광미로부터 고효율 응집제의 제조

황철석 광미로부터 폴리알루미늄 철염(PAFC)의 제조

청두공과대학의 리즈(Li Zhi) 등은 황철광 광미로부터 폴리알루미늄 염화철(PAFC)을 제조하는 것에 대한 실험 연구를 수행했다. 이 실험에서는 추안난 광업 유한공사의 카올린 광미에서 황철광을 제거한 후 남은 잔여물을 원료로 사용했다. 소성 후, 원래 카올린 구조 내에 있던 Fe₂O₃와 Al₂O₃를 산으로 침출시켰다. 용액에서 알루미늄염과 철염을 회수하였으며, 중합 과정을 통해 폴리알루미늄 염화철 혼합 정수제를 생산할 수 있었다. 철 함량이 현저히 감소한 여과 잔류물은 이후 유리 세라믹 제조의 원료로 사용될 수 있다. 공정 흐름도는 그림 8-2에 제시되어 있다.

그림 8‑2 황철광 광미의 자원 회수 공정 흐름도

조제된 폴리알루미늄 염화철(PAFC)을 폐수의 탁도 제거에 적용한 결과, 이것이 새로운 유형의 고효율 응집제임을 입증하였다. 응집제인 PAC와 비교할 때, PAFC는 응집-응집수처리 과정에서 빠른 응집체 형성, 조밀하고 굵은 응집체, 빠른 침강 속도를 나타내는 특성을 보입니다. 물 속의 부유 고형물 및 기타 물질은 굵은 플록에 흡착되어 함께 침전되므로 수질이 즉시 맑아집니다. 이 물질은 특히 탁도가 높은 원수에서 탁도를 신속하게 제거하는 데 적합합니다.

PAFC는 폐수 처리에 적용될 경우, 우수한 처리 효율과 편리한 운영을 실현할 뿐만 아니라, 사용량이 적고, 응집체 침전 성능이 뛰어나며, 정수된 물에 잔류하는 알루미늄 비율이 낮습니다. 이는 우수한 무기 고분자 응집제입니다.

8.4.2 헤마타이트 광미로부터 고분자성 인산철황산염(PFPS)의 제조

우한공과대학의 리준(Li Jun)은 헤마타이트 광미(tailings)를 원료로 사용하여 새로운 고분자 응집제인 고분자 인산철 황산염(PFPS)의 제조에 관한 연구를 수행했다. WISCO의 엔시(Enshi) 헤마타이트 광산에서 발생한 자력 선별 광미(tailings)를 연구 대상으로 삼아, 산 침출, 환원, 중합 등 일련의 공정을 통해 높은 염기성을 지닌 PFPS를 제조하였다. 이후 제조된 PFPS를 사용하여 모의 카올린 폐수를 처리하였다.

실험을 통해 산 침출 공정의 최적 조건은 온도 90 °C, 교반 시간 1.5시간, 교반 속도 400 r/min, 산 과잉 계수 1.5로 결정되었다. 환원 공정의 최적 조건은 시간 2시간, 온도 50 °C, 철 스크랩 과잉 계수 1.4로 나타났다. PFPS의 중합 조건은 n(NaClO):n(Fe²⁺) = 0.16, n(Na₃PO₄):n(Fe²⁺) = 0.075, 중합 온도 75 °C, 중합 시간 30분으로 나타났다.

자체 제조한 PFPS, PFS 및 PAC를 첨가하여 모의 카올린 폐수에 대한 응집 실험을 수행하였다. pH 값, 응집제 투여량 및 침전 시간이 잔류 탁도와 광투과율에 미치는 영향을 조사하였다. 그 결과, 응집 시험에서 자체 제조한 PFPS의 응집 성능이 PFS 및 PAC보다 훨씬 우수한 것으로 나타났다.