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Mar 15, 2023

석고 스케일을 방지하는 방법

역삼투압(RO), 나노여과(NF) 및 한외여과(UF) 멤브레인

역삼투압(RO), 나노여과(NF) 및 한외여과(UF) 막은 오랫동안 담수화 산업에서 해수와 기수를 처리하는 데 사용되어 왔습니다. 그러나 전 세계 인구가 증가함에 따라[1] 더 신선하고 깨끗한 물을 확보하는 것이 필수적입니다. 이것이 바로 Genesys International이 덜 전통적인 산업인 광업에 스케일 방지제와 세정제를 제공하는 데 전문 지식을 전환한 이유입니다.

Paulina Szyplinska의 2012년 기사에 따르면, 광산은 전 세계적으로 네 번째로 큰 물 소비량이지만[2] 광산수의 90%는 RO 또는 NF와 같은 기술을 사용하여 재활용할 수 있습니다. 이는 여전히 물 여과막 기술의 비교적 새로운 적용이지만, 광산 작업과 관련된 플랜트의 수는 지난 10년 동안 극적으로 증가했습니다.

광산 여과장에 영향을 미치는 특정 과제가 있습니다. 높은 수준의 총 용존 고형물(TDS)로 인해 스케일이 형성되는 경향이 강하며, 특히 황산칼슘(CaSO4) 또는 석고가 더욱 그렇습니다.

이러한 조건은 멤브레인 제조업체가 권장하는 작동 매개변수를 벗어납니다. 이러한 이유로 분리막 기술 산업은 전통적으로 광산 부문을 사업의 원천으로 일축해 왔으며, 가치가 있기에는 너무 어렵다고 생각했습니다.

그러나 그럼에도 불구하고 광산 운영자들은 금속 회수율 향상과 폐수 정화 능력에 매력을 느껴 RO 및 NF 막 여과에 점점 더 많은 투자를 하고 있는 것으로 보입니다. Genesys International의 자체 연구를 통해 현재 막 여과를 사용하는 광산은 389개에 달하며, 그 중 301개는 2009년 이후 가동되었습니다.

회사는 올바른 화학과 열린 마음으로 복잡한 스케일을 억제할 수 있을 뿐만 아니라 오염되고 스케일이 생긴 막을 효과적으로 세척하여 성능을 복원하는 것이 가능하다고 믿습니다. 그리고 다른 사람들도 따라잡기 시작한 것 같습니다. Genesys 팀은 최근 호주 BDB Process 이사인 Darryl Butcher가 아프리카에서 참여했던 두 개의 막 공장 프로젝트에 관해 다음과 같은 논평을 보고했습니다[3]. 제조업체가 게시한 권장 운영 기간 내에서 멤브레인을 사용했지만 둘 다 기술적으로나 상업적으로 매우 성공적이었으며 둘 다 프로젝트 자본 지출을 정당화하는 데 사용된 예측 성능을 초과했습니다... 멤브레인은 개선을 위해 광범위한 응용 분야에 적용될 것으로 보입니다. 결과를 처리합니다."

다른 유형의 스케일링과 달리 CaSO4는 pH에 독립적입니다. 이는 산이나 알칼리를 첨가해도 스케일 형성을 방지하는 효과가 없음을 의미합니다. Genesys는 낮고 높은 pH(최대 x8-10 포화 수준)에서 CaSO4를 억제할 수 있는 두 가지 새로운 스케일 방지제 Genmine AS26과 Genmine AS65를 개발했습니다.

Genmine AS26은 특히 스케일 방지제로서는 드물게 산성 조건에 대한 회복력이 뛰어납니다. 엄격한 테스트를 통해 공식화되고 완성된 이 제품은 1~2의 낮은 pH 값에서 CaSO4를 억제할 수 있습니다(그림 1). 이는 스케일 방지제가 작동하기 위해 광산 폐수를 중화하기 위해 값비싼 전처리가 필요하지 않음을 의미합니다. 이를 통해 CAPEX 및 OPEX가 절감되는 동시에 광미 폐기물에서 금속과 깨끗한 물을 모두 회수하는 것이 더욱 실현 가능해집니다.

물론, 모든 광산수가 산성인 것은 아니기 때문에 회사는 중성 및 알칼리성 pH 값에서 x8-10(그림 2)의 포화 수준에서 CaSO4 규모를 억제할 수 있는 Genmine AS65도 개발했습니다. 이는 특히 막이 임신액과 불모액을 농축하는 데 사용되는 알칼리성 시안화물 더미 침출 공정과 관련이 있습니다. 산성 및 알칼리성 광산수에 특정한 제품을 제공함으로써 회사는 잠재적으로 석고 스케일의 영향을 받는 모든 광산수에 적합한 화학 물질을 제공할 수 있습니다.

효과가 없는 스케일 방지제를 사용하거나 부적절한 투여로 인해 석고 스케일이 이미 쌓인 경우 멤브레인을 손상시키지 않고 이를 제거하는 것이 어렵지만 불가능하지는 않습니다. 스케일 자체가 멤브레인 표면에 돌이킬 수 없는 손상을 일으키는 것을 방지하려면 가능한 한 빨리 이 작업을 수행해야 합니다.