• 한국지구과학회지
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• 제32권2호
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• pp.170-179
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• 2011

석탄회는 독특한 화학조성과 광물학적 특징을 가지고 있다. 본 연구는 해안가에 위치한 영동화력발전소의 매립 호수에서 배출되는 석탄회와 주변 해수와의 반응에서 토착 미생물이 중금속 용출에 어떤 영향을 미치는지를 알아보았다. 매립 호수의 pH는 6.3-8.5로 나타났다. 본 연구를 위해 매립 호수의 세 지점을 선정하여 각 지점에서 석탄회(0.4 L)와 해수(1.6 L)가 혼합된 세 개의 시료를 채취하였다. 채취한 시료는 각각 $120^{\circ}C$, 2.5기압 환경하에서 멸균 처리하고, 미생물의 활동을 촉진하기 위해 글루코스를 첨가하여 배양하였으며, 나머지 하나는 자연 상태로 60일 동안 보관하면서 박테리아의 활동에 따른 지화학적 변화과정을 살펴보았다. 다른 시료와 비교하여 글루코스를 첨가한 시료에서 15일 후에 알카리도가 크게 증가하였으며, Mg, Ca, K와 같은 양이온은 글루코스를 넣은 시료에서 초기에 증가하다가 15일 이후 감소하였다. $SO_4^{2-}$는 글루코스를 첨가한 시료에서 크게 감소하였다. 이러한 지화학적 결과는 매립 호수에 서식하는 박테리아의 활동성과 관련이 있다. 이러한 결과는 석탄회 내에 서식하는 박테리아의 특성을 이해하기 위한 기초자료로서 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제14권2호
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• pp.5-11
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• 2013

본 연구에서는 수중 가압식 매립방법을 이용하여 석탄회를 주재료로 하는 저강도 고유동화재(CLSM)를 대상으로 매립재 고밀도화 가능성에 대한 모형시험을 수행하고 그 결과를 분석하였다. 배출압에 의한 밀도 변화는 저강도 고유동화재를 구성하는 매립회와 비회의 배합비에 큰 영향을 받고 배출관의 위치에 따라서도 큰 영향을 받는 것으로 나타났다. 수중에서 가압 배출하는 경우, 배출관 주변을 중심으로 단위중량이 상대적으로 큰 것으로 나타나 배출압으로 인한 주변지반 밀도 증가효과가 발생하는 것으로 나타났으며, 실제 매립현장에서도 배출압의 효과를 이용할 수 있을 것으로 판단된다.

• 환경영향평가
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• 제26권6호
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• pp.563-573
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• 2017

매년 화력발전소에서 약 800톤이상 되는 석탄재가 발생되고 있다. 발생되는 석탄재 중 재활용되고 남은 석탄재는 회처리장에 매립되고 있다. 현재 회처리장 용량에는 한계가 있고, 석탄재 매립으로 인한 환경영향의 우려로 회처리장 신규 확보도 어려운 상황이다. 환경영향 최소화라는 측면에서 석탄재 재활용 및 유효이용이 향후 장기적 국가적으로 시급하게 해결해야 할 문제로 인식되고 있다. 따라서, 본 연구는 국내 석탄재 재활용 확대를 가로막고 있는 문제점을 분석하여 해외 사례를 바탕으로 친환경적 국토관리와 자원순환사회를 위한 석탄재 재활용 확대 방안을 제안 하고자 하였다. 국내 석탄재 재활용 확대 방안은 다음과 같다. 첫째, 석탄재를 재활용 할 수 있는 법적 근거를 마련하는 것이다. 이를 위해서는 환경성 예측 평가에 대한 기법과 기준 및 체계 개발이 필요하다. 둘째, 이해관계자들의 인식 전환을 유도하는 것이다. 석탄재의 환경 안전성에 대한 연구 및 홍보가 필요하며 이해관계자들의 적극적인 의사소통 및 정보 제공이 필요하다. 셋째, 석탄재 재활용을 활성화 할 수 있는 실제적인 지원방안이 필요하다. 정책방안으로는 석탄재 처리비 지원, 석탄재 공급센터 설치 등이 있다.

• 한국결정성장학회지
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• 제3권1호
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• pp.45-58
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• 1993

대용량 석탄 화력 발전소의 계속적인 가동 개시와 함께 석탄회 발생량은 연간 약 200만톤에 달하고 있다. 매립비의 상승, 환경 문제와 석탄회 발생량의 증가 때문에 석탄회 재사용에 대한 요구가 높아지고 있다. 본 논문은 석탄회와 점토를 혼합하여 제작된 벽돌소지에 대하여, 곡강도와 미세구조와의 관계를 검토하였다. 기공의 크기와 양, 기공과 기공을 연결하는 기지의 소결정도, 조립 석영입자에 의한 균열이 곡강도와 밀접한 관계가 있음을 밝혀냈으며, 석탄회가 15wt.% 첨가된 시편이 전 소성온도 범위에서 우수한 곡강도를 보였다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제14권1호
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• pp.81-92
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• 1998

화력발전소에서 대량으로 부산 되어 폐기 처리되고 있는 석탄회 폐기물로 조성된 지반을 안정 처리하여 사용하거나 또는 이러한 석탄회를 건설공사의 직접적인 재료로 활용하게 되면 결국 폐자원을 산업자원화 함으로서 건설자재 난을 해소할 수 있게 된다. 본 연구에서는 석탄회를 성토재 및 매립재로서 대량 활용할 경우와 지반변형해석에 필요한 적용 모델과 그 적용성을 중심으로 검토하였다. 그 중 Cam-clay model은 흙의 다양한 응력경로에 대해 배수와 비배수 조건에서 재하하는 동 안 변위와 공극수압을 나타낼 수 있는 완전한 구성식을 제공하고, 필요로 하는 토질정수가 극소수이고 모든 것을 실내실험을 통해 측정할 수 있는 장점이 있다. 토질기본시험, 등방압밀 및 비배수 삼축압축시험 등을 통하여 Camflay mode숙 제반 parameter를 구하였고, 수치해석을 수행하여 시험 결과와 비교하였다. 시험 결과와 수치 해석결과에서 각각 구한 parameter의 오차는 매우 근소 한 것으로 나타났다. 시험을 통해 결정한 비회와 저회 5 : 5 적정혼합회의 Parameter들은 인공으로 조성된 석탄회 매립지반의 변형해석에서 Cam-clay model을 이용하는 데에 기초자료로서 활용이 가능할 것으로 판단된다.

• 환경영향평가
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• 제24권5호
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• pp.472-486
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• 2015

국내 석탄화력발전소에서는 매년 800만 톤 이상의 석탄회가 배출되고 있으며, 이에 대한 최종적인 처리는 현재 약 70% 수준의 재활용, 그리고 해안 회처리장을 통해 매립 처리하고 있다. 그러나 실질적으로 개별 발전시설의 회처리장마다 수년 내에 만지(포화) 시기의 도래가 예상되며, 석탄회처리장 건설로 인한 환경영향에 대한 우려로 신규 확보도 어려운 상황이다. 향후 "제7차 전력수급기본계획"을 반영하여 추가적으로 건설될 석탄화력 발전시설을 고려했을 때(2020년 기준 1,000만 톤 배출 예상), 회처리장의 신규조성이 불가피하다. 그러나 회처리장 조성으로 인해 기존의 양호한 자연해안지역이 훼손되는 문제가 우려될 수 있다. 따라서 본 연구에서는 석탄회로 인한 환경영향을 최소화하기 위해, 근본적으로 추가적인 석탄화력 발전시설과 회처리장의 건설을 줄여나가고 더불어 배출된 석탄회의 유효이용 및 재활용 활성화를 위한 정책적 방안을 제시하고자 하였다.

• 청정기술
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• 제25권3호
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• pp.179-188
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• 2019

석탄화력 발전시 석탄은 석탄회로 발생하게 되는데 비회(fly ash)가 80%, 저회(bottom ash)가 20% 비율로 발생된다. 그러나 이들 대부분은 재활용되지 못하고 매립장에 전량 폐기되고 있고, 비회 및 저희를 매립하는 매립장이 포화될 경우 새로운 대체 매립장을 건설하지 못하는 한 석탄화력발전소의 운영을 중지해야 하는 경우가 발생할 수 있다. 본 연구에서는 비회를 재활용하여 자원화하기 위해 습식 부유선별기술(부선과정)을 이용하여 비회 내 유용성분{미연탄소(unburned carbon, UC), 뮬라이트(ceramic microsphere, CM), 실리카(cleaned ash, CA)}을 회수하였으며, 회수된 유용성분들의 특성분석으로 산업 소재로 재활용 가능성을 조사하였다. 비회로부터 회수된 유용성분의 회수율은 UC 92.10%, CM 75.75%, CA 69.71%로 부선과정을 통하여 UC가 다른 성분보다 회수율이 16 ~ 22% 더 우수한 것으로 나타났다. UC의 연소가능성분(combustible component, CC)은 52.54wt%, 발열량도 $4,232kcal\;kg^{-1}$로 높아서 석탄 기준 C의 함량 100%일 경우 $8,100kcal\;kg^{-1}$로 감안할 때 산업용 연료로 사용이 가능할 것으로 사료된다. CM과 CA의 분리는 pH의 영향으로 UC 보다는 화학적 분리가 효과적이었으며, 회수된 CA의 $SiO_2$ 함량은 78.66wt%, CM의 $SiO_2$ 함량은 53.55wt%로 나타나 산업용 소재로 재활용 가능성을 확인할 수 있었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제22권3호
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• pp.5-13
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• 2021

인구증가와 산업발달로 산업폐기물의 발생량은 매년 증가하고 있으며, 미분된 석탄을 사용하는 화력발전소에서는 석탄의 연소 후에 많은 양의 석탄회가 발생된다. 이 중 비산재(fly ash)는 시멘트 제조 원료 및 콘크리트 혼화재 등으로 재활용되고 있으나, 약 20%는 활용되지 못하고 매립되고 있다. 이러한 많은 양의 석탄회가 지속적으로 매립됨으로 인해 매립지의 포화문제와 토양 및 수질오염 등의 환경오염 문제로 석탄회의 올바른 처리와 재활용 방안의 모색이 필요하다. 최근 지하구조물 공사와 고성토부의 교대 뒷채움 공사 등 장소가 협소하여 다짐작업이 어려운 공사가 증가하고 있으며 특히, 복토 및 뒤채움 작업은 굴착과정 중 자연지반의 교란을 수반하기 때문에 복토에 따른 철저한 다짐관리가 구조물과 지반의 안정에 필수적이다. 그러나 배후지반이 협소하거나 적절한 다짐장비의 부족, 과다짐으로 인한 구조물의 손상 등의 문제로 인하여 다짐관리가 어려운 실정이다. 따라서, 최근에는 다짐작업이 필요하지 않으면서도 적정한 강도를 발휘할 수 있는 유동성 성토재료의 사용이 증가하고 있다. 유동성 성토재료는 주재료인 토사에 물과 시멘트 등의 고화재를 혼합하여 조성된 안정처리토로서 경화되기 전에는 높은 유동성을 지니고 있어 다짐작업이 필요하지 않으며, 경화 후에는 일반 토사에 비해 높은 강도와 지중매설물에 작용하는 토압 감소효과를 얻을 수 있기 때문에 다짐이 곤란한 장소에서의 되메우기나 충전 등에 활용되고 있다. 본 연구에서는 고함수비의 점성토와 산업폐기물인 석탄회를 활용한 유동화 처리토의 사용 가능성을 평가하기 위하여 재료의 유동 특성, 강도, 지지력 특성을 분석하고 지중매설물에 적용 시 토압감소 효과를 규명하고자 한다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제11권1호
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• pp.55-61
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• 2023

본 연구에서는 매립 석탄저회를 활용한 긴급복구용 CLSM 채움재의 실용화 기술개발의 일환으로서 매립 석탄저회의 입도분포 및 미립분 함량 등의 물성을 파악한 결과 저회와 비회, 일반 흙이 섞여 있는 상태로 밀도 2.03, 잔입자 통과율 7.8 %인 입도분포 불량한 모래(SP)군인 것으로 나타났다. 유동화제 및 감수제와 같은 화학 혼화제를 사용하지 않고 단위수량으로 유동성을 확보하는 CLSM 재료는 Bleeding에 의한 재료분리 위험성이 크며 본 실험결과 석탄저회 사용량이 많고 배합수 추가가 많은 실험체의 경우 Bleeding ratio이 기준을 만족하지 않는 것으로 나타났다. 압축강도 시험결과 4시간 0.5 MPa 이상 강도발현은 반수석고를 단위결합재량 200 이상으로 사용한 시험체의 경우 만족하는 것으로 나타났으며 나머지 석고는 강도발현이 저조한 결과를 나타냈다. 매립 석탄저회를 CLSM 재료로 사용이 가능한 것으로 판단되나 발전사별 회처리장에 매립되어 있는 석탄저회의 물리, 화학적 특성을 파악하여 적용하는 것이 필요하다.

• 자원리싸이클링
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• 제8권4호
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• pp.11-19
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• 1999

석탄 화력 발전소에서 발생하는 수백만 톤의 석탄회를 대부분 회사장(Ash Pond)에 매립함에 따라 해양오염 유발, 회사장 포화에 따른 발전소의 수명 감소, 그리고 재활용 가능한 자원의 낭비와 같은 문제를 유발하고 있다. 국내외적으로 이와 같은 문제를 해결하기 위해 석탄회를 구성하고 있는 미연탄소와 산화광물 성분을 재활용하기 위한 연구가 진행되고 있다. 따라서 본 연구는 역류 컬럼 부유분리장치를 이용하여 미연탄소 함량이 LOI 0.5%인 고순도 석탄회와 미연탄소 함량이 LOI 70% 정도인 고탄소 석탄회를 분리하여 각 회분의 특성을 물리적, 그리고 화학적 특성별로 분석하였다. 그 결과 정제 석탄회는 대부분 구형의 입자로 질량 평균 입경은 $39.8{\mu}$정도로 분석되었으며 비표면적은$2.2m^2$/g으로 나타났다. 그리고 산화광물질은 대부분 뮬라이트와 석영을 구성하는 실리카와 알루미나 성분으로 약 83%으로 분석되었다. 고탄소 석탄회의 경우 대부분 비구형의 입자로 질량평균 입경은 $76.6 \mu\textrm{m}$로 정제 석탄회에 비해 크고 비표면적은 $15.2m^2$/g으로 분석되어 정제 석탄회와 상당한 차이를 보이고 있다. 또한 고탄소 석탄회에서 산화광물질을 이루고 있는 주된 성분은 실리카와 알루미나로 정제 석탄회와 동일하나 함량 정도는 48%로 정제 석탄회의 함량보다 매우 적어 정제 석탄회와 고탄소석탄회의 특성은 상당한 차이가 있는 것으로 분석되었다.