Effect of magnetic separation in removal of Cr and Ni from municipal solid waste incineration (MSWI) bottom ash

Although the ferrous material was separated by the magnetic separation before the incineration process, the municipal solid waste incineration bottom ash generated during incinerator in metropolitan area consists of many iron products which account for about $3{\sim}11%$ as well as ceramics and glasses. The formation of $NiFe_2O_4$ and $FeCr_2O_4$ with a $Fe_3O_4-Fe_2O_3$ (similar to pure Fe) on the surface of iron product was found during air-annealing in the incinerator at $1000^{\circ}C$, because Ni and Cr has a chemical attraction about iron is using to coat with Ni and Cr metals for poish or to prevent corrosion. Therefore, Fe-Ni Cr oxide can be formed on durface of the iron product and it can be separated from bottom ash through the magnetic separation. So, in this study, the separation ratio of heavy metals as magnetic separation and mineralogical formation of Fe-ion(heavy metal) in ferrous metals corroded were investigated. As the result, the separation ratio of Ni and Cr based on particle sizes accounted for about $45{\sim}50%$, and Cu and Pb accounted for below 20%. Also, the leaching concentration of Ni and Cr in bottom ash separated by magnetic separation was lower than that in fresh bottom ash.

생활폐기물(生活廢棄物) 소각(燒却) 바닥재의 자력선별(磁力選別)에 따른 크롬과 니켈의 거동(擧動)

생활 폐기물은 대부분 유리류와 자기류뿐만 아니라 많은 양의 iron을 함유하고 있으며 약 $3{\sim}11%$에 달한다. 대부분의 iron은 Ni-Fe와 Ni-Cr-Fe 같은 합금으로 존재하거나, 부식방지와 광택을 위해 Ni와 Cr로 도금된 iron으로 존재하고 있기 때문에 소각로에서 소각될 경우 철 재품 표면에 심하게 파손된 $Fe_3O_4$층과 함께 $NiFe_2O_4$와 FeCr_2O_4$을 형성하게 되어 바닥재에 존재하게 되어 중금속산화물 층을 형성시킬 수 있다. iron은 자력이 매우 강해 자력선별에 의해 쉽게 선별되며 이러한 효과로 인해 중금속 산화물의 선별까지 얻을 수 있다. 또한 바닥재는 다양한 Ni와 Cr 산화물들을 함유하고 있으며, Ni와 Cr은 강자성을 띈 물질이기 때문에 자력선별에 의해 큰 영향을 받을 수 있다. 따라서 자력선별에 따른 Ni와 Cr의 거동에 대해 조사하였으며 그 밖의 다른 중금속(Cu, Pb, Cd, As)들의 거동 또한 확인해 보았다. 그 결과 Ni와 Cr은 약 $45{\sim}50%$의 선별율을 보였으며, Cu와 Pb는 $15{\sim}20%$을 나타냈다. 또한 자력선별 전과 후의 바닥재에 대해 Ni와 Cr의 용출량을 확인해본 결과 자력선별 후 바닥재의 용출량이 더 낮음을 확인할 수 있었다.