KR101244755B1 - 방사능 오염물질 제거 조성물 및 이를 이용하여 오염물질을 제거하는 방법 - Google Patents

방사능 오염물질 제거 조성물 및 이를 이용하여 오염물질을 제거하는 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 오염물질을 제거하는 조성물 및 이 조성물을 이용하여 오염물질을 제거하는 방법에 관한 것이다.
본 발명은 더욱 구체적으로 방사능 물질에 의하여 오염된 표면을 청정화하는 분야에 관한 것으로서 효과적이고 경제적으로 정화하는 물질 및 이를 이용하여 방사능 오염물질을 제거하는 방법에 대한 것이다.
본 발명은 수용성 박막 형성 고분자 물질 중 어느 하나 또는 둘 이상을 혼합한 것에, 물 및 킬레이트제가 하나 또는 둘 이상이 포함되며, 선택적으로 계면활성제가 하나 또는 둘 이상이 포함되어 구성되고, 제올라이트가 포함된 것을 특징으로 하는 방사능 오염물질 제거 조성물을 제공한다.
또한 상기 킬레이트제는 EDPA 또는 DTPA를 단독으로 또는 혼합하여 사용하고, 건조소성보조물질을 하나 또는 둘 이상을 포함하여 구성하고, 제올라이트는 0.001~200 ㎛ 사이즈 또는 바람직하게는 10~500 나노(10-9m) 사이즈의 제올라이트이고, 건조소성보조물질은 알코올류, 케톤류 중 하나 또는 둘 이상을 포함하여 구성한 것에 특징이 있는 방사능 오염물질 제거 조성물을 제공한다.
또한 본 발명은 상기의 조성물을 오염물질에 도포하는 코팅층을 형성하는 과정, 상기 과정 후 건조하는 과정, 건조되어 코팅층을 필링하는 과정을 포함하여 이루어진 오염물질 제거 방법을 제공한다.
또한 본 발명은 상기한 필링하여 제거된 코팅층을 물에 녹여 오염물질 중 물보다 비중이 높은 유용한 물질을 침전시키는 과정, 침전된 유용한 물질을 회수하는 과정으로 이루어진 유용한 물질 회수 방법을 제공한다.

Description

방사능 오염물질 제거 조성물 및 이를 이용하여 오염물질을 제거하는 방법{the composite of removing the radioactive hazardous matearials and the removing method thereof}
본 발명은 오염물질을 제거하는 조성물 및 이 조성물을 이용하여 오염물질을 제거하는 방법에 관한 것이다.
특히 본 발명은 더욱 구체적으로 방사능 물질에 의하여 오염된 표면을 청정화하는 분야에 관한 것으로서 효과적이고 경제적으로 정화하는 물질 및 이를 이용하여 방사능 오염물질을 제거하는 방법에 대한 것이다.
구 소련의 체르노빌 원자력 발전소 사고나 최근 일본 동북부의 쯔나미로 인한 원자력발전소 붕괴 사고와 같이 핵 관련 시설로부터 방사능 물질의 누출로 인하여 생활 환경의 오염 또는 핵물질 취급에 따른 주변 장치 및 표면 오염으로 작업자의 방사선에 의한 피폭 증대 등의 경우와 같이 방사성 오염원의 제거는 거주민 보호, 생활환경으로 복구, 작업자 보호를 위하여 매우 중요한 문제로 부각되고 있다.
본 발명은 이와 같이 오염물질 특히 방사능 물질에 의하여 대단위 또는 국부적으로 오염된 도시, 구조물 등의 표면에 존재하는 방사능을 효과적이며 경제적으로 제거할 수 있는 기술에 관한 것이다.
핵 시설의 작동 및 폐쇄 등과 같은 다양한 상황에서 일어날 수 있는 청소 작업에서, 방사능물질에 의한 표면 오염제거 기술을 개선함으로 인하여 제염제의 적은 양 및 짧은 시간 내 작업이 가능하다면 비용 절감이 상당하게 될 것으로 예상한다.
또한 방사능에 의한 표면 오염 물질 제거 과정은 그 영역, 정도 및 복합성에서 상당한 범위와 기술을 요하게 된다.
종래의 오염된 표면을 제염하는 방법으로는 건식, 습식, 고분자 용액을 이용하는 방법 등이 있다.
상기 건식제염에는 진공 흡인법, 모래 분사법 등이 있는데, 진공흡인법은 물리적으로 부착된 입자성 오염원을 흡입하여 처리하는 방법으로 이온형태로 흡착되어 있는 핵종을 제염할 수 없다는 단점이 있다. 모래분사법(sand blasting)은 모래를 고압공기로 분사하여 오염표면을 연마시켜 방사성 물질과 오염표면을 함께 제거하는 것으로 제염효과가 낮고 오염 표면을 훼손시킬 뿐만 아니라 방사성 물질이 포함된 미세 분진이 다량으로 발생되므로 집진 처리하기 위한 장치비가 고가로 드는 등의 단점이 있다.
상기 습식 제염은 구 소련에서 체르노빌 원전 핵사고 오염지역의 복구시 주로 사용된 방법으로 오염 표면에 존재하는 방사성물질을 물 또는 화학용액을 대단위로 분사하여 세척에 의해 제거하는 방법이다. 그러나 제염후 세척용액은 방사성 액체 폐기물이 되어 주위를 재오염시키게 된다. 또한 세척으로 인하여 방사성 핵종이 제염 표면 내부로 이동되어 제염의 어려움을 가중시키는 등의 단점이 있다.
상기 고분자 용액을 적용하여 오염표면을 제염하는 방법(strippable coating)은 제염 후 고분자 건조막 제거의 어려움, 발생되는 폐기물이 가연성이므로 화재로 인한 방사성 물질의 비산 위험성과 비용이 고가라는 등의 단점이 있다. 또한 국부적 표면 오염원을 제거하기 위해 개발된 제염제들은 가격이 비싸고 생태계에 유해한 물성을 가지고 있다는 단점이 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고,
상온에서 젤(gel)상으로 존재하는 본 방사능 오염물질 제거 조성물을 분사장치, 도포용 롤러, 붓 등을 사용하여 오염 표면에 도포하고 자연건조된 후 건조된 박막을 손으로 또는 진공 흡인기 등으로 회수함으로써 방사능에 오염된 표면을 용이하게 정화할 수 있는 방사능 오염물질 제거 조성물을 제공하고자 한다.
또한 매우 조성물의 제조원가가 낮으면서 환경에 악영향이 없는 방사능 오염물질 제거 조성물을 제공하고자 한다.
또한 종래의 제염제가 제염효과가 떨어지는 단점이 있는 반면, 본 발명은 제올라이트 성분을 이용함에 따라 종래의 제염제가 갖지 못한 유해물질 또는 방사능 오염물질을 흡착하여 완전히 제거하는 효과를 나타내는 오염물질 제거제를 제공하고자 한다.
또한 본 발명은 수용성 박막 형성 고분자물질에 매우 획기적으로 잘 분산될수 있는 크기인 마이크로 사이즈 또는 바람직하게는 나노 사이즈의 제올라이트 성분을 함유하여 방사능 오염물질 등을 획기적으로 제거할 수 있는 오염물질 제거제를 제공하고자 한다.
또한 본 발명은 상기한 마이크로 또는 나노 사이즈의 제올라이트를 제조하는 방법에 기술적 특징이 있는 제올라이트 제조방법을 사용하여 제공된 마이크로 또는 나노 사이즈의 제올라이트를 함유하는 방사능 오염물질 제거 조성물을 제공하고자 한다.
또한 본 발명은 본 발명의 방사능 오염물질 제거 조성물을 사용한 후에도 이 조성물을 간단히 회수하는 방법으로 회수하여 방사능물질 또는 유익한 중금속을 쉽게 회수할 수 있는 방사능 오염물질 제거 조성물을 제공하고자 한다.
또한 본 발명은 본 발명의 방사능 오염물질 제거 조성물을 이용하여 간단한 방법으로 오염물질을 제거하는 방법을 제공하고자 한다.
또한 본 발명은 본 발명의 방사능 오염물질 제거 조성물을 사용하여 오염물질을 제거한 후 소성된(굳어진) 오염물질 제거 조성물을 간단히 회수하는 방법으로 회수하여 방사능물질 또는 유익한 중금속을 쉽게 회수하는 방법을 제공하고자 한다.
본 발명은 상기의 과제를 해결하기 위하여,
수용성 박막 형성 고분자 물질 중 어느 하나 또는 둘 이상을 혼합하고, 물 및 킬레이트제가 하나 또는 둘 이상이 포함되며, 선택적으로 계면활성제가 하나 또는 둘 이상이 포함되어 구성되고, 제올라이트가 포함된 것을 특징으로 하는 방사능 오염물질 제거 조성물을 제공한다.
또한 상기 킬레이트제는 EDPA 또는 DTPA를 단독으로 또는 혼합하여 사용하고, 건조소성보조물질을 하나 또는 둘 이상을 포함하여 구성하고, 제올라이트는 0.001~200 ㎛ 사이즈 또는 바람직하게는 10~500 나노(10-9m) 사이즈의 제올라이트이고, 건조소성보조물질은 알코올류, 케톤류 중 하나 또는 둘 이상을 포함하여 구성한 것에 특징이 있는 방사능 오염물질 제거 조성물을 제공한다.
또한 본 발명은 상기의 조성물을 오염물질에 도포하는 코팅층을 형성하는 과정, 상기 과정 후 건조하는 과정, 건조되어 코팅층을 필링하는 과정을 포함하여 이루어진 오염물질 제거 방법을 제공한다.
또한 본 발명은 상기한 필링하여 제거된 코팅층을 물에 녹여 오염물질 중 물보다 비중이 높은 유용한 물질을 침전시키는 과정, 침전된 유용한 물질을 회수하는 과정으로 이루어진 유용한 물질 회수 방법을 제공한다.
본 발명은 방사능 오염물질을 제거함에 있어 제올라이트(zeolite)를 함유한 수용성 조성물이라는데 큰 기술적 특징이 있다. 좀 더 상세하게는 특수한 공법으로 제조한 마이크로 사이즈 또는 나노 사이즈의 제올라이트를 사용함에 따라 수용성 박막 형성 고분자 물질에 혼합되어도 적절하고 고른 분산효과를 나타내게 된다.
또한 이렇게 적절하고 고른 분산효과를 창출하는 기능성 제올라이트라는 특징으로 오염된 물체의 표면에 부착된 오염물질 또는 방사능 오염물질을 매우 용이하게 제거할 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명의 제올라이트는 제올라이트 원석을 채취하고 채취한 원석의 수분을 12~16%로 건조하는 공정 및 건조된 제올라이트의 파쇄 및 분쇄의 공정, 분쇄된 제올라이트의 제1선별 공정, 제1선별 공정에서 선별된 제올라이트를 정밀분쇄하는 공정, 정밀분쇄공정을 통하여 나온 제올라이트를 제2선별 공정의 방법을 통하여 마이크로 또는 나노 사이즈의 제올라이트를 수득할 수 있다는 효과가 있다.
또한 본 발명은 수용성 박막 고분자 물질 및 물을 혼합하여 사용함에 따라 상온에서도 젤(gel)상으로 존재하는 효과가 있어 본 방사능 오염물질 제거 조성물을 분사장치, 도포용 롤러, 붓 등을 사용하여 오염 표면에 도포하고 자연건조된 후 건조된 박막을 손으로 또는 진공 흡인기 등으로 회수함으로써 방사능에 오염된 표면을 완전하게 정화할 수 있는 효과가 창출된다.
더욱이 종래의 코팅층을 이용한 제염제의 경우 코팅층을 제거하는 것이 매우 어려웠는데, 특히 본 발명은 제올라이트를 함유하게 됨에 따라 건조된 코팅층(박막)이 매우 쉽게 이탈될 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명은 킬레이트제를 사용함에 따라 중금속 상태의 방사능 오염물질과 착염을 형성하는 효과가 있어서 쉽게 방사능 오염물질을 제거할 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명은 살균 성분의 포함으로 인하여 균류, 박테리아, 바이러스 등의 세균들을 박멸할 수 있는 효과가 나타난다.
또한 본 발명은 본 발명의 기능성 방사능 오염물질 제거 조성물을 사용하여 누구나 쉽게 오염된 물체에 코팅층을 형성하고 건조시킨 후, 이 코팅층을 제거하고 이 제거된 코팅층을 물에 용해시켜 오염물체 표면에 부착해 있던 오염물질 중 유용한 물질을 회수할 수 있는 효과가 창출된다.
이이 같이 오염물질 중에 포함된 중금속 등과 같은 유용한 물질을 회수함으로써 다시 유용한 자원으로 재활용할 수 있는 효과가 나타난다.
도 1은 본 발명인 방사능 오염물질 제거 조성물을 사용하여 오염물질을 제거한 후에 물에 용해하여 유용한 물질을 침전시키는 사진.
이하 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명은 방사능 오염물질을 제거함에 있어 제올라이트(zeolite)를 함유한 수용성 조성물이라는데 큰 기술적 특징이 있다. 좀 더 상세하게는 특수한 공법으로 제조한 마이크로 사이즈 또는 나노 사이즈의 제올라이트를 사용함에 따라 수용성 박막 형성 고분자 물질에 혼합되어 고른 분산효과를 나타내게 됨에 따라 오염된 물체의 표면에 부착된 오염물질 또는 방사능 오염물질을 매우 용이하게 제거할 수 있는 기능성 제올라이트라는데 그 특징이 있다.
본 발명은 주로 방사능 오염물질을 제거하는데 주목적이 있지만 이에 한정하지 않고 세균, 독성물질 등과 같은 유해물질로 오염된 물체에도 사용할 수 있는 기술적 특징이 있다. 따라서 본 설명서는 방사능에 오염된 것을 대표로 하여 설명하기로 한다.
본 발명은 방사능 등과 같은 유해물질로 오염된 시설의 표면에 본 발명인 오염물질 제거 조성물을 분사장치, 도포용 로울러, 붓 등을 사용하여 도포를 하고 자연 건조되어 박막이 형성된 후, 이 박막을 인위적으로 제거함에 따라 방사능 오염물질을 제거하는 작용을 하게 된다.
본 발명인 방사능 오염물질 제거 조성물은 제올라이트를 포함하는 수용성의 박막 형성 고분자물질로 구성되어 있다.
본 발명에서 수용성 박막 형성 고분자 물질은 물에 용해되고 물의 증발시에 박막, 필름 또는 코팅층을 형성하는 고분자 물질을 의미한다.
따라서 본 발명은 물을 포함하여 구성되어 있으며, 물은 상기한 수용성 박막 형성 고분자 물질을 용해하거나 물에서 에멀젼을 형성하는 형태로 존재하도록 하는 작용을 하게 된다.
본 발명의 수용성 박막 형성 고분자 물질은 천연 또는 합성의 고분자 물질을 의미하며 통상적인 수용성 또는 수분산성 고분자 중합체를 포함하는 개념이다.
천연 고분자 물질로는 젤라틴, 펙틴, 덱스트란(Dextran), 히알루론산 또는 그의 염, 콜라겐, 한천, 아라비아 고무, 잔사고무, 아카시아고무, 카라야고무, 토라간고무, 구어고무와 같은 검류, 전분, 카라긴산, 알긴산, 알긴산나트륨 등이 사용될 수 있으며, 상기한 물질과 성질 및 작용이 유사한 물질은 모두 사용될 수 있다.
또한, 반합성 고분자물질로는 메틸셀룰로오스(Methyl cellulose), 에틸셀룰로오스(Ethyl cellulose), 히드록시에틸셀룰로오스(Hydroxy ethyl cellulose), 카르복시메틸셀룰로오스나트륨(Sodium carboxy methyl cellulose), 가용성 전분(Soluble Strach), 덱스트린(Dextrine), 카르복시메틸전분(Carboxy methyl starch), 디알데히드전분(Dialdehyde starch) 등이 사용될 수 있으며, 상기한 물질과 성질 및 작용이 유사한 물질은 모두 사용될 수 있다.
또한, 합성 고분자물질로는 폴리비닐알콜(Polyvinyl alcohol), 폴리비닐피롤리돈(Polyvinyl pyrrolidone), 폴리비닐메타아크릴레이트(Polyvinyl methacrylate), 폴리아크릴산(Poly Acrylic acid) 및 그의 염(Salt), 폴리에틸
렌옥사이드(Polyethylene oxide), 카르복시기(Carboxy) 함유 아크릴수지(Acryl resin), 카르복시기(Carboxy)함유 폴리에스테르수지(Polyester resin), 수용성 폴리아마이드(Polyamide), 수용성 폴리우레탄(Polyurethane), 말토덱스트린, 폴리덱스트로스와 같이 널리 알려진 범용성 합성 고분자물질을 사용할 수 있으며, 상기한 물질과 성질 및 작용이 유사한 물질은 모두 사용될 수 있다.
본 발명의 큰 기술적 특징인 제올라이트를 이용하여 오염된 물체(오염체)에 부착되어 있는 오염물질 특히 방사능 오염물질을 포함하는 다른 유해물질들을 획기적으로 흡착 또는 흡수하여 제거함으로써 거의 완벽한 제거율을 보인다는 점을 들 수 있다.
특히 본 발명은 제올라이트를 마이크로 또는 바람직하게는 나노 크기 수준으로 분쇄한 세밀한 제올라이트를 사용함에 따라 더욱더 큰 제염효과를 나타낸다.
일반적으로 제올라이트는 입상 또는 분말의 형태로 세정제나 상 하수 처리의 흡착제로 많이 사용하고 있다.
그러나 본 발명은 상기한 제올라이트를 마이크로 또는 나노 크기 수준의 분말의 형태로 수용성 박막 형성 고분자 물질과 혼합하여 완전하게 분산시킨 상태에서 제올라이트가 방사능 오염물질을 획기적으로 흡착하여 제거할 수 있는 작용을 하도록 한 것이다.
따라서 이와 같은 작용 및 효과는 수용성 박막 형성 고분자 물질의 점성도 및 마이크로 또는 나노 크기의 제올라이트의 흡착력의 상승 작용 및 상가 작용을 통하여 이루어질 수 있는 것이다.
본 발명에서 제올라이트(zeolite)는 천연 제올라이트 또는 합성제올라이트를 사용할 수 있다.
특히 본 발명에서는 상기한 바와 같이 방사능 오염물질을 효과적으로 잘 흡수 또는 흡착하기 위하여 0.001~200 ㎛ 사이즈, 바람직하게는 10~500 나노(10-9m) 사이즈의 구조를 갖는 제올라이트로 가공하여 사용할 수 있다.
상기와 같은 사이즈의 제올라이트를 사용하면 상기한 수용성 박막 형성 고분자 물질에 혼합되어 조성물이 될 때 조성물 속에서 골고루 잘 분산되는 현저한 효과도 나타나게 된다.
본 발명에서는 상기한 수용성 박막 형성 고분자 물질 100중량부에 제올라이트를 5~25중량부 포함하여 사용할 수 있다.
천연의 제올라이트는 비석(沸石)이라고도 한다. 주로 알칼리 금속 또는 알칼리토류 금속을 함유하는 함수 알루미늄 규산염 광물의 일종으로(Si, Al)O4의 사면체가 입체 망상으로 결합하고 있는 구조로 중앙부에 큰 틈이 존재하는 것이 특징이다. 틈의 직경이 0.6mm를 넘는 것도 있다. 조성은 장석류(長石類) 또는 준장석류와 유사하고 일반식은 WmZnO2n·nH2O이다. W는 Na, Ca, Ba, Sr이고, Z＝Si＋Al이다.
장석은 석영 SiO2, 다이아몬드형 사면체구조가 무한으로 연결한 삼차원 망상구조 중의 Si의 일부가 Al에 의해서 치환된 것이지만, Zeolite는 이 망상구조가 올바른 규칙이 깨어져 골격에 빈틈이 있다. 이 빈틈에 의해 분자체 기능을 가지면서 동시에 Zeolite는 다량의 물을 흡착할 수가 있다.
본 발명에서는 방사능오염의 근원이 되는 금속산화물(Mn-54, Fe-59, Co-58, Co-60, Cs-137, Sr-90 등)들을 효과적으로 흡착시키기 위해 천연 제올라이트를 특별한 가공방법으로 제조한 0.001~200 ㎛ 사이즈, 바람직하게는 10~500 나노(10-9m) 사이즈를 이용한다.
이러한 나노 사이즈의 제올라이트가 포함되어 있어야 상기한 방사능 오염물질들이 효과적으로 흡착되며 물체의 표면에 붙어 있는 오염물질을 매우 능동적으로 제거하는 효과를 창출한다.
본 발명에서 상기한 0.001~200 ㎛ 사이즈, 바람직한 10~500 나노(10-9m) 사이즈의 제올라이트는 다음의 공정을 통하여 제조된다.
먼저, 광산에서 제올라이트 원석을 채취하여 준비한다.
채취한 원석을 건조공정을 실시한다.
건조공정은 건조실에서 제올라이트의 수분함량을 12~16%로 건조한다.
이와 같이 건조하는 방법은 자연광을 이용한 건조장에서 할 수 있으며 통상 30~56시간의 건조를 통하면 제올라이트의 수분함량이 12~16%를 갖게 된다.
건조된 제올라이트는 파쇄 및 분쇄의 공정을 거친다.
파쇄 및 분쇄는 jaw crusher나 hammer crusher를 이용하여 잘게 분쇄한다.
이 경우 다양한 사이즈의 제올라이트가 생성되게 된다.
상기한 분쇄된 제올라이트를 제1선별 공정을 거친다.
제1선별 공정은 제올라이트를 원하는 크기대로 선별하는 공정을 의미한다.
또한 제올라이트 외 다른 불순물을 제거하는 공정을 포함하는 개념이다.
상기 제1선별 공정에서 1~3mm 입상 크기로 선별된 제올라이트를 다시 정밀분쇄하는 공정을 수행한다.
정밀분쇄 공정은 레이몬드밀과 같은 파쇄기 또는 분쇄기를 통하여 마이크로 또는 나노 사이즈의 제올라이트로 분쇄하는 공정을 의미한다.
상기와 같은 정밀분쇄공정을 통하여 나온 제올라이트를 제2선별 공정을 통하여 원하는 크기의 제올라이트로 수득하게 된다.
따라서 본 발명에서 원하는 0.001~200 ㎛ 사이즈 또는 10~500 나노(10-9m) 사이즈의 제올라이트를 얻게 된다.
또한 본 발명은 킬레이트제(chelate agent)를 포함하여 조성물을 구성할 수 있다.
킬레이트제는 금속이온에 배위하여 안정된 킬레이트화합물을 형성하는 다좌(多座)배위자의 이온이나 분자를 의미한다.
킬레이트제는 EGTA, 에틸렌디아민, 옥신, o-페난트로린, 발리노마이신, 볼레오마이신, Fura 2, 에쿼린 등을 사용할 수 있으며, 또한 에틸렌디아민테트라아세트산(EDTA), 디에틸렌트리아민펜타아세트산(DTPA), 프러시안 블루(Prussian Blue), 구연산, 펩티드, 단쇄 아미노산을 포함한 아미노산, 아미노폴리카르복시산, 글루코닌산, 글루코헵톤산, 올가노포스포네이트, 파미드로네이트와 같은 비스포스포네이트, 무기 폴리포스페이트 등을 사용할 수 있다.
본 발명인 방사능 오염물질 제거 조성물은 상기한 킬레이트제를 하나 또는 둘 이상을 혼합하여 사용할 수 있으며 수용성 박막 형성 고분자물질 100 중량부를 기준으로 5~25 중량부 포함하여 사용할 수 있다.
바람직하게는 본 발명은 에틸렌디아민테트라아세트산(EDTA), 디에틸렌트리아민펜타아세트산(DTPA)을 단독으로 또는 둘을 혼합하여 사용하는 것이 방사능 오염물질과 용이하게 결합하게 착염을 형성하므로 오염물질 제거 능력을 현저히 향상시키게 된다.
또한 본 발명인 방사능 오염물질 제거 조성물은 이를 이용하여 방사능 오염물질을 제거하는 과정에서 수용성 박막 형성 고분자물질의 신속한 건조 및 고화를 촉진하기 위하여 건조소성보조물질을 포함하여 구성할 수 있다.
본 발명에서 건조소성보조물질은 알코올류, 케톤류들 중 하나 또는 둘 이상을 포함하여 사용할 수 있다.
알코올류는 1가 알코올, 2가 알코올, 3가 알코올, 다가 알코올 등 다양하게 선택하여 사용할 수 있다.
케톤류는 카르보닐기를 가지고 있는 알데하이드, 케톤, 카복실산, 에스터, 유기산 무수물, 아마이드, 할로젠화 아실(acyl halide) 등을 포함하는 개념이다.
케톤류 중 본 발명에서는 케톤을 사용하는 것이 바람직하며, 케톤 중에서도 구조가 간단하면서도 작용과 효과가 좋은 아세톤을 사용하는 것이 좋다.
상기한 바와 같이 본 발명은 알코올류 또는 케톤류 중 하나 또는 둘 이상을 포함하여 구성할 수 있으며, 수용성 박막 형성 고분자물질 100중량부를 기준으로 1~10중량부 포함하여 구성할 수 있다.
또한 본 발명인 방사능 오염물질 제거 조성물은 계면활성제를 포함하여 구성할 수 있으며, 음이온성 계면활성제, 양이온성 계면활성제, 양쪽성 계면활성제, 비이온성 계면활성제 등을 사용할 수 있다.
음이온성 계면활성제로는 카르복시산염 화합물, 고급알킬에스테르, 올레핀을 설페이트(sulfate)한 황산 에스테르(sulfuric ester)염 화합물, 알킬벤젠설포네이트를 포함하는 황산염 화합물, 고급 알코올을 인산화한 인산염 화합물을 대표적으로 들 수 있다.
양이온성 계면활성제로는 사차암모늄염, sulfoxonium염, sulfonium염과 인계인 phosphonium염, 요오드 화합물, 비소화합물 등을 들 수 있다.
양쪽성 계면활성제에는 아미노산계, 베타인계, 아미다졸린계 및 알킬폴리아미노산계가 있으며, 중성 아미노산을 이용한 Nα-라우로일-알기닐글리신(LA-GOH)과 Nα-라우로일-알기닐페닐 알라닌(LA-POH)과 산성 아미노산 및 염기성 아미노산을 이용한 Nα-라우로일-알기닐글루 타민산과 Nα-라우로일-알기닐리신 등을 들 수 있다.
비이온성 계면활성제로는 폴리옥시 알킬렌 알킬 페닐 에테르, 폴리옥시 알킬렌 알킬 에테르, 폴리옥시 에틸렌 폴리옥시 프로필렌 블록 폴리머, 폴리에틸렌 글리콜 지방산 에스테르, 또는 폴리옥시 에틸렌 솔비탄 지방산 에스테르 등을 들 수 있다.
본 발명에서 계면활성제는 수용성 박막 형성 고분자물질 100중량부를 기준으로 0.1~10 중량부 포함하여 구성할 수 있다.
또한 본 발명은 또한 본 발명인 방사능 오염물질 제거 조성물을 사용하는 경우 상온에서 가소성을 증진시키기 위하여 가소제를 더 포함할 수 있다.
가소제로는 특별히 제한되지 않으나 글리세린, 프로필렌글리콜, 솔비톨, 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 1,3부틸렌글리콜, 펜타에리스리톨, 단당류 올리고당 등을 예시할 수 있다.
가소제의 함량은 상기 수용성 박막 형성 고분자물질 100중량부를 기준으로 1 내지 40 중량부를 첨가할 수 있다.
또한 본 발명은 살균 성분을 포함하여 구성할 수 있으며 대표적인 살균성분으로는 차아염소산 나트륨, 과산화수소, 과산화요소, 이염화이소시안산나트륨(NaCl3(CON)3), 포타슘설페이트((KHSO5)2 KHSO4 K2SO4), 과산화칼슘, 소듐트리폴리포스페이트, 소듐 애시드 피로포스페이트 등을 각각 단독으로 또는 이들을 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있으며, 기타 다른 살균 성분을 포함하여 구성할 수 있다.
이러한 본 발명의 살균 성분의 포함으로 인하여 균류, 박테리아, 바이러스 등의 세균들을 박멸할 수 있는 효과가 나타난다.
본 발명의 살균성분의 함량은 상기 수용성 박막 형성 고분자물질 100중량부를 기준으로 1 내지 40 중량부를 첨가할 수 있다.
본 발명의 조성물에는 하나 또는 둘 이상의 요변성 첨가제, 의가소성 첨가제, 유동학 변형제, 침전 방지제, 평활성 조정제, 거품제거제, 점성 안정화제, 화학무기 중화제, 교차결합제, 습윤제, 중성자 흡수물질을 단독으로 또는 이들 중 두 가지 이상의 혼합물질이 포함될 수 있다.
상기한 혼합물질의 혼합량은 상기 수용성 박막 형성 고분자물질 100중량부를 기준으로 1 내지 100 중량부를 첨가할 수 있다.
요변성 첨가제에는 흄드(fumed) 실리카, 가공된 흄드 실리카, 크레이, 헥토라이트(hectorite) 크레이, 유기화학적으로 변형된 헥토라이트 크레이, 요변성 중합체, 유가소성 중합체, 폴리우레탄, 폴리하이드록시카르복시산 아미드, 변형 우레아, 우레아 변형된 폴리우레탄 또는 이들 중 두 가지 또는 그 이상의 혼합물이 포함된다.
평활성 조정제에는 폴리실옥산, 디메틸폴리실옥산, 폴리에테르 변형된 디메틸폴리실옥산, 폴리에스터 변형된 디메틸폴리실옥산, 폴리메틸알킬실옥산, 아랄킬 변형된 폴리메틸알킬실옥산, 알코올 알콕실레이트, 폴리아크릴레이트, 중합체 플루오르계면활성제, 플루오르 변형된 폴리아크릴레이트 또는 이들 두 가지 또는 그 이상의 혼합물이 포함된다.
점성 안정화제에는 모노 또는 멀티기능의 하이드록실 화합물이 포함된다. 여기에는 메탄올, 에탄올, 프로판올, 부탄올, 에틸렌 글리콜, 폴리에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 폴리에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 폴리프로필렌 글리콜, 부탄 디올, 폴리부티렌 글리콜, 글리세린, 또는 이들 중 두 가지 또는 그 이상의 혼합물이 포함된다.
교차결합제에는 테트라보레이트 나트륨, 글리옥살을 단독으로 또는 이들의 두 가지 또는 그 이상의 혼합물이 포함된다.
습윤제는 폴리아크릴산, 폴리아크릴산염, 아크릴산 공중합체, 폴리아크릴산염 공중합체 또는 이들 중 2가지 이상의 혼합물을 포함할 수 있다.
중성자 흡수물질을 포함하여 구성함으로써 핵분열 물질의 오염 제거 과정 동안에 치명적인 위험을 감소시킬 수 있을 것이다. 중성자 흡수물질은 테트라보레이트 나트륨과 같은 붕소 원자가 포함된 화합물로 구성될 수 있다.
후에 다시 설명하겠지만 본 발명은 상기한 오염물질 제거제 조성물을 이용하여 방사능 등과 같은 오염물질을 제거한 후, 다시 수거하여 물에 용해를 시키면 방사능오염의 근원이 되는 금속산화물(Mn-54, Fe-59, Co-58, Co-60, Cs-137, Sr-90 등)들이 침전이 된다.
상기와 같이 침출된 금속산화물(Mn-54, Fe-59, Co-58, Co-60, Cs-137, Sr-90 등)인 중금속은 침전이 된 상태로 되어 있어 회수가 용이한 상태로 되어 있으므로 필터링 등을 통하여 쉽게 회수할 수 있는 효과가 창출된다.
또한 본 발명은 상기한 오염물질 제거 조성물을 이용하여 오염된 물체에 브러싱, 롤링, 스프레이, 스프레딩, 딥핑(dipping), 덧칠(smearing) 등과 같은 방법을 이용하여 방사능 오염물질을 제거하는 방법을 제공한다.
본 발명인 상기한 방사능 오염물질 제거 조성물을 제조하여 준비한다.
제조된 조성물을 오염된 물체에 브러싱, 롤링, 스프레이, 스프레딩, 딥핑(dipping), 덧칠(smearing) 등과 같은 방법으로 균일하게 도포를 하여 코팅층을 형성하는 과정을 수행한다.
이와 같이 도포하여 코팅층이 형성되면 오염된 물체에 부착되어 있는 방사능 오염물질이 조성물의 제올라이트에 흡착되거나, 킬레이트제 등과 결합하게 되는 작용을 하게 된다. 이 결합으로 인하여 오염된 물체에 부착되어 있는 방사능 오염물질이 제거되는 것이다.
상기 도포하여 코팅층을 형성하는 과정 후 상온(통상 20도씨 정도)에서 건조시키는 과정을 수행하되, 최소 30분 내지 2일 정도까지 건조를 시키는 과정을 수행한다.
건조하는 시간은 대기온도, 습도 및 적용 재질에 따라 다르게 적용되며 코팅층의 두께에 따라서도 달라질 수 있으므로 상기의 건조시간이 절대적인 것은 아니며 상기의 범위에 균등한 건조시간은 모두 포함되는 개념이라고 할 것이다.
상기 건조된 코팅층을 벗겨내는 필링 과정을 수행함으로써 방사능 오염물질을 제거하는 방법을 제공한다.
그리고 상기 필링 과정에서 나온 건조된 코팅층을 물에 용해하여 코팅층에 함유된 오염물질을 침전시키는 과정을 수행한다. 그리고 이 용해된 오염물질을 필터를 이용한 거름 수단 또는 자력을 이용하는 방법 등을 통하여 방사능 오염물질, 중금속 또는 기타 유용한 물질 등을 회수하는 과정을 통하여 회수성이 있는 유용한 물질을 회수하는 방법을 제공할 수 있다.
이하 본 발명의 실시 예를 설명한다.
<실시예 1>
교반기에 수용성 박막 형성 고분자물질인 100g의 젤라틴을 물 100g과 혼합하여 가열하면서 젤라틴을 물에 용해시킨 후 실온으로 냉각시킨다.
여기에 500~800 나노(10-9m) 사이즈의 제올라이트 15g, EDTA 및 DTPA를 각각 5g씩 투입하고, 아세톤을 3g 투입하여 교반함으로써 원하는 방사능 오염물질 제거 조성물을 얻는다.
이와 같이 조성된 방사능 오염물질 제거 조성물을 방사능에 오염된 물체에 도포하여 코팅을 하고 3시간 동안 건조과정을 수행한다.
상기 건조과정 후에 코팅된 박막을 벗겨내는 필링과정을 통하여 방사능 오염물질을 제거한다.
필링과정을 통하여 벗겨낸 박막은 물에 용해시키고 필터링을 통하여 방사능 오염물질 중 유용한 중금속을 회수한다.
<실시예 2>
수용성 박막 형성 고분자 물질인 PVA를 100g 취하여 물 500g에 투입한 후 가열과 교반을 하면서 PVA를 물에 용해시킨 후 실온으로 냉각시킨다.
그 다음 여기에 100~500 나노(10-9m) 사이즈의 제올라이트 10g, EDTA 및 DTPA를 각각 5g씩 투입하고, 아세톤을 5g, 알킬벤젠설포네이트 2g을 혼합하고 교반하여 원하는 방사능 오염물질 제거 조성물을 얻는다.
이와 같이 조성된 방사능 오염물질 제거 조성물을 방사능에 오염된 물체에 도포하여 코팅을 하고 3시간 동안 건조과정을 수행한다.
상기 건조과정 후에 코팅된 박막을 벗겨내는 필링과정을 통하여 방사능 오염물질을 제거한다.
필링 과정을 통하여 벗겨낸 박막은 물에 용해시키고 필터링을 통하여 방사능 오염물질 중 유용한 중금속을 회수한다.
본 발명은 오염물질 제거제 또는 제염제를 생산, 제조 또는 판매하는 기술분야에 매우 유용한 발명이다.
또한 본 발명은 통상의 유해물질, 또는 오염물질에 오염된 물체, 시설 등을 세정하는 제염제를 생산, 제조 또는 판매하는 기술분야에 매우 유용한 발명이다.
특히 본 발명은 원자력 발전소, 원자력 연구원 등의 원자력 시설 등에서 방사능에 오염된 물체의 방사능을 제거하는 기술분야에 매우 유용한 발명이다.
또한 본 발명은 일본동북부의 쓰나미에 의한 방사능 오염지역, 체르노빌 사태의 방사능 오염지역에서 오염된 물체의 방사능을 제거하는 기술분야에 매우 유용한 발명이다.

Claims (11)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 수용성 박막 형성 고분자 물질 중 어느 하나 또는 둘 이상을 혼합한 것에,
    물 및, 킬레이트제가 하나 또는 둘 이상이 포함되고,
    선택적으로 계면활성제가 하나 또는 둘 이상이 포함되며,
    제올라이트가 포함되되,
    상기 킬레이트제는 EDTA 또는 DTPA를 단독으로 또는 혼합하여 사용하고,
    건조소성보조물질을 하나 또는 둘 이상을 포함하여 구성하되,
    상기 제올라이트는 0.001~200 ㎛ 사이즈의 제올라이트이고,
    상기 건조소성보조물질은 알코올류, 케톤류 중 하나 또는 둘 이상을 포함하여 구성한 것에 특징이 있는 방사능 오염물질 제거 조성물.
  5. 삭제
  6. 제4항에 있어서,
    살균성분, 요변성 첨가제, 의가소성 첨가제, 유동학 변형제, 침전 방지제, 평활성 조정제, 거품제거제, 점성 안정화제, 화학무기 중화제, 교차결합제, 습윤제, 중성자 흡수물질을 단독으로 또는 둘 이상을 포함하여 구성한 방사능 오염물질 제거 조성물.
  7. 제4항에 있어서,
    수용성 박막 형성 고분자 물질은 천연 고분자물질, 반합성 고분자 물질 또는 합성 고분자물질이며,
    천연 고분자 물질로는 젤라틴, 펙틴, 덱스트란(Dextran), 히알루론산 또는 그의 염, 콜라겐, 한천, 아라비아 고무, 잔사고무, 아카시아고무, 카라야고무, 토라간고무, 구어고무와 같은 검류, 전분, 카라긴산, 알긴산 또는 알긴산나트륨이며
    반합성 고분자물질로는 메틸셀룰로오스(Methyl cellulose), 에틸셀룰로오스(Ethyl cellulose), 히드록시에틸셀룰로오스(Hydroxy ethyl cellulose), 카르복시메틸셀룰로오스나트륨(Sodium carboxy methyl cellulose), 가용성 전분(Soluble Strach), 덱스트린(Dextrine), 카르복시메틸전분(Carboxy methyl starch) 또는 디알데히드전분(Dialdehyde starch)이며,
    합성 고분자물질로는 폴리비닐알콜(Polyvinyl alcohol), 폴리비닐피롤리돈(Polyvinyl pyrrolidone), 폴리비닐메타아크릴레이트(Polyvinyl methacrylate), 폴리아크릴산(Poly Acrylic acid) 및 그의 염(Salt), 폴리에틸
    렌옥사이드(Polyethylene oxide), 카르복시기(Carboxy) 함유 아크릴수지(Acryl resin), 카르복시기(Carboxy)함유 폴리에스테르수지(Polyester resin), 수용성 폴리아마이드(Polyamide), 수용성 폴리우레탄(Polyurethane), 말토덱스트린 또는 폴리덱스트로스 인 것에 특징이 있는 방사능 오염물질 제거 조성물.
  8. 제4항, 제6항 또는 제7항 중 어느 한 항에 의한 조성물을 오염물질에 도포하여 코팅층을 형성하는 과정,
    상기 과정 후 건조하는 과정,
    상기 건조된 코팅층을 필링하는 과정을 포함하여 이루어진 오염물질 제거 방법.
  9. 제4항, 제6항 또는 제7항 중 어느 한 항에 의한 조성물을 오염물질에 도포하여 코팅층을 형성하는 과정,
    상기 과정 후 건조하는 과정,
    상기 건조된 코팅층을 필링하는 과정,
    필링하여 제거된 코팅층을 물에 녹여 오염물질을 침전시키는 과정,
    상기 침전된 오염물질을 회수하는 과정으로 이루어진 회수가능한 유용한 물질을 회수하는 방법.
  10. 삭제
  11. 삭제
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