KR20220087914A - Waste sulfuric acid multistage neutralization with stainless steel annealing acid and its sludge recycling method - Google Patents

Waste sulfuric acid multistage neutralization with stainless steel annealing acid and its sludge recycling method Download PDF

Info

Publication number
KR20220087914A
KR20220087914A KR1020200178420A KR20200178420A KR20220087914A KR 20220087914 A KR20220087914 A KR 20220087914A KR 1020200178420 A KR1020200178420 A KR 1020200178420A KR 20200178420 A KR20200178420 A KR 20200178420A KR 20220087914 A KR20220087914 A KR 20220087914A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
sulfuric acid
neutralized
neutralized sludge
sludge
neutralization
Prior art date
Application number
KR1020200178420A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR102560657B1 (en
Inventor
이훈하
최광희
조성구
Original Assignee
주식회사 포스코
재단법인 포항산업과학연구원
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 주식회사 포스코, 재단법인 포항산업과학연구원 filed Critical 주식회사 포스코
Priority to KR1020200178420A priority Critical patent/KR102560657B1/en
Publication of KR20220087914A publication Critical patent/KR20220087914A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102560657B1 publication Critical patent/KR102560657B1/en

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A62LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62DCHEMICAL MEANS FOR EXTINGUISHING FIRES OR FOR COMBATING OR PROTECTING AGAINST HARMFUL CHEMICAL AGENTS; CHEMICAL MATERIALS FOR USE IN BREATHING APPARATUS
    • A62D3/00Processes for making harmful chemical substances harmless or less harmful, by effecting a chemical change in the substances
    • A62D3/30Processes for making harmful chemical substances harmless or less harmful, by effecting a chemical change in the substances by reacting with chemical agents
    • A62D3/36Detoxification by using acid or alkaline reagents
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A62LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62DCHEMICAL MEANS FOR EXTINGUISHING FIRES OR FOR COMBATING OR PROTECTING AGAINST HARMFUL CHEMICAL AGENTS; CHEMICAL MATERIALS FOR USE IN BREATHING APPARATUS
    • A62D2101/00Harmful chemical substances made harmless, or less harmful, by effecting chemical change
    • A62D2101/40Inorganic substances
    • A62D2101/47Inorganic substances containing oxygen, sulfur, selenium or tellurium, i.e. chalcogen
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/10Process efficiency
    • Y02P20/129Energy recovery, e.g. by cogeneration, H2recovery or pressure recovery turbines

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Emergency Management (AREA)
  • Treatment Of Sludge (AREA)

Abstract

본 발명은 폐황산 용액을 준비하는 단계; 상기 폐황산 용액을 중화시키는 2차 이상 진행되는 중화단계; 및 상기 중화단계에서 발생하는 중화슬러지의 함수율을 20중량% 이하로 감소시키는 함수율 저감단계; 를 포함하는, 폐황산 재활용 방법에 관한 것이다.The present invention comprises the steps of preparing a solution of spent sulfuric acid; a second or more neutralization step of neutralizing the spent sulfuric acid solution; and a moisture content reduction step of reducing the moisture content of the neutralized sludge generated in the neutralization step to 20% by weight or less; It relates to a waste sulfuric acid recycling method comprising a.

Description

스테인리스스틸 소둔산세 폐황산 다단 중화처리의 슬러지 재활용 방법 {Waste sulfuric acid multistage neutralization with stainless steel annealing acid and its sludge recycling method} Waste sulfuric acid multistage neutralization with stainless steel annealing acid and its sludge recycling method

본 발명은 스테인리스스틸 소둔산세 폐황산 다단 중화처리 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로 다단 중화처리 과정에서 발생하는 중화슬러지를 재활용하는 자원화 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a multi-stage neutralization treatment method for stainless steel annealing and pickling waste sulfuric acid. More specifically, it relates to a recycling method for recycling neutralized sludge generated in a multi-stage neutralization treatment process.

스테인리스스틸의 표면 불순물 및 산화층 제거를 위해 산세처리를 한다. 사용하는 산 종류는 공정에 따라 차이는 있지만 주로 황산과 불산 및 질산을 사용하고 있다. 이때 발생하는 폐산 처리 기술로는 기존에는 폐산을 혼합하여 혼산을 중화처리하는 방법을 사용했다. 그러나 최근에는 폐산 및 발생 슬러지 자원화를 위하여 폐산을 혼합처리하지 않고 분리하여 처리하는 기술이 개발되고 있으며 불산과 질산이 혼합된 폐혼산은 중화처리하고 생성된 슬러지는 형석 대체재로 활용하는 기술이 개발되고 있다. Pickling is performed to remove surface impurities and oxide layer of stainless steel. The type of acid used differs depending on the process, but mainly sulfuric acid, hydrofluoric acid and nitric acid are used. As the waste acid treatment technology generated at this time, a method of neutralizing mixed acid by mixing waste acid was used in the past. However, recently, a technology for separating and treating waste acid without mixing treatment is being developed to convert waste acid and generated sludge into resources. A technology is being developed that neutralizes the waste mixed acid mixed with hydrofluoric acid and nitric acid and uses the generated sludge as a substitute for fluorite. .

그러나 폐황산은 중화처리 후 생성된 중화슬러지는 매립 처리되고 있는 경우가 많아 중화처리 방법 개선이나 중화슬러지의 용도개발을 통해 고부가자원화가 필요한 실정이다. However, since the neutralized sludge generated after neutralization treatment of waste sulfuric acid is often disposed of in landfill, it is necessary to increase the value-added resource through improvement of the neutralization treatment method or development of the use of the neutralized sludge.

한편 스테인리스스틸의 산세 성능을 향상시키기 위하여 교류전해산세 기술을 적용을 실시하고 있는 경우도 있으며 발생된 폐황산을 재생하기 위하여 산재생 설비인 APU(Acid Purification Unit) 장치를 통해 황산을 회수하여 신산과 혼합 사용하기도 한다. On the other hand, AC electrolytic pickling technology is applied to improve the pickling performance of stainless steel. It is also used in combination.

상기 폐황산을 중화처리함에 있어서 폐황산 희석액을 중화재인 소석회와 중화반응시켜 중화슬러지가 발생되고 있으며 필터프레스로 여과처리 시 함수율이 높고 철성분이 많이 함유되어 있어 슬러지 색상이 붉다. 따라서 상기 슬러지에 대한 용도가 제한적이며 이를 매립 처리하고 있어서 향후 공정개선을 통해 자원화 기술개발이 필요한 실정이다. In the neutralization treatment of the waste sulfuric acid, neutralized sludge is generated by neutralizing the diluted waste sulfuric acid solution with slaked lime as a neutralizing material. Therefore, the use of the sludge is limited, and since it is landfilled, it is necessary to develop a resource-saving technology through future process improvement.

석고는 시멘트 구성 원료 중 필수 첨가재로 약 5% 정도 혼합 사용하고 있으며 천연무수석고, 중화석고, 배연탈황석고 등이 사용되고 있다. 석고 용도는 시멘트의 응결지연, 반응 촉진제용으로 사용되며 시멘트용 석고 KS 규격은 SO3 함량 기준으로 25% 이상이 요구되고 있다. About 5% of gypsum is used as an essential additive among raw materials for cement composition, and natural anhydrous gypsum, neutralized gypsum, and flue gas desulfurization gypsum are used. Gypsum is used to delay the setting of cement and as a reaction accelerator. The KS standard for gypsum for cement requires at least 25% of SO3 content.

최근 시멘트의 중금속 용출에 관한 규제가 강화되고 있고 특히 Cr6+ 용출 문제는 더욱 강화되고 있는 실정이다. 시멘트 중의 Cr6+ 용출을 저감하기 위하여 시멘트사는 황산철 등의 환원제를 혼합하여 사용하고 있으며 시멘트사는 자체 품질기준으로 Cr6+ 함량을 20mg/kg 이하로 관리하고 있으며, 시멘트 중의 Cr6+ 용출을 저감하는 노력은 계속되고 있다.Recently, regulations on the elution of heavy metals from cement are being strengthened, and in particular, the problem of Cr6+ elution is further strengthened. In order to reduce Cr6 + elution in cement, cement companies use a mixture of reducing agents such as iron sulfate. Efforts are ongoing.

본 발명은 스테인리스스틸 소둔산세 폐황산의 중화처리시 발생하는 중화슬러지의 적색도를 감소시키는 방법을 제공하고자 한다.An object of the present invention is to provide a method for reducing the redness of neutralized sludge generated during the neutralization treatment of waste sulfuric acid from annealing of stainless steel.

본 발명은 스테인리스스틸 소둔산세 폐황산의 중화처리시 발생하는 중화슬러지의 함수율을 저감시키는 자원화 재활용 방법을 제공하고자 한다.An object of the present invention is to provide a resource recycling method for reducing the moisture content of neutralized sludge generated during neutralization treatment of waste sulfuric acid from annealing of stainless steel.

본 발명 일 구현예에 따른 폐황산 재활용 방법은 폐황산 용액을 준비하는 단계; 상기 폐황산 용액을 중화시키는 2차 이상 진행되는 중화단계; 및 상기 중화단계에서 발생하는 중화슬러지의 함수율을 20중량% 이하로 감소시키는 함수율 저감단계;를 포함한다. A waste sulfuric acid recycling method according to an embodiment of the present invention comprises the steps of preparing a waste sulfuric acid solution; a second or more neutralization step of neutralizing the spent sulfuric acid solution; and a water content reduction step of reducing the water content of the neutralized sludge generated in the neutralization step to 20% by weight or less.

상기 함수율 저감단계;는 폐열을 이용하여 중화슬러지의 함수율을 제어하는 단계이다.The moisture content reduction step is a step of controlling the moisture content of the neutralized sludge using waste heat.

상기 함수율 저감단계;는 중화슬러지에 CaO를 포함하는 물질을 혼합하여 중화슬러지의 함수율을 제어하는 단계이다.The moisture content reduction step is a step of controlling the moisture content of the neutralized sludge by mixing a material containing CaO with the neutralized sludge.

상기 함수율 저감단계;는 중화슬러지를 원심 탈수시켜 중화슬러지의 함수율을 제어하는 단계이다.The water content reduction step is a step of controlling the water content of the neutralized sludge by centrifugally dewatering the neutralized sludge.

상기 중화슬러지를 원심 탈수 시켜 중화슬러지의 함수율을 제어하는 단계;는 중화슬러지 평균 입도를 50㎛ 이상으로 성장시키는 중화슬러지 응집단계를 포함하고, 상기 중화슬러지 응집단계는 중화슬러지 3 내지 10 중량%를 입자 성장 핵으로 투입하는 단계이다.Controlling the water content of the neutralized sludge by centrifugal dehydration of the neutralized sludge; includes a neutralized sludge flocculation step of growing the neutralized sludge average particle size to 50 μm or more, wherein the neutralized sludge flocculation step comprises 3 to 10 wt% of the neutralized sludge This is the step of inputting the particle growth nuclei.

상기 2차 이상 진행되는 중화단계;는 1차 중화단계를 포함하고, 상기 1차 중화단계는 폐황산 용액에 중화재를 혼합하여 pH 2.5 내지 4.5까지 중화시키는 단계; 및 1차 중화된 용액을 1차 중화여액과 1차 중화슬러지로 분리하는 여과단계;를 포함한다.The second or more neutralization step includes a first neutralization step, wherein the first neutralization step is neutralized to a pH of 2.5 to 4.5 by mixing a neutralizing agent with a waste sulfuric acid solution; and a filtration step of separating the first neutralized solution into a first neutralized filtrate and a first neutralized sludge.

상기 2차 이상 진행되는 중화단계;는 1차 중화단계 이후 진행되는 2차 중화단계를 포함하고, 상기 2차 중화단계는 1차 중화단계에서 발생하는 1차 중화여액에 중화재를 혼합하여 pH 8 내지 10까지 중화시키는 단계; 및 2차 중화된 용액을 2차 중화여액과 2차 중화슬러지로 분리하는 여과단계;를 포함한다.The second or more neutralization step includes a second neutralization step that proceeds after the first neutralization step, and the second neutralization step mixes a neutralizing agent with the first neutralization filtrate generated in the first neutralization step to pH 8 neutralizing to 10 to 10; and a filtration step of separating the second neutralized solution into a second neutralized filtrate and a second neutralized sludge.

상기 2차 이상 진행되는 중화단계;는 폐황산에 중화재를 혼합하여 중화시키는 단계로서, 상기 중화재는 석회석, 생석회, 소석회, 제강슬래그 미분말, 제강부원료 더스트, 정유공장 탈황석고 및 스테인리스 스틸 환원 슬래그로 이루어진 군 중에서 선택된 1 종이상의 Ca계 중화재이다.The second or more neutralization step is a step of neutralizing by mixing a neutralizing agent with spent sulfuric acid, wherein the neutralizing agent is limestone, quicklime, slaked lime, fine steel slag powder, steel additive dust, oil refinery desulfurization gypsum and stainless steel reduced slag. It is at least one Ca-based neutralizing agent selected from the group consisting of.

상기 폐황산 용액을 준비하는 단계;는 스테인리스스틸 산세 후 발생하는 산세폐액에서 페황산과 폐혼산을 분리하는 단계를 포함하고, 상기 폐혼산은 불산 및 질산 혼합 용액이다.Preparing the waste sulfuric acid solution; comprises the step of separating phenolic acid and spent mixed acid from the pickling waste generated after stainless steel pickling, wherein the spent mixed acid is a hydrofluoric acid and nitric acid mixed solution.

상기 1차 중화슬러지는 색차((100-L)2 + a2 + b2)가 35 이하이다.The primary neutralized sludge has a color difference ((100-L) 2 + a 2 + b 2 ) of 35 or less.

상기 1차 중화 슬러지는 SO3- 함량이 25 중량% 이상이다. The first neutralized sludge has an SO 3 content of 25% by weight or more.

본 발명의 일 구현예에 따르면 pH를 조절하며 두 단계로 나누어 폐황산을 중화시킴으로써 중화슬러지의 적색도를 감소시킬 수 있다. According to one embodiment of the present invention, it is possible to reduce the redness of the neutralized sludge by controlling the pH and neutralizing the spent sulfuric acid by dividing it into two steps.

본 발명 일 구현예에 따르면 중화슬러지의 SO3- 함량이 증가되어 이를 재활용하여 제조된 석고품질이 개선될 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the SO 3 content of the neutralized sludge is increased, so that the quality of the gypsum produced by recycling it can be improved.

본 발명 일 구현예에 따르면, 함수율이 높아 건조 비용이 많이 들고, Fe 등 석고 품질을 저하시키는 성분이 다량 함유되어 있는 스테인리스스틸 소둔산세 황산슬러지를 본 발명 공정 기술로 처리할 경우, 대부분 매립 처리하던 상기 중화슬러지를 경제성 있게 자원화가 가능하도록 석고 제품으로 제조 가능하다.According to one embodiment of the present invention, when the stainless steel annealing pickling sulfuric acid sludge containing a high amount of moisture content, high drying cost, and a large amount of components that deteriorate gypsum quality such as Fe, is treated with the process technology of the present invention, most of the landfill treatment It is possible to manufacture the neutralized sludge into a gypsum product so that it can be economically turned into a resource.

본 발명 일 구현예에 따르면 CO2 발생이 적은 석고 제조가 가능하다.According to one embodiment of the present invention, it is possible to produce gypsum with low CO 2 generation.

도 1은 본 발명 일 구현예의 폐황산 다단 중화처리 방법의 흐름도를 도시한 것이다.
도 2는 폐황산 용액 pH에 따른 양이온 포화농도 관계를 나타내는 금속 수산화물의 침전 다이어그램 (25℃ 기준)을 도시한 것이다.
1 is a flowchart illustrating a multi-stage neutralization treatment method for spent sulfuric acid according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing the precipitation diagram of metal hydroxide (at 25° C.) showing the relationship of cation saturation concentration according to the pH of the spent sulfuric acid solution.

제1, 제2 및 제3 등의 용어들은 다양한 부분, 성분, 영역, 층 및/또는 섹션들을 설명하기 위해 사용되나 이들에 한정되지 않는다. 이들 용어들은 어느 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션을 다른 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션과 구별하기 위해서만 사용된다. 따라서, 이하에서 서술하는 제1 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션은 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 제2 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션으로 언급될 수 있다.The terms first, second and third etc. are used to describe, but are not limited to, various parts, components, regions, layers and/or sections. These terms are used only to distinguish one part, component, region, layer or section from another part, component, region, layer or section. Accordingly, a first part, component, region, layer or section described below may be referred to as a second part, component, region, layer or section without departing from the scope of the present invention.

여기서 사용되는 전문 용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.The terminology used herein is for the purpose of referring to specific embodiments only, and is not intended to limit the present invention. As used herein, the singular forms also include the plural forms unless the phrases clearly indicate the opposite. As used herein, the meaning of "comprising" specifies a particular characteristic, region, integer, step, operation, element and/or component, and the presence or absence of another characteristic, region, integer, step, operation, element and/or component It does not exclude additions.

어느 부분이 다른 부분의 "위에" 또는 "상에" 있다고 언급하는 경우, 이는 바로 다른 부분의 위에 또는 상에 있을 수 있거나 그 사이에 다른 부분이 수반될 수 있다. 대조적으로 어느 부분이 다른 부분의 "바로 위에" 있다고 언급하는 경우, 그 사이에 다른 부분이 개재되지 않는다.When a part is referred to as being “on” or “on” another part, it may be directly on or on the other part, or the other part may be involved in between. In contrast, when a part is referred to as being "directly above" another part, the other part is not interposed therebetween.

또한, 특별히 언급하지 않는 한 %는 중량%를 의미하며, 1ppm 은 0.0001중량%이다.In addition, unless otherwise specified, % means weight %, and 1 ppm is 0.0001 weight %.

다르게 정의하지는 않았지만, 여기에 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 보통 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.Although not defined otherwise, all terms including technical terms and scientific terms used herein have the same meaning as those commonly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. Commonly used terms defined in the dictionary are additionally interpreted as having a meaning consistent with the related technical literature and the presently disclosed content, and unless defined, are not interpreted in an ideal or very formal meaning.

이하, 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail so that those of ordinary skill in the art can easily implement them. However, the present invention may be embodied in several different forms and is not limited to the embodiments described herein.

이하, 각 단계에 대하여 구체적으로 살펴본다.Hereinafter, each step will be described in detail.

본 발명 일 구현예에 따른 폐황산 재활용 방법은 폐황산 용액을 준비하는 단계; 상기 폐황산 용액을 중화시키는 2차 이상 진행되는 중화단계; 및 상기 중화단계에서 발생하는 중화슬러지의 함수율을 20중량% 이하로 감소시키는 함수율 저감단계; 를 포함한다 (도 1). A waste sulfuric acid recycling method according to an embodiment of the present invention comprises the steps of preparing a waste sulfuric acid solution; a second or more neutralization step of neutralizing the spent sulfuric acid solution; and a moisture content reduction step of reducing the moisture content of the neutralized sludge generated in the neutralization step to 20% by weight or less; including (FIG. 1).

본 발명에서의 폐황산은 일반적으로 발생되는 소둔산세 처리 후 폐황산과 산세 성능을 향상시키기 위해 교류전해산세 후 발생되는 폐황산 및 산회수 설비(APU)를 거친 후 발생되는 폐황산을 사용해도 좋다.In the present invention, the waste sulfuric acid generated after the general annealing and pickling treatment and the waste sulfuric acid generated after the AC electrolysis and pickling and the acid recovery facility (APU) to improve the pickling performance may be used. .

상기 폐황산 용액을 준비하는 단계;는 스테인리스스틸 산세 후 발생하는 산세폐액에서 페황산과 폐혼산을 분리하는 단계를 포함한다. 스테인리스스틸 소둔산세공장에서 발생되는 폐황산을 자원화하기 위해서는 우선 폐황산과 폐불산 및 폐질산이 함유된 폐혼산을 도 1과 같이 분리 선별하는 공정이 선행되어야 한다. 폐황산과 불산 및 질산이 혼합된 폐혼산을 분리하지 않고 사용하는 경우에는 중화슬러지로부터 재활용된 석고의 SO3- 함량 25 중량% 이상을 달성하기 곤란하다.Preparing the waste sulfuric acid solution; includes the step of separating the waste sulfuric acid and the spent mixed acid from the pickling waste generated after stainless steel pickling. In order to use the waste sulfuric acid generated in the stainless steel annealing pickling plant as a resource, the process of separating and sorting waste sulfuric acid, waste hydrofluoric acid, and waste mixed acid containing waste nitric acid as shown in FIG. 1 should be preceded. When used without separating the waste mixed acid in which the waste sulfuric acid, hydrofluoric acid and nitric acid are mixed, it is difficult to achieve an SO 3 content of 25 wt% or more of the gypsum recycled from the neutralized sludge.

상기 폐황산과 분리된 폐불산 및 폐질산이 혼합된 폐혼산은 소석회 등의 중화재를 사용하여 중화처리 되고, 이로부터 발생한 중화슬러지를 건조 및 성형하여 스테인리스스틸 제조용 전기로 원료인 형석 대체재로 사용할 수 있다.The waste mixed acid mixed with the waste hydrofluoric acid and waste nitric acid separated from the waste sulfuric acid is neutralized using a neutralizing agent such as slaked lime, and the neutralized sludge generated therefrom is dried and molded to be used as a substitute for fluorite, a raw material for an electric furnace for stainless steel production. .

상기 2차 이상 진행되는 중화단계;는 용액에 중화재를 혼합하여 pH를 증가시키는 단계이다. 구체적으로 상기 중화단계;는 1차 중화단계 및 2차 중화단계를 포함할 수 있다. 상기 1차 중화단계는 폐황산 용액에 중화재를 혼합하여 중화시키는 단계이다. 상기 2차 중화단계는 1차 중화단계에서 발생하는 중화여액에 중화재를 혼합하여 추가 중화시키는 단계이다.The second or more neutralization step is a step of increasing the pH by mixing a neutralizing agent in the solution. Specifically, the neutralization step; may include a first neutralization step and a second neutralization step. The first neutralization step is a step of neutralizing the waste sulfuric acid solution by mixing a neutralizing agent. The second neutralization step is a step of further neutralizing by mixing a neutralizing agent with the neutralization filtrate generated in the first neutralization step.

본 발명에 따른 폐황산 용액에는 Fe, Cr, Ni가 포함되어 있는데, Fe는 주로 Fe2+ 형태이며 일부는 산화되어 Fe3+ 형태를 취하고 있으며, Cr, Ni는 Cr3+ 및 Ni2+ 등의 양이온 형태를 취하고 있다. 반면, 석고(CaSO4)는 약산성에서 용해도가 낮으므로 중화반응시 pH가 낮아도 슬러지 형태로 먼저 침전될 수 있다. 이에, 본 발명은 석고를 우선 선택적으로 침전시키기 위하여 폐황산의 다단 중화방법을 고안한 것이다. 하기 표 1은 Ca(OH)2로 중화시 pH 영역에 따른 주요 침전물을 나타낸 것이다. 표 1의 각 pH 영역 ① 내지 ④는 도 2에 표시된 영역이다.The spent sulfuric acid solution according to the present invention contains Fe, Cr, and Ni, and Fe is mainly in the form of Fe 2+ , some of which is oxidized to form Fe 3+ , and Cr and Ni are Cr 3+ and Ni 2+ , etc. has a cationic form. On the other hand, since gypsum (CaSO 4 ) has low solubility in weak acidity, it may be precipitated first in the form of sludge even when the pH is low during the neutralization reaction. Accordingly, the present invention devised a multi-stage neutralization method of spent sulfuric acid in order to selectively precipitate gypsum first. Table 1 below shows the main precipitates according to the pH range upon neutralization with Ca(OH) 2 . Each of the pH ranges ① to ④ in Table 1 is the area shown in FIG. 2 .

pH 영역pH range 주요 침전물main sediment CaSO4·2H2O, Fe(OH)3 CaSO 4 ·2H 2 O, Fe(OH) 3 CaSO4·2H2O, Fe(OH)3, Cr(OH)3 CaSO 4 ·2H 2 O, Fe(OH) 3 , Cr(OH) 3 CaSO4·2H2O, Fe(OH)3, Cr(OH)3, Fe(OH)2, Ni(OH)2 CaSO 4 ·2H 2 O, Fe(OH) 3, Cr(OH) 3, Fe(OH) 2, Ni(OH) 2 CaSO4·2H2O, Fe(OH)3, Cr(OH)3, Fe(OH)2, Ni(OH)2, Mn(OH)2CaSO 4 ·2H 2 O, Fe(OH) 3, Cr(OH) 3, Fe(OH) 2 , Ni(OH) 2 , Mn(OH) 2 , etc.

본 발명의 폐황산 재활용 방법은 2차 이상의 중화단계를 포함하는바, 1차 중화슬러지에 Fe, Cr, Ni 성분이 최대한 적게 함유되고 SO3- 함량이 증가되어 1차 중화슬러지로부터 재활용되는 석고의 품질이 향상될 수 있다. 반면 2차 중화슬러지에는 SO3- 함량이 크게 감소하며 Fe2O3 및 Cr2O3 성분이 농축된다. 즉, 2차 중화슬러지는 Fe, Cr, Ni 등 유가 성분이 농축되어 스테인리스스틸 제조 시 발생되는 더스트 등과 혼합하여 스테인리스스틸 제조 시 첨가재로 활용이 가능하다.The waste sulfuric acid recycling method of the present invention includes a second or more neutralization step. Fe, Cr, and Ni components are contained as little as possible in the primary neutralized sludge, and the SO 3 content is increased, so that the gypsum recycled from the primary neutralized sludge is Quality can be improved. On the other hand, in the secondary neutralized sludge, the SO 3- content is greatly reduced, and Fe 2 O 3 and Cr 2 O 3 components are concentrated. That is, the secondary neutralized sludge can be used as an additive in the production of stainless steel by mixing with dust generated during the production of stainless steel due to the concentration of valuable components such as Fe, Cr, and Ni.

폐황산 중화슬러지를 시멘트용 석고로 재활용하기 위하여는 중화슬러지의 적색도를 저감시켜야 하며 이를 위하여 슬러지 중의 Fe 함량을 저감시켜야 한다. 이에, 본 발명은 폐황산 중화 처리시에 pH 조절을 통하여 Fe 함량을 최소화하고자 한다. 구체적으로 본 발명은 폐황산 다단 중화 처리를 통하여 슬러지 중의 Fe 함량을 저감시키고자 한다.In order to recycle the waste sulfuric acid neutralized sludge into cement gypsum, the redness of the neutralized sludge must be reduced, and for this purpose, the Fe content in the sludge must be reduced. Accordingly, the present invention is to minimize the Fe content through the pH control during the waste sulfuric acid neutralization treatment. Specifically, the present invention intends to reduce the Fe content in the sludge through the multi-stage neutralization treatment of spent sulfuric acid.

상기 1차 중화단계;는 폐황산 용액에 중화재를 혼합하여 pH 2.5 내지 4.5까지 중화시키는 단계; 및 1차 중화된 용액을 1차 중화여액과 1차 중화슬러지로 분리하는 여과단계;를 포함한다. 1차 중화 시 pH가 2.5 이하인 경우에는, 1차 중화슬러지의 pH가 낮아 이를 시멘트용 석고로 활용하는 경우에, 시멘트의 강도를 저하시키는 문제가 발생할 수 있다. 반면, 1차 중화 시 pH가 4.5 이상인 경우에는, 1차 중화슬러지 중에 Fe 성분이 침전되어 1차 중화슬러지의 색상을 붉게 할 우려가 있어 바람직하지 않다. 구체적으로 1차 중화단계 pH는 3.0 내지 4.5 또는 3.0 내지 3.5일 수 있다. 상기 1차 중화단계의 여과단계를 거쳐 수득된 1차 중화슬러지는 함수율 저감단계를 거치게 된다. 상기 여과단계는 필터프레스 등 일반적인 여과기를 사용할 수 있다. The first neutralization step; neutralizing to pH 2.5 to 4.5 by mixing a neutralizing agent in the spent sulfuric acid solution; and a filtration step of separating the first neutralized solution into a first neutralized filtrate and a first neutralized sludge. When the pH of the primary neutralization is 2.5 or less, the pH of the primary neutralized sludge is low and when it is used as a gypsum for cement, a problem of lowering the strength of the cement may occur. On the other hand, when the pH is 4.5 or higher during the first neutralization, it is not preferable because there is a risk that the Fe component is precipitated in the first neutralized sludge and the color of the first neutralized sludge is red. Specifically, the pH of the first neutralization step may be 3.0 to 4.5 or 3.0 to 3.5. The first neutralized sludge obtained through the filtration step of the first neutralization step is subjected to a water content reduction step. In the filtering step, a general filter such as a filter press may be used.

상기 2차 중화단계;는 1차 중화단계에서 발생하는 1차 중화여액에 중화재를 혼합하여 pH 8 내지 10까지 중화시키는 단계; 및 2차 중화된 용액을 2차 중화여액과 2차 중화슬러지로 분리하는 여과단계;를 포함한다. 2차 중화 시 pH 8.0 이하인 경우 도 2에서와 같이 폐황산 중에 함유되어 있는 Fe2+, Cr3+, Ni2+ 성분 등이 완전히 침전되지 않고 폐수 중에 함유될 우려가 있기 때문에 바람직하지 않고, pH 10 이상에서는 중화재가 과다하게 첨가되어 슬러지 발생량이 증가할 우려가 있어 바람직하지 않다. 구체적으로 2차 중화단계 pH는 8.5 내지 10 또는 8.5 내지 9.0일 수 있다. 상기 2차 중화단계의 여과단계를 거쳐 수득된 2차 중화슬러지는 함수율 저감단계를 거치게 된다. 상기 여과단계는 필터프레스 등 일반적인 여과기를 사용할 수 있다.The second neutralization step; neutralizing the neutralizing agent to a pH of 8 to 10 by mixing a neutralizing agent with the first neutralization filtrate generated in the first neutralization step; and a filtration step of separating the second neutralized solution into a second neutralized filtrate and a second neutralized sludge. In the case of secondary neutralization, when the pH is 8.0 or less, as shown in FIG. 2, Fe 2+ , Cr 3+ , Ni 2+ components contained in the waste sulfuric acid are not completely precipitated and there is a possibility that they may be contained in the wastewater. Above 10, the amount of sludge generated may increase due to excessive addition of the neutralizing agent, which is not preferable. Specifically, the pH of the second neutralization step may be 8.5 to 10 or 8.5 to 9.0. The second neutralized sludge obtained through the filtration step of the second neutralization step is subjected to a water content reduction step. In the filtering step, a general filter such as a filter press may be used.

상기 2차 중화여액은 산(예컨대, 염산)을 투입하여 역중화하여 중성영역으로 조정하여 폐수처리될 수 있다. The secondary neutralization filtrate may be treated with wastewater by adding acid (eg, hydrochloric acid) to reverse neutralization to adjust it to a neutral region.

상기 중화단계에서 사용되는 중화재는 석회석(CaCO3), 생석회(CaO), 소석회(Ca(OH)2), 제강슬래그 미분말, 제강부원료 더스트, 정유공장 탈황석고 및 스테인리스 스틸 환원 슬래그로 이루어진 군 중에서 선택된 1 종이상의 Ca계 중화재일 수 있다. 구체적으로 상기 중화재는 CO2 발생 저감을 위하여, CO2계가 아닌 Ca계 중화재인 것이 바람직하다. 상기 제강슬래그 미분말, 제강부원료 더스트, 정유공장 탈황석고 및 스테인리스 스틸 환원 슬래그는 CaO가 다량 함유되어 있어, 비용 절감을 위한 중화재로 사용가능하다.The neutralizing material used in the neutralization step is selected from the group consisting of limestone (CaCO 3 ), quicklime (CaO), slaked lime (Ca(OH) 2 ), fine steel slag powder, steel auxiliary raw material dust, oil refinery desulfurization gypsum and stainless steel reduced slag It may be one or more Ca-based neutralizing agents. Specifically, the neutralizing agent is preferably a Ca-based neutralizing agent, not a CO 2 , in order to reduce the generation of CO 2 . The fine powder of steelmaking slag, dust from steelmaking auxiliary raw materials, desulfurization gypsum of oil refinery and reduced stainless steel slag contain a large amount of CaO, so it can be used as a neutralizing agent for cost reduction.

상기 중화단계에서 수득되는 1차 중화슬러지와 2차 중화슬러지는 각각 함수율 저감단계를 거칠 수 있다. 각 중화단계로부터 중화슬러지는 필터프레스 등의 일반적인 여과기를 사용하여 수득될 수 있다. 이와 같이 수득된 중화슬러지는 함수율이 평균적으로 50 내지 60 중량%로 재활용을 위하여는 건조단계가 필수이며, 건조시 에너지 비용이 높은 문제가 있다. 이에, 본 발명자들은 에너지 절약형의 함수율 저감단계를 고안하기에 이르렀다. The first neutralized sludge and the second neutralized sludge obtained in the neutralization step may each undergo a moisture content reduction step. The neutralized sludge from each neutralization step can be obtained using a general filter such as a filter press. The neutralized sludge thus obtained has an average moisture content of 50 to 60% by weight, and a drying step is essential for recycling, and there is a problem in that the energy cost is high during drying. Accordingly, the present inventors came to devise an energy-saving water content reduction step.

본 발명에 따른 함수율 저감단계;는 1차 중화슬러지와 2차 중화슬러지 각각의 함수율을 20중량% 이하가 되도록 하는 단계일 수 있다. 함수율이 20% 이상일 경우에는 2차 건조를 위한 에너지 비용이 많이 소요되어 바람직하지 않다. 반면 함수율이 20% 이하면 반건조 슬러지 취급 시 비산먼지 등 환경문제가 발생하여 바람직하지 않다.The step of reducing the moisture content according to the present invention; may be a step in which the moisture content of each of the first neutralized sludge and the secondary neutralized sludge is 20% by weight or less. When the moisture content is 20% or more, it is not preferable because energy costs for secondary drying are high. On the other hand, if the moisture content is less than 20%, environmental problems such as scattering dust occur when handling semi-dried sludge, which is undesirable.

상기 함수율 저감단계;는 폐열을 이용하여 중화슬러지의 함수율을 제어하는 단계일 수 있다. 즉, 건조 비용 저감을 위해 제철소 공정에서 발생되는 중저온의 폐열을 이용하여 중화슬러지를 반건조시킬 수 있다.The moisture content reduction step; may be a step of controlling the moisture content of the neutralized sludge using waste heat. That is, the neutralized sludge can be semi-dried by using the waste heat of medium and low temperature generated in the steel mill process to reduce the drying cost.

상기 함수율 저감단계;는 중화슬러지에 CaO를 포함하는 물질을 혼합하여 중화슬러지의 함수율을 제어하는 단계일 수 있다. 상기 CaO를 포함하는 물질은 생석회, 제강부원료 더스트, 탈황석고 등일 수 있다. 중화슬러지에 CaO를 포함하는 물질을 혼합하게 되면, CaO 성분이 중화슬러지에 함유된 수분과 수화반응 및 에이징하여 Ca(OH)2를 형성한다, 이때 수화반응은 발열반응인바, 반응열에 의하여 중화슬러지의 수분이 증발될 수 있고, 아울러 에이징 과정에서 CaO 성분이 Ca(OH)2로 수화되며 함유된 수분이 결정수로 소비되어 함수율이 저감될 수 있다. 또한 CaO는 혼합 처리 과정에서 Ca(OH)2로 수화 되기 때문에 중화슬러지를 시멘트용 석고로 활용함에 있어서 석고 품질에 부작용을 나타내지 않는다.The step of reducing the moisture content; may be a step of controlling the moisture content of the neutralized sludge by mixing a material containing CaO with the neutralized sludge. The CaO-containing material may be quicklime, steel additive dust, desulfurized gypsum, and the like. When a material containing CaO is mixed with the neutralized sludge, the CaO component hydrates and ages with moisture contained in the neutralized sludge to form Ca(OH) 2 . At this time, the hydration reaction is an exothermic reaction, Moisture may be evaporated, and in the aging process, CaO component is hydrated to Ca(OH) 2 , and moisture contained therein is consumed as crystal water, thereby reducing the moisture content. In addition, since CaO is hydrated to Ca(OH) 2 during the mixing process, there is no adverse effect on the quality of the gypsum when the neutralized sludge is used as gypsum for cement.

이때 사용되는 CaO 함유 물질 중의 CaO 함량은 50% 이상이 바람직하다. CaO 함량이 50% 이하 시에는 전술한 발열반응이 잘 일어나지 않으며 Ca(OH)2 중의 결정수로 소비되는 수분량이 적기 때문에 바람직하지 않다. In this case, the CaO content in the CaO-containing material used is preferably 50% or more. When the CaO content is 50% or less, the above-described exothermic reaction does not occur well, and the amount of water consumed in the crystal water in Ca(OH) 2 is small, which is not preferable.

또한 중화슬러지의 함수율 저감을 위하여 본 발명에서는 기존의 필터프레스를 사용하지 않고 원심탈수기를 사용할 수 있다. 다만, 중화슬러지를 원심탈수기로 단순 여과 처리시에는 중화슬러지의 입자가 평균 20㎛ 이하로 미세하여 여과가 잘 되지 않아 여과된 중화슬러지의 함수율이 높아 바람직하지 않다. 따라서 중화슬러지 응집 과정에서 1차 및 2차 중화슬러지 3~10 중량%를 응집조에 입자 성장 핵(seed)으로써 투입하여 1차 및 2차 중화슬러지의 결정 입자 성장용 핵으로 작용하도록 할 수 있다. 상기 입자 성장 핵 투입량이 3 중량% 이하일 경우에는 입자 성장 핵 양이 적어 결정 성장 에 효과가 작으며 10% 이상일 경우에는 핵으로 작용하는 입자가 너무 많기 때문에 적절한 입자 성장이 일어나지 않아 바람직하지 않다. 상기 입자 성장 핵을 투입하여 응집입자 크기를 50㎛ 이상으로 성장시킬 수 있다. 상기 원심탈수기의 회전속도는 3500rpm 이상일 수 있다. In addition, in order to reduce the water content of the neutralized sludge, in the present invention, a centrifugal dehydrator can be used without using a conventional filter press. However, when the neutralized sludge is subjected to simple filtration with a centrifugal dehydrator, it is not preferable because the neutralized sludge has fine particles with an average of 20 μm or less, so that the filtered neutralized sludge has a high water content. Therefore, in the process of coagulation of the neutralized sludge, 3 to 10% by weight of the primary and secondary neutralized sludge is introduced into the coagulation tank as grain growth nuclei (seed) to act as nuclei for the growth of crystal grains of the primary and secondary neutralized sludge. When the amount of the grain growth nuclei input is 3 wt% or less, the effect on crystal growth is small because the amount of grain growth nuclei is small. By inputting the particle growth nuclei, the aggregated particle size may be grown to 50 μm or more. The rotation speed of the centrifugal dehydrator may be 3500 rpm or more.

본 발명의 일 구현예에 따른 폐황산 재활용 방법에 따른 1차 중화슬러지는 색차((100-L)2 + a2 + b2)가 35 이하일 수 있다. 즉, 1차 중화슬러지 색상이 적색화되지 않는바, 시멘트용 석고로 재활용하기에 적합하다. The primary neutralized sludge according to the waste sulfuric acid recycling method according to an embodiment of the present invention may have a color difference ((100-L) 2 + a 2 + b 2 ) of 35 or less. That is, the color of the primary neutralized sludge does not turn red, so it is suitable for recycling as gypsum for cement.

또한, 상기 1차 중화슬러지는 SO3- 함량이 25 중량% 이상일 수 있다. 즉, 2단계 이상으로 중화단계를 거치며 pH를 제어한 결과, 1차 중화슬러지가 SO3-를 많이 포함할 수 있고, 이에 따라 이로부터 제조된 석고는 품질이 우수하다.In addition, the primary neutralized sludge may have an SO 3 content of 25 wt% or more. That is, as a result of controlling the pH by going through the neutralization step in two or more steps, the primary neutralized sludge may contain a lot of SO 3 , and accordingly, the gypsum produced therefrom is excellent in quality.

이하 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail so that those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can easily implement them. However, the present invention may be embodied in various different forms, and is not limited to the embodiments described herein.

실험예Experimental example

본 실험예에서는 함수율 제어된 중화슬러지 중의 SO3- 함량을 측정하기 위하여 C/S 분석기를 통하여 S 함량을 측정하였으며 SO3- 환산한 값을 사용하였다. 또한 석고의 생성 여부를 판단하기 위하여 XRD 분석을 통해 석고의 결정상을 측정하였다.In this experimental example, the S content was measured through a C/S analyzer to measure the SO 3- content in the neutralized sludge with controlled moisture content, and the SO 3- converted value was used. In addition, to determine whether gypsum was formed, the crystal phase of the gypsum was measured through XRD analysis.

또한, 함수율 제어된 중화슬러지의 함수율 측정방법은 45℃에서 항량이 될 때까지 건조된 중화슬러지의 함수율을 측정하였고, 바람직하게는 함수율 20% 이하를 품질관리 기준으로 하였다.In addition, as for the method of measuring the moisture content of the neutralized sludge with controlled moisture content, the moisture content of the neutralized sludge dried at 45° C. until it became a constant weight was measured, and preferably, the moisture content of 20% or less was used as a quality control standard.

또한, 함수율 제어된 중화슬러지의 색상을 측정하기 위하여 건조한 중화슬러지 분말을 색도계를 사용하여 측정하였다. 적색도 정도를 정량 평가하였으며, 중화슬러지 건조 분말을 석고 대체재로 치환하여 제조한 몰탈이나 콘크리트의 표면을 육안 관찰하여 적색 정도를 비교하였다. 또한 이때 제조한 몰탈 및 콘크리트의 강도를 측정하여 본 발명에서 제조한 중화슬러지의 석고 대체 가능성 및 품질을 평가하였다. In addition, in order to measure the color of the neutralized sludge with controlled moisture content, the dried neutralized sludge powder was measured using a colorimeter. The degree of redness was quantitatively evaluated, and the degree of redness was compared by visually observing the surface of mortar or concrete prepared by substituting dry powder of neutralized sludge with a substitute for gypsum. In addition, by measuring the strength of the mortar and concrete prepared at this time, the possibility and quality of replacing the gypsum of the neutralized sludge prepared in the present invention were evaluated.

(1)폐황산 및 중화재 준비 단계(1) Waste sulfuric acid and neutral fire preparation stage

본 실험예에서 사용한 폐황산은 스테인리스스틸 소둔산세 공정 즉, 스테인리스 강판을 1050 내지 1150℃의 소둔 온도에서 5 내지 50mpm의 라인스피드로 소둔하고, 상기 소둔 후 스트립을 용융염 처리, 상기 용융염 처리 후 황산조 및, 불산 10 내지 30g/L와 질산 80 내지 120g/L의 혼산조에 침지하는 단계에서 발생된 폐산세액 중 폐황산을 분리하여 사용하였다.The spent sulfuric acid used in this experimental example is annealed in a stainless steel annealing and pickling process, that is, a stainless steel sheet is annealed at a line speed of 5 to 50 mpm at an annealing temperature of 1050 to 1150 ° C. After the annealing, the strip is subjected to molten salt treatment and the molten salt treatment Waste sulfuric acid was separated and used in the waste acid wash solution generated in the step of immersion in a sulfuric acid tank and a mixed acid tank containing 10 to 30 g/L of hydrofluoric acid and 80 to 120 g/L of nitric acid.

이때 수득된 폐황산은 소둔산세 공정에서 발생되는 일반 폐황산의 농도, 즉 황산 농도 55.5g/L와 Fe 농도 42g/L의 폐황산이었다. 또한 소둔산세 성능 향상을 위해 교류전해산세와 산회수 설비를 거친 후 발생되는 폐황산 즉, 황산 농도가 20g/L와 Fe 농도가 42g/L의 폐황산을 사용해도 좋다.The waste sulfuric acid obtained at this time was the concentration of the general waste sulfuric acid generated in the annealing pickling process, that is, the waste sulfuric acid having a sulfuric acid concentration of 55.5 g/L and an Fe concentration of 42 g/L. In addition, in order to improve the annealing and pickling performance, waste sulfuric acid generated after AC electrolytic pickling and acid recovery facilities, that is, waste sulfuric acid having a sulfuric acid concentration of 20 g/L and an Fe concentration of 42 g/L may be used.

본 실험예에서 중화재로는 소석회 분말을 사용하였다.In this experimental example, slaked lime powder was used as a neutralizing agent.

(2) 실시예(2) Examples

폐황산 500ml 소석회를 사용하여 다단 중화를 실시하였다. 1차 중화단계는 pH 4.3가 될 때까지 소석회를 투입하였다. 1차 중화된 용액을 여과하여 1차 중화여액과 1차 중화슬러지로 분리하였다. 1차 중화여액에 다시 pH 9.4가 될 때 까지 소석회를 투입하였다. 2차 중화된 용액을 여과하여 2차 중화여액과 2차 중화슬러지로 분리하였다. Multi-stage neutralization was performed using 500 ml of spent sulfuric acid and slaked lime. In the first neutralization step, slaked lime was added until pH 4.3. The first neutralized solution was filtered and separated into a first neutralized filtrate and a first neutralized sludge. Slaked lime was added to the first neutralization filtrate until pH 9.4 again. The second neutralized solution was filtered and separated into a second neutralized filtrate and a second neutralized sludge.

본 실시에서 제조된 1차 중화슬러지의 SO3- 함량은 50.4%였으며, Fe2O3 4.4%, Cr2O3 1.5%, 색차는 32.3이었다. 2차 중화슬러지의 SO3- 함량은 26.8%였으며, Fe2O3 32.1%, Cr2O3 6.5%, 색차는 65.3이었다.The SO 3- content of the primary neutralized sludge prepared in this practice was 50.4%, Fe 2 O 3 4.4%, Cr 2 O 3 1.5%, and the color difference was 32.3. The SO 3- content of the secondary neutralized sludge was 26.8%, Fe 2 O 3 32.1%, Cr 2 O 3 6.5%, and the color difference was 65.3.

이후 얻어진 1차 중화슬러지 및 2차 중화슬러지 각각을 원심탈수기를 사용하여 함수율을 20 중량%로 제어하였다.Afterwards, each of the obtained primary neutralized sludge and secondary neutralized sludge was controlled to have a moisture content of 20 wt% using a centrifugal dehydrator.

그 결과 수득된 1차 중화슬러지는 SO3- 함량이 증가하였는바, 이로부터 제조된 석고의 품질이 향상되며, 색차값이 낮은바 적색화도 해결되었음을 알 수 있었다.As a result, the obtained primary neutralized sludge is SO 3- As the content increased, it was found that the quality of the gypsum produced therefrom was improved, and redness was also resolved when the color difference value was low.

반면 2차 중화슬러지는 SO3- 함량이 크게 감소하며 Fe2O3 및 Cr2O3과 같은 유가 성분이 농축된 중화슬러지가 수득되었고, 이는 스테인리스스틸 제조 시 발생되는 더스트 등과 혼합하여 스테인리스스틸 제조 시 첨가재로 활용 가능함을 확인하였다.On the other hand, the secondary neutralized sludge is SO 3- It was confirmed that neutralized sludge was obtained with a significantly reduced content and enriched with valuable components such as Fe 2 O 3 and Cr 2 O 3 , which could be used as an additive in the production of stainless steel by mixing with dust generated during the production of stainless steel.

(3) 비교예(3) Comparative Example

폐황산 500ml에 소석회를 63g 투입하여 pH 9.5에서 1단 중화를 실시하여 중화슬러지를 제조하였다. 상기 중화슬러지를 건조 후 분석 결과 SO3- 37.3%, Fe2O3 20.5%, Cr2O3 4.5%였으며 중화슬러지 색상은 색도계로 측정시 L 52.1, a 14.6, b 29.2였으며 색차((100-L)2 + a2 + b2)는 58.0 이었다. 상기 중화슬러지를 시멘트용 석고로 활용하기 위한 색차 기준은 따로 없으나 색차가 증가할수록 시멘트 적용성은 열위하다고 할 수 있다. 이와 같이 상기 폐황산을 기존 방식과 같이 1단 중화를 실시할 경우 제조된 중화슬러지의 색상이 붉어 시멘트용 석고로 활용하는 데는 한계가 있어 바람직하지 않았다.63 g of slaked lime was added to 500 ml of spent sulfuric acid, and neutralized sludge was prepared by performing one-stage neutralization at pH 9.5. After drying the neutralized sludge, the analysis results showed that SO 3- 37.3%, Fe 2 O 3 20.5%, Cr 2 O 3 4.5%, and the colors of the neutralized sludge were L 52.1, a 14.6, b 29.2 when measured with a colorimeter, and the color difference ((100- L) 2 + a 2 + b 2 ) was 58.0. There is no standard for color difference for using the neutralized sludge as plaster for cement, but it can be said that as the color difference increases, the cement applicability is inferior. As such, when the waste sulfuric acid is neutralized in one stage as in the conventional method, the color of the prepared neutralized sludge is red, which is not preferable because there is a limit to its use as a plaster for cement.

중화슬러지에 CaO를 포함하는 물질을 혼합하여 중화슬러지의 함수율을 제어하는 방법에 있어서, CaO 함량이 50% 보다 낮은 물질을 혼합하는 경우에 있어서는 제조된 혼합 석고의 품위가 저하되며 중화슬러지의 함수율 저감에 있어서도 바람직하지 않았다. 따라서 이러한 품위가 낮은 석고를 시멘트에 혼합 사용할 경우에는 시멘트의 강도 저하를 초래하게 되어 바람직하지 않았다. In the method for controlling the water content of neutralized sludge by mixing a material containing CaO with the neutralized sludge, when a material having a CaO content lower than 50% is mixed, the quality of the prepared mixed gypsum is lowered and the water content of the neutralized sludge is reduced was also not desirable. Therefore, it is undesirable to mix and use such low-quality gypsum with cement, as it causes a decrease in the strength of the cement.

본 발명은 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.The present invention is not limited to the embodiments, but can be manufactured in various different forms, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can change the technical spirit or essential features of the present invention to other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. It will be appreciated that this may be practiced. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive.

Claims (11)

폐황산 용액을 준비하는 단계;
상기 폐황산 용액을 중화시키는 2차 이상 진행되는 중화단계; 및
상기 중화단계에서 발생하는 중화슬러지의 함수율을 20중량% 이하로 감소시키는 함수율 저감단계;
를 포함하는, 폐황산 재활용 방법.
preparing a spent sulfuric acid solution;
a second or more neutralization step of neutralizing the spent sulfuric acid solution; and
a moisture content reduction step of reducing the moisture content of the neutralized sludge generated in the neutralization step to 20% by weight or less;
A method of recycling waste sulfuric acid, comprising:
제1항에 있어서,
상기 함수율 저감단계;는
폐열을 이용하여 중화슬러지의 함수율을 제어하는 단계인, 폐황산 재활용 방법.
According to claim 1,
The moisture content reduction step;
A method of recycling waste sulfuric acid, which is a step of controlling the moisture content of neutralized sludge using waste heat.
제1항에 있어서,
상기 함수율 저감단계;는
중화슬러지에 CaO를 포함하는 물질을 혼합하여 중화슬러지의 함수율을 제어하는 단계인, 폐황산 재활용 방법.
According to claim 1,
The moisture content reduction step;
A method of recycling waste sulfuric acid, which is a step of controlling the moisture content of the neutralized sludge by mixing a material containing CaO with the neutralized sludge.
제1항에 있어서,
상기 함수율 저감단계;는
중화슬러지를 원심 탈수시켜 중화슬러지의 함수율을 제어하는 단계인, 폐황산 재활용 방법.
According to claim 1,
The moisture content reduction step;
A method of recycling waste sulfuric acid, which is a step of centrifugally dewatering the neutralized sludge to control the water content of the neutralized sludge.
제4항에 있어서,
상기 중화슬러지를 원심 탈수 시켜 중화슬러지의 함수율을 제어하는 단계;는
중화슬러지 평균 입도를 50㎛ 이상으로 성장시키는 중화슬러지 응집단계를 포함하고,
상기 중화슬러지 응집단계는 중화슬러지 3 내지 10 중량%를 입자 성장 핵으로 투입하는 단계인, 폐황산 재활용 방법.
5. The method of claim 4,
Controlling the water content of the neutralized sludge by centrifugal dehydration of the neutralized sludge;
A neutralized sludge coagulation step of growing the average particle size of the neutralized sludge to 50 μm or more,
The neutralized sludge coagulation step is a step of inputting 3 to 10 wt% of the neutralized sludge into the particle growth nuclei, the waste sulfuric acid recycling method.
제1항에 있어서,
상기 2차 이상 진행되는 중화단계;는 1차 중화단계를 포함하고,
상기 1차 중화단계는
폐황산 용액에 중화재를 혼합하여 pH 2.5 내지 4.5까지 중화시키는 단계; 및
1차 중화된 용액을 1차 중화여액과 1차 중화슬러지로 분리하는 여과단계;를 포함하는, 폐황산 재활용 방법.
According to claim 1,
The neutralization step that proceeds more than the second; includes the first neutralization step,
The first neutralization step is
Neutralizing to pH 2.5 to 4.5 by mixing a neutralizing agent with the spent sulfuric acid solution; and
A filtration step of separating the first neutralized solution into a first neutralized filtrate and a first neutralized sludge; Containing, Waste sulfuric acid recycling method.
제1항에 있어서,
상기 2차 이상 진행되는 중화단계;는 1차 중화단계 이후 진행되는 2차 중화단계를 포함하고,
상기 2차 중화단계는
1차 중화단계에서 발생하는 1차 중화여액에 중화재를 혼합하여 pH 8 내지 10까지 중화시키는 단계; 및
2차 중화된 용액을 2차 중화여액과 2차 중화슬러지로 분리하는 여과단계;를 포함하는, 폐황산 재활용 방법.
According to claim 1,
The neutralization step that proceeds more than the second; includes a second neutralization step that proceeds after the first neutralization step,
The second neutralization step is
Neutralizing to pH 8 to 10 by mixing a neutralizing agent with the first neutralization filtrate generated in the first neutralization step; and
Filtration step of separating the secondary neutralized solution into secondary neutralized filtrate and secondary neutralized sludge; Containing, Waste sulfuric acid recycling method.
제1항에 있어서,
상기 2차 이상 진행되는 중화단계;는
폐황산에 중화재를 혼합하여 중화시키는 단계로서,
상기 중화재는 석회석, 생석회, 소석회, 제강슬래그 미분말, 제강부원료 더스트, 정유공장 탈황석고 및 스테인리스 스틸 환원 슬래그로 이루어진 군 중에서 선택된 1 종이상의 Ca계 중화재인, 폐황산 재활용 방법.
According to claim 1,
Neutralization step that proceeds more than the second;
A step of neutralizing by mixing a neutralizing agent with spent sulfuric acid,
The neutralizing agent is at least one Ca-based neutralizing agent selected from the group consisting of limestone, quicklime, slaked lime, steelmaking slag fine powder, steel auxiliary raw material dust, oil refinery desulfurization gypsum and stainless steel reduced slag, the waste sulfuric acid recycling method.
제1항에 있어서,
상기 폐황산 용액을 준비하는 단계;는
스테인리스스틸 산세 후 발생하는 산세폐액에서 페황산과 폐혼산을 분리하는 단계를 포함하고,
상기 폐혼산은 불산 및 질산 혼합 용액인, 폐황산 재활용 방법.
According to claim 1,
Preparing the spent sulfuric acid solution;
Separating phenolic acid and spent mixed acid from the pickling waste generated after stainless steel pickling,
The waste mixed acid is a mixed solution of hydrofluoric acid and nitric acid, the waste sulfuric acid recycling method.
제6항에 있어서,
상기 1차 중화슬러지는 색차((100-L)2 + a2 + b2)가 35 이하인, 폐황산 재활용 방법.
7. The method of claim 6,
The primary neutralized sludge has a color difference ((100-L) 2 + a 2 + b 2 ) of 35 or less, a waste sulfuric acid recycling method.
제6항에 있어서,
상기 1차 중화 슬러지는 SO3- 함량이 25 중량% 이상인, 폐황산 재활용 방법.


7. The method of claim 6,
The primary neutralized sludge has an SO 3 content of 25 wt% or more, a waste sulfuric acid recycling method.


KR1020200178420A 2020-12-18 2020-12-18 Waste sulfuric acid multistage neutralization with stainless steel annealing acid and its sludge recycling method KR102560657B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200178420A KR102560657B1 (en) 2020-12-18 2020-12-18 Waste sulfuric acid multistage neutralization with stainless steel annealing acid and its sludge recycling method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200178420A KR102560657B1 (en) 2020-12-18 2020-12-18 Waste sulfuric acid multistage neutralization with stainless steel annealing acid and its sludge recycling method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20220087914A true KR20220087914A (en) 2022-06-27
KR102560657B1 KR102560657B1 (en) 2023-07-26

Family

ID=82246957

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200178420A KR102560657B1 (en) 2020-12-18 2020-12-18 Waste sulfuric acid multistage neutralization with stainless steel annealing acid and its sludge recycling method

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102560657B1 (en)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101287013B1 (en) * 2012-01-10 2013-07-17 주식회사 태성환경연구소 Solidifying agent for sludge using industrial by-product

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101287013B1 (en) * 2012-01-10 2013-07-17 주식회사 태성환경연구소 Solidifying agent for sludge using industrial by-product

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Lena Dahlgren, TREATMENT OF SPENT PICKLING ACID FROM STAINLESS STEEL PRODUCTION, 스웨덴 왕립 공과대학교(KTH) 석사학위논문* *

Also Published As

Publication number Publication date
KR102560657B1 (en) 2023-07-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105417767B (en) A method of going arsenic removal from sulfuric acid acid water
CN101962239B (en) Method for purifying titanium white wastewater
CN100575276C (en) The pretreated method of a kind of titanium dioxide acid waste water
CN108584901B (en) Method for recovering ceramic-grade iron phosphate from polymetallic hazardous wastes
WO2008027446A2 (en) Process for recycling waster acid
CN113149263B (en) Method for treating acidic wastewater by resource utilization of sodium-based desulfurized fly ash
WO2018092396A1 (en) Treatment method and treatment apparatus for waste water containing sulfuric acid, fluorine and heavy metal ions
CN112125537B (en) Industrial preparation technology of calcium hydroxide
El-Awady et al. Removal of heavy metals by cement kiln dust
US20210032132A1 (en) Wastewater treatment system and method for producing sludge for cement manufacturing
CN106521154B (en) A kind of method of Upper-liquor of Precipitating Vanadate Process production low silicon-hydrogen chromium oxide
CN101760638B (en) Method for recovering magnesium from magnesium sulfate solution
CN116750786A (en) Method for preparing high-purity titanium gypsum based on sulfuric acid process acidic wastewater
KR102560657B1 (en) Waste sulfuric acid multistage neutralization with stainless steel annealing acid and its sludge recycling method
CN1036775C (en) Method for preparing high-content iron oxide red pigment from iron-containing industrial cinder
CN114014578B (en) Expanding agent based on industrial waste and preparation method thereof
CN113753985B (en) Method for preparing water treatment agent by utilizing red mud
CN114247556B (en) Phase-change purification method for industrial byproduct gypsum and phase-change purified gypsum
CN114105343B (en) Method for cooperatively treating desulfurization ash by desulfurization wastewater treatment system and application
US4229423A (en) Method of producing magnesium hydroxide
KR102530614B1 (en) Manufacturing method of gypsum by using biosulfur and oxidation reaction and uses of the gypsum
CN110540354B (en) Resource recycling process for materialized sludge in leather making industry
US4237025A (en) Product comprising lime or limestone and Graham's salt or Mx Pn O.sub.(3N+1)
CN115417439B (en) Calcium aluminum hydrotalcite, preparation method thereof and application thereof in treatment of glyphosate wastewater
US20230331612A1 (en) Method for circularly purifying metallurgical arsenic-containing acidic waste liquid and recovering sulfur

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant