KR970010340B1 - 액상 소석회의 제조방법 - Google Patents

Abstract

내용없음.

Description

액상 소석회의 제조방법

제1도는 본 발명에 따른 액상의 소석회 제조방법을 나타낸 공정도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 고압 용해조 2 : 폭기조

3 : 부상 분리조 4 : 세척조

5 : 함량 조정조 6 : 저장조

7 : 살수기 11 : 산화칼슘 투입구

12 : 물 투입구/회송로 21 : 약품 투입구

22 : 공기 주입구 31 : 분리판

32 : 거품 회수로 41 : 여과망

본 발명은 액상 소석회의 제조방법에 관한 것으로서, 상세하게는 소석회[Ca(OH)₂]의 함량이 30% 이상되는 알칼리도가 높은 고품위 액상 소석회를 제조하기 위한 방법에 관한 것이다.

소석회는 산업 폐기물을 중화 처리하는 중화제로서의 중요한 용도를 갖는 상업상 매우 유용한 물질이다.

산업 폐기물은 그 종류가 여러 가지이나, 특히 제강 및 제련, 합섬, 염색, 금속, 반도체 및 전자 공업에서 나오는 산업 페기물은 폐산수가 주류를 이루고 있으며, 이 폐산수는 토양을 오염시키며 교량이나 기타 시설물을 산화시켜 구조를 취약하게 하는 등의 문제점을 일으키게 된다. 따라서 상기한 폐산수는 공해 방지법에 의거하여 중화 침전시켜 방류하거나 혹은 중화시켜서 매립하도록 규정되어 잇다.

여기서, 폐산수에 의한 공해 방지 처리는 반드시 중화 처리를 거치게 되어 있는 바, 이 중화처리 공정에서 사용되는 중화제는 수산화나트륨, 탄산나트룸 등의 알카리 금속의 수산화물 또는 탄산염, 및 소석회[수산화칼슘; Ca(OH)₂]의 알칼리토금속의 수산화물이 이용되어지고 있다.

알칼리 금속의 수산화물 또는 탄산염은 용해성이 좋고 반응후에도 슬러지를 생성하지 않는 장점이 있으나 값이 비싸다는 문제점이 있다.

한편 소석회로 대표되는 알칼리 토금속의 수산화물 또는 탄산염은 물에 대한 용해도가 낮은 단점이 있으나, 값이 싸고 응집에 의한 침전 효과도 있고 더욱 폐기물의 처리 공정이 생물학적 처리와 함께 병행될 때, 소석회의 구성분인 칼슘이 미생물의 영양원이 됨으로써 효과를 더욱 상승시킬 수 있는 장점이 있다.

소석회는 분말 또는 액상 소석회 형태로 사용되어진다. 분말 소석회는 취급이 불편하고 인력이 많이 소요되고 특히 소석회 분말 비산으로 말미암아 작업자에게 호흡기, 피부질환을 유발하고 분진에 의한 작업환경이 열악화되는 단점이 있어 액상 소석회의 사용이 일반화되고 있다.

그러나 액상 소석회는 낮은 알칼리도 때문에 폐산수의 중화시 요구되는 량이 많은 물류의 비용이 증가되는 문제점이 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 폐산수의 중화시 소석회와 함께 수산화 나트륨 및/또는 염화칼슘을 병용하여 사용하는 방법도 모색되고 있으나 이들 약품들의 가격이 비교적 고가이므로 역시 경제적 부담이 크다.

이에 따라 액상 소석회를 제공함에 있어서, 소석회의 농도를 최대한으로 하려는 연구가 진행되고 있으나 액상 소석회에서의 소석회의 농도가 일정 농도(40%) 이상이되면, 액상 소석회의 점도가 낮아져 펌프로 이송하기 어려운 공정상의 문제점이 있다.

본 발명은, 상기한 기술들의 배경에서 액상 소석회 제조시 소석회의 함량이 40% 이상될 때 정도의 상승에 따른 공정 관리의 어려움을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 액상 소석회중의 소석회의 함량을 30%이상으로 할 수 있는 고농도의 액상 소석회 제조방법을 제공하려는 목적을 갖는다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 석회석을 고온에서 가열하여 탈탄산하여 생석회(CaO)를 제조하고 생석회를 물과 반응시켜 소석회[Ca(OH)₂]를 제조함에 있어서, 1) 생석회를 물과 반응시켜 발열반응로 소석회를 생성한 후 급냉시켜 소석회의 용액을 얻은 다음; 2) 상기의 소석회 용액을 분순물 처리 공정으로 이송하여, 계면활성제를 이용한 부유 선광법으로 소석회용액으로부터 불순물을 제거한 다음; 3) 함량 조정을 거쳐 소석회의 함량이 30% 이상, 바람직하게는 40% 이상되도록 하는 것으로 이루어지는; 액상 소석회 제조 방법을 제공한다.

본 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 있어서, 생석회에 물을 가하여 소석회를 생성할 시 생석회와 물의 비율은 중량%로 생석회가 물과 합한 량에 대하여 30중량% 이상이 되도록 한다. 이에 따라 본 발명에 의해 제조되어지는 액상 소석회를 생석회 함량이 30중량% 이상의 액상 소석회라고도 한다. 본 발명에 따라 제조되어지는 액상 소석회는 실제에 있어서는 소석회가 페이스트(paste) 형태로서 존재하는 클로이드이며, 소석회의 함량은 최소한 30% 이상, 바람직하게는 40% 이상이 된다.

이때, 통상적인 방법에 의해서는 소석회의 함량이 40중량% 이상이 되면 소석회의 점도가 높아져서 다음 단계로의 펌프 이송이 곤란하여진다.

본 발명에서는 상기한 바와 같이 생석회를 물과 반응시켜 소석회를 생성시키고, 소석회 생성만료 직후 급냉시키는 방법으로 이 문제를 해결한다.

이때, 생석회와 물의 반응이 발열 반응으로 생석회와 물이 투입 반응되는 고압용해조(1)내의 온도는 70 내지 100℃까지 상승하게 되고 고압 용해조(1)을 밀폐하면 고압용해조(1)내의 압력이 1.1 내지 1.2 가압까지 상승하게 된다. 고압 용해조 내의 온도가 70 내지 100℃ 내외에서, 압력이 1.1-1.2, 기압이 30분 내지 1시간 정도 유지되면 고압 용해조(1) 내에서의 소석회 생성반응은 거의 완료된다. 소석회 생성반응 종료직후 고압 용해조내의 온도를 20℃ 이하로 급냉시키면 비록, 소석회의 함량이 40중량% 이상이라 하더라도 액상 소석회의 점도가 매우 낮아져 펌프로 다음 공정에의 이송이 용이하게 된다.

본 발명에 있어서, 계면활성제를 이용한 부유 선광에 의한 액상 소석회의 정제 공정을 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.

액상 소석회중에 포함되어 있는 불순물은 정제 공정중에 계면활성제와 함께 혼합되어 폭기되면서 그 표면에 선택적 흡착을 만들어 소수성 표면을 가지게 되며 내부에서 발생하는 기포 표면에 접착하여 부상 기포와 함께 제거되어진다.

상기의 목적으로 사용될 수 있는 계면활성제로서는 4급암모늄염과 같은 양이온 계면활성제, 라우릭산 또는 그의 염과 같은 음이온 계면활성제를 예로서 들 수 있다. 이때, 계면활성제의 기포 발생력을 더욱 증대시키고 기포의 안정력을 증대시키기 위하여 코코넷산과 같은 지방산 또는 그의 염이나 젤라틴을 함께 첨가하기도 한다.

본 발명에 있어서, 거품 선광의 정제 공정중에 투입되는 계면활성제의 양은 계면활성제의 종류에 따라 액상 소석회 1000Kg에 대하여 10 내지 100g 사용한다.

본 발명은 또한, 계면활성제를 이용한 부유 선광법에 의하여 제거되어진 불순물을 세척하여 불순물중에 포함되어 있는 소석회를 용해시켜 이를 생석회를 물과 반응시켜 소석회를 생성하는 공정으로 회송시키는 단계를 포함하는 소석회의 제조 방법을 제공한다.

이에 의하여, 계면활성제를 이용한 부유 선광 공정중에 소요되어지는 계면활성제의 양을 줄일 수 있는 경제적인 장점이 발생하게 된다.

불순물이 제거된 순수한 액상의 소석회는 침전 과정을 거친후 물을 가하여 소석회의 함량이 30% 되도록 함량을 조정한다.

본 발명에 의하여 제조되어지는 액상 소석회는 고형분중의 소석회의 함량이 97% 이상이며, 불용성 성분이 2% 이내이다. 이와 같은 본 발명에 의하여 제조되어지는 액상의 소석회는 소석회의 함량 90%, 산화 마그네슘 4%, 실리카 1%, 알루미나 2%, 철 산화물 0.5, 탄소 2% 정도의 조성을 갖는 종래의 액상 소석회에 비하여 순도가 매우 높다.

다음에 본 발명을 도면에 나타난 공정에 따라 더욱 상세하게 설명하고자 한다.

도면은 본 발명의 액상 소석회 제조 방법에 따른 공정을 장치에 따라 도시한 것으로서, 고압 용해조(1)에서 생석회 구입구(11)을 통하여 투입된 생석회는 물 투입구(12)에서 고압 용해조(1)내로 유입된 물과 함께 반응하여 발열 반응으로 소석회로 되며, 고압 용해조내의 압력은 1.1-1.2기압으로 유지되어지며 발열반응이 끝난 후 소석회 용액을 급냉시킨다. 이와 같이 고압 용해조내에 압력을 고압으로 유지시키고 급냉시킴으로 해서 고압 용해조(1)에서 생성되는 액상 소석회의 고형 농도가 증가되어도 점도의 상승분이 적어 펌프로 이송하기 용이하게 된다.

고압 용해조(1)에서 생성된 액상의 소석회는 펌프로 폭기조(2)에 투입되어져, 고압 용해조(1)에서 미반응된 생석회를 완전히 소석회로 전환시킴과 동시에 약품 투입구(21)로 투입된 계면활성제와 균일하게 혼합한다. 이때, 공기 주입구(22)로 압축 공기를 주입하여 폭기를 형성함으로써, 상기한 작용의 효과를 상승시킨다.

고압 용해조(1) 및 기포조(2)에서 생석회와 물의 반응에 의하여 생성된 액상의 소석회는 이송 펌프로 부상 분리조(3)으로 이송되어 진다. 부상 분리조(3)은 반응조의 내부에 꼬깔형태의 분리판(31)이 형성되어 있고 거품 회수조(32)가 반응조의 상단부위에 반응조 외곽부를 둘러 형성되어 있는 구조로 되어 있다. 기포조(2)로부터 이송되어 부상 분리조(3)으로 보내어진 액상 소석회는 낙하에 의하여 꼬깔 형태의 분리판(31) 하부에 모아지며, 액상 소석회에 포함되어 있는 철, 마그네숨, 실리카, 알루미늄등의 산화 불순물이 거품과 함께 거품 회수조로 소거되어 순수한 액상 소석회만이 부상 분리조의 하부에 형성된 토출구를 통하여 함량조정조(5)로 이송되어진다.

부상 분리조(3)로부터 거품과 함께 제거되어진 불순 액상 소석회의 품위는 고형분중이 소석회의 함량이 80% 내외이며, 불순물의 함량은 최소내 최대 93% 이하이며 불순물의 10% 이상으로 상당히 조악하다.

한편 부상 분리조(3)에서 정제된 순수 액상 소석회의 품위는 고형분중의 소석회의 함량이 97% 이상으로 매우 높은 순도를 갖는다.

부상 분리조(3)에서 분리된 불순 액상 소석회는 거품 회수조(32)에서 회수되어 세척조(4)로 이송되어진다. 세척조(4)의 내부에는 미세한 통과공으로 형성된 필터(41)이 형성되어 있고, 상부에 살수기(7)가 배열되어 있다. 세척조(4)로 이송되어진 불순 액상 소석회는 필터(41)에서 살수기(7)로부터 뿌려진 물로 세척 여과되어 소석회 용해물만이 필터(41)을 통과하여 순수한 액상 소석회로 회수되어진다. 회수되어진 액상의 소석회는 고압 용해조(1)로 회송되어진다. 이에 따라, 폭기조에 소요되는 고가의 계면활성제 및 젤라틴과 같은 고가의 약품등이 허실되지 않고 재사용될 수 있고, 소석회의 생산 효율도 높일 수 있게 된다.

Claims (7)

1. 석회석을 고온에서 가열하여 탈탄산하여 생석회(CaO)를 제조하고 생석회를 물과 반응시켜 소석회[Ca(OH)₂]를 제조함에 있어서, 1) 생석회를 물과 반응시켜 발열반응로 소석회를 생성한 후 급냉시켜 소석회의 용액을 얻은 다음; 2) 상기의 소석회 용액을 가압의 조절하에 분순물 처리 공정으로 이송하여, 계면활성제를 상기 소석회 용액 100kg에 대하여 10 내지 100g을 이용한 부유 선광법으로 소석회용액으로부터 불순물을 제거한 다음; 3) 함량 조정을 거쳐 소석회의 함량이 30% 이상되도록 하는 것으로 이루어지는; 액상 소석회 제조 방법.
2. 제2항에 있어서, 생석회를 물과 반응시켜 소석회를 생성시키는 공정은 1.1 내지 1.2기압의 가압하에 이루어짐을 특징으로 하는 방법.
3. 제1항에 있어서, 상기의 부유 선광법에 의한 불순물의 제거 공정중에 사용되어지는 계면활성제는 양이온계 계면활성제 또는 음이온 계면활성제임을 특징으로 하는 방법.
4. 제1항 또는 제3항에 있어서, 상기한 양이온 계면활성제는 4급 암모늄염임을 특징으로 하는 방법.
5. 제1항 또는 제3항에 있어서, 상기한 음이온 지방산 또는 지방산염임을 특징으로 하는 방법.
6. 제5항에 있어서, 상기한 지방산 또는 지방산염은 라우릭산, 라우릭산염, 코코넷산, 코코넷산염으로 이루어지는 군에서 1종 이상 선택된 것임을 특징으로 하는 방법.
7. 제1항에 있어서, 계면활성제를 이용한 부유 선광법에 의하여 제거되어진 불순물을 세척하여 불순물중에 포함되어 있는 소석회를 용해시켜 이를 생석회를 물과 반응시켜 소석회를 생성하는 공정으로 회송시키는 단계를 포함하는 소석회의 제조 방법.