알루미늄 드로스는 알루미늄 용해 공정에서 용탕 표면에 발생하는 산화물 덩어리로서, Salt 유무에 따라 화이트드로스와 블랙드로스로 구분된다. 화이트드로스의 경우 금속 함량이 높아 용해 공정으로 재활용 되지만, 블랙드로스는 금속 함량이 낮고 성분 분리가 어려워 대부분 매립 처리되며, 물과 반응하면 가스와 발열 반응이 일어나 토양오염의 원인으로 작용한다. 하지만 블랙드로스에는 NaCl과 KCl과 같은 Salt 성분과, $Al_2O_3$, MgO와 같은 무기소재가 포함되어 있어 이러한 유가자원을 회수하고 소재화하는 기술 연구가 필요하다. 본 연구에서는 알루미늄 블랙드로스를 재활용하기 위한 공정을 제시하였다. 파쇄-용해(Dissolution)-고액분리-감압증발을 거치는 공정을 통하여 블랙드로스에 존재하는 무기물과 용해성 물질을 분리하였다. 물과 블랙드로스 함량을 제어하여 조건에 따라 분리물의 회수율을 최적화하였으며, 블랙드로스:물 비율이 1:9 일 때 91 wt.%의 Salt flux 회수율을 보임을 확인하였다. 추가적으로, 회수된 무기물을 이용한 제올라이트의 합성을 통하여 블랙드로스의 소재화 가능성을 확인하였다.
알루미늄 드로스는 알루미늄 용해 공정에서 용탕 표면에 발생하는 산화물 덩어리로서, Salt 유무에 따라 화이트드로스와 블랙드로스로 구분된다. 화이트드로스의 경우 금속 함량이 높아 용해 공정으로 재활용 되지만, 블랙드로스는 금속 함량이 낮고 성분 분리가 어려워 대부분 매립 처리되며, 물과 반응하면 가스와 발열 반응이 일어나 토양오염의 원인으로 작용한다. 하지만 블랙드로스에는 NaCl과 KCl과 같은 Salt 성분과, $Al_2O_3$, MgO와 같은 무기소재가 포함되어 있어 이러한 유가자원을 회수하고 소재화하는 기술 연구가 필요하다. 본 연구에서는 알루미늄 블랙드로스를 재활용하기 위한 공정을 제시하였다. 파쇄-용해(Dissolution)-고액분리-감압증발을 거치는 공정을 통하여 블랙드로스에 존재하는 무기물과 용해성 물질을 분리하였다. 물과 블랙드로스 함량을 제어하여 조건에 따라 분리물의 회수율을 최적화하였으며, 블랙드로스:물 비율이 1:9 일 때 91 wt.%의 Salt flux 회수율을 보임을 확인하였다. 추가적으로, 회수된 무기물을 이용한 제올라이트의 합성을 통하여 블랙드로스의 소재화 가능성을 확인하였다.
The aluminum dross is oxide generated on the surface of the molten metal during the aluminum melting process and it is divided into white dross and black dross according to presence of the Salt flux. White dross has high metal content and is recycled via the melting process. Black dross is largely b...
The aluminum dross is oxide generated on the surface of the molten metal during the aluminum melting process and it is divided into white dross and black dross according to presence of the Salt flux. White dross has high metal content and is recycled via the melting process. Black dross is largely berried, because the it has a low metal content and difficulty in separating the components. Black dross contains a salt components such as NaCl and KCl, and inorganic materials such as $Al_2O_3$ and MgO, and it is necessary to study the technology to recover and recycle such valuable resources. In this study, a process for recycling aluminum black dross was proposed. The inorganic and soluble substances present in the black dross were separated through crushing-dissolution-solid/liquid separation-decompression evaporating. By controlling the ratio of water and black dross, the recovery condition of the separated product was optimized and we confirmed the highest Salt flux recovery efficiency 91 wt.% at black dross:water ratio 1:9. Finally, Through the synthesis of zeolite using recovered ceramic material, the materialization possibility of black dross was confirmed.
The aluminum dross is oxide generated on the surface of the molten metal during the aluminum melting process and it is divided into white dross and black dross according to presence of the Salt flux. White dross has high metal content and is recycled via the melting process. Black dross is largely berried, because the it has a low metal content and difficulty in separating the components. Black dross contains a salt components such as NaCl and KCl, and inorganic materials such as $Al_2O_3$ and MgO, and it is necessary to study the technology to recover and recycle such valuable resources. In this study, a process for recycling aluminum black dross was proposed. The inorganic and soluble substances present in the black dross were separated through crushing-dissolution-solid/liquid separation-decompression evaporating. By controlling the ratio of water and black dross, the recovery condition of the separated product was optimized and we confirmed the highest Salt flux recovery efficiency 91 wt.% at black dross:water ratio 1:9. Finally, Through the synthesis of zeolite using recovered ceramic material, the materialization possibility of black dross was confirmed.
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문제 정의
고액분리 후 Cake내 함수량과Salt flux의 함량은 세라믹 Cake와 Salt flux 용액의회수율과 밀접한 관련이 있으므로, 고액분리 특성에 매우 중요한 지표가 될 수 있다. 따라서 본 연구에서는블랙드로스:물 비율을 제어하여 고액분리 특성을 평가하는 실험을 진행하였다. Fig.
따라서, 본 연구에서는 블랙드로스의 재자원화를 위한 전반적인 공정 시스템을 제안하였다. 파분쇄-용해(Dissolution)-고액분리-감압증발을 통하여 세라믹 Cake와 Salt flux 수용액을 효과적으로 분리하였으며, 용해시간과 블랙드로스:물 비율을 제어하여 세라믹 Cake의함수량과 Salt flux 회수량 등을 확인하였다.
본 연구에서는 Ball type 알루미늄 블랙드로스를 이용하여 세라믹과 Salt flux을 분리하는 시스템 구성 연구를 진행하였다. Fig.
제안 방법
고액분리 실험에서 블랙드로스:물 비율 조건 선정은 Salt flux 회수율 90 wt.% 이상 확보를 위해 수행한 기초 실험 진행 결과를 바탕으로 조건을 선정하였으며 용해공정 실험 조건 보다 물 함량이 높은1:3, 1:6, 1:9 비율로 실험을 진행하였다. 물의 비율이증가할수록 Cake내 존재하는 염분 함량은 1:3 조건일때 9.
MP-AES (Micro-wave plasma-atomic emission, MP-AES 4100, Agilent) 를 이용하여 가수용해 후 용액 내 Salt flux 함량을 정량적으로 분석하였으며, 제올라이트 분말의 미세구조는FE-SEM (Field Emission Scanning Electron Microscope, JSM –7100F, JEOL)를 이용하여 관찰하였다.
조건에 따른 용해특성 변화를 확인하기 위하여, 블랙드로스 50 g와 증류수 (50, 75, 100, 125, 150 mL)를 혼합한 용액을 200 RPM으로 교반하여 실험을 진행하였으며, 블랙드로스:물 조건에 따른 고액분리 특성을 평가하기 위하여, 알루미늄 블랙드로스 2 kg 기준으로 슬러리를 제조한 후 자체 제작한 필터프레스를 이용하여 고액분리 하였다. 고상 Salt flux의 회수를 위한 감압증발은 1:9 조건으로 고액분리한 100 mL Salt 수용액을각각 -0.02 MPa, -0.04 MPa, -0.06 MPa -0.08 MPa로 감압된 분위기에서 각각 80 ℃, 90 ℃, 100℃ 조건별로 가열하였다. 고액분리에서 얻어진 세라믹 Cake의소재화 가능성 실험을 위하여, 세라믹 Cake 분말과 파쇄된 폐유리 분말이 2:1 비율로 혼합된 세라믹 분말을제조하여 제올라이트를 합성하는 실험을 추가적으로 진행하였다.
08 MPa로 감압된 분위기에서 각각 80 ℃, 90 ℃, 100℃ 조건별로 가열하였다. 고액분리에서 얻어진 세라믹 Cake의소재화 가능성 실험을 위하여, 세라믹 Cake 분말과 파쇄된 폐유리 분말이 2:1 비율로 혼합된 세라믹 분말을제조하여 제올라이트를 합성하는 실험을 추가적으로 진행하였다. 제조된 세라믹 분말을 1 M NaOH 수용액50 mL와 함께 10분 동안 교반 후 수열반응기에서 48시간동안 90 ℃에서 반응시켜 제올라이트를 합성하였으며, 합성된 제올라이트 분말은 증류수로 3회 세척하여80 ℃로 설정된 오븐에서 24시간 동안 건조하였다.
본 연구에서는 파쇄-용해-고액분리-감압증발을 거치는연속공정을 통하여 알루미늄 블랙드로스 내 세라믹 성분과 Salt flux를 분리하고 회수하는 공정을 제시하였으며, 각 공정에 따른 조건 제어를 통하여 회수율에 밀접한 관련이 있는 요소들(Salt 용해율, Cake 내 함수량,염분량, 감압증발 속도) 의 특성 평가를 실시하였다. 블랙드로스:물의 비율에 따라 Salt 용해율과 Cake 내 함수량, 염분량을 평가한 결과, 물의 함량이 높을수록 용해율 및 함수량은 증가하는 반면, Cake 내 염분량은감소하는 경향을 확인할 수 있었으며, 1:9 비율에서 최대 약 91 wt.
본 실험에서 사용한 블랙드로스는 둥근 구 형상으로 지름이 10-40 mm 가량으로 구성되어 있으며, Salt 성분과 불용성 성분이 혼재된 형태로 존재하였다. 블랙드로스의 Salt 성분과 불용성 성분의 정확한 구성비를 확인하기 위하여, 블랙드로스와 물의 비율을 10 : 1로 하여 모든 Salt flux가 용해되도록 8시간 동안 충분히 교반하였다. 교반된 시료는 고액분리하여 물에 용해된 Salt flux 용액을 MP-AES기기를 이용하여 정량분석 하였으며, 구성비 함량은 5번 반복 실험을 통해 평균을 계산하였다.
블랙드로스 내 세라믹 Cake와 Salt flux를 분리하고 회수하는공정은 크게 파쇄-용해-고액분리-감압증발 공정으로 이루어지며, 블랙드로스의 파쇄 공정을 위한 장비는 컷 밀(Cut Mill, Pulverisette 19, Fritsch)을 이용하였다. 조건에 따른 용해특성 변화를 확인하기 위하여, 블랙드로스 50 g와 증류수 (50, 75, 100, 125, 150 mL)를 혼합한 용액을 200 RPM으로 교반하여 실험을 진행하였으며, 블랙드로스:물 조건에 따른 고액분리 특성을 평가하기 위하여, 알루미늄 블랙드로스 2 kg 기준으로 슬러리를 제조한 후 자체 제작한 필터프레스를 이용하여 고액분리 하였다. 고상 Salt flux의 회수를 위한 감압증발은 1:9 조건으로 고액분리한 100 mL Salt 수용액을각각 -0.
파분쇄-용해(Dissolution)-고액분리-감압증발을 통하여 세라믹 Cake와 Salt flux 수용액을 효과적으로 분리하였으며, 용해시간과 블랙드로스:물 비율을 제어하여 세라믹 Cake의함수량과 Salt flux 회수량 등을 확인하였다. 최종적으로 회수된 세라믹 Cake와 Salt flux는 성분 분석을 통하여 결정상과 성분 함량 등을 확인하였으며, 세라믹Cake의 기능성 소재화 가능성을 확인하기 위하여 수열합성 방법을 이용하여 제올라이트(Chabazite) 를 제조하는 기초 실험을 진행하였다.
따라서, 본 연구에서는 블랙드로스의 재자원화를 위한 전반적인 공정 시스템을 제안하였다. 파분쇄-용해(Dissolution)-고액분리-감압증발을 통하여 세라믹 Cake와 Salt flux 수용액을 효과적으로 분리하였으며, 용해시간과 블랙드로스:물 비율을 제어하여 세라믹 Cake의함수량과 Salt flux 회수량 등을 확인하였다. 최종적으로 회수된 세라믹 Cake와 Salt flux는 성분 분석을 통하여 결정상과 성분 함량 등을 확인하였으며, 세라믹Cake의 기능성 소재화 가능성을 확인하기 위하여 수열합성 방법을 이용하여 제올라이트(Chabazite) 를 제조하는 기초 실험을 진행하였다.
제조된 세라믹 분말을 1 M NaOH 수용액50 mL와 함께 10분 동안 교반 후 수열반응기에서 48시간동안 90 ℃에서 반응시켜 제올라이트를 합성하였으며, 합성된 제올라이트 분말은 증류수로 3회 세척하여80 ℃로 설정된 오븐에서 24시간 동안 건조하였다. 파쇄 후 블랙드로스의 입도는 PSA (Particle Size Analysis, Bluewave, Microtrac)를 이용하여 분석하였으며, 고액분리 후 Cake 내 함수량을 측정은 TGA (Thermogravimetric/Differential Thermal Analysis, TG8121, Rigaku)를 이용하여 10 ℃/min 조건에서 상온에서부터 120 ℃까지 측정하였다. MP-AES (Micro-wave plasma-atomic emission, MP-AES 4100, Agilent) 를 이용하여 가수용해 후 용액 내 Salt flux 함량을 정량적으로 분석하였으며, 제올라이트 분말의 미세구조는FE-SEM (Field Emission Scanning Electron Microscope, JSM –7100F, JEOL)를 이용하여 관찰하였다.
MP-AES (Micro-wave plasma-atomic emission, MP-AES 4100, Agilent) 를 이용하여 가수용해 후 용액 내 Salt flux 함량을 정량적으로 분석하였으며, 제올라이트 분말의 미세구조는FE-SEM (Field Emission Scanning Electron Microscope, JSM –7100F, JEOL)를 이용하여 관찰하였다. 파쇄된블랙드로스 분말과 회수된 Cake, Salt flux 분말, 제조된 제올라이트의 상 분석을 XRD (X-ray diffractometer, SmartLab, Rigaku)를 이용하여 실시하였으며, Salt flux의 순도는 XRF (X-ray florescence, XRF-1800, SHIMADZU) 장비를 이용하여 분석하였다.
폐유리 분말을 Si source로 이용하여 제올라이트를 합성하는 기존의 연구는 수행된 바 있으나, Al dross와 폐유리를 혼합하여 제올라이트의 전구체로사용하는 연구는 전무하다10). 폐유리 분말과 본 연구에서 회수한 세라믹 Cake와 혼합하여 수열합성 방법으로제올라이트를 합성하여 세라믹 Cake의 소재화를 위한기초 실험을 실시하였다. XRD와 SEM 분석 결과를 보면, 수열합성 후 분말에서 제올라이트 일종인 Chabazite피크가 관찰됨을 확인할 수 있으며, 이는 꽃잎형태의 결정구조를 가지며 존재하는 것을 확인할 수 있다.
대상 데이터
1은 본 연구에서 수행한 블랙드로스 재활용 공정도를 나타낸다. 본 실험에서 사용한 블랙드로스는 둥근 구 형상으로 지름이 10-40 mm 가량으로 구성되어 있으며, Salt 성분과 불용성 성분이 혼재된 형태로 존재하였다. 블랙드로스의 Salt 성분과 불용성 성분의 정확한 구성비를 확인하기 위하여, 블랙드로스와 물의 비율을 10 : 1로 하여 모든 Salt flux가 용해되도록 8시간 동안 충분히 교반하였다.
데이터처리
블랙드로스의 Salt 성분과 불용성 성분의 정확한 구성비를 확인하기 위하여, 블랙드로스와 물의 비율을 10 : 1로 하여 모든 Salt flux가 용해되도록 8시간 동안 충분히 교반하였다. 교반된 시료는 고액분리하여 물에 용해된 Salt flux 용액을 MP-AES기기를 이용하여 정량분석 하였으며, 구성비 함량은 5번 반복 실험을 통해 평균을 계산하였다. 블랙드로스 내 세라믹 Cake와 Salt flux를 분리하고 회수하는공정은 크게 파쇄-용해-고액분리-감압증발 공정으로 이루어지며, 블랙드로스의 파쇄 공정을 위한 장비는 컷 밀(Cut Mill, Pulverisette 19, Fritsch)을 이용하였다.
성능/효과
26 wt.% 정도 관찰되었으나,알루미늄 주조 공정에서 블랙드로스가 Salt flux로 재활용 된다는 점을 볼 때, 실제 공정에서 충분히 적용 가능할 것으로 판단된다. 최종적으로 블랙드로스로부터 고액분리 공정과 감압증발 공정을 거친 Salt flux는 99.
45 wt.%로 크게 감소하는 경향을 확인 할 수 있으며, 이는 물 함량이 증가할수록 불용성 물질과 용해성 물질의 분리가 용이할수 있음을 시사한다. 함수량의 경우, 물 함량이 증가함에 따라 증가하는 경향을 관찰 할 수 있으나, 이는 Air blowing time등으로 변동될 수 있으므로, 작동 조건으로 제어가 가능하다.
5 wt.%로 확인되었으나, 처음 분석 원료와 실제 실험 시 사용 원료의 Salt 함량차이로 인한 결과로 판단된다. Table 2는 회수된 Salt flux 분말의 순도를 확인하기 위하여 XRF 분석을 실시한 결과이다.
%, 1:3 조건에서 100 wt.%의 용해도가 계산되었으며, 모든 조건에서 5분 내에 90%에 가까운 Salt flux가 용해됨을 확인하였다. 물의 함량이 높아질수록 용액 내 포함되어 있는 Salt flux 함량이 급격하게 감소하는 것을 확인할수 있었으며, 물의 함량이 낮을수록 높은 발열과 가스발생으로 인한 위험성이 증가하므로 실제 고액분리 공정에서는 이러한 요소들을 고려하여 적절한 반응 조건의 선택이 중요할 것으로 예상된다9).
2는 본 연구에서 사용한 블랙드로스의 XRD 분석결과와 파쇄 전 블랙드로스, 파쇄 후 블랙드로스 분말의 형상을 나타낸다. XRD 분석결과, 블랙드로스 내에는 KCl과 NaCl과 같은 용해성 물질과 함께 불용해 성 물질인 MgO와 MgAl2O4와 같은 성분이 혼재되어있는 것을 확인할 수 있었다. 이러한 Ball-Type 블랙드로스의 용해공정과 고액분리 공정을 효과적으로 수행하기 위해서는 균일한 크기로 드로스를 미립화 하는 과정이 필요할 것으로 예상되었으며, 염화물과 산화물로 구성된 드로스의 특성상 취성이 강하므로, 전단력으로 취성이 높은 재료의 균일한 파쇄가 가능한 Cut Mill을이용하여 파쇄를 실시하였다[8], Fig.
폐유리 분말과 본 연구에서 회수한 세라믹 Cake와 혼합하여 수열합성 방법으로제올라이트를 합성하여 세라믹 Cake의 소재화를 위한기초 실험을 실시하였다. XRD와 SEM 분석 결과를 보면, 수열합성 후 분말에서 제올라이트 일종인 Chabazite피크가 관찰됨을 확인할 수 있으며, 이는 꽃잎형태의 결정구조를 가지며 존재하는 것을 확인할 수 있다. 제올라이트의 한 종류인 Chabazite는 높은 중금속 이온 교환능을 가지고 있는 것으로 알려져 있으며, 단일상으로합성될수록 더욱 효율적으로 알려져 있다11,12).
가열부에서 기화된 용액은냉각부에서 액화되어 회수부에서 모여지며, 최종적으로가열부에서 Salt flux 분말들이 모여진다. 감압증발을 통하여 회수한 분말의 XRD 분석결과를 확인하여 보면,예상한 바와 같이 KCl, NaCl 결정으로 나타났으며, 그 외에 불용성 물질에 대한 피크는 관찰할 수 없음을 확인할 수 있다. 조건에 따른 감압증발 완료 시간 경향을보면, 높은 온도와 압력을 인가할수록 공정 시간을 단축시킬 수 있으나, 온도 80 ℃ 이하, 0.
%의 Salt flux 회수율을 계산할 수 있었다. 고액분리 공정에서 슬러리의 물 함량이 높을수록, Cake 내 함수량은 증가하나, Salt 함량은 감소하는 것으로 나타났으며, 감압증류 공정에서는 온도와 압력이높을수록 빠르게 감압증류가 완료되는 현상을 확인할수 있었으나, 0.04 MPa, 80 ℃ 이하의 조건에서는 감압증발이 가능하지 않았다. 감압증발을 통한 고상 Salt flux회수율은 평균 99.
본 연구에서는 파쇄-용해-고액분리-감압증발을 거치는연속공정을 통하여 알루미늄 블랙드로스 내 세라믹 성분과 Salt flux를 분리하고 회수하는 공정을 제시하였으며, 각 공정에 따른 조건 제어를 통하여 회수율에 밀접한 관련이 있는 요소들(Salt 용해율, Cake 내 함수량,염분량, 감압증발 속도) 의 특성 평가를 실시하였다. 블랙드로스:물의 비율에 따라 Salt 용해율과 Cake 내 함수량, 염분량을 평가한 결과, 물의 함량이 높을수록 용해율 및 함수량은 증가하는 반면, Cake 내 염분량은감소하는 경향을 확인할 수 있었으며, 1:9 비율에서 최대 약 91 wt.%의 Salt flux 회수율을 계산할 수 있었다.
XRD 분석결과, 블랙드로스 내에는 KCl과 NaCl과 같은 용해성 물질과 함께 불용해 성 물질인 MgO와 MgAl2O4와 같은 성분이 혼재되어있는 것을 확인할 수 있었다. 이러한 Ball-Type 블랙드로스의 용해공정과 고액분리 공정을 효과적으로 수행하기 위해서는 균일한 크기로 드로스를 미립화 하는 과정이 필요할 것으로 예상되었으며, 염화물과 산화물로 구성된 드로스의 특성상 취성이 강하므로, 전단력으로 취성이 높은 재료의 균일한 파쇄가 가능한 Cut Mill을이용하여 파쇄를 실시하였다[8], Fig.3은 Cut Mill을 이용하여 파쇄된 분쇄물의 PSA 분석 결과를 나타내며,평균 약 1 mm의 크기로 균일하게 파쇄 되었음을 확인할 수 있다.
%로 계산되었다. 회수한 세라믹분말은 소재화 가능성을 확인하기 위하여, 수열합성 반응을 통한 제올라이트를 제조 실험을 진행하였으며, 유리분말과 혼합하여 90 ℃에서 24시간 동안 수열합성을 진행한 결과, Chabazite 상의 제올라이트가 형성된 것을 확인할 수 있었다. 결론적으로, 본 연구에서는 기존 매립처리 되었던 블랙드로스로부터 Salt flux와세라믹 분말을 회수할 수 있었으며, 회수한 Salt flux는용해공정시 Flux 처리를 위한 원료로 재사용이 가능할것으로 판단된다.
후속연구
회수한 세라믹분말은 소재화 가능성을 확인하기 위하여, 수열합성 반응을 통한 제올라이트를 제조 실험을 진행하였으며, 유리분말과 혼합하여 90 ℃에서 24시간 동안 수열합성을 진행한 결과, Chabazite 상의 제올라이트가 형성된 것을 확인할 수 있었다. 결론적으로, 본 연구에서는 기존 매립처리 되었던 블랙드로스로부터 Salt flux와세라믹 분말을 회수할 수 있었으며, 회수한 Salt flux는용해공정시 Flux 처리를 위한 원료로 재사용이 가능할것으로 판단된다. 세라믹 분말의 경우에는 촉매, 수처리제, 흡착제, 제습제 등 환경 소재 분야에 적용 가능한제올라이트를 합성하는 전구체로 활용 가능 것으로 판단되었다.
제올라이트의 한 종류인 Chabazite는 높은 중금속 이온 교환능을 가지고 있는 것으로 알려져 있으며, 단일상으로합성될수록 더욱 효율적으로 알려져 있다11,12). 하지만 Chabazite 외에 미 반응물인 MgAl2O4, MgO피크가 관찰된 것으로 보아 추가적인 조건 제어를 통한 최적화 연구가 필요할 것으로 판단된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
알루미늄 드로스란?
알루미늄 드로스는 알루미늄 용해 공정에서 용탕 표면에 발생하는 산화물 덩어리로서, Salt 유무에 따라 화이트드로스와 블랙드로스로 구분된다. 화이트드로스의 경우 금속 함량이 높아 용해 공정으로 재활용 되지만, 블랙드로스는 금속 함량이 낮고 성분 분리가 어려워 대부분 매립 처리되며, 물과 반응하면 가스와 발열 반응이 일어나 토양오염의 원인으로 작용한다.
블랙드로스의 재자원화를 위한 실험과정은?
따라서, 본 연구에서는 블랙드로스의 재자원화를 위한 전반적인 공정 시스템을 제안하였다. 파분쇄-용해(Dissolution)-고액분리-감압증발을 통하여 세라믹 Cake와 Salt flux 수용액을 효과적으로 분리하였으며, 용해시간과 블랙드로스:물 비율을 제어하여 세라믹 Cake의함수량과 Salt flux 회수량 등을 확인하였다. 최종적으로 회수된 세라믹 Cake와 Salt flux는 성분 분석을 통하여 결정상과 성분 함량 등을 확인하였으며, 세라믹Cake의 기능성 소재화 가능성을 확인하기 위하여 수열합성 방법을 이용하여 제올라이트(Chabazite) 를 제조하는 기초 실험을 진행하였다.
블랙드로스의 특징은?
알루미늄 드로스는 알루미늄 용해 공정에서 용탕 표면에 발생하는 산화물 덩어리로서, Salt 유무에 따라 화이트드로스와 블랙드로스로 구분된다. 화이트드로스의 경우 금속 함량이 높아 용해 공정으로 재활용 되지만, 블랙드로스는 금속 함량이 낮고 성분 분리가 어려워 대부분 매립 처리되며, 물과 반응하면 가스와 발열 반응이 일어나 토양오염의 원인으로 작용한다. 하지만 블랙드로스에는 NaCl과 KCl과 같은 Salt 성분과, $Al_2O_3$, MgO와 같은 무기소재가 포함되어 있어 이러한 유가자원을 회수하고 소재화하는 기술 연구가 필요하다.
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