KR20210052684A - 광물학적 상전이에 의한 석면 무해화 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 석면에 용융온도가 낮은 상전이용 첨가제를 혼합하여, 저온에서 광물학적으로 인체에 유해한 석면의 석유상을 비석면상으로 변환시킬 수 있는 석면 무해화 방법에 관한 것으로서, (1단계) 석면 또는 석면 함유 물질을 분쇄하는 단계; (2단계) 분쇄된 석면 또는 석면 함유 물질에 상전이용 첨가제를 혼합하여 혼합물을 제조하는 단계; (3단계) 상기 혼합물에 용매를 혼합하여 슬러리를 제조하는 단계; 및 (4단계) 상기 슬러리를 열처리하는 단계;를 포함한다.
Description
본 발명은 석면에 용융온도가 낮은 상전이용 첨가제를 혼합하여, 저온에서 광물학적으로 인체에 유해한 석면의 석유상을 비석면상으로 변환시킬 수 있는 석면 무해화 방법에 관한 것이다.
석면(asbestos)은 천연에서 산출되는 섬유상 광물로, 사문암계의 백석면(chrysotile), 각섬석계의 갈석면(amosite), 청석면(crocidolite), 직섬석(anthophyllite), 투각섬석(tremolite) 및 양기석(actinolite) 등으로 분류된다. 상기 석면은 섬유 집합체 즉 다발 형태로 산출되며 주변 암체로부터 쉽게 분리되어 벽개면을 따라 더 작은 조각으로 쪼개진다는 특징이 있으며, 석면은 인장내력과 유연성이 뛰어나고, 불연성과 내구성, 내마소성, 내열성, 내약품성, 절연성 보온성 등의 특성이 우수하며, 채취 및 가공에 있어서 매우 저렴하다는 장점까지 있다. 따라서 석면 제품은 건설 및 건축 자재, 전기 제품, 가정용품, 의약품 등에 주로 사용되어왔으며, 특히 자동차 브레이크 라이닝, 클러치 및 개스킷 등의 자동차 부품으로도 사용되었다.
그러나 섬유 형태의 석면은 세계 보건 기구(WHO) 산하 국제 암 연구소(IARC)에서 지정한 1급 발암 물질로서, 호흡기를 통해 흡입될 경우 폐 조직에 부착되어 폐증, 악성중피종, 폐암, 식도암 및 위암 등 인체에 치명적인 질병을 유발할 수 있다.
이에 따라 한국 정부는 1991년 폐기물관리법 시행령에 처음으로 석면을 특정폐기물로 추가하였고, 2008년부터 석면제품의 전면적인 수입 금지가 시행되었다. 또한 고형 제품이라 할지라도 1% 이상 함유된 석면폐기물은 모두 지정폐기물로 처리하도록 폐기물관리법 시행규칙이 시행된 바 있다. 2009년 "석면관리 종합대책"을 수립하여 석면의 국내 제조, 수입, 사용을 전면 금지하고, 건축물 철거·멸실 신고 시 석면조사를 의무화하며, 친환경적인 폐석면 처리를 추진하는 등 안전관리를 강화해 오고 있다. 국내의 경우, 2011년 석면이 1% 이상인 모든 물질에 대해 취급 및 이동 등 모든 행위를 불법으로 규정하였다.
이에 석면이 폐기물로 발생할 경우 이를 안전하게 처리해야 하며, 현재 법적으로 규정하고 있는 석면의 처리법은 매립법과 용융처리법이 있다. 그러나 석면 함유 물질을 지정 폐기물 처리장에 매립하는 경우 매립장의 적재 한계 문제가 있고, 매립 후 환경오염물질이 노출되는 등의 문제가 있다. 석면을 고온에서 가열하여 용융시킴으로서 섬유상 구조를 제거하는 용융처리법은 1500℃ 이상의 고온 가열로 인해 상당히 많은 에너지가 소요되며 처리비용이 많이 들어 경제적인 측면에서 효과적이지 못하다는 문제점을 지니고 있다.
이에 석면을 단시간에 완전하고 안전하게 처리하기 위해 인산, 황산, 질산, 염산 및 불화수소산 등의 무기산을 이용한 폐석면 무해화 처리가 제시되고 있으나, 이 역시 온석면의 함유량을 1% 미만으로 감소시키기 위해서는 다량의 강산을 사용하거나, 비교적 높은 온도, 충분한 반응 시간이 요구되어 비경제적이며 다량의 산성용액에 의해 2차 오염 문제가 발생하였다.
따라서 석면 함유 물질에 대한 경제적인 처리법 및 높은 안정성을 제공하는 석면 무해화 방법이 절실한 상황이며, 이에 본 발명자들은 상전이용 첨가제를 혼합하여 석면의 융점을 낮추어 저온에서 석면의 광물학전인 상변화를 유도하여 짧은 시간 내에 석면을 99% 이상 제거할 수 있는 석면 무해화 방법을 개발하게 되었다.
본 발명의 목적은 약산성의 유기산 및 무기염을 포함하는 상전이용 첨가제를 이용하여 저온에서 광물학적으로 석면을 비-석면상으로 변환시켜 석면의 유해성을 99% 이상 제거할 수 있는 석면 무해화 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 광물학적 상전이에 의한 석면 무해화 방법은 (1단계) 석면 또는 석면 함유 물질을 분쇄하는 단계;
(2단계) 분쇄된 석면 또는 석면 함유 물질에 상전이용 첨가제를 혼합하여 혼합물을 제조하는 단계;
(3단계) 상기 혼합물에 용매를 혼합하여 슬러리를 제조하는 단계; 및
(4단계) 상기 슬러리를 열처리하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 광물학적 상전이에 의한 석면 무해화 방법의 상기 2단계에 있어서, 상기 상전이용 첨가제는 황산염, 옥살산, 불소염으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있다. 이때, 상기 황산염은 황산암모늄, 황산나트륨, 황산수소암모늄 및 황산수소나트륨으로 이루어진 군에서 선택된 1종일 수 있으며, 상기 불소염은 플루오린화암모늄, 플루오린화나트륨 및 트리플루오로아세트산으로 이루어진 군에서 선택된 1종일 수 있다. 구체적으로는 상기 상전이용 첨가제는, 불소염; 및, 옥살산 또는 황산염;을 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 광물학적 상전이에 의한 석면 무해화 방법의 상기 3단계에 있어서, 상기 용매는 물, 증류수 및 탈이온수로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 광물학적 상전이에 의한 석면 무해화 방법의 상기 4단계에 있어서, 열처리 온도는 50~100℃이며, 열처리 시간은 0.5~2시간일 수 있다.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 광물학적 상전이에 의한 석면 무해화 방법은 (1단계) 석면 또는 석면 함유 물질을 분쇄하는 단계;
(2단계) 분쇄된 석면 또는 석면 함유 물질에, 상전이용 첨가제를 혼합하여 혼합물을 제조하는 단계;
(3단계) 상기 혼합물에 용매를 혼합하여 슬러리를 제조하는 단계; 및
(4단계) 상기 슬러리를 열처리하는 단계;를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 광물학적 상전이에 의한 석면 무해화 방법의 상기 1단계에 있어서, 석면은 주로 백석면(chrysotile)을 의미하나 이에 제한되는 것은 아니며, 갈석면(amosite), 청석면(crocidolite), 직섬석(anthophyllite), 투각섬석(tremolite) 및 양기석(actinolite)은 물론 존재하는 모든 석면상 물질을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 광물학적 상전이에 의한 석면 무해화 방법의 상기 1단계에 있어서, 상기 석면 또는 석면 함유 물질은 1mm 이하의 크기로 분쇄될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 광물학적 상전이에 의한 석면 무해화 방법의 상기 2단계에 있어서, 상기 상전이용 첨가제는 저온에서 용융이 가능한 촉진제로, 가열온도를 낮추고 반응을 촉진하는 촉매적 성질은 물론, 석면과의 반응에 따라 섬유상의 석면을 비정질 또는 비섬유상 결정질 상으로 변환시킬 수 있는 물질이다. 상기 상전이용 첨가제는 황산염, 옥살산, 불소염으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있다. 이때, 상기 황산염은 황산암모늄, 황산나트륨, 황산수소암모늄 및 황산수소나트륨으로 이루어진 군에서 선택된 1종일 수 있으며, 상기 불소염은 플루오린화암모늄, 플루오린화나트륨 및 트리플루오로아세트산으로 이루어진 군에서 선택된 1종일 수 있다. 구체적으로는 상기 상전이용 첨가제는, 불소염; 및, 옥살산 또는 황산염;을 포함하는 것일 수 있다.
또한, 상기 상변환용 첨가제는 불소염; 및, 옥살산 또는 황산염;이 1 : 2~6의 중량비로 혼합되어 있는 것일 수 있다. 불소염; 및, 옥살산 또는 황산염;의 혼합비가 1 : 2 중량비 미만일 경우 석면을 충분히 무해화할 수 없으며, 1 : 6을 초과하는 경우 과량의 옥살산 또는 황산염이 반응에 참여하지 않고 잔존하므로 별도의 중화 또는 세척 등의 공정을 필요로 할 수 있으며, 2차 환경오염을 일으킬 수 있어 바람직하지 않다.
본 발명의 일 실시예에 의한 광물학적 상전이에 의한 석면 무해화 방법의 상기 2단계에 있어서, 상기 상전이용 첨가제는 석면 100중량부를 기준으로 30~50중량부가 혼합될 수 있다. 상변환용 첨가제의 함량이 석면 100중량부에 대하여 30중량부 미만일 경우 석면을 충분히 무해화할 수 없으며, 50중량부를 초과하는 경우 과도한 양의 상전이용 첨가제 사용으로 경제적인 측면에서 불리하며, 2차 환경오염을 야기할 수 있으므로 바람직하지 않다.
본 발명의 일 실시예에 의한 광물학적 상전이에 의한 석면 무해화 방법의 상기 3단계에 있어서, 상기 용매는 상전이용 첨가제의 역할을 촉진하기 위한 것으로서 물, 증류수 및 탈이온수로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있다. 또한 본 발명의 석면 무해화 방법은 용매를 포함함으로서 열처리하는 동안 최적량의 상전이용 첨가제 및 석면이 균질하게 반응할 수 있도록 해준다. 바람직하게는 상기 용매는 석면 100중량부를 기준으로 500중량부 이하로 혼합될 수 있다. 용매를 첨가하지 않더라도 석면 및 상전이용 첨가제가 충분히 혼합된다면, solid : soild 반응이 가능하다. 그러나 이 경우 반응온도 및 반응시간이 증가하므로 바람직하지 않다. 더욱 바람직하게는 상기 용매는 석면 100중량를 기준으로 10~500중량부가 혼합될 수 있다. 석면 100중량부에 대하여 용매의 함량이 10중량부 미만일 경우 석면이 상전이 첨가제에 의한 용액 내에 충분한 침액이 되지 않아 완전한 반응을 유도할 수 없으며, 500중량부를 초과하는 경우 용매의 함량이 많아 적정 반응 시간 후 용매가 남아 재 건조를 위한 시간과 온도가 필요하므로 바람직하지 않다. 또한 용매를 사용할 경우 석면 대하여 비교적 적은 양의 상전이용 첨가제만으로 석면 무해화반응을 촉진시킬 수 있어 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 의한 광물학적 상전이에 의한 석면 무해봐 방법의 상기 4단계에 있어서, 열처리 단계는 50~100℃의 온도로 0.5~2시간 수행될 수 있다. 열처리 시 온도가 50℃ 미만일 경우 상전이용 첨가제의 용융온도보다 낮아 반응성이 현저하게 떨어져 석면의 무해화가 이루어지지 않으며, 열처리 온도가 100℃를 초과하는 경우 경제적인 측면에서 불리하므로 바람직하지 않다. 또한 열처리 수행시간이 0.5시간 미만일 경우 석면의 무해화가 충분히 이루어지지 않으며, 수행시간이 2시간을 초과하는 경우 경제적인 측면에서 불리하므로 바람직하지 않다.
본 발명의 광물학적 상전이에 의한 석면 무해화 방법은 석면에 용융온도가 낮은 상전이용 첨가제를 혼합한 후 저온에서 열처리하는 단계를 포함하여 단시간 내에 경제적으로 석면의 섬유상으로부터 다양한 형태로의 변형으로 인해 석면을 99% 이상 무해화하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 광물학적 상전이에 의한 석면 무해화 방법을 통해 50~100℃의 저온 및 2시간 이내의 짧은 시간에 대량의 석면을 상변화시켜 유해성을 99% 이상 제거할 수 있다.
또한 본 발명의 광물학적 상전이에 의한 석면 무해화 방법은 상전이용 첨가제를 최적정량으로 혼합 사용함으로써 저온에서 열처리하는 것만으로 석면을 무해화할 수 있어 열처리를 위한 에너지 비용을 저감할 수 있다.
또한 소량의 상전이용 첨가제를 사용함으로써 강산 처리에 따른 2차 환경오염을 방지할 수 있으며, 반응 후 중화 반응 및 세척, 분리하는 별도의 공정을 필요로 하지 않아 대량처리가 가능하다.
게다가 본 발명의 광물학적 상전이에 의한 석면 무해화 방법은 천연 석면 및 석면을 함유한 슬레이트 등 함석면 폐기물 처리에 응용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광물학적 상전이에 석면 무해화 방법을 나타낸 순서도이다.
도 2a는 무해화 처리하지 않은 석면의 X-선 회절분석결과를 나타낸 그래프이다.
도 2b는 무해화 처리하지 않은 석면의 주사전자현미경 촬영 이미지이다.
도 3a는 실시예 1 또는 실시예 4의 석면에 대한 X-선 회절분석결과를 나타낸 그래프이다.
도 3b는 실시예 1 또는 실시예 4의 석면에 대한 주사전자현미경 촬영 이미지이다.
도 4a는 비교예 3의 석면에 대한 X-선 회절분석결과를 나타낸 그래프이다.
도 4b는 비교예 3의 석면에 대한 주사전자현미경 촬영 이미지이다.
도 5a는 실시예 2 또는 실시예 6의 석면에 대한 X-선 회절분석결과를 나타낸 그래프이다.
도 5b는 실시예 2 또는 실시예 6의 석면에 대한 주사전자현미경 촬영 이미지이다.
도 6a는 실시예 3 또는 실시예 5의 석면에 대한 X-선 회절분석결과를 나타낸 그래프이다.
도 6b는 실시예 3 또는 실시예 5의 석면에 대한 주사전자현미경 촬영 이미지이다.
도 7은 비교예 1의 석면에 대한 주사전사현미경 촬영 이미지이다.
도 2a는 무해화 처리하지 않은 석면의 X-선 회절분석결과를 나타낸 그래프이다.
도 2b는 무해화 처리하지 않은 석면의 주사전자현미경 촬영 이미지이다.
도 3a는 실시예 1 또는 실시예 4의 석면에 대한 X-선 회절분석결과를 나타낸 그래프이다.
도 3b는 실시예 1 또는 실시예 4의 석면에 대한 주사전자현미경 촬영 이미지이다.
도 4a는 비교예 3의 석면에 대한 X-선 회절분석결과를 나타낸 그래프이다.
도 4b는 비교예 3의 석면에 대한 주사전자현미경 촬영 이미지이다.
도 5a는 실시예 2 또는 실시예 6의 석면에 대한 X-선 회절분석결과를 나타낸 그래프이다.
도 5b는 실시예 2 또는 실시예 6의 석면에 대한 주사전자현미경 촬영 이미지이다.
도 6a는 실시예 3 또는 실시예 5의 석면에 대한 X-선 회절분석결과를 나타낸 그래프이다.
도 6b는 실시예 3 또는 실시예 5의 석면에 대한 주사전자현미경 촬영 이미지이다.
도 7은 비교예 1의 석면에 대한 주사전사현미경 촬영 이미지이다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 내용이 철저하고 완전해지도록, 당업자에게 본 발명의 사상을 충분히 전달하기 위해 제공하는 것이다.
[실시예 1]
백석면을 1mm 이하의 크기로 분쇄한 후 분쇄된 백석면 0.6g에 옥살산 0.2g, 불화암모늄 0.05g을 혼합하고 증류수 3ml를 첨가하여 반응로에서 80℃에서 1시간 동안 열처리하였다. 이때, 반응용액은 반응로에서 석면과 반응하여 완전히 건조된 상태로 확인되었다.
[실시예 2 내지 6 및 비교예 1 내지 4]
실시예 1과 동일한 방법으로, 실시예 2 내지 6 및 비교예 1 내지 4를 표 1과 같은 조성 및 조건으로 혼합, 가열하여 석면을 무해화하였다.
| 석면 (g) |
광물학적 상전이용 촉진제 | 증류수 (ml) |
열처리 온도 (℃) |
열처리 시간 (hr) |
||||||
| 불소염 | 옥살산 (g) |
황산 수소 암모늄 (g) |
황산 수소 나트륨 (g) | |||||||
| 불화 암모늄 (g) |
불화 나트륨 (g) |
TFA (ml) |
||||||||
| 실시예 1 | 0.6 | 0.05 | 0 | 0 | 0.2 | 0 | 0 | 3 | 80 | 1 |
| 실시예 2 | 0.6 | 0.05 | 0 | 0 | 0 | 0.3 | 0 | 3 | 60 | 1 |
| 실시예 3 | 0.6 | 0 | 0 | 0.1 | 0 | 0 | 0.3 | 3 | 80 | 1 |
| 실시예 4 |
0.6 | 0 | 0 | 0.1 | 0.4 | 0 | 0 | 3 | 100 | 1 |
| 실시예 5 |
0.6 | 0 | 0.05 | 0 | 0 | 0 | 0.2 | 3 | 50 | 1 |
| 실시예 6 | 0.6 | 0 | 0.05 | 0 | 0 | 0.2 | 0 | 3 | 80 | 1 |
| 비교예 1 | 0.6 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0.9 | 0 | 60 | 1 |
| 비교예 2 | 0.6 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0.7 | 0 | 0 | 100 | 2 |
| 비교예 3 | 0.6 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 100 | 1 |
| 비교예 4 | 0.6 | 0.05 | 0 | 0 | 0.2 | 0 | 0 | 3 | 60 | 1 |
[평가예]
실시예 1 내지 6 및 비교예 1 내지 4의 반응 후 반응물질을 X-선 회절 분석(X-ray diffraction; XRD) 및 주사전자현미경(scanning electrion microscope; SEM) 촬영을 통해 결정상 및 형태를 분석하였으며, 실시예 1 내지 6 및 비교예 1, 비교예 3의 XRD 그래프 및 SEM 분석 이미지를 도 3 내지 도 7에 나타내었다. 또한, 본 발명의 무해화 처리에 따른 결과를 비교하기 위하여 무해화 처리하지 않은 석면의 XRD 분석 결과 그래프 및 SEM 이미지를 도 2에 나타내었으며, 자연산 석면은 XRD 상에서 전형적인 백석면의 피크가 관찰되었으며, SEM 분석결과 섬유상으로 확인되었다.
도 3은 실시예 1과 4를 통해 무해화된 석면의 XRD 분석 및 SEM 촬영 이미지 결과로서, 먼저 도 3(a)를 참조하여, XRD 분석 결과 마그네슘 옥살레이트(Glushinskite; [Mg(C2O4·2H20)])와 포스테라이트(forsterite : Mg2SiO4)가 생성되었음을 확인하였다. 마그네슘 옥살레이트는 마그네슘을 풍부하게 함유한 광물 및 옥살산과 반응하여 형성되는 단사정계의 광물로 백석면의 주요 원소인 Mg과 반응하여 형성된 반응물의 결과이다. 또한 도 3(b)를 참조하여, SEM 분석결과 glushinskite 는 1∼1.5㎛ 크기의 사면체 형태의 면이 잘 발달한 쌍정의 결정형태로 관찰되었고, forsterite는 직경 0.6㎛ 이상의 두께와 다양한 길의 막대 형태로 관찰되었으며, 표면은 작은 입자들 혹은 비늘형태의 모습으로 분석되었다. 따라서 옥살산과 불소염을 사용하여 80∼100℃의 온도에서 열처리함으로서 석면구조 내의 마그네슘 용출을 촉진시켜 단사정계의 Glushinskite 및 사방정계의 forsterite로 상전이 시킴으로써 석면의 완전한 무해화가 달성된 것이다. 실시예 4의 경우 실시예 1과 동일한 결과를 보여주었다.
반면, 비교예 4의 경우, 실시예 1과 동일한 방법으로 하고, 반응온도 60℃에서 실시한 결과, 상당량의 섬유상이 관찰되었다. 섬유상에 대한 EDS 분석을 실시한 결과 Si 및 Mg의 비율은 0.6∼1.3의 비율로 다양하게 분석되었으며, 백석면으로부터 Mg이 완전하게 용출되지 않아 섬유상으로 유지되어, XRD상에서 forsterite로 상전이가 이루어졌어도 섬유상의 형태가 관찰된 것으로 판단된다. 즉 상전이용 첨가제로서 불소염 및 옥살산을 이용하는 경우 섬유상의 백석면을 제거하기 위한 최적의 온도는 80∼100℃로 판단된다.
또한 도 4는 비교예 3을 통해 무해화된 석면의 XRD 분석 및 SEM 촬영 이미지 결과로서, 도 4(a) 및 도 4(b)를 참조하여, 비교예 3의 경우 백석면이 부분적으로 반응하지 않은 상태로 존재하였으며, 이러한 결과는 과잉의 옥살산이 완전히 반응에 참여하지 않고 잔존한 XRD 분석결과와 일치한다. 이 결과는 옥살산만을 과량 첨가하고 반응온도를 100℃ 이상으로 상승시키더라도 불소염이 첨가되지 않는 경우, 옥살산과 백석면이 완전히 반응하지 않음을 통해 불소염이 반응성을 촉진시킨 것을 확인할 수 있었다.
도 5는 실시예 2와 6을 통해 무해화된 석면의 XRD 분석 및 SEM 촬영 이미지 결과로서, 먼저 반응 생성물에 대한 XRD 분석 결과를 나타내는 도 5(a)를 참조하여, 백석면은 보우싱가울타이트(boussingaultite; [(NH4)2Mg(SO4)2·6H2O])와 forsterite로 상변이 되었다. 또한 전자 현미경 분석 결과를 나타내는 도 5(b)를 참조하여, 반응 물질의 형태가 1㎛ 이하의 직경을 갖고 있는 기둥 형태의 boussingaultite와 forsterite의 결정들만이 관찰되어 섬유상의 석면이 완전히 무해화됨을 확인하였다. 이상의 결과는 용해도가 높은 황산수소암모늄이 석면과 반응하여 반응온도 60℃에서 boussingaultite가 형성된 것으로 보인다. 또한 불화암모늄이 석면의 실리카층을 제거하고 황산수소암모늄이 석면내의 Mg 이온을 용출시킴으로서 상당히 낮은 저온에서 boussingaultite의 반응을 촉진시켜 석면의 무해화 반응이 촉진된 것으로 판단된다. 그러나 비교예 2의 경우 실시예 2 및 6과 동일한 결과를 확인하였으나, 실시예 2 및 6보다 2∼3배 이상의 황산수소암모늄의 양이 요구되었으며 반응온도 또한 100℃ 이상, 반응시간 2시간 이상이 필요하였다. 이러한 결과는 용매을 사용하지 않은 solid: solid 반응 및 불소염을 사용하지 않은 결과로서 확인되었다.
도 6은 실시예 3과 5를 통해 무해화된 석면의 XRD 분석 및 SEM 촬영 이미지 결과로서, 먼저 반응 생성물에 대한 XRD 분석 결과를 나타내는 도 6(a)를 참조하여, 백석면은 loweite [(Na12Mg7(SO4)13·15(H2O)]와 forsterite로 상변이 되었다. 도 6(b)를 참조하여 SEM 분석결과, 석면은 완전히 능면체 형태의 loweite로 상전이 되어 섬유상의 석면은 관찰되지 않았다. NaHSO4의 용융점은 약 59℃이며 반응온도에 따른 용해도가 상당히 좋은 황산염의 일종으로 석면의 무해화 반응온도 50℃에서도 반응성이 뛰어나 석면을 무해화 하는데 상당히 효율성이 좋았다.
반면, 도 7을 참조하여 비교예 1의 SEM 분석결과, 용매와 불소염을 사용하지 않고 석면에 대한 황산수소나트륨의 비를 1:1.5의 비율로 다량 첨가하여 40℃에서 solid ; solid 반응 시킨 결과, 상당량의 석면이 부분적으로 반응하지 않은 상태로 잔존하였다.
따라서 상전이용 첨가제로 황산염과 불소염을 사용하는 경우 최적의 반응온도는 50∼80℃로 판단되며, 반응시간은 30분도 가능하기에 완벽한 석면의 무해화를 위해서는 0.5~2시간이 적절한 것으로 판단된다.
Claims (11)
- (1단계) 석면 또는 석면 함유 물질을 분쇄하는 단계;
(2단계) 분쇄된 석면 또는 석면 함유 물질에 상전이용 첨가제를 혼합하여 혼합물을 제조하는 단계;
(3단계) 상기 혼합물에 용매를 혼합하여 슬러리를 제조하는 단계; 및
(4단계) 상기 슬러리를 열처리하는 단계;를 포함하는 광물학적 상전이에 의한 석면 무해화 방법. - 제1항에 있어서,
상기 2단계에서 상전이용 첨가제는 황산염, 옥살산, 불소염으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 광물학적 상전이에 의한 석면 무해화 방법. - 제2항에 있어서,
상기 황산염은 황산암모늄, 황산나트륨, 황산수소암모늄 및 황산수소나트륨으로 이루어진 군에서 선택된 1종인 것을 특징으로 하는 광물학적 상전이에 의한 석면 무해화 방법. - 제2항에 있어서,
상기 불소염은 플루오린화암모늄, 플루오린화나트륨 및 트리플루오로아세트산으로 이루어진 군에서 선택된 1종인 것을 특징으로 하는 광물학적 상전이에 의한 석면 무해화 방법. - 제2항에 있어서,
상기 상전이용 첨가제는, 불소염; 및, 옥살산 또는 황산염;을 포함하는 것을 특징으로 하는 광물학적 상전이에 의한 석면 무해화 방법. - 제5항에 있어서,
상기 상전이용 첨가제는 불소염; 및, 옥살산 또는 황산염;이 1 : 2~6의 중량비로 혼합되어 있는 것을 특징으로 하는 광물학적 상전이에 의한 석면 무해화 방법. - 제1항에 있어서,
상기 2단계에서 상전이용 첨가제는 석면 100중량부를 기준으로 30~50중량부가 혼합되는 것을 특징으로 하는 광물학적 상전이에 의한 석면 무해화 방법. - 제1항에 있어서,
상기 3단계에서 용매는 물, 증류수 및 탈이온수로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 광물학적 상전이에 의한 석면 무해화 방법. - 제1항에 있어서,
상기 3단계에서 용매는 석면 100중량부를 기준으로 500중량부 이하로 혼합되는 것을 특징으로 하는 광물학적 상전이에 의한 석면 무해화 방법. - 제1항에 있어서,
상기 4단계에서 열처리 온도는 50~100℃인 것을 특징으로 하는 광물학적 상전이에 의한 석면 무해화 방법. - 제1항에 있어서,
상기 4단계에서 열처리 시간은 0.5~1시간인 것을 특징으로 하는 광물학적 상전이에 의한 석면 무해화 방법.
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- 2019-10-30 KR KR1020190136295A patent/KR20210052684A/ko not_active IP Right Cessation
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| AMND | Amendment | ||
| E601 | Decision to refuse application | ||
| AMND | Amendment | ||
| X601 | Decision of rejection after re-examination |