일반기술

벤토나이트로부터 몬모릴로나이트 광물의 분리 및 회수방법

본 기술은 벤토나이트광의 주성분 광물인 몬모릴로나이트 광물만을 선택적으로 분리․회수하여 유기-무기 나노 복합재 원료소재로 사용하도록 하는 것으로, 보다 상세하게는 벤토나이트 광으로부터 98% 이상의 순수한 몬모릴로나이트 광물만을 분리․회수하는 방법에 관한 것이다.벤토나이트광은 양이온 치환능, 점결성, 수화 및 팽윤성 등이 다른 광물에 비하여 매우 우수하기 때문에 점결특성을 이용한 주물산업에서의 점결재, 팽윤특성을 이용한 토목공사 재료, 농약 첨가제 등으로 이용되고 있으며, 최근 유기-무기 나노 복합재 소재로 각광을 받고 있다.천연으로 산출되는 벤토나이트광은 주 구성광물인 몬모릴로나이트 광물 이외에 석영, 제올라이트, 운모류, 고령토, 일라이트, 석고, 방해석 등의 광물이 불순물로 함유되어 있기 때문에, 고급 용도로 이용하는데 있어 여러 가지 제약 요인이 되고 있다.벤토나이트광의 주 구성광물인 몬모릴로나이트 광물의 광물학적 특성을 이용하는 새로운 용도인 제지, 페인트, 폐수처리, 고분자공업 등과 같은 화학공업 분야에서 수요가 증가되고 있는 추세이나, 이러한 용도로 사용하기 위해서는 벤토나이트 중에 함유되어 있는 몬모릴로나이트 광물만을 선별적으로 분리․회수하는 것이 필수적이다.* 주요 특징본 기술은 벤토나이트 광으로부터 몬모릴로나이트 광물의 분리․회수에 있어서 기존의 방법보다 효율이 우수하도록 하는 동시에 회수율을 최대화하도록 하고, 공정을 간단하게 하여 전체적인 경제성을 향상시키도록 하며, 이로 인해 기술적 사용상의 신뢰감을 극대화 시킨 것으로 각 세부기술에 대한 내용은 다음과 같다.- 벤토나이트광은 생성과정에서부터 몬모릴로 광물에 여러 종류의 수반 광물들이 협재되어 있으므로 초음파 조사에 의한 순간적이고 강한 물리적인 외력을 작용시켜 결합력이 단단한 이들 광물들을 각각으로 단체분리 시키는 방법- 상기 초음파 조사에 의하여 단체분리된 각각의 광물들 중 몬모릴로나이트 광물은 입자 크기가 1㎛ 이하의 아주 미세한 입자인데 반하여 여타 불순 광물들은 1㎛ 이상의 조립상태로 산출되므로 원심분리기를 사용하여 98% 이상의 순수한 몬모릴로나이트 광물만을 분리․회수하는 방법을 포함하고 있다.* 기술의 차별점본 기술은 벤토나이트광을 유기-무기 나노 복합소재로 이용하는데 있어서 몬모릴로나이트 광물의 우수성이 입증되고 있으나, 가장 문제점으로 대두되고 있는 불순광물의 혼입문제를 해결한 것으로 기존의 방법보다 분리효율 및 회수율의 향상과 공정의 단순․간단화로 경제성을 향상시킬 수 있는 방법을 포함하고 있다.벤토나이트광에 함유되어 있는 몬모릴로나이트 광물과 여타의 불순광물을 단체분리 시키기 위하여 종래에는 임펠러의 회전력을 이용하는 교반기를 사용한 관계로 광물의 결합력에 비하여 작용된 외력이 상대적으로 약하여 단체분리도가 낮은 반면, 본 기술에서는 매우 강력한 물리적인 외력을 작용시키고자 초음파를 조사하여 광액 내에서 순간적으로 고에너지를 형성시켜 몬모릴로나이트 광물이 층간에 삽입되어져 있던 불순광물까지도 단 시간내 완전히 단체분리시키는 방법을 포함하고 있다.단체 분리된 몬모릴로나이트 광물과 여타의 불순광물을 분리하는데 있어서 종래에는 사분 분리법, 수비방법, 사이클론 방법 등이 이용되어 왔으나, 몬모릴로나이트 광물의 분리․회수 효율이 낮고 다량의 물이 첨가되기 때문에 이에 따른 탈수 및 후처리 공정이 복잡해져 처리비용이 상승되는 문제점을 내포하고 있다. 본 기술은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로 몬모릴로나이트 광물의 생성 단계에서의 입자크기(1㎛이하)를 고려하여 원심분리기의 회전수를 달리하는 방법으로 고순도의 몬모릴로나이트 광물만을 분리․회수할 수 있는 방법을 포함하고 있다.나노복합재의 원료소재로 각광을 받고 있는 98% 이상의 고순도 몬모릴로나이트 광물은 투명성, 경량, 고강도, 고강성, 열적안정성, 난연성 등 많은 장점을 가지고 있으므로 항공기, 자동차, 건설, 전기 및 전자, 화학공업 분야 등 거의 모든 공업에서 최첨단 소재로의 사용 가능성을 가지고 있어 상당한 경제적 가치를 가지고 있다.