오존 나노 기포 기술은 황산아연의 제조 공정에서 Fe ² Plus와 Mn ²를 제거한다

오존 나노 기포 기술은 황산아연의 제조 공정에서 fe ² plus와 mn ²를 제거한다

류산아연의 생산과정에서 철과 망간의 존재는 제품의 순도에 심각한 영향을 주게 된다. 전통적인 화학처리방법은 원가가 높을뿐만아니라 쉽게 새로운 잡질을 도입할수 있다.마이크로나노기포기술과 오존산화를 결합시킨 선단과학기술은이 문제를 해결하는데 새로운 가능성을 가져다주었다.본 논문은이 기술이 황산아연의 생산에서 fe ² +, mn ² +를 제거하는 효과와 관련된 영향을 깊이 연구할 것이다.

01  문제의 배경

황산아연 생산 결정에서 철과 망간의 존재는 걸림돌처럼 mgso4 · 7h o의 제품 순도를 크게 떨어뜨린다.전통적인 화학 처리 방법을 사용 한 바와 같이 산 또는 ShuangYangShui 등 강 산화제 산화 아연 용액에서 fe만 m ⁺ ⁺, mn, 다시 ChenDianFa 여과를 통해 제거, 일정 한 정도에서 문제를 해결 할 수 있지만 그러나 원가 가 높고 또 쉽게 새로 운 불순물이 이온 도입 민폐 아연 생산 거대 기업들에 시달리고 있었다.

오존은 강산화제로서 음료수와 페수중의 유기물과 무기화합물을 제거하는 성능이 뛰여나며 산화가 간편하고 잡질을 도입하지 않으며 후속작업에 편리하다.마이크로 나노 기포 기술은 현재 국내외의 최첨단 과학기술로 의약, 환경, 선광 등 여러 분야에서 광범위하게 응용되고 있다.마이크로 나노 기포는 긴 존재 시간, 높은 인터페이스 제타 전위 및 높은 물질 전달 효율을 가지고 있으며 균열 후 분자 오존보다 더 강한 산화 성능의 히드록실기 자유기를 생성할 수 있습니다.오존과 미세나노기포를 결합시키면 류산아연생산에서의 철과 망간을 제거하는 문제에 새로운 해결방안을 제공할수 있을것이다.

02  기술원리

마이크로버블은 일반적으로 직경이 50 마이크로미터 (µm)보다 작은 마이크로버블을 말한다.크기가 작기때문에 일반 기포와는 다른 여러가지 특성을 갖고있다.물속에 더 오래 머물러있으므로 더 많은 시간동안 물속의 물질과 반응할수 있다.계면 탕타전위가 높으면 기타 물질과 접촉할 때 더욱 강한 흡착능력을 가진다.물질전달효률이 높아 기체중의 성분을 더욱 빨리 물속에 전달할수 있다.이밖에 미세나노기포가 파렬되면 분자인 오존보다 산화성능이 더욱 강한 히드록실기자유기가 산생되는데 이는 그 산화능력을 가일층 높여준다.

목전의 연구에서 사람들은 미세나노기포발생장치와 응고침전기술, 강산화기술 등 기타 기술수단을 결합시키면 미세나노기포의 오염제거능력을 효과적으로 높일수 있다는것을 발견하였다.본 연구에서는, 오존과 마이크로 나노 기포를 결합시켜, 오존의 강산화성과 마이크로 나노 기포의 독특한 특성을 공동으로 이용하여 황산아연의 생산 과정에서 고농도의 fe ² plus, mn ² plus 공정수를 생성함으로써 철과 망간을 제거하는 목적을 달성하였다.이런 결합은 량자의 우세를 충분히 발휘시켰을뿐만아니라 류산아연생산중의 철과 망간 문제를 해결하는데 혁신적인 구상을 제공하였다.

03  실험설계

마이크로나노오존산화철망간은 산화탕안의 원액이 마이크로나노발생기안에서 순환류동하면서 산화반응을 일으킨다.o (caso)는 오존산소통합기에서 제조하고, 산소는 산소제조기에서 공급받으며, 마이크로 나노 발생기와 연결된 튜브를 통해 반응기에 공급되어 마이크로 나노 버블이 만들어진다.caco (caso)는 산화 탱크에 직접 투입하고, 동시에 냉각수 파이프를 사용하여 마이크로 나노 발생기 내부를 냉각시켜 반응 온도를 조절한다.매 실험마다 10l의 원액을 산화장조에 넣고 기원 입력 유량을 2l/min 정도로 유지하며 부동한 기원의 조건에 따라 상응한 발브연결과 계수설정을 진행한다.매 15분 동안 약 10ml의 시료 용액을 취하여 fe ² plus, mn ² plus의 농도를 분석하고 caso (caso)을 산화 탱크 (산화 탱크)에 투여하였으며, 원액 중 fe ² plus, mn ² plus는 완전히 산화된 후 염기 침전을 첨가하여 여과 처리를 하였다.

04  실험결과분석

기원의 영향면에서 실험결과 오존을 외부연결기원으로 하였을 때 fe ² +, mn ² +의 산화효과는 공기와 산소보다 뚜렷이 우수하였다.오존의 산화환원전위는 2.07v로 불소에 이어 두 번째, 용존 산소의 산화환원전위는 1.23v, o와 mn ² plus의 산화환원전위차는 0.22v, o (o)와 mn ² plus의 산화환원전위는 1.06v로 용존 산소인 fe ² plus, mn ² plus의 산화환원전위가 오존보다 떨어진다는 뜻이다.또, 오존의 물 용해도는 산소보다 훨씬 높으며, 상온 · 상압에서 오존의 물 용해도는 산소의 13배이다.따라서, 오존을 외부 기원으로 산화시키는 fe ² +, mn ² +의 효과는 더욱 이상적이며, fe ² +, mn ² +의 농도를 각각 0.5mg/l, 0.1mg/l로 감소시켜, 황산아연의 생산 요구에 도달하였다.

온도도 철과 망간을 제거하는 효과에 일정한 영향을 준다.랭각되지 않을 때에는 온도상승속도가 비교적 빠르며 최고온도는 24℃ 좌우이고 랭각될 때에는 18℃ 좌우로 비교적 높다.냉각조건에서 철과 망간의 산화속도는 비교적 빨라 fe ² + +는 약 16min에서, mn ² +는 약 70min에서 완전히 제거되었다.철과 망간은 냉각을 하지 않을 때 더 느리게 산화되는데 fe ² plus는 약 20분, mn ² plus는 약 80분에 완전히 제거된다.이는 비교적 높은 온도가 미세나노기포의 안정성 및 오존용해도에 비교적 큰 영향을 주어 대량의 미세나노기포가 파렬되고 오존의 자체분해속도가 빨라지며 물속의 오존용해도가 낮아져 최종적으로 산화속도도 낮아지게 되기때문이다.

(05)  caso (caso

fe ² + +, mn ² + +와 오존과의 반응에서는 h + 이온이 산화산물에 존재하며, 알칼리성 물질을 첨가하면 산화반응을 촉진하는 작용을 할 수 있다.caco (caso)는 비용이 낮고 용해도가 낮으며 불순물이 공급되지 않기 때문에 투입재로 선택되었다.caso (caso)를 간헐적으로 투여한 실험에서, caco (caso)는 mn ² plus의 산화를 크게 촉진시키는 것으로 나타났다.망간은 탄산칼슘을 투여하지 않은 상태에서 75min 내에서 완전히 산화되며, 25min 당 0.44g/l의 상대적인 용량으로 caco (caso) caso (caso)는 60min 내에서 완전히 산화된다.caco (caso) 투여시간 간격 (10min)과 15min (15min)은 산화 (oxo) 속도가 거의 비슷하며, 산화 (oxo) 시간은 약 50분 (50min) 이며, 공급빈도가 높을수록 산화 (oxo) 속도 증가폭이 크다.

실험은 또 탄산칼시움의 투입량이 일정한 한도내에서 포화상태에 도달한다는것을 발견하였다.간헐적 투여량은 일회성 투여량보다 효과가 더 좋으며, 공급량 (caso)은 훨씬 적다.caco (caso) caso (15min)는 0.44g/l의 상대적인 투여량으로 투여하였으며, caco (caso)는 유효투여량 (17.6g)으로 철과 망간을 완전히 제하는 데 약 50분이 소요되었다.caco (caso) 80g을 1회 투여할 경우 철 (철)과 망간 (망간)은 약 50분 (caso)에 비해 22% (caso) 밖에 공급되지 않는다.이는 간헐적 투자처인 caso (caso) 가 경제적이고 효율적인 방법임을 보여준다.