• 자원리싸이클링
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• 제21권1호
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• pp.30-40
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• 2012

전기로 산화슬래그를 콘크리트용 잔골재로 사용하기 위해서는 제철소 제강과정에서 용융상태로 배출되는 제강슬래그를 에이징처리하여 안정된 구조로 변환시켜 이온이나 전자의 이동을 억제하여 슬래그의 화학적 물리적 저항성을 증대시켜 사용하여야 한다. 우리나라에서는 전기로 산화슬래그를 콘크리트용 잔골재로 활용하기 위한 제도적 기반으로서 KS F 4571이 제정되어 부산물의 자원화 시스템 기반이 마련되었다. 본 연구에서는, 전기로 산화슬래그 잔골재를 콘크리트포장 관련 보수재로 그 효과가 인정된 폴리머 속경성 시멘트 콘크리트(polymer rapid set cement concrete : PRCC)용 잔골재로 사용하기 위한 기초물성을 검토하였다. 본 연구에서는 콘크리트용 전기로 산화슬래그 잔골재를 100% 치환하였으며 기존 보수재 대비 단위시멘트 20%, 라텍스 혼입률 50%를 저감시킨 최적배합을 도출하였다. 도출된 최적 배합에 의한 콘크리트 성능 평가결과, 초기 압축강도 35 MPa 이상, 휨강도 7 MPa 이상 등 매우 고강도를 나타내었으며 내구성 평가에서 투수성, 동결융해저항성, 표면박리저항성 모두 기준값 이상의 결과를 나타내는 전기로 산화슬래그 잔골재를 이용한 새로운 폴리머 속경성 시멘트 콘크리트를 개발하였다.

• 청정기술
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• 제16권4호
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• pp.258-264
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• 2010

본 연구에서는 제강전기로 슬래그를 해양복토제로 활용하기 위한 인제거 특성실험을 실시하였다. 제강전기로 슬래그의 $PO_4{^-}-P$ 제거 특성에 관한 시험 결과, 슬래그 내의 CaO는 $Ca^{2+}$와 $OH^-$로 이온화됨에 따라 $PO_4{^-}-P$와 반응하여 HAP를 형성함으로써 용액 중에 존재하는 $PO_4{^-}-P$를 효과적으로 제거하는 것으로 나타났다. 연속반응기를 통한 해수 내 $PO_4{^-}-P$의 지속적인 유업에 대한 제거특성을 확인한 결과, 칼럼 내 $PO_4{^-}-P$ 농도는 반응 3일 이후 급격히 감소하여 10일 이후에는 0.5 ppm 이하로 나타났다. 실제 연안해역의 저질을 이용한 제강전기로 해양복토제 적용실험 결과, 반응 25일 후 $PO_4{^-}-P$ 발생량을 93~98% 저감시키는 것으로 나타났다. 이러한 결과를 바탕으로 제강전기로 슬래그를 해양복토제로 활용할 경우 $PO_4{^-}-P$ 제거 및 억제효과가 있으며, 파쇄선별 등 별도의 추가공정 없이 적은 량으로도 사용 가능할 것으로 판단된다.

• 자원리싸이클링
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• 제22권2호
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• pp.62-70
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• 2013

전기로 산화슬래그를 콘크리트용 잔골재로 사용하기 위해서는 제철소에서 제강과정에서 불안정한 용융상태의 제강슬래그를 에이징처리하여 안정된 구조로 변환시켜 이온이나 전자의 이동을 억제, 슬래그의 화학적 물리적 저항성을 증대시켜 사용하여야 한다. 우리나라에서는 전기로 산화슬래그 잔골재를 콘크리트용 잔골재로 활용하기 위한 제도적 기반으로서 KS F 4571이 제정되어 부산물의 자원화 시스템 기반이 마련되었다. 본 연구에서는, 전기로 산화슬래그 잔골재를 PMC(Polymer Modified Concrete) 포장공법에 잔골재로 치환하였을 경우, 콘크리트의 고정하중 증가에 따른 교량 상부에 미치는 영향에 대하여 연구하고자 하였다. 본 연구에서는 선정된 4가지 형식의 교량(RC 슬래브교, RC 라멘교, PSC Beam교, Steel Box girder교) 포장의 단위질량이 상향 적용시, 포장하중 증가에 따른 전체 고정하중은 약 1~2% 이내로 증가하고, 하중조합에 의한 부재력(설계모멘트)은 약 2% 이내로 증가하였다. 그리고 포장하중 증가에 따른 대상 구조물의 단면검토를 수행한 결과, 단면 안전율이 약 3% 이내로 감소하였다. 따라서, 포장의 단위질량 증가로 인해 구조물의 구조적 안전성에는 영향을 미치지 않을 것으로 판단된다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제13권4호
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• pp.54-61
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• 2008

폐금속 광산 지역 등지에서 중금속으로 오염된 지하수의 정화 및 오염 확산 방지를 위하여 투수성 반응벽체를 사용할 수 있다. 본 연구에서는 제강슬래그가 중금속 오염지하수의 이동, 확산 방지를 위한 투수성 반응벽체 충전물질로서 사용가능한지를 평가하기 위하여 카드뮴, 구리, 납에 대한 이동성을 평가하였다. 중금속으로 오염된 현장의 조건을 고려하여, 1) 단일 및 혼합상태에 따른, 2) 카드뮴의 경우 초기 농도에 따른 영향을 주상실험을 이용하여 평가하였다. 또한 평형흡착을 가정한 이류-확산 방정식의 해석해를 이용하여 정량적인 평가도 수행하였다. 중금속 종류별로는 단일오염과 복합오염에 상관없이 카드뮴이 구리보다 지연정도가 적게 나타났다. 카드뮴의 지연계수는 혼합인 경우 3.94였고, 구리의 경우 단일에서는 40.3, 혼합에서는 25였다. 카드뮴과 구리의 지연정도의 차이는 전기음성도에 의한 친화력이 다르기 때문으로 판단된다. 전기음성도가 비슷한 구리와 납의 경우 비슷하게 파과가 진행되었지만, 납의 경우 파과가 진행되다가 유출수에서의 농도가 현저하게 줄어 나타난데 반해 구리는 파과진행 후 유출수에서 초기 농도보다 높은 농도가 나타났다. 이는 납이 흡착되어 있던 구리를 탈착시키고 그 공간에 흡착되었기 때문이라고 사료된다. 결국 흡착되어 있던 중금속이 다른 중금속에 의하여 탈착되는 현상이 나타났다. 제강슬래그에서는 중금속이 반응하면서 흐름특성이 변화하는 것으로 나타났다. 카드뮴의 초기농도가 증가함에 따라 지연정도는 감소하여 나타났다.

• 자원리싸이클링
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• 제30권6호
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• pp.53-60
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• 2021

현재 EAF 전기로 제강공정에서는 슬래그 중의 MgO 함량을 증가시켜 탈황능과 내화재 수명을 개선시키고자 돌로마이트(백운석) 용제(Flux)를 첨가하고 있으며, 또한 에너지효율을 증가시키기 위해 용강 중에 가탄재를 취입하고 있다. 이러한 견지에서 폐 MgO-C계 내화재를 재활용하는 연구를 진행하였다. 폐 MgO-C계 내화재는 MgO(>70%)과 탄소(>10%)를 대량 함유하고 있기 때문이다. 이런 목적으로 제강 슬래그를 대상으로 해서 폐 MgO-C계 내화재를 첨가하는 효과를 실험하였고 그 결과를 경소 돌로마이트를 첨가한 결과와 비교하여 폐 MgO-C계 내화재 재활용 효과를 평가하였다. 폐 MgO-C계 내화재를 사용해서 얻은 결과가 슬래그 염기도 측면에서 경소 돌로마이트를 사용한 결과와 유사하게 나타남으로써 기존 경소 돌로마이트 대체 가능성을 확인하였다. 특히 폐 MgO-C계 내화재를 사용한 경우에는, 폐 내화재에 다량 함유된 흑연 성분에 의한 슬래그 중의 철산화물과의 환원반응으로 CO가스가 발생하여 생긴 크고 작은 기포들이 관찰되었으며 이로써 슬래그 Foaming 효과를 기대할 수 있는 것으로 확인하였다.

• 한국자원리싸이클링학회:학술대회논문집
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• 한국자원리싸이클링학회 2002년도 춘계임시총회 및 제 20회 학술발표대회
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• pp.107-108
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• 2002

• 자원리싸이클링
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• 제27권2호
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• pp.68-76
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• 2018

전기로 제강분진은 아연, 연, 철의 2차자원으로서 매우 중요하다. 또한 제강분진의 리싸이클링은 분진 중에 함유되어 있는 증금속 성분 등의 유해원소에 의한 환경문제의 처리에 유용한 방법이다. 본 조사는 기존의 전기로 제강분진을 처리하는 방법의 개선이나 새로운 처리방법의 개발을 위해 건식처리 방법에 대하여 알아보았다. 상업중인 처리방법은 노의 형상 등에 따라 로터리 킬른형, 회전노상형, 샤프트형, 용융환원로형 등으로 구분할 수 있었다. 이러한 처리에서의 생성물은 ZnO와 환원철 또는 슬래그이다. 제강분진으로부터 ZnO를 만드는 기구는 탄소 열환원과 공기에 의한 아연증기의 산화에 의한 것이다.

• 자원리싸이클링
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• 제24권6호
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• pp.31-37
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• 2015

철강산업 부산물 중 고로슬래그는 시멘트혼화재로 재활용되고 있지만 제강 슬래그들은 주로 골재로서 활용되고 있다. 본 연구는 전기로 산화슬래그를 대상으로 용융상태에서 철을 환원시켜 개질한 후 물로 급랭하여 제조된 비정질 슬래그를 시멘트 혼화재로 활용하고자 하였다. 개질된 전기로 산화슬래그는 고로수쇄슬래그 보다 분쇄성이 높았으며, 고로슬래그와 개질산화슬래그를 혼합하여 제조한 슬래그 시멘트의 모르타르 실험결과 고로슬래그에 대한 개질산화슬래그 대체율 20%까지는 비교시험체의 98%에 해당하는 압축강도 특성을 나타냈다.

• 자원리싸이클링
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• 제33권2호
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• pp.46-53
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• 2024

전기로 제강공정에서 연속주조 조업 완료 후 ladle에 잔존하는 슬래그의 헌열과 슬래그 중 잔존 CaO를 활용하기 위해 전기로 출강 후 ladle 상부에 슬래그를 투입하여 Ladle Furnace(LF) 공정에서의 전력과 생석회의 사용량을 저감하는 공정이 연구되어 산업현장에서 활용되고 있다. 하지만 이러한 공정은 LF 공정과 연속주조 공정상 시점이 맞지 않으면 재활용율이 낮아진다. 슬래그 재활용율을 높이기 위해서 시점이 맞지 않는 경우 ladle의 슬래그를 슬래그 포트에 미리 부은 후 재활용하는 방법에 대해서 LF 조업 영향성을 분석하였다. Ladle 용융 슬래그를 재활용 방법에 대해 열역학 프로그램 Factsage 8.3에서 FSsteel(steel database)와 FToxid(oxide database)를 활용하여 슬래그 조성에 대한 액상화율을 계산하였고, 재활용 방법에 따라 각 10heats 조업 적용을 통해 슬래그 중 탈황능과 LF 조업성에 대해서 비교하였다. 그 결과 연속주조 조업 완료 후 바로 ladle에 슬래그를 재활용하는 방법에서 전력 사용량이 0.3MWh 낮고, LF 조업시간은 1.2분 단축되었으며, 탈황율은 5.8% 높은 결과를 얻었다.

• 자원환경지질
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• 제55권4호
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• pp.377-388
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• 2022

제강슬래그를 이용한 광물탄산화 공정 이후 발생하는 잔사슬래그의 비소(As) 제거 기작 규명을 위해, 전로제강슬래그(blast oxygen furnace slag: BOF)에 직접 및 간접탄산화 공정이 각각 적용된 두 종류의 잔사슬래그를 대상으로 실험실 규모의 실험을 실시하였다. 광물탄산화 공정은 잔사슬래그의 화학적-광물학적 조성변화, 용출수의 pH 저감, 표면 미세공극 형성 등 기존 제강슬래그의 특성을 변화시키는 것으로 밝혀졌다. 다양한 pH 범위의 As 인공오염수(초기농도: 203.6 mg/L)에 잔사슬래그를 반응시킨 배치실험에서, RDBOF (직접탄산화 후 BOF)는 초기 pH가 감소할수록 As 제거효율이 증가하는 경향을 보이며 초기 pH가 1인 환경에서 99.3%의 As 제거효율을 나타냈다. 이는 RDBOF 표면을 피복하던 CaCO₃가 낮은 초기 pH 환경에서 용해되어 RDBOF 표면에서 철산화물의 노출 면적을 증가시킴으로 인해, 철산화물의 As 음이온 표면 흡착을 촉진한 것에서 기인한 것으로 판단되었다. 반면 RIBOF (간접탄산화 후 BOF)는 초기 pH가 높은 환경일수록 As 제거효율이 증가하며 초기 pH 10의 As 오염수에서 70.0%의 가장 높은 As 제거효율을 보였다. RIBOF의 영전하점(pH 4.5)을 고려할 때, 초기 pH 4-10 조건에서 음전하를 띠는 RIBOF의 표면에 As 음이온의 전기적 인력에 의한 표면 흡착은 발생하기 어려울 것으로 예상되었다. 다만 수용액 내 용존하는 Ca²⁺, Mn²⁺, Fe²⁺와 같은 2가 양이온들에 의해 As 음이온이 RIBOF 내 철산화물에 간접적으로 고정되는 양이온 가교효과(cation bridge effect)가 발생하였고, 초기 pH가 높은 환경일수록 슬래그 표면이 더 강한 음전하를 띠며 양이온 가교효과가 가속화되어, 결과적으로 많은 As가 흡착된 것으로 판단되었다. 하지만 강알칼리 (pH 10-11 이상) 조건에서는 RIBOF 표면에 생성된 칼슘침전물이 철산화물을 피복함으로써 철산화물에 의한 As 음이온 표면 흡착을 저해하는 현상이 발생하였다. 또한 배치실험 이후 회수된 잔사슬래그에 TCLP 시험을 수행한 결과, RDBOF와 RIBOF 모두 2% 미만의 As 탈착률을 보여 안정적인 형태로 As가 고정되어 있음이 확인되었다. 본 연구 결과를 통해, 잔사슬래그가 기존에 As 제거제로 활용되던 제강슬래그의 단점인 수계의 급격한 pH 상승을 억제하는 동시에, 높은 As 제거효율 및 안정성을 나타내는 저비용-친환경의 As 제거제로서의 활용 가능성을 입증하였다.