《인산석고 정화 처리 공정 기술 및 장비와 그 응용》에 대한 교류 토론

우리나라의 인산석고 자원화 활용 현황: 중국의 인산복합비료 산업이 급속히 발전함에 따라, 그 부산물인 인산석고의 배출량도 급격히 증가하고 있습니다. 인산석고의 종합적인 활용률을 높이는 것은 인산복합비료 산업이 반드시 해결해야 할 시급한 문제이며, 동시에 각급 정부 기관, 연구기관, 그리고 관련 기업들이 반드시 심각하게 대응해야 할 과제입니다. 인회석은 인비료와 인산을 생산할 때 발생하는 고체 폐기물로, 인산 1톤을 생산할 때 약 (4.5~5)톤의 인회석이 생성됩니다.인산석고의 주성분은 황산칼슘(CaSO4˙2H2O)이며, 그 외에도 완전히 분해되지 않은 인광석, 불화물, 인산, 유기물, 산에 녹지 않는 물질, 철-알루미늄 화합물과 같은 불순물들이 소량 함유되어 있습니다.우리나라의 고농도 인복합비료 및 인산 산업이 빠르게 발전함에 따라, 부산물로 생기는 인석고의 양도 급격히 증가하고 있습니다.현재 우리나라의 인회석 연간 배출량은 약 5천만 톤에 달하며, 자원화 활용 기술의 한계로 인해 누적된 적재량은 2억 톤을 넘어섰습니다.국내의 인석고는 아직 효과적인 활용 방법이 마련되어 있지 않습니다. 대부분 그대로 쌓아두는 식으로 처리되고 있으며, 이는 토지를 낭비할 뿐만 아니라 자원도 소모됩니다. 또한 인석고에 포함된 산성 물질과 기타 유해 물질들은 주변 환경을 오염시킬 수 있습니다. 따라서 인석고는 반드시 체계적으로 처리되어야 합니다. 그렇지 않으면 인간과 환경, 사회의 조화에 직접적인 영향을 미칠 뿐만 아니라, 국토 보호에도 악영향을 줄 것입니다. 또한 기업의 생존과 발전에도 엄청난 손실을 초래할 것입니다.인회석 폐재의 무해화 처리는 인복합비료 기업의 생산에 영향을 미치는 ‘병목’ 문제가 되고 있으며, 인회석의 종합적 활용을 잘 하는 것이 인비료 화학 산업의 지속 가능한 발전을 위한 핵심이 될 것이다.이 글에서는 인회석의 종합적 활용에 있어서의 문제점들과 자원화 활용 방안에 대해 각 항목별로 논의하였으며, 인회석의 자원화 활용을 위한 몇 가지 제안도 제시하였다. 2 우리나라의 인석고 종합 이용 현황 비공식적인 통계에 따르면, 현재 우리나라에서의 인석고 종합 이용량은 연간 약 10,000kt(즉, 연간 1,000만 톤) 수준으로, 탈황석고의 이용량보다 낮습니다.이 중, 건축용 석고는 약 2800kt/년 생산되며, 시멘트 지연제는 약 2500kt/년, 석고 블록과 석고 벽돌은 약 1600kt/년 생산됩니다. 또한, 충전재로 사용되는 양은 약 1500kt/년, 토양 개량제로 사용되는 양도 약 1500kt/년입니다. 그리고 황산이나 황산암모늄과 같은 화학 제품으로는 약 100kt/년이 생산됩니다.현재 우리나라의 인회석 다목적 활용에 있어서의 문제점들은 주로 다음과 같습니다. (1) 인석고에는 불순물이 많아 활용 비용이 높다.인석고에는 유리 인산과 황산과 같은 산성 물질이 함유되어 있어 pH 값이 낮고, 생산 설비를 부식시키기 쉽습니다.동시에, 인회석에 함유된 인산염, 불화물 등은 후가공 제품에 부정적인 영향을 미칩니다.따라서 인석고는 반드시 정제 및 불순물 제거 등의 공정을 거친 후에야 다음 단계의 활용이 가능하다.인산석고를 활용하는 과정에서 2차 오염이 발생하므로, **환경 기준을 충족시키기 위해서는 반드시 환경 보호 시설이 필요하며, 그에 따른 투자와 운영 비용도 상당히 높습니다. (2) 지역 간 발전 불균형으로 인해, 인회석의 종합적 활용이 장기적으로 낮은 수준에 머물러 있습니다.지역의 자원 분포와 운송 반경의 영향으로, 지역별로 인산석고의 발생, 축적 및 종합 활용 현황에 큰 차이가 있습니다.인산석고의 배출 및 매립은 주로 윈난, 구이저우, 쓰촨, 후베이, 안후이와 같은 인산복합비료 생산 지역에 집중되어 있습니다. 반면, 석고의 소비는 건축용 석고나 시멘트 생산량이 많은 지역, 즉 우리나라의 경제적으로 발달한 동부 지역들에서 이루어집니다.운송 반경의 영향으로 석고 사용량이 많은 지역에서는 공급이 수요를 따라가지 못하는 반면, 배출량이 집중된 지역에서는 어쩔 수 없이 대량으로 쌓아둘 수밖에 없습니다. (3) 표준 체계가 미비함.한편, 다양한 건축 자재를 생산하는 데 사용될 수 있는 인회석의 표준이 부족하여, 인회석이 다양한 건축 자재 분야에서 활용되는 데 장애가 됩니다.한편, 인석고 종합 이용 제품에 관한 관련 기준이 부족하여 다른 유사 기준을 참고할 수밖에 없으며, 시장에서의 인지도가 낮아 인석고를 대규모로 활용하기가 어려운 실정입니다. (4) 우리나라의 천연석고 생산량이 많아 인석고의 이용이 제한된다.2010년 우리나라의 천연 석고 생산량은 45,000kt였으며, 주로 산동, 후난, 호북, 장쑤, 안후이 등지에서 생산되었습니다.천연 석고의 대량 채굴과 사용은 자연환경을 파괴할 뿐만 아니라, 산업 부산물로 얻어지는 석고의 시장도 잠식합니다.해외 선진국들의 **산업 부산물인 석고의 높은 종합 활용률에 비해, 우리나라의 인석고 활용에는 큰 어려움이 있습니다(예를 들어 미국은 35%에 달하고, 일본은 거의 100%에 이릅니다). 3 인산석고의 자원화 활용 3.1 인산석고의 시멘트 지연제로서의 활용 현재 우리나라의 시멘트 지연제는 주로 천연 석고와 탈황 석고를 원료로 사용하고 있습니다.시멘트 생산량이 증가함에 따라, 국내에서 시멘트 지연제에 대한 수요도 점점 커지고 있습니다.우리나라의 천연 석고 광산 채굴 비용 증가와 고품질 석고 광산의 감소도, 인산석고를 시멘트 지연제로 사용할 수 있는 기회를 만들어주고 있습니다.현재 국내에서 인회석이 시멘트 지연제로 사용되는 양은 연간 약 6백만 톤입니다. 반면 2012년에 중국의 시멘트 생산에 필요한 시멘트 지연제의 양은 약 9천만 톤이었습니다. 설령 인회석을 이용한 시멘트 지연제 생산 능력이 모두 활용된다 해도, 그것은 시멘트 지연제 수요량의 약 7.4%에 불과할 것입니다.보다시피, 인산석고는 시멘트 지연제로서의 시장 전망이 매우 밝습니다.현재 국내 인석고를 이용한 시멘트 지연제의 단일 라인 최대 생산 규모는 800kt/a입니다. 시멘트 지연제로 사용되는 인회석의 가장 큰 문제는, 인회석에 포함된 불순물들이 시멘트의 경화 시간에 영향을 미쳐 그 강도를 낮춘다는 것입니다.따라서 인석고에 적절한 정화 및 불순물 제거 처리를 해야 하며, 핵심은 인석고 내의 인, 플루오린과 같은 산성 물질을 제거하는 것입니다.현재 일반적으로 사용되는 정화 및 불순물 제거 공정은 물세척 분리, 중화, 건조, 소성 등입니다.앞으로는 인산석고의 품질을 향상시키고, 시멘트 지연제로 사용될 때의 생산 비용을 낮추는 노력이 필요합니다. 이를 통해 자연석고나 탈황석고 대신 인산석고가 시멘트 지연제로 사용되는 속도를 높일 수 있을 것입니다. 3.2 인산석고로 만든 석고 블록과 석고 벽돌은, 천연 이수석고나 탈황석고와 마찬가지로 주성분이 CaSO4˙2H2O입니다.인산석고를 이용해 석고 블록이나 석고 벽돌과 같은 건축 자재를 제조하는 것은 기술적으로 문제가 없으며, 그 제품의 강도, 내하력, 투기성은 전통적인 점토 벽돌이나 시멘트 벽돌보다 우수합니다.현재 국내의 인산석고를 이용한 석고 블록 생산 능력은 약 5.0×106m2/년입니다. 단일 공장의 최대 생산 규모는 허페이시 진룡신형환경보호건재유한회사의 1.5×106m2/년 생산 라인입니다；인산석고를 이용한 석고블록의 총 생산량은 약 2.0×10^9개/년입니다. 단일 공장의 최대 생산 규모는 귀주카이린(그룹)유한회사입니다. 산업 부산물로 발생하는 석고의 종합적인 활용을 위한 표준 체계를 더욱 보완하고, 산업 부산물로 발생하는 석고 및 관련 제품과 그 응용에 관한 표준들을 신속하게 제정하고 개정해야 합니다. (4) 앞으로는 인산석고를 시멘트의 지연제로 활용하거나, 종이 석고보드, 석고 블록, 석고 기반의 건축 자재 등과 같은 새로운 건축 자재로 널리 사용해야 한다.인산석고를 원료로 100% 사용하는 것을 적극적으로 장려합니다. 단일 생산 라인의 생산 능력이 3.0×107m²/년 이상인 종이 석고보드 생산 라인 프로젝트, 단일 생산 라인의 생산 능력이 3.0×105m²/년 이상인 석고 블록 생산 라인의 건설 또는 개조 프로젝트, 단일 생산 라인의 생산 능력이 100kt/년 이상인 페인팅 석고나 접착 석고와 같은 석고 혼합 건축 자재 생산 라인의 건설 또는 개조 프로젝트, 단일 생산 라인의 생산 능력이 50kt/년 이상인 고강도 석고 분말 생산 라인 건설 프로젝트, 그리고 단일 생산 라인의 생산 능력이 1000kt/년 이상인 건축용 석고 분말 생산 라인 건설 프로젝트도 포함됩니다. (5) 저비용·고성능·환경친화적인 인석고 정화 기술, 저품질 인석고를 활용해 저비용·고성능의 광산 충전용 접착제를 생산하는 기술, 산업 부산물인 석고를 이용해 토양을 개량하는 핵심 기술 등과 같은 일련의 핵심적이고 공통적인 기술들을 개발한다. (6) 인석고를 화학적으로 처리하는 기술 연구를 적극적으로 전개하여, 저에너지 소모로 인석고로부터 황산과 시멘트 또는 산화칼슘을 공동 생산하거나, 황산과 탄산칼슘을 공동 생산하거나, 황산칼륨과 염화암모늄 또는 염소계 NPK 복합비료를 공동 생산하는 등의 선진 기술의 산업화를 추진한다. (7) 인석고의 종합적 활용에서 핵심은 **정책적 지원 강도**입니다. 재정, 세금, 에너지 등의 정책을 통해 기업들이 인석고의 종합적 활용으로 이익을 얻거나 최소한 원본 수준을 유지할 수 있도록 해야 합니다.인산석고를 원료로 생산되는 건축 자재, 화학 제품 등에 대해서는 부가가치세를 감면하거나, 납부 즉시 환급해 주는 것이 바람직합니다. 5. 결론 기술 및 국민의 생활 수준 등의 차이로 인해, 우리나라의 인산석고 활용은 상대적으로 낙후된 상태에 있습니다.현재 대부분의 인화학 기업의 생산 과정에서 배출되는 인석고는 아직 효과적으로 활용되지 못하고 있으며, 이로 인해 자원 낭비와 토지 점유는 물론 환경 오염까지 초래하고 있다. 따라서 이의 종합적 개발 및 활용이 시급한 실정이다.인산석고를 활용하면 건축 자재나 비료와 같이 부가가치가 높고 사용량이 많은 화학 제품을 만들 수 있어, 쓰레기를 자원으로 전환할 수 있다.따라서 인회석 자원의 효율적 활용을 위한 연구개발을 강화하는 것이 매우 필요하다.

이 게시글은 마지막으로 gyt0731이 2016-12-13 11:26에 수정했습니다 :) 인산석고의 활용과 관련된 국내외 기술 표준들을 수집하고 있습니다(링크 참조: http://bbs.hcbbs.com/thread-1651393-1-1.html). 혹시 더 추가할 내용이 있으신 분들은 알려주세요 기술 표준 측면에서 인석고의 활용(석고보드, 블록, 벽돌, 분말)은 20여 년이 되었으나, 지금까지 평가가 엇갈리고 있습니다.인석고의 활용에는 여러 심리적 장벽과 문제점들이 있는 것 같아서, 명확히 설명하기 어려운 부정적인 인상을 남기고 있습니다. 현재 약 3억 톤의 인석고가 존재하며, 매년 8,000만 톤씩 증가하고 있는 상황입니다. 인터넷상에는 인석고를 활용하기 위한 긍정적인 기술 개발 성과나 그 활용을 장려하는 기사들도 많습니다. 반면에 인석고의 해로움을 지적하며 그 사용을 피하거나 중단해야 한다고 주장하는 의견도 적지 않습니다. 여러분은 이에 대해 어떻게 생각하시나요?