Journal of the Mineralogical Society of Korea (한국광물학회지)

The Mineralogical Society of Korea (한국광물학회)
권호 표지

Acid Treatment of Melting Slag and Its Hydrothermal Reaction

산처리한 생활폐기물 용융슬래그의 수열반응 특성

  • 이성기 (과학기술연합대학원대학교 자원순환공학) ;
  • 장영남 (한국지질자원연구원 자원활용소재연구부) ;
  • 채수천 (한국지질자원연구원 자원활용소재연구부) ;
  • 류경원 (한국지질자원연구원 자원활용소재연구부) ;
  • 배인국 (한국지질자원연구원 자원활용소재연구부)
  • Published : 2007.12.30
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Abstract

Melting slag generated from municipal-incinerator ash contains lots of impurities which have adverse effects on zeolite synthesis. These impurities are detrimental to zeolite synthesis, and the yield and purity of zeolite was decreased. And thus its performance is lowered. In melting slag, there are lots of components such as $Fe_2O_3$, FeO and CaO. To remove these impurities, we treated the melting slag with hydrochloric acid at initial pH 1, 3, 5, and 7. After the treatment, the $SiO_2,\;Fe_2O_3,\;and\;TiO_2$ ratios increased, but the $Al_2O_3,\;FeO,\;CaO,\;Na_2O$ and MgO ratios decreased. We reacted these treated slag in a NaOH solution under hydrothermal conditions at $80^{\circ}C$. The hydrothermal products from the slag and the slag treated at pH 7 and pH 5 were determined to be tobermorite, whereas those at pH 3 and pH 1, Na-P1 and Na-X zoelite respectively. CaO was found to inhibit the synthesis of zeolite.

생활폐기물 소각재를 용융시켜 제조한 슬래그에는 제올라이트 합성에 영향을 주는 많은 불순물이 포함되어 있다. 이러한 불순물들은 원하는 제올라이트 합성을 방해하며, 수율과 순도를 저하시킨다. 용융 슬래그에는 특히 $Fe_2O_3$, FeO 그리고 CaO가 많이 포함되어 있다. 이런 불순물들을 제거하기 위해 염산으로 슬러리의 초기 pH를 1, 3, 5 그리고 7로 하여 각각 처리하였다. 실험결과, 슬러리의 초기 pH가 낮아질수록 $SiO_2,\;Fe_2O_3,\;TiO_2$ 등의 함량은 증가되었으나, $Al_2O_3,\;FeO,\;CaO,\;Na_2O,\;K_2O,\;MgO$ 등의 함량은 감소되었다. 염산처리한 슬래그를 NaOH 용액과 함께 $80^{\circ}C$에서 반응시킨 결과, 슬래그, pH 7과 pH 5에서 처리한 시료로부터는 토버모라이트(tobermorite)가, pH 3과 pH 1에서 처리한 시료로부터는 Na-P1형과 Na-X형 제올라이트가 생성되었다. 또한 CaO가 제올라이트 합성을 방해한다는 것을 확인하였다.

Keywords

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