[논문]폐광산 광미 재활용을 위한 유리화 처리기술의 적용가능성 - 금왕광산 사례 -

천사호; 이상우; 김은희; 이상훈; 이기강

폐광산 광미 재활용을 위한 유리화 처리기술의 적용가능성 - 금왕광산 사례 - 원문보기

천사호 (가톨릭대학교 생명공학부) , 이상우 (충북대학교 환경공학과) , 김은희 (가톨릭대학교 생명공학부) , 이상훈 (가톨릭대학교 생명공학부) , 이기강 (경기대학교 신소재공학부)

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문제 정의

본 실험에서는 중금속 용출에 영향을 미치는 중요한 인자인 pH에 변화에 따른 광미 골재의 중금 용출 특성을 구하고자 실험을 실시하였다. Fig.
고형화는 고화제를이용하거나 용융점 이상으로 온도를 상승하여 결정구조를 바꾸는 유리화 방법이 있다. 본 연구는 안정성이 뛰어나고 재용출 가능성이 매우 적은 유리화 방법을 적용, 광미내 중금속을 안정화 하는 기술을 적용하고자 한다. 이를 위해 경기도 양평소재의 금왕광산에 존재하는 광미를 재료로 유리화 기술을 적용 인공골재를 제조하였으며, 본 기술 적용 타당성을 평가하기 위하여 가용 용줄시험 (Dutch availability leaching test - NEN 7341), pH 유지 용줄시험 (pH-stat leaching test - CEN/TC 292/WG6, EU standard method of pH dependence test) 등을 수행하였다.

제안 방법

5, 7, 8, 9. 12로 용출조건을 각각 유지하면서 24시간 동안 용출시킨 후 0.45um 필터를 이용하여 여과 한 후 시료를 분석하였다. 원소분석은 유도결합 플라즈마 흡광/발광기(ICP-OES, Spectro genesis)를 사용하여 As, Cd, Cr, Pb, Zn을 분석하였다.
45um 필터를 이용하여 여과 한 후 시료를 분석하였다. 원소분석은 유도결합 플라즈마 흡광/발광기(ICP-OES, Spectro genesis)를 사용하여 As, Cd, Cr, Pb, Zn을 분석하였다.
시료에 다시 증류수 500mL를 넣은 후 pH 4에서 18시간 용출시켰다. 이 두 시료를 혼합한 후 0.45um 필터를 이용 여과한 후 분석하였다.
본 연구는 안정성이 뛰어나고 재용출 가능성이 매우 적은 유리화 방법을 적용, 광미내 중금속을 안정화 하는 기술을 적용하고자 한다. 이를 위해 경기도 양평소재의 금왕광산에 존재하는 광미를 재료로 유리화 기술을 적용 인공골재를 제조하였으며, 본 기술 적용 타당성을 평가하기 위하여 가용 용줄시험 (Dutch availability leaching test - NEN 7341), pH 유지 용줄시험 (pH-stat leaching test - CEN/TC 292/WG6, EU standard method of pH dependence test) 등을 수행하였다. 이를 통해 유리화한 광미의 용출특성과 환경안정성을 파악하였다.
이를 위해 경기도 양평소재의 금왕광산에 존재하는 광미를 재료로 유리화 기술을 적용 인공골재를 제조하였으며, 본 기술 적용 타당성을 평가하기 위하여 가용 용줄시험 (Dutch availability leaching test - NEN 7341), pH 유지 용줄시험 (pH-stat leaching test - CEN/TC 292/WG6, EU standard method of pH dependence test) 등을 수행하였다. 이를 통해 유리화한 광미의 용출특성과 환경안정성을 파악하였다.

이론/모형

광미골재의 용출특성을 평가하기 위하여 가용용출시험 (Dutch availability leaching test - NEN 7341), pH 유지 용줄시험 (pH-stat leaching test - CEN/TC 292/WG6, EU standard method of pH dependence test)을 수행하였다. 기존 폐기물 공정시험법이나 TCLP의 경우 단기간 용출특성을 대상으로 한 것으로 장기간, 다양한 환경에서의 용출특성을 평가하기 위하여 유럽연합의 표준방법을 적용하였다.
of pH dependence test)을 수행하였다. 기존 폐기물 공정시험법이나 TCLP의 경우 단기간 용출특성을 대상으로 한 것으로 장기간, 다양한 환경에서의 용출특성을 평가하기 위하여 유럽연합의 표준방법을 적용하였다. 가용 용출시험은 -80mesh로 분쇄한 시료(원광미, 광미 골재) 5g과 증류수 500mL를 혼합하여 pH 7에서 4시간 용출시킨 후 용액만을 추출한 후 별도 보관하였다.

성능/효과

금속원소의 특성에 따라 최대로 용출되어 나올 수 있는 중금속 양을 평가하기 위하여 가용용출시험을 수행한 결과, 광미 골재는 As를 제외한 대부분의 중금속 농도들은 거의 검출되지않았으며 As의 경우 12.6 mg/kg이 용출되었다. 이는 원광미 용출량인 40.
다른 중금속의 경우 산성조건에서 용출량이 증가됨을 확인할 수 있었다. 또한 같은 pH 조건에서 원광 미에 비해 유리화를 통해 제조된 광미골재의 중금속 용출정도가 대부분 줄어듬(As: 최대 약 1/90배, Cd: 최대 약1/70배, Pb: 약1/27배)을 확인할 수 있었다.

후속연구

다양한 용출시험을 통하여 유리화 처리 광미 골재의 경우 중금속 용출정도가 크게 감소하였다. 이로 보아 유리화한 광미골재는 매우 안정된 형태로 광미내 중금속을 가두고 있다고 판단되며 폐광산 광미 처리에 효율적으로 적용될 수 있을 것이라고 판단된다.

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