산업부산물(CKD, PSA)을 이용하여 해수로부터 마그네슘을 회수하는 방법

Abstract

본 연구에서는 해수에 용존되어 있는 마그네슘을 회수하기 위하여 3가지 단계를 진행하였다. 해수에 산업부산물을 주입하여 마그네슘을 침전시키는 단계, 산을 주입하여 침전된 마그네슘을 용출시키는 단계, 산에 용출된 마그네슘에 아세톤을 주입하여 마그네슘을 석출하는 단계로 진행하였다. 해수로부터 마그네슘을 농축하기 위하여 세 가지 침전제(NaOH, 시멘트 킬른 더스트, 제지슬러지소각재)를 이용하여 마그네슘을 침전시키고, 황산을 이용하여 마그네슘을 용출하는 실험을 진행하였다. 세 가지 침전제의 침전반응 효율은 100 %에 가까웠으며, 용출반응 효율은 77~89 %였다. 침전반응과 용출반응을 통해 해수의 마그네슘이 약 3.8~4.4배 농축되었으며 그 때 마그네슘 농도는 4975~5775 mg/L이었다. 본 연구에서 침전제로 사용한 산업부산물의 반응효율은 거의 100 %로 기존의 고가 침전제와 비슷하였다. 해수의 마그네슘이 4배 이상 농축된 용액에 아세톤을 첨가하여 황산마그네슘을 석출하였다. 용액의 pH가 높을수록, 그리고 아세톤의 비율이 높을수록 고체 황산마그네슘의 생성효율이 높아졌다. 용액의 pH가 1.0~1.5이고, 용액:아세톤=1:1.5(v:v)일 때 거의 100 %의 마그네슘이 황산마그네슘 수화물(MgSO4·6H2O)로 석출되었다. 석출 공정에 사용한 아세톤은 분별증류에 의해 100 % 회수되었다. 해수의 마그네슘 농도가 1300 mg/L 이므로, 해수 1 톤으로부터 황산마그네슘(MgSO4·6H2O 기준) 12.3 kg을 회수할 수 있다.