• 한국자원리싸이클링학회:학술대회논문집
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• 한국자원리싸이클링학회 2005년도 추계정기총회 및 제26회 학술발표대회 고분자리싸이클링기술 특별심포지엄
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• pp.232-235
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• 2005

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제11권7호
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• pp.25-31
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• 2010

본 연구에서는 국내 최초로 플라즈마 토치를 사용한 재(ash) 용융설비에서 발생한 슬래그를 대상으로 기존에 제시되지 않은 새로운 냉각방식(분체냉각방식)을 적용하여 현재 적용되고 있는 슬래그 냉각방법보다 적용성 및 부가가치를 높일 수 있는 냉각방식을 제시했다. 재료적 특성분석 및 토공재료로의 재활용 가능성을 검토하여 향후 공정 개발에 적용할 수 있는 방안을 제시하고자 한다. 소각재(ash)는 Y시의 fluidized bed method에서 배출되는 하수슬러지를 소각하여 실험재료로 사용하였다. 하수슬러지 소각 잔재의 XRF 분석결과는 $SiO_2$가 전체 32%로 가장 많은 비율을 차지하고 있으며, CaO, $Al_2O_3$, $Fe_2O_3$ 등이 주성분 원소로 구성되어 있다. XRD 분석결과에서는 냉각슬래그 입자로부터 전형적인 유리화 진행을 찾을 수 있었으며 냉각슬래그 분말로부터 크리스탈상이 관찰되었는데 그 이유는 분말이 녹지 않은 상태로 표면에 존재하기 때문이라 판단된다. EDX 분석으로부터 냉각매체로 사용된 전후에 분체의 성분이 바뀌지 않았으며 만약 다른 형태를 사용한다면 활용성이 더해진 분말을 생산할 수 있을 거라 판단된다.

• 한국광물학회지
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• 제19권1호통권47호
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• pp.7-14
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• 2006

현대 산업사회의 큰 문제로 대두되고 있는 도시소각재를 용융시킨 용융슬래그를 출발물질로 하여 부가가치가 높은 P형 제올라이트를 "hydrogelation"법과 "clay conversion"법을 혼합한 새로운 방법에 의해 수열합성하였다. 출발물질은 용융슬래그 이외에 Si 공급원으로 시판되는 규산소다용액을, Al 공급원으로는 $Na_{2}O/Al_{2}O_{3}$의 비가 약 1.2인 알루민산소다용액을 사용하였다. $80^{\circ}C$의 반응 온도에서 P형 제올라이트의 최적합성조건은 $SiO_{2}/Al_{2}O_{3}$의 비율 $3.2{\sim}4.2,\;H_{2}O/Na_{2}O$의 비율 $70.7{\sim}80.0$, 그리고 반응시간이 15시간 이상일 때이었다. P형 제올라이트가 합성되었을 때, 크기가 일정하지 않은 용융슬래그 입자들은 용해되어 사라졌으며, 그 대신 균일한 크기의 P형 제올라이트 결정이 형성되었다. 암모니움 아세테이트법에 의해 측정된 합성 제올라이트의 양이온 교환능은 240cmol/kg 정도이었다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.825-828
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• 2009

고형원료인 폐기물의 감량화 및 자원화 기술 중 가장 대표적인 기술로 폐기물의 소각(incineration)기술과 가스화(gasification)용융기술을 들 수 있다. 폐기물 가스화 기술은 폐기물 내의 탄소, 수소 성분을 가스화하여 CO, $H_2$가 주성분인 합성가스(synthesis gas, syngas)로 전환하여 불연물은 용융되어 환경적으로 무해한 슬래그로 회수하는 기술이다. 폐기물 가스화 용융 시스템으로 발생된 합성가스를 재순환하여 사용하는 합성가스 재순환시스템을 통해 가스화에 필요한 열을 시스템 내에서 대체하여 사용하는 기술개발은 폐기물 가스화 용융기술의 경제성을 높일 수 있다. 본 연구에서는 고형 폐기물 가스화반응에 의해 발생되는 합성가스를 재순환하여 폐기물 가스화 용융 시스템내의 자체 에너지원으로 활용할 수 있도록 하는 합성가스 재순환 시스템 및 버너의 운전특성을 고찰하였다. 합성가스의 재순환 장치에서의 운전 압력 제어 및 유량제어를 통해서 안정적인 합성가스 재순환 성능과 재순환버너의 연소 성능을 유지할 수 있었다. 합성가스 재순환버너에 의한 16,800 $kcal/Nm^3$ 조건 및 33,600 $kcal/Nm^3$ 조건에서 운전시에도 가스화기의 운전온도는 안정적으로 유지됨에 따라 생산된 합성가스의 가스화기 보조연료 대체 및 에너지절감이 가능한 것으로 판단된다.

• 한국광물학회지
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• 제20권4호
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• pp.267-275
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• 2007

생활폐기물 소각재를 용융시켜 제조한 슬래그에는 제올라이트 합성에 영향을 주는 많은 불순물이 포함되어 있다. 이러한 불순물들은 원하는 제올라이트 합성을 방해하며, 수율과 순도를 저하시킨다. 용융 슬래그에는 특히 $Fe_2O_3$, FeO 그리고 CaO가 많이 포함되어 있다. 이런 불순물들을 제거하기 위해 염산으로 슬러리의 초기 pH를 1, 3, 5 그리고 7로 하여 각각 처리하였다. 실험결과, 슬러리의 초기 pH가 낮아질수록 $SiO_2,\;Fe_2O_3,\;TiO_2$ 등의 함량은 증가되었으나, $Al_2O_3,\;FeO,\;CaO,\;Na_2O,\;K_2O,\;MgO$ 등의 함량은 감소되었다. 염산처리한 슬래그를 NaOH 용액과 함께 $80^{\circ}C$에서 반응시킨 결과, 슬래그, pH 7과 pH 5에서 처리한 시료로부터는 토버모라이트(tobermorite)가, pH 3과 pH 1에서 처리한 시료로부터는 Na-P1형과 Na-X형 제올라이트가 생성되었다. 또한 CaO가 제올라이트 합성을 방해한다는 것을 확인하였다.

• 자원리싸이클링
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• 제14권1호
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• pp.39-46
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• 2005

본 연구에서는 고상폐기물(소각재) 처리를 위해 중간 전극 (IEI, Inter-Electrode Insert)이 있는 button 형태의 고형 체형 고출력 토치를 개발하였고 폐기물처리 플라즈마설비에 적용하여 운전특성을 얻었다. 본 연구의 토치 실험 결과 비이송형 모드에서는 가스량의 증가에 따라 전압이 증가하였고, 이송형 모드에서는 가스량 변화에는 영향이 없었으나 토치와 바닥면과의 거리, 슬래그의 성분 그리고 용융 슬래그의 체적에 따라 전압의 변화가 발생하였다. 특히 아크전압이 슬래그내의 total Fe 함량이 10% 내외에서 안정적으로 유지되었으며, 전기전도도 계산결과 0.05~0.25${\Omega}^{-1}cm^{-1}$ 범위로 나타났다. 본 연구의 토치 효율은 75~85%로 나타났으며, 마모율은 2${\times}10^{-6}~6{\times}10^{-6}$ kg/s의 범위로 나타났다.

• 자원리싸이클링
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• 제17권4호
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• pp.57-65
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• 2008

도시 소각재 용융슬래그로부터 반응시간 및 $SiO_2/Al_2O_3$의 비를 변화시키면서 Na-A형 제올라이트의 수열합성 거동에 대하여 고찰하였다. 반응시간에 대한 Na-A형 제올라이트를 수열합성한 반응물의 거동은 반응 초기에 첨가된 규산소다와 알루민산 소다가 먼저 반응하여 핵을 생성하였다. 생성된 핵은 시간이 지남에 따라 용융슬래그로부터 용해된 $SiO_2$ 및 $Al_2O_3$ 성분들과 반응하여 Na-A형 제올라이트로 성장되었다. 수열반응은 10시간 이내에 완결되며, 반응시간이 10시간 이상으로 증가하면 생성된 Na-A형 제올라이트가 용해되면서 하이드록시소달라이트로 변환되었다. 또한 $SiO_2/Al_2O_3=0.80{\sim}1.96$에서 Na-A형 제올라이트만 형성되었으나, $SiO_2/Al_2O_3=2.54$에서 Na-A형 제올라이트와 더불어 Na-P형 제올라이트가 생성되었다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2001년도 총회 및 춘계학술발표회
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• pp.30-33
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• 2001

Melting is one of the most effective treatments for stabilizing heavy metals and also creates high value by-products. In this study, authors evaluated the leaching characteristics of heavy metals in melting slag obtained from incinerator ashes. In order to evaluate the environmental compatibility of the recycled melting slag, the samples analysed various leaching tests of heavy metals were raw incinerator ashes, melting slag and the construction materials recycled from melting slag. As the results: (1) The leaching concentrations of tile melting slag were lower than those of the raw incinerator ashes in the experiment performed in accordance with Korea Standard Leaching Test (KSLT). (2) The result of leaching test with the method of RG Min-StB 93. FGSV Forschungsgesellschaft fur Stra $\beta$ en- und Verkehrswesen) met the requirements in German. (3) The compressive strengths of mortar samples used for evaluating the feasibility of recycling the melting slag as construction materials also showed the suitable range for recycling (4) Melting slag was considered the stable materials with respect to the chemical stability against chemical solutions with various pH conditions.

• 대한환경공학회지
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• 제30권11호
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• pp.1116-1122
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• 2008

기존의 하수슬러지 소각재를 용융하여 경량 골재로 재활용하는 기술은 물성이 일정하지 않으며, 또한 하수슬러지만 소각 용융한 경우에는 물성이 경량골재 기준을 만족하지 못해 사용이 제한적인 실정이다. 따라서 본 연구에서는 30%의 함수율을 가진 건조 하수슬러지를 대상으로 굴 패각, 폐 주물사, 쇠의 녹과 같은 무기성 폐기물 첨가제를 이용해 CaO/SiO$_2$, SiO$_2$/Al$_2$O$_3$, Fe$_2$O$_3$/SiO$_2$비를 조절하여 낮은 용융온도에서도 균일한 품질의 골재용 슬래그를 생산하고자 하였다. 1,400$^{\circ}C$에서 20분간 용융하였을 때, 굴패각 첨가실험에서는 CaO/SiO$_2$ 비 1.00, 폐 주물사 첨가 실험에서는 SiO$_2$/Al$_2$O$_3$ 비 3.0 그리고 쇠의 녹 첨가 실험에서는 Fe$_2$O$_3$/SiO$_2$비 0.6에서 밀도가 각각 2.24 g/cm$^3$, 2.45 g/cm$^3$, 2.73 g/cm$^3$였으며, 24시간 수 흡수성은 각각 4.72%, 1.44%, 0.37%로 가장 우수한 슬래그 생산이 가능한 것으로 판단되었다. 폐기물 첨가제를 첨가한 용융슬래그를 생산함으로써 자원순환 및 환경오염 방지 효과가 기대된다.

• 한국광물학회지
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• 제21권1호
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• pp.37-44
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• 2008

본 연구는 마포소각장에서 발생된 용융슬래그로부터 Na-A형 제올라이트를 합성하여 환경 저감재로 재활용키 위한 목적에서 수행되었다. 초기물질로 사용된 용융슬래그는 용제(flux)로 사용된 Fe 성분(19.6% of $Fe_2O_3$, and 18.9% of FeO)이 비교적 높기는 하지만, 상대적으로 제올라이트의 주요 성분인 $SiO_2$, $Al_2O_3$ 및 $Na_2O$가 각각 26.6%, 10.9% 및 2.7% 함유되어 제올라이트의 합성에 유리한 조성을 가지고 있다. 제올라이트의 수열합성은 $80^{\circ}C$에서 수행되었으며, $SiO_2/Al_2O_3\;=\;0.80{\sim}1.96$인 넓은 범위의 화학조성에서 Na-A형 제올라이트가 합성되는 것을 확인하였다. 제올라이트의 양이온 교환 능력은 10 h 이상의 합성시간에서 일정하게 거의 220 cmol/kg인 것으로 측정되었다. 합성된 제올라이트의 중금속 (As, Cr, Cd, Cu, Mn 및 Pb)에 대한 흡착능을 측정한 결과, As 및 Cr을 제외한 모든 중금속에서 높은 흡착율을 보였다. As와 Cr은 Eh-pH분석을 통해 각각 $HAsO_4^{2-}$와 $CrO_4^{2-}$인 이온상으로 존재하고 있음을 확인하였다. As와 Cr에 대한 제올라이트의 흡착률이 낮은 것은 이들 이온상들의 크기가 Na-A형 제올라이트의 pore size ($4\;{\AA}$)보다 상대적으로 큰 유효 이온반경($4\;{\AA}$, 직경 $8\;{\AA}$)을 가지고 있기 때문인 것으로 결론지었다.