Synthesis of Manganese Hydrogen Phosphate Hydrate by Controlled Double-jet Precipitation

더블제트 침전법에 의한 제이인산망간염 수화물의 새로운 합성 방법

Manganese hydrogen phosphate hydrate, $MnHPO_4{\cdot}2.25H_2O$, is a major constituent of the pre-conditioning compositions for the manganese phosphate coating treatment over carbon steel substrate. This compound is conventionally produced by the synthesis in the aqueous solution process followed by the filtration and drying processes and a series of size reduction and classification processes in dry state. However, it is evident that the conventional process is neither environment-friendly nor cost-effective. In this work, a new process principle was examined based on the controlled double-jet precipitation technology to produce the manganese chemical product of fairly uniform particle size distribution in an aqueous solution media. The effects of stabilizing agents were comparatively studied by the scanning electron microscope analysis in a uniformity point of view of the resulting particle size. Polyvinylpyrrolidone and Gum Arabic were excellent in controlling the crystal growth step, resulting in fairly uniform size distributions of the particles from the controlled double-jet process.

탄소강 재질은 부식에 취약하여 용도에 따라 화성피막화 공정으로 처리하여 내부식성을 부여한다. 제이인산망간염 수화물, $MnHPO_4{\cdot}2.25H_2O$는 인산망간피막을 입히기 위한 전처리 공정용 혼합물 제품의 주성분으로 사용된다. 이 망간 함유 물질은 수용액 중에서 합성되어 여과와 건조, 그리고 일련의 건식 분쇄와 분급 과정을 통하여 생산된다. 이러한 공정은 명백히 환경친화적이지 못할 뿐만 아니라 비용 효율적이지 못하다. 본 연구에서는 더블제트 침전 기술에 기반을 두고 수용액 중에서 해당 망간 화합물을 입자 크기가 비교적 균일하게 합성하기 위한 새로운 공정기술 원리를 실험적으로 검토하였다. 안정화 첨가제의 효과들이 주사전자현미경 사진을 통하여, 생성된 결정성 침전 입자의 크기의 균일성 측면에서, 비교 검토되었다. 폴리비닐 피롤리돈과 아라비아 검이 더블제트 침전 공정에서 결정의 성장 단계를 제어하여 비교적 균일한 입자를 합성하는 안정제로서 훌륭한 효과를 발휘하는 것으로 밝혀졌다.