알칼리 산업부산물을 이용하여 해수로부터 고순도 황산마그네슘 및 탄산마그네슘을 생산하는 방법 = Recovery of magnesium from seawater with high purity of magnesium sulfate and magnesium carbonate using alkali industrial by-products

국문 초록 (Abstract)

본 연구에서는 해수의 마그네슘을 고순도 황산마그네슘과 탄산마그네슘으로 회수하는 각 공정을 개발하였다. 각 공정은 침전, 농축, 석출의 연속된 세 단계로 구성된다. 황산마그네슘의 경우, 해수담수화농축수로부터 제조한 황산마그네슘 농축액에 에탄올을 투여해 황산마그네슘 고체를 얻는 기존 방법을, 에탄올을 두 단계로 나누어 투입하는 것으로 개선하였다. 마그네슘 농축액에 에탄올을 소량 투여하여 칼슘 불순물을 황산칼슘으로 침전시켜 제거하였고, 에탄올을 추가로 투여해 고순도 황산마그네슘을 생성하였다. 탄산마그네슘의 경우, 해수로부터 침전시킨 수산화마그네슘 슬러리에 이산화탄소를 주입하여 칼슘불순물을 쉽게 탄산칼슘 형태로 제거하였다. 탄산화 반응의 조건 중 수산화마그네슘의 농도와 이산화탄소 유량은 마그네슘 용출 효율을 향상시키는데 주요한 인자였다. 마그네슘 용출액을 방치하여 순도 높은 탄산마그네슘을 제조하였다.

목차 (Table of Contents)

• Chapter 1. Synthesis of magnesium sulfate from seawater desalination brine
• 1.1 Introduction 1
• 1.2 Materials and Methods 4
• 1.2.1 Materials and Analysis 4
• 1.2.2 Methods 5
• 1.2.2.1 Overall process overview: three-step process 5
• 1.2.2.2 Pre-precipitating of Mg as Mg(OH)2 using PSA 6
• 1.2.2.3 Dissolution of Mg(OH)2 using sulfuric acid 6
• 1.2.2.4 Precipitation of MgSO4 using ethanol 7
• 1.2.2.4.1 One-step process 71.2.2.4.2 Two-step process 8
• 1.2.2.4.2.1 Eliminating Ca impurity from Mg eluent 81.2.2.4.2.2 Precipitating Mg from Ca-free Mg eluent 8
• 1.2.2.4.3 Comparing the phase purity depending on the ethanol adding method 8
• 1.3 Results and Discussion 9
• 1.3.1 Materials analysis 9
• 1.3.2 Pre-precipitating of Mg as Mg(OH)2 using PSA 11
• 1.3.3 Dissolution of Mg(OH)2 using sulfuric acid 15
• 1.3.4 Precipitation of MgSO4 using ethanol 20
• 1.3.4.1 One-step process 20
• 1.3.4.2 Two-step process 23
• 1.3.4.2.1 Eliminating Ca impurity from Mg eluent 23
• 1.3.4.2.2 Precipitating Mg from Ca-free Mg eluent 24
• 1.3.4.3 Comparing the phase purity depending on the ethanol adding method 25
• 1.4 Conclusions 27
• Chapter 2. Synthesis of magnesium carbonate from seawater 29
• 2.1 Introduction 29
• 2.2 Materials and Methods 30
• 2.2.1 Overall process overview: three-step process 30
• 2.2.2 Pre-precipitating of Mg using CaO 31
• 2.2.3 Carbonation of Mg(OH)2 31
• 2.2.4 Crystallization of MgCO3 32
• 2.3 Results and Discussion 33
• 2.3.1 Pre-precipitating of Mg 33
• 2.3.2 Carbonate Mg(OH)2 34
• 2.3.3 Crystallization of MgCO3 39
• 2.4 Conclusions 41
• Reference 42
• Acknowledgements 45