붕소흡착반응

두 가지 크기의 BSR(fine-grain BSR, commercial BSR)의 최적흡착조건을 규명 하고 흡착성능을 비교하기 위해 반응시간, 진탕속도, BSR투입량을 달리하여 실 험을 진행하였으며, BSR 미립자화에 따른 최대흡착용량 변화를 알아보았다.

SWRO 투과액에 대한 BSR의 흡착반응은 반응시간, 진탕속도, BSR투입량의 순 으로 최적조건을 도출하였으며, 해수의 경우는 BSR투입량, 진탕속도, 반응시간 의 순으로 최적조건을 도출하였다. 이는 각 시료의 특성을 고려하여 우선순위 를 지정한 것이며 각각의 실험방법은 동일하게 적용하였다. 또한 도출한 최적 조건 상태에서 다양한 종류의 시료(해수, 인공해수, 붕소용액)를 적용한 흡착반 응을 비교하여 붕소 외 다른 원소들의 존재유무에 따른 흡착효율의 변화를 알 아보았다.

3.2.1 반응시간에 따른 붕소흡착

두 가지 크기 BSR을 0.5 g씩 달아 시료 100 mL에 투입한 다음 반응시간을 달 리하여 250 rpm 진탕기에서 반응시킨다. SWRO 투과액은 1, 5, 10, 15, 30, 60, 120 min의 반응시간 변화를 주었으며, 해수의 경우 15, 30, 90, 180, 240, 300, 360 min의 반응시간 변화를 주었다. 반응이 끝난 후 여과하여 BSR과 시료를 분 리하고 시료의 잔류붕소농도를 측정한다. 붕소농도 측정은 Azomethine-H method 흡광광도법을 이용한다.

3.2.2 진탕속도에 따른 붕소흡착

두 가지 크기 BSR을 0.5 g씩 달아 시료 100 mL에 투입한 다음 각 시료에 대해 도출한 적정 반응시간 동안 진탕속도를 각각 0, 50, 100, 150, 200, 250, 300 rpm으로 달리하여 반응시킨다. 반응이 끝난 후 여과하여 BSR과 시료를 분리하 고 시료의 잔류붕소농도를 측정한다. 붕소농도 측정은 Azomethine-H method 흡광광도법을 이용한다.

3.2.3 BSR투입량에 따른 붕소흡착

두 가지 크기 BSR의 양을 0.02, 0.05, 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5 g씩 달리하여 시료 100 mL에 투입한 다음 각각의 적정 반응시간과 적정 진탕속도의 진탕기에서 반응시킨다. 반응이 끝난 후 여과하여 BSR과 시료를 분리하고 시료의 잔류붕소 농도를 측정한다. 붕소농도 측정은 Azomethine-H method 흡광광도법을 이용한 다.

3.2.4 BSR의 미립자화에 의한 최대붕소흡착량 변화

두 가지 입자크기 BSR을 각각 0.1g씩 달아 해수 500 mL에 투입한 후 24시간동 안 150 rpm 진탕기에서 반응시킨다. 반응이 끝난 후 여과하여 BSR과 시료를 분리하고 시료의 잔류붕소농도를 측정한다. 붕소농도 측정은 Azomethine-H method 흡광광도법을 이용한다.

3.2.5 붕소흡착 방해원소 규명

해수, 인공해수 및 붕소용액 100 mL에 각각 commercial BSR을 0.3 g 투입한 후 5시간 동안 200 rpm 진탕기에서 반응시킨다. 인공해수는 증류수 500 mL에 23.9 g NaCl, 4.0 g Na2SO4, 0.7 g NaHCO3, 0.1 g KBr, 30 mg H3BO3 및 3 mg NaF을 녹이고(용액 1) 다시 455 mL의 증류수에 10.8 g MgCl2 ․ 6H2O, 1.5 g CaCl ․ 2H2O, 25 mg SrCl2 ․ 6H2O을 녹인(용액2) 다음 용액 2를 용액 1에 부으 면서 저어 준다. 붕소용액의 경우 증류수 500 mL에 30 mg H3BO3를 녹여 제조 한다.

세 가지 시료를 분석하여 함유된 성분의 농도를 Table. 3.2에 나타내었다.

반응이 끝난 후 여과하여 BSR과 시료를 분리하고 시료의 잔류붕소농도를 측정 한다. 붕소농도 측정은 Azomethine-H method 흡광광도법을 이용한다.

Table 3.2 Chemical composition of seawater, synthetic seawater and boric acid solution

해수 (mg/L) 인공해수 (mg/L) 붕소용액 (mg/L)

Cl 19,194 16,800 -

Na 11,280 10,700 -

SO4 2,568 5,350 -

Mg 1,360 1,300 -

Ca 428 400 -

K 365 400 -

Br 51.9 400 -

B 4.43 4.8 4.5