KR101111536B1 - Manufacturing method of heavy metal adsorbent - Google Patents
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Abstract
본 발명은 철염을 입자크기 2mm이상의 펠릿으로 제조하는 단계; 상기 펠릿의 표면에 세라믹 다공체 표면층을 형성하여 이중층의 다공체를 형성하는 단계; 및 상기 다공체를 상온~200℃에서 양생하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 중금속 흡착제의 제조방법에 관한 것이다. The present invention comprises the steps of preparing the iron salt into pellets of more than 2mm particle size; Forming a porous porous body layer on the surface of the pellet to form a porous body of a double layer; And it relates to a method for producing a heavy metal adsorbent comprising the step of curing the porous body at room temperature ~ 200 ℃.
Description
본 발명은 중금속 흡착제의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 수은, 납, 카드뮴, 구리, 비소와 같은 중금속을 흡착할 수 있는 중금속 흡착제의 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for producing a heavy metal adsorbent, and more particularly, to a method for producing a heavy metal adsorbent capable of adsorbing heavy metals such as mercury, lead, cadmium, copper, and arsenic.
과거의 무분별한 광업개발 등으로 인하여 중금속 등에 의한 토양오염이 문제가 되고 있으며, 또한 이와 같이 토양오염이 된 지역을 통과한 지하수 등에도 중금속이 함유되어 있어 그 처리가 요구되고 있는 실정이다. Due to the indiscriminate mining development in the past, soil contamination by heavy metals has become a problem, and heavy metals are contained in groundwater that has passed through the soil-contaminated area.
산업폐수 등과 같은 고농도의 중금속 폐수 등에 대한 물리화학적 처리공정과 달리, 토양과 같은 지질환경에서 저농도로 광범위하게 발생하는 중금속에 대한 오염처리 방법은 비용대비 효과 면에서 미비한 실정이다. Unlike the physicochemical treatment process for heavy metal wastewater, such as industrial wastewater, the pollution treatment method for heavy metals, which occurs extensively at low concentrations in geological environments such as soil, is inefficient in terms of cost effectiveness.
현재 중금속 오염 토양의 처리 등에 적용되는 방법으로는 전기동력학 기술, 투수성 반응벽체 기술, 고형화/안정화 기술, 박테리아를 이용한 생체흡착기술, 식물정화기술 등이 사용되고 있다. 또한, 사용되지 않고 있는 오염토양이나 과거의 광미적치장 등과 같은 지역은 많은 비용을 투입하여 정화하는 것보다 중금속이 유출되지 않도록 복토하는 방법, 유출방지제를 혼합하는 방법, 유출되는 통로에 반응벽체를 설치하는 방법 등을 사용할 수 있다. At present, the method applied to the treatment of heavy metal contaminated soil is used electrokinetic technology, permeable reaction wall technology, solidification / stabilization technology, biosorption technology using bacteria, plant purification technology. Also, in areas such as unused contaminated soils or past tailings stores, a method of covering the heavy metals to prevent them from spilling, mixing the spill prevention agent, and installing reaction walls in the outflow passages are more expensive than purifying them. Can be used.
한편, 비소를 제외한 중금속 들은 대부분 알칼리성 환경인 높은 pH영역에서 수산화물을 생성하며 침강, 흡착하기 때문에 처리하기 용이하다. 그러나 비소의 경우는 -3, 0, +3, +5의 산화상태로 존재하며 높은 pH영역에서 용해도가 크기 때문에 쉽게 처리되지 않는 문제가 있었다. 따라서 이를 처리하기 위해서는 중성영역에서 활성알루미나, 활성탄, 철 수산화물 등을 이용하여 흡착시키는 방법이 사용될 수 있다. 그러나 이러한 기존의 중금속 흡착제로 사용될 수 있는 물질들은 토양 등에 혼합하거나 투수성 반응 벽체의 재료로 사용할 경우 유실될 수 있는 가능성이 크기 때문에 그 사용이 어려운 문제가 있었다. On the other hand, heavy metals except arsenic are easy to process because they precipitate, adsorb, and produce hydroxides in the high pH range, which is mostly alkaline environment. However, arsenic exists in the oxidation state of -3, 0, +3, +5 and has a problem that it is not easily processed because of its high solubility in the high pH region. Therefore, in order to treat this, a method of adsorbing using activated alumina, activated carbon, iron hydroxide, or the like in the neutral region may be used. However, the materials that can be used as the existing heavy metal adsorbents are difficult to use because they are likely to be lost when mixed with soil or used as a material of the permeable reaction wall.
본 발명은 상기 종래기술의 문제점을 해결하고자 하는 것으로, 시멘트, 지오폴리머 등의 알칼리 활성물질을 사용하는 세라믹 다공체의 내부에 철 수산화물을 생성시킴으로써 비소를 포함한 중금속을 흡착할 수 있는 흡착제를 제조하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. The present invention is to solve the problems of the prior art, a method for producing an adsorbent capable of adsorbing heavy metals including arsenic by generating iron hydroxide inside the ceramic porous body using an alkali active material such as cement, geopolymer, etc. The purpose is to provide.
또한, 본 발명은 세라믹 다공체의 흡착능과 다공체 내부에 생성된 철 수산화물의 흡착능을 동시에 이용할 수 있는 흡착제를 제조하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. In addition, an object of the present invention is to provide a method for producing an adsorbent that can simultaneously use the adsorption capacity of the ceramic porous body and the adsorption capacity of the iron hydroxide produced in the porous body.
또한, 본 발명은 토양오염분야 또는 광해방지 분야에 사용할 수 있는 중금속 흡착제를 제조하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. In addition, an object of the present invention is to provide a method for producing a heavy metal adsorbent that can be used in the field of soil pollution or mineral pollution prevention.
또한, 본 발명은 폐수 중의 중금속을 흡착하기 위한 흡착제, 중금속으로 오염된 토양으로부터 중금속이 유출되는 것을 방지할 수 있는 유출방지제, 투수성 반응벽체의 벽체재료 등으로 사용할 수 있는 중금속 흡착제를 제조하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. The present invention also provides a method for producing a heavy metal adsorbent that can be used as an adsorbent for adsorbing heavy metals in wastewater, an outflow inhibitor that can prevent heavy metals from leaking from soil contaminated with heavy metals, a wall material of a permeable reaction wall, and the like. The purpose is to provide.
또한, 본 발명은 매우 간단하고 경제적인 방법으로 중금속 흡착제를 제조하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. It is also an object of the present invention to provide a method for producing a heavy metal adsorbent in a very simple and economical way.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 중금속 흡착제의 제조방법은 철염을 입자크기 2mm이상의 펠릿으로 제조하는 단계; 상기 펠릿의 표면에 세라믹 다공체 표면층을 형성하여 이중층의 다공체를 형성하는 단계; 및 상기 다공체를 상온~200℃에서 양생하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. In order to achieve the above object, the manufacturing method of the heavy metal adsorbent of the present invention comprises the steps of preparing the iron salt into pellets having a particle size of 2mm or more; Forming a porous porous body layer on the surface of the pellet to form a porous body of a double layer; And curing the porous body at room temperature to 200 ° C.
또한, 본 발명은 펠릿 제조 후 상기 펠릿을 건조하는 단계를 더욱 포함하는 것을 특징으로 한다. In addition, the present invention is characterized in that it further comprises the step of drying the pellets after the manufacture of the pellets.
또한, 본 발명은 상기 철염이 황산철염 또는 염화철염인 것을 특징으로 한다. In addition, the present invention is characterized in that the iron salt is iron sulfate or iron chloride.
또한, 본 발명은 상기 세라믹 다공체 표면층이 시멘트 및 지오폴리머로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 세라믹 분말을 상기 펠릿 표면에 뿌리며 과립하여 형성되는 것을 특징으로 한다. In addition, the present invention is characterized in that the ceramic porous surface layer is formed by spraying one or more ceramic powders selected from the group consisting of cement and geopolymer onto the pellet surface.
또한, 본 발명은 상기 다공체가 입자크기 6mm이상의 구형으로 형성되는 것을 특징으로 한다. In addition, the present invention is characterized in that the porous body is formed into a spherical particle size of 6mm or more.
또한, 본 발명은 상기 양생하는 단계에서 상기 철염이 용해되어 상기 세라믹 다공체 표면층에 수산화철로 침전되어 수산화철층이 형성되는 것을 특징으로 한다. In addition, the present invention is characterized in that the iron salt is dissolved in the curing step is precipitated with iron hydroxide on the surface layer of the ceramic porous body to form an iron hydroxide layer.
또한, 본 발명은 시멘트 및 지오폴리머로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 세라믹 분말로부터 이루어진 세라믹 다공체 표면층; 및 상기 세라믹 다공체 표면층의 안쪽으로 형성된, 수산화철이 세라믹 다공체에 침전되어 형성된 수산화철층;을 포함하는 중금속 흡착제를 특징으로 한다. In addition, the present invention is a ceramic porous surface layer made of at least one ceramic powder selected from the group consisting of cement and geopolymer; And an iron hydroxide layer formed by precipitating the iron hydroxide on the ceramic porous body, the inner side of the ceramic porous body surface layer.
이하에서는 도 1 및 2를 중심으로 본 발명의 중금속 흡착제의 제조방법에 대하여 상세히 설명하겠다. Hereinafter, a method for producing a heavy metal adsorbent of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 and 2.
1. 철염을 펠릿으로 제조하는 단계1.Steps to prepare iron salt into pellets
본 발명의 철염을 펠릿으로 제조하는 단계는 황산철의 염(Fe2(SO4)3?xH2O 또는 FeSO4?xH2O)을 펠릿으로 제조하는 단계로서 괴상의 황산철염을 분쇄하여 일정크기만을 체질하여 사용하거나 황산철염의 분말을 과립하여 일정크기로 제조할 수도 있다. The step of preparing the iron salt of the present invention as a pellet is a step of preparing a salt of iron sulfate (Fe 2 (SO 4 ) 3 ~ xH 2 O or FeSO 4 ~ xH 2 O) as a pellet to crush the bulk iron sulfate salt It may be used by sieving only the size or by granulating the powder of iron sulfate.
황산철염의 분말을 과립하여 펠릿을 제조할 때에는 팬 타입의 과립기(disc(pan) type pelletizer), 드럼 타입의 과립기(drum type pelletizer), 믹서 타입의 과립기(mixer type pelletizer), 유동층 타입의 과립기(Fluidized bed type pelletizer), 압출성형기 등을 사용하는 방법이 사용될 수 있으며, 예를 들면 도 3에 도시된 바와 같은 과립기에 황산철염의 분말을 넣고 바인더로 물을 분사하며 과립하여 철염의 펠릿을 제조할 수 있다. When pellets are prepared by granulating ferrous sulfate powder, a pan type pelletizer, a drum type pelletizer, a mixer type pelletizer, a fluidized bed type A method of using a fluidized bed type pelletizer, an extruder, or the like may be used. For example, powder of iron sulfate is added to a granulator as shown in FIG. Pellets can be prepared.
또한, 본 발명에서는 이와 같이 제조된 펠릿의 수분을 제거하고 강도를 가질 수 있도록 펠릿을 건조하는 것이 바람직하다. 펠릿을 건조하는 방법은 특별히 한정되는 것은 아니고, 자연건조법, 열풍건조법 등이 사용될 수 있다. In addition, in the present invention, it is preferable to dry the pellets to remove the moisture of the pellets thus prepared and have strength. The method for drying the pellets is not particularly limited, and a natural drying method, a hot air drying method, or the like can be used.
또한, 본 발명에서 제조되는 펠릿은 입자크기 2mm 이상의 크기를 가지는 것이 바람직하다. 철염 펠릿의 크기가 상기 범위인 경우, 비소를 흡착할 수 있는 수산화철을 세라믹 다공체의 내부에 충분히 생성시킬 수 있게 된다. In addition, the pellets produced in the present invention preferably have a particle size of 2mm or more. When the size of the iron salt pellets is in the above range, it is possible to sufficiently generate iron hydroxide capable of adsorbing arsenic inside the ceramic porous body.
또한, 본 발명에서는 철염으로서 황산철 대신에 염화철 등의 철염을 사용할 수도 있다. In the present invention, iron salts such as iron chloride may be used instead of iron sulfate.
2. 세라믹 다공체 표면층을 형성하는 단계2. Forming Ceramic Porous Surface Layer
본 발명의 세라믹 다공체 표면층을 형성하는 단계는, 앞에서 제조된 펠릿을 과립기에 넣고 시멘트나 지오폴리머와 같은 세라믹 분말을 펠릿의 표면에 뿌리며 과립하여 세라믹 다공체의 표면층을 생성시켜 이중층의 다공체를 형성하는 단계이다. Forming the ceramic porous body surface layer of the present invention, the pellet prepared in the above granulator into a granulator and sprayed and granulated ceramic powder such as cement or geopolymer on the surface of the pellet to form a surface layer of the ceramic porous body to form a porous layer of the double layer to be.
여기서 과립하는 방법으로는 상기 펠릿을 제조하는 방법과 같이 팬 타입의 과립기, 드럼 타입의 과립기, 믹서 타입의 과립기, 유동층 타입의 과립기, 압출성형기 등을 사용할 수 있으며, 예를 들면 도 3에 도시된 바와 같은 과립기에서 바인더로 물을 분사하며 제조할 수 있다.As a method of granulating, a pan-type granulator, a drum-type granulator, a mixer-type granulator, a fluidized-bed granulator, an extrusion molding machine and the like may be used as the method for producing the pellets. It can be prepared by spraying water to the binder in the granulator as shown in 3.
이와 같이 제조된 이중층의 다공체는 외부 세라믹층의 두께를 2mm이상으로 하여 전체 다공체의 크기가 6mm이상의 구형이 되도록 제조하는 것이 바람직하다. 여기서 세라믹층의 두께는 사용한 시멘트나 지오폴리머에 함유된 알칼리물질의 양에 따라 달라지는데, 알칼리의 양에 따라 두께를 조절하여 양생 후의 다공체를 사용할 때에 처리하고자 하는 용액의 pH가 약 8정도 되도록 하는 것이 바람직하다. 두께가 지나치게 얇으면 다공체의 강도가 부족하고 지나치게 두꺼우면 알칼리 양이 많아져서 비소의 흡착능이 떨어지게 된다. The porous body of the double layer manufactured as described above is preferably manufactured to have a thickness of the outer ceramic layer of 2 mm or more so that the size of the entire porous body becomes a spherical shape of 6 mm or more. Here, the thickness of the ceramic layer varies depending on the amount of alkali material contained in the cement or geopolymer used. The thickness of the ceramic layer is adjusted according to the amount of alkali so that the pH of the solution to be treated is about 8 when using the porous body after curing. desirable. If the thickness is too thin, the strength of the porous body is insufficient, and if the thickness is too thick, the amount of alkali will increase and the adsorption capacity of arsenic will be reduced.
본 발명의 세라믹 다공체 표면층은 수분을 다량포함하고 있기 때문에 내부의 황산철과 같은 염은 용해되어 세라믹 다공체 표면층의 공극으로 확산될 수 있다. 한편 이렇게 확산된 철염은 수산화물로 공극 내에서 침전되어 외부로부터 확산되어 들어오는 중금속 등을 흡착할 수 있게 된다. Since the ceramic porous surface layer of the present invention contains a large amount of water, salts such as iron sulfate therein can be dissolved and diffuse into the pores of the ceramic porous surface layer. On the other hand, the iron salt diffused is precipitated in the pores as a hydroxide to be able to adsorb heavy metals and the like that are diffused from the outside.
3. 양생하는 단계3. curing step
본 발명의 양생하는 단계는 상기에서 제조한 이중층의 다공체를 상온~200℃의 온도에서 양생하여 강도가 발현되도록 하는 단계이다. Curing step of the present invention is a step of curing the porous body of the bilayer prepared above at a temperature of room temperature ~ 200 ℃ to express the strength.
본 발명에서는 흡착제의 성형과 양생에서 공급되는 물로 인해 내부의 철염이 용해되어 외부의 세라믹 다공체 표면층으로 확산되고 이 과정에서 철염은 수산화철로 침전되어 다공체의 벽면에 부착된다. 이렇게 생성된 수산화물은 비표면적이 매우 커서 중금속의 흡착능력을 현저하게 증대시킬 수 있게 된다. In the present invention, due to the water supplied from the molding and curing of the adsorbent, the internal iron salt is dissolved and diffused to the external ceramic porous body surface layer. In this process, the iron salt precipitates with iron hydroxide and adheres to the wall surface of the porous body. The hydroxide thus produced has a very large specific surface area, which can significantly increase the adsorption capacity of heavy metals.
한편, 본 발명에서는 이와 같이 내부의 철염이 용해됨에 따라 세라믹 다공체의 내부에 공동(hollow)이 형성될 수도 있다. 다만, 본 발명은 내부에 공동이 형성된 구조에 반드시 한정되는 것은 아니고 철염의 순도와 용해되는 정도, 그리고 철염의 펠릿제조시에 혼합한 물질에 따라 내부에 공동이 형성될 수도 있고 형성되지 않을 수도 있다.Meanwhile, in the present invention, as the iron salt in the interior is dissolved, a hollow may be formed in the ceramic porous body. However, the present invention is not necessarily limited to the structure in which the cavity is formed, and may or may not be formed in the interior depending on the purity and solubility of the iron salt, and the material mixed at the time of pellet production of the iron salt. .
이와 같이 제조된 본 발명의 중금속 흡착제는 시멘트 및 지오폴리머로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 세라믹 분말로부터 이루어진 세라믹 다공체 표면층; 및 상기 세라믹 다공체 표면층의 안쪽으로 형성된, 수산화철이 세라믹 다공체에 침전되어 형성된 수산화철층;을 포함하는 구조를 가지게 된다. The heavy metal adsorbent of the present invention prepared as described above is a ceramic porous surface layer made of at least one ceramic powder selected from the group consisting of cement and geopolymer; And an iron hydroxide layer formed by depositing iron hydroxide on the ceramic porous body, the inner side of the ceramic porous body surface layer.
본 발명은 이와 같이 흡착제를 세라믹 다공체의 내부에 생성시킴으로써 흡착제의 사용분야를 넓힐 수 있게 되었으며, 또한, 철 수산화물의 흡착능을 이용하여 비소 등을 포함한 중금속을 흡착하는 흡착제를 제조할 수 있게 되었다. 이러한 본 발명의 중금속 흡착제는 세라믹 다공체의 흡착능과 다공체 내부에 생성된 철 수산화물의 흡착능을 동시에 이용할 수 있는 흡착제로써, 폐수 중의 중금속을 흡착하기 위한 흡착제, 중금속으로 오염된 토양으로부터 중금속이 유출되는 것을 방지할 수 있는 유출방지제, 투수성 반응벽체의 벽체재료 등으로 사용될 수 있다. In the present invention, by generating the adsorbent inside the ceramic porous body, the field of use of the adsorbent can be broadened, and the adsorbent for adsorbing heavy metals including arsenic and the like can be manufactured using the adsorbent capacity of the iron hydroxide. The heavy metal adsorbent of the present invention is an adsorbent that can simultaneously use the adsorption capacity of the ceramic porous body and the iron hydroxide produced in the porous body, and is an adsorbent for adsorbing the heavy metal in the wastewater, and prevents heavy metal from leaking from soil contaminated with heavy metal. It can be used as a spill prevention agent, a wall material of a permeable reaction wall, and the like.
본 발명은 시멘트, 지오폴리머 등의 알칼리 활성물질을 사용하는 세라믹 다공체의 내부에 철 수산화물을 생성시킴으로써 비소를 포함한 중금속을 흡착할 수 있는 흡착제를 제조할 수 있다. The present invention can produce an adsorbent capable of adsorbing heavy metals, including arsenic, by generating iron hydroxide inside a ceramic porous body using an alkali active material such as cement or geopolymer.
또한, 본 발명은 세라믹 다공체의 흡착능과 다공체 내부에 생성된 철 수산화물의 흡착능을 동시에 이용할 수 있는 흡착제를 제조할 수 있다. In addition, the present invention can produce an adsorbent that can simultaneously use the adsorption capacity of the ceramic porous body and the adsorption capacity of the iron hydroxide produced in the porous body.
또한, 본 발명은 토양오염분야 또는 광해방지 분야에 사용할 수 있는 중금속 흡착제를 제조할 수 있다. In addition, the present invention can produce a heavy metal adsorbent that can be used in the field of soil pollution or mineral pollution prevention.
또한, 본 발명은 폐수 중의 중금속을 흡착하기 위한 흡착제, 중금속에 오염된 토양으로부터 중금속이 유출되는 것을 방지할 수 있는 유출방지제, 투수성 반응벽체의 벽체재료 등으로 사용할 수 있는 중금속 흡착제를 제조할 수 있다. In addition, the present invention can prepare a heavy metal adsorbent that can be used as an adsorbent for adsorbing heavy metals in waste water, an outflow preventing agent that can prevent heavy metals from leaking from the soil contaminated with heavy metals, wall material of the permeable reaction wall, etc. have.
또한, 본 발명은 매우 간단하고 경제적인 방법으로 중금속 흡착제를 제조할 수 있다. In addition, the present invention can produce a heavy metal adsorbent in a very simple and economical way.
도 1은 본 발명의 중금속 흡착제의 제조방법을 개략적으로 설명하는 공정도이다.
도 2는 본 발명의 중금속 흡착제의 제조방법을 개략적으로 설명하는 공정도이다.
도 3은 본 발명의 실시예 1에서 사용하는 과립기의 개략도이다.
도 4는 본 발명의 실시예 1에서 제조된 중금속 흡착제의 형상을 나타내는 사진이다.
도 5는 본 발명의 실시예 1에서 제조된 중금속 흡착제를 자른 단면도를 나타내는 사진이다.
도 6은 본 발명의 실시예 1에서 제조된 중금속 흡착제의 수산화철층을 SEM 이미지를 나타내는 도이다. 1 is a process diagram schematically illustrating a method for producing a heavy metal adsorbent of the present invention.
Figure 2 is a process diagram schematically illustrating a method for producing a heavy metal adsorbent of the present invention.
3 is a schematic view of a granulator used in Example 1 of the present invention.
Figure 4 is a photograph showing the shape of the heavy metal adsorbent prepared in Example 1 of the present invention.
5 is a photograph showing a cross-sectional view of the heavy metal adsorbent prepared in Example 1 of the present invention.
6 is a view showing an SEM image of the iron hydroxide layer of the heavy metal adsorbent prepared in Example 1 of the present invention.
이하, 본 발명의 내용에 대해 하기 실시예에서 더욱 상세히 설명하지만, 본 발명의 권리범위가 하기 실시예에만 한정되는 것은 아니고, 이와 등가의 기술적 사상의 변형까지 포함한다.Hereinafter, the content of the present invention will be described in more detail in the following examples, but the scope of the present invention is not limited only to the following examples, and includes modifications of equivalent technical ideas.
제조예Manufacturing example : 중금속 흡착제의 제조 : Preparation of Heavy Metal Adsorbent
황산철(Fe2(SO4)3?xH2O)의 분말을 도 3에 도시된 바와 같은 과립기에 넣고 바인더로 물을 분사하며 과립하였다. 과립된 황산철을 건조하고 체질하여 2~4mm크기의 원형 펠릿만을 모았다. The powder of iron sulfate (Fe 2 (SO 4 ) 3 x H 2 O) was put into a granulator as shown in FIG. 3 and granulated by spraying water with a binder. The granulated iron sulfate was dried and sieved to collect only 2-4 mm round pellets.
상기의 펠릿을 도 3에 도시된 바와 같은 과립기에 넣은 후 OPC와 장석을 1:4의 무게비율로 혼합한 분말을 투입하고 물을 분사하여 과립하였다. 과립은 도 4에 도시된 바와 같이 원형으로 제조되었고 크기는 7~12mm였다. 흡착제의 크기에 따라 철염의 표면에 생성된 세라믹 층의 두께가 달라졌다. The pellet was put into a granulator as shown in FIG. 3, and then powder was mixed with OPC and feldspar at a weight ratio of 1: 4, and granulated by spraying water. The granules were made circular as shown in FIG. 4 and were 7-12 mm in size. Depending on the size of the adsorbent, the thickness of the ceramic layer formed on the surface of the iron salt was different.
상기에서 제조한 흡착제 펠릿을 70℃에서 3일간 습윤 양생하였다. 양생된 펠릿을 연마하여 단면의 사진을 촬영하여 도 5에 나타내었다. The adsorbent pellets prepared above were wet cured at 70 ° C. for 3 days. Cured pellets were polished and photographed in cross section, and shown in FIG. 5.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 중금속 흡착제는 철염이 용해되어 세라믹층으로 확산되어 형성된 철 수산화물의 층이 있음을 확인할 수 있었다.As shown in Figure 5, the heavy metal adsorbent of the present invention was confirmed that there is a layer of iron hydroxide formed by dissolving the iron salt is diffused into the ceramic layer.
또한, 상기 철수산화물이 생성된 층을 주사전자현미경(SEM)으로 촬영한 사진을 도 6에 나타내었다. 이에 의하면 세라믹 다공체의 구조를 이루는 입자의 표면에 철 수산화물이 부착되어 성장한 것을 볼 수 있었는데, 이렇게 성장된 수산화물은 비표면적이 매우 커서 현저하게 증대된 흡착능력을 가진다. In addition, a photo taken with a scanning electron microscope (SEM) of the layer of the iron hydroxide is shown in FIG. According to this, it was found that iron hydroxide was attached to the surface of the particles forming the structure of the ceramic porous body and grown. The hydroxide thus grown has a very large specific surface area and has a significantly increased adsorption capacity.
실시예Example : 중금속 흡착제의 중금속 흡착능력 : Heavy metal adsorption capacity of heavy metal adsorbent
본 실시예에서는 상기 제조예에서 제조된 흡착제 펠릿의 중금속 흡착능력을 시험하였다. In this example, the heavy metal adsorption capacity of the adsorbent pellets prepared in Preparation Example was tested.
시험용액은 As, Pb, Cd, Cr, Cu의 중금속을 각 용액에 한 가지 원소씩 10ppm의 농도로 넣어 다섯까지 용액을 제조하였다. 각 용액은 황산을 첨가하여 pH를 3으로 제조하였다.The test solution was prepared by adding heavy metals of As, Pb, Cd, Cr, and Cu to each solution at a concentration of 10 ppm, one element, in each solution. Each solution was prepared at pH 3 by adding sulfuric acid.
상기의 제조예에서 제조한 펠릿을 7, 8, 9, 10, 11, 12mm크기 별로 나누고 상기 용액에 각각 10g/L의 비율로 첨가한 후 3시간 동안 200rpm으로 진탕하였다. 진탕 후에 원심분리하고 상등액을 조사하여 잔류하는 중금속의 양으로부터 흡착능력을 측정하였다.The pellets prepared in Preparation Example were divided into 7, 8, 9, 10, 11, and 12 mm sizes and added to the solution at a rate of 10 g / L, respectively, and shaken at 200 rpm for 3 hours. After shaking, the mixture was centrifuged and the supernatant was examined to determine the adsorption capacity from the amount of heavy metals remaining.
하기의 표 1에는 흡착실험 후 상등액에 잔류하는 중금속의 양과 pH를 측정한 결과를 나타내었다.Table 1 below shows the results of measuring the amount and pH of the heavy metal remaining in the supernatant after the adsorption experiment.
표 1에 나타나는 바와 같이, 세라믹 다공층의 두께가 두꺼울수록 알칼리의 양이 많아지며 pH가 증가하는 것을 볼 수 있었다. 이러한 pH의 증가와 함께 납, 카드뮴, 구리, 크롬의 함량은 낮아져서 흡착되는 정도가 증가함을 알 수 있었으나, 반면 비소의 흡착량은 pH의 증가와 함께 낮아져서 11mm크기의 흡착제는 pH가 10 이상이 되어 비소를 거의 흡착하지 않음을 알 수 있었다. 그러나 8mm크기의 흡착제는 용액의 pH가 약 8 정도로 되어 중성에 가까우며 비소를 비롯한 각 중금속의 흡착량도 많음을 알 수 있었다. 이로부터 본 발명의 중금속 흡착제는 비소, 납, 카드뮴, 크롬, 구리 등의 흡착능력이 있음을 알 수 있었다. As shown in Table 1, the thicker the ceramic porous layer was, the more the amount of alkali was found to increase the pH. As the pH increases, the content of lead, cadmium, copper, and chromium decreases, and the degree of adsorption increases. On the other hand, the adsorption amount of arsenic decreases with the increase of pH. As a result, it was found that the arsenic hardly adsorbed. However, the 8mm sized adsorbent was found to have a pH of about 8, which is close to neutral, and the adsorption amount of each heavy metal including arsenic was also high. From this, it was found that the heavy metal adsorbent of the present invention has adsorption capacity of arsenic, lead, cadmium, chromium, copper and the like.
Claims (7)
상기 펠릿의 표면에 세라믹 다공체 표면층을 형성하여 이중층의 다공체를 형성하는 단계; 및
상기 다공체를 상온~200℃에서 양생하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 중금속 흡착제의 제조방법.Preparing the iron salt into pellets having a particle size of 2 mm or more;
Forming a porous porous body layer on the surface of the pellet to form a porous body of a double layer; And
Method for producing a heavy metal adsorbent comprising the step of curing the porous body at room temperature ~ 200 ℃.
펠릿 제조 후,
상기 펠릿을 건조하는 단계를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 중금속 흡착제의 제조방법.The method of claim 1,
After pelleting,
Method for producing a heavy metal adsorbent characterized in that it further comprises the step of drying the pellets.
상기 철염은 황산철염 또는 염화철염인 것을 특징으로 하는 중금속 흡착제의 제조방법.The method of claim 1,
The iron salt is a method for producing a heavy metal adsorbent, characterized in that the iron sulfate or iron chloride.
상기 세라믹 다공체 표면층은,
시멘트 및 지오폴리머로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 세라믹 분말을 상기 펠릿 표면에 뿌리며 과립하여 형성되는 것을 특징으로 하는 중금속 흡착제의 제조방법.The method of claim 1,
The ceramic porous surface layer,
A method for producing a heavy metal adsorbent, characterized in that the granules are formed by spraying at least one ceramic powder selected from the group consisting of cement and geopolymer on the surface of the pellets.
상기 다공체는 입자크기 6mm이상의 구형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 중금속 흡착제의 제조방법.The method of claim 1,
The porous body is a method for producing a heavy metal adsorbent, characterized in that formed in a sphere having a particle size of 6mm or more.
상기 양생하는 단계에서,
상기 철염이 용해되어 상기 세라믹 다공체 표면층에 수산화철로 침전되어 수산화철층이 형성되는 것을 특징으로 하는 중금속 흡착제의 제조방법. The method of claim 1,
In the curing step,
The iron salt is dissolved and precipitated with iron hydroxide on the surface layer of the ceramic porous body is a method for producing a heavy metal adsorbent, characterized in that the iron hydroxide layer is formed.
상기 세라믹 다공체 표면층의 안쪽으로 형성된, 수산화철이 세라믹 다공체에 침전되어 형성된 수산화철층;을 포함하는 것을 특징으로 하는 중금속 흡착제.A ceramic porous surface layer made of at least one ceramic powder selected from the group consisting of cement and geopolymers; And
And an iron hydroxide layer formed by depositing iron hydroxide on the ceramic porous body, the inner side of the ceramic porous body surface layer.
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