국내 화력발전소에서는 매년 800만 톤 이상의 석탄재가 생산되고, 그 양은 지속해서 증가하고 있지만, 석탄재 중 재활용이 되는 비율은 80%에 그치고 있다. 한편, 이러한 석탄재에는 산화규소, 산화철과 같은 광물자원이 풍부하게 포함되어 있으며, 현재 산업 대부분에서 가장 유용하게 사용되고 있는 희토류 또한 포함되어 있다. 전함량분석을 통해 석탄재에 포함된 희토류의 총량을 확인하였고, ...
국내 화력발전소에서는 매년 800만 톤 이상의 석탄재가 생산되고, 그 양은 지속해서 증가하고 있지만, 석탄재 중 재활용이 되는 비율은 80%에 그치고 있다. 한편, 이러한 석탄재에는 산화규소, 산화철과 같은 광물자원이 풍부하게 포함되어 있으며, 현재 산업 대부분에서 가장 유용하게 사용되고 있는 희토류 또한 포함되어 있다. 전함량분석을 통해 석탄재에 포함된 희토류의 총량을 확인하였고, 비산재에서 112.5mg/kg, 바닥재에서 123.21mg/kg의 희토류 함량을 확인하였다 BCR과 Tessier 연속추출법 통해 석탄재에서 희토류를 추출할 수 있다는 연구가 제시되었지만, 기존의 연속추출법을 사용하여 추출하는 데는 오랜 시간이 걸리고 산, 알칼리 오염의 문제가 있어 효율성이 높지 않다고 여겨진다. 새로운 연속추출법에서는, 이전의 연속추출법 1단계에서 사용하였던 아세트산 대신 시트르산을 이용하여, REE의 전체 회수 효율이 69.63%을 나타내었고, 이는 기존의 연속추출법보 BCR, Tessier보다 각각 2.54배, 3.76배 높은 효율이다. 약산인 시트르산을 이용하여 REE가 추출된 것으로 보아, 다량의 희토류들이 석탄재와 강하게 결합하지 않는 상태로 존재하는 것을 확인하였다. 이는 강산을 주로 사용하는 기존의 연속추출법과 차별점을 가지며, BCR, Tessier 연속추출법은 석탄재 내 REE추출에 적합하지 않음을 확인하였다.
국내 화력발전소에서는 매년 800만 톤 이상의 석탄재가 생산되고, 그 양은 지속해서 증가하고 있지만, 석탄재 중 재활용이 되는 비율은 80%에 그치고 있다. 한편, 이러한 석탄재에는 산화규소, 산화철과 같은 광물자원이 풍부하게 포함되어 있으며, 현재 산업 대부분에서 가장 유용하게 사용되고 있는 희토류 또한 포함되어 있다. 전함량분석을 통해 석탄재에 포함된 희토류의 총량을 확인하였고, 비산재에서 112.5mg/kg, 바닥재에서 123.21mg/kg의 희토류 함량을 확인하였다 BCR과 Tessier 연속추출법 통해 석탄재에서 희토류를 추출할 수 있다는 연구가 제시되었지만, 기존의 연속추출법을 사용하여 추출하는 데는 오랜 시간이 걸리고 산, 알칼리 오염의 문제가 있어 효율성이 높지 않다고 여겨진다. 새로운 연속추출법에서는, 이전의 연속추출법 1단계에서 사용하였던 아세트산 대신 시트르산을 이용하여, REE의 전체 회수 효율이 69.63%을 나타내었고, 이는 기존의 연속추출법보 BCR, Tessier보다 각각 2.54배, 3.76배 높은 효율이다. 약산인 시트르산을 이용하여 REE가 추출된 것으로 보아, 다량의 희토류들이 석탄재와 강하게 결합하지 않는 상태로 존재하는 것을 확인하였다. 이는 강산을 주로 사용하는 기존의 연속추출법과 차별점을 가지며, BCR, Tessier 연속추출법은 석탄재 내 REE추출에 적합하지 않음을 확인하였다.
Coal-fired power plants in Korea produce more than 8 million tons of coal ash yearly, and only 80% of this coal ash is recycled. Coal ash contains rich in mineral resources of iron and aluminum oxides and elemental metals, including rare earth elements (REEs). In this study, the REEs present in coal...
Coal-fired power plants in Korea produce more than 8 million tons of coal ash yearly, and only 80% of this coal ash is recycled. Coal ash contains rich in mineral resources of iron and aluminum oxides and elemental metals, including rare earth elements (REEs). In this study, the REEs present in coal ash samples collected from coal-fired power plants in Korea were analyzed. Through total content analysis, there were approximately 123.21mg/kg and 112.50mg/kg of REEs in bottom and fly ash, respectively. The BCR and Tessier sequential extraction techniques, commonly applied for determining metals present in contaminated soils, were used for the REE extraction from coal ash and evaluation of their association characteristics in coal ash. It was found that the majority of REEs were strongly bound to coal ash and strong acids along with extended time periods are required for the effective recovery of REEs from coal ash. However, it was found that a mild acid, citric acid, which was employed as an alternative of acetic acid used in BCR and Tessier sequential extractions, was highly effective to extract REEs from coal ash. The recovery efficiency became even more effective when thermal treatment by microwave irradiation. The recovery efficiency of REEs increased to 69.63%, which is a 2.54-fold and 3.76-fold increase in efficiency compared to BCR and Tessier techniques respectively. This new procedure simplifies the REEs extraction processes along with short extraction time and high recovery efficiency, compared to conventional sequential extraction techniques.
Coal-fired power plants in Korea produce more than 8 million tons of coal ash yearly, and only 80% of this coal ash is recycled. Coal ash contains rich in mineral resources of iron and aluminum oxides and elemental metals, including rare earth elements (REEs). In this study, the REEs present in coal ash samples collected from coal-fired power plants in Korea were analyzed. Through total content analysis, there were approximately 123.21mg/kg and 112.50mg/kg of REEs in bottom and fly ash, respectively. The BCR and Tessier sequential extraction techniques, commonly applied for determining metals present in contaminated soils, were used for the REE extraction from coal ash and evaluation of their association characteristics in coal ash. It was found that the majority of REEs were strongly bound to coal ash and strong acids along with extended time periods are required for the effective recovery of REEs from coal ash. However, it was found that a mild acid, citric acid, which was employed as an alternative of acetic acid used in BCR and Tessier sequential extractions, was highly effective to extract REEs from coal ash. The recovery efficiency became even more effective when thermal treatment by microwave irradiation. The recovery efficiency of REEs increased to 69.63%, which is a 2.54-fold and 3.76-fold increase in efficiency compared to BCR and Tessier techniques respectively. This new procedure simplifies the REEs extraction processes along with short extraction time and high recovery efficiency, compared to conventional sequential extraction techniques.
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