KR101579795B1

KR101579795B1 - Method of Removing Cesium from Wastewater by the Solidified Sericite

Info

Publication number: KR101579795B1
Application number: KR1020140006602A
Authority: KR
Inventors: 충 전; 김종오; 이승목
Original assignee: 가톨릭관동대학교산학협력단
Priority date: 2014-01-20
Filing date: 2014-01-20
Publication date: 2015-12-24
Also published as: KR20150086665A

Abstract

본 발명은 고정화된 견운모를 이용한 세슘의 제거방법을 제공한다. 본 발명은 증류수에 알지네이트 나트륨을 넣고 교반시켜서 알지네이트 용액을 준비하는 단계와; 견운모를 미세하게 분쇄하여 체진동기를 이용하여 분리한 다음, 14 ~ 16 메쉬 크기로 수집하여 미립자 견운모를 준비하는 단계와; 상기 알지네이트 용액에 상기 미립자 견운모를 넣고 교반시켜서, 알지네이트-견운모 결합체를 만드는 알지네이트-견운모 결합체의 제조단계와; 염화칼슘 용액에 상기 알지네이트-견운모 결합체를 주사기구에 의해 방울방울 떨어뜨려서 비드 모양으로 만들어줌과 동시에 그 형상으로 고정화시킨 견운모 흡착제의 고정화단계와; 상기 고정화된 견운모 흡착제 비드를 별도의 염화칼슘 용액에 투입하여 숙성시키고, 숙성시킨 비드를 필터링한 후, 상온에서 건조하여 고체상의 세슘흡착제를 제조하는 후처리단계; 를 포함하고 있다. 본 발명은 상기 고체상의 세슘흡착제를 이용하여 세슘 오염폐수 중에서 세슘을 효율적으로 흡착 제거할 수 있다. The present invention provides a method for removing cesium using an immobilized sericite. The present invention relates to a method for preparing an alginate solution, comprising the steps of: adding alginate sodium to distilled water and stirring to prepare an alginate solution; Finely crushing the sericite, separating it using a sieve vibrator, collecting it in a size of 14 to 16 mesh to prepare a fine-grained sericite; Preparing an alginate-sericite complex by adding the fine-grain sericite to the alginate solution and stirring the resulting alginate-sericite complex; Fixing the sericite adsorbent to the calcium chloride solution by dropping droplets of the alginate-sericite coupling agent into a bead shape and immobilizing the alginate-sericite coupling agent in the form of a bead; A post-treatment step of aging the immobilized sericite adsorbent beads in a separate calcium chloride solution, filtering the aged beads, and drying the beads at room temperature to produce a solid cesium adsorbent; . The present invention can efficiently adsorb and remove cesium in cesium-contaminated wastewater by using the solid cesium adsorbent.

Description

고정화된 견운모를 이용한 세슘 제거방법{Method of Removing Cesium from Wastewater by the Solidified Sericite}Technical Field [0001] The present invention relates to a method for removing cesium from an immobilized sericite,

본 발명은 견운모를 이용한 세슘 제거방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 산업상 저렴하게 입수할 수 있는 유기 바이오 물질과 견운모로 구성된 바이오 흡착제 비드를 작은 환의 형태로 제조함으로써, 원자력발전소 등에서 방출되는 폐수 중에 존재하는 방사성 세슘 이온을 효과적으로 제거할 수 있는 고정화된 견운모를 이용한 방사성 세슘의 제거방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a method for removing cesium from sericite, and more particularly, to a method for removing cesium from a waste water discharged from a nuclear power plant or the like by producing a bioabsorbent bead composed of an organic biomaterial and a sericite, The present invention relates to a method of removing radioactive cesium using an immobilized sericite capable of effectively removing radioactive cesium ions present therein.

오늘날 산업폐수 중에서 인체에 유해한 물질들을 제거하는 기술의 개발은 산업화의 그늘을 해소하는데 있어서 무엇보다도 중요하다. Today, the development of technologies for removing harmful substances from industrial wastewater is of utmost importance in solving the shade of industrialization.

산업폐수로부터 발생되고 있는 여러가지 오염물질 중에서도 최근에 가장 주목을 받고 있는 물질의 중의 하나는 세슘(Cs)이다. 세슘은 비교적 희귀한 금속으로서, 자연계에 존재하는 세슘은 인체에 유해한 방사선을 방출하지 않는다. 그러나, 자연계에 존재하는 세슘-133(질량수 133)과는 달리, 원자력발전소 또는 핵분열시 방출되는 세슘-135(질량수 135) 및 세슘-137(질량수 137)은 인체에 유해한 방사능을 가진 물질이다. 상기 세슘-135 및 세슘-137은 원자력발전소에서 우라늄이나 플루토늄을 중성자로 핵분열시킬 때 필연적으로 발생되고 있다. Among the various pollutants generated from industrial wastewater, cesium (Cs) is one of the most noteworthy materials recently. Cesium is a relatively rare metal, and cesium present in nature does not release harmful radiation to the human body. However, unlike cesium-133 (mass 133), which is present in nature, cesium-135 (mass 135) and cesium-137 (mass 137) released during nuclear fission or nuclear fission are substances with radioactivity harmful to human body. The cesium-135 and cesium-137 are inevitably generated when a nuclear power plant fissures uranium or plutonium into neutrons.

원자력 발전소 등에서 우라늄 등을 핵분열시켜서 고용량의 에너지를 생성시킬 때, 방사성 핵분열 생성물 중 오랫동안 환경에 큰 위험을 끼치는 물질로서, 세슘-135(반감기 230만 년)와 세슘-137(반감기 30년) 및 스트론튬(Sr)-90(반감기 28.9년) 등이 함께 발생되고 있다. 이들은 각각 핵분열 생성물 중에서 그 비율이 세슘-135 약 6.9%, 세슘-137 약 6.3%, 그리고 스트론튬 4.5% 를 차지하는 것으로 알려져 있다. (Half-life of 2.3 million years), cesium-137 (half-life of 30 years), and strontium (a half-life period of 30 years) as radioactive fission products, which have long been dangerous to the environment when nuclear energy is generated by nuclear fission from uranium, (Sr) -90 (half-life period of 28.9 years). They are known to account for 6.9% of cesium-135, 6.3% of cesium-137, and 4.5% of strontium, respectively, in fission products.

최근 일본 후쿠시마 원자력 발전소 사고와 관련되어 자주 언급되는 물질이 세슘(Cs)의 오염 문제이다. 세슘(Cs)의 위험성은 주로 핵분열 생성물인 세슘-137에 의한 방사능 위험이다. 상기 세슘-135는 그의 반감기가 대략 230만 년 정도이므로, 실제로 시간당 나오는 방사선의 양이 적어서, 상기 세슘-137에 비하여 그 위험성이 월등히 낮다고 할 수 있다. 방사성 물질에 속하는 세슘-137은 이온이 되거나 화합물을 만들어도 계속적으로 방사선을 방출하게 되므로, 이를 완전히 제거하는 것이 무엇보다 중요하다. 다른 방사성 물질에 노출되었을 때와 마찬가지로, 세슘-137의 방사선에 노출되면 암에 걸릴 위험성이 커진다. Recently, a substance frequently mentioned in connection with the accident in Fukushima nuclear power plant in Japan is the pollution problem of cesium (Cs). The risk of cesium (Cs) is primarily a radioactive hazard due to the fission product cesium-137. Since the half-life of cesium-135 is about 2.3 million years, the amount of radiation emitted per hour is actually small, so that the risk is much lower than that of cesium-137. Cesium-137, which belongs to a radioactive substance, is an ion, or a compound, which continuously emits radiation. Therefore, it is most important to completely remove it. As with other radioactive materials, exposure to cesium-137 radiation increases the risk of cancer.

방사성 물질인 Cs-137과 Cs-135가 수용액으로 존재할 경우, 환경을 파괴할 뿐만 아니라 인간의 건강에까지 큰 영향을 미칠 수 있다. 더구나 세슘 이온들은 화학적으로 칼륨 이온과 비슷하기 때문에 육상이나 수중 생물들과 쉽게 결합할 수 있는 특성이 있다. 지하수나 어류 또는 패류 등을 통해 세슘 이온이 인간의 몸속에 축적될 경우 신체의 조직을 파괴할 수 있으며, 심할 경우 갑상선암을 유발시킬 수 있다. 특히, 최근에 방사능물질에 대한 관심이 증가하면서 세슘(Cs)을 효과적이고 효율적으로 제거하여야 하는 요구가 증대되고 있다. The presence of radioactive Cs-137 and Cs-135 in aqueous solution may not only destroy the environment but also have a significant impact on human health. Moreover, since cesium ions are chemically similar to potassium ions, they can easily combine with land and aquatic organisms. When cesium ions accumulate in the human body through groundwater, fish, or shellfish, they can destroy the tissues of the body and, in severe cases, can cause cancer of the thyroid gland. Particularly, there is an increasing demand for effective and efficient removal of cesium (Cs) with increasing interest in radioactive materials.

세슘(Cs)을 제거하기 위해 지금까지 침전법, 액체-액체 추출법, 유기이온 교환체를 이용한 이온교환법 및 크로마토그래피법 등과 같은 방법들이 개발되어 왔다. 이러한 방법들 중에서 이온교환법이 적용의 간편함, 효율성, 그리고 선택성 등 많은 장점이 있어 최근에 많은 주목을 받고 있다. To remove cesium (Cs), methods such as precipitation method, liquid-liquid extraction method, ion exchange method using organic ion exchanger, and chromatography method have been developed. Of these methods, the ion exchange method has attracted a lot of attention in recent years because of its advantages such as simplicity of application, efficiency, and selectivity.

그러나, 이온교환법으로 개발된 방법은 고가의 유기 합성 이온교환수지를 사용하므로 상기 이온교환수지의 잦은 교체와 기계적 강도의 저하로 인하여 유지관리 비용이 증대되고 있고, 세슘 제거 처리를 대량으로 하기 위해 이온교환설비의 크기를 증대시켜야 하는 문제점이 있다. However, since the method developed by the ion exchange method uses an expensive organic synthetic ion exchange resin, the maintenance cost is increased due to frequent replacement of the ion exchange resin and a decrease in mechanical strength. In order to massively remove the cesium, There is a problem that the size of the exchange facility must be increased.

한편, 산업폐수 중의 중금속 오염 물질을 제거하기 위한 방법으로, 제올라이트, 티탄산나트륨(Sodium titanate), 실리코티타네이트(silicotitanates), 금속 산화물 등과 같은 무기물질을 이용한 방법이 있다. 상기 무기물질은 열적 안정성과 내구성이 우수한 장점이 있지만, 세슘의 제거에는 효과적이지 못한 단점이 있다. On the other hand, as a method for removing heavy metal contaminants from industrial wastewater, there is a method using inorganic materials such as zeolite, sodium titanate, silicotitanates, metal oxides and the like. The inorganic material has an advantage of excellent thermal stability and durability, but it is not effective in removing cesium.

환경 분야에서 점토나 광물질의 역할이 널리 연구되고 있을지라도, 이들 물질들은 종종 특정 중금속 오염물질에 대해 매우 낮은 교환능을 가지고 있어 중성 또는 음이온성 오염물질에 대해 비효율적이라고 알려져 왔다. 환경연구 분야에서 견운모의 적용성을 향상시키기 위한 연구를 미미한 것으로 여겨진다. Although the role of clay or minerals in the environmental field has been extensively studied, these materials have often been known to be ineffective for neutral or anionic contaminants due to their very low exchange capacity for certain heavy metal contaminants. It is considered that there is little research to improve the applicability of sericite in environmental research.

방사성 폐기물 또는 방사성 폐액에서 세슘을 제거하는 방법으로서는, 대한민국 특허공보 제1993-11451호 "무기이온교환물질에 의한 세슘과 스트론튬의 흡착과 고화체 제조방법" 및 대한민국 등록특허 제10-1068523호 "방사성 폐액으로부터 코발트 및 세슘을 제거하는 방법"을 예시할 수 있다. As a method for removing cesium from radioactive waste or radioactive waste solution, Korean Patent Publication No. 1993-11451 entitled "Adsorption of Cesium and Strontium by Inorganic Ion Exchanger and Method for Producing Solid Form" and Korean Patent Registration No. 10-1068523 " Quot; a method of removing cobalt and cesium from "

대한민국 특허공보 제1993-11451호에서는 무기이온교환물질의 특성을 이용하여 세슘과 스트론튬을 흡착시키는 방법을 제공하고 있는데, 상기 스트론튬을 흡착시키기 위하여 첫번째 흡착층에서는 흡착능이 우수한 티타늄옥사이드를, 두번째 흡착층에서는 저농도에서 흡착능이 우수한 제올라이트 A를 충전하고, 세슘을 흡착시키기 위하여 몰덴나이트를 충전하여 사용하는 방식을 보여주고 있다. 그러나, 이 방식은 세슘과 스트론튬을 모두 흡착시키기 위하여 서로 다른 이온교환능을 가진 물질을 사용하고 있고, 더구나 그 흡착성능이 어느 정도로 유용한 것인지의 여부를 객관적으로 확인할 수 있는 근거 데이터를 전혀 제시하지 않고 있다. Korean Patent Publication No. 1993-11451 discloses a method of adsorbing cesium and strontium using the characteristics of an inorganic ion exchange material. In order to adsorb the strontium, titanium oxide having excellent adsorptivity is adsorbed on the first adsorption layer, Shows a method of charging zeolite A having excellent adsorptivity at a low concentration and charging doldenite to adsorb cesium. However, this method uses materials having different ion-exchange capacities for adsorbing both cesium and strontium, and does not provide any basis data for objectively confirming to what degree the adsorption performance is useful .

한편, 대한민국 등록특허 제10-1068523호의 경우에는, 방사성 폐액 중에 존재하는 코발트 성분과 세슘 성분을 동시에 제거하기 위하여, 코발트 성분에 대해서는 알칼리 침전처리를 행하는 반면에, 세슘 성분에 대해서는 이온교환에 의한 흡착제거 방식을 적용하고 있다. 이를 좀더 상세하게 살펴보면, 코발트 성분의 제거를 위하여, 방사성 폐액에 대해 비방사성 코발트염(CoCl₂)을 투입하여 교반하고, 다시 그 위에 포타슘페로시아나이드(K₄Fe(CN)₆)를 첨가하여 상기 포타슘페로시아나이드의 농도가 160 mg/L 가 되어지도록 한 다음, 그 폐액의 산도가 pH 9가 되어지도록 알칼리용액을 첨가하고, 침전조에 보내어 침전 슬러리를 회수하는 방식으로 진행되고 있다. On the other hand, in the case of Korean Patent No. 10-1068523, in order to simultaneously remove the cobalt component and the cesium component present in the radioactive waste solution, the cobalt component is subjected to alkali precipitation treatment, while the cesium component is adsorbed by ion exchange Removal method. More specifically, in order to remove the cobalt component, non-radioactive cobalt salt (CoCl ₂ ) is added to the radioactive waste solution and stirred, and then potassium ferrocyanide (K ₄ Fe (CN) ₆ ) The concentration of the potassium ferricyanide is adjusted to 160 mg / L. Then, an alkaline solution is added so that the acidity of the waste solution becomes pH 9, and the solution is sent to a sedimentation tank to recover the precipitated slurry.

그러나, 상기 방법은 모두 침전 슬러리를 회수하는 방식으로서, 코발트 성분과 세슘 성분이 혼합되어 있는 복합 폐액에 관한 것이고, 단순히 폐액 중에 세슘 성분만 존재할 경우, 그 폐액으로부터 세슘 성분을 제거하는 방법에 대해서는 전혀 알 수 없는 한계가 있다. 다시 말해서, 코발트 성분을 제거하기 위하여, 비방사성 코발트염(CoCl₂)과 포타슘페로시아나이드(K₄Fe(CN)₆) 및 알칼리용액을 첨가하고 있는데, 방사성 코발트 성분이 존재하지 않는 상태에서, 방사성 세슘 성분을 제거할 경우에도 위와 동일한 방식이 적용될 수 있는 것인지에 대해서는 전혀 언급되어 있지 않는 것이다. However, all of the above methods are related to a composite waste solution in which a cobalt component and a cesium component are mixed in a method of collecting the precipitation slurry. When the cesium component alone is present in the waste solution, there is no method for removing the cesium component from the waste solution at all There is an unknown limit. In other words, in order to remove the cobalt component, a non-radioactive cobalt salt (CoCl ₂ ), potassium ferrocyanide (K ₄ Fe (CN) ₆ ) and an alkali solution are added. In the absence of the radioactive cobalt component, It is not mentioned at all whether the same method as above can be applied when the radioactive cesium component is removed.

한편, 최근에 접어들어, 오염된 수용액에서 방사성 금속 이온의 농도를 줄이기 위해 몇 가지 새로운 흡착제가 개발되었고, 지난 몇 년 동안 사용되어왔다. 이러한 것들에는, 자기 흡착, 바이오복합재료, 나노복합재료 및 유기금속 불꽃반응 등을 포함하고 있다. 그 중에서도, 이러한 물질 중 천연 자원으로부터 제조된 바이오복합재료는 수용액에서 다양한 독성 오염물질의 제거를 위한 가장 유망한 물질이고 환경 친화적이기 때문에, 기술적으로 가능하고, 운영비용도 줄일 수 있는 기술개발이 무엇보다도 절실하게 요구되고 있는 실정이다. On the other hand, recently, several new adsorbents have been developed to reduce the concentration of radioactive metal ions in contaminated aqueous solutions and have been used in the past few years. These include self-adsorption, biocomposites, nanocomposites and organometallic flame reactions. Of these, biocomposites produced from natural sources are the most promising materials for the removal of various toxic pollutants from aqueous solutions and are environmentally friendly, so technological feasibility and technology development that can reduce operational costs This is a situation that is desperately required.

오염된 폐수에서 인체에 해로운 방사성 세슘을 효율적으로 흡착제거할 수 있다면, 이는 환경공학적 측면에서 매우 의미있는 기술적 진보를 달성함과 동시에, 세슘의 양(농도)을 줄임으로써 핵 폐수 처리의 문제를 줄일 수 있는 기반을 구축하게 될 것이다. If it is possible to efficiently adsorb and remove harmful radioactive cesium from contaminated wastewater, it will achieve significant technological advances in terms of environmental engineering, while reducing the amount of cesium (concentration) It will build a foundation for

하지만, 이와 같은 현실적인 필요성 및 당위성이 존재함에도 불구하고, 여태까지 이러한 기술개발이 출현되지 못하고 있는 실정이다.
However, even though there is such a real necessity and necessity, there is no such technology development yet.

대한민국 특허공보 제1993-11451호 "무기이온교환물질에 의한 세슘과 스트론튬의 흡착과 고화체 제조방법" (1993. 12. 8.);Korean Patent Publication No. 1993-11451 "Adsorption of Cesium and Strontium by Inorganic Ion Exchanger and Method for Producing Solids" (Dec. 8, 1993); 대한민국 등록특허 제10-1068523호 "방사성 폐액으로부터 코발트 및 세슘을 제거하는 방법" (2011. 9. 22.)Korean Patent No. 10-1068523 "Method for removing cobalt and cesium from radioactive waste solution" (September 22, 2011)

본 발명은, 상기 종래기술의 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로, 원자력발전소 등에서 방출되는 폐수 중에 존재하는 방사성 오염물질로서 인체에 치명적인 영향을 미칠 수 있는 세슘(Cs) 이온을 효과적으로 흡착하여 제거할 수 있는 고정화된 견운모를 이용한 방사성 세슘의 제거방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
Disclosure of Invention Technical Problem [8] Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems of the prior art, and it is an object of the present invention to provide a method for effectively removing cesium (Cs) ions, which can be fatal to a human body as radioactive contaminants existing in wastewater discharged from a nuclear power plant, It is an object of the present invention to provide a method for removing radioactive cesium using immobilized sericite.

본 발명은, 상기 목적을 달성하기 위하여, 증류수에 알지네이트 나트륨을 넣고 60 ℃ 에서 1.5 시간 내지 3시간 동안 교반시켜서 알지네이트 용액을 준비하는 단계와; 견운모를 미세하게 분쇄하여 체진동기를 이용하여 분리한 다음, 미세하게 분쇄된 미립자 견운모를 준비하는 단계와; 상기 알지네이트 용액에 상기 미립자 견운모를 투입하되, 알지네이트 : 미립자 견운모를 5 : 5 내지 2 : 8의 중량 비율로 투입한 후, 역시 1.5 시간 내지 3시간 동안 교반시켜서, 알지네이트-견운모 결합체를 만드는 알지네이트-견운모 겹합체의 제조단계와; 염화칼슘 용액에 상기 알지네이트-견운모 결합체를 주사기구에 의해 방울방울 떨어뜨려서 비드 모양으로 만들어줌과 동시에 그 형상으로 고정화시킨 견운모 흡착제의 고정화단계와; 상기 고정화된 견운모 흡착제 비드를 별도의 염화칼슘 용액에 투입하여 숙성시키고, 숙성시킨 비드를 필터링한 후, 상온에서 건조하여 고체상의 세슘흡착제를 제조하는 후처리단계; 를 포함하고 있다. In order to achieve the above object, the present invention provides a method for preparing alginate, comprising the steps of: adding alginate sodium to distilled water and stirring at 60 ° C for 1.5 hours to 3 hours to prepare an alginate solution; Finely crushing the sericite, separating it using a sieve vibrator, and finely grinding the fine grain sericite; The alginate-sericite was added to the alginate solution at a weight ratio of 5: 5 to 2: 8, followed by stirring for 1.5 to 3 hours to obtain an alginate- A step of producing a laminate; Fixing the sericite adsorbent to the calcium chloride solution by dropping droplets of the alginate-sericite coupling agent into a bead shape and immobilizing the alginate-sericite coupling agent in the form of a bead; A post-treatment step of aging the immobilized sericite adsorbent beads in a separate calcium chloride solution, filtering the aged beads, and drying the beads at room temperature to produce a solid cesium adsorbent; .

또한, 본 발명은 상기 고체상의 세슘 흡착제를 제조한 다음, 상기 고체상의 세슘 흡착제를 방사성 세슘이 오염된 방사성 오염폐수에 투입하고, 상기 고체상의 세슘 흡착제의 흡착성능에 의하여 방사성 세슘을 제거하는 것을 특징으로 한, 폐수 중의 방사성 세슘의 흡착제거 방법을 제공한다.
Further, the present invention is characterized in that the solid cesium adsorbent is added to the radioactive contaminated wastewater contaminated with radioactive cesium and the radioactive cesium is removed by the adsorption capability of the solid cesium adsorbent after the solid cesium adsorbent is prepared , And a method for adsorbing and removing radioactive cesium in wastewater is provided.

본 발명은 방사성 오염물질에 해당하는 세슘 이온을 비드 형상의 알지네이트-견운모 결합체를 이용하여 효과적으로 제거할 수 있는 장점이 있다. The present invention is advantageous in that cesium ions corresponding to radioactive contaminants can be effectively removed using bead-shaped alginate-sericite assemblies.

또한, 본 발명에 의한 비드 형상의 알지네이트-견운모 결합체를 이용하여 폐수 중의 세슘을 제거할 경우에는 고액의 이온교환수지를 이용할 필요 없이 저렴한 견운모를 활용하게 되므로, 실질적으로 경제성이 있는 세슘의 제거방법으로 유용한 장점이 있다. In addition, when cesium in the wastewater is removed by using the bead-shaped alginate-sericite complex according to the present invention, it is possible to utilize a low cost sericite without using a high-volume ion exchange resin, There are useful advantages.

또한, 본 발명에 의한 세슘의 제거방법은, 일본 후쿠시마 원자력발전소의 방사성 물질의 방출과 같은 산업 재해에 대하여, 보다 현실적이고 유용한 방법으로 인체에 유해한 방사성 물질로서의 세슘 오염물질을 제거할 수 있는 토대를 제공하고 있는 것이다.
In addition, the method for removing cesium according to the present invention is a method for removing cesium contamination as a radioactive material harmful to human body in a more realistic and useful way to industrial disasters such as the emission of radioactive material from Fukushima nuclear power plant in Japan It is provided.

도 1은 본 발명에 의한 알지네이트 결합체 비드에 관한 사진자료이고,
도 2는 본 발명에 의한 알지네이트 결합체 비드의 팽윤 특성을 보여주고 있는 그래프이고,
도 3은 본 발명에 의한 알지네이트 결합체 비드의 세슘 이온에 관한 흡착 이전의 SEM 사진 및 그의 EDX 분석 그래프이고,
도 4는 본 발명에 의한 알지네이트 결합체 비드의 세슘 이온에 관한 흡착 이후의 SEM 사진 및 그의 EDX 분석 그래프이며,
도 5는 본 발명에 의한 상기 알지네이트 결합체 비드의 알지네이트 : 견운모의 결합 비율에 따른 흡착 성능을 보여주는 그래프이다. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a photographic image of an alginate-bonded bead according to the present invention,
FIG. 2 is a graph showing swelling characteristics of alginate beads according to the present invention,
3 is an SEM photograph and an EDX analysis graph of the alginate beads according to the present invention before adsorption for cesium ions,
4 is a SEM photograph and an EDX analysis graph of adsorption of cesium ions of the alginate beads according to the present invention,
5 is a graph showing adsorption performance of the alginate beads according to the present invention according to the binding ratio of alginate: sericite.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 사진 자료 및 실험결과 그래프와 함께 상세히 설명한다. 다만, 첨부된 실험결과 그래프는 본 발명의 기술사상을 보다 상세하게 설명하기 위한 것일 뿐이며, 본 발명의 기술사상이 이에 한정되는 것이 아니며, 다양한 변형이 가능함을 미리 밝혀둔다.
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying photographs and experimental result graphs. It should be noted, however, that the accompanying drawings are only for the purpose of illustrating the technical idea of the present invention in detail, and that the technical idea of the present invention is not limited thereto and that various modifications are possible.

본 발명은 방사성 물질의 일종인 세슘-137(이하 Cs(I)으로 약칭하여 표기함)을 제거하기 위하여, 통상적인 견운모를 미립자 형상으로 전환시키고, 알지네이트 나트륨을 매트릭스로 활용하여 상기 견운모를 1차적으로 매트릭스 물질에 고정화시키고, 상기 매트릭스 물질을 다시 2차적으로 고체화시킴으로써, 폐수 중에 존재하는 세슘을 효율적으로 흡착할 수 있도록 하는 점에 기술적인 특징이 있다.
In order to remove cesium-137 (hereinafter abbreviated as Cs (I)), which is a kind of radioactive material, a conventional sericite is converted into a particulate form, and alginate sodium is used as a matrix, , And the matrix material is secondarily solidified again, whereby cesium present in the wastewater can be efficiently adsorbed.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통하여 더욱 구체적이고 상세하게 설명한다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to preferred embodiments thereof.

1). 알지네이트 용액의 준비단계: One). Preparation step of alginate solution:

본 발명은, 세슘 이온을 흡착하는 물질을 고정화시킬 수 있는 유기질 담체로서 알지네이트를 사용하기 위하여, 증류수에 알지네이트 나트륨 파우더를 투입하고, 60 ℃에서 1.5 시간 내지 3시간 동안 교반시켜서 알지네이트 용액을 준비하는 단계를 포함하고 있다. 상기 증류수 50 mL에 대하여 상기 알지네이트 나트륨 파우더 1.0g 의 비율로 투입하는 것이 바람직하다. In order to use alginate as an organic carrier capable of immobilizing a substance adsorbing cesium ions, alginate sodium powder is added to distilled water and stirred at 60 ° C. for 1.5 hours to 3 hours to prepare an alginate solution . It is preferable to add 1.0 g of the alginate sodium powder to 50 mL of the distilled water.

상기 알지네이트는 알긴산(Alginic acid) 또는 알긴(Algin)으로 불려지기도 하는 것으로, 미역이나 다시마와 같은 해초류에서 추출되어지는 끈끈한 점액질의 유기물질이다. 상기 알지네이트는 치과용 형틀이나, 직물 제조용 접착제, 수성 도료, 유화제, 식품 첨가제 등에 주로 이용되어 왔었고, 인체의 손 모양이나 발 모양과 같은 인상재료로서 많이 사용되어 왔다. 그러나, 본 발명과 같이 방사성 물질인 세슘 이온의 흡착제를 고정화시키는 용도로 사용된 사실은 아직까지 없는 것으로 보인다.
The alginate is called an alginic acid or an algin, and is an organic substance of sticky mucilage extracted from seaweeds such as seaweed or kelp. The alginate has been mainly used for dental molds, adhesives for fabric manufacturing, water-based paints, emulsifiers, food additives, and has been widely used as an impression material such as a hand shape or a foot shape of a human body. However, the fact that it is used for immobilizing the adsorbent of cesium ion, which is a radioactive substance, as in the present invention, does not seem to be used yet.

2). 미립자 견운모의 준비단계: 2). Preparation stage of particulate sericite:

본 발명은 견운모를 미세하게 분쇄하여 체진동기를 이용하여 분리한 다음, 미세하게 분쇄된 미립자의 견운모를 준비하는 단계를 포함하고 있다. The present invention includes finely crushing the sericite, separating it using a sieve vibrator, and then preparing the sericite of the finely pulverized fine particles.

본 발명은 원자력 발전 또는 핵 반응 과정에서 필연적으로 발생되는 Cs(I)을 흡착 제거하기 위하여, 견운모를 사용하고 있다. 견운모는 가소성(plasticity), 건조강도(drying strength), 생강도(green strength) 등이 높아서 요업분야에 주로 이용되어 왔으며, 도료, 전기절연체, 활마제, 화장품 등 다양한 분야에서도 이용되어 왔다. 그러나, 원자력발전소 또는 핵 실험실 등에서 발생되고 있는 폐액 또는 폐수 중의 세슘 물질을 흡착 제거하기 위해 사용된 적은 없었다. 또한, 폐수 중의 오염물질을 제거하기 위한 흡착제로서 견운모가 일부 사용되기도 하였지만, 이는 수많은 무기물질 중의 하나로서 다른 무기물 등과 혼합된 형태로 사용된 것일 뿐, 단독 물질로 사용된 사실은 아직껏 발견된 바 없다. The present invention uses sericite to adsorb and remove Cs (I), which is inevitably generated in the course of nuclear power generation or nuclear reaction. The sericite has high plasticity, drying strength, and green strength, and has been widely used in the field of ceramics and has been used in various fields such as paints, electric insulators, active agents, and cosmetics. However, it has never been used to adsorb and remove cesium in wastewater or wastewater from nuclear power plants or nuclear laboratories. In addition, although some sericite has been used as an adsorbent for removing pollutants in wastewater, it has been used in a form mixed with other inorganic substances as one of numerous inorganic substances, and the fact that it is used as a sole substance has not been found yet .

본 발명은 통상적인 견운모를 미세하게 분쇄하여 사용한다. 미세하게 분쇄함으로써, 그 표면적을 더욱 확장할 수 있기 때문이다. 미세하게 분쇄된 견운모는 체진동기를 이용하여 분리한다. 미세하게 분쇄된 견운모는 10~300 메쉬 정도가 바람직하다.
The present invention uses finely pulverized conventional sericite. By finely grinding, the surface area can be further expanded. The finely ground sericite is separated using a sieve vibrator. The finely ground sericite is preferably about 10 to 300 mesh.

3). 알지네이트-견운모 복합체의 제조단계: 3). Preparation step of alginate-sericite composite:

본 발명은 상기 알지네이트 용액에 상기 미립자 견운모를 투입하되, 알지네이트 나트륨 파우더 : 미립자 견운모를 5 : 5 내지 2 : 8의 중량 비율로 투입한 후, 역시 1.5 시간 내지 3시간 동안 교반시켜서, 알지네이트-견운모 결합체를 만드는 알지네이트-견운모 겹합체의 제조단계를 포함하고 있다. In the present invention, the alginate microspheres are put into the alginate solution, and the alginate sodium powder: fine-grain sericite is added at a weight ratio of 5: 5 to 2: 8, and then the mixture is stirred for 1.5 to 3 hours to obtain alginate- To produce an alginate-sericide laminate.

본 발명은, 상기 미립자 견운모의 유기질 담체로서 알지네이트를 선택적으로 사용한다. 이는 상기 무기질 견운모와 더불어 생체 바이오 물질로서 알지네이트를 결합시켜 사용하게 됨을 의미한다. 이를 위하여, 상기 알지네이트 용액에 상기 미립자 견운모를 혼합하여 알지네이트-견운모 복합체를 제조한다. 이를 좀더 구체적으로 설명하면, 상기 알지네이트 나트륨 용액에 대하여 상기 미립자 견운모를 투입하되, 알지네이트 나트륨 파우더 : 미립자 견운모를 5 : 5 내지 2 : 8의 중량 비율로 투입하는 것이 바람직하고, 그 혼합물을 균일하게 혼련시키는 것이 바람직하다. 상기 알지네이트 나트륨 파우더 : 미립자 견운모를 5 : 5 이하의 비율로 투입할 경우, 최종적인 흡착제의 세슘 이온의 흡착성능이 저조하여 바람직스럽지 못하고, 상기 알지네이트 나트륨 파우어: 미립자 견운모를 2 : 8 이상의 비율로 투입할 경우, 최종적인 흡착제의 세슘 이온의 흡착성능은 매우 양호하지만, 흡착제를 비드의 형상으로 만들기 어렵고, 흡착제를 일정한 형상의 고형물로 제조하는 것이 곤란하므로 바람직스럽지 못하다. 이와 같은 혼련과정을 1.5 시간 내지 3시간 동안 진행시키게 되면, 상기 미립자 견운모가 상기 알지네이트 나트륨에 결합되어지고, 알지네이트-견운모 복합체를 형성하게 된다. 혼련 방식은 특별히 제한되지 않는다. The present invention uses alginate selectively as the organic carrier of the above-mentioned fine-grained sericite. This means that alginate is used as a bio-biomaterial together with the inorganic sericite. To this end, the alginate solution is mixed with the alginate solution to prepare an alginate-sericite composite. More specifically, it is preferable that the alginate sodium solution is added to the alginate sodium solution, and the alginate sodium powder: fine-grain sericite is added in a weight ratio of 5: 5 to 2: 8, and the mixture is uniformly kneaded . When the alginate sodium powder: fine particulate sericite is added at a ratio of 5: 5 or less, the adsorption performance of the cesium ion of the final adsorbent is low, which is not preferable. The alginate sodium powder: fine particulate sericite is added at a ratio of 2: 8 or more The adsorption performance of cesium ions of the final adsorbent is very good, but it is difficult to make the adsorbent into bead shape, and it is difficult to produce the adsorbent with a uniform shape, which is not preferable. When the kneading process is conducted for 1.5 to 3 hours, the fine-grained sericite is bonded to the alginate sodium to form an alginate-sericite composite. The method of kneading is not particularly limited.

4). 알지네이트-견운모 복합체의 고정화 단계: 4). Immobilization step of alginate-sericite composite:

본 발명은 상기 알지네이트-견운모 결합체를 염화칼슘 용액에 주사기구에 의해 방울방울 떨어뜨려서, 비드 모양으로 만들어줌과 동시에 그 형상으로 고정화시킨 견운모 흡착제의 고정화단계를 포함하고 있다. The present invention includes a step of immersing the alginate-sericite complex into a calcium chloride solution by dropping droplets with a droplet to form a bead shape and immobilizing the sericite adsorbent in the form of a bead.

본 발명은, 상기 알지네이트-견운모 결합체가 산업폐수 또는 방사성원소들로 오염된 방사성오염수 등에 사용될 수 있는 형상으로 전환시키기 위하여, 일정한 형상 및 그 형상을 보유하기 위한 강도를 유지시킬 수 있는 방법을 강구하는 것이 중요하다. 본 발명은 상기 알지네이트-견운모 결합체를 고체화시킬 수 있는 방법으로 염화칼슘 용액과의 화학반응을 유도한다. The present invention relates to a method for maintaining a predetermined shape and a strength for retaining the shape so as to convert the alginate-sericite complex into a shape that can be used for industrial wastewater or radioactive contaminated water contaminated with radioactive elements It is important to do. The present invention induces a chemical reaction with a calcium chloride solution by a method capable of solidifying the alginate-sericite complex.

본 발명은 상기 알지네이트-견운모 복합체를 고정화시키기 위하여, 상기 알지네이트-견운모 결합체를 염화칼슘 용액을 투입하고 혼련시킨다. 이 과정에서, 상기 알지네이트-견운모 결합체의 나트륨 이온이 상기 염화칼슘의 칼슘 이온과 교환반응을 일으키는 것으로 추정되어진다. In order to immobilize the alginate-sericite composite, the alginate-sericite complex is charged with a calcium chloride solution and kneaded. In this process, it is presumed that the sodium ion of the alginate-sericite complex causes an exchange reaction with the calcium ion of the calcium chloride.

본 발명은, 이와 같은 화학반응을 유도하기 위하여, 염화칼슘 용액에 상기 알지네이트-견운모 결합체를 주사기구에 의하여 방울방울 떨어뜨린다. 상기 염화칼슘 용액은 증류수 200 mL에 염화칼슘 0.5 g 내지 4.0 g 을 혼합하여 제조하는 것이 바람직하다. 증류수 200 mL에 대해 염화칼슘 0.5 g 이하로 투입할 경우, 용액 중의 염화칼슘의 양이 너무 적어서 고정화된 비드를 생성하는데 어려움을 겪게 되고, 상기 염화칼슘 4.0g 이상을 투입할 경우, 용액 중의 염화칼슘의 양이 너무 많아서 고정화된 비드의 표면과 내부의 경도가 불균형을 이루게 되므로 바람직스럽지 못한 측면이 강하다. In order to induce such a chemical reaction, the present invention drops droplets of the alginate-sericite complex into a calcium chloride solution by means of an injection apparatus. The calcium chloride solution is preferably prepared by mixing 0.5 to 4.0 g of calcium chloride with 200 mL of distilled water. When the amount of calcium chloride is less than 0.5 g per 200 mL of distilled water, the amount of calcium chloride in the solution is too small to produce immobilized beads. When 4.0 g or more of the calcium chloride is added, the amount of calcium chloride in the solution is too high The surface of the immobilized bead and the hardness of the inside of the bead become unbalanced, which is undesirable side.

본 발명은 상기 알지네이트-견운모 결합체를 상기 염화칼슘 용액에 투입하기 위하여 주사기구를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 주사기구는 상기 알지네이트-견운모 결합체를 방울방울 형성하여 상기 염화칼슘 용액에 투입하는데 가장 효율적인 기구에 속하기 때문이다. The present invention preferably uses an injection mechanism to inject the alginate-sericite complex into the calcium chloride solution. Since the injection mechanism belongs to the most efficient mechanism for dropping the alginate-sericite complex into the calcium chloride solution.

본 발명은 상기 알지네이트-견운모 결합체를 고정화시키되, 산업체 또는 방사성원소의 오염수에서 세슘 이온을 흡착제거하기 위한 업체들에서 가장 쉽게 사용할 수 있는 형태의 예시로서 동글동글한 형상을 제조하는데 가장 적합한 주사기구를 선택한 것임을 밝혀둔다. 따라서, 본 발명의 명세서 및 특허청구범위에서 주사기구라 함은 주사바늘과 같은 형상을 가진 바늘 부위와 상기 알지네이트-견운모 결합체를 담아두는 용기부위와 상기 용기부위에서 상기 알지네이트-견운모 결합체를 상기 바늘부위로 이송시켜주는 이송부위를 갖는 기구를 통칭하는 것임을 의미한다. The present invention relates to a method of immobilizing alginate-sericite complexes, which can be most easily used in industries for adsorbing and removing cesium ions from contaminated water of industry or radioactive elements, . Therefore, in the specification and claims of the present invention, the syringe means a needle portion having a shape similar to that of a needle, a container portion for containing the alginate-sericite complex, and an alginate-sericite complex at the container portion, Which means a mechanism having a transporting portion for transporting the substrate.

상기 알지네이트-견운모 결합체를 상기 염화칼슘 용액을 투입하면서 서서히 교반시켜 주면, 상기 알지네이트-견운모 결합체가 서서히 고형화되어지게 된다.
When the alginate-sericite complex is slowly stirred while the calcium chloride solution is added, the alginate-sericite complex gradually becomes solidified.

5). 알지네이트-견운모 복합체의 후처리 단계: 5). Post treatment of the alginate-sericite composite:

본 발명은 상기 고정화된 견운모 흡착제 비드를 별도의 염화칼슘 용액에 12시간 내지 48시간 동안 숙성시키고, 숙성시킨 비드를 필터링한 후, 상온에서 건조하여 고체상의 세슘흡착제를 제조하는 후처리단계를 포함하고 있다. The present invention includes a post-treatment step of aging the immobilized sericite adsorbent beads in a separate calcium chloride solution for 12 to 48 hours, filtering the aged beads, and then drying at room temperature to produce a solid cesium adsorbent .

본 발명은 상기 고정화된 견운모 흡착제 비드를 별도의 염화칼슘 용액에 12시간 내지 48시간 동안 침지시켜서 숙성시킨다. 상기 고정화된 견운모 흡착제 비드는 알지네이트 매트릭스에 결합되어 있지만, 상기 알지네이트 매트릭스가 완전히 고정화될 수 있도록 하기 위하여, 숙성과정이 필요하다. 숙성과정을 마친 알지네이트-견운모 비드를 탈 이온수로 수차례 세척한다. 세척 방식은 특별히 제한되지 않는다. 탈 이온수로 세척된 알지네이트-견운모 혼합물을 건조시켜 수분을 제거한다. 역시 상기 건조 방식은 특별히 제한되지 않는다. 좀더 신속한 건조를 위하여, 열풍 건조를 실시할 수 있지만, 자연 건조를 실시할 수도 있다. 건조과정을 마치면, 고체상의 칼슘-알지네이트-견운모로 형성된 금속-유기-무기 복합체 성분으로 구성된 방사성 세슘의 흡착제 비드를 얻게 된다.
The present invention immerses the immobilized sericite adsorbent beads in a separate calcium chloride solution for 12 to 48 hours to aged. Although the immobilized sericite adsorbent beads are bonded to the alginate matrix, an aging process is required to completely immobilize the alginate matrix. After aging, the alginate-sericite beads are washed several times with deionized water. The washing method is not particularly limited. Dry the alginate-sericite mixture washed with deionized water to remove moisture. Also, the drying method is not particularly limited. For faster drying, hot air drying can be carried out, but natural drying can also be carried out. Upon completion of the drying process, an adsorbent bead of radioactive cesium comprising a metal-organic-inorganic composite component formed of solid calcium-alginate-sericite is obtained.

이하, 본 발명에 의한 방사성 세슘 흡착제 비드의 제조방법 및 방사성 세슘의 흡착제로서의 성능을 구체적인 실시예를 통하여 보다 상세하게 설명한다.
Hereinafter, the method for producing the radioactive cesium adsorbent bead and the performance of the adsorbent for radioactive cesium according to the present invention will be described in more detail with reference to specific examples.

<< 제조 실시예 1 >> << Manufacturing Example 1 >>

시중에서 구입한 견운모를 사용하였다. 체진동기를 이용하여 견운모를 분리하고, 그 중에서 15 mesh 크기의 견운모를 수집하여 준비하였다. A commercially purchased sericite was used. The sericite was separated using a sieve vibrator, and sericite of 15 mesh size was collected and prepared.

한편, 시중에서 2 % 알지네이트 나트륨 파우더를 구입하여 3 g을 칭량하여 증류수 200 mL 에 쏟아붓고, 60 ℃의 온도를 유지한 상태에서 2시간 동안 교반하여 알지네이트 나트륨 용액을 만들어 준비하였다. 그 후, 상기 견운모 7 g을 칭량하여, 상기 알지네이트 나트륨 용액 200 mL 에 투입하고, 균일한 혼합물이 될 때까지 2시간 동안 교반하였다. On the other hand, commercially available 2% alginate sodium powder was purchased, 3 g was weighed, poured into 200 mL of distilled water, and stirred at a temperature of 60 캜 for 2 hours to prepare an alginate sodium solution. Thereafter, 7 g of the sericite was weighed, placed in 200 mL of the alginate sodium solution, and stirred for 2 hours until a homogeneous mixture was obtained.

이 경우, 상기 알지네이트 나트륨 파우더 : 상기 견운모의 결합체 비율은 3 : 7의 비율을 보여주었다. In this case, the proportion of the alginate sodium powder: the sericite combination ratio was 3: 7.

한편, 증류수 200 mL에 염화칼슘 1.5 g을 투입하여 염화칼슘 용액을 만들고, 상기 염화칼슘 용액에 상기 알지네이트 혼합물 용액을 주사기로 방울 방울 떨어뜨렸다. 상기 염화칼슘 용액에서 비드 모양의 알지네이트 결합체들이 형성되었다. On the other hand, 1.5 g of calcium chloride was added to 200 mL of distilled water to prepare a calcium chloride solution, and the alginate mixture solution was dropped by a syringe to the calcium chloride solution. In the calcium chloride solution, bead-shaped alginate binders were formed.

상기 비드 모양의 알지네이트 결합체들을 별도의 염화칼슘 용액에 24 시간 동안 침지시켜 숙성시킨 다음, 필터링한 후에, 상기 알지네이트 결합체 비드를 탈 이온수로 세척하고 수분을 제거하여 건조시켰다. 건조된 알지네이트 결합체는 대략 2 밀리미터의 직경을 가진 비드 형상으로 얻어졌다.
The bead-shaped alginate binders were immersed in a separate calcium chloride solution for 24 hours for aging, and after filtering, the alginate beads were washed with deionized water and dried to remove moisture. The dried alginate conjugate was obtained in the form of beads having a diameter of approximately 2 millimeters.

<< 고정화된 알지네이트 결합체 비드의 물리적 특성 >> << Physical properties of immobilized alginate beads >>

상기 제조실시예 1에 의하여 얻은 알지네이트 결합체를 이용하여 다양한 물리적 특성들을 조사하여 살펴보았다. Various physical properties of the alginate-bonded product obtained in Preparation Example 1 were examined.

도 1은 이와 같은 과정을 거쳐서 완성된 알지네이트 결합체 비드에 관한 사진자료이다. 도 1에 의하면, 고정화된 알지네이트 결합체 비드의 형상은 동글동글한 형태를 가지고 있음을 알 수 있고, 그 직경은 대략 2 mm 정도 되는 것임을 알 수 있다. 본 발명에 의한 알지네이트 결합체 비드를 고정화시키는 이유는, 폐수 또는 지하수 등에 포함되어 있는 중금속 등을 제거하기 위하여 흡착능이 있는 물질을 미립자의 상태로 사용할 경우, 폐수처리 공정에서 기계적 강도가 약하여, 폐수와 함께 외부로 유출되어지고, 2차 오염을 발생시킬 뿐만 아니라, 충전탑에 충진시킬 경우, swelling 현상을 일으켜서 반응기에 큰 압력강하를 유발시키고 유속을 떨어뜨리며, 처리 공정 이후 회수하여 재사용하는 것이 원천적으로 불가능하게 되므로, 이러한 불합리한 사항들을 사전에 미연에 방지하기 위한 것이다.
FIG. 1 is a photographic image of the alginate-bonded bead which has been completed through the above process. It can be seen from FIG. 1 that the shape of the immobilized alginate beads has a dongle dongle shape, and the diameter thereof is about 2 mm. The reason for immobilizing the alginate beads according to the present invention is that when a material having adsorptivity is used in the form of fine particles to remove heavy metals contained in wastewater or ground water or the like, the mechanical strength is low in the wastewater treatment process, It causes a swelling phenomenon, which causes a large pressure drop in the reactor, lowers the flow rate, and is not fundamentally impossible to recover and reuse after the treatment process So that such unreasonable matters are prevented in advance.

또한, 도 1과 같은 형상의 알지네이트 결합체 비드에 대한 다른 물리적 특성들을 조사하여 살펴보았다. 이때, BET를 이용한 상기 알지네이트 결합체 비드의 표면적은 7.076 m²/g 이었다. 그리고 pH 10까지는 cracking 현상이나 swelling 현상 없이 안정하였다. 그러나 pH 11 이상의 강염기에서는 고정화된 bead의 swelling 현상이 일어났다. 또한, 상기 알지네이트 결합체 비드의 기계적 강도를 알아보기 위해 700rpm에서 120시간을 반응시켰을 때, cracking 현상은 전혀 일어나지 않았다. Khoo등은 알긴산 bead의 기계적 강도를 알아보기 위하여 70시간 동안 500rpm에서 반응을 시켰었다. 마지막으로, 폐수온도에 대한 안정성을 조사하였을 때, 약 45 ℃까지 cracking 현상이 일어나지 않았다. 이러한 현상은 45℃ 내에서는 어떤 폐수에서도 상기 알지네이트 결합체 비드를 적용하여 흡착제로서 사용할 수 있음을 보여준다. In addition, other physical properties of alginate-bonded beads having the shape as shown in Fig. 1 were examined and examined. At this time, the surface area of the alginate-bonded bead using BET was 7.076 m ² / g. And pH 10 was stable without cracking or swelling phenomenon. However, swelling phenomenon of immobilized beads occurred in strong bases of pH 11 or higher. Further, when the reaction was performed at 700 rpm for 120 hours in order to examine the mechanical strength of the alginate beads, cracking did not occur at all. Khoo et al. Were subjected to reaction at 500 rpm for 70 hours to determine the mechanical strength of alginate beads. Lastly, when the stability against the wastewater temperature was examined, cracking did not occur up to about 45 ° C. This phenomenon shows that the alginate bead can be applied to any wastewater at 45 ° C as an adsorbent.

아래의 표 1은 상기 도 1과 같은 형상의 알지네이트 결합체 비드의 물리적인 특성을 측정하여 정리한 것이다. Table 1 below summarizes the physical properties of alginate beads having the shape as shown in FIG. 1.

고정화된 알지네이트 결합체 비드의 물리적 특성. Physical Properties of Immobilized Alginate Composite Beads. 물리적 특성 Physical Characteristics 측정 값 Measures 비드의 직경 Diameter of bead 2.0 (mm) 2.0 (mm) BET를 이용한 표면적 Surface area using BET 7.06 (m²/g)7.06 (m ² / g) 열에 의한 안정성 Stability due to heat ~ 45 ℃ (폐수 온도) ~ 45 ℃ (wastewater temperature) pH에 대한 안정성 Stability to pH ~ pH 10 ~ pH 10 기계적인 강도 (120시간, 700 rpm) Mechanical strength (120 hours, 700 rpm) No cracking No cracking

<< 팽윤 특성 >> << Swelling Characteristics >>

또한, 상기 제조실시예 1에 의하여 얻은 알지네이트 결합체의 팽윤 특성을 살펴보았다. 일반적으로 팽윤비 (Swelling ratio)와 Distention Index가 조사되어지며 각각의 정의는 아래와 같다. In addition, the swelling characteristics of the alginate-bound product obtained in Preparation Example 1 were examined. In general, the swelling ratio and the distention index are examined, and the definitions are as follows.

Swelling ratio = (W_s-W_d)/W_d _{_{Swelling ratio = (W s -W d}} ) / W d

Distention Index = V_s/W_d Distention Index = V _s / W _d

이때, W_s는 Swelling된 bead의 무게를 나타내고, W_d는 건조한 bead의 무게를 나타내며, V_s는 Swelling된 bead의 부피를 나타낸다. Where W _s is the weight of the swelled bead, W _d is the weight of the dry bead, and V _s is the volume of the swelled bead.

도 2는 상기 제조실시예 1에 의하여 얻은 알지네이트 결합체의 팽윤 특성을 보여주고 있는데, 15 시간 까지는 bead의 팽윤현상이 나타났으나, 그 이후에는 거의 나타나지 않았음을 알 수 있다.
FIG. 2 shows the swelling characteristics of the alginate-conjugate obtained in Preparation Example 1. It can be seen that the bead swelling phenomenon was observed up to 15 hours, but it hardly appeared thereafter.

<< 고정화된 알지네이트 결합체 비드의 표면 전자밀도 특성 >> << Surface Electron Density Characteristics of Immobilized Alginate Composite Beads >>

또한, 상기 제조실시예 1에 의하여 얻은 알지네이트 결합체의 표면 특성을 확인하기 위하여, 다음과 같은 분석을 실시하였다. In order to confirm the surface characteristics of the alginate bonded body obtained in Production Example 1, the following analysis was carried out.

본 발명은 세슘 이온 흡착 전, 후의 견운모 비드의 표면상태에 대한 특성을 분석하기 위하여, SEM (Scanning Electron Microscopy) 과 EDX (Energy Dispersive X-ray)를 이용하여 그 자료를 확인하였다. The present invention uses SEM (Scanning Electron Microscopy) and EDX (Energy Dispersive X-ray) to analyze the characteristics of the surface state of the sericite beads before and after cesium ion adsorption.

도 3a는 상기 제조실시예 1에 의하여 얻은 알지네이트 결합체를 이용하여 세슘 이온을 흡착하기 이전의 SEM 사진이고, 도 3b는 상기 제조실시예 1에 의하여 얻은 알지네이트 결합체를 이용하여 세슘 이온을 흡착하기 이전의 EDX 분석 그래프이다. 한편, 도 4a는 상기 제조실시예 1에 의하여 얻은 알지네이트 결합체를 이용하여 세슘 이온을 흡착한 이후의 SEM 사진이고, 도 4b는 상기 제조실시예 1에 의하여 얻은 알지네이트 결합체를 이용하여 세슘 이온을 흡착한 이후의 EDX 분석 그래프이다. FIG. 3A is an SEM image of the alginate-bonded body obtained in Preparation Example 1 before adsorption of cesium ions. FIG. 3B is a SEM image of the alginate- EDX analysis graph. Meanwhile, FIG. 4A is a SEM image after adsorption of cesium ions using the alginate bonded product obtained in Production Example 1, FIG. 4B is a SEM photograph showing adsorption of cesium ions using the alginate bonded product obtained in Production Example 1 The following is an EDX analysis graph.

상기 도 3a 및 상기 도 4a에 의하여 확인되고 있는 바와 같이, 세슘 이온을 흡착하기 이전의 알지네이트 결합체의 표면상태에 비해서, 세슘 이온을 흡착한 이후의 알지네이트 결합체의 표면상태에서 세슘이온의 흡착으로 추정되어지는 전자밀도가 높은 부분이 나타났음을 알 수 있다. As can be seen from FIG. 3A and FIG. 4A, as compared with the surface state of the alginate bonded body before adsorption of cesium ions, adsorption of cesium ions on the surface state of the alginate bonded body after adsorption of cesium ions is presumed It can be seen that a portion having a high electron density is generated.

또한, 상기 도 3b 및 상기 도 4b에 의한 EDX 분석 자료에 의하면, 세슘 이온의 흡착 이전에는 세슘 이온의 특성 피크가 나타나지 않는 반면에, 세슘 이온의 흡착 이후에는 명확하게 세슘 이온의 특성 피크가 나타났음을 알 수 있다. 따라서, 이 결과로부터, 흡착 이후 견운모의 표면에 대한 높은 전자밀도의 원인은 세슘 이온의 흡착 때문인 것을 알 수 있다.
According to the EDX analysis data shown in FIG. 3B and FIG. 4B, there is no characteristic peak of cesium ion before adsorption of cesium ions, but a characteristic peak of cesium ion is clearly observed after adsorption of cesium ions Able to know. Therefore, it can be seen from this result that the cause of the high electron density on the surface of the sericite after adsorption is due to adsorption of cesium ions.

<< 제조 실시예 2 >> << Manufacturing Example 2 >>

상기 제조 실시예 1과 동일한 방식으로 진행하여 알지네이트-견운모 결합체를 제조하였다. And proceeded in the same manner as in Preparation Example 1 to prepare an alginate-sericite complex.

다만, 시중에서 구입한 2 % 알지네이트 나트륨 파우더 9 g을 칭량하여 증류수 200 mL 에 쏟아붓고, 상기 견운모 1 g을 칭량하여 투입한 것을 제외하고, 다른 조건을 모두 동일한 상태에서 진행하였다. 최종적으로 얻어진 알지네이트 결합체는 비교적 규칙적인 비드의 형상을 나타냈다. However, 9 g of commercially available 2% sodium alginate powder was weighed and poured into 200 mL of distilled water, and 1 g of the sericite was weighed and charged, and all other conditions were the same. The finally obtained alginate conjugate showed a relatively regular bead shape.

이 경우, 상기 알지네이트 나트륨 파우더 : 상기 견운모의 결합체 비율은 9 : 1의 비율을 보여주었다.
In this case, the proportion of the alginate sodium powder: the sericite combination ratio was 9: 1.

<< 제조 실시예 3 >> << Manufacturing Example 3 >>

다만, 시중에서 구입한 2 % 알지네이트 나트륨 파우더 7 g을 칭량하여 증류수 200 mL 에 쏟아붓고, 상기 견운모 3 g을 칭량하여 투입한 것을 제외하고, 다른 조건을 모두 동일한 상태에서 진행하였다. 최종적으로 얻어진 알지네이트 결합체는 비교적 규칙적인 비드의 형상을 나타냈다. However, 7 g of commercially available 2% sodium alginate powder was weighed, poured into 200 mL of distilled water, and 3 g of the sericite was weighed and charged, and all other conditions were the same. The finally obtained alginate conjugate showed a relatively regular bead shape.

이 경우, 상기 알지네이트 나트륨 파우더: 상기 견운모의 결합체 비율은 7 : 3의 비율을 보여주었다.
In this case, the proportion of the alginate sodium powder: the sericite combination ratio was 7: 3.

<< 제조 실시예 4 >> << Manufacturing Example 4 >>

다만, 시중에서 구입한 2 % 알지네이트 나트륨 파우더 5 g을 칭량하여 증류수 200 mL 에 쏟아붓고, 상기 견운모 5 g을 칭량하여 투입한 것을 제외하고, 다른 조건을 모두 동일한 상태에서 진행하였다. 최종적으로 얻어진 알지네이트 결합체는 비교적 규칙적인 비드의 형상을 나타냈다. However, 5 g of commercially available 2% sodium alginate powder was weighed and poured into 200 mL of distilled water, and 5 g of the sericite was weighed and charged, and all other conditions were the same. The finally obtained alginate conjugate showed a relatively regular bead shape.

이 경우, 상기 알지네이트 나트륨 파우더: 상기 견운모의 결합체 비율은 5 : 5의 비율을 보여주었다.
In this case, the proportion of the alginate sodium powder: the sericite combination ratio was 5: 5.

<< 제조 실시예 5 >> << Manufacturing Example 5 >>

다만, 시중에서 구입한 2 % 알지네이트 나트륨 파우더 2 g을 칭량하여 증류수 200 mL 에 쏟아붓고, 상기 견운모 8 g을 칭량하여 투입한 것을 제외하고, 다른 조건을 모두 동일한 상태에서 진행하였다. 최종적으로 얻어진 알지네이트 결합체는 비교적 규칙적인 비드의 형상을 나타냈다. However, 2 g of commercially available 2% sodium alginate powder was weighed, poured into 200 mL of distilled water, and 8 g of the sericite was weighed and charged, and all other conditions were the same. The finally obtained alginate conjugate showed a relatively regular bead shape.

이 경우, 상기 알지네이트 나트륨 파우더: 상기 견운모의 결합체 비율은 2 : 8의 비율을 보여주었다.
In this case, the ratio of the alginate sodium powder: the sericite combination ratio was 2: 8.

<< 제조 실시예 6 >> &Lt; Preparation Example 6 >

다만, 시중에서 구입한 2 % 알지네이트 나트륨 파우더 1 g을 칭량하여 증류수 200 mL 에 쏟아붓고, 상기 견운모 9 g을 칭량하여 투입한 것을 제외하고, 다른 조건을 모두 동일한 상태에서 진행하였다. 최종적으로 얻어진 알지네이트 결합체는 불규칙적인 모양을 나타내었고, 들쭉날쭉하게 전형적이고 균일한 형상을 얻기 어려운 것으로 관측되었다. 이는 폐수에 사용되어질 흡착제로서의 형상이 적합하지 않음을 의미하는 것으로 해석되었다. However, 1 g of 2% alginate sodium powder purchased from the market was weighed and poured into 200 mL of distilled water, and 9 g of the sericite was weighed and charged, and all other conditions were the same. The finally obtained alginate complex showed an irregular shape, and it was observed that it was difficult to obtain a typical and uniform shape with jaggedness. This has been interpreted to mean that the shape as the adsorbent to be used in the wastewater is not suitable.

이 경우, 상기 알지네이트 나트륨 파우더 : 상기 견운모의 결합체 비율은 1 : 9의 비율을 보여주었다.
In this case, the ratio of the alginate sodium powder to the sericite aggregate was 1: 9.

[ 세슘(Cs) 폐수의 준비 실시예 1 (pH 5) ] Preparation of cesium (Cs) wastewater Example 1 (pH 5)

100 mL의 플라스틱 통에 20 ppm의 CsCl(Kanto Chemicals, Japan) 용액을 100 mL 넣고, 그곳에 0.1 M HCl(덕산정밀화학, 한국)과 0.1 M NaOH(덕산정밀화학, 한국)를 사용하여 pH 5로 조정한 폐수를 만들어 준비하였다. 이는 세슘의 초기 오염농도가 20 ppm인 폐수를 활용하여 세슘 이온의 흡착성능을 위한 자료로 활용하고자 하는 것이었다.
100 mL of a 20 mL CsCl (Kanto Chemicals, Japan) solution was added to a plastic bottle and the solution was adjusted to pH 5 using 0.1 M HCl (Duksan Fine Chemical, Korea) and 0.1 M NaOH Adjusted wastewater was prepared and prepared. It was intended to utilize wastewater with an initial concentration of cesium of 20 ppm as data for the adsorption performance of cesium ions.

<< 실험결과{1}: 세슘 폐수의 흡착능력 평가(1) >> << Experimental results {1}: Evaluation of adsorption capacity of cesium wastewater (1) >>

위에서 언급한 20 ppm인 세슘 오염 폐수를 이용하여, 상기 제조 실시예 2에 의한 알지네이트 결합체의 세슘 이온 흡착성능을 측정하였다. The cesium ion adsorption capacity of the alginate-bound product of Preparation Example 2 was measured using the cesium-contaminated wastewater of 20 ppm mentioned above.

실험방식은 실험에 사용된 Cs(I)의 초기농도를 20mg/L 로 하고, 100mL의 용액 내에서 진행하였으며, 상기 제조 실시예 2에 의한 알지네이트 결합체를 투입하고, Shaking Incubator를 이용하여 고정화된 견운모 비드와 Cs(I) 용액을 24시간 동안 교반하였으며, 온도는 25^oC로 고정하였다. In the experiment, the initial concentration of Cs (I) used in the experiment was set to 20 mg / L, and the procedure proceeded in 100 mL of the solution. The alginate complex according to Preparation Example 2 was added thereto, The beads and the Cs (I) solution were stirred for 24 hours and the temperature was fixed at 25 ^° C.

흡착평형에 도달한 Cs(I) 용액의 상등액을 취하고, AAS(Atomic Absorption Spectroscopy, Perkin Elmer Analyst 300, USA)를 이용하여 그 최종 농도를 측정하였으며, 모든 흡착실험은 3번 반복하여 시행하였다. 실험의 측정값은 그 평균을 취하여 산출하였다. Cs(I) 이온의 제거율(Removal Efficiency)과 흡착능(Adsorption capacity)은 아래의 식에 의해서 계산되어진다.The supernatant of the Cs (I) solution which reached the adsorption equilibrium was taken and its final concentration was measured using AAS (Atomic Absorption Spectroscopy, Perkin Elmer Analyst 300, USA). All adsorption experiments were repeated 3 times. The measured values of the experiment were calculated by taking the average. Removal efficiency and adsorption capacity of Cs (I) ion are calculated by the following equation.

R.E = [(C_i-C_f)/C_i] *100 (%)RE = [(C _i -C _f ) / C _i ] * 100 (%)

Q = [(C_i * V_i) - (C_f * V_f)] /(1000 * M)Q = [(C _i * V _i ) - (C _f * V _f )] / (1000 * M)

이때, 상기 식에서, In this formula,

Q ; Cs 이온의 흡착능 (mg/g), Q; Adsorption capacity (mg / g) of Cs ion,

C_i ; Cs 이온의 초기농도 (mg/L), C _i ; The initial concentration (mg / L) of Cs ion,

V_i ; Cs 용액의 초기부피 (mL),V _i ; The initial volume (mL) of the Cs solution,

C_f ; Cs 이온의 최종농도 (mg/L),C _f ; The final concentration of Cs ions (mg / L),

V_f ; Cs 용액의 최종부피 (mL), V _f ; The final volume (mL) of the Cs solution,

M ; 견운모의 투입양 (g) 을 각각 나타낸다.
M; And the input amount (g) of sericite.

상기 제조 실시예 2에 의한 알지네이트 결합체의 세슘 이온 흡착성능은 최종적으로 2.3 % 인 것으로 확인되었다. 이는 상기 알지네이트 나트륨 파우더 : 상기 견운모의 비율이 9 : 1 인 흡착제 비드의 경우, 세슘 이온의 흡착 능력은 2.3 % 정도인 것임을 의미한다.
It was confirmed that the cesium ion adsorption performance of the alginate complex according to Preparation Example 2 was finally 2.3%. This means that in the case of the adsorbent bead having the alginate sodium powder: the sericite ratio of 9: 1, the adsorption capacity of cesium ions is about 2.3%.

<< 실험결과{2}: 세슘 폐수의 흡착능력 평가(2) >> << Experimental Results {2}: Evaluation of Adsorption Capacity of Cesium Wastewater (2) >>

위에서 언급한 20 ppm인 세슘 오염 폐수를 이용하여, 상기 제조 실시예 3에 의한 알지네이트 결합체의 세슘 이온 흡착성능을 측정하였다. The adsorption capacity of cesium ions of the alginate complex according to Preparation Example 3 was measured using the above-mentioned cesium-contaminated wastewater of 20 ppm.

실험방식은 상기 실험결과{1}과 동일한 방식으로 진행하였다. The experiment was conducted in the same manner as the experiment result {1}.

흡착평형에 도달한 Cs(I) 용액의 상등액을 취하고, AAS(Perkin Elmer Analyst 300, USA)를 이용하여 그 최종 농도를 측정하였고, 모든 흡착실험은 3번 반복하여 시행하였고, 실험의 측정값을 평균하여 산출하였다. The supernatant of the Cs (I) solution which reached the adsorption equilibrium was taken and its final concentration was measured using AAS (Perkin Elmer Analyst 300, USA). All adsorption experiments were repeated 3 times and the measured values of the experiment Respectively.

최종적인 평가 결과, 상기 제조 실시예 3에 의한 알지네이트 결합체의 세슘 이온 흡착성능은 최종적으로 17.5 % 인 것으로 확인되었다. 이는 상기 알지네이트 나트륨 파우더와 상기 견운모의 비율이 7 : 3 인 흡착제 비드의 경우, 세슘 이온의 흡착 능력은 17.5 % 정도인 것임을 의미한다.
As a result of the final evaluation, it was confirmed that the cesium ion adsorption performance of the alginate complex according to Preparation Example 3 was finally 17.5%. This means that in the case of the adsorbent beads having a ratio of the alginate sodium powder to the sericite of 7: 3, the adsorption capacity of cesium ions is about 17.5%.

<< 실험결과{3}: 세슘 폐수의 흡착능력 평가(3) >> << Experimental results {3}: Evaluation of adsorption capacity of cesium wastewater (3) >>

위에서 언급한 20 ppm인 세슘 오염 폐수를 이용하여, 상기 제조 실시예 4에 의한 알지네이트 결합체의 세슘 이온 흡착성능을 측정하였다. The cesium ion adsorption performance of the alginate-bound product of Preparation Example 4 was measured using the above-mentioned 20 ppm cesium-contaminated wastewater.

최종적인 평가 결과, 상기 제조 실시예 4에 의한 알지네이트 결합체의 세슘 이온 흡착성능은 최종적으로 30.5 % 인 것으로 확인되었다. 이는 상기 알지네이트 나트륨 파우더 : 상기 견운모의 비율이 5 : 5 인 흡착제 비드의 경우, 세슘 이온의 흡착 능력은 30.5 % 정도인 것임을 의미한다.
As a result of the final evaluation, it was confirmed that the cesium ion adsorption performance of the alginate bonded product according to Production Example 4 was finally 30.5%. This means that in the case of the adsorbent bead having the alginate sodium powder: the sericite ratio of 5: 5, the adsorption capacity of cesium ions is about 30.5%.

<< 실험결과{4}: 세슘 폐수의 흡착능력 평가(4) >> << Experimental results {4}: Evaluation of adsorption capacity of cesium wastewater (4) >>

위에서 언급한 20 ppm인 세슘 오염 폐수를 이용하여, 상기 제조 실시예 1에 의한 알지네이트 결합체의 세슘 이온 흡착성능을 측정하였다. The adsorption capacity of cesium ions of the alginate complex according to Preparation Example 1 was measured using the above-mentioned 20 ppm cesium-contaminated wastewater.

최종적인 평가 결과, 상기 제조 실시예 1에 의한 알지네이트 결합체의 세슘 이온 흡착성능은 최종적으로 40.1 % 인 것으로 확인되었다. 이는 상기 알지네이트 나트륨 파우더 : 상기 견운모의 비율이 3 : 7 인 흡착제 비드의 경우, 세슘 이온의 흡착 능력은 40.1 % 정도인 것임을 의미한다.
As a result of the final evaluation, it was confirmed that the cesium ion adsorption performance of the alginate complex according to Preparation Example 1 was finally 40.1%. This means that in the case of the adsorbent bead having the alginate sodium powder: the sericite ratio of 3: 7, the adsorption capacity of cesium ions is about 40.1%.

<< 실험결과{5}: 세슘 폐수의 흡착능력 평가(5) >> << Experimental Results {5}: Evaluation of Adsorption Capacity of Cesium Wastewater (5) >>

최종적인 평가 결과, 상기 제조 실시예 1에 의한 알지네이트 결합체의 세슘 이온 흡착성능은 최종적으로 43.4 % 인 것으로 확인되었다. 이는 상기 알지네이트 나트륨 파우더 : 상기 견운모의 비율이 2 : 8 인 흡착제 비드의 경우, 세슘 이온의 흡착 능력은 43.4 % 정도인 것임을 의미한다.
As a result of the final evaluation, it was confirmed that the cesium ion adsorption performance of the alginate complex according to Preparation Example 1 was finally 43.4%. This means that in the case of the adsorbent bead having the alginate sodium powder: the sericite ratio of 2: 8, the adsorption capacity of cesium ions is about 43.4%.

<< 실험결과{6}: 세슘 폐수의 흡착능력 평가(6) >> << Experimental results {6}: Evaluation of adsorption capacity of cesium wastewater (6) >>

최종적인 평가 결과, 상기 제조 실시예 1에 의한 알지네이트 결합체의 세슘 이온 흡착성능은 최종적으로 50.7 % 인 것으로 확인되었다. 이는 상기 알지네이트나트륨 파우더 : 상기 견운모의 비율이 1 : 9 인 흡착제 비드의 경우, 세슘 이온의 흡착 능력은 50.7 % 정도인 것임을 의미한다.
As a result of the final evaluation, it was confirmed that the cesium ion adsorption performance of the alginate complex according to Production Example 1 was finally 50.7%. This means that in the case of the adsorbent bead having the alginate sodium powder: the sericite ratio of 1: 9, the adsorption capacity of cesium ions is about 50.7%.

<< 비교 실험결과: 세슘 폐수의 흡착능력 평가(7) >> << Comparison Test Results: Evaluation of Adsorption Capacity of Cesium Wastewater (7) >>

위에서 언급한 20 ppm인 세슘 오염 폐수를 이용하여, 순수한 견운모 분말에 의한 세슘 이온의 흡착성능을 측정하였다. The adsorption performance of cesium ions by pure sericite powders was measured by using the above-mentioned 20 ppm cesium-contaminated wastewater.

최종적인 측정 결과, 상기 순수한 견운모 분말의 세슘 이온 흡착성능은 최종적으로 80.1 % 인 것으로 확인되었다. 이는 가장 높은 세슘 이온의 흡착 성능을 보여준 것으로 평가되었다. As a result of the final measurement, it was confirmed that the cesium ion adsorption performance of the pure sericite powder was finally 80.1%. It was evaluated that it showed the highest cesium ion adsorption performance.

그러나, 순수한 견운모는 이를 폐수로부터 회수하여 처리할 수 없으므로, 폐수와 함께 외부로 버려질 수밖에 없었다.
However, the pure sericite could not be recovered from the wastewater and could not be disposed of with the waste water.

도 5는 본 발명의 상기 알지네이트 결합체 비드를 이용하여 세슘 오염 폐수의 흡착 제거실험을 하였을 경우, 알지네이트 : 견운모의 결합 비율에 따른 흡착 성능을 보여주는 그래프이다.
FIG. 5 is a graph showing the adsorption performance depending on the binding ratio of alginate: sericite when the cesium-contaminated wastewater was adsorbed and removed by using the alginate beads of the present invention.

위의 실험결과를 종합적으로 살펴볼 때, 세슘 이온의 흡착제거 효율은 pH 가 동일한 조건하에서, 알지네이트 나트륨 파우더 : 견운모의 결합 비율이 높을수록 세슘 이온의 흡착성능이 향상되는 것을 알 수 있지만, 상기 견운모의 결합된 양이 90 %를 상회하게 될 경우에는 비드 형상의 흡착제를 얻을 수 없으므로, 실질적으로 흡착제로서 사용하기 곤란한 측면이 있다. 또한, 알지네이트 : 견운모의 결합 비율이 5 : 5 이하로 존재할 경우에는, 실질적으로 세슘 이온의 흡착 성능이 너무 낮아서 흡착제로서의 기능을 원만하게 발휘하기 어려운 측면이 있음을 알 수 있다.
It can be seen from the above results that the adsorption performance of cesium ions is improved as the binding rate of alginate sodium powder: sericite is increased under the same pH condition, When the combined amount exceeds 90%, a bead-shaped adsorbent can not be obtained, and therefore, it is practically difficult to use the adsorbent as an adsorbent. In addition, when the alginate: sericite binding ratio is 5: 5 or less, the adsorption performance of cesium ions is substantially low and it is difficult to exhibit the function as an adsorbent.

이상에서 본 발명에 의한 방사성 오염물질인 세슘 폐수처리용 알지네이트 결합체 비드의 제조방법 및 그 흡착제거율을 구체적으로 설명하였으나, 이는 본 발명의 가장 바람직한 실시양태를 기재한 것일 뿐, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의해서 그 범위가 결정되어지고 한정되어진다. Although the process for producing alginate beads for treating cesium wastewater according to the present invention and the adsorption removal rate thereof have been described in detail, the present invention is only limited to the preferred embodiments of the present invention. The scope of which is to be determined and limited by the appended claims.

또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 본 발명의 명세서의 기재내용에 의하여 다양한 변형 및 모방을 행할 수 있을 것이나, 이 역시 본 발명의 범위를 벗어난 것이 아님은 명백하다고 할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the scope of the present invention.

Claims

증류수에 알지네이트 나트륨 파우더를 넣고 60 ℃ 에서 1.5 시간 내지 3시간 동안 교반시켜서 알지네이트 용액을 준비하는 단계;
상기 알지네이트 용액에 상기 미립자 견운모를 투입하되, 알지네이트 나트륨 파우더 : 미립자 견운모를 3 : 7 내지 2 : 8의 중량 비율로 투입한 후, 역시 1.5 시간 내지 3시간 동안 교반시켜서, 알지네이트-견운모 결합체를 만드는 알지네이트-견운모 겹합체의 제조단계와;
염화칼슘 용액에 상기 알지네이트-견운모 결합체를 주사기구에 의해 방울방울 떨어뜨려서 비드 모양으로 만들어줌과 동시에 그 형상으로 고정화시킨 견운모 흡착제의 고정화단계와;
상기 고정화된 견운모 흡착제 비드를 별도의 염화칼슘 용액에 투입하여 숙성시키고, 숙성시킨 비드를 필터링한 후, 상온에서 건조하여 고체상의 세슘흡착제를 제조하는 후처리단계; 를 포함하고 있는 것을 특징으로 한, 폐수 중의 방사성 세슘의 흡착제거용 흡착제의 제조방법.
Adding alginate sodium powder to distilled water and stirring at 60 ° C for 1.5 hours to 3 hours to prepare an alginate solution;
Alginate sodium montmorillonite granules are added to the alginate solution at a weight ratio of 3: 7 to 2: 8, followed by agitation for 1.5 to 3 hours to obtain an alginate-sericite complex - a production step of a sericite laminate;
Fixing the sericite adsorbent to the calcium chloride solution by dropping droplets of the alginate-sericite coupling agent into a bead shape and immobilizing the alginate-sericite coupling agent in the form of a bead;
A post-treatment step of aging the immobilized sericite adsorbent beads in a separate calcium chloride solution, filtering the aged beads, and drying the beads at room temperature to produce a solid cesium adsorbent; Wherein the adsorbent for adsorbing radioactive cesium is adsorbed on the adsorbent.

제 1 항에 있어서,
상기 견운모 흡착제의 고정화단계에서 사용된 주사기구는 주사바늘의 형상을 가진 바늘 부위와, 상기 알지네이트-견운모 결합체를 담아두는 용기부위와, 상기 용기부위에서 상기 알지네이트-견운모 결합체를 상기 바늘부위로 이송시켜주는 이송부위를 갖는 기구를 통칭하는 것을 특징으로 한, 폐수 중의 방사성 세슘의 흡착제거용 흡착제의 제조방법.
The method according to claim 1,
The injector used in the step of immobilizing the sericite adsorbent includes a needle portion having the shape of a needle, a container portion containing the alginate-sericite combination, and the alginate-seric bond complex at the container portion to the needle portion Wherein the adsorbent is collectively referred to as a mechanism having a transfer site.

제 1 항 또는 제 2 항에 의하여 고체상의 알지네이트-견운모 결합체를 제조하고, 상기 고체상의 세슘 흡착제를 방사성 세슘이 오염된 방사성 오염폐수에 투입하고, 상기 고체상의 세슘 흡착제의 흡착성능에 의하여 방사성 세슘을 제거하는 것을 특징으로 한, 폐수 중의 방사성 세슘을 흡착제거하는 방법. A process for producing an alginate-sericite complex according to any one of claims 1 to 3, comprising the steps of: preparing a solid alginate-sericite complex; injecting the cesium adsorbent in solid state into a radioactive contaminated wastewater contaminated with radioactive cesium; And removing the radioactive cesium from the waste water.