일반기술
화학공정 > 기타 화학공정
본 발명은 올리고당 중의 말토펜타오스(G5)의 농도를 향상시키기 위한 방법에 관한 것으로, 특히 활성탄을 사용하여 말토펜타오스의 농도를 향상시키기 위한 방법이다.최근 말토펜타오스의 여러 특징적인 용도때문에 이에 대한 제조방법이 많이 연구되었으며, 보다 더 고농도의 말토펜타오스를 얻기 위한 방법도 다양하게 제안되어 있다. 즉 전분의 당화액 분리, 농축법으로는 일반적으로 겔투과법과 활성탄에 의한 크로마토그래피법(활성탄법), 용매침전법이 알려져 있고, 그 외에 일본 특개소 59-148794호에는 양이온교환수지에 의한 크로마토그래피법(양이온교환수지법)이 제시되어 있고, 일본특개소 62-120394에서는 이온교환기가 없는 합성흡착제에 의한 크로마토그래피법(합성흡착제법)이 안출된 바 있다. 그러나, 이러한 농축법들은 문제점을 가지고 있다.종래의 활성탄법이 말토펜타오스를 용리시키기 위해 다량의 알콜을 필요로 하는 폐단을 가지는 반면, 본 발명에 따른 활성탄은 예비적처리없이 직접 올리고당용액에서 글루코스(G1), 말토스(G2), 말토트리오스(G3), 말토테트라오스(G4), 즉 저중합도의 올리고당을 말토펜타오스(G5)에 우선하여 흡착되도록 하는 것이므로 용리액을 사용하지 않고도 고농도의 말토펜타오스를 다량 제조가 용이한 것이다.본 발명은 올리고당용액 중에서 저중합도의 올리고당을 우선적으로 흡착하는 활성탄을 필요로 하며, 상기 활성탄의 물성은 비표면적이 995∼1005㎡/gr이며, 총세공부피는 0.5∼0.7cc/gr이고, 야자열매를 재질로 하는 것이다. 또 상기 활성탄의 흡착에 의한 말토펜타오스의 농도향상에 미치는 인자로는 흡착시간, 흡착온도, 활성탄의 양 및 흡착반복횟수 등을 들 수 있다.따라서 상기 활성탄을 사용하여 전분을 터마밀 효소에 의해 가수분해시켜 얻은 올리고당 용액 중의 말토펜타오스를 어떠한 예비적 처리없이 회분식 또는 컬럼식의 방법에 의하여 단지 올리고당 용액 중의 저중합도의 올리고당들이 말토펜타오스 보다 우선 활성탄에 흡착되도록 하고 말토펜타오스가 흡착되기 이전에 활성탄을 제거하므로써 결국 용액 중에 남아있는 말토텐타오스의 농도를 향상시킬 수 있었다. 그러나 상기와 같은 회분식에 의한 말토펜타오스의 농도향상방법은 다량의 말토펜타오스를 얻기는 곤란하다. 따라서 다량의 말토펜타오스를 얻기가 용이한 컬럼식을 사용하여야 하는데, 이때 컬럼에 총진되는 활성탄의 충진량 및 컬럼을 통과하는 올리고당 용액 속도를 조절하므로써 말토펜타오스의 농도를 향상시킬 수 있었다.
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화학공정 > 기타 촉매 기술
본 발명은 석유화학공업, 특히 중질유 분해과정에서 발생하는 폐유체촉매성 분해(fluid catalytic cracking, FCC)촉매를 탈산제 및 발열제의 제조시 충진재로 사용하기 위한 것이다.탈산제 및 발열제의 원료로써 분철만을 사용하게 되면 탈산 및 발열재료로써의 우수한 작용효과를 얻을 수 없으므로, 대개 보수·보온 효과가 좋은 무기질재료인 충진재와 혼합하여 사용되어진다. 즉 충진재로는 나무가루, 아타팔기트(Mg5Si18O2·H2O), 아타팔가스 클레이, 소성질석(vermiculite)등이 사용되어지나, 이들 재질은 고가이므로 발열제의 가격상승의 요인이 되었다. 따라서 저렴하면서도 종래의 충진재와 같은 효과를 가지는 충진재 원료를 필요로 하나 이에 대한 연구가 활발하지 못하였다. 따라서 본 발명자는 정유회사의 중질유 분해과정에서 발생하는 폐유체촉매성 분해촉매(이하 폐FCC촉매라 한다)가 기존의 석유화학 계통의 촉매와는 달리 담체 중의 금속성분을 촉매로 하는 것이 아니고, 제오라이트(zeolite)를 이용한 중질유 분해, 즉 중질유 분해공정 중에 바나듐, 니켈 등이 제오라이트의 표면에 축적· 확산되어 중질유를 분해하고 결국 촉매기능이 저하되어 폐기되는 폐기물이고, 현재 그 활용범위는 시멘트원료, 도자기 및 벽돌제조용으로 극히 제한적으로 사용되고 있는 반면, 폐FCC촉매가 제오라이트이기 때문에 기공도가 크고, 비교적 열용량이 커 보온성이 좋고, 보습성이 크다는 점에 착안하여 종래의 충진재를 대체하여 폐FCC촉매를 사용하고자 하는 것이다. 즉, 본 발명은 사용 후 대개 폐기되는 폐FCC촉매를 발열제 및 탈산제 제조시 철분과 혼합되는 충진재로 활용하므로서 발열제 및 탈산제의 가격을 낮출 수 있도록 하여 저렴한 원료의 안정공급을 보장하고, 폐기되는 공해물질을 부가가치를 높여 재활용하므로서 환경오염을 줄이는데 그 목적이 있다.본 발명은 석유화학 공정의 중질유의 경질화공정에서 발생 폐기되는 폐FCC촉매를 사용하여 현재 발열제 및 탈산제에 사용되는 충진재를 대체하기 위한 것으로, 폐FCC촉매와 분철, NaCl용액, 수분, 활성탄을 혼합하여 발열제 혹은 탈산제를 얻을 수 있다. 따라서 종래 저가로 판매되거나 폐기되었던 폐FCC촉매를 새로운 소재로 재활용하므로서 공해물질을 줄이고, 환경오염을 방지하는 동시에 저렴한 가격의 발열제 및 탈산제를 얻을 수 있는 것이다.
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화학공정 > 기타 화학제품 제조 공정 기술
본 발명은 인쇄회로기판(Printed Circuit Board, 이하 PCB라 함) 제조공정중 발생하는 불량PCB 및 사용후 폐기되는 PCB을 이용하여 마찰재를 제조하기 위한 방법에 관한 것이다.현재 국내에서는 PCB 제조공정중 발생하는 불량 PCB와 사용후 폐기된 PCB는 저부가가치의 기포성 유리나 블럭제조용의 충진재로 약간량 사용될 뿐 거의 전량 폐기하여 매립처리하고 있으나 이는 PCB 속에 포함되었던 금속의 침출로 인한 토양의 오염문제와 PCB를 매립하기 위한 매립지 확보에 어려움 등의 폐단을 가지는 것이다.그런데 상기 PCB는 페놀수지나 에폭시수지를 주성분으로 하는 페놀수지, 유리섬유, 종이, 구리 등의 집합체이거나 에폭시 수지, 유리섬유, 구리 등의 혼합체로 고가의 성분들로 이루어지는 것이므로 이들 PCB를 매립 폐기하기에는 너무나 아까운 일이 아닐 수 없다.따라서 본 발명자들은고부가가치 자원인 폐PCB의 재활용방안을 다양한 방면으로 모색하다가 현재 차량의 브레이크라이닝 등에 사용되고 있는 마찰재가 크게 보강재와 결합제, 첨가재(충전재 및 마찰마모조정제)로 이루어지고 있고, 마찰재의 내 패드성 향상, 고온 마모의 개량 또는 상대 마찰면의 청정 작용등에 사용되어지는 첨가재 중 금속질의 재료로는 구리(Cu), 황동, 알루미늄, 아연 등이 사용되며, 기지로 작용하는 결합재는 포름알데히드를 산성촉매로 반응시키고 중측합체에서 경화제로 핵산을 사용하는 페놀수지가 가장 많이 사용되어지고 있고, 특히 철계 마찰재의 경우에는 Fe, Fe0분의 고온산화에 의해 자동차의 휠의 주변에 붉은색을 띄게되므로 비석면계의 경우 대부분 금속질은 Cu분말을 이용하고 있으며, 보강재로는 유리섬유를 함유하는 페놀이나 에폭시 수지를 결합재로 사용하고 있다는 것을 알게 되었다.이처럼 본 발명자들은 PCB가 마찰재 구성성분과 거의 동일하고, 또한 마찰재에 사용되어지는 구리분말은 편상(扁狀)을 가져야 하는데 PCB에는 구리가 편상으로 코팅되어 있는 상태이므로 이는 마찰재 제조에 최적의 상태라는 것에 착안하여 폐PCB를 분쇄하여 PCB분말을 얻고 상기 PCB분말에 마찰재의 구성에 필요한 원료의 일부를 첨가시켜 성형 및 열처리공정을 거쳐 고가의 마찰재를 제조하므로써 폐기되는 자원을 고부가가치화하여 재활용할 수 있게 하였고, PCB의 폐기로 인한 토양공해를 줄일 수 있도록 하였다.본 발명은 제조과정중에서 불량으로 폐기되거나, 사용후 폐기된 PCB, 즉 페놀 또는 에폭시수지 25~50%, 구리(Cu) 10~25%, 유리섬유 15~40%, 종이 5~10%, 주석(Sn) 0.2~0.3%, 니켈(Ni) 3~4%의 조성을 가지는 PCB를 이용하여 마찰재를 얻는 방법에 있어서 상기 PCB분말중 수분을 건조시키기 위한 제2공정과, 상기 건조된 PCB분말 중 42mesh이하의 분말을 얻기 위해 체질하는 제3공정과, 상기 42mesh이하의 PCB분말과 마찰재 조성원료, 5~10%정도의 페놀수지를 서로 균일하게 혼합하는 제4공정과, 상기 혼합물을 성형온도 100~200℃, 압력 100~300kg/cm2인 몰드에 넣고 약 10분간 유지하여 일정크기의 형태로 성형하는 제5공정과, 상기 성형된 혼합물을 150~180℃의 온도에서 4~6시간 정도 열처리하는 제6공정에 의해 마찰재가 제조되어지는 것이다.이와같은 공정에 의해 제조되는 본 발명에 있어서 상기 제4공정중 5~10중량%정도의 페놀수지를 새롭게 첨가하는 이유는 PCB 내에 포함된 페놀수지 및 에폭시수지는 이미 열경화된 상태이므로 마찰재조성원료들을 결합시키기에는 점도가 부족하여 쉽게 고화되지 않기 때문이다.또한 제1공정에서 수거된 PCB의 분쇄는 슈레더에 의한 조쇄공정, 햄머밀이나 커팅밀에 의한 분쇄공정, 진동밀에 의한 미쇄공정을 순으로 분쇄공정을 거쳐야만 원하는 크기 및 형태의 분만을 얻을 수 있다.
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화학공정 > 기타 화학제품 제조 공정 기술
본 발명은 폐 유동상촉매성 분해(Fluidized Catalytic Cracking, 이하 FCC라 한다)촉매를 이용한 암모니아성 질소흡착제 제조방법에 관한 것으로, 특히 석유정유 중질유 경질화 과정중에 발생하는 폐 FCC촉매를 이용하여 폐수중의 암모니아성 질소를 흡착하여 제거하기 위한 흡착제로 사용하기 위한 방법에 관한 것이다.일반적으로 정유회사의 중질유분해 과정에서 발생하는 폐 FCC 촉매는 주성분이 이산화규소(SiO2)60∼70%, 산화알루미늄(Al2O3)25∼32%등의 2성분으로 되어 있고, 그 외로 소량의 철(Fe) 0.1∼0.5%, 니켈(Ni) 0.1∼0.4%, 바나듐(V) 0.1∼0.4%을 포함한다. 이 폐FCC 촉매는 기존의 석유화학 계통의 촉매와는 달리 담체중의 금속성분을 촉매로 하는것이 아니고, 중질유 분해공정중에 바나듐(V), 니켈(Ni)등이 제오라이트 표면에 축적 확산하여 촉매기능이 저하되어 폐기되는 폐기물로서 유해성분이 없음에도 불구하고, 분상으로 되어 있기 때문에 그 처리가 지극히 곤란하여 시멘트 원료나 도자기 원료, 벽돌원료 등에 한정적으로 극소량 사용될 뿐 그 외에는 모두 매립되어 페기된다.본 발명은 유해성분이 없으면서도 단지 분말상태이므로 용도가 한정되어 대개 폐기되는 폐 FCC촉매를 재활용 하기위한 방법을 모색하던 중, 최근 음용수의 오염물질 중 문제시 되는 암모늄이온(NH4＋)이나 질산이온(NO3-)이 생체내에 흡수되면 유아청백증(Blue baby)과 같은 병이 발병할 수도 있으며, 인(P) 성분과 함께 하천등에 유입되면 하천을 부패시키는 부영양화의 원인이 된다는 것에 착안하여 폐 FCC촉매를 상기 폐수중의 암모니아성 질소의 흡착제로의 이용하는 방안을 창출하게 되었다.종래에는 이러한 암모니아를 제거하는 방법으로는 침전법, 질산화, 암모니아 스트림핑(Ammonia Stripping), 이온교환수지법, 산화지법 및 흡착법 등이 있고, 암모니아를 함유하는 폐수는 침전처리한 다음 2차 처리공정으로 흡착법을 사용하고 있으마, 흡착제로는 활성탄을 많이 사용하므로 재생비용 등 경제적인 문제점과 극성물지의 흡착에는 적적하지 않다는 문제점이 있었다.따라서 본 발명은 정유공장에서 다량 발생하여 거의 폐기되던 폐 FCC촉매를 재가공하여 폐수중에 포함되어 있는 암모니아성 질소의 흡착제로 사용하는 것을 목적으로 한다.본 발명의 제조방법은 개략적으로 중질유 경질화과정중에서 부산되는 폐 FCC 촉매를 수거하여 회전로에 투입하여 공기 또는 산소를 취입하면서 가열하여 Ni과 V를 산화시키고 탄소는 연소시켜 제거시키는 제 1공정과 상기 소성된 폐 FCC촉매를 분쇄하여 미분화하고 이를 체질하는 제2공정과 상기 제2공정에서 얻어진 분말을 산에 침출시켜 알카리성으로 중화시키과 이를 여과한 후 건조시키는 제3공정으로 이루어진다.상기 제1공정에서 폐 FCC촉매가 산화되는 온도는 550℃이상이며 1,200℃ 이상에서는 소결현상이 일어나 구상의 형상이 파괴되어 조대화되므로 이를 피하는 것이 바람직하다.제 2공정에서의 분쇄장치로는 볼밀 또는 진동밀을 사용하여 소성된 폐 FCC촉매를 분쇄한다.
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화학공정 > 기타 화학제품 제조 공정 기술
폐 유동상 촉매성 분해 (FCC) 촉매를 이용한 지속성 비료제조방법[발명의 상세한 설명]본 발명은 폐 유동상 촉매성 분해 FCC 촉매성 분해(FCC : fluidized catalytic cracking)를 이용한 지속성 비료제조방법에 관한 것으로, 특히 석유정유 중질유 경질화 과정중에 나오는 폐 FCC촉매를 원료로 하는 암모니아성 질소흡착제를 이용하여 지속성 비료를 제조하기 위한 방법에 관한 것이다.일반적으로 정유회사의 중질유분해 과정에서 발생하는 폐FCC 촉매는 주성분이 이산화규소(SiO2)60∼70%, 산화알루미늄(Al2O3)25∼32%등의 2성분으로 되어 있고, 그 외로 소량의 철(Fe) 0.1∼0.5%, 니켈(Ni) 0.1∼0.4%, 바나듐(V) 0.1∼0.4%을 포함한다. 이 폐FCC 촉매는 기존의 석유화학 계통의 촉매와는 달리 담체중의 금속성분을 촉매로 하는것이 아니고 제오라이트를 이용한 중질유 분해용이다. 즉 중질유 분해공정중에 바나듐(V), 니켈(Ni)등이 제오라이트 표면에 축적 확산하여 촉매기능이 저하되어 폐기되는 폐기물로서 분상으로 되어 있기 때문에 그 처리가 지극히 곤란하고, 그 용도가 한정되므로 현재는 시멘트 원료, 도자기 원료, 벽돌원료 등에 극소량 사용될 뿐 그 외에는 매립되어 페기된다.본 발명은 유해성분이 없으면서도 단지 그 분말상태이므로 용도가 한정되는 폐단을 해결하기 위한 것으로 일단 폐 FCC촉매를 암모니아성 질소흡착제로 사용한 다음 이를 다시 수거하여 건조하고, 분쇄하여 암모니아성 질소비료인 지속성비료 또는 토양성질개선제로 사용하고자 함을 목적으로 한다.본 발명의 제조방법은 개략적으로 중질유 경질화 과정중에서 부산되는 폐 FCC 촉매(표1에 성분을 표시)를 수거하여 회전로에 투입하는 제1공정과, 상기 회전로에 공기 또는 산소를 취입하면서 550℃∼1,200℃의 온도로 가열하여 Ni과 V를 산화시키고 탄소를 연소하여 제거시키는 제 2공정과 상기 소성된 폐 FCC촉매를 미분화하기 위해 분쇄하는 제3공정과 상기 제3공정에서 얻어진 분말을 산을 사용하여 침출시키고 여과·건조하여 암모니아성 질소흡착제를 제조하는 제4공정과, 상기 질소흡착제를 폐수에 넣어 질소를 흡착하게 한 뒤 이를 수거하여 건조, 분쇄하여 질소비료나 토양성질개선제로 제조하는 제5공정으로 이루어진다.전기한 제1공정에서 산화되는 온도는 550℃이상이며, 1,200℃이하에서는 소결현상이 일어나 구상의 형상이 파괴되어 조대화되므로 바람직한 온도는 550℃∼1,200℃이며, 제2공정중 분쇄에는 볼밀 또는 진동밀이 사용된다.상기와 같은 폐 fcc촉매는 제 1공정과 제2공정만을 거친 후 곧바로 토양에 뿌려 토양성질 개선제로 사용할 수도 있지만, 상기 제5공정을 거친다음 토양성질개선제로 사용되는 것이 더욱 바람직하다.
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일반기술
화학공정 > 기타 촉매 기술
본 발명은 석유화학공장의 중질유분해공정중에 발생하는 폐(廢) 유동상 촉매성분해(Fluid Catalytic Cracking, 이하 FCC라 한다) 촉매를 이용하여 기체상세슘(Cs)의 포집재로 사용하기 위한 것이다.정유회사의 중질유 분해과정에서 발생하는 폐FCC촉매는 기존의 석유화학 계통의 촉매와는 달리 담체중의 금속성분을 촉매로 하는 것이 아니고 제오라이트(zeolite)를 이용한 중질유 분해용이다. 즉, 중질유 분해공정 중에 바나듐, 니켈 등이 제오라이트의 표면에 축적·확산되어 촉매 기능이 저하되어 폐기되는 물질로써 현재 시멘트원료, 도자기 및 벽돌제조용으로 극히 제한적인 곳에만 사용되므로 본 발명자는 상기 폐 FCC촉매의 새로운 용도개발을 위한 여러가지 방법을 모색하던 중, 상기 폐FCC촉매의 성분이 주로 제오라이트이며, 또한 Si/Al=2.2인점과 기공도가 비교적 크므로 세슘·알루미늄규산염을 제조할 수 있는 알루미늄규산염을 대체할 수 있는 원료로 사용할 수 있다는 것에 착안하여 상기 FCC폐촉매를 이요하여 기체상 세슘의 포집재로 사용하므로써 자원재활용 및 고부가의 기능재로서 재활용할 수 있도록 하였다.이처럼 본 발명의 목적은 정유회상의 중질유 분해과정에서 사용후 폐기되는 FCC촉매가 실리카 및 알루미나 성분이 다량으로 들어있어 알루미늄규산염을 대체할 수 있는 물질이므로 이를 기체상 세슘의 포집재로 사용하므로서 경제성, 생산성, 작업성을 향상시키고, 폐촉매의 재활용으로 자원의 부가가치를 높이며, 환경오염원 해소와 저렴한 원료의 안정공급까지 보장하는 기체상 세슘의 포집재를 제공하고자 하는 것이다.FCC 폐촉매의 성분은 화학적 성분으로 주성분이 중량퍼센트로 이산화규소(SiO2) 60∼70％, 산화알루미늄(Al2O3) 25∼32％, 철(Fe) 0.1∼0.5％, 니켈(Ni) 0.1∼0.4％, 바나듐(Fe) 0.1∼0.4％이며, 입자분포도에 있어서 10㎛이하는 31.6％, 60-80㎛이하는 66.3％, 80-95㎛이하는 83％, 95-110㎛이하는 95％, 110-130㎛이하는 100％이다. 또한 BET 표면적(㎡/g)이 138, ABD(g/ml)는 0.856을 나타내고 있다.[표1]이와같이 폐FCC촉매가 실리카 및 알루미나 성분이 다량으로 들어있는 알루미늄 규산염원료물질이므로 화학적 성분이나 물리적 특성에 있어서 핵분열 생성물중 기체상세슘의 포집재로 적합한 성질을 지니고 있어 상기 폐FCC촉매를 분쇄하여 그대로 세슘의 포집재로써 사용하거나, 또는 분쇄한 분말을 500∼1000℃에서 금속성분만을 산화시킨 뒤 이를 세슘의 포집재로써 사용할 수 있다.
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화학공정 > 기타 분리·정제 기술
본 발명은 제철공정에서 폐기되는 용선 예비처리 폐 탈황 슬래그를 이용하여 고철중의 구리(Cu), 니켈(Ni), 주석(Sn) 등의 미량 불순원소를 제거하기 위한 방법에 관한 것으로 특히 일관제철소의 고로제선후 용선 예비처리 공정의 탈황공정에서 발생하는 폐슬래그를 이용하여 고철제강 공정중에서 분리시키기 어려운 구리(Cu), 니켈(Ni), 주석(Sn) 등의 불순원소를 제거하기 위한 용제(Flux)로 사용하는 불순물 제거제 및 이의 사용방법에 관한 것이다.고철내에는 생산 당시 제품특성을 고려한 여러가지 합금원소가 첨가되어 있고 최근에는 산업이 발달함에 따라 고합금강, 표면처리강 등의 수요가 증가하여 철강제품내에 여러가지 비철금속의 사용량이 증가하는 추세에 있으나 이들 합금원소중 일부는 고철의 용해·정련하는 과정에서 분리, 제거될 수 있지만 일부는 철강제품에 잔류하여 제품의 성질을 악화시킬 뿐만 아니라 가공공정 중에 여러가지 문제를 유발한다. 또한, 연속주조비 상승과 가공기술의 발전으로 양질의 자가발생고철 및 가공고철 발생량이 감소되고 노폐 고철 사용비가 증가됨에 따라, 향후 고철내 불순 잔류원소의 함량은 더욱 증가하여 향후에는 현재보다 약 1.5배로 농축될 것으로 전망하고 있다.현재 제강공정에서 용강으로 부터 제거가 용이하지 않으며, 재순환시 상대적으로 고농도를 갖으면서, 미량 존재시에도 제품의 중요한 물성치에 영향을 미치는 미량원소의 종류는 구리(Cu), 니켈(Ni), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 주석(Sn), 비소(As), 코발트(Co), 안티본(Sb), 텅스텐(W) 등의 약 9가지 원소이다. 이외 Al, Pb, Nb, Ti, V, Zn, Zr 및 회토류 원소들도 제강공정에서 문제를 야기할 수 있지만, 이들은 분진, 슬래그 및 용융 금속으로 분배되기 때문에 상기 9가지 원소에 비해 크게 문제가 되지 않는다.특히 철강제품에 악영향을 줄 수 있는 잔류원소로서는 여러가지가 있으나 그중에서도 Cu, Sn 등은 철강제품에 대한 이용범위가 넓고 또 효율적인 분리기술이 아직 개발되지 않아 고철의 재활용에 가장 큰 문제가 되고 있다. 국내에서도 향후 저급 고철 발생량의 증가와 고철의 품질악화 추세를 고려할 때 본질적으로 고철 회생기술에 대한 문제를 해결하지 않으면 많은 어려움이 예상된다. 본 발명의 제조방법은 일관제철소 고로에서 생산된 용선의 예비처리 공정에서 탈황 후 폐기되는 탈황슬래그를 건조한 후에 분쇄한 적정량의 폐 탈황 슬래그를 아크로에서 고철 용융시 투입시킨다. 이후 슬래그를 제거 냉각한 후 매립하거나, 분쇄후 건축자재, 토목자재용으로 사용하는 것이다.본 발명은 용이한 장입과 빠른 용융을 위해 탈황슬래그를 약 5mm이하로 분쇄시키는 제1공정과, 아크로내에 장입을 위해 필수적인 상기 제1공정에서 얻어진 시료 분말을 건조시키는 제2공정과, 직접 장입 혹은 황화나트륨(Na2S)나 황화철(FeS)와 혼합하여 고철 용융시에 투입하는 제3공정으로 이루어진다.본 발명에서 상기한 것처럼 폐기되는 폐 탈황슬래그를 고철의 용해작업에서 제거하기 어려운 미량원소의 제거용으로 이용함으로서 폐기물의 자원화와 재활용, 공해방지와 아울러 저렴한 가격으로 탈황슬래그를 이용할 수 있고 특히 고철용해시 고철속의 미량원소 중 구리, 주석, 니켈, 몰리브덴을 완전하게 제거시킬 수 있고 이들의 폐기물을 다시 건축토목용 자재로 사용할 수 있게 하는데 본 발명의 목적이 있고, 또한 이들 제조하는 방법을 제공하는 것이다. 이와 같은 상기의 제조공정에 따라 다음과 같이 본 발명에 의한 용제를 제조하였다.
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화학공정 > 추출 공정 기술
본 발명은 동 제련시의 발생하는 폐동슬래그의 조성이 귀금속원소의 슬래그내 용해도가 최적임을 감안하여 귀금속건식용해법중 상기 폐PCB의 용융시 귀금속원소를 추출하기 위한 용재로 사용하므로써 폐PCB로부터 귀금속원소를 추출하고자 하는 것이다. 즉 상기 폐동슬래그는 동 제련과정에서 발생하는 것으로 정광 용융후 마트(matte) 용해후나 부분배소후 용융상 용해로 부터, 또는 배소반응후 동 직접용융시 발생하거나 슬래그 선광후에 발생하는 슬래그이다.이들의 화학적 조성은 구리(Cu) 0.3~0.3%, 납(Pb) 0.2~4.8% 아연(Zn) 0.1~11.0%, 철(Fe) 32.1~44.0%, 유황(S) 0.2~2%, 산화칼슘(CaO)나 산화마그네슘(MgO) 0.1~7.4%, 이산화규소(SiO2) 22.8~37.5%, 산화알루미늄(Al2O3) 0.1~8%, 산화철(Fe3O4) 3~6%로 이루어져 있으므로, 귀금속건식용해법에 있어서 폐PCB의 용융시 슬래그의 염기도 조정, 전기전도도 조절, 철(Fe)의 재 회수를 위한 철(Fe)의 포집금속으로의 이용등 조업 측면에서 매우 바람직한 용재성분을 함유하고 있는 것이다.본 발명의 제조방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.먼저 폐PCB는 슈레더는 분쇄하는 공정과 상기 공정을 거쳐 분쇄된 폐PCB를 그대로 용융로에 투입하거나 또는 분쇄된 폐PCB를 하소작업을 통해 수지(樹脂) 등을 분해시키고, 납(Pb) 등의 휘발성 금속성분은 제거하여 용융로에 투입하고, 또한 폐동슬래그 역시 직경 대략 0,1~10mm 이하로 수쇄 또는 크라셔에 의해 분쇄한 뒤, 수분을 건조시켜 역시 용융로에 투입하는 공정을 거친다. 상기 폐동슬래그의 직경을 0,1에서 10mm로 한정하는 이유는 폐동슬래그가 0,1~1mm이하일 경우에는 비산의 우려가 있고, 10mm이상일 경우에는 용융작업이 곤라하기 때문이다.이와같이 용융로에 투입된 폐PCB와 폐동슬래그를 용융시킴에 있어서 염기도를 0,7~1,3에 맞춰 용융시키는 공정과 상기 용융공정을 거쳐 폐PCB에 함유되어 있던 귀금속원소를 포집한 조금속(粗金屬)을 회수하는 공정과, 상기 조금속을 습식분리공정을 거쳐 귀금속원소를 추추하는 공정으로 이루어진다.상기 용융로의 온도는 1100~1300℃정도가 바람직하고, 상기 용융로 내의 염기도를 0,7 ~ 1,3로 조절하는 이유는 상기 염기도에서 슬래그의 유동성이 가장 좋고, 귀금속원소의 추출을 용이하게 하기 때문이다. 또한 폐PCB의 용융작업에 있어서 열보존 및 조업의 편의성을 위해서 용융로에 투입되는 폐동슬래그의 중량은 원료전체중량의 1/5~1/3정도로 하는 것이 바람직하다. 이는 폐동슬래그의 투입량이 1/5이하일 경우에는 용해작업이 곤란하고, 1/3이상인 경우에는 슬래그의 귀금속함량이 증가하기 때문이다.본 발명에서 상기한 것처럼 폐기되던 폐동슬래그를 이용하여 폐PCB로 부터 귀금속원소를 추출하므로써 폐기물을 자원화할 수 있을 뿐만 아니라 공해방지의 효과와 저렴한 가격으로 귀금속원소를 회수할 수 있는 방법을 제공하기 위한 것으로, 바람직한 실시예들을 상기한 제조공정에 따라 시행하였다.
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- (재)전남테크노파크
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- 2005-05-13
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화학공정 > 추출 공정 기술
본 발명은 철강제련시 제강공정에서 발생하는 전로 및 전기로슬래그에 산화철(FeO), 산화칼슘(CaO) 등의 유용성분이 들어있어 귀금속원소의 슬래그내 용해도가 최적임을 감안하여 귀금속건식용해법중 상기 폐PCB의 용융시 귀금속원소를 추출하기 위한 용재로 사용하므로써 폐PCB로부터 귀금속원소를 추출하고자 하는 것이다.제강슬래그는 일반적으로 전로, 평로, 전기로 등에 의하여 생산되는데 그 성분이 다른 제강슬래그가 배출된다. 이들 중 제강슬래그중 전로슬래그는 철강의 생산과정에 생산되는 부산물로서 일반적으로 염기도가 높고 비중이 큰 철, 망간등의 유가금속을 함유하고 있기 때문에 여러 슬래그들 중에서 그 자체의 경도가 상당히 높은편이다.또한 전기로 슬래그는 산화슬래그와 환원슬래그가 있는데 전기로 모두 팽창율이 10%이하로 팽창붕괴성은 아주 낮은 천연 쇄석과 비슷하다.본 발명의 제조방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.먼저 폐PCB는 슈레더는 분쇄하는 공정과 상기 공정을 거쳐 분쇄된 폐PCB를 그대로 용융로에 투입하거나 또는 분쇄된 폐PCB를 하소작업을 통해 수지(樹脂) 등을 분해시키고, 납(Pb) 등의 휘발성 금속성분은 제거하여 용융로에 투입하고, 또한 전로 및 전기로슬래그 역시 직경 대략 0,1~10mm 이하로 수쇄 또는 크라셔에 의해 분쇄한 뒤, 수분을 건조시켜 역시 용융로에 투입하는 공정을 거친다. 상기 전로 및 전기로슬래그의 직경을 0,1에서 10mm로 한정하는 경우에는 이유는 전로 및 전기로슬래그가 0,1mm이하일 경우에는 비산의 우려가 있고, 10mm이상일 용융작업이 곤란하기 때문이다.이와같이 용융로에 투입된 폐PCB와 전로 및 전기로슬래그를 용융시킴에 있어서 염기도를 0,7~1,3에 맞춰 용융시키는 공정과 상기 용융공정을 거쳐 폐PCB에 함유되어있던 귀금속원소를 포집한 조금속(粗金屬)을 회수하는 공정과, 상기 조금속을 습식분리공정을 거쳐 귀금속원소를 추출하는 공정으로 이루어진다.상기 용융로의 온도는 1100~1300℃정도가 바람직하고, 상기 용융로 내의 염기도를 0,7 ~ 1,3로 조절하는 이유는 상기 염기도에서 슬래그의 유동성이 가장 좋고, 귀금속원소의 추출을 용이하게 하기 때문이다. 또한 폐PCB의 용융작업에 있어서 열보존 및 조업의 편의성을 위해서 용융로에 투입되는 전로 및 전기로슬래그의 중량은 원료전체중량의 1/5~1/3정도로 하는 것이 바람직하다. 이는 전기 및 전기로슬래그의 투입량이 1/5이하일 경우에는 용해작업이 곤란하고, 1/3이상인 경우에는 슬래그의 귀금속함량이 증가하기 때문이다.본 발명에서 상기한 것처럼 폐기되던 전로 및 전기로슬래그를 이용하여 폐PCB로 부터 귀금속원소를 추출하므로써 폐기물을 자원화할 수 있을 뿐만 아니라 공해방지의 효과와 저렴한 가격으로 귀금속원소를 회수할 수 있는 방법을 제공하기 위한 것으로, 바람직한 실시예들을 상기한 제조공정에 따라 시행하였다.
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화학공정 > 추출 공정 기술
본 발명은 철강제련시 제강공정에서 발생하는 전로 및 전기로슬래그에 산화철(FeO), 산화칼슘(CaO) 등의 유용성분이 들어있어 귀금속원소의 슬래그내 용해도가 최적임을 감안하여 귀금속건식용해법중 상기 배가스폐촉매의 용융시 귀금속원소를 추출하기 위한 용재로 사용하므로써 배가스폐촉매로부터 귀금속원소를 추출하고자 하는 것이다.제강슬래그는 일반적으로 전로, 평로, 전기로 등에 의하여 생산되는데 그 성분이 다른 제강슬래그가 배출된다. 이들 중 제강슬래그중 전로슬래그는 철강의 생산과정에 생산되는 부산물로서 일반적으로 염기도가 높고 비중이 큰 철, 망간등의 유가금속을 함유하고 있기 때문에 여러 슬래그들 중에서 그 자체의 경도가 상당히 높은편이다.또한 전기로 슬래그는 산화슬래그와 환원슬래그가 있는데 전기로 모두 팽창율이 10%이하로 팽창붕괴성은 아주 낮은 천연 쇄석과 비슷하다.본 발명의 제조방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.먼저 배가스폐촉매는 슈레더로 분쇄하는 공정과 상기 공정을 거쳐 분쇄된 배가스폐촉매를 그대로 용융로에 투입하거나 또는 분쇄된 배가스폐촉매를 하소작업을 통해 수지(樹脂) 등을 분해시키고, 납(Pb) 등의 휘발성 금속성분은 제거하여 용융로에 투입하고, 또한 전로 및 전기로슬래그 역시 직경 대략 0.1 ~ 10㎜이하로 수쇄또는 크라셔에 의해 분쇄한 뒤, 수분을 건조시켜 역시 용융로에 투입하는 공정을 거친다. 상기 전로 및 전기로슬래그의 직경을 0.1에서 10㎜로 한정하는 이유는 전로 및 전기로슬래그가 0.1㎜이하일 경우에는 비산의 우려가 있고, 10㎜이상일 경우에는 용융작업이 곤란하기 때문이다.이와같이 용융로에 투입된 배가스폐촉매와 전로 및 전기로슬래그를 용융시킴에 있어서 염기도를 0.7~1.3에 맞춰 용융시키는 공정과 상기 용융공정을 거쳐 배가스폐촉매에 함유되어있던 귀금속원소를 포집한 조금속(粗金屬)을 회수하는 공정과, 상기 조금속을 습식분리공정을 거쳐 귀금속원소를 추출하는 공정으로 이루어진다.상기 용융로의 온도는 1100~1300℃정도가 바람직하고, 상기 용융로 내의 염기도를 0.7 ~ 1.3로 조절하는 이유는 상기 염기도에서 슬래그의 유동성이 가장 좋고, 귀금속원소의 추출을 용이하게 하기 때문이다. 또한 배가스폐촉매의 용융작업에 있어서 열보존 및 조업의 편의성을 위해서 용융로에 투입되는 전로 및 전기로슬래그의 중량은 원료전체중량의 1/5~1/3정도로 하는 것이 바람직하다. 이는 전로 및 전기로슬래그의 투입량이 1/5이하일 경우에는 용해작업이 곤란하고, 1/3이상인 영우에는 슬래그의 귀금속함량이 증가하기 때문이다.본 발명에서 상기한 것처럼 폐기되던 전로 및 전기로슬래그를 이용하여 배가스폐촉매로 부터 귀금속원소를 추출하므로써 폐기물을 자원화할 수 있을 뿐만 아니라 공해방지의 효과과 저렴한 가격으로 귀금속원소를 회수할 수 있는 방법을 제공하기 위한 것으로, 바람직한 실시예들을 상기한 제조공정에 따라 시행하였다.
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화학공정 > 추출 공정 기술
본 발명은 동 제련시의 발생하는 폐동슬래그의 조성이 귀금속원소의 슬래그 내 용해도가 최적임을 감안하여 귀금속건식용해법중 상기 배가스폐촉매의 용융시 귀금속원소를 추출하기 위한 용재로 사용하므로써 배가스폐촉매로부터 귀금속원소를 추출하고자 하는 것이다. 즉 상기 폐동슬래그는 동 제련과정에서 발생하는 것으로 정광 용융후 마트(matte) 용해후나 부분배소후 용융상 용해로 부터, 또는 배소반응후 직접 용융시 발생하거나 슬래그 선광후에 발생하는 슬래그이다.이들의 화학적 조성은 구리(Cu) 0.3~3.0%, 납(Pb) 0.2~4.8%, 아연(Zn) 0.1~11.0%, 철(Fe) 32.1~44.0%, 유황(S) 0.2~2%, 산화칼슘(CaO)나 산화마그네슘(MgO) 0.1~7.4%, 이산화규소(SiO2) 22.8~37.5%, 산화알루미늄(Al2O3) 0.1~8%, 산화철(Fe3O4) 3~6%로 이루어져 있으므로, 귀금속건식용해법에 있어서 배가스폐촉매의 용융시 슬래그의 염기도 조정, 전기전도도 조절, 철(Fe)의 재 회수를 위한 철(Fe)의 포집금속으로의 이용등 조업 측면에서 매우 바람직한 용재성분을 함유하고 있는 것이다.본 발명의 제조방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.먼저 배가스폐촉매는 슈레더로 분쇄하는 공정과 상기 공정을 거쳐 분쇄된 배가스폐촉매를 그대로 용융로에 투입하거나 또는 분쇄된 배가스폐촉매를 하소작업을 통해 수지(樹指) 등을 분해시키고, 납(Pb) 등의 휘발성 금속성분은 제거하여 용융로에 투입하고, 또한 폐동슬래그 역시 직경 대략 0,1~10mm이하로 수쇄 또는 크라셔에 의해 분쇄한 뒤, 수분을 건조시켜 역시 용융로에 투입하는 공정을 거친다. 상기 폐동슬래그의 직경을 0,1에서 10mm로 한정하는 이유는 폐동슬래그가 0,1mm이하일 경우에는 비산의 우려가 있고, 10mm이상일 경우에는 용융작업이 곤란하기 때문이다.이와같이 용융로에 투입된 배가스폐촉매와 폐동슬래그를 용융시킴에 있어서 염기도를 0,7~1,3에 맞춰 용융시키는 공정과 상기 용융공정을 거쳐 배가스폐촉매에 함유되어있던 귀금속원소를 포집한 조금속(粗金屬)을 회수하는 공정과, 상기 조금속을 습식분리공정을 거쳐 귀금속원소를 추출하는 공정으로 이루어진다.상기 용융로의 온도는 1100~1300℃정도가 바람직하고, 상기 용융로 내의 염기도를 0,7~1,3로 조절하는 이유는 상기 염기도에서 슬래그의 유동성이 가장 좋고, 귀금속원소의 추출을 용이하게 하기 때문이다. 또한 배가스폐촉매의 용융작업에 있어서 열보존 및 조업의 편의성을 위해서 용융로에 투입되는 폐동슬래그의 중량은 원료전체중량의 1/5~1/3정도로 하는 것이 바람직하다. 이는 폐동슬래그의 투입량이 1/5이하일 경우에는 용해작업이 곤란하고, 1/3이상인 경우에는 슬래그의 귀금속함량이 증가하기 때문이다.본 발명에서 상기한 것처럼 폐기되던 폐동슬래그를 이용하여 배가스폐촉매로 부터 귀금속원소를 추출하므로써 폐기물을 자원화할 수 있을 뿐만 아니라 공해방지의 효과와 저렴한 가격으로 귀금속원소를 회수할 수 있는 방법을 제공하기 위한 것으로, 바람직한 실시예들을 상기한 제조공정에 따라 시행하였다.
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화학공정 > 기타 분리·정제 기술
본 발명은 철강회사나 비철회사에서 발생하는 슬러지(Sludge)와 분진을 원료로 하고 분철을 환원시키기 위한 공정중 종래 따로 혼합시켜주던 환원제들을 슬러지나 분진내에 포함되어 있는 탄소등의 환원재료를 사용해 그대로 환원작업을 할 수도 있고 유해불순물만 제거하고 나머지 산화물과 흑연성분등의 불순물을 제거하지 않고 직접 특수한 성질을 갖는 복합소재용 재료로 사용할 수도 있으므로 경제성, 생산성, 작업성을 향상시키고, 폐기시켰던 슬러지와 분진을 재활용하여 부가가치를 높일 수 있는 해면분철을 얻고 특히 용도가 다양한 저밀도 해면철분 제조방법을 제공함을 본 발명의 목적으로 한다.본 발명은 해면철분을 생산하기 위한 종래의 원료선택과 제조방법의 비합리성 및 낭비, 공정의 번거로움등의 폐단을 해결하기 위한 것으로 원료로는 제철 및 제강공정중 발생되는 슬러지 및 분진을 사용하고자 함을 가장 핵심으로 하는바, 이때 집진되는 슬러지는 화학적 성분이 전철분(T,Fe) 22-72%, 금속철분(M,Fe) 2% 이하, 산화규소(SiO2) 1.0-9.3%, 산화마스네슘(MgO) 0.3-4.4%, 산화칼슘(CaO) 2.8-21%, 산화알루미늄(Al2O3) 0.3-4.7%, 고정탄소(Fixed C) 18-41%, 산화아연(ZnO) 0.1-4.0%인 조성을 가지며, 물리적 특성으로는 입자크기가 20-250마이크론(micron)이고 겉보기밀도 1.2-2.0g/㎤, 진밀도 3.3-4.3g/㎤이며 기공율이 40-65% 정도이고, 분진은 화학적 성분이 전철분(T.Fe) 17-66%, 산화규소(SiO2) 1-13.4%, 산화마그네슘(MgO) 0.1-3%, 산화칼슘(CaO) 1.8-25%, 산화알루미늄(Al2O3) 0.1-8%, 탄소(C) 0.1-54%, 산화아연(ZnO) 0.2-33%, 산화납(PbO) 0-5%의 조성을 가지며, 물리적 특성으로는 입자크기가 44-500마이크론이고 겉보기밀도 1.1-2.0g/㎤, 진밀도 3.2-4.3g/㎤이며 기공율이 41-65%정도이다.그러므로 상기와 같이 화학적 성분과 물리적 특성을 갖는 슬러지와 분진은 이미 미세한 분말의 형태이므로 해면분철의 제조원료로 아주 적당한 조건을 가지고 있으며, 이와같은 슬러지, 또는 분진을 환원로에서 가열하게되면 슬러지와 분진에 포함된 탄소나 탄소성분인 흑연, 코크스등의 고체환원제에 의해 환원되는데 이때 슬러지와 분진에 함유되어 있는 탄소가 10% 이상인 경우에는 상기 탄소가 입자끼리의 융착을 방지하면서 직접 고체환원제 작용을 하게 되어 별도의 환원제의 첨가없이 직접 환원되며, 탄소가 10% 이하인 경우에는 수소나 수소를 함유하면서 가격이 저렴한 나프타, 암모니아, 또는 CO가스등의 기체환원제를 첨가하여 환원시키게 된다. 이어 냉각도중 탈탄과 소둔처리를 실시하고 분쇄와 자력선별, 분급, 입도조정을 거쳐 해면분철을 얻게 된다.
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화학공정 > 기타 섬유·의류제조 기술
본 발명은 항균제를 포함하는 용액에 섬유 또는 직물을 넣고 초음파로 처리하는 과정과 이에 더하여 코팅 처리하는 과정을 포함하는 섬유 또는 직물의 항균 가공방법에 관한 것이다. 생활 환경에 존재하는 각종 세균 및 곰팡이 류에 의한 섬유 재료의 부식 및 병원균으로 인한 인체 유해성의 문제를 해결하기 위하여 수행하는 항균 가공은 생활 수준의 향상과 공중 위생 개념의 강조로 현재는 필수적인 섬유 가공 수단으로 정착되고 있다.섬유 또는 직물에 항균성을 부여하는 방법으로는 첫째, 섬유 중합시 항균 물질을 도입하는 방법; 둘째, 방사시 항균 물질을 혼합 방사하는 방법; 및 셋째, 후 가공시 항균 물질을 도입하는 방법이 있다.이 중 후가공시 항균 물질을 도입하는 방법은 그 공정이 간편하고, 용이한 장점이 있어 현재 널리 응용되고 있다. 구체적으로 후가공 기술의 예를 들자면, 일본 공개특허 제 59-86632호에 제시된 유기 실리콘 4급 암모늄 염을 이용한 섬유의 항균방법을 들 수 있다. 이 때 사용한 유기 실리콘 4급 암모늄 염은 양이온성 항균제로 살균력은 우수하나 세탁 내구성이 뒤떨어지는 단점이 있었다.또한, 대한민국 특허 공고번호 제 94-3138호에는 질소를 함유한 비닐계 화합물을 계면활성제 및 촉매와 함께 처리하여 섬유에 결합시킨 후 질소를 양이온화하여 4급 암모늄 류의 항균 물질로 변화하게 함으로써 세탁 내구성을 향상시키는 방법이 기술되어 있다.이외에도, 대한민국 특허 공고번호 제 94-11786호에는 디하이드록시디클로로페닐메탄 화합물 및/또는 헥사클로로펜을 유효성분으로 함유하는 항균제를 사용하고, 상기 항균제를 100℃ 이상으로 가열하여 섬유 재료에 흡착시키는 방법이 기술되어 있다.본 발명자들은 항균성 섬유 또는 직물을 개발하고자 연구를 계속하여 오던 중, 항균제를 포함하는 용액에 섬유 또는 직물을 넣고 초음파로 처리하고 이에 코팅 처리 과정을 더하여 섬유 또는 직물의 효과적인 항균 가공방법을 개발함으로써 본 발명을 완성하였다. 본 발명의 목적은 섬유 또는 직물에 항균제를 처리하는 항균 가공방법을 제공하는 것이다.본 발명은 섬유 또는 직물에 항균성 및 항진균성을 부여하는 가공방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 항균제를 포함하는 용액에 섬유 또는 직물을 넣고 초음파로 처리하는 과정 및 이에 더하여 고분자 물질을 코팅 처리하는 과정을 포함하는 섬유 또는 직물의 항균 가공방법에 관한 것이다. 본 발명의 방법을 통하여 얻어진 섬유 또는 직물은 각종 세균, 진균 및 효모 등의 침투 및 번식이 방지되어 항균성이 우수하고, 세탁 내구성이 탁월하여 내의, 환자복 등을 포함한 각종 의류 및 위생용품 등의 재료로 유용하게 사용될 수 있다.
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- 2005-05-12
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일반기술
화학공정 > 기타 화학공정
자동차 촉매로서 백금족 금속의 수요가 계속 증가하고 있지만 백금족 금속은 부존자원이 빈약하여 가격이 고가일 뿐만 아니라 부존자원의 품위가 점차 낮아지고 또한 매장량이 고갈됨에 따라 백금족 금속의 recycling에 대한 관심이 집중되고 있으며, 이에 대한 연구가 지속적으로 진행되고 있다.그러나 국내의 경우 1987년부터 자동차에 배기가스 정화용 촉매 전환기의 장착을 의무화하였기 때문에 아직 자동차 폐촉매의 대량 발생이 없을 뿐만 아니라 Pt, Pd, Rh등과 같은 백금족 금속만을 추출, 회수하는 기술은 매우 고도의 기술이므로 선진국에서는 기술이전을 기피하고 있기 때문에 국내에서는 자동차 배기가스 정화용 폐촉매로 부터 백금족금속의 재활용(recycling)은 거의 이루어지지 않고 있는 실정이다.더구나 앞으로 자동차의 평균 수명을 7∼8년으로 계산하였을 때 앞으로 2∼3년 후면 국내에서도 자동차 폐촉매가 대량으로 발생될 것으로 예상되어지나, 폐차시 발생되는 배기가스 정화용 촉매전환장치에서 귀금속원소를 추출·회수하는 경제성있는 기술은 국내에 전무한 실정이므로 고부가가치를 가지는 폐촉매전환장치를 폐기할 수 밖에 없어 오히려 환경오염의 원인이 되는 불합리한 상황이 발생할 수도 있는 것이다.이처럼 본 발명은 현재까지 재활용방법을 찾지못하고 있어 환경오염의 원인이 되는 폐기물로 분류될 수 밖에 없는 자동차 배기가스 정화용 폐촉매를 묽은 산용액으로 산처리한 후 고온의 로(爐)안에서 공기를 흘려보내 폐촉매 표면에 축적된 오염물 및 탄소를 제거하므로써 재생하여 재활용할 수 있도록 하기 위한 것이다.본 발명은 현재까지 재활용방법을 찾지 못해 폐기물로 분류될 수 밖에 없는 자동차 배기가스 정화용 폐촉매를 묽은 산 용액으로 산처리한 후 고온의 로(爐)안에서 공기를 흘려보내 폐촉매 표면에 축적된 오염물 및 탄소를 제거하므로써 재생하여 석유정제시 또는 화학공장등에서 공기정화용이나 각종 휘발성 유기화합물(VOC)을 산화시켜 제거하기 위한 촉매로 재활용할 수 있도록 하므로써 환경오염방지와 고부가가치의 폐자원을 활용하므로써 자원낭비를 최소화할 수 있도록 한 것이다.
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화학공정 > 기타 화학제품 제조 공정 기술
종래 활성탄 제조를 위해서는 활성탄의 종류 및 형상에 따라 약간의 공정상 차이는 있지만 기본적인 공정은 다음과 같다. 즉 원료를 약 500℃정도로 가열하여 고정탄소만 남기는 탄화공정과, 탄화된 원료를 냉각하는 공정, 냉각된 원료를 다시 일정입도와 크기를 얻기 위해서 파쇄, 정립하는 공정과, 상기 공정중 선별된 원료를 약 800~1000℃정도의 온도분위기에서 수증기등을 분사하여 탄화물의 미세공구조를 발달시키기 위한 활성화공정과, 이를 산으로 세척하기 위한 세정공정, 이를 다시 건조시키기 위한 건조공정, 다시 적정입도록 파쇄하는 분쇄공정과 적당한 입도를 얻기 위한 체질공정 등을 거치게 된다. 따라서 상기 복잡한 활성탄제조공정을 단순화할 수 있고, 원료의 안정적 공급이 가능하며, 저렴하게 생산할 수 있는 활성탄원료의 소재개발이 무엇보다 필요하고, 동시에 이를 이용하여 흡착성능이 우수한 새로운 활성탄을 제조하기 위한 노력도 절실히 요구되고 있는 실정이다.따라서 본 발명자는 먼저 무연탄 및 유연탄 등을 수증기로 개질하여 활성탄의 대체원료로 사용하고자 하였으나, 상기재료는 회분의 함량이 높아 활성탄의 흡착성, 촉매능에 영향을 끼치고, 활성탄 제조시 분쇄 및 파쇄등의 부가적인 공정을 거쳐 일정한 입도를 가지는 분말을 얻어야 하므로 활성탄의 제조가 곤란하고, 제조가가 상승하는 단점을 갖는 것이었다.결국 제철소에서 코크스 제조 공정 중 코크스냉각시에 발생하는 냉각분진이 탄소량이 많고, 회분은 적으며, 미분상태이면서도 비교적 일정한 입도를 가지고 있으므로 굳이 재분쇄를 하여야 할 필요가 없고, 탄화공정을 거칠 필요가 없으므로 종래의 활성탄을 대체할 수 있는 원료로 매우 적당하였다.본 발명은 제철소에서 코크스 제조 공정 중 코크스냉각시에 발생하는 냉각분진을 종래 천연재질의 활성탄을 대체할 수 있는 원료로 이용할 수 있도록 하고, 상기 폐 코크스 냉각분진을 이용하여 활성탄을 제조하므로써 보다 액상의 오염물질흡착능이 우수한 분말 활성탄을 얻을 수 있었다.현재 제철소에서는 코크스 제조 공정시에 탄화가 종료된 코크스를 물 또는 액체질소(N2 )로 급속 냉각하는 공정을 거치게 되는데, 이로인해 폐 코크스 냉각분진이 발생하게 된다. 이때 액체질소를 냉각재로 사용하여 발생하는 분진은 일정한 입도를 가지고, 비교적 크기가 작은 미분이 발생되므로 종래 활성탄의 대체 원료로 매우 바람직하였으나, 냉각재로 물을 사용하는 수냉의 경우는 그 냉각효과로 인해 괴상과 슬러지 형태의 코크스폐기물이 주로 발생하므로 적당한 입도를 얻기 위해서는 분쇄 및 체질공정을 거쳐야 한다. 상기 질소냉각분진과 수냉각 분진의 입도 및 물성은 다음과 같다.냉각분진은 고정 탄소분이 80%이상이며, 회분성분이 15% 이하이고, 평균입도가 0.20∼0.30mm정도로 대단히 균일한 성분을 갖는 분말이며, 따라서 이를 적정한 산화성 기체로 활성화하여 미세공만 발달시키면 비표면적이 매우 크고 흡착 능력이 뛰어난 흡착제로서의 기능을 충분히 소화할 수 있게 되는 것이다.분말 활성탄제조에는 일반적으로 가스활성화와 약품활성화의 2가지 방법을 사용하는데 주로 가스활성화법이 주류를 이루고 있으며, 특히 폐 코크스 냉각분진은 종래의 활성탄 제조공정과는 달리 탄화 및 냉각, 분쇄 및 선별공정을 생략하게 되므로 상당한 생산비용절감을 가져올 수 있는 것이다.즉 상기 질소 냉각분진과 수냉각분진을 이용하여 활성탄을 제조할 경우 질소냉각분진의 경우는 전혀 전처리를 거치지 않고 바로 활성화공정으로 투입될 수 있으며, 수냉각 분진의 경우는 분쇄 및 체질 공정을 거쳐 일정입도, 약 20∼30mm를 유지한 상태로 활성화로( )안으로 투입하게 되는 것이다.따라서 상기 활성화로 내에서 700∼1,100℃정도로 가열되면서 수증기, 공기(산소) 및 연소가스 등이 적절히 혼합된 가스에 의해 활성화시킨 다음, 종래의 활성탄 제조공정과 동일한 공정, 즉 세정, 건조, 분쇄, 체질을 거쳐 활성탄을 제조할 수 있게 되는 것이다.
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- (재)전남테크노파크
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- 2005-05-12
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화학공정 > 기타 화학제품 제조 공정 기술
본 발명자는 적조방제제를 제조하기 위한 안정적인 공급재료를 찾던중 상수도 정수과정에서 나오는 정수장 슬러지와 전로슬래그가 적조방제제의 재료로써 매우 적합하다는 것에 착안하였다.즉 정수장 슬러지는 입경은 세립이고 토양에 비하여 균일하며, 또한 정수장슬러지 내에 들어 있는 미분의 슬러지성분과 슬러지 내에 잔류되어 있는 정수과정에서 투입된 Al염 및 PAC(Poly Aluminium Chloride)이 적조생물의 방제에 적합한 것이고, 상당히 많은 량의 슬러지가 정수장에서 발생하므로 안정적인 공급을 보장받을 수 있는 것이다. 더구나 현재 모두 토양에 매립되어 폐기되어지므로써 구조의 파괴에 의한 세립화에 의해 토양물리성에 지장을 초래하던 정수장슬러지를 고부가가치를 가지는 재료로 재활용할 수 있는 것이다.또한 제철공정중에 발생되는 전로슬래그가 흡착능이 우수하고, FeO성분의 응집효과 및 적조생물의 살균 효과를 가지는 유리 산화칼슘을 다량 함유하고 있으므로 이를 정수장 슬러지와 혼합하여 적조방제제를 제조하여 사용하게 되면 역시 버려지던 폐기물을 고부가를 가지는 재료로 재활용할 수 있게 되며 환경오염을 방지할 수 있는 적조방제제를 제조할 수있는 것이다.따라서 본 발명은 정수장슬러지 만을 단독으로 사용하거나, 상기 정수장슬러지에 전로슬래그를 혼합하여 그 효능을 증대시키기 위한 적조방제제를 제조함을 목적으로 하는 것이다.본 발명에서는 상수도슬러지 내의 Al3+ 의 적조살균력을 이용하여 상수도슬러지 만을 적조방제제로 사용하거나, 상수도슬러지의 적조살균효과를 극대화시키기 위하여 상기 상수도슬러지에 FeO성분과 유리 산화칼슘을 포함하는 전로슬래그를 혼합하여 적조방제제로 사용하되, Al3+ 를 다량 함유하는 상수도슬러지와 CaO와 FeO를 다량 함유하고 있는 전로슬래그를 일정 비율로 배합하여 뿌려주므로써 적조와 녹조, 청조의 원인생물인 유동성 플랑크톤을 보다 용이하게 제거할 수 있으며, 특히 전로슬래그가 가지는 용출 특성을 이용하여 바닷물 속에서 지속적으로 용출되도록 하므로써 그효과가 오랫동안 지속되도록 할 수도 있는 것이다.
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화학공정 > 기타 화학공정
본 발명은 종래의 방오제가 매우 고가이므로 범용하기 곤란한 것이므로, 이를 대체하기 위한 재료를 찾던 중, 동 제련과정에서 발생하는 폐 동슬래그가 금속성분으로 구리와 산화동(CuO)을 함유하고 있으므로 이를 본 발명은 동 제련공정에서 발생하는 폐 동슬래그가 금속성분으로 구리와 산화동(CuO)을 함유하고 있으므로 이를 분쇄하고 체질을 통해 적정크기의 입자를 얻은 다음, 산화처리하므로써 종래 방오재료의 방오제를 대체할 수 있는 방오제를 얻을 수 있는 것이다.따라서 종래 거의 모두 폐기되던 폐 동슬래그를 활용하여 저렴한 가격의 방오재료를 제조할 수 있으며, 부수적으로 폐자원의 재활용으로 환경오염 방지와 해양을 개발하는데 큰 도움이 되는 것이다.본 발명은 동제련 과정중에 발생하여 폐기되는 폐 동슬래그를 이용하여 종래 방오제의 대체제를 제조하기 위한 방법에 관한 것으로, 현재 동제련공정 중에 발생하는 폐 동슬래그는 정광 용융후 마트(matte)용해후나 부분배소후 용융상 용해로 부터, 또는 배소반응후 동 직접용융시, 슬래그나 슬래그 선광후에 발생된다.또한 폐 동슬래그의 화학적 조성은 구리(Cu)0.3∼3.0%, 납(Pb)0.2∼4.8%, 아연(Zn)0.1∼11.0%, 철(Fe)32. 1∼44.0%, 유황(S) 0.2∼2%, 산화칼슘(CaO)나 산화마그네슘(MgO)0.1∼7.4%, 이산화규소(SiO 2 )22.8∼37.5%, 산화알루미늄(Al2 O3 )0.1∼8%, 산화철(Fe 3 O4 )3∼6%로 이루어져 있으며, 이를 이용하여 방오재료의 방오제를 제조하기 위해서는 상기 폐 동슬래그를 400 ∼ 600℃의 반응로에 직접 넣고 산소나 공기를 취입하여 산화시켜서 방오제를 제조하는 방법과, 방오재료에 적당한 입도의 방오제를 얻기 위해서 상기 폐 동슬래그를 햄머밀이나 볼밀에 의해 분쇄하는 분쇄공정과, 상기 분쇄된 폐 동슬래그를 진동밀에 의해 더욱 미분화하는 미분화공정과, 상기 미분화공정에서 얻어진 분말을 체질하여 입도를 조절한 다음 400 ∼ 600℃의 반응로에 넣고 산소나 공기를 취입하여 산화시키는 산화공정에 의해 방오제를 제조하는 방법으로 이루어진다.따라서 상기와 같는 폐 동슬래그의 입도분포는 매우 중요한 내용으로 이는 방오재료와 직접적인 관계가 있기 때문이다. 즉 폐 동슬래그의 입자가 28mesh이상의 입도를 갖는 경우에는 너무 입자가 커 방오도료에 사용하기는 곤란하며, 또한 너무 입자가 작은 경우에는 방오모르타르나 콘크리트에 첨가하기 곤란하기 때문이다. 따라서 28mesh이상의 입도를 갖는 폐 동슬래그는 모르타르나 콘크리트의 방오제로 첨가하는 것이 것이 바람직하고, 28mesh이하의 입도를 갖는 폐 동슬래그는 도료의 방오제로 첨가하는 것이 바람직하다. 상기 입도는 방오재료와 사용목적에 따라 약간씩 차이가 있을 수 있다.
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화학공정 > 기타 화학공정
본 발명은 항균 및 항곰팡이성을 가지는 식물재배용 배양토에 관한 것으로, 동(Cu) 제련시에 발생하는 산업폐기물인 폐 동슬래그를 이용하여 식물뿌리의 부패를 방지하고, 영양소를 공급할 수 있는 식물재배용 배양토 제조방법 및 그의 조성물에 관한 것이다.일반적으로 식물재배, 특히 분재와 난 재배를 위해 화분에 담아 사용하는 토양으로는 일반토양에 경질 녹소토, 휴가토, 구운 클레이볼 등과 같은 석분을 혼합하여 제조한 배양토가 사용되고 있으나, 상기 배양토 자체로는 식물의 뿌리에서 서식하는 벌레와 균들의 살충과 살균효과를 가질 수 없는 것이기 때문에 상기 배양토에 별도의 살충과 살균효과를 가지는 여러 가지 약제를 투입하거나 분무하고 있는 실정이다.따라서 매번 약제를 투입하여야 하는 번거로움과 약제 구입에 소요되는 비용 또한 사용자들에게는 부담스러운 일이며, 상기 살충과 살균을 위한 약제가 생활폐수를 오염시키는 폐단을 갖게 되는 것이다.특히 종래의 배양토는 배양토를 이루는 성분에 따라 여러 가지 다른 종류의 염류를 함유하고 있으며, 상기 염류가 물에 녹아 내림으로서 배양토의 수소이온농도지수(pH)가 달라지게 되나 종래의 배양토는 pH를 조절할 수 있는 기능을 갖지 못하므로 배양토의 가장 바람직한 pH인 5.5∼6.0정도를 유지하는 것이 용이하지 못하다.본 발명은 종래의 배양토가 가지는 폐단을 해결하기 위한 것으로, 동제련과정에서 발생하는 폐 동슬래그가 항균성과 항곰팡이 기능이 있고, 또한 상기 동 슬래그의 표출시 수소이온농도지수(pH)가 5.5∼6.0가 되므로 뿌리쪽에 많은 광물질인 미량원소가 용출될 수 있도록 하므로써 식물의 영양분 공급원으로도 작용할 수 있는 식물재배용 배양토를 사용자들에게 제공하고자 하는 것이다.본 발명은 동제련과정에서 발생하는 동슬래그를 이용한 분재 및 난 재배용 토양을 제조하기 위한 것으로, 정광 용융후 마트(matte)용해 후나 부분배소 후 용융상 용해로 부터, 또는 배소반응 후 동 직접 용융시, 슬래그나 슬래그 선광 후에 발생하는 화학적 조성이 구리(Cu) 0.3∼3.0%, 납(Pb)0.2∼4.8%, 아연(Zn)0.1∼11.0%, 철(Fe)32.1∼44.0%, 유황(S) 0.2∼2%, 산화칼슘(CaO)나 산화마그네슘(MgO)0.1∼7.4%, 이산화규소(SiO 2 )22.8∼37.5%, 산화알루미늄(Al2 O3 )0.1∼8%, 산화철(Fe 3 O4 )3∼6%인 폐 동슬래그를 종래의 분재 및 난 재배용 배양토에 직접 또는 분쇄 후 체질하여 적당한 입도의 것을 선택하여 혼합하되, 이때 폐 동슬래그는 종래의 분재 및 난 재배용 배양토에 중량비로 20∼40%정도 혼합되도록 한다.상기 폐 동슬래그와 종래의 배양토를 혼합한 배양토를 사용하여 항균성과 항곰팡이 특성을 조사하였는 바, 시험방법으로는 ASTM G - 21에 의거했으며 시험에 사용한 균주는 Aspergillus niger ATTCC 9642, Penicillium pinophillum ATTCC 117797, Cheatomium globosum ATTCC 6205이며 시험편의 크기는 50 x 50 mm이다.항균시험은 원적외선 제품 및 원·부자재의 세균에 대한 균증식억제, 항균능력 및 항균 활성을 측정하는 것으로 시험방법은 KICM - FIR - 1002에 의거하였다. 사용균주는 Escherichia coli ATCC 25922, Pesudomonas aeruginosa ATCC 15442이었으며 시험편은 50 x 50 mm 크기를 사용하였다.항균성과 항곰팡이성을 살펴본 결과, 균은 초기보다 점차 살균되어 농도가 줄어드는 것을 확인할 수 있으며, 곰팡이는 배양되지 않는 것으로 보아 폐 동 슬래그를 함유하는 배양토는 항균성 및 항곰팡이성 기능이 있는 것으로 확인되었다.또한 상기 폐 동 슬래그의 용출 특성은 환경오염 공정시험법인 TCLP법에 따라 시료를 건조후 분쇄한 후 용출액과 혼합 (1:20)하여 온도 22±3℃, 진폭 4∼5cm분당 30±2회, 18±2시간 진탕기에서 진탕하여 여과한 후 항목별로 분석을 시행한 다음, 미량원소의 잔여 함량을 조사하였다.본발명은 중금속의 용출은 거의 일어나지 않았으며, 용출시험 조작과 동일한 폐기물 공정 시험법을 적용한 결과 환경기준의 대부분을 만족시켰다.
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- 2005-05-12
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화학공정 > 기타 화학공정
본 발명은 인쇄회로기판 제조공정과 폐기 전자제품에서 발생하는 폐PCB에 약 10∼20%의 Cu가 존재함은 물론 이들이 박막상태로 코팅되어있으므로 이를 분쇄하기만 하면 매우 미세한 동분말이 되므로 항균성 소재로는 최적이고, 또한 상기 폐 PCB의 보강재로 쓰이고 있는 수지성분과 유리섬유를 분쇄시켜 시멘트에 혼합할 경우 매우 양질의 시멘트보강재가 된다는 점에 착안하여, 종래 거의 폐기처분되던 폐 PCB를 미세하게 분쇄하고 상기 분쇄된 폐 PCB분말을 건조, 체질한 다음, 적당량의 구리분말을 혼합하므로써 항균성과 전자파 차폐 효과를 가지는 시멘트와 시멘트 충진제를 제조할 수 있도록 하였다.본 발명은 항균 및 전자파차폐 효과를 갖는 시멘트와 시멘트 충진제를 제조하기 위한 것으로, 먼저 항균 및 전자파차폐 효과를 얻는 것도 중요하지만 시멘트 충진제가 가져야할 성능을 우선 만족하는 것이 중요하다.즉 시멘트 충진제는 시멘트에 포함되어 건축 및 토목구조물을 구축하는 것이므로 압축강도, 휨강도, 인장강도, 파괴인성 등 기계적 물성이 우수해야 하고, 기계적으로 가공성이 있어야 하며, 표면의 평활도가 거울면을 가져야 할 정도로 양호해야 하고, 기공량의 증가에 따라 재료의 강도가 감소되므로 커다란 기포가 발생되지 않는 등 조직이 균질해야 하며, 가능하면 건조 수축 및 동결융해에 대한 저항성을 가지고 있어야 하는 것이다.인쇄회로기판제조 과정중에서 불량으로 폐기되거나, 폐기되는 전자제품에 포함된 폐 PCB, 즉 구리(Cu) 10∼25%, 페놀 또는 에폭시수지 25∼50%, 유리섬유 15∼40%, 종이 5∼10%, 주석(Sn) 0.2∼0.3%, 니켈(Ni) 3∼4%의 조성을 가지는 폐 PCB는 이러한 시멘트 충진제로의 요구 성능들을 만족하는 것으로, 상기 PCB를 이용한 항균 및 전자파차폐 효과를 갖는 시멘트충진제를 제조하는 방법은 다음과 같다.즉 폐 PCB를 수거하여 이를 분쇄하는 제 1공정과, 상기 분쇄된 PCB분말의 수분을 건조시키기 위한 제 2공정과, 상기건조된 PCB분말 중 일정입도의 분말을 얻기위해 체질하는 제 3공정과, 체질된 PCB분말에 다시 일정량의 Cu분말을 혼합하고 이를 균일하게 교반시키는 제 4공정으로 이루어진다.
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- 2005-05-12
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일반기술
화학공정 > 기타 화학공정
연속 동제련에 연료로 사용하기 위해서는 반드시 일정한 입도를 유지하여야 함에도 불구하고, 현재 국내에서만 연속동제련의 연료로 국내에서만 약 1만5천톤/년정도 사용되고 있는 미분탄은 햄머크러셔와 햄머밀을 이용한 2차에 걸친 파쇄 및 분쇄공정, 체질공정과 같은 까다로운 입도조절공정을 거치고 있음에도 불구하고 그 입도가 균일하지 못해 5mm이상의 입자를 포함하기도 하므로 로내에서 입자가 불완전연소하는 폐단과 또 회분이 많아 슬래그 형성을하여 그 부피가 늘어나는 폐단을 가지며, 또한 노벽(爐壁)에 슬래그가 부착되는 클로깅현상이 생기는 폐단을 갖는 것이다.따라서 본 발명의 목적은 제조가 용이하지 못하고, 고가인 미분탄이 가지는 폐단을 해결하기 위한 것으로, 상기 미분탄을 대신하기 위한 연속 동제련 공정시 사용되는 연료로써 제철소 코크스제조공정 중에 코크스 냉각 부산물로 발생하고, 종래의 미분탄과 화학적 조성이 거의 동일하면서도 효과는 우수한 코크스 냉각분진을 사용하고자 하는 것이다.코크스 냉각분진의 입도분포는 0.21∼ 0.47mm범위로 비교적 일정하면서 미세하고, 수분의 함량이 낮으므로 연료입자가 용련로에서 완전히 연소되지 않고 부유하는 현상을 줄일 수 있다.또한 종래의 미분탄과 코크스 냉각분진의 열량을 비교한 결과 종래의 미분탄은 6,580 Kcal/Kg인 반면, 코크스 냉각 분진의 열량은 6,927Kcal/Kg의 열량을 발생하므로 이들 코크스 냉각분진을 연속 동제련 시 연료로 사용하게 되면 고정 탄소량이 많아 발열원으로서 단위 열량 측면에서 더 높은 효과를 가질 수 있는 것이다.또 상기한 코크스 냉각분진은 회분이 적어 슬래그로 유입되는 양이 적어 슬래그의 양을 줄일 수 있고 제련 공정 중 노벽에 슬래그가 부착되는 클로깅 현상을 막을 수도 있다.더구나 코크스 냉각분진은 대기오염 성분인 NOx 와 SOx 의 주원인인 유황(S)이 0.52%, 질소(N)가 1.19%로 종래 미분탄의 절반 정도 밖에 되지 않아 대기오염측면과 동제련시 동(Cu)으로의 유황(S)의 유입을 크게 줄여 동의 품질을 향상시킬 수 있는 효과를 가지는 것이다.
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