일반기술

배연탈황 석고로부터의 감압가열에 의한 α형 반수석고의 제조방법

이수석고염은 주로 건축용 시멘트의 수화지연제로 사용되고 있으나 그 부가가치는 매우 낮다. 이수석고염 형태의 배연탈황석고를 보다 부가가치가 높은 반수석고로 효율적으로 제조하기 위한 연구는 거의 알려진 바가없다. 인산이수석고를 대상으로 반수석고를 제조하기 위한 연구는 종래 다양하게 시도되어 왔으며, 예컨대 스키모토는 인산이수석고염을 가압증기법으로 탈수하여 반수석고염을 제조하는 경우 석고의 탈수속도가 늦어 생성되는 반수석고의 표면에 균열이 발생된다고 그 문제점을 지적하고 있다 이구종 및 이경원은 β형 반수석고는 상압건식법 등으로 120∼165℃의 가열온도범위에서 비교적 쉽게 제조되어 생산비가 저렴하므로 건축자재 및 도자기형재용 등 대량 수요에 사용되는 반면 β형에 비해 강도가 10배 가량 높으며 초기 응결성이 우수하여 건자재용으로 부가가치가 높은 α형 반수석고는 오토클레이브를 이용하는 가압습식법혹은 가압수용액법으로 제조되기 때문에 압력상승에 소요되는 생산비가 매우 높아 의료용이나 공업모형 등 부가가치가 큰 특수분야에만 한정적으로 사용되는 문제점을 지니고 있다고 보고하고 있다. 이러한 가압 법을 개선하여 상압 하에서 수증기를 이용하여 이수석고로부터 α형 반수석고를 제조하는 방법도 제안되어 있으나, α형 반수석고로의 반응개시온도가 최소 100℃ 이상의 고온이 필요한 문제점을 지니고 있으며, 안정적으로는 120℃이상에서 12시간 이상 반응을 진행시켜야만 가능한 것으로 알려지고 있다.본 기술의 첫 번째 목적은 화력발전소 등에서 다량 부산되는 배연탈황석고를 부가가치 및 활용도가 높은 α형 반수석고로 변환시키기 위한 효율적이고도 경제성있는 α형 반수석고의 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.본 기술의 두 번째 목적은 불순물의 함량이 적고 품질이 균질한 탈황석고를 출발 원료로 함으로써 우수한 물성의 확보가 가능한 α형 반수석고의 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.본 기술의 제조방법은 약 -600torr 이상의 감압 상태, 바람직하게는 약 -650 ~ -750torr의 감압 상태, 더욱 바람직하게는 약 -680 ~ -720torr의 감압 상태, 가장 바람직하게는 약 -700torr의 감압 하에, 비교적 저온인 75~150℃의온도 범위, 바람직하게는 80~120℃의 온도 범위로 가열하는 것에 의하여, 이수석고를 α형 반수석고로 변환시키는 것으로 수행된다. 상기한 바와 같은 감압 조건하에서는, 종래의 방법 보다 매우 짧은 가열 시간에도 불구하고 이수석고인 탈황석고로부터 α형 반수석고를 효율적으로 제조할 수가 있다.본 기술의 제조 방법은 화력발전소 등과 같은 설비에서 석탄연소시 발생되는 이산화황가스(SO 2 )를 제거하기 위하여 흡수제로 석회석(CaCO 3 ) 슬러리를 주입하여 얻어지는 탈황석고를 자연 건조한 후, 감압 하에서 탈황석고의 탈수반응을 진행시켜 비교적 저온에서 순수한 α형 반수석고를 효율적으로 제조하는데 성공함으로써 종래의 방법과 비교하여 제조비용을 대폭적으로 절감하는 것이 가능하다. 따라서, 본 발명의 제조 방법은 감압가열법을 이용하고 있으므로, 종래의 방법보다 높은 에너지 효율로 탈황석고로부터 α형 반수석고를 제조할 수가 있다. 가압수용액, 가압수증기법 등 이수석고로부터 α형 반수석고를 제조하는 종래의 방법이 높은 압력과 온도조건을 필요로 하므로 제조비용이 높고 제조조건이 까다로운 단점을 탈피함과 아울러, 종래의 상압수용액법에서 α형반수 석고를 제조하기 위해 장시간의 제조시간이 소요되는 문제점을 완전히 해소하고 있다.