KR950011829B1 - 천연산출염의 염 분리방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

[발명의 명칭]

천연산출염의 염 분리방법

[발명의 상세한 설명]

[산업상 이용분야]

본 발명은 암염(rock salt)및 천일염(solar salt)등 천연산출염에 함유되어 있는 각종 원소들을 유효하게 이용할 수 있는 방법에 관한 것이다. 특히 본 발명은 천연산출염을 각각의 용도에 따라 조성이 다른 몇 부분으로 나누어 분리시키는 방법에 관한 것이다. 암염은 천연에서 산출되는 염화나트륨(NaCl)의 결정상 고체이며, 대부분 NaCl로 구성되어 있지만(99%), 그 외 마그네슘(Mg), 칼슘(Ca), 규소(Si)등의 원소 및 몇 가지 불순물을 함유하고 있다. 이에 반해 천일염은 바닷물을 증발시켜 얻을 수 있으며, 암염보다 더 많은 불순물을 함유하고 있지만 염을 정제한 후에는 공업적 이용 및 식품 산업에 이용되는 염소와 나트륨을 얻을 수 있다. 일본에서는 천일염의 산출량이 가장 많다.

본 발명자들은 바닷물에 함유되어 있는 염의 이용에 관하여 계속 연구하여 온 결과 바닷물 중에 유효성분을 침전작용에 의해 용이하게 얻을 수 있는 염분리방법을 개발하였다. 본 발명자들은 또한 바닷물로 부터 분리된 염을 이용한 연료 개질제 및 식품 제조용 이온수를 제안하였다.(참조 : 일본특허 공개공보 No. 221107/1990 및 일본 특허출원서 Nos. 84534/1989와 113246/1989)원료로 바닷물을 사용하는 사업은 바닷물을 용이하게 얻을 수 없는 내륙지역에서 실행하기란 사실 곤란하다.

[발명의 요약]

본 발명의 목적은 운반이 용이한 암염 및 천일염등 자연산출염으로 부터 염(NaCl)은 물론 유효성분들을 분리시킬 수 있는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 요점은 천연산출염으로 부터 염을 분리시키는 방법이며, 이는 천연산출염을 수용액에 용해시키고, 상기 수용액에 하기한 반고체상의 강산을 가하여 PH를 낮춘 후, 다시 수용액에 강 염기성 약제를 가하여 PH를 높여 형성된 침전물을 남아있는 수용액으로 부터 분리시키는 제1의 분리공정 및 남아있는 수용액을 농축 후 냉각시키고, 형성된 침전물을 수용액으로 부터 분리시키는 제2의 분리공정으로 구성되어 있다.

[발명의 상세한 설명]

본 발명은 암염 또는 천일염과 같은 물질을 원료로 사용하는 방법에 관한 것이다. 상기 방법에 의하면, 암염 또는 천일염을 물에 용해시켜 몇 중량%의 농도를 가진 수용액(이하 염수)을 만든다. 이때, 모래와 같은 불용성 물질들은 염수로 부터 제거시켜야 하며, 용해시키는데 필요한 물은 담수뿐 아니라, 바닷물을 사용할 수도 있다.

종래의 방법에 따르면, 제1분리공정에서는 황산염 이온을 함유하고 있는 강산을 염수에 첨가한다. 상기의 강산은 희석시킨 황산(수 %)일 수도 있다. 또한 활성화된 인산캄슘을 물에 용해시켜 얻은 수용액에 짙은 농도의 황산(수용액 중 3-5%정도)을 첨가한 후, 형성된 침전물을 제거시켜 사용할 수 있다. (이하 획득한 수용액을 P-S산으로 표시한다)

P-S산은 PH 0.2의 강산이지만, 황산보다 더 안전하고 다루기가 용이하다.

희석시킨 황산 또는 P-S산을 염수에 수 % 가하여 2-3시간 동안 방치시킨 후 염수의 PH를 낮춘다.(PH 2 보다 적게 조절함)

상기의 산성화시키는 단계는 거의 침전물들을 생성시키지 않는데, 만일 침전물이 생성된다면 여과 작용에 의해 제거할 수 있다.

본 발명에서는 상기의 강산을 반 고형상 강산(이하 D-S산이라 함)으로 대치시키는데, 이 D-S산은 분리공정 중 최초에 얻은 침전물을 칼슘 화합물과 혼합시키고 그 혼합물을 소성시킨 후 소성체를 황산과 혼합시켜서 얻는다. 상기 D-S산을 황산과 비교해보면, D-S산은 P-S과 마찬가지로 안전하고 다루기가 용이하며 반고형상이기 때문에 운반이 보다 용이하다. 따라서 본 발명의 방법에서는 D-S산을 사용하는 것이 특히 적합하다.

다음에 강 염기성 약제를 낮은 pH로 조정된 염수에 첨가하여 산성화된 염수를 중화시켜 PH를 높여서, PH가 높은 용액에서는 약간만 용해되는 알카리 토금속 기타 금속들의 황산염들을 침전시킨다. 강 염기성 약제는 수산화 나트륨 및 수산화 나트륨을 가지고 있는 산화칼슘의 수용액(이하 Ca-Na수용액 이라 함)을 말한다.

강 염기성 약제는 상기에 언급한 목적을 성취하는데 필요한 적정량 이상이 사용 되어야 한다. 보통 수산화 나트륨의 양(고형상)은 염수 중 3중량% 이어야 하며, Ca-Na 수용액의 양은 염수의 5중량% 이어야 한다. 염수는 염수가 염기성(PH 13이상)이 되어 약간의 침전물(a)을 생성할 때까지 10시간 이상 방치시킨다.

상기의 침전물(a)을 건조시키고 고온에서 소성(firing)시켜 세라믹과 같은 조성물을 얻는다. 상기의 세라믹과 같은 조성물은 자동차등의 공기 필터 및 물처리제(여과, 연수화등) 또는 탈취제로서 이용된다. 세라믹과 같은 조성물의 사용에 관하여는 일본 특허출원서 제 297981/1989, 299086/1989 및 306822/1989호에서 본 발명자들이 제안하였다.

제2분리공정에서 상기의 침전물(a)을 분리시킨 후 남아있는 염수를 가열하여 수분을 증발시킴으로 적절하게 농축시키며, 그 농축물을 냉각시켜 침전물(b)을 분리 해낸다. 상기의 침전물 (b)을 여과작용에 의하여 액체(c)로 부터 분리시킨다. 이 농축과정은 농축 전 염수의 20%미만, 바람직하게는 10-15%으로 염수의 양이 감소될 때까지 계속된다. 따라서, 여기서 얻은 액체(c)는 PH 14의 강 염기성 수용액이 된다. 증발과정을 통해 상기 액체(c)는 백색의 모래와 같은 고형상(d)을 생성하게 된다.

상기의 침전물(b)는 주로 NaCl로 구성되어 있으며, 원료 물질인 암염 또는 천일염보다 더 많은 규소(Si)를 함유하고 있다.

따라서 상기 침전물(b)은 규소를 함유한 염으로 사용될 수 있다.

예컨데 상기 염(b)의 수용액은 규소 이온들의 항균작용을 이용하는 식품 첨가물로서 유용하며, 또한 식품의 맛 및 보존성을 향상시키는 이온수로서도 유용함이 밝혀졌다.

고형상(d)은 원료물질인 암염 또는 천일염보다 더 많은 양이온들(Na는 물론 Si 및 Al)과 보다 적은 Cl 이온들을 함유하고 있다. 상기 고형상(d)의 수용액(c)은 극히 염기성이 강한 수용액이며, 수산화 나트륨의 수용액의 대용(代用)으로 세정액 및 중화제로서 유용하게 사용된다. 즉, 그것은 기름-물을 분리시키기 위하여 빌게(bilge)(배의 엔진 부위에 생기는 기름과 해수의 혼합물)처리를 하는데에 사용되며, 제지공장등에서 배출해 내는 산성 폐기액을 처리할 때에도 효과적이다. 또한, 톨루엔 또는 래커 희석제(thinner)에 용해시키는데 계속 사용되어온 에폭시계 도료 및 아크릴계 도료의 용매로서도 유용하다.

[실시예]

본 발명을 다음의 실시예와 함께 보다 상세하게 설명한다.

1. D-S산 조제

우선, 인산 캄슘의 수용액을 수용액 중 5% 정도의 농도를 가진 황산과 혼합시킴으로서 P-S산(PH0.2)을 만든다. 상기의 P-S산을 바닷물에 첨가하여 바닷물의 PH를 낮춘다. 상기 산성화된 바닷물에 수산화나트륨 3%를 가하고, 그 바닷물을 침전이 일어날때까지 24시간 동안 방치시킨 후, 그 침전물을 여과 후 건조시킨다. 상기의 침전물을 칼슘 화합물(그 주요 구성은 소성한 동물의 뼈에 의해 만들어진 인산칼슘임)과 1:1 혼합 비율로 혼합시킨다. 상기의 혼합물을 1000℃ 이상의 고온에서 소성시킨다. 소성시킨 생성물(1g)을 황산(5g)과 혼합시켜 D-S산을 만든다.

염수의 조제

담수 1톤에 암염(실시예 1참조) 50㎏(5%) 또는 천일염(실시예 2) 50㎏(5%)을 교반하면서 첨가하여 용해시킨 후, 여과작용을 통해 불용성 물질을 제거시킨다.

3. 염수 용액의 분리

[실시예 1]

암염의 염수용액에 1.5㎏의 D-S산을 첨가한 후 24시간 동안 방치시킨다. 염수용액을 PH 1.7로 산성화 시킨 후, 그 산성화된 염수용액에 30㎏의 수산화나트륨을 가하고 10시간동안 방치시킨다. 이때, 염수용액의 PH는 13.5로 증가한다. 상기 염수용액을 여과시켜 침전물(a)을 분리시키고, 침전물은 태양 광선하에 건조시킨다.

얻어진 고형상(a)은 약 2.475㎏이다.(제1분리공정)

제1분리공정 후 남아 있는 염수용액을 증발과정으로 건조시켜 160ℓ의 농축 용액을 얻는다. 상기의 농축용액을 급냉하여 침전시키고, 이를 여과시키면 결정성 염인 48.9555㎏의 침전물(b)을 얻는다. 남아있는 용액을 탈수시킬 목적으로 계속 가열하여 27.595㎏의 고형상(d)을 얻는다.

[실시예 2]

천일염의 염수용액을 실시예 1과 동일한 방법으로 처리하여, 1.67㎏의 침전물(a), 42.27㎏의 침전물(b) 및 28.64㎏의 고형상(d)을 얻는다.

실시예 1 및 실시예 2의 침전물(b)와 고형상(d)의 원소분석 결과가 각각 표 1 및 표 2에 나타나 있다.

[표 1]

(Na와 Cl의 양은 중량%으로 나타내며, 다른 원소들의 양은 ㎎/ℓ로 나타낸다)

[표 2]

[이용예 1]

본 발명의 염 분리방법에 의해 분리시킨 고형상(d)을 가솔린 기타 다른 연료와 혼합될 수 있는 유기 용매에서 용해시켜 연료 개질제(참조 : 일본 특허출원서 제 84533/1989호에 기재되어 있음)로 만든다.

상기 연료 개질제를 연료(예컨데, 가솔린 및 경유등)에 직접 첨가하여 연소를 도와주고, 연료가격 및 열량을 상승시키며, 불완전한 연소로 인해 발생하는 독성 가스의 방출을 최소화시킨다.

[이용예 2]

침전물(b) 5g을 1ℓ의 물에 용해켜서 음식품용 이온수를 만든다.

상기 이온수를 사용하여 밀가루와 혼합시켜 면(noodle)을 제조하였다. 그 제조된 면은 맛이 좋았고, 약 8℃에서 2주간동안 방치시켜도 부패하지 않는다.

[발명의 효과]

상기에 설명한 바와 같이, 본 발명의 염분리방법은 천연산출염을 함유하는 수용액의 PH를 D-S산 및 염기를 이용하여 단계적으로 변화시킴으로서 특정 사용목적에 적절한 조성물의 형태로 천연산출염중 유효성분들을 분리시키도록 한다. 또한 상기 방법은 원료물질로서 고형상 염을 사용하기 때문에 바닷물을 운송하는 데에도 어려움이 없다.

Claims (3)

1. 천연산출염을 수용액에 용해시키고, 수용액에 황산염 이온을 함유하고 있는 강산을 가하여 PH를 낮춘 후, 다시 수용액에 강 염기성 약제를 가하여 PH를 높여 형성되는 침전물을 남아있는 수용액과 분리시키는 제1분리공정 및 상기의 남아있는 수용액을 농축 후 냉각시켜 형성되는 침전물을 수용액과 분리시키는 제2분리공정으로 이루어진 염 분리방법에 있어서, 상기 강산은 분리공정 중 최초에 얻은 침전물을 칼슘화합물과 혼합시키고 그 혼합물을 소성시킨 후 그 소성체를 황산과 혼합시켜 얻은 것(D-S산)임을 특징으로 하는 천연산출염의 염분리방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 천연 산출염이 암염(rock salt)인 천연산출염의 염 분리방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 천연 산출염(naturally occurring salt)이 천일염(solar salt)인 천연산출염의 염 분리방법.