잔류부산물을 이용한 제올라이트-p 합성 방법
JP4565704B2 (ja) 高純度酸化ホルミウム及びその製造方法
JP3805815B2 (ja) 水酸化カルシウム乾燥粉体の製造方法
JP4480317B2 (ja) アルミノ珪酸ソーダの処理方法
KR102508854B1 (ko) 리튬 부산물을 이용한 제올라이트 제조방법
KR20060013227A (ko) 제올라이트의 제조방법
TWI565662B (zh) 環保中孔分子篩調濕材料及其製備方法
GB2625399A (en) Method for recovering lithium hydroxide
JP2022057080A (ja) 塩素含有灰の脱塩洗浄灰の回収方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right