[논문]강산성 양이온 교환수지를 통한 백운석으로부터 CaCO3 및 MgO/Mg(OH)2 합성에 관한 연구

황대주; 유영환

doi:10.9713/kcer.2019.57.6.812

[국내논문] 강산성 양이온 교환수지를 통한 백운석으로부터 CaCO3 및 MgO/Mg(OH)2 합성에 관한 연구
A Study on Synthesis of CaCO3 & MgO/Mg(OH)2 from Dolomite Using the Strong Acidic Cation Exchange Resin 원문보기

Korean chemical engineering research = 화학공학, v.57 no.6, 2019년, pp.812 - 825

황대주 ((재)한국석회석신소재연구소 연구개발부) , 유영환 ((재)한국석회석신소재연구소 연구개발부)

초록
AI-Helper

국내에서 채광되는 백운석(dolomite, $CaMg(CO_3)_2$)을 회분식 형태의 마이크로웨이브 소성로($950^{\circ}C/60min$)에 의해 소성하여 경소백운석($CaO{\cdot}MgO$)을 제조하였다. 국내에서 산출된 두 개의 백운석 시료를 대상으로 경소백운석($CaO{\cdot}MgO$) 제조 후 수화 특성을 규명한 결과 반응성이 다름을 규명하였다. 경소백운석($CaO{\cdot}MgO$)의 수화 특성의 반응성을 이용하여 강산성 양이온 교환수지와 반응 시켜서 MgO를 분리하는 조건을 실시하였다. 분리 실험 조건은 경소백운석($CaO{\cdot}MgO$)과 $R-SO_3H$ (1:12 mass %)로 칼슘이온 흡착($Ca-(R-SO_3)_2$)하여 MgO를 분리하였다. 분리 후 MgO의 함량은 94 mass % 이상으로 분리되었다. 분리된 MgO를 $950^{\circ}C$, 60 min 동안 열처리 후 MgO의 순도는 96 mass %로 나타났다. 그리고칼슘 이온이 흡착된강산성 양이온교환수지($Ca-(R-SO_3)_2$)와 NaOH, $CO_2$ gas 반응에 의해서 98 mass %의 $CaCO_3$를 합성하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

Two dolomite samples mined from the different mines were calcined using a batch-type microwave kiln ($950/60min^{\circ}C$) to produce $CaO{\cdot}MgO$. The hydration of the $CaO{\cdot}MgO$ samples shows different reactivity. MgO was separated by reacting with a strong acid cation exchange resin using the reactivity of the hydration properties of light dolomite ($CaO{\cdot}MgO$). Calcium ($Ca-(R-SO_3)_2$) was separated from the prepared $CaO{\cdot}MgO$ by the cation exchange resin ($CaO{\cdot}MgO:R-SO_3H=1:12mass%$). High purity MgO (higher than 94 mass %) with unburned $CaCO_3$ (1~2 mass %) was obtained by the separation process. The separated MgO was heated at $950^{\circ}C$ for 60 minutes to afford high purity MgO with MgO content higher than 96%. And High-grade $CaCO_3$ was prepared from the reaction with calcium adsorbed resin ($Ca-(R-SO_3)_2$) and NaOH, $CO_2$ gas.

Keyword

표/그림 (23)

그림 Fig. 1. Scheme of (a) Experimental process.
표 Table 1. Characteristics and kinds of strongly acidic cation exchange resin (SCR series)
그림 Fig. 2. XRD patterns of dolomite - (a) Daeseong MDI Co., Ltd, (b) Sambo mining Co., Ltd, (c) Calcite - CaCO₃(XRD ICDD card : PDF#01-086-0174).
표 Table 2. XRF analysis of dolomite - (a) DS, (b) SB
그림 Fig. 3. XRD patterns of the calcined dolomite samples at microwave kiln (950 ℃, 60 min).
그림 Fig. 4. SEM images of the calcined dolomite samples at microwave kiln (950 ℃, 60 min).
그림 Fig. 5. Temperature profiles of the slaking reaction samples - hydration conditions (ASTM C 110).
표 Table 3. XRF analysis of calcination condition (950 ℃ , 60 min (19 ℃ /min)) by batch microwave kiln for dolomite - (a) DS, (b) SB
그림 Fig. 6. XRD patterns of Ca(OH)₂·Mg(OH)₂- hydration condition (ASTM C 110) by calcination condition (950 ℃, 60 min) for dolomite - (a) DS, (b) SB.
표 Table 4. The temperature of the slaking reaction minus the temperature of hydration conditions (ASTM C 110) by calcination condition (950 ℃ , 60 min) for dolomite - (a) DS, (b) SB
표 Table 5. XRF analysis of Ca(OH)₂·Mg(OH)₂ - hydration condition(ASTM C 110) by calcination condition (950 ℃, 60 min) for dolomite - (a) DS, (b) SB
그림 Fig. 7. SEM images of Ca(OH)₂·Mg(OH)₂- hydration condition (ASTM C 110) by calcination condition (950 ℃, 60 min) for dolomite - (a) DS, (b) SB.
그림 Fig. 8. XRD patterns of recovery-1 (CaCO₃) after absorbable resin (Ca(R-SO₃)₂(s)) - CaO·MgO : R-SO₃H (1:12 mass %) - (a) DS, (b) SB.
표 Table 6. XRF analysis of recovery-1 (CaCO₃) after absorbable resin (Ca(R-SO₃)₂(s)) - CaO·MgO : R-SO₃H (1:12 mass %) - (a) DS, (b) SB
그림 Fig. 9. SEM images of recovery-1 (CaCO₃) after absorbable resin (Ca(R-SO₃)₂(s)) - CaO·MgO : R-SO₃H (1:12 mass %) - (a) DS, (b) SB.
그림 Fig. 10. XRD patterns of separated MgO after absorbable resin (Ca(R-SO₃)₂(s)) - CaO·MgO : R-SO₃H (1:12 mass %) - (a) DS, (b) SB.
그림 Fig. 11. SEM images of separated MgO after absorbable resin (Ca(R-SO₃)₂(s)) - CaO·MgO : R-SO₃H (1:12 mass %) - (a) DS, (b) SB.
그림 Fig. 12. XRD patterns of MgO - separated MgO (heating : batch type microwave kiln (950 ℃ , 60 min)), (a) DS, (b) SB.
표 Table 7. XRF analysis of separated MgO after absorbable resin (Ca(RSO₃)₂(s)) - CaO·MgO : R-SO₃H (1:12 mass %) - (a) DS, (b) SB
그림 Fig. 13. SEM images of MgO - separated MgO (heating : batch type microwave kiln (950 ℃ , 60 min)), (a) DS, (b) SB.
그림 Fig. 14. XRD patterns of Mg(OH)₂ - hydration condition (80 ℃, 5 hr, MgO : 0.5M (heating after separated MgO) - (a) DS, (b) SB.
그림 Fig. 15. SEM images of Mg(OH)₂ - hydration condition (80 ℃, 5 hr, MgO : 0.5M (heating after separated MgO) - (a) DS, (b) SB.
표 Table 8. XRF analysis of MgO - separated MgO (heating : batch type microwave kiln (950 ℃, 60 min)), (a) DS, (b) SB

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	경소백운석 공정 단계는 어떤 단계를 거치는가?	본 연구는 마이크로웨이브 소성로를 이용함으로써 고반응성 경소백운석을 제조 할 수 있어, 경소백운석의 수화 반응에 별도의 공정이 필요 없다. 그리고 공정은 첫 번째 소성 단계, 두 번째 수화 반응에 의한 강산성 양이온 교환 수지의 칼슘 이온 흡착 단계, 세 번째 흡착 후 MgO, Mg(OH)2 제조 단계, 네 번째 흡착 후 강산성 양이온 교환수지에 의한 CaCO3 합성이다. 그리고 강산성 양이온 교환수지와 경소백운석(CaO·MgO)의 수화 반응 후 습식 체질 공정에서 교환수지와 MgO의 분리가 0.
	탄산염광물은 무엇으로 분류되는가?	탄산염광물(Carbonate mineral)은 방해석(calcite), 석회석(limestone), 백운석(dolomite)으로 분류된다. 탄산염광물 중 백운석은 이론적 화학 조성은 CaO 30.
	백운석의 이론적 화학 조성은 어떠한가?	탄산염광물(Carbonate mineral)은 방해석(calcite), 석회석(limestone), 백운석(dolomite)으로 분류된다. 탄산염광물 중 백운석은 이론적 화학 조성은 CaO 30.4 mass %, MgO 21.7 mass %, CO2 47.9 mass %이다. 소성용으로 쓰이는 원석은 1~3 mass %의 불순물로, SiO2 , MgO, Fe2O3, Al2O3 등을 함유한다[1-4].

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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