초록 ▼

가. 대상 석면 함유 시료
폐석면의 대상 시료로 현장 시료인 석면 슬레이트(Asbestos-Cement Sheet or slate, 이하, ACS 혹은 폐슬레이트)를 선택하여 경기도 소재 폐석면 처리 업체를 통해 채취하였다. 현장 시료는 토사 등의 불순물이 많아 수돗물 세척 및 건조, 파쇄 등의 전처리를 통하여 시료를 준비하였다. 석면 표준 시료로는 순수 백석면 광물을 택하여 화학적 처리의 반응 과정 및 처리 부산물을 추적하는데 사용하였다.
나. 실험 방법 및 분석
화학적 처리 방법은 산성 용액을 이용한 산처리(ac

가. 대상 석면 함유 시료
폐석면의 대상 시료로 현장 시료인 석면 슬레이트(Asbestos-Cement Sheet or slate, 이하, ACS 혹은 폐슬레이트)를 선택하여 경기도 소재 폐석면 처리 업체를 통해 채취하였다. 현장 시료는 토사 등의 불순물이 많아 수돗물 세척 및 건조, 파쇄 등의 전처리를 통하여 시료를 준비하였다. 석면 표준 시료로는 순수 백석면 광물을 택하여 화학적 처리의 반응 과정 및 처리 부산물을 추적하는데 사용하였다.
나. 실험 방법 및 분석
화학적 처리 방법은 산성 용액을 이용한 산처리(acid-digestion)를 적용하였으며, 황산을 주요 처리제로 사용하였다. 실험은 크게 두 가지 방법, 산성 용액만의 처리와 산처리에 저온 가열 처리(100-200oC의 열처리)를 병행(acid digestion with low temperature heating)하는 방법으로 수행하였다. 산처리는, 0.5 mm 이하 크기의 ACS 20 g 당 0.5~5N 농도 범위의 황산 용액 1 L (즉, 20 g/L)의 반응용량에서 5~48시간 교반하면서 반응시켰다. 처리 후 고상과 액상 물질은 0.45-mm filter로 분리하였으며, 고상은 증류수 세척 후 건조한 뒤 XRD, SEM/EDS, PLM등으로 분석하였다. 분리된 액상 용액은 산처리를 통해 빠져나온 석면 구성 물질(Mg, Si 등)의 농도를 측정하는데 사용하였다. 두 번째 실험방법은, 시료당 (5N) 산용액의 비율을 5g:10 mL (즉, 500 g/L)로 조정하여 산처리와 저온의 열처리를 동시에 적용하는 방법으로 100oC 오븐에서 24시간동안 가열하면서 반응시켰다. 실험이 종료된 시료는 잔류 산성 물질을 제거하기 위해 증류수로 세척한 후 24시간 건조하였다. 처리 전/후의 물질의 특성 및 석면 제거 판단 유무는 다음과 같은 분석을 통하여 수행하였다. 대상 시료의 원소 조성에 대한 정보는 XRF를 통하여 얻었다. 결정상 변화는 XRD와 PLM을 이용하고, 섬유상 석면 물질의 유무, 구성 물질의 성상 및 화학 조성은 SEM/EDS를 이용하여 분석하였다.

Abstract ▼

Since known of asbestos as carcinogenic toxicities, the safe management and disposal of asbestos wastes have been one of great interests world-widely due to health issues. Currently in South Korea, the asbestos-containing wastes (ACWs) are disposed mostly by melting techniques at high-temperatures (

Since known of asbestos as carcinogenic toxicities, the safe management and disposal of asbestos wastes have been one of great interests world-widely due to health issues. Currently in South Korea, the asbestos-containing wastes (ACWs) are disposed mostly by melting techniques at high-temperatures (above 1400oC) or the solidification/stabilization (S/S) of ACWs followed by controlled landfills, which are very cost and energy-demanding treatment processes. Hence, this study has been performed to evaluate the treatability of ACWs, specifically asbestos-cement sheet (ACS, often called as slates) by means of chemical digestions mainly using sulfuric acid, and to address the feasibility of recycling of waste sulfuric acid as a replacement reagent. Along with these, understanding the chemical decomposition of constituents of chrysotile asbestos with acid reagents was also one of the main aims of this research.
We report that waste slates containing ~17% chrysotile asbestos could be almost completely destructed (comparable to the detoxification level) by the acid-digestion incorporated with 100-200oC low temperature heating processes, while acid-only treatments were not sufficient to complete destruction of asbestos. Furthermore, showing complete removals of chrysotile asbestos, re-use of waste sulfuric acid revealed its feasibility as an asbestos-fracturing reagent replaceable pricy sulfuric acid, which would provide cost-beneficial effect in chemical treatment of ACWs.
Finally, if the chemical treatment using (waste) sulfuric acid is convinced as a feasible technique, this study would give insights to the waste management guidelines/regulations related to ACWs in many countries as well as the South Korea.

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 목차 ... 2
• 표 목차 ... 3
• 그림 목차 ... 5
• Abstract ... 6
• 요약문 ... 7
• Ⅰ. 서 론 ... 12
• 1. 연구 배경 ... 12
• 2. 연구 필요성 및 목적 ... 13
• Ⅱ. 연구내용 및 방법 ... 14
• 1. 석면에 대한 일반적 이해 ... 14
• 가. 물리화학적 특성 ... 14
• 나. 석면의 용도 및 유해성 ... 15
• 다. 석면의 사용 제한 및 관리 동향 ... 16
• 라. 석면 폐기물(폐석면)의 관리비교 ... 16
• 마. 폐석면의 화학적 처리 동향 ... 17
• 2. 연구 내용 및 방법 ... 18
• 가. 대상 시료 및 장비 ... 18
• (1) 시료 채취 및 전처리 ... 18
• (2) 반응 용량 및 처리제 농도 ... 19
• 나. 분석 방법 ... 19
• (1) X-ray 형광분석 ... 19
• (2) X-ray 회절분석 ... 20
• (3) 편광현미경 ... 21
• (4) 주사전자현미경 ... 22
• Ⅲ. 연구결과 및 고찰 ... 23
• 1. 시료 분석 ... 23
• 가. 성상 및 조성 분석 ... 23
• (1) 물리적 성상 ... 23
• (2) 화학적 조성 ... 23
• 2. 화학적 처리의 타당성 평가 ... 26
• 가. 산의 농도 및 반응 시간 변화 ... 26
• 나. 산의 종류 변화 ... 26
• 다. 입자 크기 변화 ... 30
• 라. 기계적 교반의 영향 ... 30
• 마. 반응 온도 영향 ... 32
• 바. 황산에 의한 석면의 제거 메커니즘 ... 33
• (1) 석면 순수 물질 ... 33
• (2) 슬레이트 폐기물 ... 35
• 3. 실용화를 위한 기초 연구 ... 36
• 가. 대상처리제로 폐황산의 선정 이유 ... 36
• 나. 폐산을 이용한 제거 가능성 평가 ... 36
• 다. 화학적 처리의 석면 제거 경제성 평가 ... 38
• Ⅳ. 결 론 ... 40
• 1. 화학적 처리에 의한 무해화 평가 ... 40
• 가. 물리화학적 인자들의 영향 ... 40
• 나. 석면 제거의 메커니즘 이해 ... 41
• 2. 실용화 가능성 평가 ... 41
• 가. 처리 효율성 평가 ... 41
• 나. 경제성 평가 ... 41
• 다. 재활용 평가 ... 41
• 참고문헌 ... 43
• 부록 ... 45