• 한국산학기술학회논문지
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• 제8권2호
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• pp.372-379
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• 2007

전로슬래그는 폐수 중에 함유된 인산염을 고형물 형태로 제거하는데 유용하게 사용될 수 있다 본 연구는 전로슬래그를 이용하는데 있어서 폐수의 초기 조건에 따라 전로슬래그로 인한 폐수의 pH, 알칼리도 그리고 양이온 용출변화에 따른 인산염 제거 등에 관하여 연구하였다. 실험대상 폐수의 pH를 0.5 단위로 7.0부터 8.5까지 다른 초기조건에서 폐수의 pH는 10시간 내에 급격하게 pH 11이상까지 상승하였다. 알칼리도는 pH보다는 급격하게 상승하지는 않았지만 반응시간 10 시간이 경과한 후 꾸준하게 상승하였다. 인산염 제거는 pH상승, 알칼리도 상승과 함께 반응시간 10시간까지 급격하게 제거되다가 서서히 제거되는 양상을 보였다. 반응시간 27시간 경과 후 그리고 36 시간 경과 후 전로슬래그에 함유된 마그네슘 이온 용출 농도를 측정한 결과 2.0 mg/L과 4.3 mg/L 수준까지 지속적으로 용출 되었다. 본 실험 결과 전로슬래그에 함유된 마그네슘이 용출되었기 때문에 물속에 암모니아가 존재한다면 인산염과 함께 스트루바이트 형태의 결정체로 인이 제거될 수 있음을 확인하였다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제3권2호
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• pp.171-179
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• 2015

최근 건설산업에서는 천연 골재 고갈과 엄격한 환경 규제로 인하여 골재 부족 현상이 지속되고 있기 때문에 대체 골재 개발이 시급한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 기존 전로슬래그 처리방식의 문제점을 해결하기 위한 새로운 처리방식 즉, 고온 용융슬래그를 회전식 드럼내에 투입한 다음 냉각수, 압축공기 및 강철구를 이용하여 급속 냉각, 파쇄 처리하는 공정에서 발생되는 습식 급랭 전로슬래그를 콘크리트용 잔골재로 활용하기 위하여 기초물성을 검토하였다. 또한 본 연구를 통하여 콘크리트용 잔골재로써 습식 급랭 전로슬래그의 활용 방안을 제안하고자 한다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제8권1호
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• pp.136-142
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• 2007

최근 부영양화를 야기시키는 물질인 $PO_4^{3-}$ 이온을 제거하기 위해 고형반응물을 이용하는 것이 주목을 받고있다. 철광석의 정련 과정에서 생기는 슬래그는 용해된 무기 인산염을 폐수로부터 유리시켜 흡착 제거하는 것에 대한 근본적인 연구가 이루어져 왔다. 본 연구는 물 속의 인산염을 제거하기 위해 전로슬래그를 이용하였을 때 오랜 시간동안 hydroxyapatite 형태로 변화시켜 제거하고 인산염 제거를 향상시키기 위한 가능성을 찾기 위하여 여러 가지 조건을 변화시켜서 수행하였다. 본 연구 결과 전로슬래그를 이용한 등온흡착식을 적용했을 때 Freundlich 식을 적용할 수 있었으며, 인을 제거하는데 사용된 전로 슬래그의 크기는 $2{\sim}0.425mm$가 가장 적당한 것으로 나타났다. 특히, 연속반응탑을 이용할 경우, 유입수 농도가 1 mg/L일 때 80%까지 제거되는 것으로 나타났다.

• 해양환경안전학회지
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• 제22권5호
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• pp.490-499
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• 2016

본 연구는 해양에서 1차 소비자 단계인 윤충류 Brachionus plicatilis와 저서성 요각류 Tigriopus japonicus의 초기생활사에 미치는 탈인슬래그와 제강슬래그 추출액의 생태 영향을 평가하기 위하여 해양생태독성평가를 실시하였다. 슬래그 추출액에 대한 스크린 테스트 결과, 추출액의 pH는 높은 알칼리성(pH 8.89-12.16)이었으며, 숙성 전과 후 추출액에 대한 독성 반응은 실험생물에 따라 뚜렷하게 구분되었다. 숙성 전 슬래그의 경우, pH 비제어 시료에 대한 B. plicatilis 신생개체의 반수치사농도는 제강슬래그(63.8 %)가 탈인슬래그(20.8 %)보다 높은 것으로 나타났으며, T. japonicus 유생의 반수치사농도는 탈인슬래그와 제강슬래그에서 각각 35.3 %와 36.0 %로 비슷하였다. 그러나 pH를 제어한 경우, 숙성 전과 후 추출한 시료에 대한 T. japonicus 유생의 독성은 B. plicatilis 신생개체와는 다르게 노출물질 특성에 따라 뚜렷하게 구분되었다. 결론적으로 숙성 후 슬래그는 상대적으로 안정된 상태를 유지할 수 있으며, pH 비제어 환경조건 하에서도 반복 추출을 통해 해양환경에 미치는 영향이 적은 것으로 판단된다. 본 연구를 통해 슬래그와 같이 기계적으로 활성화 된 시료의 해양생태독성평가방법은 강우나 풍화로 인한 유해물질의 해양 유입을 차단할 수 있는 아이디어를 제공할 수 있을 것이다.

• 자원리싸이클링
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• 제15권2호
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• pp.3-9
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• 2006

용융전로슬래그로부터 일반 포틀랜드 시멘트로의 전환에 관한 기초 연구의 일환으로, 전로슬래그의 $Al_{2}O_{3}$ 농도에 따를 고체 CaO 입자와 용융슬래그간의 계면반응을 알아보고자 하였다. 염기도($B=CaO/SiO_2$)를 1과 2로 조정한 전로슬래그에 소정의 $SiO_2$와 $5{\sim}15wt%\;Al_{2}O_{3}$를 첨가제로 첨가하여 MgO도가니에 넣고 $1500^{\circ}C$에서 30분간 가열 용해하여 균질화 한 후, 같은 온도의 소결 CaO펠렛을 투입하여 $10{\sim}30$분간 반응시켰다. 반응 후 급냉한 시편을 도가니의 직경방항으로 절단해서 펠렛 단면의 CaO직경 변화를 측정하여 슬래그중 $Al_{2}O_{3}$첨가에 따른 CaO의 용해속도를 조사하고, 계면 생성층을 SEM/EDX로 관찰하였다. 그 결과, 슬래그의 염기도가 2인 경우, 염기도가 1인 경우 보다 생성층 $C_{3}S$상의 두께는 $Al_{2}O_{3}$를 15wt.%까지 첨가함에 따라 3.5배 증가하였으며, $C_{6}AF_{2}$ 또는 $C_{4}AF$양도 2배 정도 증가됨을 알 수 있었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권3A호
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• pp.407-415
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• 2008

슬래그의 팽창성 붕괴는 주로 Free-CaO의 수화 반응이 주된 원인으로 분석되고 있으며, 이 문제의 해결 방안을 마련하기 위해 여러 기관에서 연구가 진행되고 있고, 더불어 콘크리트용 골재로의 활용 방안을 지속적으로 연구하고 있다. 현재, 국내에서는 고로 슬래그에 대한 연구는 많이 이루어지고 있지만, 전기로 및 전로 슬래그와 같은 제강 슬래그에 대한 연구는 극히 미비한 실정이다. 이에, 본 연구의 주재료인 전기로 산화 슬래그의 기초적인 물성 분석뿐만 아니라, 화학적인 메커니즘을 규명하여 콘크리트용 잔골재로서의 활용 가능성을 분석하고, 실생활에 응용하는데 그 목적이 있다고 하겠다. 그렇기 때문에, 본 연구의 진행 방향으로 전기로 산화 슬래그의 성분 분석과 함께 기본 물성을 측정하고, 이후에 중/장기 강도 및 세부적인 내구성 분석을 실시하여, 시멘트 콘크리트 적용의 적합성 평가 후, 규격을 제안하는 절차를 밟았다. 본 연구에 대한 기대 효과는 산업 부산물의 활용에 따른 환경 보전 및 재활용이라는 측면 이외에도, 전기로 산화 슬래그의 시멘트 콘크리트용 잔골재서의 상용화에 있다고 하겠다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제6권4호
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• pp.112-118
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• 2012

철강 산업에서는 고로 슬래그, 전기로 슬래그, 전로 슬래그 등 많은 부산물이 발생한다. 그 중 제강 슬래그는 일반 골재와 달리 높은 CaO와 낮은 $SiO_2$가 존재하며, 이를 시멘트와 콘크리트에 적용하게 되면 일부 알칼리 반응을 발생시키는 원인이 된다. 한편, 국내외적으로 제강 슬래그 중 전기로 산화슬래그의 콘크리트 구조용 골재로 사용하는 기준이 제정되어 사용을 장려하고 있지만, 슬래그에 대한 체적 안정성은 해결하지 못하였다. 최근에 이런 문제점을 해결하기 위하여 제강 슬래그의 고속의 공기로 냉각하는 방법이 국내에서 개발되었으며, 이를 적용할 경우 슬래그의 체적 붕괴를 야기시키는 유리 석회의 함유량을 최소화시키고 철 산화물에 대한 안정성을 갖는 것으로 보고되고 있다. 이에 본 연구에서는 철강 산업에서 발생되는 제강슬래그의 고속의 공기로 냉각한 급냉 전기로 산화슬래그의 콘크리트용 골재로서 활용하기 위한 기초 연구이다. 이를 위해 급냉 전기로 산화슬래그 잔골재의 품질 특성을 검토하였으며, 골재의 입도별에 따른 모르타르 특성을 검토하였다. 실험 결과 급냉 전기로 산화슬래그 잔골재의 특성은 아토마이저 공정에 의한 특성을 반영하고 있으며, 기존 콘크리트용 골재 입도 분포 범위에 비해 작은 입도 분포 범위를 가지는 것으로 나타났다.

• 자원리싸이클링
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• 제16권4호
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• pp.10-16
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• 2007

전로슬래그를 완효성 칼리비료로 활용하기 위한 기초연구로, 전로슬래그 분말에 시약급 $SiO_2$와 $K_2CO_3$를 첨가하여 염기도를 각각 0.7, 1.0및 1.4로 조절하고, $K_2O$의 함량은 22mass%로 고정한 후 볼밀에서 24시간 이상 혼합하여 $900^{\circ}C{\sim}1000^{\circ}C$ 사이의 온도에서 10분${\sim}$60분 동안 소결하였다. 소결 후 X-선 회절과 ICP분석을 이용하여 제조된 칼리비료의 특성을 조사하고 또한 염기도, 소결온도 및 소결시간이 완효성 칼리비료의 제조 조건에 미치는 영향을 검토하였다. 소결체의 수용성 $K_2O$의 용출특성은 소결시간이 길어질수록, 소결온도가 높아질수록, 염기도가 감소할수록 용출율이 감소하였다. 한편 구용성 $K_2O$의 용출특성은 염기도가 증가할수록 증가하는 경향이 뚜렷하였으며, 소결온도가 높을수록 용출율은 완만하게 감소하였다.

• 상하수도학회지
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• 제18권2호
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• pp.137-144
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• 2004

In this study, several series of experiments were conducted to investigate the phosphorus (P) removal process in slag-containing solution using furnace and converter slags. High amount of $OH^-$, $Ca^{2+}$ and alkalinity were discharged from the slags and hydroxyapatites [$Ca_5(PO_4)_3(OH)$] were kept accumulated on the surface of slag. P removal capacity of the slag decreased with the increase of slag dosage. The maximum capacity was found to be 11.25 mg/g at the converter slag. Converter slag adsorbed P more than furnace slag(about four times in average). An experimental study on the effect of pH shows that the percentage removal of P increased upto 30% at the pH range of 56 than that of above pH 8. Langmuir isotherm constants gave a better correlation than Freundlich ones. P removal amount in the presence of $NH^+_4$ was less compared to the one in the absence of $NH^+_4$. Maximum percentage reduction was 23%.

• 자원리싸이클링
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• 제14권5호
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• pp.13-17
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• 2005

용융전로슬래그를 일반 포틀랜드 시멘트로 활용하기 위하여, 용융슬래그와 $C_3A(3CaO{\cdot}Al_2O_3)$가 반응하여 시멘트의 구성상인 $C_4AF$가 생성되는 기구와 생성속도를 조사하고자 한다. 전로슬래그에 소정의 $SiO_2$를 첨가하여 MgO도가니에 넣고 $1300^{\circ}C{\sim}1350^{\circ}C$에서 30분간 가열 용해하여 균질화 한 후, 같은 온도로 가열해 둔 소결 $C_3A$펠렛을 투입하여 $10{\sim}30$분간 반응시켰다. 반응 후, 급냉한 시편을 도가니의 직경방향으로 절단해서 펠렛 단면의 $C_3A$직경 변화를 측정하여 $C_3A$의 용해속도를 조사하고, 계면반응 생성상을 SEM/EDX로 관찰하였다. 그 결과 $C_3A$ 펠렛의 슬래그로의 용해속도는 $1300^{\circ}C$에서 $0.75{\times}10^{-4}(cm/sec)$으로부터 $1350^{\circ}C$에서 $1.67{\times}10^{-4}(cm/sec)$으로 증가하였으며, 슬래그와 $C_3A$ 펠렛 사이에 $C_4AF$와 $C_{12}A_7$의 혼합층이 생성됨을 알 수 있었다.