산업부산물을 이용한 시멘트 클링커 광물 제조 및 크롬 이온의 용출 특성 Fabrication of cement clinker minerals using the industrial by-products and leaching properties of hexavalent chromium ions원문보기
본 연구는 시멘트 제조시 사용되는 다양한 산업부산물을 부원료로 사용함에 있어서 시멘트 광물의 조성 및 수용성 6가 크롬의 용출 특성을 파악하고자 하였고, 연구 결과를 요약하면 다음과 같다. 첫째 클링커의 제조에 사용되어지는 천연의 원료인 석회석, 규석, 점토에는 total Cr이 20~200 mg/kg이 함유되어 있었으며, ...
본 연구는 시멘트 제조시 사용되는 다양한 산업부산물을 부원료로 사용함에 있어서 시멘트 광물의 조성 및 수용성 6가 크롬의 용출 특성을 파악하고자 하였고, 연구 결과를 요약하면 다음과 같다. 첫째 클링커의 제조에 사용되어지는 천연의 원료인 석회석, 규석, 점토에는 total Cr이 20~200 mg/kg이 함유되어 있었으며, 플라이애쉬, 페주물사, slag, sludge류 중에도 200~700 mg/kg이 함유되어 있었다. 따라서 이들 원료에 함유되어진 크롬은 클링커 제조시 소성공정중 클링커에 함유될 수 있을 뿐만 아니라 소성공정중 수용성 6가 크롬으로 전환될 수 있는 가능성을 시사하고 있다. 둘째, 소성조건을 달리하여 제조된 클링커의 f-CaO를 분석한 결과 1350℃ 소성조건에서 가장 높은 결과(3.51%)를 나타내었으며, 1500℃ 소성조건에서 제조된 클링커에서 가장 낮은 결과(0.34%)를 나타내었다. 시멘트 클링커의 소성성은 시멘트의 물성 및 품질에 영향을 미칠 수 있음으로 1450℃이상의 소성온도에서 소성하여야 할 것으로 사료된다. 셋째, 다양한 산업부산물을 사용하여 1350~1500℃ 소성온도의 전기로에 제조된 클링커의 total Cr 및 수용성 6가 크롬을 분석한 결과 total Cr은 55.67~84.11 mg/kg이 함유되어 있었으며, 수용성 6가 크롬은 5.1~42.72 mg/kg이 함유되어 있었다. 크롬은 클링커 원료의 함량뿐만 아니라 소성온도와 밀접한 관련이 있을 것으로 추정되어진다. 넷째, 클링커의 modulus(lime saturation factor)를 변화시키며 제조된 클링커의 total Cr 및 수용성 6가 크롬을 분석한 결과 클링커의 LSF가 증가함에 따라 f-CaO는 증가하는 결과를 나타내었으며, 수용성 6가 크롬 및 total Cr은 감소하는 결과를 나타내었다. 이는 클링커의 LSF가 증가함에 따라 클링커의 주원료인 석회석이 증가함에 따라 기인한 것으로 추정된다. 다섯째, Na2O, K2O를 1~3%까지 raw meal에 첨가하여 제조된 클링커를 분석한 결과 수용성 6가 크롬은 증가하는 결과를 나타내었으며, 철질원료의 종류를 변화시키며 제조된 클링커의 수용성 6가 크롬을 분석한 결과 원료 자체의 알칼리 함량이 높은 green 슬러지와 jarosite에서 가장 높은 결과를 나타내었다. 이는 클링커의 알칼리함량뿐만 아니라 원료에 함유된 알칼리 함량은 수용성 6가 크롬의 용출과도 밀접한 관련이 있는 것으로 사료된다. 여섯째, 크롬의 고용상태를 분석한 결과 크롬은 클링커 광물의 조성중 interstitial phase 보다 belite에서 더 고용되어 있었으며, C3A보다 C4AF에 더 고용되어져 있는 것을 확인할 수 있었다. 이상의 연구 결과 시멘트 클링커 제조를 위한 다양한 산업부산물의 사용은 클링커의 광물 조성 및 소성성, total Cr 및 수용성 6가 크롬 함량에 직접적인 영향을 미치며, 시멘트 제품의 품질에 영향을 미칠 수 있음으로 적절한 사용량 및 소성조건에서의 가능성을 내포하고 있다.
본 연구는 시멘트 제조시 사용되는 다양한 산업부산물을 부원료로 사용함에 있어서 시멘트 광물의 조성 및 수용성 6가 크롬의 용출 특성을 파악하고자 하였고, 연구 결과를 요약하면 다음과 같다. 첫째 클링커의 제조에 사용되어지는 천연의 원료인 석회석, 규석, 점토에는 total Cr이 20~200 mg/kg이 함유되어 있었으며, 플라이애쉬, 페주물사, slag, sludge류 중에도 200~700 mg/kg이 함유되어 있었다. 따라서 이들 원료에 함유되어진 크롬은 클링커 제조시 소성공정중 클링커에 함유될 수 있을 뿐만 아니라 소성공정중 수용성 6가 크롬으로 전환될 수 있는 가능성을 시사하고 있다. 둘째, 소성조건을 달리하여 제조된 클링커의 f-CaO를 분석한 결과 1350℃ 소성조건에서 가장 높은 결과(3.51%)를 나타내었으며, 1500℃ 소성조건에서 제조된 클링커에서 가장 낮은 결과(0.34%)를 나타내었다. 시멘트 클링커의 소성성은 시멘트의 물성 및 품질에 영향을 미칠 수 있음으로 1450℃이상의 소성온도에서 소성하여야 할 것으로 사료된다. 셋째, 다양한 산업부산물을 사용하여 1350~1500℃ 소성온도의 전기로에 제조된 클링커의 total Cr 및 수용성 6가 크롬을 분석한 결과 total Cr은 55.67~84.11 mg/kg이 함유되어 있었으며, 수용성 6가 크롬은 5.1~42.72 mg/kg이 함유되어 있었다. 크롬은 클링커 원료의 함량뿐만 아니라 소성온도와 밀접한 관련이 있을 것으로 추정되어진다. 넷째, 클링커의 modulus(lime saturation factor)를 변화시키며 제조된 클링커의 total Cr 및 수용성 6가 크롬을 분석한 결과 클링커의 LSF가 증가함에 따라 f-CaO는 증가하는 결과를 나타내었으며, 수용성 6가 크롬 및 total Cr은 감소하는 결과를 나타내었다. 이는 클링커의 LSF가 증가함에 따라 클링커의 주원료인 석회석이 증가함에 따라 기인한 것으로 추정된다. 다섯째, Na2O, K2O를 1~3%까지 raw meal에 첨가하여 제조된 클링커를 분석한 결과 수용성 6가 크롬은 증가하는 결과를 나타내었으며, 철질원료의 종류를 변화시키며 제조된 클링커의 수용성 6가 크롬을 분석한 결과 원료 자체의 알칼리 함량이 높은 green 슬러지와 jarosite에서 가장 높은 결과를 나타내었다. 이는 클링커의 알칼리함량뿐만 아니라 원료에 함유된 알칼리 함량은 수용성 6가 크롬의 용출과도 밀접한 관련이 있는 것으로 사료된다. 여섯째, 크롬의 고용상태를 분석한 결과 크롬은 클링커 광물의 조성중 interstitial phase 보다 belite에서 더 고용되어 있었으며, C3A보다 C4AF에 더 고용되어져 있는 것을 확인할 수 있었다. 이상의 연구 결과 시멘트 클링커 제조를 위한 다양한 산업부산물의 사용은 클링커의 광물 조성 및 소성성, total Cr 및 수용성 6가 크롬 함량에 직접적인 영향을 미치며, 시멘트 제품의 품질에 영향을 미칠 수 있음으로 적절한 사용량 및 소성조건에서의 가능성을 내포하고 있다.
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