KR20240012747A - Method for manufacturing sodium bicarbonate using sodium carbonate - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 탄산나트륨을 이용한 중조의 제조방법은 황산나트륨 함유 물질 및 탄산나트륨(Na2CO3)을 혼합한 혼합물에 용출제를 투입하여 나트륨 이온 용액을 생성 및 회수하는 1차 고액 분리 단계; 및 상기 나트륨 이온 용액에 이산화탄소 및 암모니아를 투입하여 중조(NaHCO3)를 생성 및 회수하는 2차 고액 분리 단계;를 포함하며, 상기 탄산나트륨의 함량은, 상기 혼합물 100 중량%에 대하여 4 내지 24 중량%인 것을 특징으로 함으로써, 황산나트륨 함유 물질로부터 고순도 및 고수율의 중조를 제조하고, 탈황폐기물의 매립비를 감소시키고, 이산화탄소를 탄산염으로 안정하게 고정시킴으로써, 이산화탄소 사용을 위한 CCU 기술로서의 탄소중립 기여 할 수 있다.The method for producing sodium bicarbonate using sodium carbonate according to the present invention includes a first solid-liquid separation step of generating and recovering a sodium ion solution by adding an eluent to a mixture of a sodium sulfate-containing material and sodium carbonate (Na 2 CO 3 ); And a secondary solid-liquid separation step of producing and recovering sodium bicarbonate (NaHCO 3 ) by adding carbon dioxide and ammonia to the sodium ion solution, wherein the content of sodium carbonate is 4 to 24% by weight based on 100% by weight of the mixture. By producing high-purity and high-yield sodium bicarbonate from sodium sulfate-containing materials, reducing the landfill ratio of desulfurization waste, and stably fixing carbon dioxide as carbonate, it can contribute to carbon neutrality as a CCU technology for carbon dioxide use. there is.
Description
본 발명은 탄산나트륨을 이용한 중조의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing sodium bicarbonate using sodium carbonate.
배연 탈황이란 제철소·화력발전소 등에서 배출되는 배기가스 중의 황(S) 성분, 특히 이산화황(SO2)을 제거하는 것을 의미한다. 산업발달과 더불어 각종 공장, 화력발전소, 소각장에서 배출되는 황산화물(SOx)과 같은 유해가스 등은 심각한 대기오염을 초래하며 인체에 호흡기 질환, 천식, 폐암 등 각종 질병을 유발시키고 있다. 현재 제철소에서 사용하는 탈황제는 중조(NaHCO3), 활성탄, 수산화칼슘(Ca(OH)2) 등이 있으며, 특히 중조 같은 경우 고온의 배가스에 분사되어지면 비표면적이 극대화되어 뛰어난 흡착 효율을 나타내는 것으로 알려져 있다. 이때 탈황처리 부산물로써 황산나트륨(Na2SO4)의 폐기물이 발생하게 된다. Flue gas desulfurization refers to the removal of sulfur (S) components, especially sulfur dioxide (SO 2 ), in exhaust gas discharged from steel mills and thermal power plants. Along with industrial development, harmful gases such as sulfur oxides ( SO Desulfurization agents currently used in steel mills include sodium bicarbonate (NaHCO 3 ), activated carbon, and calcium hydroxide (Ca(OH) 2 ). In particular, sodium bicarbonate is known to have excellent adsorption efficiency by maximizing the specific surface area when sprayed into high-temperature exhaust gas. there is. At this time, waste sodium sulfate (Na 2 SO 4 ) is generated as a by-product of desulfurization treatment.
최근 전기차 보급이 확대되면서 이차전지의 원료인 리튬의 수요가 증가하고 있다. 리튬 생산 시 발생되는 주된 부산물은 실리카(SiO2)와 황산나트륨(Na2SO4)이다. 향후 증가하는 리튬의 수요에 맞추어 황산나트륨 부산물의 발생량 또한 증가될 것으로 예상한다. 따라서 황산나트륨을 재활용할 수 있는 기술의 개발은 이차전지의 보급을 위해 필수적으로 선행되어야 한다.Recently, as the spread of electric vehicles has expanded, the demand for lithium, a raw material for secondary batteries, is increasing. The main by-products generated during lithium production are silica (SiO 2 ) and sodium sulfate (Na 2 SO 4 ). It is expected that the amount of sodium sulfate by-product generated will also increase in line with the increasing demand for lithium in the future. Therefore, the development of technology to recycle sodium sulfate must be a priority for the distribution of secondary batteries.
현재 발생되는 부산물은 물에 용해 후 폐수처리 하거나 이를 그대로 매립하고 있어 처리비용 및 2차 환경 문제가 동시에 야기되고 있다. 부산물인 황산나트륨을 효율적으로 활용하는 방법으로는 황산나트륨을 물에 용해시켜 이산화탄소 및 암모니아를 주입하여 중조로 재생하는 방법이 있으나 중조의 순도 및 수율이 낮은 문제가 있다. Currently, by-products generated are either dissolved in water and then treated as wastewater or buried as is, causing both treatment costs and secondary environmental problems. An efficient way to utilize sodium sulfate, a by-product, is to dissolve sodium sulfate in water and inject carbon dioxide and ammonia to regenerate it into sodium bicarbonate, but there is a problem with the purity and yield of sodium bicarbonate being low.
본 방법의 기반이 되는 기술은 솔베이(Solvay)법인데, 이는 해수(海水)를 농축시킨 간수를 사용하여 탄산나트륨 및 염화칼슘을 생성하는 중간에 중조를 부산물로 생성한다. 하지만 솔베이법은 황산염(SO4 2-)을 처리하는 공정을 포함하지 않기 때문에 이를 해결할 수 있는 맞춤형 기술 개발이 필요한 상황이다. The technology on which this method is based is the Solvay method, which uses concentrated seawater to produce sodium carbonate and calcium chloride while producing sodium bicarbonate as a by-product. However, since the Solvay method does not include a process for treating sulfate (SO 4 2- ), it is necessary to develop customized technology to solve this problem.
현재 황산나트륨의 발생량이 지속적으로 증가할 것으로 예측되므로, 탈황폐기물의 부산물인 황산나트륨으로부터 중조로 제조하는 재활용 방안뿐만 아니라 순도가 높고 수율이 높은 중조를 제조하는 방안이 시급한 실정이다.Currently, it is predicted that the amount of sodium sulfate generated will continue to increase, so there is an urgent need for a recycling method for producing sodium bicarbonate from sodium sulfate, a by-product of desulfurization waste, as well as a method for producing sodium bicarbonate with high purity and high yield.
대한민국 등록특허 제10-1758518호는 중조의 제조 설비 및 제조방법을 개시하고 있지만, 황산나트륨을 사용하는 설비 및 제조방법은 개시하고 있지 않다.Republic of Korea Patent No. 10-1758518 discloses manufacturing equipment and a manufacturing method for sodium bicarbonate, but does not disclose equipment and a manufacturing method using sodium sulfate.
본 발명은 탄산나트륨을 이용하여 황산나트륨 함유 물질로부터 고순도 및 고수율의 중조를 제조하고, 탈황폐기물의 안전하게 처리하고, 이산화탄소를 탄산염으로 안정하게 고정시켜 이산화탄소 사용을 위한 CCU(Carbon Capture & Utilization) 기술로서의 탄소중립 기여하고자 한다. The present invention uses sodium carbonate to produce high-purity and high-yield sodium bicarbonate from sodium sulfate-containing materials, safely disposes of desulfurization waste, and stably fixes carbon dioxide as carbonate to create a CCU (Carbon Capture & Utilization) technology for carbon dioxide use. We want to contribute neutrally.
본 발명에 따른 탄산나트륨을 이용한 중조의 제조방법은 황산나트륨 함유 물질 및 탄산나트륨(Na2CO3)을 혼합한 혼합물에 용출제를 투입하여 나트륨 이온 용액을 생성 및 회수하는 1차 고액 분리 단계; 및 상기 나트륨 이온 용액에 이산화탄소 및 암모니아를 투입하여 중조(NaHCO3)를 생성 및 회수하는 2차 고액 분리 단계;를 포함하며, 상기 탄산나트륨의 함량은, 상기 혼합물 100중량%에 대하여 4 내지 24 중량%일 수 있다.The method for producing sodium bicarbonate using sodium carbonate according to the present invention includes a first solid-liquid separation step of generating and recovering a sodium ion solution by adding an eluent to a mixture of a sodium sulfate-containing material and sodium carbonate (Na 2 CO 3 ); And a secondary solid-liquid separation step of adding carbon dioxide and ammonia to the sodium ion solution to produce and recover sodium bicarbonate (NaHCO 3 ), wherein the content of sodium carbonate is 4 to 24% by weight based on 100% by weight of the mixture. It can be.
본 발명에 따르면, 탄산나트륨을 이용하여 황산나트륨 함유 물질로부터 고순도 및 고수율의 중조를 제조하고, 탈황폐기물을 안전하게 처리하고, 이산화탄소를 탄산염으로 안정하게 고정시켜 이산화탄소 사용을 위한 CCU(Carbon Capture & Utilization) 기술로서의 탄소중립 기여 효과가 있다.According to the present invention, CCU (Carbon Capture & Utilization) technology is used to produce high-purity and high-yield sodium bicarbonate from sodium sulfate-containing materials using sodium carbonate, to safely treat desulfurization waste, and to use carbon dioxide by stably fixing carbon dioxide as carbonate. It has the effect of contributing to carbon neutrality.
도 1은 본 발명의 중조 제조방법을 나타내는 개략도이다.
도 2는 1차 고액 분리 단계에서, 용출제와 혼합물의 중량비에 따른 나트륨 이온 회수율과 미용해된 고체 불순물의 양을 나타낸 그래프이다.
도 3은 이산화탄소 용해 시 pH에 따라 용액 내에서 존재하는 이산화탄소의 형태를 보여주는 그래프이다.
도 4는 용출제와 혼합물 중량비에 따른 중조 수율의 변화 측정 결과를 나타낸 그래프이다.
도 5는 탄산나트륨 함량에 따른 중조의 수율, 순도 및 pH변화를 나타낸 그래프이다.
도 6a는 탄산나트륨을 투입 여부 및 암모니아와 나트륨 이온 용액의 몰비율에 따른 중조 순도, 수율 및 pH의 변화를 나타낸 그래프이다.
도 6b는 나트륨 이온 용액에 암모니아를 과량 투입하였을 때 암모니아와 나트륨 이온 용액의 몰비율에 따른 중조의 순도 변화를 나타낸 그래프이다.
도 7은 2차 고액 분리 단계에서, 이산화탄소 폭기(버블링) 유무에 따른 이산화탄소 용해도 변화를 나타낸 그래프이다.
도 8은 중조 건조 및 파쇄 단계에서, 건조 온도에 따른 중조의 순도를 나타낸 그래프이다.1 is a schematic diagram showing a method for producing sodium bicarbonate of the present invention.
Figure 2 is a graph showing the sodium ion recovery rate and the amount of undissolved solid impurities according to the weight ratio of the eluent and the mixture in the first solid-liquid separation step.
Figure 3 is a graph showing the form of carbon dioxide present in the solution depending on pH when dissolving carbon dioxide.
Figure 4 is a graph showing the results of measuring the change in sodium bicarbonate yield according to the weight ratio of the eluent and the mixture.
Figure 5 is a graph showing the yield, purity, and pH change of sodium bicarbonate according to sodium carbonate content.
Figure 6a is a graph showing changes in sodium bicarbonate purity, yield, and pH depending on whether sodium carbonate is added and the molar ratio of ammonia and sodium ion solutions.
Figure 6b is a graph showing the change in purity of sodium bicarbonate according to the molar ratio of ammonia and sodium ion solution when an excessive amount of ammonia was added to the sodium ion solution.
Figure 7 is a graph showing the change in carbon dioxide solubility according to the presence or absence of carbon dioxide aeration (bubbling) in the second solid-liquid separation step.
Figure 8 is a graph showing the purity of sodium bicarbonate according to drying temperature in the sodium bicarbonate drying and crushing stages.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시 형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the attached drawings. However, the embodiments of the present invention may be modified into various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. Additionally, the embodiments of the present invention are provided to more completely explain the present invention to those with average knowledge in the relevant technical field. The shapes and sizes of elements in the drawings may be exaggerated for clearer explanation.
본 발명은 탄산나트륨을 이용한 중조(중탄산나트륨, NaHCO3)의 제조방법에 관한 것으로, 구체적으로 자연광물, 화학공정에서 발생하는 부산물 또는 제철소 탈황폐기물의 주성분인 황산나트륨(Na2SO4)에 탄산나트륨(Na2CO3)를 혼합한 혼합물로부터 고순도 및 고수율의 중조를 생산하고, 탈황폐기물을 안전하게 처리하며, 이산화탄소를 탄산염으로 안정하게 고정시켜 이산화탄소 사용을 위한 CCU 기술로서의 탄소중립 기여할 수 있는 중조의 제조방법을 제공하고자 한다.The present invention relates to a method for producing sodium bicarbonate (sodium bicarbonate, NaHCO 3 ) using sodium carbonate, and specifically , sodium carbonate (Na A method of producing sodium bicarbonate that produces high purity and high yield of sodium bicarbonate from a mixture of 2 CO 3 ), safely disposes of desulfurization waste, and stably fixes carbon dioxide as carbonate, thereby contributing to carbon neutrality as a CCU technology for carbon dioxide use. We would like to provide.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 황산나트륨 함유 물질 및 탄산나트륨을 혼합한 혼합물에 용출제를 투입하여 나트륨 이온 용액을 생성 및 회수하는 1차 고액 분리 단계 (S2); 및 상기 나트륨 이온 용액에, 이산화탄소 및 암모니아를 투입하여 중조를 생성 및 회수하는 2차 고액 분리 단계(S5);를 포함하며, 상기 탄산나트륨의 함량은, 상기 혼합물 100중량%에 대하여 4 내지 24 중량%인 탄산나트륨을 이용한 중조의 제조방법을 제공할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, a first solid-liquid separation step (S2) of generating and recovering a sodium ion solution by adding an eluent to a mixture of a sodium sulfate-containing material and sodium carbonate; And a secondary solid-liquid separation step (S5) of generating and recovering sodium bicarbonate by adding carbon dioxide and ammonia to the sodium ion solution, wherein the content of sodium carbonate is 4 to 24% by weight based on 100% by weight of the mixture. A method for producing sodium bicarbonate using sodium phosphorus carbonate can be provided.
도 1은 본 발명의 중조 제조방법을 나타내는 개략도로, 이에 따르면, 본 발명은 1차 고액 분리 단계(S2) 및 2차 고액 분리 단계(S5)를 포함할 수 있다.Figure 1 is a schematic diagram showing a method for producing sodium bicarbonate of the present invention. Accordingly, the present invention may include a first solid-liquid separation step (S2) and a second solid-liquid separation step (S5).
본 발명의 1차 고액 분리 단계(S2)에 투입되는 황산나트륨은 황산나트륨 함유 폐기물 또는 자연광물 등의 저순도 황산나트륨 함유 물질 등이 사용될 수 있다. 예를 들어 황산나트륨 함유 폐기물은 황산화물(SOx) 성분을 포함하는 배가스를 중조로 탈황처리하여 생성된 것일 수 있으며, 리튬 생산공장에서 부산물로 생성되는 폐기물일 수도 있다. 예를 들어, 화력발전소, 공장, 소각장 등에서 연소에 의하여 발생하는 배가스나, 제철소 소결 공장에서 발생되는 전기 집진 처리한 배가스를 중조를 이용하여 탈황처리 함에 따라 생성된 것일 수 있다. 상기 황산나트륨 함유 폐기물에는 황산나트륨 외에 K, Ca, Fe, Cl등의 불순물 등이 포함되어 있어, 상기 교반을 마친 후 생성된 고체 불순물은 1차 고액 분리 단계(S2)에서 제거될 수 있다.Sodium sulfate added to the first solid-liquid separation step (S2) of the present invention may be low-purity sodium sulfate-containing materials such as sodium sulfate-containing waste or natural minerals. For example, sodium sulfate-containing waste may be generated by desulfurizing exhaust gas containing sulfur oxide ( SO For example, it may be generated by desulfurizing exhaust gas generated by combustion in thermal power plants, factories, incinerators, etc., or electrostatically collected exhaust gas generated in a steel mill sintering plant using sodium bicarbonate. The sodium sulfate-containing waste contains impurities such as K, Ca, Fe, and Cl in addition to sodium sulfate, and the solid impurities generated after the stirring can be removed in the first solid-liquid separation step (S2).
상기 1차 고액 분리 단계(S2)는 황산나트륨 함유 물질 및 탄산나트륨을 혼합한 혼합물에 용출제를 투입하여 나트륨 이온 용액을 생성 및 회수하는 단계로, 이때 고액 분리의 방식은 특히 제한되는 것은 아니나, 예를 들어, 원심분리(Centrifugation) 혹은 필터 프레스(Filter Press) 방법 등에 의해 수행될 수 있다. The first solid-liquid separation step (S2) is a step of generating and recovering a sodium ion solution by adding an eluent to a mixture of a sodium sulfate-containing material and sodium carbonate. At this time, the method of solid-liquid separation is not particularly limited, but, for example, For example, it may be performed by centrifugation or filter press methods.
나아가, 상기 1차 고액 분리 단계(S2)는 분리 단계 이전에 황산나트륨 함유 물질, 탄산나트륨 혼합물 및 용출제를 교반하는 교반 단계(S1)를 더 포함할 수 있다. 상기 용출제는 나트륨 이온이 거의 포함되어 있지 않으므로 황산나트륨 함유 물질 및 탄산나트륨 혼합물로부터 용이하게 나트륨 이온 용액을 생성할 수 있다. Furthermore, the first solid-liquid separation step (S2) may further include a stirring step (S1) of stirring the sodium sulfate-containing material, the sodium carbonate mixture, and the eluent before the separation step. Since the eluent contains almost no sodium ions, a sodium ion solution can be easily generated from a mixture of sodium sulfate-containing material and sodium carbonate.
상기 나트륨 이온 용액의 나트륨 이온 농도를 높이기 위해, 상기 교반 단계(S1)의 온도를 조정할 수 있다. 25℃ 황산나트륨의 물에 대한 용해도는 28.1g/100mL이며, 온도가 증가함에 따라 50℃까지 용해도가 급격하게 상승한다. 따라서, 상기 교반 단계(S1)의 온도는 50℃ 이하, 예를 들어 25 내지 50℃, 바람직하게는 40 내지 45℃인 것이 바람직하다.In order to increase the sodium ion concentration of the sodium ion solution, the temperature of the stirring step (S1) can be adjusted. The solubility of sodium sulfate in water at 25℃ is 28.1g/100mL, and as the temperature increases, the solubility increases rapidly up to 50℃. Therefore, the temperature of the stirring step (S1) is preferably 50°C or lower, for example, 25 to 50°C, preferably 40 to 45°C.
상기 용출제는 상기 혼합물로부터 나트륨 이온을 용출할 수 있는 물질이라면 특별히 한정하지 않으나, 예를 들어 물(H20) 및 암모니아 수용액에서 선택되는 하나 이상일 수 있다.The eluent is not particularly limited as long as it is a material capable of eluting sodium ions from the mixture, but may be, for example, one or more selected from water (H 2 O) and aqueous ammonia solution.
도 2는 본 발명의 1차 고액 분리 단계(S2)에서, 용출제와 혼합물의 중량 비율(중량비)에 따른 나트륨 이온 회수율과 미용해된 고체 불순물의 양을 나타낸 그래프이다.Figure 2 is a graph showing the sodium ion recovery rate and the amount of undissolved solid impurities according to the weight ratio (weight ratio) of the eluent and the mixture in the first solid-liquid separation step (S2) of the present invention.
도 2에 따르면, 상기 1차 고액 분리 단계(S2)에서, 상기 혼합물로부터 다량의 나트륨 이온을 회수하기 위해서는 혼합물과 용출제의 중량비를 조절할 필요가 있다. 상기 혼합물에 포함된 나트륨 이온 50몰% 이상을 회수하기 위해선 혼합물 1중량부에 대해, 용출제는 1.5 내지 3 중량부인 것이 바람직하며, 1.75 내지 2.5 중량부인 것이 더욱 바람직하다. 상기 혼합물 1 중량부 대비 용출제가 1.5 중량부 미만이면 나트륨 이온이 충분히 용해되지 않아 나트륨의 회수율이 감소하며, 고체 불순물의 처리비용 발생하며 하는 문제가 발생하며, 혼합물 대비 용출제의 중량비가 1 중량부 대비 용출제가 3 중량부를 초과하면 나트륨 이온의 회수율은 증가하지만, 나트륨 이온의 농도가 낮아 반응이 진행되지 않고 폐액으로 유출되는 나트륨 이온의 함량이 높아져 중조의 생산량이 낮아지게 되며, 추후 공정에서의 폐수 처리비용이 높아지는 문제가 발생한다. According to Figure 2, in the first solid-liquid separation step (S2), in order to recover a large amount of sodium ions from the mixture, it is necessary to adjust the weight ratio of the mixture and the eluent. In order to recover more than 50 mol% of sodium ions contained in the mixture, the eluent is preferably 1.5 to 3 parts by weight, more preferably 1.75 to 2.5 parts by weight, based on 1 part by weight of the mixture. If the amount of eluent relative to 1 part by weight of the mixture is less than 1.5 parts by weight, the sodium ions are not sufficiently dissolved, which reduces the recovery rate of sodium and causes problems such as the cost of processing solid impurities. The weight ratio of the eluent to the mixture is 1 part by weight. If the eluent exceeds 3 parts by weight, the recovery rate of sodium ions increases, but the reaction does not proceed due to the low concentration of sodium ions, and the content of sodium ions flowing out to the waste solution increases, lowering the production of sodium bicarbonate and wastewater in the later process. The problem of increased processing costs arises.
본 발명의 2차 고액 분리 단계(S5)는 나트륨 이온 용액으로부터 중조(NaHCO3)를 생성하는 단계이다. 상기 2차 고액 분리 단계(S5)는 나트륨 이온 용액에 암모니아를 투입하는 암모늄화 단계(S3) 및 이산화탄소를 투입하는 탄산화 단계(S4)를 포함하여 후속적으로 수행될 수 있다. The second solid-liquid separation step (S5) of the present invention is a step of generating sodium bicarbonate (NaHCO 3 ) from a sodium ion solution. The secondary solid-liquid separation step (S5) may be performed subsequently by including an ammonification step (S3) in which ammonia is added to the sodium ion solution and a carbonation step (S4) in which carbon dioxide is added.
상기 나트륨 이온 용액은 이산화탄소 및 암모니아와 반응하여 하기 식 (1)의 탄산화 반응을 통해 고체상의 중조를 생성할 수 있다.The sodium ion solution may react with carbon dioxide and ammonia to produce solid sodium bicarbonate through a carbonation reaction of the following formula (1).
Na+ + CO2 + NH3 + H2O → NaHCO3 + NH4 + (1)Na + + CO 2 + NH 3 + H 2 O → NaHCO 3 + NH 4 + (1)
상기 식 (1)과 같이 중조가 생성되는 탄산화 반응은 발열 반응이며, 중조 생성 과정에서의 추가적인 에너지 소모가 많지 않은 장점이 있다.As shown in Equation (1) above, the carbonation reaction in which sodium bicarbonate is generated is an exothermic reaction, and has the advantage of not requiring much additional energy during the sodium bicarbonate generation process.
상기 탄산화 반응이 일어나는 탄산화 반응기의 반응 압력은 1 ~ 10 atm, 반응 온도는 50℃ 이하일 수 있다. 상기 탄산화 반응기의 압력이 10 atm을 초과하는 경우 충분한 양의 이산화탄소를 용해시킬 수 있지만, 탄산화 반응기에 소요되는 에너지가 높아 최종 생성물인 중조의 경제성을 떨어뜨리게 된다. The reaction pressure of the carbonation reactor in which the carbonation reaction occurs may be 1 to 10 atm, and the reaction temperature may be 50°C or less. If the pressure of the carbonation reactor exceeds 10 atm, a sufficient amount of carbon dioxide can be dissolved, but the energy required for the carbonation reactor is high, which reduces the economic feasibility of the final product, sodium bicarbonate.
상기 탄산화 반응의 시간은 이산화탄소의 주입 방법에 따라 달라진다. 이산화탄소를 가스의 형태로 주입하게 되면 폭기(曝氣) 유무에 따라 달라지며, 폭기를 하게 되면 4시간 이하가 가능할 수 있다. 하지만 최적화된 압력 및 반응 시간은 반응기의 크기/공간/조건에 따라 상이할 수 있다. 폭기의 수행 방식은 특히 제한되지는 않으나, 예를 들어 버블링에 의해 수행될 수 있다.The time of the carbonation reaction varies depending on the carbon dioxide injection method. When carbon dioxide is injected in the form of gas, it varies depending on the presence or absence of aeration, and if aeration is performed, it may be possible for less than 4 hours. However, the optimized pressure and reaction time may vary depending on the size/space/conditions of the reactor. The manner in which aeration is performed is not particularly limited, but may be performed, for example, by bubbling.
도 3은 이산화탄소 용해 시 pH에 따라 용액 내에서 존재하는 이산화탄소의 형태를 보여주는 그래프이다. 상기 중조는 상기 나트륨 이온 용액의 성분 중 탄산수소이온(HCO3 -)의 농도가 증가함에 따라 수율이 증가한다. Figure 3 is a graph showing the form of carbon dioxide present in the solution depending on pH when dissolving carbon dioxide. The yield of sodium bicarbonate increases as the concentration of hydrogen carbonate ions (HCO 3 - ) among the components of the sodium ion solution increases.
또한, 도 3을 참조하면, 이산화탄소를 포함하는 탄산염 체제(carbonate system)의 수용액의 탄산수소이온의 농도는 pH가 7.5 ~ 9.0일 때 가장 높다. 따라서, 중조 회수율을 높이기 위해서는 나트륨 이온 용액의 pH를 7.5 ~ 9.0, 예를 들어 8 내지 9로 유지시키는 것이 바람직하다.Additionally, referring to FIG. 3, the concentration of hydrogen carbonate ions in an aqueous solution of a carbonate system containing carbon dioxide is highest when the pH is 7.5 to 9.0. Therefore, in order to increase the sodium bicarbonate recovery rate, it is desirable to maintain the pH of the sodium ion solution at 7.5 to 9.0, for example, 8 to 9.
다만, 상기 중조를 생산하기 위해, 나트륨 이온 용액에 필요 이상의 이산화탄소를 용해시키면, 혼합물의 pH가 7.5 이하로 떨어질 수 있다. 이러한 경우 탄산수소이온(HCO3 -)이 탄산(H2CO3)으로 전환되어 중조 수율이 떨어지게 된다. 따라서, 상기 황산나트륨 용액에 이산화탄소를 투입하기 전에, 암모니아를 먼저 투여하여 충분히 용해시킨 후 이산화탄소를 투입하는 것이 바람직하므로, 암모늄화 단계(S3) 이후에 이산화탄소를 투입하는 탄산화 단계(S4)를 진행하는 것이 바람직하다. However, in order to produce the sodium bicarbonate, if more carbon dioxide than necessary is dissolved in the sodium ion solution, the pH of the mixture may fall below 7.5. In this case, hydrogen carbonate ions (HCO 3 - ) are converted to carbonic acid (H 2 CO 3 ) and the sodium bicarbonate yield decreases. Therefore, before adding carbon dioxide to the sodium sulfate solution, it is preferable to first administer ammonia to sufficiently dissolve it and then add carbon dioxide. Therefore, it is better to proceed with the carbonation step (S4) of adding carbon dioxide after the ammonification step (S3). desirable.
그리고, 도 5는 탄산나트륨 함량에 따른 중조의 수율, 순도 및 pH 변화를 나타낸 그래프이다. 탄산나트륨 없이 황산나트륨 함유 물질에 용출제를 투입하여 생성된 나트륨 이온 용액은 탄산수소이온 농도가 낮으므로, 생성되는 중조의 순도 및 수율이 낮은 문제가 있다. 또한, 나트륨 이온 용액의 탄산수소이온 농도를 높이기 위해선 이산화탄소를 다량으로 용해시켜야 하며, 이를 위해 암모니아를 투입하여 pH를 높여야 하는 과정을 거치므로 생산비용이 증가하는 문제가 발생한다. 따라서, 나트륨 이온 용액 제조과정에서 탄산나트륨을 포함함으로써 중조의 순도 및 수율을 올릴 수 있으며, 암모니아의 주입량을 줄여 생산비용을 낮출 수 있다.And, Figure 5 is a graph showing the yield, purity, and pH change of sodium bicarbonate according to the sodium carbonate content. The sodium ion solution produced by adding an eluent to a sodium sulfate-containing material without sodium carbonate has a low hydrogen carbonate ion concentration, so there is a problem in that the purity and yield of the produced sodium bicarbonate are low. In addition, in order to increase the hydrogen carbonate ion concentration of the sodium ion solution, a large amount of carbon dioxide must be dissolved, and for this, ammonia must be added to increase the pH, resulting in an increase in production costs. Therefore, by including sodium carbonate in the sodium ion solution manufacturing process, the purity and yield of sodium bicarbonate can be increased, and the production cost can be lowered by reducing the amount of ammonia injected.
상기 탄산나트륨의 함량은, 상기 혼합물 전체 100 중량%에 대하여 4 내지 24 중량%인 것이 바람직하며, 5 내지 15 중량%인 것이 더욱 바람직하다. 탄산나트륨 투입량이 혼합물 전체 중량에 대해 24 중량%를 초과하여도 중조 수율에 큰 차이가 없으므로 경제성이 떨어지는 문제가 발생하며, 4 중량% 미만인 경우 수율이 크게 떨어지는 문제가 발생한다.The content of sodium carbonate is preferably 4 to 24% by weight, more preferably 5 to 15% by weight, based on 100% by weight of the total mixture. Even if the amount of sodium carbonate added exceeds 24% by weight based on the total weight of the mixture, there is no significant difference in the sodium bicarbonate yield, which causes a problem of low economic feasibility. If it is less than 4% by weight, the problem occurs that the yield drops significantly.
상기 이산화탄소는 순수한 이산화탄소, 파이넥스 오프 가스(FOG, FINEX off gas), 파이넥스 테일 가스(FTG, FINEX tail gas), 고로 가스(BFG, Blast furnace gas), 전로 가스, 석탄 발전소 배가스, 가스 발전소 배가스, 소각로 배가스, 유리용해 배가스, 열설비 배가스, 석유화학공정 배가스, 석유화학공정 공정가스, 연소 전 배가스 및 가스화기 배가스로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상일 수 있다.The carbon dioxide is pure carbon dioxide, FINEX off gas (FOG), FINEX tail gas (FTG, FINEX tail gas), blast furnace gas (BFG), converter gas, coal power plant exhaust gas, gas power plant exhaust gas, and incinerator. It may be one or more selected from the group consisting of flue gas, glass melt flue gas, heat facility flue gas, petrochemical process flue gas, petrochemical process process gas, pre-combustion flue gas, and gasifier flue gas.
또한, 상기 이산화탄소는 습식 아민법, PSA 공정 및 분리막 공정으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 방법으로 농축된 것일 수 있다.Additionally, the carbon dioxide may be concentrated by one or more methods selected from the group consisting of a wet amine method, a PSA process, and a separation membrane process.
본 발명의 목적인 고순도 및 고수율의 중조를 제조하기 위해서는, 상기 암모늄화 단계(S3) 및 탄산화 단계(S4)를 통해 혼합된 용액의 NH3/Na+(몰농도의 비율, 몰비) 값이 0.8 내지 1.3인 것이 바람직하다. 상기 NH3/Na+ 값이 0.8 미만인 경우 2차 고액 분리 단계(S5)에서 회수되는 중조의 회수율이 낮아지며, 1.3을 초과하는 경우 중조의 회수율은 상승하나, 중조의 순도가 감소하는 문제가 발생한다.In order to produce sodium bicarbonate of high purity and high yield, which is the object of the present invention, the NH 3 /Na + (molar concentration ratio, molar ratio) value of the solution mixed through the ammonification step (S3) and carbonation step (S4) is 0.8. It is preferable that it is from 1.3. If the NH 3 /Na + value is less than 0.8, the recovery rate of sodium bicarbonate recovered in the second solid-liquid separation step (S5) is lowered, and if it exceeds 1.3, the recovery rate of sodium bicarbonate increases, but the purity of sodium bicarbonate decreases. .
한편, 탄산나트륨을 투입하지 않고 황산나트륨 함유 물질만으로 혼합된 용액의 경우, NH3/Na+ 값이 0.8 내지 1.3이더라도 중조의 순도 및 수율이 낮아진다. Meanwhile, in the case of a solution mixed with only sodium sulfate-containing substances without adding sodium carbonate, the purity and yield of sodium bicarbonate are low even if the NH 3 /Na + value is 0.8 to 1.3.
상기 2차 고액 분리 단계(S5)의 중조 생산과정에서 사용되는 황산나트륨 함유 물질은 K, Ca, Fe, Cl등의 불순물을 포함하는 황산폐기물을 사용하여 제조되기 때문에, 중조의 순도가 낮아지는 문제가 있다. 따라서 생산된 중조의 순도를 위해 상기 2차 고액 분리 단계(S5)는 중조를 수세하는 중조 수세 단계를 추가로 포함할 수 있으며, 수세의 양이 늘어날수록 생성된 중조의 순도가 향상될 수 있다. Since the sodium sulfate-containing material used in the sodium bicarbonate production process in the second solid-liquid separation step (S5) is manufactured using sulfuric acid waste containing impurities such as K, Ca, Fe, and Cl, there is a problem of lowering the purity of sodium bicarbonate. there is. Therefore, in order to improve the purity of the produced sodium bicarbonate, the second solid-liquid separation step (S5) may additionally include a sodium bicarbonate washing step of washing the sodium bicarbonate with water. As the amount of water washing increases, the purity of the produced sodium bicarbonate may improve.
상기 수세에 사용되는 수세 용액은 예를 들어 물, 나트륨 수용액, 및 암모니아 수용액에서 선택되는 하나 이상일 수 있으며, 또한, 수세에 사용된 용액을 1차 고액 분리 단계(S2)로의 용출제로 재활용할 수 있다.The water washing solution used in the water washing may be, for example, one or more selected from water, aqueous sodium solution, and aqueous ammonia solution. Additionally, the solution used in the water washing can be recycled as an eluent in the first solid-liquid separation step (S2). .
이때 상기 2차 고액분리 단계는 1차 고액분리 단계에서 수행된 방식과 동일하거나 상이할 수 있으며, 당업계에 널리 알려진 방식에 의해 수행될 수 있는 것으로 그 방식이 특히 제한되는 것은 아니다.At this time, the second solid-liquid separation step may be the same or different from the method performed in the first solid-liquid separation step, and may be performed by a method widely known in the art, and the method is not particularly limited.
상기 수세된 중조는 중조 건조 및 파쇄 단계를 더 포함할 수 있다. The washed sodium bicarbonate may further include sodium bicarbonate drying and crushing steps.
이때, 건조 온도는 50℃ 이하, 예를 들어 20 내지 50℃, 바람직하게는 40 내지 50℃에서 진행되는 것이 바람직하다. 상기 건조 온도가 50℃를 초과하면 중조가 다시 탄산나트륨으로 분해되는 문제가 발생하며, 수세 용액의 어는점을 초과하는 온도에서 수행되는 것이 바람직하다.At this time, the drying temperature is preferably 50°C or lower, for example, 20 to 50°C, preferably 40 to 50°C. If the drying temperature exceeds 50°C, a problem occurs in which sodium bicarbonate is decomposed back into sodium carbonate, and it is preferably performed at a temperature exceeding the freezing point of the washing solution.
한편, 상기 파쇄는 볼밀 (Ball Mill), 커터밀 (Cutter Mill)에 의해 수행 될 수 있으며, 다만 이에 제한되는 것은 아니다.Meanwhile, the crushing may be performed by a ball mill or a cutter mill, but is not limited thereto.
이하, 구체적인 실시예를 통해 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 예시에 불과하며, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through specific examples. The following examples are merely examples to aid understanding of the present invention, and the scope of the present invention is not limited thereto.
실험예 1: 용출제와 혼합물 중량비에 따른 나트륨 이온 용액 및 고체 불순물의 농도의 변화 측정Experimental Example 1: Measurement of change in concentration of sodium ion solution and solid impurities depending on the weight ratio of eluent and mixture
100g의 황산나트륨에 탄산나트륨의 투입량을 달리하여 혼합물을 제조하고, 이를 물 175mL에 투입하여 교반 속도 500 rpm으로 1시간동안 40℃에서 교반하였으며, 이후 고액 분리를 진행하여 고체 불순물을 분리하여 나트륨 이온 용액을 제조하였다. 회수된 나트륨 이온 용액과 고체 불순물을 이온 크로마토그래피(Ion Chromatograph, IC)를 통해 측정하였으며 이를 도 2에 나타냈다.A mixture was prepared by varying the amount of sodium carbonate added to 100 g of sodium sulfate, and this was added to 175 mL of water and stirred at 40°C for 1 hour at a stirring speed of 500 rpm. Afterwards, solid-liquid separation was performed to separate solid impurities to produce a sodium ion solution. Manufactured. The recovered sodium ion solution and solid impurities were measured using ion chromatography (IC) and are shown in Figure 2.
도 2에 따르면, 혼합물 1 중량부에 대해 물이 1.5 중량부 이상인 경우 나트륨 이온 수용액의 이온 농도가 70 몰% 이상, 제거되지 않은 고체 불순물의 농도가 20 중량% 이하가 되는 것을 확인할 수 있다.According to Figure 2, it can be seen that when the amount of water is 1.5 parts by weight or more per 1 part by weight of the mixture, the ion concentration of the sodium ion aqueous solution is 70 mol% or more and the concentration of unremoved solid impurities is 20 weight% or less.
실험예 2: 용출제와 혼합물 중량비에 따른 중조 수율의 변화 측정Experimental Example 2: Measurement of change in sodium bicarbonate yield according to eluent and mixture weight ratio
탄산나트륨 함량이 15 중량%인 혼합물과 용출제인 물의 중량비 달리하여 혼합하고, 나머지 조건은 상기 실험예 1과 동일한 조건으로 하여 실험예 1과 동일한 방법으로 나트륨 이온 수용액을 제조하였다. 이후, 300mL의 고압 반응기에 상기 나트륨 이온 용액과 암모니아 수용액(25 내지 30중량%)을 1 : 1의 몰비율로 투입하여 교반하였다. 상기 고압반응기의 온도를 25℃를 유지시킨 상태에서, 이산화탄소 가스를 7 bar로 주입하고, 200rpm의 교반 속도로, 8시간동안 교반하였으며, 교반이 끝나 생성물을 다시 필터링을 통한 고액 분리를 진행하여 중조를 제조하였다. 이후, 전체 혼합물에 대한 탄산나트륨의 중량비에 따른 중조의 수율을 측정하여 이를 도 4에 나타냈다. 중조 수율의 계산식은 하기와 같으며, 중조 수율은 X-선 회절 분석(XRD) 및 원소분석을 통해 측정하였다. A sodium ion aqueous solution was prepared in the same manner as in
중조 수율(mol%) = 중조의 Na+ 함량(mol) / 혼합물의 Na+ 함량(mol)×100Sodium bicarbonate yield (mol%) = Na + content of sodium bicarbonate (mol) / Na + content of mixture (mol) × 100
도 4에 따르면, 혼합물 1 중량부에 대해 물 3 중량부를 초과하는 비율로 제조한 나트륨 이온 수용액으로 제조한 중조는 수율이 50 몰% 미만이며, 용출제의 함량이 증가할수록 중조 수율이 낮아지는 것을 확인할 수 있다.According to Figure 4, the yield of sodium ion aqueous solution prepared at a ratio exceeding 3 parts by weight of water per 1 part by weight of the mixture is less than 50 mol%, and as the content of the eluent increases, the yield of sodium bicarbonate decreases. You can check it.
실험예 3:Experimental Example 3: 탄산나트륨 함량에 따른 중조의 수율, 순도 및 pH변화 측정Measurement of yield, purity and pH change of sodium bicarbonate according to sodium carbonate content
황산나트륨 100g에 대해, 탄산나트륨 투입량을 0, 5, 10, 15, 30g으로 달리하여 혼합하고, 나머지 조건은 상기 실험예 2와 동일한 조건으로 하여 실험예 2와 동일한 방법으로 중조를 제조하였다. 이후, 전체 혼합물에 대한 탄산나트륨의 중량비에 따른 중조의 수율, 순도 값을 X-선 회절 분석(XRD) 및 원소분석을 통해 측정하고, 중조의 pH값을 측정하여, 이를 하기 표 1 및 도 5에 나타냈다.For 100 g of sodium sulfate, sodium carbonate was mixed at different amounts of 0, 5, 10, 15, and 30 g, and sodium bicarbonate was prepared in the same manner as in
XRD상에서 중조의 주요 피크(main peak)는 32.26o이며 황산나트륨의 주요 피크는 32.7o이다. 이들의 피크 면적(peak area, PA)를 이용하여 순도를 확인할 수 있다. 따라서, XRD를 이용한 중조 순도 식은 다음과 같다. On XRD, the main peak of sodium bicarbonate is 32.26 o and the main peak of sodium sulfate is 32.7 o . Purity can be confirmed using their peak area (PA). Therefore, the sodium bicarbonate purity equation using XRD is as follows.
Purity of NaHCO3(wt%) = PA(32.26o)/(PA(32.26o)+PA(32.7o)) × 100%Purity of NaHCO 3 (wt%) = PA(32.26 o )/(PA(32.26 o )+PA(32.7o)) × 100%
상기 표 1 및 도 5에 따르면, 탄산나트륨의 투입량이 증가할 수록 중조의 수율 및 순도가 증가하는 것을 확인할 수 있다. 다만, 탄산나트륨 투입량이 증가함에 따른 중조 수율 및 순도의 증가율은 점차 낮아지는 것을 확인할 수 있다.According to Table 1 and Figure 5, it can be seen that as the amount of sodium carbonate increases, the yield and purity of sodium bicarbonate increase. However, it can be seen that as the amount of sodium carbonate added increases, the rate of increase in sodium bicarbonate yield and purity gradually decreases.
실험예 4:Experimental Example 4: 탄산나트륨 함량, NHSodium carbonate content, NH 33 /Na/Na ++ 몰비율에 따른 중조의 수율, 순도 및 pH변화 측정 Measurement of yield, purity and pH change of sodium bicarbonate according to molar ratio
탄산나트륨 10 중량%을 혼합한 혼합물 100g과 탄산나트륨을 포함하지 않는 황산나트륨 100g을 각각 제조하고, 나머지 조건은 상기 실험예 2와 동일한 조건으로 하여 실험예 2와 동일한 방법으로 중조를 제조하였다. 이후, 제조한 중조의 수율, 순도 및 pH를 측정하여, 이를 도 6a에 나타냈다.100g of a mixture containing 10% by weight of sodium carbonate and 100g of sodium sulfate not containing sodium carbonate were each prepared, and sodium bicarbonate was prepared in the same manner as in Experimental Example 2, with the remaining conditions being the same as those in Experimental Example 2 above. Afterwards, the yield, purity, and pH of the prepared sodium bicarbonate were measured, and these are shown in Figure 6a.
또한, 나트륨 이온 1 몰에 대해 암모니아 1.3 몰 이상의 과량 투입하고 나머지는 상기 실험예 2와 동일한 방법으로 중조를 제조하였다. 이후, 제조한 중조의 순도 변화를 측정하여, 이를 도 6b에 나타냈다. In addition, an excess amount of 1.3 mol or more of ammonia was added per 1 mol of sodium ion, and the remainder was used to prepare sodium bicarbonate in the same manner as in Experimental Example 2. Afterwards, the change in purity of the prepared sodium bicarbonate was measured, and this is shown in Figure 6b.
도 6a에 따르면, 탄산나트륨을 포함하는 나트륨 이온 용액이 탄산나트륨을 포함하지 않은 용액에 비해 중조 수율 및 중조 순도가 높은 것을 확인할 수 있다.According to Figure 6a, it can be seen that the sodium ion solution containing sodium carbonate has a higher sodium bicarbonate yield and sodium bicarbonate purity than the solution that does not contain sodium carbonate.
또한, 도 6b에 따르면, 암모니아의 몰비율이 1.3을 초과하는 경우 불순물 함유량이 높아져서 중조의 순도가 80% 미만으로 감소하는 것을 확인할 수 있다.Additionally, according to Figure 6b, it can be seen that when the molar ratio of ammonia exceeds 1.3, the impurity content increases and the purity of sodium bicarbonate decreases to less than 80%.
실험예 5: 폭기 유무에 따른 이산화탄소 용해도 측정Experimental Example 5: Measurement of carbon dioxide solubility with and without aeration
폭기 유무에 따른 이산화탄소 용해도를 확인하기 위하여, 탄산나트륨 10 중량%가 함유된 나트륨 이온 용액을 탄산화 반응기에 투입한 뒤, 나머지 조건은 상기 실험예 2와 동일한 조건으로 하여 실험예 2와 동일한 방법으로 중조를 제조하였으며, 그 과정에서 시간에 따른 이산화탄소 용해도를 측정하여, 그 결과를 도 7에 나타냈다.In order to check the solubility of carbon dioxide according to the presence or absence of aeration, a sodium ion solution containing 10% by weight of sodium carbonate was introduced into the carbonation reactor, and then sodium bicarbonate was produced in the same manner as in
도 7에 따르면, 폭기 후 가압 시, 이산화탄소 용해도가 포화되는 시간은 240분 이하이나, 단순히 가압만 하였을 경우는 400분을 초과해야 함을 확인할 수 있다.According to Figure 7, it can be seen that when pressurizing after aeration, the time for carbon dioxide solubility to become saturated is 240 minutes or less, but when simply pressurizing, it must exceed 400 minutes.
실험예 5: 건조 온도에 따른 중조의 순도 측정Experimental Example 5: Measurement of purity of sodium bicarbonate according to drying temperature
상기 실험예 2와 동일한 방법으로 중조를 제조하고, 이를 각기 다른 온도 조건 하에 1시간동안 가열하였다. 이후, XRD 및 원소분석을 통해 중조 순도를 측정하였으며, 그 결과를 도 8에 나타냈다.Sodium bicarbonate was prepared in the same manner as in Experimental Example 2, and heated for 1 hour under different temperature conditions. Afterwards, the purity of sodium bicarbonate was measured through XRD and elemental analysis, and the results are shown in Figure 8.
도 8에 따르면, 50℃ 이상의 온도에서 중조를 건조하는 경우 탄산나트륨으로 변환되므로 중조 순도가 급격하게 떨어지는 것을 확인할 수 있다.According to Figure 8, it can be seen that when sodium bicarbonate is dried at a temperature of 50°C or higher, the purity of sodium bicarbonate drops sharply because it is converted to sodium carbonate.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and variations are possible without departing from the technical spirit of the present invention as set forth in the claims. This will be self-evident to those with ordinary knowledge in the field.
Claims (9)
상기 나트륨 이온 용액에 이산화탄소 및 암모니아를 투입하여 중조(NaHCO3)를 생성 및 회수하는 2차 고액 분리 단계;를 포함하며,
상기 1차 고액 분리 단계에 있어서 탄산나트륨의 함량은, 상기 혼합물의 전체 100 중량%을 기준으로 대하여 4 내지 24 중량%인, 탄산나트륨을 이용한 중조의 제조방법.A first solid-liquid separation step of generating and recovering a sodium ion solution by adding an eluent to a mixture of sodium sulfate-containing material and sodium carbonate (Na 2 CO 3 ); and
It includes a secondary solid-liquid separation step of generating and recovering sodium bicarbonate (NaHCO 3 ) by adding carbon dioxide and ammonia to the sodium ion solution,
In the first solid-liquid separation step, the content of sodium carbonate is 4 to 24% by weight based on the total 100% by weight of the mixture.
상기 1차 고액 분리 단계에서 투입되는 혼합물과 용출제의 중량비는 1 : 1.5 내지 1 : 3인, 탄산나트륨을 이용한 중조의 제조방법.According to paragraph 1,
A method for producing sodium bicarbonate using sodium carbonate, wherein the weight ratio of the mixture and eluent added in the first solid-liquid separation step is 1:1.5 to 1:3.
상기 2차 고액 분리 단계에서 암모니아(NH3)/나트륨(Na+)의 몰비율은 0.8 내지 1.3인 중조 및 석고의 제조방법.According to paragraph 1,
A method for producing sodium bicarbonate and gypsum in which the molar ratio of ammonia (NH 3 )/sodium (Na + ) in the secondary solid-liquid separation step is 0.8 to 1.3.
상기 2차 고액 분리 단계의 온도는 5 내지 50℃인, 탄산나트륨을 이용한 중조의 제조방법.According to paragraph 1,
A method for producing sodium bicarbonate using sodium carbonate, wherein the temperature of the second solid-liquid separation step is 5 to 50°C.
상기 2차 고액 분리 단계의 pH는 7.5 내지 9.0인, 탄산나트륨을 이용한 중조의 제조방법.According to paragraph 1,
A method for producing sodium bicarbonate using sodium carbonate, wherein the pH of the second solid-liquid separation step is 7.5 to 9.0.
상기 2차 고액 분리 단계는,
회수된 상기 중조를 수세하여 중조의 회수율을 높이는 중조 수세 단계;를 추가로 포함하는, 탄산나트륨을 이용한 중조의 제조방법.According to paragraph 1,
The second solid-liquid separation step is,
A method for producing sodium bicarbonate using sodium carbonate, further comprising a sodium bicarbonate washing step to increase the recovery rate of sodium bicarbonate by washing the recovered sodium bicarbonate.
상기 중조 수세 단계는,
중조를 건조하는 단계; 및 파쇄 단계;를 추가로 포함하는, 탄산나트륨을 이용한 중조의 제조방법.According to clause 6,
The sodium bicarbonate washing step is,
drying sodium bicarbonate; A method for producing sodium bicarbonate using sodium carbonate, further comprising a crushing step.
상기 건조하는 단계에서, 건조 온도는 20 내지 50℃인, 탄산나트륨을 이용한 중조의 제조방법.In clause 7,
In the drying step, the drying temperature is 20 to 50°C. A method of producing sodium bicarbonate using sodium carbonate.
상기 중조 수세 단계에서 사용된 수세 용액은 1차 고액 분리 단계에서 용출제로 재활용되는 것인, 탄산나트륨을 이용한 중조의 제조방법.According to clause 6,
A method for producing sodium bicarbonate using sodium carbonate, wherein the washing solution used in the sodium bicarbonate washing step is recycled as an eluent in the first solid-liquid separation step.
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