KR20130073500A - 농축해수를 이용한 해수마그네시아 제조방법 - Google Patents
농축해수를 이용한 해수마그네시아 제조방법Info
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Abstract
본 발명의 일측면인 농축해수를 이용한 해수 마그네시아 제조방법은 해수 담수화처리된 농축해수를 얻는 단계, 상기 농축해수를 탈탄산하는 단계, 상기 탈탄산 공정을 거친 농축해수의 상등액에 침전제를 첨가하여 침전물을 형성시키는 단계, 상기 침전물은 분리기를 통하여 수산화마그네슘을 분리시키는 단계 및 상기 수산화마그네슘을 소성하는 단계를 포함한다.
Description
본 발명은 농축해수를 이용한 해수마그네시아 제조방법에 관한 것이다.
내화물의 원료로 마그네시아를 얻는 공정 중 해수중의 마그네슘 이온을 추출하여 만든 산화물을 해수마그네시아라고 한다. 이와 같이 해수를 이용하여 마그네시아를 얻는 공정은 해수 속에 들어있는 중탄산이온, 황산염 이온과 같은 해수마그네시아의 순도 저하를 일으킬 만한 이온들은 제거 한 후 소결하여 해수마그네시아를 얻었다.
도 2에 나타난 바와 같이, 종래의 해수 마그네시아 제조공정에 있어서, 해수와 소석회유를 반응시키면 해수중의 마그네슘 이온이 소석회유의 수산화 칼슘(Ca(OH)2)와 반응하여 수산화 마그네슘(Mg(OH)2)이 되어 침전물로 석출되고, 석회유 즉 수산화칼슘 중 칼슘 이온은 해수 중 염소 이온과 반응하여 염화칼슘(CaCl2) 형태로 반응 종결 후 상등액 내에 용해되어 있으므로 여과를 거치면 쉽게 수산화마그네슘과 분리되고, 이 수산화 마그네슘을 소성하여 수산화 마그네슘을 제조하게 된다.
그러나, 해수 속에 들어있는 중탄산이온, 황산염 이온과 같은 해수마그네시아의 순도 저하를 일으킬 만한 이온들이 반응하여 제거하는 공정 중 해수 속에 들어있는 마그네슘이온 또한 반응이 일어나 많은 양의 해수마그네시아 확보가 어렵다.
본 발명의 일측면은 생산성이 높고, 공정이 단순한 해수마그네시아 제조방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일측면은 해수마그네시아 제조 방법에 있어서, 해수를 처리하여 담수를 제조하는 해수담수화 공정에서 발생되는 농축해수를 탈탄산하는 단계, 상기 탈탄산 공정을 거친 농축해수의 상등액에 침전제를 첨가하여 수산화마그네슘을 침전시키는 단계, 상기와 같이 수산화마그네슘이 침전된 상등액에서 고액분리기에 의해 수산화마그네슘을 분리시키고 수산화마그네슘이 분리된 상등액을 나노필터로 농축수와 처리수로 여과하는 단계 및 상기와 같이 분리된 수산화마그네슘을 소성하는 단계를 포함하는 농축해수를 이용한 해수 마그네시아 제조방법을 제공한다.
덧붙여 상기한 과제의 해결수단은, 본 발명의 특징을 모두 열거한 것은 아니다. 본 발명의 다양한 특징과 그에 따른 장점과 효과는 아래의 구체적인 실시형태를 참조하여 보다 상세하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 의하면, 해수담수화 공정에서 발생되는 농축해수를 사용하고, 고액분리기를 사용함으로써 해수마그네시아를 높은 생산성 및 단순한 공정으로 제조할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 나노필터 농축수를 담수에 공급하여 담수의 pH를 제어할 수 있다.
도 1은 본 발명에 의한 해수마그네시아 회수 공정을 나타낸 흐름도이다.
도 2는 종래의 방법에 의한 해수마그네시아 회수 공정을 나타낸 흐름도이다.
도 3은 일반해수를 사용하여 해수마그네시아를 회수한 경우 (a)와 농축해수를 사용하여 해수마그네시아를 회수한 경우(b)의 Mg, Ca, B거동을 나타낸 그래프이다.
도 2는 종래의 방법에 의한 해수마그네시아 회수 공정을 나타낸 흐름도이다.
도 3은 일반해수를 사용하여 해수마그네시아를 회수한 경우 (a)와 농축해수를 사용하여 해수마그네시아를 회수한 경우(b)의 Mg, Ca, B거동을 나타낸 그래프이다.
본 발명자들은 생산비 절감 및 해수마그네시아의 생산성을 향상시키기 위하여 연구를 행한 결과, 해수담수화 공정에서 발생되는 농축해수를 이용함으로써, 많은 양의 해수마그네시아의 생산이 가능하고, 고액분리기를 이용함으로써, 수산화마그네슘 침전공정의 개선을 가능하게 하고, 고액분리기의 상등액을 나노필터로 여과하여 농축수를 담수에 공급함으로써, 담수의 부식성을 개선시킬 수 있음을 확인하고 본 발명에 이르게 되었다.
이하, 도 1을 참고하여, 본 발명의 일측면인 농축해수를 이용한 해수마그네시아 제조방법에 대하여 상세히 설명한다.
본 발명에서 이용하는 농축해수는 통상적인 해수담수화공정에서 배출되는 농축해수다. 상기 농축해수는 도 3에 나타난 바와 같이, 마그네슘을 비롯한 이온들의 함량이 높아 적은량의 농축해수를 가지고 다량의 해수마그네시아를 얻을 수 있다. 이때 얻어지는 농축해수는 해수담수화 설비에서 담수와 분리된 농축해수를 이용하는 것이 바람직하다.
상기 해수담수화 설비는 역삼투압식 해수담수화 공정(SWRO: SeaWater Reverse Osmosis)을 통하여 담수와 분리된 농축해수를 이용하는 것이 보다 바람직하다.
상기와 같이 준비된 농축해수는 마그네시아의 순도를 향상시키기 위하여 탈탄산 공정을 행한다. 탈탄산 공정을 수행하기 위하여 본 발명에서는 Ca(OH)2 및 NaOH 등과 같은 수산화이온기를 갖는 첨가제를 사용한다.
해수마그네시아 제조용 농축해수에 수산화이온기를 갖는 첨가제를 투입하면 HCO3-와 같은 중탄산이온이 첨가제와 반응하여 침전물을 형성한다. 예를 들면, 첨가제로서 Ca(OH)2를 첨가하면 HCO3-와 같은 중탄산이온이 반응하여 CaCO3 침전물을 형성한다. 또한 이때, 마그네슘 일부가 같이 석출될 수 있지만 중탄산 이온 등의 이온이 먼저 반응하여 침강되기 때문에 마그네슘 순도 영향을 적게 미친다.
또한, 농축해수 1l당 침전제는 10~15%가 포함되는 것이 바람직하며, 상기 탈탄산 공정의 교반시간은 5~15분인 것이 바람직하다.
이후, 상기 CaCO3 등의 침전물이 제거된 탈탄산 공정을 거친 상등액에 첨가제를 첨가하여 수산화마그네슘을 침전시킨다. 상기 침전제로는 수산화이온기를 갖는 첨가제를 사용하며, 바람직한 첨가제는 Ca(OH)2 및 NaOH 중 1종 이상이다.
다음에, 상기와 같이 수산화마그네슘이 침전된 상등액에서 고액분리기에 의해 수산화마그네슘을 분리시키고 수산화마그네슘이 분리된 상등액을 나노필터로 농축수와 처리수로 여과한다.
상기 침전된 수산화마그네슘은 예를 들면, 0.3~5㎛의 입경 및 2~5㎛의 평균입경을 갖고 슬러리 형태로 분산되어 있다. 따라서, 종래와 같이 수산화마그네슘을 분리하기 위하여 침전지를 사용하는 경우에는 침전이 용이하지 않아 침전조의 크기가 비대해지는 문제가 있다. 따라서, 본 발명에서는 고액분리기를 사용함으로써, 수산화마그네슘 분리를 용이하게 할 수 있다.
한편, 해수 담수화 처리 공정에서 농축해수와 담수가 생산되는데, 이때 생산되는 담수에는 이온이 거의 존재하지 않고 pH 또한 낮아 부식성이 커 사용하는데 있어서 제한적이다. 본 발명의 일 구현례에서는 상기 수산화마그네슘이 분리된 상등액을 나노필터로 여과하여 얻은 농축수를 담수에 공급함으로써, 담수의 pH를 제어하여 부식성을 개선시킬 수 있다.
상기 나노필터로 여과하여 얻은 농축수에는 Ca 나 Mg 등의 2가 이온이 함유되어 있어 나노필터 농축수를 담수에 공급하는 경우 담수의 pH를 상승시킬 수 있다. 상기 나노필터에서 처리된 처리수는 방류된다.
다음에, 상기와 같이 분리된 수산화마그네슘을 소성하여 해수마그네시아를 제조한다.
Claims (5)
- 해수마그네시아 제조 방법에 있어서,
해수를 처리하여 담수를 제조하는 해수담수화 공정에서 발생되는 농축해수를 탈탄산하는 단계;
상기 탈탄산 공정을 거친 농축해수의 상등액에 침전제를 첨가하여 수산화마그네슘을 침전시키는 단계;
상기와 같이 수산화마그네슘이 침전된 상등액에서 고액분리기에 의해 수산화마그네슘을 분리시키고 여과하는 단계; 및
상기와 같이 분리된 수산화마그네슘을 소성하는 단계를 포함하는 농축해수를 이용한 해수 마그네시아 제조방법.
- 제 1항에 있어서,
상기 해수 담수화 공정이 역삼투압식 해수담수화 공정인 것을 특징으로 하는 농축해수를 이용한 해수 마그네시아 제조방법.
- 제 1항에 있어서,
상기 침전제는 Ca(OH)2, NaOH 중 1종 이상을 사용하는 것을 특징으로 하는 해수 마그네시아 제조방법.
- 제 1항에 있어서,
상기 수산화마그네슘이 분리된 상등액을 나노필터로 농축수와 처리수로 여과하는 단계를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 해수 마그네시아 제조방법.
- 제 4항에 있어서,
상기 나노필터 농축수는 상기 담수에 공급되는 것을 특징으로 하는 해수 마그네시아 제조방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020110141377A KR20130073500A (ko) | 2011-12-23 | 2011-12-23 | 농축해수를 이용한 해수마그네시아 제조방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| KR1020110141377A KR20130073500A (ko) | 2011-12-23 | 2011-12-23 | 농축해수를 이용한 해수마그네시아 제조방법 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20130073500A true KR20130073500A (ko) | 2013-07-03 |
Family
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020110141377A Ceased KR20130073500A (ko) | 2011-12-23 | 2011-12-23 | 농축해수를 이용한 해수마그네시아 제조방법 |
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| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20130073500A (ko) |
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-
2011
- 2011-12-23 KR KR1020110141377A patent/KR20130073500A/ko not_active Ceased
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