KR20220035580A - 폐라임 머드로 핸드 시트를 제조하기 위한 다단계 공정 현장 in-situ pcc 처리 방법 - Google Patents
폐라임 머드로 핸드 시트를 제조하기 위한 다단계 공정 현장 in-situ pcc 처리 방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20220035580A KR20220035580A KR1020200117502A KR20200117502A KR20220035580A KR 20220035580 A KR20220035580 A KR 20220035580A KR 1020200117502 A KR1020200117502 A KR 1020200117502A KR 20200117502 A KR20200117502 A KR 20200117502A KR 20220035580 A KR20220035580 A KR 20220035580A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- lime mud
- situ
- processing method
- hand sheets
- hydration
- Prior art date
Links
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 title claims abstract description 187
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 title claims abstract description 187
- 239000004571 lime Substances 0.000 title claims abstract description 187
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 title claims abstract description 46
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 title claims abstract description 40
- 239000002699 waste material Substances 0.000 title claims abstract description 33
- 229940088417 precipitated calcium carbonate Drugs 0.000 title claims abstract description 24
- 238000003672 processing method Methods 0.000 title claims abstract description 24
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 94
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 claims abstract description 66
- 230000036571 hydration Effects 0.000 claims abstract description 63
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 48
- 238000001354 calcination Methods 0.000 claims abstract description 32
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 30
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 claims abstract description 29
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 29
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Inorganic materials [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 26
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 claims abstract description 18
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 15
- 239000013055 pulp slurry Substances 0.000 claims abstract description 13
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 claims abstract description 9
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 230000000887 hydrating effect Effects 0.000 claims abstract description 8
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 claims abstract description 6
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 36
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 18
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 claims description 11
- 239000002655 kraft paper Substances 0.000 claims description 8
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 5
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 3
- 239000005373 porous glass Substances 0.000 claims description 3
- 239000000123 paper Substances 0.000 description 28
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 25
- 235000011116 calcium hydroxide Nutrition 0.000 description 22
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 15
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 12
- 235000012255 calcium oxide Nutrition 0.000 description 12
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 9
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 9
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 7
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 7
- 238000001157 Fourier transform infrared spectrum Methods 0.000 description 6
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000002149 energy-dispersive X-ray emission spectroscopy Methods 0.000 description 5
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 5
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 5
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 5
- 229910021532 Calcite Inorganic materials 0.000 description 4
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 4
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 4
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 4
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 4
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 4
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 4
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L sodium carbonate Substances [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- 239000002910 solid waste Substances 0.000 description 4
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 4
- 238000005033 Fourier transform infrared spectroscopy Methods 0.000 description 3
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- -1 Sulfide ions Chemical class 0.000 description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 3
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 3
- 229910014472 Ca—O Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 2
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical class O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 2
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 2
- 229920001021 polysulfide Polymers 0.000 description 2
- 239000005077 polysulfide Substances 0.000 description 2
- 150000008117 polysulfides Polymers 0.000 description 2
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 description 2
- 241000894007 species Species 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 2
- 238000004876 x-ray fluorescence Methods 0.000 description 2
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229920003043 Cellulose fiber Polymers 0.000 description 1
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen sulfide Chemical compound S RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000019738 Limestone Nutrition 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241001062472 Stokellia anisodon Species 0.000 description 1
- YKTSYUJCYHOUJP-UHFFFAOYSA-N [O--].[Al+3].[Al+3].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] Chemical compound [O--].[Al+3].[Al+3].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] YKTSYUJCYHOUJP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BFRXZIMAUMUZJH-UHFFFAOYSA-M [OH-].[Na+].[Na+].[Na+].[Na+].[Al+3].[Al+3].[Al+3].[O-][Si]([O-])([O-])[O-].[O-][Si]([O-])([O-])[O-].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] Chemical compound [OH-].[Na+].[Na+].[Na+].[Na+].[Al+3].[Al+3].[Al+3].[O-][Si]([O-])([O-])[O-].[O-][Si]([O-])([O-])[O-].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] BFRXZIMAUMUZJH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001579 aluminosilicate mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011013 aquamarine Substances 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- IRERQBUNZFJFGC-UHFFFAOYSA-L azure blue Chemical compound [Na+].[Na+].[Na+].[Na+].[Na+].[Na+].[Na+].[Na+].[Al+3].[Al+3].[Al+3].[Al+3].[Al+3].[Al+3].[S-]S[S-].[O-][Si]([O-])([O-])[O-].[O-][Si]([O-])([O-])[O-].[O-][Si]([O-])([O-])[O-].[O-][Si]([O-])([O-])[O-].[O-][Si]([O-])([O-])[O-].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] IRERQBUNZFJFGC-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 238000011284 combination treatment Methods 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000010411 cooking Methods 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- GDVKFRBCXAPAQJ-UHFFFAOYSA-A dialuminum;hexamagnesium;carbonate;hexadecahydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[Al+3].[Al+3].[O-]C([O-])=O GDVKFRBCXAPAQJ-UHFFFAOYSA-A 0.000 description 1
- 238000010494 dissociation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005593 dissociations Effects 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 231100000584 environmental toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- HNMCSUXJLGGQFO-UHFFFAOYSA-N hexaaluminum;hexasodium;tetrathietane;hexasilicate Chemical compound [Na+].[Na+].[Na+].[Na+].[Na+].[Na+].[Al+3].[Al+3].[Al+3].[Al+3].[Al+3].[Al+3].S1SSS1.S1SSS1.[O-][Si]([O-])([O-])[O-].[O-][Si]([O-])([O-])[O-].[O-][Si]([O-])([O-])[O-].[O-][Si]([O-])([O-])[O-].[O-][Si]([O-])([O-])[O-].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] HNMCSUXJLGGQFO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GNOIPBMMFNIUFM-UHFFFAOYSA-N hexamethylphosphoric triamide Chemical compound CN(C)P(=O)(N(C)C)N(C)C GNOIPBMMFNIUFM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003837 high-temperature calcination Methods 0.000 description 1
- 229910000037 hydrogen sulfide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001701 hydrotalcite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229960001545 hydrotalcite Drugs 0.000 description 1
- 229910052588 hydroxylapatite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002440 industrial waste Substances 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910003480 inorganic solid Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- GNVXPFBEZCSHQZ-UHFFFAOYSA-N iron(2+);sulfide Chemical compound [S-2].[Fe+2] GNVXPFBEZCSHQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N kaolin Chemical compound O.O.O=[Al]O[Si](=O)O[Si](=O)O[Al]=O NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052622 kaolinite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002045 lasting effect Effects 0.000 description 1
- 229920005610 lignin Polymers 0.000 description 1
- 239000006028 limestone Substances 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000010813 municipal solid waste Substances 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010893 paper waste Substances 0.000 description 1
- XYJRXVWERLGGKC-UHFFFAOYSA-D pentacalcium;hydroxide;triphosphate Chemical compound [OH-].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O XYJRXVWERLGGKC-UHFFFAOYSA-D 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 238000004537 pulping Methods 0.000 description 1
- 238000010298 pulverizing process Methods 0.000 description 1
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000012552 review Methods 0.000 description 1
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 1
- 229910052665 sodalite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052979 sodium sulfide Inorganic materials 0.000 description 1
- GRVFOGOEDUUMBP-UHFFFAOYSA-N sodium sulfide (anhydrous) Chemical compound [Na+].[Na+].[S-2] GRVFOGOEDUUMBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 150000004763 sulfides Chemical class 0.000 description 1
- 150000003464 sulfur compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000001550 time effect Effects 0.000 description 1
- 239000011573 trace mineral Substances 0.000 description 1
- 235000013619 trace mineral Nutrition 0.000 description 1
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 1
- 235000013799 ultramarine blue Nutrition 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
- B09B—DISPOSAL OF SOLID WASTE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B09B3/00—Destroying solid waste or transforming solid waste into something useful or harmless
- B09B3/40—Destroying solid waste or transforming solid waste into something useful or harmless involving thermal treatment, e.g. evaporation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
- C01F11/00—Compounds of calcium, strontium, or barium
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21C—PRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
- D21C11/00—Regeneration of pulp liquors or effluent waste waters
- D21C11/0064—Aspects concerning the production and the treatment of green and white liquors, e.g. causticizing green liquor
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21C—PRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
- D21C11/00—Regeneration of pulp liquors or effluent waste waters
- D21C11/0085—Introduction of auxiliary substances into the regenerating system in order to improve the performance of certain steps of the latter, the presence of these substances being confined to the regeneration cycle
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21C—PRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
- D21C11/00—Regeneration of pulp liquors or effluent waste waters
- D21C11/04—Regeneration of pulp liquors or effluent waste waters of alkali lye
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21C—PRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
- D21C11/00—Regeneration of pulp liquors or effluent waste waters
- D21C11/12—Combustion of pulp liquors
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/20—Waste processing or separation
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/52—Mechanical processing of waste for the recovery of materials, e.g. crushing, shredding, separation or disassembly
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
Abstract
본 발명의 목적은 하소 및 수화 공정에 의해 라임 머드의 백색도를 개선하고, 핸드 시트를 제조하기 위해 제지 명도를 개선하는 폐라임 머드로 핸드 시트를 제조하기 위한 다단계 공정 현장 IN-SITU PCC 처리 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 폐라임 머드로 핸드 시트를 제조하기 위한 다단계 공정 현장 IN-SITU PCC 처리 방법은, 라임 머드를 하소하여 산화 칼슘으로 전환시키는 하소 단계; 하소된 상기 산화 칼슘을 수화하여 수산화 칼슘으로 전환시키는 수화 단계; 수화된 상기 수산화 칼슘을 펄프 슬러리에 첨가하고 균질화시키는 균질화 단계; 균질화된 혼합물에 이산화탄소(CO2)를 공급하여 상기 수산화 칼슘을 탄산 칼슘으로 전환시키는 현장 탄산화 단계; 및 침전된 상기 탄산 칼슘 및 상기 펄프 슬러리를 함유하는 혼합물로부터 핸드 시트를 제조하는 핸드 시트 제조 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 폐라임 머드로 핸드 시트를 제조하기 위한 다단계 공정 현장 IN-SITU PCC 처리 방법은, 라임 머드를 하소하여 산화 칼슘으로 전환시키는 하소 단계; 하소된 상기 산화 칼슘을 수화하여 수산화 칼슘으로 전환시키는 수화 단계; 수화된 상기 수산화 칼슘을 펄프 슬러리에 첨가하고 균질화시키는 균질화 단계; 균질화된 혼합물에 이산화탄소(CO2)를 공급하여 상기 수산화 칼슘을 탄산 칼슘으로 전환시키는 현장 탄산화 단계; 및 침전된 상기 탄산 칼슘 및 상기 펄프 슬러리를 함유하는 혼합물로부터 핸드 시트를 제조하는 핸드 시트 제조 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 폐라임 머드로 핸드 시트를 제조하기 위한 다단계 공정 현장 IN-SITU PCC 처리 방법에 관한 것이다.
펄프 및 제지 산업에서 매년 다량의 펄프가 생산되는 동안, 동시에 매년 수천 톤의 무기 및 유기 고형 폐기물이 발생하며, 주로 무기 고형 폐기물(예를 들어, 쓰레기, 그릿 및 재)이 매립 처리를 위해 매립지에 보내지고 있다. 표백된 크래프트 펄프법으로부터 생성된 유기 잔류물이 있는 다량의 무기물은 수많은 환경 문제를 일으킬 수 있다. 크라프트 펄프법에서, 리그닌의 증해를 위해 더 높은 온도에서 증해하고 셀룰로오스 섬유를 분리하기 위해, 우드칩은 NaOH 및 Na2SO4의 수용액으로 처리되며, 분해 공정에서 생성된 흑액은 화학 물질 회수 공정으로 보내졌다. 연소 과정에서 NaOH와 Na2SO4는 황화나트륨과 탄산나트륨(녹액)의 용융 제련(molten smelt)을 형성하였다. 재가성화 공정에서, 회수 제련 용해 탱크로부터 녹액을 함유하는 탄산나트륨은 Ca(OH)2와 빠른 시간 반응하여 수산화나트륨(백액) 및 탄산칼슘(라임 머드)을 형성한다. 세척 후, 라임 머드는 석회로로 보내져 산화칼슘으로 처리된 다음, 식 (1)에 나타낸 바와 같이 제지 산업에서 리사이클된 라임 머드로부터 제조된 제련 용액(녹액)에서의 수화 공정에 의해, 수화된 라임(Ca(OH)2)이 석회로(CaO)에서 생성되었다.
개발도상국에는 화학 물질 회수 시스템이 없는 소규모 펄프 공장이 있을 수 있다. 그러나 이러한 소규모 펄프 공장이라고 해도, 라임 머드는 생산되고, 이 라임 머드는 재활용해야 한다. 제지 공장에서 1톤의 펄프가 평균 0.5톤의 라임 머드를 생산할 수 있는 것으로 추정된다. 중국, 일본, 미국은 라임 머드의 50% 이상을 생산하며, 이 3개국은 세계 총 제지 생산량의 절반을 차지하고, 이는 연간 4억톤 이상이다. 제지 생산물에 대한 산업 및 사회의 증가하는 수요를 충족시키기 위해, 이러한 제지 폐기 부산물의 처리 비율은 지속적으로 증가하고 있다.
라임 머드 생산과 그 독성 효과는 표 1에 설명되어있다. 이는 산업 폐기물이 독성 중금속을 갖는 고 알칼리성 라임 머드의 소스를 생산할 수 있으며, 전세계에 환경 문제를 일으킬 수 있음을 나타낸다. 이 고형 폐기물은 주로 매립 처리에 의해 관리되는데, 매립 처리와 관련된 경제적 손실 이외 유용한 자원이 낭비되어 궁극적으로 환경 문제를 야기한다. 이러한 폐기물은 환경으로 배출하기 전에 재활용하거나 처리해야 한다.
[표 1]
표 1은 독성 중금속을 갖는 라임 머드 소스와, 고알칼리도를 나타낸다.
- 라임 머드 샘플에 존재하는 비처리 성분(NPE: Non-Process Elements) -
라임 머드(LM)의 주요 화학 조성물은 CaCO3(~ 97%)와 미량 원소로 Mg, K, Mn, Cr 및 Fe를 함유한 소량의 생석회(CaO)이다. 라임 머드의 색상은 압력의 플러깅과 같은 리코스트(recaust) 공정으로 인해 거의 흰색에서 짙은 녹색으로 변하며, 회전식 라임 머드 여과액에 비처리 성분이 있어 짙은 녹색 라임 머드가 발생하는 것이며, 제지 공장에서의 재가성화 공정(Recausticization Process)은 녹색 라임 머드를 생성한다.
종래에는 크라프트 밀 공정에서, 비처리 성분의 영향에 대해 광범위하게 검토되었다. 주로 개별 비처리 성분 농도와 소스, 퍼지(Purge) 포인트 등이 중점적으로 검토되었다. 일부 보고서에서는 서로 다른 캐나다 공장 라임 머드 샘플에 서로 다른 농도의 비처리 성분이 존재한다고 보고했다. 라임 머드에서 하이드로탈사이트(Mg6Al2CO3(OH)16)의 형성이 다른 보고서에서 관찰되었고, 이는 녹액 청징기(Clarifier)에서 형성되었다. 라임 머드 샘플에 알루미노실리케이트 화합물이 존재하여 여과 효율을 감소시킨다. 하이드록시라파타이트(Ca5(PO4)3(OH))의 주요 성분인 인은 XRD 분석에 의해 라임 머드 샘플에서 식별된다. 황화물 이온은 알루미노실리케이트와 상호 작용하여 라임 사이클에서 발생하는 황 화합물과 함께 카올리나이트 또는 히드록시소달라이트를 형성하는 것으로 밝혀졌으며, 라임 머드 샘플에서 주로 녹색을 담당한다.
대부분의 현대식 펄프 공장은 라임 머드 재료를 환경으로 배출하는 것이 허용되지 않지만, 제지 산업에서 나오는 일부 라임 머드 폐기물은 비효율적이고 값비싼 재이용 방법으로 인해 환경으로 폐기되어, 환경 오염 및 토지 점유를 높이는 결과를 가져왔다. 환경 문제로 인해, 라임 머드 재이용 공정은 환경 독성을 방지하고, 산업 응용 분야의 라임 머드 가치화를 위한 적절한 기술의 사전 연구가 필요하다. 일부 연구에 따르면 라임 머드는 폐광산 침출수의 조절제로 사용된다. 결과적으로, 폐라임 머드 샘플 관리, 재활용 및 효율적인 비용의 재사용 프로세스의 개발이 필요하다.
1. Clark, R.J.H.; Cobbold, D.G. Characterization of Sulfur Radical Anions in Solutions of Alkali Polysulfides in Dimethylformamide and Hexamethylphosphoramide and in the Solid State in Ultramarine Blue, Green and Red. Inorg. Chem. 1978, 17, 3169-3174.
2. Giggenbach, W. Optical spectra of highly alkaline sulfide solutions and the second dissociation constant of hydrogen sulfide. Inorg. Chem. 1971, 10, 1333-1338.
3. Giggenbach, W. Equilibria involving polysulfide ions in aqueous sulfide solutions up to 240°. Inorg. Chem. 1974, 13, 1724-1730
상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 하소 및 수화 공정에 의해 라임 머드의 백색도를 개선하고, 핸드 시트를 제조하기 위해 제지 명도를 개선하는 폐라임 머드로 핸드 시트를 제조하기 위한 다단계 공정 현장 IN-SITU PCC 처리 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 폐라임 머드로 핸드 시트를 제조하기 위한 다단계 공정 현장 IN-SITU PCC 처리 방법은, 라임 머드를 하소하여 산화 칼슘으로 전환시키는 하소 단계; 하소된 상기 산화 칼슘을 수화하여 수산화 칼슘으로 전환시키는 수화 단계; 수화된 상기 수산화 칼슘을 펄프 슬러리에 첨가하고 균질화시키는 균질화 단계; 균질화된 혼합물에 이산화탄소(CO2)를 공급하여 상기 수산화 칼슘을 탄산 칼슘으로 전환시키는 현장 탄산화 단계; 및 침전된 상기 탄산 칼슘 및 상기 펄프 슬러리를 함유하는 혼합물로부터 핸드 시트를 제조하는 핸드 시트 제조 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 폐라임 머드로 핸드 시트를 제조하기 위한 다단계 공정 현장 IN-SITU PCC 처리 방법은, 상기 하소 단계에서, 상기 라임 머드는 800℃ ~ 1200℃에서 1시간 ~ 4시간 동안 하소하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 폐라임 머드로 핸드 시트를 제조하기 위한 다단계 공정 현장 IN-SITU PCC 처리 방법은, 상기 수화 단계에서, 상기 산화 칼슘은 10℃ ~ 100℃에서 1 ~ 24 시간 동안 수화하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 폐라임 머드로 핸드 시트를 제조하기 위한 다단계 공정 현장 IN-SITU PCC 처리 방법은, 상기 균질화 단계에서, 상기 균질화는 분쇄 장비를 사용하여 입자 크기를 100㎛ 미만으로 분쇄하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 폐라임 머드로 핸드 시트를 제조하기 위한 다단계 공정 현장 IN-SITU PCC 처리 방법에서, 상기 펄프 슬러리는 크래프트 펄프 슬러리인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 폐라임 머드로 핸드 시트를 제조하기 위한 다단계 공정 현장 IN-SITU PCC 처리 방법에서, 상기 수화 공정의 온도가 높아질수록 불순물이 감소되며, 상기 라임 머드 분말의 백색도를 향상시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 폐라임 머드로 핸드 시트를 제조하기 위한 다단계 공정 현장 IN-SITU PCC 처리 방법에서, 상기 수화 공정의 반응 시간이 증가할 경우, 고온에서의 분말의 백색도가 증가하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 폐라임 머드로 핸드 시트를 제조하기 위한 다단계 공정 현장 IN-SITU PCC 처리 방법에서, 상기 이산화탄소는 다공성 유리 버블러를 통해 공급되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 폐라임 머드로 핸드 시트를 제조하기 위한 다단계 공정 현장 IN-SITU PCC 처리 방법에서, 상기 수산화 칼슘이 증가할수록 상기 핸드 시트의 밝기가 증가하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 폐라임 머드로 핸드 시트를 제조하기 위한 다단계 공정 현장 IN-SITU PCC 처리 방법에서, 하소된 상기 산화 칼슘을 고온에서 수화하는 것이 저온에서 수화하는 것과 비교할 때 더 많은 백색 분말을 생성하는 것을 특징으로 한다.
기타 실시 예의 구체적인 사항은 "발명을 실시하기 위한 구체적인 내용" 및 첨부 "도면"에 포함되어 있다.
본 발명의 이점 및/또는 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 각종 실시 예를 참조하면 명확해질 것이다.
그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 각 실시 예의 구성만으로 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로도 구현될 수도 있으며, 단지 본 명세서에서 개시한 각각의 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구범위의 각 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐임을 알아야 한다.
본 발명에 의하면, 하소 및 수화 공정에 의해 라임 머드의 백색도를 개선하고, 핸드 시트를 제조하기 위해 제지 명도를 개선하는 효과가 있다.
도 1은 현장 탄산화 공정을 위한 장치의 개략도.
도 2는 (a) 로우 라임 머드, (b) 하소된 라임 머드, (c) 하소 및 수화된 라임 머드 샘플의 XRD 패턴을 나타내는 도면.
도 3은 (a) 로우 라임 머드, (b) 하소된 라임 머드, (c) 하소 및 수화된 라임 머드 샘플의 FTIR 스펙트럼을 나타내는 도면.
도 4는 로우 라임 머드, 하소(2시간 동안 1000℃ 및 1200℃)된 라임 머드, 하소 및 수화(12시간 동안 30℃ 및 80℃)된 라임 머드 샘플을 나타내는 도면.
도 5는 6시간 및 12시간 동안 80℃에서 수화된 로우 라임 머드 샘플을 나타내는 도면.
도 6은 로우 라임 머드, 하소(2시간 동안 1000℃ 및 1200℃)된 라임 머드, 하소 및 수화(3시간 내지 12시간 지속)된 라임 머드 샘플을 나타내는 도면.
도 7은 시료의 중량비가 상이한 수화된 라임 머드와 상용 수산화칼슘으로 만든 핸드 시트 밝기를 나타내는 것으로 도 7의 (i)은 30g의 수화된 라임 머드 샘플과 0g의 Ca(OH)2이고, 도 7의 (ii)는 20g의 라임 머드 샘플과 10g의 Ca(OH)2이며, 도 7의 (iii)은 10g의 라임 머드 샘플과 20g의 Ca(OH)2이고, 도 7의 (iv)는 0g의 라임 머드 샘플과 30g의 상용 Ca(OH)2 샘플을 나타내는 도면.
도 8은 침전된 탄산 칼슘(pcc) 입자가 있는 핸드 시트 사진.
도 2는 (a) 로우 라임 머드, (b) 하소된 라임 머드, (c) 하소 및 수화된 라임 머드 샘플의 XRD 패턴을 나타내는 도면.
도 3은 (a) 로우 라임 머드, (b) 하소된 라임 머드, (c) 하소 및 수화된 라임 머드 샘플의 FTIR 스펙트럼을 나타내는 도면.
도 4는 로우 라임 머드, 하소(2시간 동안 1000℃ 및 1200℃)된 라임 머드, 하소 및 수화(12시간 동안 30℃ 및 80℃)된 라임 머드 샘플을 나타내는 도면.
도 5는 6시간 및 12시간 동안 80℃에서 수화된 로우 라임 머드 샘플을 나타내는 도면.
도 6은 로우 라임 머드, 하소(2시간 동안 1000℃ 및 1200℃)된 라임 머드, 하소 및 수화(3시간 내지 12시간 지속)된 라임 머드 샘플을 나타내는 도면.
도 7은 시료의 중량비가 상이한 수화된 라임 머드와 상용 수산화칼슘으로 만든 핸드 시트 밝기를 나타내는 것으로 도 7의 (i)은 30g의 수화된 라임 머드 샘플과 0g의 Ca(OH)2이고, 도 7의 (ii)는 20g의 라임 머드 샘플과 10g의 Ca(OH)2이며, 도 7의 (iii)은 10g의 라임 머드 샘플과 20g의 Ca(OH)2이고, 도 7의 (iv)는 0g의 라임 머드 샘플과 30g의 상용 Ca(OH)2 샘플을 나타내는 도면.
도 8은 침전된 탄산 칼슘(pcc) 입자가 있는 핸드 시트 사진.
본 발명을 상세하게 설명하기 전에, 본 명세서에서 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 무조건 한정하여 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 발명자가 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해서 각종 용어의 개념을 적절하게 정의하여 사용할 수 있고, 더 나아가 이들 용어나 단어는 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 함을 알아야 한다.
즉, 본 명세서에서 사용된 용어는 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하기 위해서 사용되는 것일 뿐이고, 본 발명의 내용을 구체적으로 한정하려는 의도로 사용된 것이 아니며, 이들 용어는 본 발명의 여러 가지 가능성을 고려하여 정의된 용어임을 알아야 한다.
또한, 본 명세서에서, 단수의 표현은 문맥상 명확하게 다른 의미로 지시하지 않는 이상, 복수의 표현을 포함할 수 있으며, 유사하게 복수로 표현되어 있다고 하더라도 단수의 의미를 포함할 수 있음을 알아야 한다.
본 명세서의 전체에 걸쳐서 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소를 "포함"한다고 기재하는 경우에는, 특별히 반대되는 의미의 기재가 없는 한 임의의 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 임의의 다른 구성 요소를 더 포함할 수도 있다는 것을 의미할 수 있다.
더 나아가서, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소의 "내부에 존재하거나, 연결되어 설치된다"라고 기재한 경우에는, 이 구성 요소가 다른 구성 요소와 직접적으로 연결되어 있거나 접촉하여 설치되어 있을 수 있고, 일정한 거리를 두고 이격되어 설치되어 있을 수도 있으며, 일정한 거리를 두고 이격되어 설치되어 있는 경우에 대해서는 해당 구성 요소를 다른 구성 요소에 고정 내지 연결하기 위한 제 3의 구성 요소 또는 수단이 존재할 수 있으며, 이 제 3의 구성 요소 또는 수단에 대한 설명은 생략될 수도 있음을 알아야 한다.
반면에, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "직접 연결"되어 있다거나, 또는 "직접 접속"되어 있다고 기재되는 경우에는, 제 3의 구성 요소 또는 수단이 존재하지 않는 것으로 이해하여야 한다.
마찬가지로, 각 구성 요소 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 " ~ 사이에"와 "바로 ~ 사이에", 또는 " ~ 에 이웃하는"과 " ~ 에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지의 취지를 가지고 있는 것으로 해석되어야 한다.
또한, 본 명세서에서 "일면", "타면", "일측", "타측", "제 1", "제 2" 등의 용어는, 사용된다면, 하나의 구성 요소에 대해서 이 하나의 구성 요소가 다른 구성 요소로부터 명확하게 구별될 수 있도록 하기 위해서 사용되며, 이와 같은 용어에 의해서 해당 구성 요소의 의미가 제한적으로 사용되는 것은 아님을 알아야 한다.
또한, 본 명세서에서 "상", "하", "좌", "우" 등의 위치와 관련된 용어는, 사용된다면, 해당 구성 요소에 대해서 해당 도면에서의 상대적인 위치를 나타내고 있는 것으로 이해하여야 하며, 이들의 위치에 대해서 절대적인 위치를 특정하지 않는 이상은, 이들 위치 관련 용어가 절대적인 위치를 언급하고 있는 것으로 이해하여서는 아니된다.
또한, 본 명세서에서는 각 도면의 각 구성 요소에 대해서 그 도면 부호를 명기함에 있어서, 동일한 구성 요소에 대해서는 이 구성 요소가 비록 다른 도면에 표시되더라도 동일한 도면 부호를 가지고 있도록, 즉 명세서 전체에 걸쳐 동일한 참조 부호는 동일한 구성 요소를 지시하고 있다.
본 명세서에 첨부된 도면에서 본 발명을 구성하는 각 구성 요소의 크기, 위치, 결합 관계 등은 본 발명의 사상을 충분히 명확하게 전달할 수 있도록 하기 위해서 또는 설명의 편의를 위해서 일부 과장 또는 축소되거나 생략되어 기술되어 있을 수 있고, 따라서 그 비례나 축척은 엄밀하지 않을 수 있다.
또한, 이하에서, 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 구성, 예를 들어, 종래 기술을 포함하는 공지 기술에 대해 상세한 설명은 생략될 수도 있다.
이하, 본 발명의 실시 예에 대해 관련 도면들을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
본 발명은 주로 하소 및 수화 공정에 의해 정제된 라임 머드를 회수하기 위해 제지 공장으로부터의 녹색 라임 머드 폐기물의 지속 가능한 사용에 초점을 둔다. 이 정제된 라임은 제지 명도를 개선하여 천연 자원에 대한 부담을 감소시키기 위해 상용 탄산칼슘의 대안으로서 핸드 시트의 제조에 재사용될 수 있다.
- 재료 및 방법 -
라임 머드 샘플은 다음과 같이 수집되었다. 이 녹색 라임 머드는 XRF(Shimadzu Sequential XRF-1800, Shimadzu Scientific Instruments, 교토, 일본), XRD(Rigaku Xpert MPD equipped with Cu Kα radiation(λ=1.5406Å) BD2745N, Rigaku, 도쿄, 일본), FT-IR(6700 FTIR, Thermo Scientic Nicolet, 매사추세츠주, 미국) 및 에너지 분산형 X-선 분광(SEM-EDS, JSM-6380 LA, JEOL Company, 서울, 대한민국)이 장착된 주사 전자 현미경을 채용하여 10㎚ Au 코팅을 수행하여 각 분말에 표면 전도성을 제공하였다. 하소 및 수화 샘플 후의 로우 라임 머드의 백색도는 X-Rite Premier 8400(미국의 X-RITE)에 의해 측정되고, 제지 밝기는 영국의 Color Touch 2-Technidyne-AML 기기에 의해 측정되었다.
본 발명에 따른 폐라임 머드로 핸드 시트를 제조하기 위한 다단계 공정 현장 IN-SITU PCC 처리 방법은, 라임 머드를 하소하여 산화 칼슘으로 전환시키는 하소 단계; 하소된 상기 산화 칼슘을 수화하여 수산화 칼슘으로 전환시키는 수화 단계; 수화된 상기 수산화 칼슘을 펄프 슬러리에 첨가하고 균질화시키는 균질화 단계; 균질화된 혼합물에 이산화탄소(CO2)를 공급하여 상기 수산화 칼슘을 탄산 칼슘으로 전환시키는 현장 탄산화 단계; 및 침전된 상기 탄산 칼슘 및 상기 펄프 슬러리를 함유하는 혼합물로부터 핸드 시트를 제조하는 핸드 시트 제조 단계;를 포함한다.
또한, 본 발명의 하소 단계에서, 라임 머드는 800℃ ~ 1200℃에서 1시간 ~ 4시간 동안 하소하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 수화 단계에서, 산화 칼슘은 10℃ ~ 100℃에서 1 ~ 24 시간 동안 수화하는 것이 바람직하다.
- 하소된 라임 머드 샘플의 수압 활성 -
하소된 라임 머드 샘플의 수압 활성은 Graphtec-GL240을 사용하여 측정되었다. 이 공정에서, 하소된 라임 머드(CaO) 샘플을 100㎛ 미만의 입자 크기를 얻기 위해 기계적으로 분쇄하고, 반응 시간과 관련하여 수화 공정에 의해 생성된 열에 대한 수압 활성을 측정하는데 사용하였다. 즉, 본 발명의 균질화 단계에서, 상기 균질화는 분쇄 장비를 사용하여 입자 크기를 100㎛ 미만으로 분쇄하는 것이 바람직하다. 수압 활성 측정 공정에서, 하소된 라임 머드로부터의 생석회 샘플 30g을 실온(25℃)에서 교반하기 위해 열측정 장치에 놓고 120㎖의 증류수를 반응기에 첨가하였다. 열량계 내부의 온도는 증류수 첨가시 5초 간격으로 측정된다. 하소된 라임 머드로부터 생석회의 수화 반응으로 생성된 열은 반응이 시작된 후 3시간 동안 측정되었다.
- 분말 백색도 개선을 위한 라임 머드 샘플의 수화 공정 -
수화 공정에서, 하소된 라임 머드 샘플 100g을 상이한 온도(30℃ 및 80℃) 및 시간(3시간 - 12시간)에서 1ℓ의 증류수로 수화시켰다. 마지막으로, 여과액을 수집하고, 분말 백색도를 측정하기 위해 80℃에서 12시간 동안 건조시켰다. 하소 및 수화 공정에서 주요 화학 반응 메커니즘은 식 (2) 및 식 (3)에 설명되어 있다.
- 현장 탄산화 -
현장 탄산화 공정은 완전한 반응 시간 동안 25℃의 일정한 온도를 유지하기 위해 수조 시스템으로 둘러싸인 2ℓ 소규모 반응기를 사용하여 수행되었다. 도 1에 나타낸 바와 같이 400rpm 교반 속도로 반응을 균질화시켰다. 현장 탄산화 공정에서, 수화된 라임 머드와 함께 클래프트 펄프(KP)를 사용하였고, 표 2에 나타낸 바와 같이 중량비가 상이한 상용 Ca(OH)2를 사용하였다. 이들 다양한 비율의 라임 머드 샘플을 크래프트 펄프(KP) 슬러리 300g(5 질량%)에 첨가하고 증류수를 첨가하여 2ℓ의 반응 부피를 유지하였다. 다공성 유리 버블러를 통해 CO2 가스(50㎖/분)를 반응 혼합물에 주입한 다음, 초기 pH 12에서 반응이 지속되고 다음 반응 시간 동안 감소하여 반응이 끝날 때 pH 6에 도달하였다.
현장 탄산화 공정에서, 침전된 탄산칼슘(PCC : PRECIPITATED CALCIUM CARBONATE) 슬러리를 합성한 후, TAPPI(펄프 및 제지 산업 기술 협회) 머신을 사용하여 핸드 시트 제조에 60g/m2의 기본 중량 슬러리를 사용하였다. 핸드 시트 밝기는 표 2에 나타낸 바와 같이 모든 상이한 중량 퍼센트의 라임 머드 샘플과 종이 밝기를 비교하기 위해 ISO 2470 머신을 사용하여 측정되었다.
[표 2]
표 2는 상이한 중량비의 라임 머드 및 Ca(OH)2 샘플을 사용한 현장 PCC 하소 제조를 위한 실험 조건이다.
- 결과 -
로우 라임 머드 샘플의 화학적 조성물은 XRF 분석을 통해 확인되었으며, 그 결과는 SiO2(0.26%), Al2O3(0.32%), Fe2O3(0.39%), MgO(1.12%), SO3(0.58%), P2O5(0.22%), Na2O(0.99%), CaO(53.1%) 및 강열 감량(43.02%)이다. 표 3에 나타낸 바와 같이, 이 샘플에서, CaO가 지배적인 원소(53.1%)이고 CO2 가스의 손실은 거의 43.02wt%였다.
[표 3]
표 3은 로우 라임 머드 샘플의 X선 형광(XRF) 분석표.
하소된(1000℃ 및 1200℃/2h) 라임 머드 샘플을 상이한 온도 및 시간 동안 수화시켜 샘플의 백색도를 개선한 다음, 현장 탄산화 공정에 의해 핸드 시트를 제조하는데 사용하였다. 이들 로우 라임 머드, 하소 및 수화된 라임 머드 샘플의 화학적 조성물은 XRD 및 FTIR 분석에 의해 나타내었다.
XRD 패턴 및 FTIR 스펙트럼은 녹색 라임 머드의 주요 광물학적 조성물이 약간의 불순물을 갖는 탄산칼슘임을 보이고 있다. 이 샘플의 하소화(1000℃ 및 1200℃/2h)는 불순물 및 기타 비처리 성분을 추가로 감소시켜 순수 CaO를 생성할 수 있다. 이 하소된 샘플을 30℃ 및 80℃에서 3시간 - 12시간의 체류 시간 동안 수화 공정에 사용하고, 도 2에 나타낸 바와 같이 순수 Ca(OH)2를 생성하였다. 상이하게 처리된 라임 머드 샘플의 XRD 패턴을 도 2에 나타내고 및 상이하게 처리된 라임 머드 샘플의 FTIR 스펙트럼을 도 3에 나타내었다.
- 상이하게 처리된 라임 머드 샘플에서 SEM-EDS 분석에 의한 비처리 성분의 식별 -
로우 라임 머드 샘플과, 하소(1000℃ 및 1200℃/2h)된 샘플과, 수화(80℃) 및 하소(1200℃/2h)된 샘플을 사용하여 SEM-EDS 분석하였다. 표 4에 나타낸 결과는 로우 라임 머드 샘플에 Fe, Na, Mg, Al, Si, P 및 S 산화물과 같은 주요 불순물을 가지고 있음을 나타내며, 문헌 조사에 따르면 황 성분은 알루미늄실리케이트와, 황화철(FES)과 반응하여 라임 머드가 녹색으로 보이게 한다. 하소(1000℃ 및 1200℃/2h) 공정에서, 황 및 인 이온은 라임 머드 샘플에서 완전히 제거되었으며, 일부 불순물은 여전히 적은 양으로 존재하지만, 80℃/12시간에서 수화 후에는 비처리 성분이 70 중량% 내지 80 중량%로 감소하여 분말 백색도가 개선되었다.
[표 4]
표 4는 상이하게 처리된 라임 머드 샘플에 존재하는 비처리 성분.
- 라임 머드 샘플의 수화 공정에 대한 온도의 영향 -
온도는 라임 머드 샘플의 백색도를 개선하기 위한 주요 결정 요인 중 하나이다. 본 발명에서는, 도 4에 나타낸 바와 같이, 두 가지 상이한 온도, 12시간의 반응 시간 동안 즉 30℃와 80℃의 수화 공정을 위해 두 개의 서로 상이한 하소(1000℃ 및 1200℃/2h)된 라임 머드 샘플을 처리하였다. 표 5에 나타낸 바와 같이, 로우 라임 머드 분말의 백색도는 매우 낮지만, 하소 및 수화 공정 후, 12시간 지속 시간 동안 수화 온도가 30℃에서 80℃로 증가함에 따라 분말의 백색도가 향상됨을 알 수 있다.
즉, 수화 공정의 온도가 높아질수록 불순물이 감소되며, 라임 머드 분말의 백색도를 향상시킬 수 있다.
[표 5]
표 5는 상이한 온도에서의 하소 및 수화 공정 후 라임 머드 샘플의 분말 백색도.
- 라임 머드 샘플의 수화 공정에서의 시간의 영향 -
라임 머드 샘플의 백색도를 개선하기 위해, 상이한 지속 시간 동안 80℃에서 수화를 수행하였다. 이때, 수화시에 로우 라임 머드 및 2개의 상이한 하소(1000℃/2h 및 1200℃/2h)된 라임 머드 샘플을 사용하였다.
즉, 본 발명에서 수화 공정의 반응 시간이 증가할 경우, 고온에서의 분말의 백색도가 증가한다.
- 로우 라임 머드의 수화 -
수화에서, 80℃에서 6시간 및 12시간의 지속 시간 동안 로우 라임 머드(CaCO3) 샘플을 수화에 사용하였다. 수화 후, 샘플을 여과하고 80℃/12시간 동안 건조시켰으며, 그 결과 수화 공정이 로우 라임 머드 샘플로부터 불순물을 감소시키는데 영향을 미치지 않으며, 녹색이 사라지지 않았음을 알 수 있었다. 도 5에 나타낸 결과는 상이한 지속 시간에서 수화된 로우 라임 머드 샘플을 나타낸다.
- 하소된 라임 머드 샘플에 대해 상이한 지속 시간을 갖는 수화 효과 -
수화 공정에서, 도 6에 나타낸 바와 같이, 80℃에서 3시간 ~ 12시간의 반응 지속 시간 동안 하소(1000℃ 및 1200℃/2h)된 라임 머드 샘플의 백색도를 개선하기 위한 반응 시간의 효과를 측정하였다. 그 결과 표 6에 나타낸 바와 같이 반응 시간이 증가한 경우, 고온에서의 분말의 백색도가 점차 증가한다는 것을 알 수 있었다. 라임 머드 분말의 백색도는 80℃에서 상이한 시간 효과를 가진다.
[표 6]
표 6은 상이한 지속 시간에서의 하소 및 수화 후의 라임 머드 샘플 분말의 백색도.
- 현장 탄산화 공정에 의한 핸드 시트의 제조 -
KP 펄프 슬러리(5 질량%)에 기체 CO2를 주입하여 현장 탄산화 공정에 의한 핸드 시트의 제조를 제조하였다. 상이한 비율의 상용 Ca(OH)2에 수화된 라임 머드 샘플을 첨가하여 KP 펄프를 이용한 제지 공정의 상세 조건은 표 2에 나타낸 바와 같다. 본 공정에서는, 1200℃/2시간 하소되고, 80℃/12시간 수화되는 최적 조건에서 합성된 최대 백색도(89.67)의 라임 머드를 사용하였다. 상용 Ca(OH)2와 함께 가장 백색의 수화된 라임 머드 분말을 사용하여 핸드 시트를 제조하였으며, 도 7에 나타낸 바와 같이 시트의 밝기를 비교하였다. 핸드 시트의 밝기와 명도는 라임 머드와 순수 수산화 칼슘의 상이한 중량비에 따라 다르다.
표 7은 표 2의 실험 조건에 따른 핸드 시트의 밝기를 나타낸다. 그 결과는 핸드 시트를 제조하기 위해 샘플 (i)에 기술된 바와 같이 30g의 라임 머드를 사용하여 도 7의 (i)에 나타낸 바와 같이 82.03의 밝기를 제공할 수 있음을 나타낸다. 샘플 (ii)에 기재된 바와 같이 20g 라임 머드 샘플과 10g의 Ca(OH)2를 조합 처리할 때, 도 7의 (ii)에 나타낸 바와 같이 85.17의 핸드 시트 밝기를 생성하고, 샘플 (iii)에 기재된 바와 같이 10g 라임 머드 샘플과 20g의 Ca(OH)2를 조합 처리할 때, 도 7의 (iii)에 나타낸 바와 같이 86.22의 밝기를 생성할 수 있다. 순수 상용 Ca(OH)2를 제지에 사용한 샘플 (iv)와 같은 핸드 시트 제조 처리는 도 7의 (iv)에 나타낸 바와 같이 시트의 밝기(91.24)를 제공할 수 있다. 이 결과는 상용 Ca(OH)2가 증가할 때, 제지의 밝기 또한 증가함을 의미하며, 상용 Ca(OH)2와 함께 라임 머드 샘플을 사용하면 소비자별로 제지를 사용하기 편리하도록 상이한 밝기의 제지를 만드는데 유리하다는 것을 나타냈다.
즉, 본 발명에서 수산화 칼슘이 증가할수록 핸드 시트의 밝기가 증가한다.
[표 7]
표 7은 4가지 상이한 샘플을 사용한 핸드 시트의 밝기.
도 2의 XRD 패턴은 (a) 로우 라임 머드, (b) 하소된 라임 머드, 및 (c) 하소 및 수화된 라임 머드 샘플을 나타낸다. 도 2의 (a)의 XRD 패턴은 JCPDS 카드 번호 00-083-0577과 방해석 상(CaCO3)의 능면체 구조와 일치하였으며, 이는 로우 라임 머드 샘플이 소량의 불순물과 함께 대부분 탄산칼슘의 방해석 상을 가지고 있음을 나타낸다. 하소 공정 후, 도 2의 (b)에 나타낸 바와 같이, 하소된 라임 머드의 XRD 패턴은 JCPDS 카드 번호 00-078-0649를 갖는 라임(CaO)의 입방형과 일치하며, 이는 하소 공정 이후 로우 라임 머드가 순수한 라임(CaO)을 생성할 수 있음을 나타내며, 또한 수화 공정 이후 하소된 라임(CaO) 샘플은 순수 Ca(OH)2를 생성할 수 있고, 이는 도 3의 (c)에 나타낸 XRD 패턴에 의해 확인되었으며, JCPDS 카드 번호 00-072-0156를 갖는 포틀랜다이트(Ca(OH)2)의 육각형 모양과 일치한다.
도 3에 나타낸 FTIR 스펙트럼의 결과에서, 샘플 (a)는 로우 라임 머드이고, 샘플 (b)는 하소된 라임 머드, 샘플 (c)는 하소 및 수화된 라임 머드 샘플이다. 로우 라임 머드 샘플의 주요 조성물은 도 3의 (a)의 FT-IR 스펙트럼에 의해 확인되는 CaCO3이고, 도 3의 (a)는 1406㎝-1 및 872㎝-1에서의 진동 밴드와, 탄산염 기(CO32-)의 평면 굽힘 진동 모드(CO)를 나타내는 C-O 결합에 할당된 712㎝-1 진동 밴드를 나타낸다. 로우 라임 머드 물질을 1000℃ 및 1200℃에서 2시간 동안 하소하였고, 이들 밴드 모두는 사라졌다. 하소된 라임 머드 샘플 FTIR 스펙트럼은 도 3의 (b)에 도시 된 바와 같이 CaO임을 나타내, 669㎝-1에서의 피크는 Ca-O 결합에 상응하며, 2360㎝-1 및 2157㎝-1에서의 진동 밴드는 C-O 결합을 나타낸다. 하소된 라임 머드 샘플은 30℃ 및 80℃에서 3시간 내지 12시간 동안 수화되었고, 도 3의 (c)에 나타낸 바와 같이 Ca(OH)2를 생성할 수 있으며, 3642㎝-1에서 나타난 FTIR 흡수 밴드는 수화된 라임 머드 샘플에 존재하는 O-H 모드가 신장되었기 때문임을 확인하였다. 1129㎝-1에서의 광역 진동 밴드와 862㎝-1에서의 피크는 Ca-O 결합을 나타낸다.
로우 라임 머드 및 하소된 라임 머드 분말의 백색도에 대한 수화 공정에서의 온도의 영향을 표 5에 나타내었다. 그 결과는 로우 라임 머드 샘플이 CaCO3와 함께 Fe, Na, Mg, Al, Si, P 및 S 원소와 같은 높은 불순물의 존재로 인해 백색도가 불량함을 나타내며, 상술한 "- 상이하게 처리된 라임 머드 샘플에서 SEM-EDS 분석에 의한 비처리 성분의 식별 -"에 나타낸 SEM-EDS 결과에 기술되어 있다. 황화물 및 알루미노실리케이트 화합물로부터 형성되는 비처리 녹색 화합물은 종래 기술의 비특허 문헌의 1 ~ 3에 의해 잘 알려져 있으며, 상기 "- 상이하게 처리된 라임 머드 샘플에서 SEM-EDS 분석에 의한 비처리 성분의 식별 -"에 나타낸 SEM-EDS 결과로부터 확인되었다. 이 황화물 종은 알루미노실리케이트 미네랄 소달라이트와 다양한 양으로 결합하여, 강렬한 색의 아쿠아마린 그린, 블루 및 레드를 형성한다. 하소 공정에서, Na, P, S 조성물이 감소되어 다른 미량의 불순물과 함께 라임(CaO)이 생성되고, 하소된 라임 머드 샘플 분말의 백색도는 매우 나쁘지만, 80℃에서 12시간 동안 수화한 후에는, 도 5에 나타낸 바와 같이, 30℃/12h보다 최대 분말 백색도가 개선되었다. 그 결과는 하소된 라임 머드 샘플을 고온(80℃/12h)에서 수화하는 것이 낮은 온도(30℃/12h)에서 수화하는 것과 비교할 때 더 많은 백색 분말을 생성할 수 있음을 나타낸다.
즉, 본 발명에서 하소된 산화 칼슘을 고온에서 수화하는 것이 저온에서 수화하는 것과 비교할 때 더 많은 백색 분말을 생성할 수 있다.
이는 수화 공정의 온도를 높이는 것이 불순물을 감소시키는데 더 효과적이며, 라임 머드 분말의 백색도를 향상시키는 것을 의미한다.
12시간 동안 80℃에서 로우 라임 머드(CaCO3) 샘플의 수화 공정에 대한 시간의 영향은 상술한 "- 로우 라임 머드의 수화 -"에 나타냈다. 그 결과는 안정한 형태의 방해석 때문에 라임 머드의 녹색 불순물이 제거되지 않았으며, 비처리 성분를 감소시키기 위한 수화(80℃/12h) 공정에서 반응할 수 없으며, 도 5에 나타낸 바와 같이 분말 백색도도 향상되지 않음을 나타낸다. 그러나 하소 공정 이후, 안정된 형태의 방해석은 열처리에 의해 순수한 라임(CaO)으로 전환되었으며, 수화 공정에서 물과 효과적으로 반응하여 식 (3)에 나타낸 바와 같이 Ca(OH)2 슬러리를 생성한다.
상술한 "- 하소된 라임 머드 샘플에 대해 상이한 지속 시간을 갖는 수화 효과 -"의 결과는 80℃에서 3시간, 6 시간 및 12시간의 지속 시간의 동안 수화 공정에서의 하소된 라임 머드 샘플의 시간 효과를 설명한다. 이들 공정에서, (a) 1000℃/2h에서 하소된 라임 머드와, (b) 수화 공정을 위해 1200℃/2h에서 하소된 라임 머드 샘플과 같은 두 가지 상이한 라임 샘플을 사용하였고, 여과 이후 건조된 라임 머드의 최종 제품은 도 6에 나타내고 있으며, 분말의 백색도 결과는 표 6에 설명되어 있고, 이들 결과는 건조된 수화 샘플 (a)에서 분말의 백색도가 수화 반응 시간을 3시간, 6시간 및 12시간의 지속 시간을 증가시킴으로써 각각 78.88에서 86.62, 87.45 및 88.79까지 증가되었음을 명확하게 설명한다. 샘플 (b)의 분말 백색도는 반응 시간이 동일하게 증가함에 따라 78.88에서 88.54, 89.41 및 89.67로 점차 증가하였다. 이 결과는 최대 비처리 성분이 1200℃/2h 하소 공정에서 감소되었으며, 80℃에서 12시간 수화 공정으로부터 분말의 백색도가 더 높아짐을 나타낸다. 이 백색 분말을 사용하여 현장 탄산화 공정에 의해 핸드 시트를 제조한다.
이러한 하소(1000℃ 및 1200℃/2h) 및 수화(80℃에서 3시간 - 12시간) 공정은 라임 머드에서의 비처리 성분의 제거율이 고온에서 더 높기 때문에 하소(1000℃ 및 1200℃/2h)된 라임 머드 샘플을 80℃/6시간 내지 12시간의 지속 시간으로 수화하여 더 높은 백색도의 분말을 얻는 최적의 조건을 명확하게 설명한다. 이는 SEM-EDS 결과에 명확하게 나타나 있다. 하소 공정 동안, Na2O, P2O5 및 SO3와 같은 불순물은 증발에 의해 분리되며, 이후 이들 하소된 라임 샘플이 수화된 후, Ca(OH)2를 생성한다.
핸드 시트의 명도 결과는 표 7에 나타내었으며, 이는 정제된 라임 머드 샘플(상술한 "- 현장 탄산화 공정에 의한 핸드 시트의 제조 -"에 설명된 바와 같이)을 의미하며, 제지 산업에서의 재사용 공정이 더 유리하다. 그 결과는 또한 KP 펄프를 갖는 핸드 시트에 사용된 정제된 라임 머드 샘플이 제지의 더 많은 밝기(82.03)를 생성할 수 있지만, 상용 Ca(OH)2와의 조합 처리에서, 제지의 명도는 표 2에 기재된 바와 같이, 라임 머드 및 Ca(OH)2의 비율이 증가하면서 점차 증가하였다. 그 결과는 상이한 종이의 밝기가 현장에서의 탄산화 공정에 의해 제조된다는 것을 나타냈다. 라임 머드를 갖는 핸드 시트의 SEM 이미지는 도 8에 있다.
요컨대, 펄프 및 제지 산업에서, 가성화된 녹액은 우드 칩과 함께 대부분 NaOH 및 Na2S를 함유하는 백액으로 알려져 있으며, 이러한 화학 물질은 펄프화 공정에서 재사용하기 위해 증해기로 되돌아간다. 라임 머드(LM)는 제지 산업에서 가성화 공정 반응에서 합성된다. 주로 CaCO3로 구성되어 있으며 수분 함량이 높은 녹색을 나타내며, Fe, Na, Mg, Al, Si, P 및 S 산화물과 같은 비처리 성분(Non-Processing Element)과, 유독성 금속과 같은 불순물의 비율이 적다. 이 라임 머드 샘플의 백색도는 불순물로 오염되어 매우 낮다. 라임 머드의 재활용 또는 재사용 프로세스에 있어서, 고형 폐기물은 환경에 미치는 독성 영향을 최소화한다. 본 발명은 고온 하소 및 수화 공정에 의해 폐라임 머드의 백색도를 개선하고, 핸드 시트 제작 공정에 재사용하여 종이의 명도를 개선한다. 본 발명에서 라임 머드 샘플을 1000℃ & 1200℃에서 2시간 동안 하소하고, 상이한 온도(30℃ - 80℃)와 상이한 시간(3h - 24h)에서 수화하여, 분말 백색도가 개선되었는지 측정하고, 핸드 시트 제작을 위해 재사용한 다음 밝기를 측정한다. 그 결과, 하소 및 수화 공정 후, 라임 머드 샘플의 백색도가 개선될 수 있고, 핸드 시트를 제조하기 위해 펄프로 재이용하여, 종이 밝기를 개선할 수 있음을 확인하였다. 따라서, 폐라임 머드 샘플의 정제 및 재이용 공정이 제지 산업에서 더 유리한 효과가 있다.
본 발명의 주요 범위는 크래프트 펄프 공정으로부터 라임 머드를 사용하여 핸드 시트의 밝기 또는 백색도를 향상시키는 것이다. 그러나 라임 머드의 순도 및 밝기와 같은 많은 제한이 있다. 간단한 하소, 수화 공정 및 현장 탄산화 공정에 의해 라임 머드의 백색도를 향상시키는데 성공하였다. 후에, 개선된 밝기를 갖는 핸드 시트를 제조하기 위해 펄프에 대한 충전제로서 사용되었다. 라임 머드 폐기물은 식 (1)에 기재된 가성화 반응 공정에 의해 제지 공장 산업으로부터 생성되었다. 라임 머드는 짙은 녹색으로 생성되었다. 비처리 성분로 오염을 야기한다. 본 발명에서는, 라임 머드 샘플에서 비처리 성분를 감소시키고 산업 분야의 제지 밝기를 개선하기 위해 핸드 시트에서 재사용을 위해 분말 백색도를 개선할 수 있는 가능성을 보여주었다. 실험 결과에 따르면 하소(1200℃/2h) 공정은 라임 머드 샘플에서 비가공 황화물 종을 효과적으로 감소시키고 불순물이 적은 순수한 라임(CaO)을 생성하지만 하소 분말의 백색도는 매우 낮다. 수화 공정에서, 분말 백색도를 개선하고, 12시간 동안 고온(80℃)에서 하소된 라임 머드 샘플로부터 잔류 불순물을 감소시킬 수 있다. 제지 산업에서의 정제된 라임 머드 샘플 재이용이 더 유리하며, 본 발명의 결과는 또한 정제된 라임 머드 및 현장 탄산화 공정에 의해 핸드 시트를 제조하기 위한 상용 Ca(OH)2의 조합 처리가 종이 밝기를 향상시킬 수 있음을 시사한다. 본 공정은 제지 산업에서 재사용하기 위해 에너지를 덜 소비하고 정제된 라임을 생산하며, 라임 머드 폐기물 매립 문제를 피하고 석회석 등과 같은 천연 자원을 절약하기 위해 라임 머드 재활용 및 재사용 공정을 선택하는 것이 좋다. 또한 본 공정은 경제적으로 더 유리하고 환경 친화적이다.
이상, 일부 예를 들어서 본 발명의 바람직한 여러 가지 실시 예에 대해서 설명하였지만, 본 "발명을 실시하기 위한 구체적인 내용" 항목에 기재된 여러 가지 다양한 실시 예에 관한 설명은 예시적인 것에 불과한 것이며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이상의 설명으로부터 본 발명을 다양하게 변형하여 실시하거나 본 발명과 균등한 실시를 행할 수 있다는 점을 잘 이해하고 있을 것이다.
또한, 본 발명은 다른 다양한 형태로 구현될 수 있기 때문에 본 발명은 상술한 설명에 의해서 한정되는 것이 아니며, 이상의 설명은 본 발명의 개시 내용이 완전해지도록 하기 위한 것으로 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것일 뿐이며, 본 발명은 청구범위의 각 청구항에 의해서 정의될 뿐임을 알아야 한다.
Claims (10)
- 라임 머드를 하소하여 산화 칼슘으로 전환시키는 하소 단계;
하소된 상기 산화 칼슘을 수화하여 수산화 칼슘으로 전환시키는 수화 단계;
수화된 상기 수산화 칼슘을 펄프 슬러리에 첨가하고 균질화시키는 균질화 단계;
균질화된 혼합물에 이산화탄소(CO2)를 공급하여 상기 수산화 칼슘을 탄산 칼슘으로 전환시키는 현장 탄산화 단계; 및
침전된 상기 탄산 칼슘 및 상기 펄프 슬러리를 함유하는 혼합물로부터 핸드 시트를 제조하는 핸드 시트 제조 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는,
폐라임 머드로 핸드 시트를 제조하기 위한 다단계 공정 현장 IN-SITU PCC 처리 방법.
- 제 1 항에 있어서,
상기 하소 단계에서, 상기 라임 머드는 800℃ ~ 1200℃에서 1시간 ~ 4시간 동안 하소하는 것을 특징으로 하는,
폐라임 머드로 핸드 시트를 제조하기 위한 다단계 공정 현장 IN-SITU PCC 처리 방법.
- 제 1 항에 있어서,
상기 수화 단계에서, 상기 산화 칼슘은 10℃ ~ 100℃에서 1 ~ 24 시간 동안 수화하는 것을 특징으로 하는,
폐라임 머드로 핸드 시트를 제조하기 위한 다단계 공정 현장 IN-SITU PCC 처리 방법.
- 제 1 항에 있어서,
상기 균질화 단계에서, 상기 균질화는 분쇄 장비를 사용하여 입자 크기를 100㎛ 미만으로 분쇄하는 것을 특징으로 하는,
폐라임 머드로 핸드 시트를 제조하기 위한 다단계 공정 현장 IN-SITU PCC 처리 방법.
- 제 1 항에 있어서,
상기 펄프 슬러리는 크래프트 펄프 슬러리인 것을 특징으로 하는,
폐라임 머드로 핸드 시트를 제조하기 위한 다단계 공정 현장 IN-SITU PCC 처리 방법.
- 제 1 항에 있어서,
상기 수화 공정의 온도가 높아질수록 불순물이 감소되며, 상기 라임 머드 분말의 백색도를 향상시키는 것을 특징으로 하는,
폐라임 머드로 핸드 시트를 제조하기 위한 다단계 공정 현장 IN-SITU PCC 처리 방법.
- 제 1 항에 있어서,
상기 수화 공정의 반응 시간이 증가할 경우, 고온에서의 분말의 백색도가 증가하는 것을 특징으로 하는,
폐라임 머드로 핸드 시트를 제조하기 위한 다단계 공정 현장 IN-SITU PCC 처리 방법.
- 제 1 항에 있어서,
상기 이산화탄소는 다공성 유리 버블러를 통해 공급되는 것을 특징으로 하는,
폐라임 머드로 핸드 시트를 제조하기 위한 다단계 공정 현장 IN-SITU PCC 처리 방법.
- 제 1 항에 있어서,
상기 수산화 칼슘이 증가할수록 상기 핸드 시트의 밝기가 증가하는 것을 특징으로 하는,
폐라임 머드로 핸드 시트를 제조하기 위한 다단계 공정 현장 IN-SITU PCC 처리 방법.
- 제 1 항에 있어서,
하소된 상기 산화 칼슘을 고온에서 수화하는 것이 저온에서 수화하는 것과 비교할 때 더 많은 백색 분말을 생성하는 것을 특징으로 하는,
폐라임 머드로 핸드 시트를 제조하기 위한 다단계 공정 현장 IN-SITU PCC 처리 방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020200117502A KR20220035580A (ko) | 2020-09-14 | 2020-09-14 | 폐라임 머드로 핸드 시트를 제조하기 위한 다단계 공정 현장 in-situ pcc 처리 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020200117502A KR20220035580A (ko) | 2020-09-14 | 2020-09-14 | 폐라임 머드로 핸드 시트를 제조하기 위한 다단계 공정 현장 in-situ pcc 처리 방법 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20220035580A true KR20220035580A (ko) | 2022-03-22 |
Family
ID=80988047
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020200117502A KR20220035580A (ko) | 2020-09-14 | 2020-09-14 | 폐라임 머드로 핸드 시트를 제조하기 위한 다단계 공정 현장 in-situ pcc 처리 방법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20220035580A (ko) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101585312B1 (ko) | 2011-06-21 | 2016-01-13 | 옴야 인터내셔널 아게 | 침강성 탄산칼슘의 제조 방법, 침강성 탄산칼슘 및 이의 용도 |
-
2020
- 2020-09-14 KR KR1020200117502A patent/KR20220035580A/ko not_active Application Discontinuation
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101585312B1 (ko) | 2011-06-21 | 2016-01-13 | 옴야 인터내셔널 아게 | 침강성 탄산칼슘의 제조 방법, 침강성 탄산칼슘 및 이의 용도 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| Clark, R.J.H.; Cobbold, D.G. Characterization of Sulfur Radical Anions in Solutions of Alkali Polysulfides in Dimethylformamide and Hexamethylphosphoramide and in the Solid State in Ultramarine Blue, Green and Red. Inorg. Chem. 1978, 17, 3169-3174. |
| Giggenbach, W. Equilibria involving polysulfide ions in aqueous sulfide solutions up to 240°. Inorg. Chem. 1974, 13, 1724-1730 |
| Giggenbach, W. Optical spectra of highly alkaline sulfide solutions and the second dissociation constant of hydrogen sulfide. Inorg. Chem. 1971, 10, 1333-1338. |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA2215297C (en) | Recycling of mineral fillers from the residue of a paper deinking plant | |
| US20060272549A1 (en) | Purified Precipitated Calcium Carbonate and Purified Calcium Silicate Compounds, a Method for Their Production, and Their Use as Paper Fillers | |
| US8658119B2 (en) | Production and/or recovery of products from waste sludge | |
| AU2002250794B2 (en) | A process of recovering alkali from black liquor of papermaking | |
| CN102976387B (zh) | 改进的造纸填料用白泥碳酸钙制备工艺 | |
| CA2877756C (en) | Chemical pulping method | |
| CA2814435A1 (en) | Production of high purity precipitated calcium carbonate | |
| CN101700901A (zh) | 一种利用造纸工业碱回收白泥制备轻质碳酸钙的新方法 | |
| CN103068737A (zh) | 通过预消化的石灰苛化产物的亮度改进 | |
| EP3277882B1 (en) | A method of producing filler | |
| KR101271605B1 (ko) | 제지 슬러지 소각 비산재를 사용한 침강성탄산칼슘(ｐｃｃ)의 합성 및 폐지 적용을 통한 광학적 특성 향상 방법 | |
| JP2000178024A (ja) | 製紙スラッジを利用した軽質炭酸カルシウムおよびその製法 | |
| EP0789670A1 (en) | Treatment of solid-containing material derived from effluent | |
| JPH0429606B2 (ko) | ||
| Pöykiö et al. | Calcium carbonate waste from an integrated pulp and paper mill as a potential liming agent | |
| KR20220035580A (ko) | 폐라임 머드로 핸드 시트를 제조하기 위한 다단계 공정 현장 in-situ pcc 처리 방법 | |
| CA2834908A1 (en) | System for producing precipitated calcium carbonate from calcium carbonate slurry waste; method for calcium carbonate slurry waste recovery, processing and purification and the calcium carbonate product thereof | |
| JP2001039710A (ja) | 石炭灰からのアルミニウム系薬品及びシリカ系薬品の製造方法 | |
| JP2004238232A (ja) | 炭酸カルシウムの製造方法 | |
| FI78327B (fi) | Behandling av i kausticeringskretsloppet vid kraftfoerfarandet foerekommande loesningar foer senare utnyttjing av kalsiumkarbonatet. | |
| JP2010228940A (ja) | 炭酸カルシウムの製造方法 | |
| CN107502001A (zh) | 一种利用电石渣制备复合钛白粉的方法 | |
| KR102521806B1 (ko) | 제지 소각로 비산재를 이용한 판지 중심층 소재 제조 방법 | |
| CN1418817A (zh) | 一种活性纳米碳酸钙的生产方法 | |
| CA2994882C (en) | Method of recycling by-product generated in papermaking process |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E601 | Decision to refuse application |