KR20190043244A

KR20190043244A - Waste stone composition using aluminum oxide of sulfate ion

Info

Publication number: KR20190043244A
Application number: KR1020170135052A
Authority: KR
Inventors: 김준구
Original assignee: 김준구
Priority date: 2017-10-18
Filing date: 2017-10-18
Publication date: 2019-04-26

Abstract

본 발명은 손폐석고는 수분을 20%이하, 인산석고와 일반토사를 적정비율(토사:석고=70:30)로 혼합하여 폐석고 혼합물을 형성하며,
상기 폐석고 혼합물에 석고 1g 에 40ml 증류수를 섞은 석고용액과, 굳은 석고의 무게를 0.5g, 0.9g, 1.2g을 잰 후 여기에 증류수 40ml를 넣어 형성된 폐석고 용액 및 탄산칼슘 시약 1g 에 40ml 증류수를 섞은 탄산칼슘 용액에 산화알루미늄 1%용액과 5%용액의 용액을 혼합함으로서,
폐석고의 산화알루미늄으로 중화한 폐석고의 pH 농도를 확인하여 식물이 자랄 수 있는 환경을 제공할 수 있는지를 확인하여 농업용으로 이용가능하는 황산이온의 산화알루미늄을 이용한 폐석고 조성물에 관한 것이다. The present invention relates to a method for producing a waste rock slurry by mixing 20% or less of water with gypsum and a suitable ratio of gypsum and general gypsum (gypsum: gypsum = 70: 30)
A mixture of 1 g of gypsum and 40 ml of distilled water was mixed with the above-described waste gypsum mixture, 0.5 g, 0.9 g and 1.2 g of hard gypsum were weighed, and 40 ml of distilled water was added thereto. By mixing a 1% solution of aluminum oxide and a solution of 5% solution in a calcium carbonate solution,
The present invention relates to a waste screed composition using aluminum oxide of sulfuric acid which can be used for agriculture by confirming the pH concentration of waste scum neutralized with aluminum oxide of waste scum and by providing an environment in which plants can grow.

Description

(Waste stone composition using aluminum oxide of sulfate ion)

본 발명은 황산이온의 산화알루미늄을 이용한 폐석고 조성물에 관한 것으로서, 이를 더욱 상세하게 설명하면, 폐석고를 화학 반응으로 중화시켜 토양을 오염시키지 않으면서 식물의 생장에 도움이 되는 황산이온의 산화알루미늄을 이용한 폐석고 조성물에 관한 것이다. The present invention relates to a waste scoria composition using aluminum oxide sulfate, and more specifically, it relates to a waste scoria composition using sulfur oxide ion aluminum oxide, which helps neutralize waste scum by chemical reaction, &Lt; / RTI >

석고 [gypsum, 石膏]는 수화된 황산칼슘 (CaSO₄ ·2H₂O)으로 구성된 황산염광물이다. 우리 일상에 친숙한 깁스 및 치료용, 농업용, 산업용, 미용용까지 그 범위가 광범위하다. 석고가 사용된 후 폐석고로 버려졌을 때 산업폐기물로 분리되어 석고의 황산칼슘(CaSO₄)이 토양을 오염, 변질시키고 있으며 오존층을 파괴하는 황화수소가스(H₂S)가 발생하는 심각한 환경오염을 초래하고 있다. 하지만 폐석고는 철강 공정에서 발생하는 철강슬래그, 폐콘크리트에서 발생되는 시멘트 미분말, 생활폐기물 소각장에서 발생되는 소각재와 같이 광물 탄산화에 이용 가능한 폐 부산물 중 하나이다. Gypsum is a sulphate mineral composed of hydrated calcium sulfate (CaSO ₄ · 2H ₂ O). There are a wide range of products available for our everyday life, such as casts, therapeutic, agricultural, industrial and cosmetic applications. When gypsum is used, it is separated into industrial waste when it is dumped into waste rocks. Calcium sulfate (CaSO ₄ ) in the gypsum pollutes the soil and causes severe environmental pollution that generates hydrogen sulfide gas (H ₂ S) which destroys the ozone layer . However, it is one of the waste byproducts that can be used for mineral carbonation, such as steel slag from steel processes, cement powder from waste concrete, and ash from incineration at municipal waste incinerators.

폐석고는 산업폐기물 중 하나로 시멘트 응결지연제, 석고보드 및 칼슘(Ca)과마그네슘(Mg)과 같은 알칼리 성분을 다량 함유하고 있어 농업용으로 재활용되고 있다. 그러나 폐석고 중 재활용되지 못한 잉여분은 관리형 매립시설에 매립되는데 현재 2,200만 톤 이상이 매립되어 방치되고 있어 주변경관 및 환경에 유해요인이 된다. 또한 매년 300만 톤의 폐석고가 국내에 발생되고 있으며, 이런 폐석고를 재활용하기 위해 석고보드 분별기를 사용해 선별, 분쇄, 분별의 시스템을 거쳐 석고와 종이로 구분하여 재생, 재활용하는 것이 필수적으로 요구되고 있다. Mortar is one of the industrial wastes and contains a large amount of alkali components such as cement retarder, gypsum board and calcium (Ca) and magnesium (Mg) and is being recycled for agricultural use. However, the surplus that can not be recycled is buried in the management type landfill, and now more than 22 million tons are buried and left as a harmful factor to the surrounding landscape and the environment. In addition, 3 million tons of waste stones are produced every year in Korea. In order to recycle these waste stones, it is essential to divide them into gypsum and paper, regenerate them, and recycle them by using a gypsum board sorting machine through sorting, grinding and sorting systems .

하지만 분별기를 이용한 폐석고의 재활용은 5%에 불과하며 다른 대안이 요구된다. 특히 한국에서는 아직 현행 환경관계 법규 폐기물편 또는 건설폐기물의 재활용 촉진에 관한 법률에 폐석고 처리 규정이 제정되어 있지 않다.However, recycling of waste rocks using fractionators is only 5% and other alternatives are required. Particularly in Korea, there is no regulation on disposal of wastes in the current environment related laws and regulations on the promotion of recycling of waste or construction waste.

특히 유의해야 할 것은 인산석고이다. 일명 습식공법에 의해 생산되는 인산석고는 인광석에 황산을 이용해 생성되며, 이 과정에는 인산과 황산이 포함되어 있으며, 이것이 만들어진 석고(수화황산칼슘)에 미량 존재하게 된다. 이 인산석고가 폐기되어 그냥 토양에 매립된다면 토양의 산성화를 유발하게 되는 것이다.Of particular note is phosphate gypsum. Phosphoric acid gypsum produced by a wet process is produced by the use of sulfuric acid in phosphorus, which contains phosphoric acid and sulfuric acid, which is present in a small amount in the gypsum (hydrated calcium sulfate). If the phosphate gypsum is discarded and just buried in the soil, it will cause acidification of the soil.

폐석고의 주된 유해요인은 황산이온으로 알려져 있다. 황산이온은 식물생장의 저해가 되며 식물이 자라기 부적합한 토양이 되게 한다.The main hazards of waste rocks are known as sulfate ions. Sulfate ions inhibit plant growth and make the plant unsuitable for growth.

대한민국 특허청 등록특허공보 제 10-0654420호Korea Patent Office Registration No. 10-0654420

상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은, 폐석고의 산화알루미늄으로 중화한 폐석고의 pH 농도를 확인하여 식물이 자랄 수 있는 환경을 제공할 수 있는지를 확인하여 농업용으로 이용가능한 황산이온의 산화알루미늄을 이용한 폐석고 조성물을 제공한다. In order to solve the problems of the prior art described above, it has been confirmed that the pH concentration of waste rocks neutralized with aluminum oxide of a waste rock can be confirmed to provide an environment in which plants can grow, and oxidation of sulfate ions A waste rock composition using aluminum is provided.

상술한 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 일 측면에서는, 폐석고는 수분을 20%이하, 인산석고와 일반토사를 적정비율(토사:석고=70:30)로 혼합하여 폐석고 혼합물을 형성하며, According to an aspect of the present invention, there is provided a method for producing a waste rock slurry, comprising mixing a gypsum and a common gypsum in a proper ratio (gypsum: gypsum = 70: 30)

상기 폐석고 혼합물에 석고 1g 에 40ml 증류수를 섞은 석고용액과, 굳은 석고의 무게를 0.5g, 0.9g, 1.2g을 잰 후 여기에 증류수 40ml를 넣어 형성된 폐석고 용액 및 탄산칼슘 시약 1g 에 40ml 증류수를 섞은 탄산칼슘 용액에 산화알루미늄 1%용액과 5%용액의 용액을 혼합하여 형성된다. A mixture of 1 g of gypsum and 40 ml of distilled water was mixed with the above-described waste gypsum mixture, 0.5 g, 0.9 g and 1.2 g of hard gypsum were weighed, and 40 ml of distilled water was added thereto. It is formed by mixing a 1% solution of aluminum oxide and a solution of 5% solution in a calcium carbonate solution.

또한, 상기 산화알루미늄은 석고의 주성분인 황산칼슘이 반응을 하면 금속의 반응성 원리에 의해 반응성이 큰 칼슘이 이온으로 남고 알루미늄이 전자를 얻어 환원되는 반면 수용액 속의 수소 이온이 산화알루미늄의 산소 이온과 결합하여 물을 형성하는 것을 특징으로 한다. When the calcium sulfate, which is the main component of the gypsum, reacts, the aluminum oxide remains as a highly reactive calcium ion due to the reactive principle of the metal, and aluminum is reduced by the reaction of electrons, while hydrogen ions in the aqueous solution are combined with oxygen ions Thereby forming water.

또한, 상기 폐석고 혼합물에 토양미생물용액 100 μL과 NB(nutrient broth)1ml를 섞은 용액에 1%황산용액 100 μL를 섞은 것과 산화알루미늄 용액 1% 또는 5%를 섞은 것을 특징으로 한다. Further, a solution obtained by mixing 100 μL of a soil microbial solution and 1 mL of NB (nutrient broth) in the above-mentioned waste rock mixture is mixed with 100 μL of a 1% sulfuric acid solution and 1% or 5% of an aluminum oxide solution.

또한, 상기 산화알루미늄은 황산이온과 화학작용으로 토양의 pH을 조절할 수 있으며, In addition, the aluminum oxide can control the pH of the soil by chemical action with sulfate ions,

상기 산화알루미늄은 토양 내 수분과 반응하여 화학식 3H₂O + Al₂O₃ -> 2Al(OH)₃ 로 나타낼 수 있으며, 이는 산화알루미늄이 산성을 띠는 폐석고가 첨가된 토양을 중화시키는 효과를 도모하는 것을 특징으로 한다. The aluminum oxide has the general formula reacts with the soil moisture 3H _₂ O + Al ₂ O ₃ - > 2Al (OH) ₃ , which is characterized in that the effect of neutralizing the soil to which the waste plaster having acidity is added is achieved.

상술한 바와 같은 본 발명의 실시예들에 의하면, 폐석고의 산화알루미늄으로 중화한 폐석고의 pH 농도를 확인하여 식물이 자랄 수 있는 환경을 제공할 수 있는지를 확인하여 농업용으로 이용가능한 효과를 도모할 수 있다.As described above, according to the embodiments of the present invention, it is possible to confirm the pH concentration of the waste stones neutralized with aluminum oxide of the waste rock so that an environment in which the plants can grow can be provided, have.

또한, 폐석고 내 식물생장에 필요한 인산이 산화알루미늄을 만나 식물의 생장을 촉진시킬 수 있으며, 폐석고의 황산이온의 저해 요인을 화학 반응으로 해소할 수 있으며, 탄산 칼슘의 경우 칼슘이온의 영향으로 생장을 촉진시킬 수 있는 효과를 지닌다. In addition, the phosphoric acid which is necessary for the growth of plants in the abandoned mushroom can meet with the aluminum oxide to accelerate the growth of the plant, and the inhibition factor of the sulfate ion in the abscission can be solved by the chemical reaction. In the case of calcium carbonate, It has an effect that can be promoted.

또한, 산화알루미늄 수용액의 투입량이 늘어날수록 식물생장에 맞는 토양기준의 pH에 가까워져 가며, 폐석고가 포함된 토양의 낮아진 pH농도는 산화알루미늄에 의해 중화가 가능하며, 특히 적정한 산화알루미늄으로 식물생장의 토양기준(5.5~6.5)에 적합하게 조절이 가능한 효과를 도모할 수 있다. In addition, as the amount of the aqueous aluminum oxide solution is increased, the pH value approaches the soil-based pH value suitable for plant growth. The lowered pH value of the soil containing waste rock is neutralized by aluminum oxide. Especially, The effect that can be adjusted to the standard (5.5 ~ 6.5) can be achieved.

도 1은 석고, 폐석고, 탄산칼슘 용액의 농도에 따른 배추의 흡광도 변화를 나타내는 그래프이고,
도 2는 황산 주입(10 μL)을 통한 배추의 흡광도 변화를 나타내는 그래프이고,
도 3은 석고, 폐석고, 탄산칼슘 용액에 산화알루미늄 처리를 한 배추의 생장을 나타내는 사진이고,
도 4는 석고, 폐석고, 탄산칼슘에 산화알루미늄(1%, 5%)을 혼합했을 때 배추의 흡광도 변화를 나타내는 그래프이고,
도 5는 황산용액과 산화알루미늄에 따른 배추 생장변화를 나타내는 사진이고,
도 6은 분리된 토양미생물을 처리한 배추 생장변화를 나타내는 사진이고,
도 7은 토양미생물과 배추 배양에서 황산용액과 산화알루미늄 농도에 따른 배추의 흡광도를 나타내는 그래프이고,
도 8은 토양미생물의 군집 변화를 나타내는 사진이고,
도 9는 산화알루미늄 수용액 양에 따른 폐석고 pH의 농도변화를 나타내는 그래프이다. Fig. 1 shows the change in absorbance of Chinese cabbage depending on the concentration of gypsum, waste rock, calcium carbonate solution Lt; / RTI >
2 is a graph showing the change of absorbance of Chinese cabbage through sulfuric acid injection (10 [mu] L)
Fig. 3 is a photograph showing the growth of Chinese cabbage treated with aluminum oxide in a solution of gypsum, scum and calcium carbonate,
Figure 4 Graph showing changes in absorbance of Chinese cabbage when aluminum oxide (1%, 5%) is mixed with gypsum, waste rock and calcium carbonate,
5 is a photograph showing changes in Chinese cabbage growth due to sulfuric acid solution and aluminum oxide,
6 is a photograph showing the change in Chinese cabbage growth after treatment with the separated soil microorganism,
7 is a graph showing the absorbance of Chinese cabbage according to the concentration of sulfuric acid solution and aluminum oxide in soil microorganism and cabbage culture,
FIG. 8 is a photograph showing a change in the population of soil microorganisms,
9 is a graph showing the concentration change of the pH of the waste rock by the amount of the aqueous aluminum oxide solution.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific embodiments thereof are shown by way of example in the drawings and will herein be described in detail. It is to be understood, however, that the invention is not to be limited to the specific embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. Like reference numerals are used for like elements in describing each drawing.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함한다", "가진다" 등과 관련된 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, terms related to " comprising ", " having ", and the like are intended to specify the presence of stated features, integers, steps, operations, elements, parts, or combinations thereof, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.

본 명세서에서 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 포함한다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 의미와 일치하는 의미로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless otherwise defined herein, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be interpreted in a manner consistent with the contextual meaning of the related art, and are not to be construed as ideal or overly formal, unless explicitly defined herein.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명은 폐석고의 산화알루미늄으로 중화한 폐석고의 pH 농도를 확인하여 식물이 자랄 수 있는 환경을 제공할 수 있는지를 확인하여 농업용으로 이용가능한 효과를 도모할 수 있다.The present invention can confirm the pH concentration of waste rocks neutralized with aluminum oxide of waste rock to provide an environment in which plants can grow, and thus, can be used for agricultural use.

먼저, 석고 및 폐석고에 포함된 황산이온에 의해 식물 생장 저해요인이 발생되는지의 여부를 살펴보기로 한다. First, it will be examined whether or not plant growth inhibition factors are caused by sulfate ions contained in gypsum and waste rock.

6개의 거즈에 탄산칼슘 용액과 석고 용액을 각각 100 μL, 200 μL, 300 μL 과 폐석고 용액 0.5g, 0.9g, 1.2g을 각각 100 μL씩 처리한 후 배추씨앗을 16개씩 심어주었다. 100 g of calcium carbonate solution and 100 g of gypsum solution were treated with 100 μL, 200 μL, 300 μL and 0.5 g, 0.9 g and 1.2 g, respectively, of six gauze, and 16 Chinese cabbage seeds were planted.

실험에 사용할 용액은 다음과 같이 제조한다. 먼저, 석고 용액은 석고 1g 에 40ml 증류수를 섞어 사용하였으며, 탄산칼슘은 시약 1g에 증류수 40ml를 넣어 사용하였다. The solution to be used for the experiment is prepared as follows. First, 40 g of distilled water was mixed with 1 g of gypsum, and 40 g of distilled water was added to 1 g of calcium carbonate.

폐석고는 의료용 석고를 구입하여 먼저 물을 부은 뒤 석고가 반응하여 굳을 때까지 기다렸다가, 그 후 굳은 석고의 무게를 0.5g, 0.9g, 1.2g을 잰 후 여기에 증류수 40ml를 넣어 사용하였다. 배추 생장을 일주일이 지난 후 잎 8개를 핀셋으로 채취한 다음 99% 알콜 1ml에 넣어주었다. 그 후 분광광도계를 이용해 663nm (엽록소a),645nm(엽록소b)에서흡광도를 측정하였다. The dross was purchased from medical gypsum, poured water first, waited until the gypsum reacted and solidified, and then weighed 0.5 g, 0.9 g, and 1.2 g of hard gypsum, and then added 40 ml of distilled water. After 1 week of cabbage growth, 8 leaves were collected with tweezers and then added to 1 ml of 99% alcohol. The absorbance was then measured at 663 nm (chlorophyll a) and 645 nm (chlorophyll b) using a spectrophotometer.

측정된 결과는 도 1에 도시된 바와 같이, 아무것도 넣지 않은 비교군(0μL)의 흡광도가 가장 높았으며, 석고, 폐석고, 탄산칼슘을 넣은 경우에는 모두 흡광도가 낮게 측정되었다. 이를 통해 비교군에 포함된 물질에 의해 흡광도가 낮아짐을 확인할 수 있었다. 이는 석고 및 폐석고에 포함된 황산이온에 의해 식물 생장 저해요인이 발생된 것으로 여겨진다. As shown in FIG. 1, the absorbance of the comparative group (0 μL) in which nothing was added was the highest, and the absorbance was low when plaster, waste plaster, and calcium carbonate were added. It was confirmed that the absorbance was lowered by the substance contained in the comparative group. It is considered that the plant growth inhibition factor is caused by the sulfate ion contained in the gypsum and the waste plaster.

특히 폐석고의 양이 증가될수록 흡광도가 감소됨을 보였는데, 이는 용해되는 양의 증가에 따라 황산이온이 증가하며 식물생장에 저해요인으로 작용할 수 있음을 알 수 있다. 폐석고에 미량 들어있는 인산 혹은 황산이 만드는 산성 환경이 얼마나 식물 생장을 저해하는지 확인하기 위하여 황산만을 주입하여 그 영향을 확인하여 보았다.In particular, it was shown that as the amount of waste rock increased, the absorbance decreased. This indicates that the amount of sulfate ion increases with increasing amount of dissolved matter, which can act as an inhibitory factor to plant growth. To investigate how the acidic environment of phosphoric acid or sulfuric acid contained in the abundance of waste rocks inhibits plant growth, only sulfuric acid was injected and its effect was confirmed.

도 2에 도시된 바와 같이, 대조군과 황산이온주입군과의 영향을 확인하였을 때 황산이온에 의해 식물생장 저해를 엽록소 흡광도 변화를 통해 확인 할 수 있었다. 위의 결과를 통해 대조군 대비 황산이온에 의한 식물생장 저해요인이 황산이온에 있음을 알 수 있으며, 황산칼슘이 포함된 석고와 폐석고가 식물생장에 영향이 있음을 확인할 수 있었다.As shown in FIG. 2, when the influence of the control group and the sulfate ion-implanted group was confirmed, the inhibition of plant growth by sulfate ion could be confirmed by the change of chlorophyll absorbance. The above results show that sulfate ion is inhibited by plant growth by sulfate ion compared to control plant, and that gypsum containing calcium sulfate and waste rock have influence on plant growth.

따라서, 본 발명은 산화알루미늄을 추가 혼합하는 것을 특징으로 한다. Therefore, the present invention is characterized by further mixing aluminum oxide.

먼저, 산화알루미늄 자체가 독성을 가지고 있는지 확인하였다. 산화알루미늄 1%용액과 5%용액을 배추씨앗 16개를 각각 100 μL씩 처리하였다. 배양 후 이주일 뒤에 엽록소를 추출하여 흡광도를 측정하였다. First, it was confirmed that aluminum oxide itself had toxicity. A 1% solution of aluminum oxide and a 5% solution were treated with 100 μL each of 16 Chinese cabbage seeds. The chlorophyll was extracted two weeks after the incubation and absorbance was measured.

알루미늄과 석고의 주성분인 황산칼슘이 반응을 하면 금속의 반응성 원리에 의해 반응성이 큰 칼슘이 이온으로 남고 알루미늄이 전자를 얻어 환원되는 반면 수용액 속의 수소 이온이 산화알루미늄의 산소 이온과 결합하여 물을 형성한다. 위의 반응성 원리를 통해 식물 생장의 변화를 도4와 같은 결과를 얻었다. Aluminum reacts with calcium sulfate, which is the main component of the gypsum, and calcium reacts with ions, leaving aluminum as an ion by the reactive principle of the metal. On the other hand, hydrogen ions in the aqueous solution combine with oxygen ions of aluminum oxide to form water do. The change of plant growth was obtained through the above reactive principle as shown in Fig.

그 결과 대조군의 엽록소 a와 b의 흡광도가 0.591A와 0.224A의 대조군에 비해 전체적으로 흡광도가 비슷하거나 높게 측정되었다. 또한, 무처리를 제외한 석고, 폐석고, 탄산칼슘 용액의 경우 산화알루미늄의 농도가 1%일 때보다 5% 일 때 흡광도가 높은 것으로 측정되었다. 이는 폐석고 내 황산이온을 산화알루미늄과 반응하여 식물의 생장을 변화시킬 수 있으며, 폐석고의 황산이온의 저해 요인을 화학 반응으로 줄일 수 있음을 보여준다. 또한, 탄산칼슘의 경우 칼슘이온의 영향으로 적정한 산화알루미늄의 양을 통해서 생장을 촉진 시킬 수 있음을 확인하였다. 무처리의 경우 산화알루미늄의 양이 증가될수록 식물 생장 감소가 보이는데 이 또한 적정한 양의 산화알루미늄이 식물생장에 필요한 것으로 보인다. As a result, the absorbance of chlorophyll a and b of the control group was measured as similar or higher than that of the control group of 0.591A and 0.224A. In the case of gypsum, waste rock, and calcium carbonate solution except for untreated water, the absorbance was measured to be 5% higher than that of 1% aluminum oxide. This shows that the sulfate ions in the waste rocks can react with aluminum oxide to change the growth of plants and reduce the inhibition of sulfuric acid ions in the waste rock by chemical reaction. In addition, it was confirmed that the growth of calcium carbonate can be accelerated by the amount of aluminum oxide due to the influence of calcium ions. In the untreated case, as the amount of aluminum oxide is increased, the plant growth is reduced. Also, an appropriate amount of aluminum oxide appears to be necessary for plant growth.

도 5에 도시된 바와 같이, 산성 환경에서는 식물이 생장할 수 없지만 산화알루미늄으로 중화시킬 경우 생장 가능한 산도가 될 수 있음을 확인할 수 있다. 따라서 산화알루미늄의 중화작용은 의미가 크다고 볼 수 있다.As shown in FIG. 5, plants can not grow in an acidic environment, but it can be confirmed that the acidity can be grown by neutralization with aluminum oxide. Therefore, the neutralization effect of aluminum oxide is significant.

추가적으로 토양미생물과 배추의 생장변화가 황산에 의해 어떤 영향을 받는지 확인하기로 하였다 그리고 여기에 산화알루미늄을 넣을 경우 효과가 있는지 확인하였다.In addition, we examined the effect of sulfuric acid on soil microorganisms and the growth of Chinese cabbage.

앞서 황산이온에 의한 영향은 도 2에서 얻은 결과와 같이 황산용액에 의해 배추 생장은 급격히 감소하였다. 대조군 대비 생장하지는 못하였지만 산화알루미늄 첨가를 하였을 경우 황산용액 10μL 대비하여 생장이 증가함을 확인할 수 있었다.As shown in Fig. 2, the growth of Chinese cabbage was significantly reduced by sulfuric acid solution. Although it was not able to grow compared with the control group, it was confirmed that when aluminum oxide was added, the growth was increased compared with 10 μL of sulfuric acid solution.

위의 결과를 바탕으로 토양과 폐석고를 섞어 토양미생물 배양과 동시에 배추생장 변화를 관찰하였다. 폐석고는 수분을 20%이하, 인산석고와 일반토사를 적정비율(토사:석고=70:30)로 혼합하였을 때 농업용으로 사용 가능하다. 위의 조건을 이용해식물 배양을 준비된 토사와 폐석고 혼합물을 이용해 토양미생물용액 100 μL과 NB(nutrient broth)1ml를 섞은 용액에 1%황산용액 100 μL를 섞은 것과 산화알루미늄 용액 1%와 5%를 섞은 것을 37℃ 세균배양기에 넣고 각 실험 군에서 생존한 토양미생물을 분리해 산화알루미늄용액이 토양미생물을 생존시켰는지 확인하였다. Based on the above results, we observed the growth of Chinese cabbage at the same time as the cultivation of soil microorganism by mixing soil and waste rock. Dust can be used for agricultural purposes when the water content is less than 20%, and phosphate gypsum and general soil are mixed at a suitable ratio (soil: gypsum = 70: 30). A mixture of 100 μL of soil microbial solution and 1 mL of NB (nutrient broth) was prepared by mixing 100 μL of 1% sulfuric acid solution with 1% and 5% of aluminum oxide solution Were placed in a 37 ℃ incubator and the surviving soil microorganisms were isolated from each experimental group to confirm whether the aluminum oxide solution survived the soil microorganism.

이는 도 7에 도시된 바와 같이, 황산 1% 농도를 첨가한 배추 생장이 대조군에 비해 급격하게 감소함을 확인할 수 있었다. 이는 황산이온에 의해 식물생장의 저해요인으로 여겨지며, 산화알루미늄만을 처리한 흡광도의 결과가 황산1%와 산화알루미늄1% 동시에 첨가한 결과보다 약 2배 정도의 흡광도를 보인다. 이는 토사에 첨가된 폐석고와 화학 반응을 통하여 배추생장의 저해요인인 황산이온의 농도를 낮춘 것으로 확인된다. 준비된 토사와 산화알루미늄 5% 혼합시에 가장 큰 흡광도의 결과를 확인할 수 있으며, 대조군 대비 증가하는 이유는 화학반응을 통한 식물생장에 필요한 인산이 추가적으로 작용된 것으로 보인다. As shown in FIG. 7, it was confirmed that the growth of Chinese cabbage added with 1% concentration of sulfuric acid was drastically reduced as compared with the control group. This is considered to be an inhibitory factor of plant growth by sulfate ion. The absorbance of treated with aluminum oxide alone is about twice that of 1% sulfuric acid and 1% aluminum oxide. It was confirmed that the chemical reaction with the waste rocks added to the soil decreased the concentration of sulfate ion, which is an inhibiting factor of the cabbage growth. The highest absorbance of the prepared soil and 5% aluminum oxide can be confirmed, and the reason for the increase in the amount of phosphorus required for plant growth through chemical reaction seems to be added.

위의 실험 결과에서 황산용액과 산화알루미늄 처리에 의한 토양미생물의 생존에 관한 연구 결과는 아래 도 8에 도시된 바와 같다.The results of the above experiment are as shown in FIG. 8 below for the survival of soil microorganisms by treatment with sulfuric acid solution and aluminum oxide.

황산 용액만 있는 왼쪽 하단 그림과 같이 토양미생물의 군집이 거의 관찰되지 않았으며, 나머지에서는 다양한 토양미생물의 군집이 관찰되었다. 이는 황산용액의 황산이온에 의해 토양미생물이 생존하기 힘들며, 황산이온과 산화알루미늄처리를 하였을 시에 생존한 토양미생물의 양이 많음을 확인하였다. 이를 통해 실제 토양에서 황산이온이 적정한 양이 아닌 경우 토양미생물의 생존 저해요인이 되며, 이를 산화알루미늄 처리를 통해 토양미생물이 생존할 수 있는 환경을 제공할 수 있음을 알 수 있다. 특히 도 8을 통해 적정한 양의 산화알루미늄 처리를 통하여 토양미생물과 배추의 생장 변화 증대를 유도할 수 있으며, 위 실험을 통해 실제 토양환경에도 적용될 수 있다. 아래 [표1]은 위 실험에서 관찰된 토양미생물의 분류 하였다. As shown in the lower left figure with only sulfuric acid solution, the soil microbial community was hardly observed, and the remaining soil microbial community was observed. It was found that soil microorganisms were hardly survived by the sulfate ion of sulfuric acid solution, and the amount of soil microorganisms survived when treated with sulfate ion and aluminum oxide. As a result, if the amount of sulfate ion is not proper in the actual soil, it becomes a factor of inhibiting the viability of the soil microorganism, and it is possible to provide an environment in which the soil microorganism can survive through the treatment with aluminum oxide. In particular, through FIG. 8, it is possible to induce an increase in the growth of soil microorganisms and Chinese cabbages through an appropriate amount of aluminum oxide treatment, and the above experiment can be applied to actual soil environments. Table 1 below lists the soil microorganisms observed in the above experiment.

색color 외형Appearance 가장자리edge 융기bump 토양미생물Soil microorganism 진한노랑Dark yellow 원형circle 부드러운형Soft type 볼록Convex 1%황산,1%AO1% sulfuric acid, 1% AO 연한노랑Light yellow 원형circle 부드러운형Soft type 볼록Convex 1%AO1% AO 흰색White 퍼진부정형Spreaded irregular 물결형Wave type 평편Flat 1%황산,5%AO1% sulfuric acid, 5% AO 흰색White 원형circle 부드러운형Soft type 볼록Convex 5%AO5% AO 흰색White 퍼진부정형Spreaded irregular 물결형Wave type 평편Flat

위의 표를 통해 1%황산과 1%산화알루미늄이 대조군과 가장 유사한 결과를 보였으며, 토양미생물 또한 황산이온을 적정한 양의 산화알루미늄 처리를 통해서 토양미생물이 생존하기 적합한 환경을 제공할 수 있음을 알 수 있다. 이 결과로 산화알루미늄 용액과 황산용액을 처리한 토양미생물이 토양미생물에서 주를 이루고 있던 진한 노랑 세균과 비교했을 때와 배추의 엽록소 흡광도가 큰 차이를 보이지 않는 것으로 보아 일반 토양미생물과 비슷한 기능을 하는 것으로 보인다In the table above, 1% sulfuric acid and 1% aluminum oxide were the most similar to the control group, and soil microorganisms were also found to be able to provide a suitable environment for soil microorganisms to survive through the appropriate amount of aluminum oxide treatment Able to know. As a result, the soil microorganism treated with aluminum oxide solution and sulfuric acid solution showed no significant difference in chlorophyll absorbance of Chinese cabbage and dark yellow bacteria, which were dominant in soil microorganisms, It seems to be

또한, 산화알루미늄은 황산이온과 화학작용으로 토양의 pH을 조절할 수 있다. 산화알루미늄은 토양 내 수분과 반응하여 다음과 같은 화학반응식을 나타낸다. In addition, aluminum oxide can control the pH of the soil by chemical action with sulfate ions. Aluminum oxide reacts with water in the soil and shows the following chemical reaction formula.

3H₂O + Al₂O₃ _->2Al(OH)₃ 3H ₂ O + Al ₂ O ₃ _-> 2Al (OH) ₃

위의 수식을 통해 산화알루미늄은 산성을 띠는 폐석고가 첨가된 토양을 중화시킬 수 있다.Through the above formula, aluminum oxide can neutralize soil with acidic waste scrap.

산화알루미늄 용액의 양에 따른 pH변화를 살펴보고 식물에게 자라기 좋은 환경인지를 알아보기 위해 폐석고에 산화 알루미늄 용액을 용량을 늘려가면서 처리하였다.pH의 변화를 관찰한 결과를 도 9에 나타내었다. Changes in pH depending on the amount of aluminum oxide solution were examined, and an aluminum oxide solution was treated with increasing amount of aluminum oxide in the waste rock to examine whether or not the plant was a good growing environment. The results of observing pH changes are shown in FIG.

산화알루미늄 수용액의 투입량이 늘어날수록 식물생장에 맞는 토양기준의 pH에 가까워져 가는 것을 관찰할 수 있었다. 폐석고가 포함된 토양의 기존 pH농도는 4.5 정도로 이는 식물이 자라는 데 독성을 가지는 pH농도이다. 폐석고가 포함된 토양에 산화알루미늄 용액의 투입량을 늘린 결과 100μL의 경우 pH5.0, 200μL의 경우 pH5.3를 나타내며 300-440μL의 투입량의 경우는 식물생장에 가장 적합한 pH인 5.5~6.3까지 올라가는 것을 관찰할 수 있었다.As the amount of aqueous aluminum oxide solution was increased, it was observed that the pH became closer to that of soil based on the growth of plants. The existing pH of soils containing waste rocks is about 4.5, which is the pH concentration at which plants grow. As a result of increasing the amount of the aluminum oxide solution in the soil containing waste rock, the pH of the solution is increased from 5.0 to 200 μL in the case of 100 μL and from 5.5 to 6.3 in the case of 300-440 μL. I could observe.

위의 결과를 통해 폐석고의 pH농도는 산화알루미늄에 의해 중성화가 가능하며, 특히 적정한 산화알루미늄으로 식물생장의 토양기준(pH5.5~6.5)에 적합하게 조절이 가능하다.From the above results, it is possible to neutralize the pH of the waste rock by aluminum oxide. Especially, it is possible to control the pH value of the soil of the plant growth (pH 5.5 ~ 6.5).

이상 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 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 spirit or scope of the invention as defined in the appended claims. It can be understood that it is possible.

Claims

The waste rock is formed by mixing the water with 20% or less of phosphoric acid gypsum and ordinary gypsum at a proper ratio (gypsum: gypsum = 70: 30)
A mixture of 1 g of gypsum and 40 ml of distilled water was mixed with the above-described waste gypsum mixture, 0.5 g, 0.9 g and 1.2 g of hard gypsum were weighed, and 40 ml of distilled water was added thereto. The composition of a waste stone using aluminum oxide of sulfate ion formed by mixing a calcium carbonate solution with a solution of a 1% aluminum oxide solution and a 5% solution.

The method according to claim 1,
When the calcium sulfate, which is a main component of the gypsum, reacts, calcium ions, which are highly reactive due to the reactive principle of the metal, remain as ions and aluminum is reduced by the reaction of the electrons, while hydrogen ions in the aqueous solution are combined with oxygen ions By weight based on the total weight of the composition.

The method according to claim 1,
A mixture of 100 μL of a soil microbial solution and 1 mL of NB (nutrient broth) was mixed with 100 μL of a 1% sulfuric acid solution and 1% or 5% of an aluminum oxide solution was mixed with the above- Waste scoop composition.

The method according to claim 1,
The aluminum oxide can control the pH of the soil by chemical action with sulfate ions,
The aluminum oxide has the general formula reacts with the soil moisture 3H _₂ O + Al ₂ O ₃ - > 2Al (OH) ₃ , which is characterized in that the aluminum oxide makes the effect of neutralizing the soil to which the waste scoria having acidity is added is effected.