실리카(이산화규소)

실리카란 무엇일까요?

이산화규소(SiO2) 또는 미네랄 석영으로 알려진 실리카는 화학 성분인 실리콘의 파생 혼합물이며, 지각의 59%를 구성하고 있어 일반적인 흙의 가장 큰 비중을 차지합니다. 실리콘은 산소와 결합하여 규산염을 형성하며, 이는 가장 흔한 광물질입니다.

실리카는 대부분 자연수 속에서 용해된 실리카 또는 부유 규산염 미립자로 발견됩니다. 실리카는 식품 및 제약 생산 과정 등 많은 산업 분야에서 첨가제 및 물의 여과를 위하여 사용됩니다.

실리카를 측정해야 하는 이유

대부분의 물은 많은 실리콘과 그 파생물인 실리카 또는 규산염을 포함하고 있습니다. 농도가 100mg/L 이상인 것은 특이한 경우가 아님에도 불구하고 물 속의 실리카 농도는 일반적으로 30mg/L 미만입니다. 1000mg/L을 초과하는 농도는 소금물과 염분이 섞인 물에서 찾을 수 있습니다.

실리카는 산업용수에서 중대한 문제를 야기할 수 있습니다

실리카와 규산염은 컨디셔너, 세제, 부식 억제제로 물에 첨가됩니다. 하지만 물 속의 실리카는 산업현장, 특히 보일러 및 증기 분야에서 중대한 문제를 야기할 수 있습니다. 실리카는 고압과 고온에서 보일러관 및 열 교환기에 쌓입니다.

이러한 유리같은 침전물은 열 교환기의 효율을 낮추고 정상보다 이른 실패를 유도합니다. 실리카는 증기 터빈 날에 쌓여 효율을 감소시키고, 세척을 위한 작동 중단으로 비용을 투입하게 합니다. 실리카 수준은 초고압 분야에서 0.005mg/L (5ppb) 아래로 유지되어야 합니다.

물 속의 실리카를 측정하는 것은 탈염장치의 효율을 모니터링하는 데 사용합니다. 실리카(탈염장치의 교환 용량이 소진되었을 때 가장 먼저 감지되는 불순물 중 하나)를 검사하는 것은 탈염장치 성능의 감도를 점검할 수 있습니다.

실리카 분석 과정 및 방법

실리카 분석과정은 높은 범위 측정시 규몰리브덴산 방법을, 낮은 측정 범위에서는 헤테로폴리 블루 방법(Heteropoly Blue Method)을 포함합니다. 이 헤테로폴리 블루 방법은 규몰리브덴산 방법의 확장으로 민감도를 높였습니다.

하크(Hach)의 실리카 방법은 몰리브데이트 반응성의 실리카를 결정합니다. '몰리브데이트-활성' 또는 '몰리브데이트-비활성'이라는 용어는 다른 시약 또는 과정에 대한 반응성 또는 그것의 부족함을 암시하지 않습니다. 때때로 샘플은 실리카를 포함하고 있는데, 그것이 몰리브데이트에 천천히 반응하거나 아예 반응하지 않습니다. 그것이 용해되거나 콜로이드 같은 형태로 나타나 필터 종이를 통과하는 능력이 있다고 하더라도, 이러한 형태 중 하나의 형태라면 실리카는 몰리브데이트와 반응하지 않습니다. 그러한 "비활성화"된 실리카가 어느 정도까지 물에서 발생하는지는 알려지지 않았습니다.

"몰리브데이트-비활성" 실리카는 가열 또는 중탄산나트륨 분해제와 같은 알칼리와 결합하여 "몰디브데이트-활성"으로 변환될 수 있습니다. 자세한 내용은 표준방법 4500-SiO2를 확인하십시오.

규몰리브덴산 및 헤테로폴리 블루 방법 모두에서, 형성된 색은 원래 샘플에서 몰리브데이트-활성화 실리카가 존재하는 양의 직접적인 비율입니다. 총 실리카는 전열 원자 흡광법(표준방법 3113B), 유도결합플라즈마 질량분석법(표준방법 3125) 또는 유도결합 플라즈마법(표준방법 3120)을사용하여 분석을 수행함에 의해 결정됩니다.

"콜로이드같은", "결정상의" 그리고 "이온의" 와 같은 용어는 실리카의 다양한 형태를 구별하기 위해 사용되어 왔습니다. 하지만 그러한 용어들은 입증된 것은 아닙니다. 하크(Hach)는 총 실리카를 판단하기 위한 어떠한 방법이나 솔루션도 제공하지 않습니다.

하크(Hach)에서 적용을 원하는 분야에서 실리카 수준을 성공적으로 모니터링하고 관리하는 데 필요한 검사 장비, 자료, 교육 및 소프트웨어를 찾아보시기 바랍니다.

실리카 모니터링을 위한 추천 제품

5500sc 실리카 분석기

5500sc 실리카 분석기는 2L의 시약만으로 최대 90일간 분석이 가능합니다. 이는 기존 5000 시리즈 분석기의 후속 모델로 2배나 높은 성능을 자랑합니다.

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실리카 화학물질, 시약 및 스탠다드

하크(Hach)의 화학물질은 최고의 시스템 성능을 보장하기 위해 패키징 및 계측기와 함께 엄격한 테스트를 거칩니다.

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휴대용 비색계 DR900은 가장 자주 쓰는 시험방법에 대하여 4번 미만의 클릭으로 빠르고 쉬운 접근이 가능하도록 돕습니다.

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EZ 시리즈 실리카 분석기

EZ 시리즈 온라인 분석기는 물 속의 실리카를 모니터링하기 위한 다양한 측정 방법을 제공합니다. 증기 및 발전, 지표수 및 공정 수 등을 모니터링할 수 있는 솔루션을 제공합니다.

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실리카 모니터링이 요구되는 공정

발전 및 증기

보일러용수: 경도, 실리카 및 부식 등으로 인한 스케일 형성은 열 교환기 성과 보일러의 효율성을 떨어뜨립니다. 증기의 질은 보일러 용수 내 불순물의 농도와 증기로 떨어지는 오염물의 잠재적인 기계적 이동에 따라 다릅니다. 보일러의 작동압력이 높을수록 오염물질의 이동을 증진하기 때문에 순도에 대한 요구조건이 높아집니다. 실리카 측정 (드럼 보일러의 갑작스러운 파열): 보일러의 실리카 축적은 드럼 압력 < 5ppb에 좌우됩니다.

Power and steam

화학물질, 오일 및 가스 생산 (Steam Assisted Gravity Drainage, SAGD)

실리카는 증기 발생에 앞서 WAC(weak Acid Cation) 연화제(1차 및 광내기)와 보일러 급수탱크 사이의 보일러 급수에서 분석됩니다.

A chemical manufacturing plant.

실리카 모니터링 방법

Silica water quality test kit. Includes reagents, color discs, colorimeter and case.

휴대용 측정 (컬러 디스크 및 비색계)

SI-7 테스트 키트 (LR)

SI-5 테스트 키트 (HR)

DR900 (Method 8186 & 8185)

자주 묻는 질문 (FAQ)

URL Method 8282 이용 시, 실험용 유리기구와 Pour-Thru 셀은 어떻게 세척할 수 있습니까?

Method 828는 실험실 기구의 유지관리 및 Pour-Thru 셀 세척 시 특정한 요구조건이 있습니다.

실험실 기구 세척:

실리카의 어떠한 흔적도 남기지 않기 위해 이 시험에 사용된 모든 용기는 완전하게 세척해야 합니다. 모든 분석과 보관을 위해서 플라스틱 용기를 사용하십시오. 유리 용기는 실리카가 있는 샘플을 오염시킬 수 있기 때문입니다. 스크류가 달린 작은 병이나 플라스크를 사용해 잘 밀봉하십시오.

  • 용기를 세척하고(인산염 세제를 사용하지 마십시오), 낮은 수준의 실리카 농도인 고품질의 탈염수로 헹구십시오.
  • 낮은 수준의 실리카 물에서 몰리비데이트 3 시약을 1:50 으로 희석하여 10분간 놔두십시오.
  • 사용 전 낮은 수준의 실리카 또는 샘플과 반복적으로 헹구십시오. 사용하지 않을 때는 용기가 단단하게 닫혀 있어야 합니다.
  • Pour-Thru 셀을 몰리디베이트 3과 물로 채우고 10분간 놔두십시오.
  • 낮은 수준의 실리카 물로 헹구십시오.

사용하지 않을 때는 용기를 단단하게 밀폐해 두어야 하며, 사용에 앞서 낮은 수준의 실리카 물 또는 샘플로 실험기구를 반복적으로 세척해야 합니다.

Pour-Thru 셀 세척:

Pour-Thru 셀은 색으로 제품의 축적 정보를 수집합니다. 특히 반응이 일어난 용액은 측정 후에도 오랜 기간 동안 셀에 남아 있습니다.

  • 색을 지우기 위해 수산화 암모늄을 1:5로 희석하여 Pour-Thru 셀을 세척하십시오.
  • 탈염수를 완전히 헹구십시오.
  • 사용하지 않을 때는 Pour-Thru 셀의 커버를 덮으십시오

Pour-Thru 셀 세척은 다음과 같이 수행할 수 있습니다.

  • 인산염이 없는 세제를 이용해 Pour-Thru 셀의 부품을 세척하고 고품질의 DI수로 헹구십시오.
  • 낮은 수준의 실리카 물에서 몰리비데이트 3 시약을 1:50 으로 희석하여 10분간 놔두십시오. 이렇게 하면 샘플에 달라붙은 실리카가 제거될 것입니다.

EZ 시리즈가 분석할 수 있는 실리카의 농도 범위는 얼마입니까?

EZ 시리즈 EZ1034는 규소(Si)를 1 µg/L에서 최대 100 µg/L까지 분석할 수 있습니다. EZ1035는 희석 기능을 이용해 최대 1mg/L까지 측정할 수 있습니다.

현장에서 5500sc 실리카 분석기의 시약 바탕값을 어떻게 검증하고 조절할 수 있습니까?

시약 1(R1)이 바탕값은 시약병에서 확인할 수 있습니다. 샘플의 농도가 매우 낮고 샘플 셀이 파래짐 또는 계측기 문제로 인해 발생하지 않는 높은 판독값(1-2ppb 높음)에 문제가 있는 경우, 현장에서 바탕값 측정을 수행하여 조정할 수 있습니다. 사용설명서에 나와 있는 절차에 따라 샘플 셀을 세척하십시오.

5500sc 실리카 분석기의 바탕을 결정하는 데 사용되는 방법은 스탠다드를 추가하는 것입니다. 이 방법은 테스트 기간 동안 안정적으로 샘플 농도를 분석기에 공급하는 것을 필요로 합니다. 이는 대략 몇 시간이 소요됩니다. 샘플수로 채취한 샘플 테스트 수행을 시작하고 분석기로 측정값을 기록하십시오. 샘플을 500ml 정도 모으고, 500ppm의 스탠다드 2ml를 추가하십시오. 그런 다음, 이 화학물질이 용해된 샘플을 채취한 샘플로 작동하고, 측정값을 기록하십시오. 500ml의 샘플을 모으고, 여기에 500ppm 스탠다드를 4ml 투입하십시오. 그런 다음, 이 화학물질이 용해된 샘플을 채취한 샘플로 작동하고 측정값을 기록하십시오. 이 채취샘플과 6ml, 8ml 및 10ml를 각각 용해하여 작동하고, 측정값을 각각 기록하십시오.

이 화학물질이 용해된 채취 샘플 측정값이 모이면, 이러한 값을 그래프 용지(또는 엑셀)에서 차트로 만드십시오. 화학물질이 용해된 샘플 0, 2, 4, … ppb는 x축이고, 샘플 측정값은 y축에 둡니다. 차트의 포인트 기능을 통하여 최적의 일직선을 그리십시오. 시약의 바탕값은 라인이 x축과 크로스를 이룰 때입니다. (음의 바탕값을 입력하면, 절편이 음의 값입니다.)

바탕값의 결정은 분석기의 검지 한계와 가까운 농도에서 수행됩니다. 위에서 언급된 화학물질이 용해된 샘플 측정값은 노이즈와 간섭의 대상입니다. 실험실 용기와 혼합 용기는 좋은 결과를 위하여 세심하게 깨끗한 상태로 유지되어야 합니다. 결과의 재현성을 보장하기 위하여 각 스탠다드를 적어도 3회 투입을 반복하는 것이 최상입니다. 바탕값 결정의 최종 정확도는 +/- 1ppb 주변에서 형성될 것이고, 몰리비데이트 시약 병의 값에서 표시된 범위와 거의 일치할 것입니다.

샘플을 운영하는 2개의 분석기 사이에 1-2ppb 정도 불일치가 있다면, 단 1-2ppb (심지어 더 낮은 수준), 분리하는 것은 매우 어려울 수 있습니다. 프로세스 시스템이 안정적이고 재생 후 알려진 기준선에 따라 반응을 수행하지만, 분석기에서 다른 고장을 발견할 수 없는 경우, 가장 실용적인 해결책은 측정값이 알려진 기준선과 일치하도록 이 분석기의 바탕값을 조정하는 것일 수 있습니다.

5500sc 실리카 분석기를 사용하는데 필요한 시약 및 스탠다드는 무엇이며, 저장 수명은 어느 정도입니까?

5500sc에 대한 시약 및 스탠다드는 아래와 같은 저장 수명을 가지고 있습니다.

5500sc 실리카 시약 세트 (제품번호 6783600)은 다음을 포함하고 있습니다.

  • 5500sc 시약 2 실리카 2L (제품번호 6774902) 는 열지 않은 상태에서 제조일로부터 720일의 저장 수명을 가지고 있습니다.
  • 5500sc 시약 1 실리카 2L (제품번호 6775002) 는 열지 않은 상태에서 제조일로부터 360일의 저장 수명을 가지고 있습니다.
  • 5500sc 시약 3 실리카 1.8L (제품번호 6775202)는 열지 않은 상태에서 제조일로부터 720일의 저장 수명을 가지고 있습니다.
  • 5500sc 시약 3 실리카 파우더 205g (제품번호 6775355)는 열지 않고 준비되지 않은 상태에서 제조일로부터 1800일의 저장 수명을 가지고 있습니다.
  • 5500sc 시약 1 실리카 2L (제품번호 6774802) 는 열지 않은 상태에서 제조일로부터 720일의 저장 수명을 가지고 있습니다.

정확한 수명 만료 날짜는 각 병에 출력되어 있는 라벨에서 확인할 수 있습니다.

5000 시리즈에 사용하는 실리카/인산염 시약은 5500sc 실리카/인산염 분석기와 호환 가능합니까?

5500 실리카/인산염 분석기를 위한 시약은 5000 시리즈 실리카/인산염 분석기에 사용되는 시약과 농도가 다릅니다. 그러므로 서로 호환되지 않습니다. 농도의 차이 때문에 시약의 양이 다르고, 다른 분석기 모델에서 이용시 정확도에 문제를 야기할 수 있습니다.

다만, 5500sc 실리카/인산염 분석기에 해당하는 교정 스탠다드는 5000 시리즈 모델과 동일함을 참고하십시오.

만약 5000 시리즈의 스탠다드 용액병이 열리지 않고, 사용기한이 만료되지 않았다면, 5500sc 분석기에 같은 항목을 교정하는데 사용될 수 있습니다.

사용하기 전 5500sc 분석기에 맞는 시약병에 용액을 옮기십시오. 맞지 않는 시약병은 공기 및 스탠다드의 누출(리크)를 유발할 수 있으며, 이는 곧 분석기에 악영향을 끼칩니다.