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논문 상세정보

표면활성유리에의 결정석출을 이용한 용액중 황산염 이온 제거

${SO_4}^{2-}$ ion Removal from Solution by Crystal Precipitation on Surface Active Glasses

초록

폐수 중에 존재하는 황산염 이온은 여러 금속 이온과의 반응으로 폐수 운송관 내에서 스케일 현상을 일으켜 문제점을 발생시킬 수 있다. 본 실험에서는 여러 조성의 표면활성유리를 이용하여 산성 용액 중에 있는 황산염 이온을 제저하려 하였다. pH 1~4까지의 황산염 이온이 함유된 산성 용액과 $SiO_2-Na_2O-B_2O_3-RO$(R=Mg, Ca, Sr, Ba)계조성의 표면활성유리를 여러 시간 반응시킨 후 표면을 XRD,SEM으로 관찰하였고 용액내에 존재하는 모든 이온을 정량 분석하였다. 용액 중의 황산염 이온은 유리에서 공급한 2가 양이온과 결합하여 유리 표면에 황산염 결정으로 석출되면서 용액으로부터 제거되었다. 이들 황산염 이온 제거 능률은 유리표면에 석출되는 황산염 결정의 용해도곱 상수와 큰 연관을 갖고 있었으며, MgO가 포함된 유리에서는 황산염 결정 석출이 크지 않은 반면 SrO, BaO를 함유한 유리조성에서는 황산염 결정 석출이 쉬워서 황산염 이온 제거 효율이 매우 높게 나타났다.

Abstract

${SO_4}^{2-}$ ions present in industrial waste water if combined with other metal ions in the water can cause serious scale problem in a transporting pipe. In this study therefore ${SO_4}^{2-}$ ions in an acidic solution have been removed by using surface active glasses. Glasses with various compositions of $SiO_2-Na_2O-B_2O_3-RO$ (R=Mg, Ca, Sr, Ba) system were reacted in a ${SO_4}^{2-}$ ion-containing solution with various pHs ranging from 1 to 4 for various time the reacted glass surfaces were analyzed by XRD and SEM and all ions in the reacted solution were also measured ${SO_4}^{2-}$ ions in the solution were combined with divalent ions leached out of glass and precipitated on the glass surface as sulfate crystals. In this was the surface ion could be removed from the acidic solution. The sulfate ion removal capacity is closely related to the solubility product con-stants of the newly formed sulfate crystals. Almost no sulfate crystal was formed on the MgO-containing glass while sulfate crystals were easily formed on the glass containing either SrO or BaO This indicates that those glasses have strong removal efficiency of ${SO_4}^{2-}$ ions from the solution.

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