피혁슬러지의 크롬을 이용한 흑색 세라믹 안료의 합성

전문가 제언

○ 도자기 및 타일 등의 세라믹 몸체, 유약, 법랑의 착색제로 사용되고 있는 대부분의 합성 세라믹 안료들은 산업용의 화학적 순도를 지닌 금속산화물 또는 금속염들을 이용하여 생산된다. 그러나 이들 재료들은 고가이기 때문에 저가의 천연원료나 산업폐기물을 사용하여 제조하는 방향으로 안료가 개발되고 있다.

 

○ 크롬을 함유한 구조들이 고온 내구성, 화학적 안정성, 광학적 특성의 우수성 때문에 세라믹 안료로서 널리 연구되어 왔다. 크롬 함유 흑색 세라믹 안료는 스피넬이나 헤마타이트 구조를 갖는데, 특히 스피넬에 기초를 둔 흑색 안료는 고온 소성 시에 유약과 혼합될 때 매우 안정적이기 때문에 벽 또는 바닥용 타일에 많이 사용된다. 전체 상업용 흑색 안료 소비의 25% 정도가 스피넬 구조를 갖는 것으로 알려져 있다.

 

○ 본고는 스피넬 구조를 가진 흑색 세라믹 안료를 피혁슬러지(leather tannery sludge)를 활용하여 합성하는 새로운 방법을 소개한 것이다. 흑색 세라믹 안료는 무두질 처리 중에 발생되는 폐수처리 침전물을 세정하여 1100℃에서 하소시킨 Cr이 풍부한(Cr2O3 73.04 wt%) 피혁슬러지를 Fe2O3, CuO, Ni2O3와 혼합하여 1200℃에서 소결 제조하였다.

 

○ 세계 피혁(21-22십억 m2)의 90% 이상이 크롬 무두질 처리로 생산되고 있다. 이에 따른 폐수 처리로부터 발생되는 슬러지의 재활용과 크롬 회수에 대한 많은 연구가 중국, 이태리, 인도, 브라질 등의 피혁 생산국에서 활발하다. 특히 피혁슬러지를 활용하여 녹색과 분홍색 안료를 합성한 연구가 영국과 브라질에서 2000 년대 초반과 후반에 보고되었고, 흑색 안료에 대한 본고의 내용이 최근에 중국에서 보고되었을 뿐이다.

 

○ 한국의 피혁 생산량(∼1억 m2)은 세계 5 위로 피혁슬러지의 처리와 재활용에 대한 관심은 크지만, 2000 년대에 들어와서야 본격적인 연구가 이들의 고형화, 안정화, 유리화와 같은 분야에만 집중되어 왔다. 피혁슬러지를 활용하여 세라믹 안료와 같은 고가의 고기능 제품의 합성에 대한 관심은 부족한 상태로, 앞으로 주목할 분야이다.

저자

Z. Chen, Y. Du, Z. Li, D. Sun, C. Zhu

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

재료

연도

2015

권(호)

41()

잡지명

Ceramics International

과학기술
표준분류

재료

페이지

9455~9460

분석자

정*생

분석물

• 피혁슬러지의 크롬을 이용한 흑색 세라믹 안료의 합성.pdf [437,706 byte]

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