회분식 마이크로웨이브 소성로를 활용한 석회석으로부터 탄산칼슘 합성 (Synthesis of CaCO3 from Limestone using a Batch-type Microwave Kiln)

서지정보

· 발행기관 : 한국자원공학회
· 수록지 정보 : 한국자원공학회지 / 50권 / 4호 / 451 ~ 469페이지
· 저자명 : 황대주, 한춘, 유영환, 석병태, 조계홍, 안지환, 이종대

초록

국내 석회석을 에너지효율이 높은 회분식 마이크로웨이브 소성로로 소성하여 CaO를 제조하고, 탄산화 반응과 열수반응으로 침강성탄산칼슘(PCC, precipitated calcium carbonate)을 합성하였다. 탄산화 반응시 수용액 내에서 Ca(OH)2 0.3 M, CO2 가스량 200 cc/분의 조건하에서, pH가 12에서 6까지 변화 될 때 종결하였다. 이 때 합성온도를 25℃에서 80℃로 상승시키면 칼사이트의 결정상인 교질 형태에서 자기 조립에 의한 방추형의 PCC로 합성되었다. 수용액 대신 메탄올용액 내에서 탄산화반응 유도 시 메탄올 용액(H2O:CH3OH(2:8v/v%))의 산도를 pH 12에서 7까지 변화될 때 종결하였으며, 메탄올 용액의 흡입건조방식에 따라 칼사이트의 결정상인 입방형 PCC와 바테라이트의 결정상인 구형 PCC를 합성할 수 있었다. 열수 반응에서는 제조된 교질탄산칼슘 형태의 PCC를 이용하여 Ca(HCO3)2 과포화용액을 제조하고, 끓는물에 방울 크기 2 mm로 투입하여 아라고나이트의 결정상인 육각기둥 형태인 PCC를 합성할 수 있었다.

영어초록

An energy-efficient, batch-type microwave kiln was used to form CaO from domestic limestone. All CaCO3 was converted to CaO, which was used for the synthesis of precipitated calcium carbonate(PCC) through the carbonation and hydrothermal processes. After Ca(OH)2 solution(0.3 M) was prepared, carbonation reactions were ended at pH 6.0 at a flow rate of 200 cc CO2/min. As the preparation temperature increased from 25 to 80℃, the form of PCC changed from colloidal-shaped to spindle-shaped by self assembly of cubic-shaped PCC. In the CaO-(H2O:CH3OH(2:8v/v%))-CO2 system, cubic-shaped and spherical-shaped PCC were prepared by depending on the suction of CH3OH solution. On the other hand, hexagonal-shaped aragonite PCC was prepared by the hydrothermal process. In this process, colloidal-shaped PCC from the carbonation process reacted with CO2 to form supersaturated Ca(HCO3)2 solution. Then, the solution was fed to hot water as liquid droplets(size:2 mm).

참고자료

· 없음