석록과 석청은 우리나라 전통 채색 문화유산에서 각각 녹색과 청색안료로 사용되어온 전통안료이며, 천연광물인 공작석과 남동석이 원료광물로 알려져 있다. 석록과 석청은 모두 중국, 일본 등지에서 수입된 것으로 알려져 있으며, 일부 청색계열의 안료가 국내에서 산출된 기록이 있으나, 탄산염 광물이 생성되기 어려운 우리나라의 지질환경을 고려하면 가능성은 높지 않다. 무기안료인 석록과 석청의 특성을 파악하기 위해 공작석과 남동석 원료를 확보하고 성분분석을 실시하였으며, 전통제법을 적용하여 안료를 제조하고 특성을 분석하였다. 제조한 석록의 $L^*$ 값은 59-83 정도, $a^*$ 값은 -20 이하로서, 시판제품에 비해 채도가 약간 높았다. 흡유량은 22-29 mL/100 g이고, 은폐력은 99.2 % 이상으로 우수하였다. 석청의 $L^*$ 값은 35-65 범위이고, $b^*$ 값은 -15 이하로서, 시판제품에 비해 상대적으로 채도가 낮았다. 흡유량은 21-26 mL/100 g이며, 석록과 마찬가지로 은폐력이 99.1 % 이상으로 우수하였다. 남동석의 원료광물은 남동석 외에 공작석, 석영 등의 불순물이 함유하고 있으며, 석청 제조 시 혼합된 불순물이 석청안료의 색도, 흡유량 등의 특성에 영향을 미치는 것으로 판단된다.
시멘트 산업의 원료대체 기술의 하나인 혼합재 활용 기술은 다른 기술에 비해 접근성이 상대적으로 좋아 쉽고 빠르게 실적용이 가능할 것으로 기대된다. 시멘트 혼합재 중 석회석 분말은 핵형성효과, 화학적효과, 충전효과를 통해 시멘트 성능을 향상시킬 수 있다고 보고하고 있어 시멘트 혼합재로써 적합성이 기대되는 재료이다. 한편, 전 세계적으로 양질의 석회석이 고갈되면서 점토질 또는 마그네시아(MgO) 함량이 높은 석회석의 사용이 점차 불가피해지는 상황이다. 따라서 본 연구에서는 국내에서 흔히 사용되는 서로 다른 품질의 석회석을 혼합한 석회석 시멘트의 기초 물성을 측정하여 혼합재로서의 적합성을 평가하고자 하였다. 결과적으로 석회석 혼합재 화학성분과 상관없이 알라이트 반응촉진 효과를 확인할 수 있었다. 하지만 화학성분보다 치환량에 따른 희석효과가 크게 나타났다. 본 연구범위 내에서 석회석의 함량이 15 % 이내의 범위에서 중품위의 석회석도 혼합재로 사용할 수 있을 것으로 판단된다. 추후 시멘트 화학성분에 따른 추가적인 실험을 통하여 석회석 혼합재의 화학성분이 미치는 영향을 평가할 예정이다,
기분석 사전은 형태소 분석기의 속도와 정확도를 향상시키고, 과분석을 줄이기 위해 사용된다. 하지만 기분석 사전에 저장된 어절 중에 저장된 형태소 분석 결과가 부족한 어절, 즉 불충분 분석 어절이 존재할 경우 오히려 형태소 분석기의 정확도를 떨어뜨리는 원인으로 작용할 수 있다. 본 논문에서는 세종 형태 분석 말뭉치(문어체, 2011)를 이용해 말뭉치의 크기와 어절 빈도의 변화에 따라 사전의 정답 제시율이 변화하는 양상을 측정하였다. 그리고 통계기반의 형태소 분석기인 SMA와 기분석 사전을 결합한 통합 시스템을 구성하여 기분석 사전의 충분 분석률이 99.82% 이상일 때 시스템 전체 성능이 향상되는 것을 확인하였다. 또한 160만 어절의 말뭉치를 이용할 때는 32회 이상 출현한 어절로, 630만 어절로 구성된 말뭉치를 이용할 때는 64회 이상 출현한 어절로 사전을 구성하는 것이 통합 시스템의 성능을 가장 높게 할 수 있었다.
발전소의 탈황에 사용되는 습식탈황장치에는 반응제로 석회석이 사용된다. 본 연구에서는 주로 사용되는 325mesh입도의 석회석과 함께, 저렴한 200mesh석회석의 탈황공정 특성에 관하여 조사하였다. 석회석의 용해도에 대해 입도별로 실험한 결과 석회석의 입도가 클수록 용해속도가 떨어지는 것을 알 수 있었다. 그러나 습식탈황 공정에서의 탈황율은 석회석 입도와는 상관없이 L/G비(Liquid/Gas ratio, $L/m^3$) 및 현탁액의 pH에 의해서 증감되었다. 탈황공정에서의 부산물로 발생하는 석고의 경우에는 입도가 작아짐에 따라, 그리고 pH가 낮아짐에 따라 순도는 향상되는 것으로 나타났다. 한편 두 가지 입도의 석회석을 일정분율씩 혼합하여 실험한 결과 그 혼합비에 비례하여 탈황율, 석고 순도, 석회석 이용율 등의 공정특성이 나타났다.
상업적으로 폴리(메틸 메타크릴레이트) (PU) 인조석을 생산하기 위한 두 가지 성형 방법으로 셀 성형법과 벨트 성형법이 있다. 그렇지만 셀 성형법은 생산성 면에서, 벨트 성형법은 설비비 및 생산단가 면에서 각각 단점을 갖고 있다. 그러므로 본 연구에서는 플라스틱 필름을 주형으로 이용하여 PMMA 인조석을 생산하는 새로운 성형 가공 방법에 대한 연구를 통해 벨트 성형법 및 셀 성형법의 단점을 극복하고자 하였다. PMMA 인조석의 생산을 위한 주형용 플라스틱 필름으로는 폴리(비닐 아세테이트) 필름을 사용하였다. 우수한 필름 성형 가공성을 나타낼 뿐만 아니라 경화 후 우수한 기계적 특성을 나타낼 수 있는 메틸 메타크릴레이트 배합물을 제조하고 이를 사용하여 필름 성형법에 의해 PMMA 인조석을 제조하였다. 필름 성형법에 의해 제조된 PMMA 인조석의 성능은 셀 성형법과 벨트 성형법에 의해 각각 제조된 상업용 PMMA 인조석의 성능에 비해 동등 이상의 우수한 성능을 나타내었다. 그러므로 본 연구에서 개발된 필름 성형법은 PMMA 인조석의 생산을 위해 상업적으로도 적용 가능성이 큰 것으로 사료된다.
캐나다 노바스코시아주 남서쪽에 분포하는 이질암류는 셀르론화강암의 관입에 의해 넓은 지역이 접촉변성을 받았다. 이곳에 분포하는 접촉변성대는 15km 두께에 이른다. 잘 발달된 가상구조(pseudomorphic textures)에 의하면 사장석-백운모-흑운모가 십자석과 홍주석으로 치환되어있다. 이러한 치환반응이 가능하려면 반응물에는 존재하나 생성물에는 존재하지 않는 K, Na, Ca 원소들의 반응게에서 빠져 나와야만 가능하다. 이는 연구지역에서 원소들이 넓은 접촉 오레올을 이동한 광역의 변성교대작용이 발생하였음을 암시해 주고 있다. 홍주석을 함유하는 전형적인 시료의 모달 분석결과 반응물과 생성물의 체적비율이 1:1 관계를 보이고 있다. 동일체적일 경우 생성물(홍주석)에 함유된 Al의 양이 반응물들(사장석-백운모-흑운모)에 함유된양 보다 3배가 많음을 감안할때 이러한 화학반응을 가능하게 하려면 Al 역시 접촉변성 지역에서 원거리를 이동하였다는것을 알 수 있다.
배연탈황기술은 화력발전소에 발생하는 $SO_2$ 가스를 제거하기 위한 효과적인 방법이며, 흡수제로 석회석을 사용하고 있다. 본 연구에서는 천연자원인 석회석의 사용량을 저감하고 산업 폐기물의 재활용을 위해, 제철소에서 발생하는 석회석 슬러지를 흡수제로 사용하고자 하였다. 흡수제 원료의 물리 화학적 특성분석을 실시하였으며, 전처리 설비를 구축하여 석회석 슬러지를 사용한 흡수제를 제조한 후 배연탈황 공정에 적용하였다. 제조 흡수제 적용 결과, $SO_2$ 농도 변화상에서의 경향성은 나타나지 않았으며, 흡수탑에서의 운전 제어를 통해 석회석 슬러지를 흡수제로 사용 가능할 것으로 사료되었다.
만장광산 폐광석 내의 황동석 풍화과정과 용해된 금속이온의 거동을 밝히고자 광물학적 연구를 수행하였다. 광물학적 연구는 반사현미경 관찰, XRD 분석, SEM/EDS 분석을 실시하였다. 현미경 관찰 결과 황동석의 풍화는 주로 입자내의 균열부와 입자 가장자리를 따라 진행되고 있으며, 풍화정도에 따라 4단계로 구분할 수 있었다. 2차 광물에 대한 광물학적 연구결과 침철석, 코벨라이트, 구리탄산염광물(남동석, 공작석), 브로칸타이트 등이 인지되었다. 철수산화광물은 구리와 비소를 흡착하고 있으며, 흡착된 비소의 함량은 결정도가 낮은 경우 상대적으로 높았다. 산화환경에서 황동석의 풍화작용은 입자 내부의 균열부에서 우세하였으나, 코벨라이트와 브로칸타이트로의 치환반응은 입자내부에서 우세하였다. 황화광물의 풍화로 용해된 금속이온(구리, 철, 비소)은 철수산화광물에 흡착, 혹은 구리탄산염광물로 침전 등을 통해 자연적으로 고정화되어지고 있음이 확인된다.
본 연구에서는 석회석 활용분야 확대를 위해 소석회를 이용한 소다라임 제조 기초 실험을 실시하였다. 소다라임 제조를 위해 압출식 방식과 디스크 방식의 펠렛타이져를 이용하였으며, 첨가제로 벤토나이트를 투입하여 제조한 소다라임의 이산화탄소 흡수 특성을 평가하였다. 실험결과, 제조 방식에 관계없이 이산화탄소와의 반응에 따라 소다라임에서 CaCO3의 peak가 확인되었으며, 방해석과 아라고나이트가 함께 생성된 것을 확인하였다. 디스크 방식으로 제조한 소다라임이 압출방식에 비해 더 큰 비표면적을 나타내었고, 벤토나이트를 첨가한 조건에서도 비표면적이 향상되었다. 비표면적이 향상된 시료 조건에서 이산화탄소 흡수율이 증가되는 것으로 확인되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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