[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

KR102483275B1 - 돌로마이트계 중금속 등 흡착재, 그 제조방법 및 그 품질관리방법, 그리고 중금속 등 흡착방법 - Google Patents

돌로마이트계 중금속 등 흡착재, 그 제조방법 및 그 품질관리방법, 그리고 중금속 등 흡착방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102483275B1
KR102483275B1 KR1020160037809A KR20160037809A KR102483275B1 KR 102483275 B1 KR102483275 B1 KR 102483275B1 KR 1020160037809 A KR1020160037809 A KR 1020160037809A KR 20160037809 A KR20160037809 A KR 20160037809A KR 102483275 B1 KR102483275 B1 KR 102483275B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
dolomite
calcined
heavy metals
phase
heavy metal
Prior art date
Application number
KR1020160037809A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20160117311A (ko
Inventor
유키 이타야
겐지 구니니시
신타로 하야시
Original Assignee
스미토모 오사카 세멘토 가부시키가이샤
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 스미토모 오사카 세멘토 가부시키가이샤 filed Critical 스미토모 오사카 세멘토 가부시키가이샤
Publication of KR20160117311A publication Critical patent/KR20160117311A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102483275B1 publication Critical patent/KR102483275B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/04—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising compounds of alkali metals, alkaline earth metals or magnesium
    • B01J20/043—Carbonates or bicarbonates, e.g. limestone, dolomite, aragonite
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/10—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising silica or silicate
    • B01J20/12—Naturally occurring clays or bleaching earth
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/0203—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising compounds of metals not provided for in B01J20/04
    • B01J20/0225—Compounds of Fe, Ru, Os, Co, Rh, Ir, Ni, Pd, Pt
    • B01J20/0229—Compounds of Fe
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/0203—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising compounds of metals not provided for in B01J20/04
    • B01J20/0262—Compounds of O, S, Se, Te
    • B01J20/0266—Compounds of S
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/30—Processes for preparing, regenerating, or reactivating
    • B01J20/3078—Thermal treatment, e.g. calcining or pyrolizing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09C—RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09C1/00—Reclamation of contaminated soil
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09C—RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09C1/00—Reclamation of contaminated soil
    • B09C1/08—Reclamation of contaminated soil chemically
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/28—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption
    • C02F1/281—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption using inorganic sorbents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/58—Treatment of water, waste water, or sewage by removing specified dissolved compounds
    • C02F1/62—Heavy metal compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2101/00—Nature of the contaminant
    • C02F2101/10—Inorganic compounds
    • C02F2101/103—Arsenic compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2101/00—Nature of the contaminant
    • C02F2101/10—Inorganic compounds
    • C02F2101/108—Boron compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2101/00—Nature of the contaminant
    • C02F2101/10—Inorganic compounds
    • C02F2101/12—Halogens or halogen-containing compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2101/00—Nature of the contaminant
    • C02F2101/10—Inorganic compounds
    • C02F2101/12—Halogens or halogen-containing compounds
    • C02F2101/14—Fluorine or fluorine-containing compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2101/00—Nature of the contaminant
    • C02F2101/10—Inorganic compounds
    • C02F2101/20—Heavy metals or heavy metal compounds
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/30—Wastewater or sewage treatment systems using renewable energies
    • Y02W10/37—Wastewater or sewage treatment systems using renewable energies using solar energy

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Soil Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
  • Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
  • Water Treatment By Sorption (AREA)

Abstract

본 발명은, 원료가 되는 돌로마이트 광석의 산지나 소성 조건 등에 좌우되지 않고, 중금속 등 흡착제거율이 우수한 반소성 돌로마이트인, 돌로마이트계 중금속 등 흡착재, 그 제조방법 및 중금속 등 흡착방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 돌로마이트계 중금속 흡착재는, 중금속 흡착제거율을 높인 반소성 돌로마이트로서, 분말 X선 회절에 의한 리트벨트법을 이용하여 해석한 돌로마이트 소성물 중의 잔류 CaMg(CO3)2상의 함량이, 0.4≤x≤35.4(질량%)인 반소성 돌로마이트이며, 바람직하게는 황산 제1철을 더 함유하는, 돌로마이트계 중금속 등 흡착재이다.

Description

돌로마이트계 중금속 등 흡착재, 그 제조방법 및 그 품질관리방법, 그리고 중금속 등 흡착방법{DOLOMITE BASED HEAVY METAL ADSORBENT, METHOD FOR PRODUCING THEREOF, AND METHOD FOR MANAGING QUALITY THEREOF, AND METHOD FOR ADSORBING HEAVY METAL}
본 발명은, 돌로마이트계 중금속 등 흡착재, 그 제조방법 및 그 품질관리방법, 그리고 중금속 등 흡착방법에 관한 것으로, 특히 중금속이나 할로젠, 반금속의 흡착성능을 유효하게 발휘하는 성능을 구비하는, 돌로마이트계 중금속 등 흡착재, 그 제조방법 및 그 흡착성능을 유효하게 발휘하는 품질관리방법, 그리고 중금속 등 흡착방법에 관한 것이다.
배수처리 및 토양 중에 있어서의 중금속 등 불용화재로서 사용되는 약제로서 황산 나트륨, 염화 제2철, 황산 제1철, 산화 마그네슘, 타이타늄염, 세륨염, 킬레이트제, 하이드로탈사이트, 슈베르트마나이트 등이 알려져 있지만, 이들 약제는, 불용화 효과가 낮거나, 복합오염에 대응하는 것이 곤란하거나, 비용이 비싸거나, 안정적인 확보가 어렵다는 등의 문제를 갖고 있었다.
이들 문제를 감안하여, 불용화재로서 반소성 돌로마이트, 하소 돌로마이트나 부분 분해 돌로마이트 등으로 칭해지고 있는 돌로마이트계 흡착재가 제안되고 있으며, 예를 들면 이하의 돌로마이트재가 개시되어 있다.
일본 공개특허 특개2012-157834호 공보(특허문헌 1)에는, 돌로마이트를 소성하여 얻어진, 유리(遊離)산화 칼슘의 함유량이 1.2중량% 이하이고, 유리산화 마그네슘의 함유량이 8중량% 이상인 반소성 돌로마이트와, 수가용성의 철화합물의 배합물로 이루어지는 배수 중의 불소 및/또는 중금속 이온의 제거제가 개시되어 있다.
또, 일본 공개특허 특개2011-240325호 공보(특허문헌 2)에는, 돌로마이트를 소성하여 얻어진, 유리산화 칼슘의 함유량이 1.2중량% 이하이고, 유리산화 마그네슘의 함유량이 8중량% 이상인 반소성 돌로마이트를 유효성분으로 하는 배수 중의 중금속 이온 및(또는) 인산 이온의 제거제가 개시되어 있다.
일본 공개특허 특개2010-214254호 공보(특허문헌 3)에는, 돌로마이트를 반소성하여 얻어지는 반소성 돌로마이트를 포함하는 중금속 용출 억제재로서, 상기 반소성이, 돌로마이트 중의 탄산 마그네슘을 탈탄산하고, 또한, 돌로마이트 중의 탄산 칼슘을 탈탄산하지 않는 탄산 가스 분압이 특정인 소성 조건하에서 행해져, 상기 반소성 돌로마이트가, 산화 마그네슘 및 탄산 칼슘을 포함하는 것을 특징으로 하는 중금속 용출 억제재가 개시되어 있다.
일본 공개특허 특개2008-80223호 공보(특허문헌 4)에는, 600℃ 내지 880℃에서 돌로마이트를 가열 처리하고, 그 미분해 이산화 탄소 성분이 1.5중량% 내지 47중량%인 불화물 이온 포착재가 개시되어 있다.
그러나, 종래의 상기 돌로마이트재는, 소성 후의 돌로마이트에 관한 규정이 미분해 이산화 탄소 성분량이나 유리산화 칼슘, 마그네슘 등의 간접적인 지표로 되어 있으며, 출발원료가 되는 돌로마이트 광석 중 돌로마이트상이 현저하게 적은 경우에는, 유리산화 마그네슘 함유량을 충족하지 않는 경우도 있고, 또, 원료가 상이하면 미분해 이산화 탄소 성분량이 변화되어, 출발원료인 돌로마이트 광석에 따라서는 적용할 수 없는 경우가 발생한다.
또한, 특허문헌 3에서는, 돌로마이트의 소성을 특정범위의 탄산 가스 분압이 되도록 조정하여 실시하고 있기 때문에, 특수한 소성로를 이용하지 않으면 안되어, 설비투자 및 생산비용의 상승이 문제이다.
한편, 돌로마이트는 소성에 의하여, 이하의 식으로 나타나는 열분해가 이루어져, 중금속 등의 흡착성능을 갖게 되는 것이다.
CaMg(CO3)2→MgO＋CaCO3＋CO2···(1)
돌로마이트를 소성함으로써, 반소성 돌로마이트에는, 돌로마이트상(CaMg(CO3)2상), MgO상, CaCO3상이 공존하게 되며, 이들 결정상의 함유비율에 따라, 각종 중금속 등에 대한 불용화성능, 흡착성능, 용출억제성능이 다르다.
또, 원료가 되는 돌로마이트 광석은, 통상 돌로마이트상과 탄산 칼슘상의 2상 혼합물 상태에서 산출되며, 돌로마이트상의 함유율은, 산지마다 크게 상이하고, 따라서, 원료마다 적절한 소성 조건이 상이해져 버린다는 문제가 있다.
또한, 일반적으로 열분해하는 광물의 소성정도를 TG-DSC(열중량 측정/시차주사 열량측정)에 의하여 측정하는 방법도 있지만, 돌로마이트의 경우, Ca부분과 Mg부분의 2개의 피크가 중첩되기 때문에, 소성한 돌로마이트 중에 포함되는 각 성분의 정량에는 적합하지 않다.
일본 공개특허 특개2012-157834호 공보 일본 공개특허 특개2011-240325호 공보 일본 공개특허 특개2010-214254호 공보 일본 공개특허 특개2008-80223호 공보
본 발명의 목적은, 상기 과제를 해결하여, 원료가 되는 돌로마이트 광석의 산지에 따른 조성의 차이나 온도 등의 소성 조건의 설정 등에 좌우되지 않고, 중금속이나 할로젠, 반금속(이하, 중금속 등을 말함)의 흡착제거율이 우수한 반소성 돌로마이트인, 돌로마이트계 중금속 등 흡착재를 제공하는 것이다.
또 본 발명의 다른 목적은, 원료가 되는 돌로마이트 광석의 산지에 따른 조성의 차이나 온도 등의 소성 조건의 설정 등에 좌우되지 않고, 돌로마이트가 중금속 등의 흡착제거율을 유효하게 발휘할 수 있는, 중금속 등 흡착성능이 우수한 본 발명의 돌로마이트계 중금속 등 흡착재를 얻기 위한, 돌로마이트계 중금속 등 흡착재의 제조방법을 제공하는 것이다.
또, 본 발명의 다른 목적은, 원료가 되는 돌로마이트 광석의 산지나 온도 등의 소성 조건의 설정 등에 좌우되지 않고, 당해 돌로마이트가 중금속 등 흡착제거율을 유효하게 발휘할 수 있도록 돌로마이트의 품질을 관리하는, 중금속 등 흡착성능이 우수한 돌로마이트계 중금속 등 흡착재의 품질관리방법을 제공하는 것이다.
또, 본 발명의 다른 목적은, 중금속 등을 유효하게 흡착하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명은, 돌로마이트 소성물 중에 잔류하는 돌로마이트상의 함량과, 중금속 등의 흡착제거율이 밀접한 관계에 있는 것을 발견하고, 돌로마이트 소성물 중의 돌로마이트상의 잔류량을 특정 회절방법으로 해석하여 결정함으로써, 본 발명에 이른 것이다.
즉, 본 발명의 돌로마이트계 중금속 등 흡착재는, 반소성 돌로마이트로서, 분말 X선 회절에 의한 리트벨트법을 이용하여 해석한 돌로마이트 소성물 중의 잔류 CaMg(CO3)2상의 함량이, 0.4≤x≤35.4(질량%)인 것을 특징으로 하는, 돌로마이트계 중금속 등 흡착재이다.
적합하게는, 상기 본 발명의 돌로마이트계 중금속 등 흡착재에 있어서, 황산 제1철을 더 함유하는 것을 특징으로 하는 돌로마이트계 중금속 등 흡착재이다.
또, 본 발명의 돌로마이트계 중금속 등 흡착재의 제조방법은, 돌로마이트를, 분말 X선 회절에 의한 리트벨트법을 이용하여 해석한 돌로마이트 소성물 중의 잔류 CaMg(CO3)2상의 함량이, 0.4≤x≤35.4(질량%)가 되도록 소성하는 것을 특징으로 하는, 돌로마이트계 중금속 등 흡착재의 제조방법이다.
적합하게는, 상기 본 발명의 돌로마이트계 중금속 등 흡착재의 제조방법에 있어서, 잔류 CaMg(CO3)2상의 함량이, 0.4≤x≤35.4(질량%)가 되도록 소성한 후, 황산 제1철을 더 배합하는 것을 특징으로 하는, 돌로마이트계 중금속 등 흡착재의 제조방법이다.
본 발명의 돌로마이트계 중금속 등 흡착재의 품질관리방법은, 돌로마이트 소성물의 분말 X선 회절에 의한 리트벨트법을 이용하여 해석한 돌로마이트 소성물 중의 잔류 CaMg(CO3)2상의 함량이, 0.4≤x≤35.4(질량%)가 되도록, 돌로마이트를 소성하여 CaMg(CO3)2상의 잔류량을 조정하는 것을 특징으로 하는, 돌로마이트계 중금속 등 흡착재의 품질관리방법이다.
본 발명의 돌로마이트계 중금속 등 흡착방법은, 상기 본 발명의 돌로마이트계 중금속 등 흡착재를 이용하는 것을 특징으로 하는, 중금속 등 흡착방법이다.
본 발명은, 중금속 등의 흡착제거율과 돌로마이트 소성물 중의 잔류 돌로마이트상의 함량이 밀접한 관계에 있는 것을 발견한 것에 의하여, 본 발명의 돌로마이트계 중금속 등 흡착재는, 원료가 되는 돌로마이트 광석의 산지에 따른 조성의 차이나, 소성 온도 등의 소성 조건의 설정 등에 의존하지 않고, 반소성 돌로마이트 중의 잔류 돌로마이트상의 함량을 특정함으로써, 우수한 중금속 등 흡착성능을 갖는 것이 가능해지며, 돌로마이트가 갖는 중금속 등 흡착성능을 유효하게 발휘하는 것이 가능해진다.
또, 돌로마이트의 중금속 등 흡착성능을 유효하게 발휘할 수 있도록, 돌로마이트의 중금속 등 흡착성을 높게 유지하는 품질의 관리를 간단하게 하는 것이 가능해진다.
또, 본 발명의 돌로마이트계 중금속 등 흡착재의 제조방법은, 본 발명의 우수한 중금속 등 흡착성능을 갖는 반소성 돌로마이트인 돌로마이트계 중금속 등 흡착재를, 특별한 장치 등을 필요로 하지 않고, 적정하게 제조할 수 있다.
본 발명의 중금속 등 흡착방법은, 토양이나 배수 중에 포함되는 중금속 등을 효과적으로 제거하는 것이 가능해진다.
도 1은, 일례의 돌로마이트계 중금속 등 흡착재인 돌로마이트 소성물 중의 잔류 돌로마이트상의 함량 및 중금속 등의 흡착제거율을 나타내는 선도이다.
도 2는, 다른 일례의 돌로마이트계 중금속 등 흡착재인 돌로마이트 소성물 중의 잔류 돌로마이트상의 함량 및 중금속 등의 흡착제거율을 나타내는 선도이다.
도 3은, 다른 일례의 돌로마이트계 중금속 등 흡착재인 돌로마이트 소성물 중의 잔류 돌로마이트상의 함량 및 중금속 등의 흡착제거율을 나타내는 선도이다.
도 4는, 다른 일례의 돌로마이트계 중금속 등 흡착재인 돌로마이트 소성물 중의 잔류 돌로마이트상의 함량 및 중금속 등의 흡착제거율을 나타내는 선도이다.
도 5는, 다른 일례의 돌로마이트계 중금속 등 흡착재인 돌로마이트 소성물 중의 잔류 돌로마이트상의 함량 및 중금속 등의 흡착제거율을 나타내는 선도이다.
도 6은, 다른 일례의 돌로마이트계 중금속 등 흡착재인 돌로마이트 소성물 중의 잔류 돌로마이트상의 함량 및 중금속 등의 흡착제거율을 나타내는 선도이다.
본 발명을 이하의 적합예에 의하여 설명하지만, 이들에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 돌로마이트계 중금속 등 흡착재는, 반소성 돌로마이트로서, 분말 X선 회절에 의한 리트벨트법을 이용하여 해석한 돌로마이트 소성물 중의 잔류 CaMg(CO3)2상의 함량이, 0.4≤x≤35.4(질량%)가 되는 것이다.
여기에서, 흡착제거할 수 있는 중금속 등으로서는, 중금속이나 할로젠, 반금속을 의미하며, 중금속으로서는, 예를 들면, 크로뮴, 납, 카드뮴 등의 1종 혹은 2종 이상의 것을 예시할 수 있고, 또 할로젠으로서는 염소, 불소 등을 예시할 수 있고, 또한 반금속으로서는 비소, 붕소 등을 예시할 수 있지만, 이들 중금속이나 할로젠, 반금속으로 한정되는 것은 아니다.
본 발명은, 소성 돌로마이트 중의 잔류 돌로마이트상의 함량과, 중금속 등 흡착제거율이 상관관계를 가짐으로써, 반소성 돌로마이트 중에 포함되는 CaMg(CO3)2상을 정량하여, 상기 범위 내의 잔류량으로 함으로써, 원료가 되는 돌로마이트 광석의 산지에 따른 조성의 차이나, 소성 온도 등의 소성 조건의 설정 등에 관계없이, 돌로마이트가 최대로 우수한 중금속 등 흡착성능을 갖는 것이 가능해진다.
본 발명에 이용되는 원료 돌로마이트는, 임의의 원료 돌로마이트를 이용할 수 있고, 산지나 원료 돌로마이트의 조성은 관계 없다.
돌로마이트는, 석회석 CaCO3과 마그네사이트 MgCO3의 몰비가 1:1이 되는 복염 구조를 취하고 있으며, CO3 2-기를 사이에 두고 Ca2 ＋ 이온과 Mg2 ＋ 이온이 교대로 층을 이루고 있고, 일반적으로, 탄산 마그네슘의 비율이 10~45질량%인 것을 말한다. 돌로마이트는, 일본 내에 다량으로 존재하고 있으며, 돌로마이트를 사용한 중금속 등 흡착재는, 비용이나 환경부하의 점에서도 유리하다.
돌로마이트는 소성함으로써,
CaMg(CO3)2→MgO＋CaCO3＋CO2···(1)
로 나타나는 분해반응을 나타낸다. 돌로마이트의 소성에 의한 상기 열분해에 의하여, 세공이 형성되어 중금속 등 흡착성능을 발휘하고 있는 것이라고 생각된다.
본 발명은, 돌로마이트를 소성한 반소성 돌로마이트 중의 돌로마이트상(CaMg(CO3)2상)의 잔류량을 분말 X선 회절에 의한 리트벨트법에 의하여 해석하여, 잔류 CaMg(CO3)2상의 함량이, 0.4≤x≤35.4(질량%), 바람직하게는 1.8≤x≤17.4(질량%)가 되는 반소성 돌로마이트라면, 그 돌로마이트가 우수한 중금속 등 흡착성능을 얻을 수 있는 것이다.
잔류 CaMg(CO3)2상의 함량이, 0.4질량%보다 작은 경우나 35.4질량%보다 많은 경우에는, 그 돌로마이트가 갖는 중금속 등의 흡착성능이 저하된다.
분말 X선 회절에 의한 리트벨트법은, TG-DSC법과 달리, 반소성 돌로마이트 중에 포함되는 CaMg(CO3)2상, CaCO3상, MgO상의 양을 정확하게 해석할 수 있기 때문에, 돌로마이트 소성물 중의 잔류 CaMg(CO3)2상의 정확한 정량을 가능하게 할 수 있다.
본 발명에 있어서는, 적합하게는, 제1철 화합물을 더 함유할 수 있고, 제1철 화합물로서는, 염화 제1철이나 황산 제1철을 예시할 수 있다.
그 배합량은, 상기 잔류 CaMg(CO3)2상의 함량이, 0.4≤x≤35.4(질량%)인 반소성 돌로마이트에 대하여, 질량비로 5:5~9:1, 바람직하게는 9:1이다.
제1철 화합물을 함유함으로써, 그 환원작용에 의하여, 보다 유효하게 중금속 등을 불용화할 수 있어, 오염배수나 오염토양으로부터 중금속 등을 제거하는 것이 가능해진다.
또, 본 발명의 돌로마이트계 중금속 등 흡착재의 제조방법은, 돌로마이트를, 분말 X선 회절에 의한 리트벨트법을 이용하여 해석한 돌로마이트 소성물 중의 잔류 CaMg(CO3)2상의 함량이, 0.4≤x≤35.4(질량%)가 되도록 소성함으로써 제조할 수 있다.
돌로마이트를 소성하는 온도는, 특별히 한정되지 않고, 통상 돌로마이트를 소성하여 반소성 돌로마이트를 제조하는 온도, 예를 들면 650~1000℃에서 소성할 수 있다. 잔류 CaMg(CO3)2상의 함량이, 0.4≤x≤35.4(질량%)가 되도록 소성하면 소성시간도 제한되는 것은 아니다.
돌로마이트를 소성하는 과정에서, 잔류 CaMg(CO3)2상의 함량이, 0.4≤x≤35.4(질량%)가 되는 시간의 반소성 돌로마이트를 선정함으로써, 본 발명의 돌로마이트계 중금속 등 흡착재를 얻을 수 있다.
또, 돌로마이트 소성물의 분말 X선 회절에 의한 리트벨트법을 이용한 돌로마이트 소성물 중의 잔류 CaMg(CO3)2상의 함량이, 0.4≤x≤35.4(질량%)가 되도록 조정함으로써, 돌로마이트의 중금속 등 흡착성능이 우수한 흡착성능을 갖도록, 그 품질관리를 용이하게 할 수 있다.
상기 본 발명의 돌로마이트계 중금속 등 흡착재를, 오염토양이나, 오염배수와 접촉시킴으로써, 오염토양이나 오염배수 중에 포함되는 중금속 등을 흡착제거할 수 있다.
접촉방법으로서는, 임의의 공지방법을 적용할 수 있고, 예를 들면, 본 발명의 돌로마이트계 중금속 등 흡착재와 토양과의 혼합이나, 배수 중으로의 투입교반방법을 예시할 수 있다. 또, 예를 들면, 오염배수 중으로 투입한 경우에는, 그 후, 응집제 등을 배합하여, 고액분리방법에 의하여 회수하는 것도 가능하다.
실시예
본 발명을 다음의 실시예 및 비교예에 의하여 설명한다.
산지 A~F의 상이한 각 돌로마이트 6종을, 대기 중 800℃에서 10~120분 소성하고, 그 사이, 소성 개시로부터 10분마다 각 돌로마이트 소성물을 얻었다. 각 돌로마이트 소성물을, 하기 조건의 분말 X선 회절 리트벨트법으로, 각 돌로마이트 소성물 중의 잔류 돌로마이트(CaMg(CO3)2)상의 함량을 해석했다.
그 결과를, 각각 하기 표 1~6 및 도 1~도 6에 나타낸다(산지 A는 표 1 및 도 1, 산지 B는 표 2 및 도 2, 산지 C는 표 3 및 도 3, 산지 D는 표 4 및 도 4, 산지 E는 표 5 및 도 5, 산지 F는 표 6 및 도 6).
[표 1]
Figure 112016030194312-pat00001
[표 2]
Figure 112016030194312-pat00002
[표 3]
Figure 112016030194312-pat00003
[표 4]
Figure 112016030194312-pat00004
[표 5]
Figure 112016030194312-pat00005
[표 6]
Figure 112016030194312-pat00006
분말 X선 회절의 측정조건은, 이하와 같다.
사용장치: PANalytical X'Pert Pro MPD
리트벨트 해석 소프트: PANalytical X'Pert HighScore Plus
측정조건: 관구 Cu-Kα
관전압: 45kV
전류: 40mA
발산 슬릿: 가변(12mm)
안티스캐터 슬릿(입사측): 없음
솔러 슬릿(입사측): 0.04rad.
수광 슬릿: 없음
안티스캐터 슬릿(수광측): 가변(12mm)
솔러 슬릿(수광측): 0.04rad
주사 범위: 2θ=5~90°
주사 스텝: 0.008°
계수 시간: 0.10°/sec.
하기 표 7에 나타내는 각 시약을 이용하여 조제한 비소(As), 불소(F), 납(Pb)을 각각 5mg/l로 포함하는 각 용액 100ml에, 각 돌로마이트 소성물을 1g 첨가배합하고 4시간 진탕하여 균일하게 혼합했다.
[표 7]
Figure 112016030194312-pat00007
그 후, 그 각 용액 중에 잔류하는 비소 및 불소 및 납의 잔류량으로부터, 그 용액 중 비소의 흡착제거율과, 상기 비소 및 불소 및 납의 평균 제거율을 이하의 표 8에 나타내는 각 방법에 의해 산출하여, 그 결과를 각각 표 9~14 및 도 1~6에 나타낸다(산지 A는 표 9 및 도 1, 산지 B는 표 10 및 도 2, 산지 C는 표 11 및 도 3, 산지 D는 표 12 및 도 4, 산지 E는 표 13 및 도 5, 산지 F는 표 14 및 도 6).
또한, 납에 대해서는, mg/l 오더의 분석에는 ICP 발광분광 분석법을 이용하고, μg/l 오더의 분석에는 전기가열 원자흡광법을 이용하여 산출했다.
또한 여액의 pH 및 산화-환원전위(ORP)를, (주)호리바 세이사쿠쇼제의 탁상형 pH 미터: F-73(pH 전극: 9615S-10D, ORP 전극: 9300-10D)으로 측정하여, 그 결과도 표 9~14에 나타낸다.
[표 8]
Figure 112016030194312-pat00008
[표 9]
Figure 112016030194312-pat00009
[표 10]
Figure 112016030194312-pat00010
[표 11]
Figure 112016030194312-pat00011
[표 12]
Figure 112016030194312-pat00012
[표 13]
Figure 112016030194312-pat00013
[표 14]
Figure 112016030194312-pat00014
도 1~6 및 상기 표의 결과로부터, 중금속 등의 흡착제거율이 95% 이상의 고흡착제거율이 되는 것은, 돌로마이트의 산지에 관계없이, 반소성 돌로마이트 중에 잔류하는 돌로마이트(CaMg(CO3)2)상의 함량이 0.4≤x≤35.4(질량%)인 것을 알 수 있다.
또, 상기 표 7에 나타내는 비소(As)의 시약을 이용하여 조제한, 비소(As)를 5mg/l와 100mg/l로 포함하는 각 용액 100ml에, 표 1 중의 반소성 돌로마이트 중에 잔류하는 돌로마이트(CaMg(CO3)2)상의 함량이 2.6질량%인 반소성 돌로마이트를 1g 첨가하고 4시간 진탕하여 균일하게 혼합한 것과, 상기 반소성 돌로마이트 0.9g과 황산 제1철 0.1g을 첨가하고 4시간 진탕하여 균일하게 혼합한 것을 조제했다. 그 후 각 용액을 고액분리하여, 여액 중 잔류 비소량을 상기 표 8에 나타내는 방법으로 측정하여, 각각의 비소 흡착제거율(%)을 산출했다. 그 결과를 표 15에 나타낸다.
또 여액의 pH 및 산화-환원전위(ORP)를, (주)호리바 세이사쿠쇼제의 탁상형 pH 미터: F-73(pH 전극: 9615S-10D, ORP 전극: 9300-10D)로 측정하여, 그 결과도 표 15에 나타낸다.
[표 15]
Figure 112016030194312-pat00015
상기 표로부터, 본 발명의 잔류 돌로마이트(CaMg(CO3)2)상의 함량이 0.4≤x≤35.4(질량%)인 반소성 돌로마이트에 황산 제1철을 더 배합하면, 보다 중금속 등의 흡착제거율이 높아지는 것을 알 수 있다.
본 발명은, 산지나 원료 돌로마이트의 조성에 관계없이, 간단하게, 중금속 등 흡착제거율이 우수한 돌로마이트계 중금속 등 흡착재를 얻을 수 있기 때문에, 배수 중이나 토양 중에 포함되는 유해한 중금속이나 할로젠, 반금속을 효율 좋게, 흡착제거하는 것에 적용할 수 있고, 예를 들면, 터널이나 댐 등의 굴삭공사나 건설공사 등에 의하여 대량으로 발생하는 중금속 등을 포함하는 오염토양의 처리나, 공장 등의 중금속 등을 포함하는 배수처리에 유효하게 적용할 수 있다.

Claims (6)

  1. 돌로마이트를 소성하여 분말 X선 회절에 의한 리트벨트법을 이용하여 해석하고, 해석결과로부터 돌로마이트 소성물 중의 잔류 CaMg(CO3)2상의 함량이, 0.4≤x≤35.4(질량%)가 되는 조건을 결정하여, 당해 소성 조건으로 돌로마이트를 소성하는 것을 특징으로 하는, 돌로마이트계 중금속, 할로젠 또는 반금속의 흡착재의 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    잔류 CaMg(CO3)2상의 함량이, 0.4≤x≤35.4(질량%)가 되는 소성 조건으로 돌로마이트를 소성한 후, 황산 제1철을 더 배합하는 것을 특징으로 하는, 돌로마이트계 중금속, 할로젠 또는 반금속의 흡착재의 제조방법.
  3. 돌로마이트를 소성하여 분말 X선 회절에 의한 리트벨트법을 이용하여 해석하고, 해석결과로부터 돌로마이트 소성물 중의 잔류 CaMg(CO3)2상의 함량이, 0.4≤x≤35.4(질량%)가 되는 조건을 결정하여, 당해 소성 조건으로 돌로마이트를 소성하여 CaMg(CO3)2상의 잔류량을 조정하는 것을 특징으로 하는, 돌로마이트계 중금속, 할로젠 또는 반금속의 흡착재의 품질관리방법.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
KR1020160037809A 2015-03-31 2016-03-29 돌로마이트계 중금속 등 흡착재, 그 제조방법 및 그 품질관리방법, 그리고 중금속 등 흡착방법 KR102483275B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015073179A JP6447313B2 (ja) 2015-03-31 2015-03-31 ドロマイト系重金属等吸着材の製造方法及びその品質管理方法
JPJP-P-2015-073179 2015-03-31

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160117311A KR20160117311A (ko) 2016-10-10
KR102483275B1 true KR102483275B1 (ko) 2023-01-02

Family

ID=57015545

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160037809A KR102483275B1 (ko) 2015-03-31 2016-03-29 돌로마이트계 중금속 등 흡착재, 그 제조방법 및 그 품질관리방법, 그리고 중금속 등 흡착방법

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10058841B2 (ko)
JP (1) JP6447313B2 (ko)
KR (1) KR102483275B1 (ko)
CN (1) CN106000292A (ko)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6447313B2 (ja) * 2015-03-31 2019-01-09 住友大阪セメント株式会社 ドロマイト系重金属等吸着材の製造方法及びその品質管理方法
JP7164884B2 (ja) * 2017-06-07 2022-11-02 国立大学法人 新潟大学 吸着剤の製造方法および処理方法
CN107089714A (zh) * 2017-06-14 2017-08-25 雷星宇 一种无机氯废水的净化方法及其废物的利用
CN107416956A (zh) * 2017-06-14 2017-12-01 雷星宇 一种无机氯离子废水净化剂的制造方法
JP6485513B1 (ja) * 2017-09-22 2019-03-20 住友大阪セメント株式会社 重金属等汚染対策材及び前記汚染対策材を用いた重金属等汚染対策工法
JP6992651B2 (ja) * 2018-03-30 2022-01-13 住友大阪セメント株式会社 重金属等不溶化材及びその製造方法、重金属等不溶化材の品質管理方法並びに重金属等不溶化方法
KR102532622B1 (ko) * 2018-11-16 2023-05-12 고쿠리츠다이가쿠호진 니이가타 다이가쿠 액체 비료 제조 방법
RU2711635C1 (ru) * 2019-05-22 2020-01-17 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр "Кольский научный центр Российской академии наук" (ФИЦ КНЦ РАН) Способ получения сорбента на основе доломита
JP7188329B6 (ja) * 2019-09-09 2023-01-05 住友大阪セメント株式会社 重金属等不溶化材及びその製造方法、重金属等不溶化材の品質管理方法並びに重金属等不溶化方法
JP7543754B2 (ja) * 2020-07-22 2024-09-03 住友大阪セメント株式会社 水質浄化シート及び当該シートを用いた水質浄化方法
JP7524651B2 (ja) * 2020-07-22 2024-07-30 住友大阪セメント株式会社 汚染物質吸着シートを用いた排水処理方法及び排水処理装置
KR102363413B1 (ko) 2020-08-03 2022-02-16 주식회사 씨엠디기술단 중금속 용출을 억제하기 위한 탈황제, 이를 이용한 탈황방법 및 이의 탈황공정 부산물을 활용한 결합재 조성물
RU2743359C1 (ru) * 2020-08-12 2021-02-17 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр "Кольский научный центр Российской академии наук" (ФИЦ КНЦ РАН) Способ получения сорбента на основе доломита

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007076931A (ja) * 2005-09-12 2007-03-29 Taiheiyo Cement Corp セメントの品質管理方法及びセメントの製造方法
JP2011156503A (ja) * 2010-02-02 2011-08-18 Sumitomo Osaka Cement Co Ltd 溶出低減材およびその製造方法

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5225449A (en) * 1975-08-20 1977-02-25 Onoda Cement Co Ltd Material to solidify sixvalent chromium containing slag or waste water
KR100583351B1 (ko) * 1995-12-05 2006-09-14 돌로매트릭스 인터내셔날 리미티드 경화성조성물 및 이의 용도
SK283214B6 (sk) * 1998-07-22 2003-03-04 Ipres In�Iniering, S. R. O. Sorbent, spôsob jeho výroby a použitia na imobilizáciu ťažkých kovov v kontaminovanej vodnej a pevnej fáze
US6113684A (en) * 1999-04-16 2000-09-05 Kunbargi; Hassan Rapid hardening, ultra-high early strength Portland-type cement compositions, novel clinkers and methods for their manufacture which reduce harmful gaseous emissions
JP2008080223A (ja) 2006-09-27 2008-04-10 Nisshoku Corp フッ化物イオン捕捉材およびその使用方法
JP5628486B2 (ja) 2009-03-13 2014-11-19 国立大学法人東京工業大学 重金属溶出抑制材及びそれを含む硬化性組成物
JP5196332B2 (ja) * 2010-02-02 2013-05-15 住友大阪セメント株式会社 重金属溶出低減材およびその製造方法
JP5187376B2 (ja) * 2010-04-22 2013-04-24 吉澤石灰工業株式会社 排水中の重金属イオンの除去剤とそれを使用した重金属イオンの除去方法
JP5682809B2 (ja) * 2010-08-31 2015-03-11 住友大阪セメント株式会社 重金属またはフッ素の溶出低減材の製造方法
JP5257469B2 (ja) 2011-02-01 2013-08-07 吉澤石灰工業株式会社 排水中の有害物の除去剤とそれを使用した除去方法
JP2013031796A (ja) * 2011-08-01 2013-02-14 Sumitomo Osaka Cement Co Ltd 溶出低減材、溶出低減材の製造方法および溶出低減方法
JP5729649B2 (ja) * 2012-04-17 2015-06-03 住友大阪セメント株式会社 重金属等溶出低減材及びその製造方法
JP6447313B2 (ja) * 2015-03-31 2019-01-09 住友大阪セメント株式会社 ドロマイト系重金属等吸着材の製造方法及びその品質管理方法
JP6380206B2 (ja) * 2015-03-31 2018-08-29 住友大阪セメント株式会社 高比表面積を有するドロマイト系材料の品質管理方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007076931A (ja) * 2005-09-12 2007-03-29 Taiheiyo Cement Corp セメントの品質管理方法及びセメントの製造方法
JP2011156503A (ja) * 2010-02-02 2011-08-18 Sumitomo Osaka Cement Co Ltd 溶出低減材およびその製造方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Tamer M., Quantitative phase analysis based on Rietveld Structure Refinement for Carbonate rocks, J. of Modern Physics, 4, July 2013. 발행, 1149 내지 1157쪽*

Also Published As

Publication number Publication date
US20160288084A1 (en) 2016-10-06
US10058841B2 (en) 2018-08-28
JP2016190227A (ja) 2016-11-10
CN106000292A (zh) 2016-10-12
JP6447313B2 (ja) 2019-01-09
KR20160117311A (ko) 2016-10-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102483275B1 (ko) 돌로마이트계 중금속 등 흡착재, 그 제조방법 및 그 품질관리방법, 그리고 중금속 등 흡착방법
KR102579185B1 (ko) 고비표면적을 갖는 돌로마이트계 재료, 그 제조방법 및 그 품질관리방법
JP5019188B2 (ja) 重金属の溶出低減材の製造方法
JP4829610B2 (ja) 水酸アパタイト結晶を主成分とする吸着材の製造方法
JP5682809B2 (ja) 重金属またはフッ素の溶出低減材の製造方法
JP2005040685A (ja) 重金属吸着材及び重金属処理方法
Ma et al. Incorporation of trace metals Cu, Zn, and Cd into gypsum: Implication on their mobility and fate in natural and anthropogenic environments
JP5159026B2 (ja) 水溶液中のイオン性物質吸着剤
JP6720214B2 (ja) 砒素の不溶化材及び不溶化方法
JP6805934B2 (ja) 環境水中のリン吸着剤及びその製造方法、リン吸着剤の品質管理方法、並びにリン吸着剤を用いた環境水中のリンの除去方法
JP2012214591A (ja) フッ素含有無機系廃棄物を用いる土壌固化材の製造方法及び得られた土壌固化材並びに同土壌固化材を用いる軟弱な土壌の固化方法
JP6992651B2 (ja) 重金属等不溶化材及びその製造方法、重金属等不溶化材の品質管理方法並びに重金属等不溶化方法
JP6686630B2 (ja) 重金属等不溶化材及びその製造方法
JP2010005488A (ja) 酸化マグネシウムの重金属不溶化性能の評価方法
JP4718420B2 (ja) フッ素捕集材及びそれを用いてなる水質浄化方法
JP6551171B2 (ja) 安定化されたシュベルトマナイトの製造方法
JP6686631B2 (ja) 重金属等不溶化材及びその製造方法
JP7188329B6 (ja) 重金属等不溶化材及びその製造方法、重金属等不溶化材の品質管理方法並びに重金属等不溶化方法
Oty Steel slag leachates: environmental risks and metal recovery opportunities
JP6358513B2 (ja) フッ素溶出低減材及びフッ素溶出低減方法
JP6815718B2 (ja) 有害物質処理材及びフッ素の不溶化方法
JP7099911B2 (ja) 土壌の処理方法
Boglaienko et al. Different routes of bismuth mineral transformation during pertechnetate and perrhenate uptake for subsurface remediation
JP6149646B2 (ja) 水銀汚染土壌からの水銀溶出低減方法およびそれに用いる水銀溶出低減材の製造方法
JP6213365B2 (ja) 吸着材または不溶化材の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant