• 자원환경지질
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• 제55권5호
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• pp.447-463
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• 2022

공주 무령왕릉과 왕릉원의 축조에 사용한 석회와 점토는 부재료로서 벽체의 줄눈재와 미장재로 활용되어 구조적인 보조 역할을 수행하고 있다. 이 연구에서는 석회와 점토에 대한 정량분석을 통해 재료학적 특성과 고분 간의 동질성을 해석하였다. 석회와 점토에 대한 미세조직과 조성분석 결과, 그룹별로 모든 시료에서 거의 동일한 광물이 동정되었으며, 열분석에서도 유사한 열적 특성이 나타났다. 조성으로 볼 때, 고분에 관계없이 지구화학적 거동특성도 매우 유사하였다. 이들의 조성은 CaO-MgO-SiO₂ 성분계, RO₂-(RO+R₂O) 상관도, A-CN-K 및 A-CNK-FM 삼각도에서도 높은 동질성이 나타났다. 따라서 왕릉원 축조에 사용한 점토는 인근에서 수급한 것으로 해석되며, 석회의 원료물질은 주로 방해석으로 구성된 굴과의 패각을 활용한 것으로 판단된다. 석회의 원료는 금강 하류의 서해안 일대 패총에서 수급한 것으로 추정할 수 있으나, 공급지 검토는 안정동위원소 분석 및 탄산 염암의 사용과 재현실험을 통해 검증할 필요가 있다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제24권6호
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• pp.180-188
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• 2020

국내 화력 발전소에서는 연간 900만 ton 이상의 석탄회가 발생되고 있으며, 약 30%는 재활용되지 못하고 매립되고 있다. 현재 국내 매립장은 대부분이 만지 상태에 이르렀고, 해양 환경오염 발생이 우려되어 대량의 재활용 방안이 필요할 실정이다. 한편, 환경부는 그동안 시멘트 점토질 원료로 사용되는 일본산 석탄회의 수입 규제를 추진하고 있어 대체재의 개발이 시급한 상황이다. 따라서 본 연구에서는 국내 매립 석탄회의 화학성분을 분석하고, 일본산 석탄회와 비교를 통해 시멘트 원료로의 활용 가능성을 검토하였다. 그 결과를 요약하면 SiO2는 전체적으로 다소 낮은 값을 나타내 규산질 원료의 사용량을 증가시킬 필요가 있다. Al2O3는 특별한 경향은 없으나, 일부 낮은 값을 나타내는 경우는 점토질 물질이 부족할 수 있어 매립 석탄회의 사용량 증대를 검토해야 한다. Fe2O3는 전체적으로 다소 높은 값을 나타내 철질 원료의 사용량 감소가 가능할 것으로 판단된다. 국내 매립 석탄회는 전체적으로 염화물을 포함하고 있으며, 염소 제거공정을 통해 상당부분 제거될 것으로 판단되나, 시멘트 품질 및 장비의 유지관리 측면을 고려하면 담수 이송 및 표층부 매립 석탄회가 사용에 유리하다. 따라서 국내 매립 석탄회는 시멘트 광물 구성을 위한 시멘트 원료의 배합비 조정과 염소 제거공정을 통해 일본산 석탄회의 대체가 가능할 것으로 분석된다.

• 대한환경공학회지
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• 제27권10호
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• pp.1058-1064
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• 2005

본 연구에서는 여러 가지 점토광물을 이용하여 $F^-$, $Cl^-$ 및 ${NO_3}^-$와 같은 음이온들의 흡착 특성을 고찰하였다. 흡착제로는 원료 밴토나이트와 본 연구과정에서 합성한 칼슘 및 나트륨형 밴토나이트, 몬토릴로나이트계 광물인 KSF와 K10을 사용하였다. 이들 다섯 가지 점토광물의 조성은 XRF와 XRD를 이용하여 분석하였으며 음이온의 농도는 이온크로마토그래피법으로 분석하였다. 실험결과, 흡착평형은 $8{\sim}24$시간 후에 나타났다. 또한 $F^-$와 ${NO_3}^-$에 대하여 각 흡착제를 6 g 사용한 경우에 KSF가 각각 약 $825\;{\mu}g/g$과 약 $707\;{\mu}g/g$의 흡착능을 나타내어 가장 우수하였으며 $Ca^{2+}$ 치환형 벤토나이트는 각각 $255\;{\mu}g/g$과 $34\;{\mu}g/g$정도의 흡착능을 나타내었다. 또한 K10은 ${NO_3}^-$에 대하여 $103\;{\mu}g/g$의 양호한 흡착능을 나타내었다. 전반적으로 흡착제의 양이 증가하면서 음이온에 대한 흡착효율은 증가하는 경향을 보였다. 그 중에서도 KSF는 6 g 사용시에 $F^-$에 대한 흡착효율이 약 99%에 달하였으며 10 g 사용시에는 ${NO_3}^-$에 대하여 약 95%의 높은 흡착효율을 나타내었다. 반면에 $Cl^-$의 경우에는 전반적으로 9% 이하의 낮은 흡착효율을 나타내었다. 프런들리히 흡착등온선으로부터 K와 1/n값을 계산하였으며 $F^-$와 ${NO_3}^-$에 대한 KSF의 K값이 1.09와 $0.45\;\;[mg/g][L/mg]^{1/n}$로 가장 큰 같을 나타내었으며 1/n값은 각각 0.08과 0.27로 가장 양호한 값을 나타내었다.

• 보존과학회지
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• 제28권1호
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• pp.7-20
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• 2012

이 연구에서는 천안 쌍용동 용암유적에서 출토된 조선시대(15~17세기) 토기에 대한 재료과학적 특성과 원료의 산지를 해석하였다. 토기가마 폐기장과 공방지에서 수습한 토기시료는 회색 및 적색계열로 다양한 형태와 소성온도에 따른 굳기 차이가 있으나 대체로 유사한 기질특성을 보인다. 또한 모든 토기와 공방지 토양은 산출상태, 광물조성 및 지구화학적 거동특성이 상당히 유사하나, 유적지 주변에서 수습한 토양은 이들과 상이한 재료학적 특성을 가진다. 그러나 식질의 공방지 토양은 용암유적 조선시대 토기제작에 실제 이용된 원료점토로 판단된다. 이 용암유적 조선시대 토기 중 연질토기는 운모의 상전이 온도인 $900^{\circ}C$ 전후, 경질토기는 뮬라이트와 사장석의 생성과 소멸온도를 기준으로 $1,000{\sim}1,100^{\circ}C$의 소성온도를 경험한 것으로 해석된다.

• 자원환경지질
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• 제56권6호
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• pp.781-797
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• 2023

최근 들어 첨단산업에 활용되는 핵심광물의 확보를 위한 광물수요국들의 대응이 빠르게 진행되고 있다. 흑연은 중국 생산량이 압도적 우위에 있지만, EV 배터리 부문의 기하급수적인 성장에 따라 글로벌 공급에서 변화가 초래되고 있으며, 동 아프리카에서의 활발한 탐사가 좋은 사례이다. 우리나라에서도 생산이 증가되고 있다. 희토류는 첨단산업에 폭넓게 사용되고 있는 핵심원료이다. 세계적으로 희토류를 생산하는 광상은 카보너타이트형, 라테라이트형 및 이온흡착형 광상이 개발 중에 있다. 중국의 생산이 다소 감소되는 추세이지만 여전히 압도적인 우위를 점하고 있다. 최근 수년간의 변화는 미얀마의 급부상과 베트남의 생산 증가이다. 니켈은 다양한 화학 및 금속 산업에 사용되어 온 금속이지만 최근 밧데리 비중이 점차 증가되고 있는 추세이다. 세계 니켈 광상은 초염기성암에서 유래된 유화형 광상과 라테라이트형 광상으로 크게 구분된다. 유화형 광상은 호주에서 개발이 지속적으로 증가 할 것으로 예측되며, 라테라이트형 광상은 인도네시아에서의 개발이 촉진 될 것으로 보인다. 리튬이온 배터리 수요에 따라 니켈 시장도 견인될 것으로 전망된다. 세계 리튬 광상은 염호형(78%)과 암석/광물형(스포듀민 19%), 점토형(3%)이 생산되고 있다. 암석형 광상이 염호형 광상보다 품위가 다소 높지만 매장량이 적고 페그마타이트에 함유된 스포듀민 리튬광물이 대상이다. 칠레, 아르헨티나, 미국에서는 염호형 광상을 주로 개발하고 있으며, 호주와 중국에서는 염호 및 암석/광물 두 근원으로부터 리튬을 추출하고 있고 캐나다에서는 암석/광물로부터만 생산한다. 바나듐은 전통적으로 강철 합금에 약 90% 이용되어 왔으나 최근 대규모 전력 저장을 위한 바나듐 레독스 흐름배터리 용도가 증가 추세에 있다. 세계 바나듐 공급원은 광산에서 생산하는 바나듐을 함유한 철광석(81%)과 부산물에서 회수하는 바나듐(2차 근원, 18%)으로 양대분 된다. 81%를 차지하는 바나듐-철광석 근원은 제강공정에서 유래된 바나듐 슬래그가 70%를 차지하고 광산에서 생산하는 1차 근원인 광석은 30%에 불가하다. 이러한 공급원으로부터 중간재인 바나듐 산화물이 제조된다. 바나듐 광상은 함바나듐 티탄자철석형 광상, 사암 모암형 광상, 셰일 모암형 광상과 바나듐산염형 광상으로 구분되는데 함바나듐 티탄자철석형 광상만이 현재 개발되고 있다.

• 보존과학회지
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• 제26권3호
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• pp.311-324
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• 2010

본 연구는 다양한 소성온도에서 원료 점토의 화학조성(광물조성)에 따른 토기의 특성을 밝히고, 소성조건과 특성이 확인된 토기시료를 제작함으로써 향후 비슷한 조성을 가지는 토기의 제작기법 연구에 비교시료로서 제시하고자 수행되었다. 이를 위하여 서로 다른 조성을 가지는 원료 점토를 선정하여 온도에 따른 토기 시편을 제작하고, 제작시편의 물리적, 조직적 특성을 연구하였다. 실험에 사용된 점토의 화학조성은 제겔식(Seger formula)을 이용하여 광범위하게 선정하였으며, 산성산화물을 기준으로 몰비율이 낮은 점토에서 높은 점토까지 4단계가 되도록 선정하였다. 시편의 소성은 $600{\sim}1200^{\circ}C$까지 $100^{\circ}C$간격으로 7단계로 조절하였다. 그 결과 각 화학조성별 소성온도에 따른 제작시편의 특성을 확인할 수 있었으며, 산성산화물의 몰 비율이 6.10, 5.85로 높은 시편(Y, G)이 산성산화물의 몰비율이 3.41, 2.85로 낮은 시편(H, S)에 비하여 동일 소성온도에서 보다 높은 경도값을 가짐을 확인할 수 있었다. 또한 4종의 제작시편 모두 $1100^{\circ}C$의 소성온도에서 급격한 흡수율의 감소와 조직의 유리질화를 나타냈으며, 산성산화물의 몰 비율이 높을수록 상대적으로 높은 조직의 유리질화를 보였다. 이러한 결과는 산성산화물의 몰 비율이 토기의 물리적, 조직적 특성에 상당한 영향을 미침을 보여주며, 향후 비슷한 조성을 가진 토기의 제작기법 연구와 물리적 특성을 파악하는데 비교자료로서 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 보존과학회지
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• 제37권5호
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• pp.545-556
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• 2021

본 연구에서는 정선 아우라지 유적에서 출토된 신석기시대 및 청동기시대 토기 총 11점을 대상으로 재료학적 특성을 연구하였다. 불석결과, 청동기시대 조기 토기의 염기성 및 산성 성분은 신석기시대 토기와 청동기시대 전기 토기의 중간 영역에서 분포하였지만, 각 제작시기에 따른 큰 차이는 확인되지 않았다. 이미 연구되었던 강원지역 출토 토기와 비교해본 결과, 정선 아우라지 출토 토기는 영동지역 출토 토기보다 산성 성분이 적은 경향성을 보였으며, 염기성 성분은 출토유적에 따라 차이가 있었다. 희토류 원소 분포 패턴에서는 분석대상 토기 모두 유사한 패턴 결과를 나타내어 태토원료의 모암이 동일기원임을 확인하였으며, 기 연구되었던 타 유적 토기 태토와의 비교를 통하여 정선 아우라지 출토 토기 태토의 특성을 확인하였다. 미세구조 불석결과 분석대상 토기는 대체로 점토입자 및 공극의 분포가 불규칙하며, 기질이 느슨하여 치밀한 소성이 이루어지지 못했다. 신석기시대 토기에서는 부정형 공극이 많이 확인되었으며, 점토기질과 함께 장석을 포함한 알루미노 규산염의 배열이 관찰된 반면, 청동기시대 전기 토기의 공극은 미정질 입자와 입방체 결정 등으로 채워진 부분이 다수 확인되었다. 정선 아우라지 출토 토기 태토의 주된 광물상은 제작시기와는 별개로 각 토기의 특성에 따른 광물 조성이 검출되기도 했지만, 전체적으로 유사한 조성을 나타내었다. 따라서 토기의 소성온도에는 큰 차이가 없었던 것으로 확인되며, 약 750~850℃ 범위에서 저온소성된 것으로 추정된다.

• 보존과학회지
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• 제27권2호
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• pp.163-179
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• 2011

이 연구는 대전 원신흥동 유적에서 출토된 도가니, 토기 및 기와의 재료학적 특성과 원료의 동질성 검토를 통한 원산지 해석을 목적으로 수행하였다. 현미경 관찰 및 X-선 회절분석 결과, 각 시료의 광물조성은 거의 일치하나 기벽의 두께 및 포함된 광물의 분급에서 상당한 차이를 보인다. 이 중 토기는 0.5~0.7cm의 얇은 기벽에 가장 정선된 태토 특성을 보이는 반면 도가니와 기와는 기벽이 1.3~2.5cm로 두꺼우며 분급이 불량한 석영, 정장석 및 사장석이 다량 관찰된다. 도가니의 경우, 태토에 혼합된 짚이 소성과정에서 탄화되어 크고 길쭉한 공극이 관찰되는 느슨한 기질적 특성을 가진다. 이와 같이 재료학적으로 차이를 보이지만 이들은 유적지 토양과 광물조성 및 지구화학적 거동특성이 상당히 일치하고 있어 모두 동일한 모암의 풍화에 의해 생성된 점토를 이용해 제작한 것으로 추정된다. 또한 $1,050{\sim}1,150^{\circ}C$의 소성온도를 경험한 것으로 판단되는 경질토기를 제외하면 모든 세라믹 유물들은 $850{\sim}950^{\circ}C$의 온도영역에서 소성하였을 것으로 해석된다. 한편 도가니의 용융물은 구리와 주석의 편석을 일부 포함한 슬래그로 판단되나 부분적으로 치밀한 적색 및 녹색 유리질 조직이 관찰되는 것으로 보아 유리 용융물의 가능성도 있어 보인다.

• 생물환경조절학회지
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• 제9권1호
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• pp.47-59
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• 2000

석탄회의 주결정상은 mullite, quartz와 calcite로 토양의 광물성분과 입도분포가 유사하여 인공배지의 원료로 사용이 가능하였다. 석탄회-점토(FAJC)계 배지는 점토의 첨가량, 열처리 온도와 유지시간이 증가함에 따라 부피비중과 압축강도가 증가하였으나 흡수율과 겉보기 기공률은 감소하였다. 1,15$0^{\circ}C$에서 10분간 급속가열 처리한 95FA5JC 배지는 물리적 성질이 우수하였으나 가소성을 부여하는 점토의 첨가량 부족으로 성형체의 제작이 곤란하여 인공배지를 제조하기 위하여는 10%(w) 이상의 점토의 첨가가 필요하였다 1,15$0^{\circ}C$에서 10분간 급속가열 처리한 90FA10JC10SD 배지는 톱밥이 가연성 발포제호 작용하여 부피비중 1.14, 흡수율 54.4%, 겉보기 기공률 59.6% 및 압축강도 54kgf.$cm^{-2}$ 이었으며 240시간 경과후의 pH는 7.1로서 양액재배용 인공배지로의 사용이 가능하였다. FACaCS계 배지는 생석회와 소석고의 첨가량이 증가할수록 흡수율과 겉보기 기공율은 감소하였으나, 부피비중과 압축강도는 증가하였으며, 1,10$0^{\circ}C$에서 20분간 열처리한 90FA10Ca5CS 배지는 물리적 성질이 양호하였으나 논은 pH를 나타내어 pH를 낮추기 위한 전처리 공정이 필요하였다.

• 한국축산시설환경학회지
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• 제18권sup호
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• pp.55-64
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• 2012

축산물 생산은 집약적 사육환경으로 인한 각종 병원균이 내재한 가운데 이루어지고 있어 항생제 및 각종 사료첨가제등의 사용이 날로 증가해왔다. 한편, 축산물의 안전성에 대한 인식이 높아짐에 따라 농축산물 생산에 있어서 안전성 확보에 대한 연구가 절실히 요구되고 있다. 따라서 본 연구에서 특수발효 미생물을 이용하여 복합미량원소(Se, Ge, Zn, S)를 강화시킨 점토광물질 발효 산물이 돈육의 생산성 및 품질에 미치는 영향을 조사하였다. 공시동물은 Large White와 Yorkshire 교잡종 80두를 대조구와 실험구로 임의 배치해 실험하였다. 실험 결과, 점토광물질 발효산물을 사료 내 0.3% 첨가 급여했을 때 사료섭취량 및 증체량, 사료효율, 도체의 pH, 육색의 명도와 대퇴부의 밝기 등은 일반사료를 급여한 군과 비슷하였으나, 지육율은 2.7%, 도체육의 적색도는 12%, 보수력은 10% 개선되고 가열감량은 6% 감소하였다. 또한 면역기능조절효과를 조사하기 위해 비육돈의 혈액을 채취하여 혈액 내 말초혈액단핵세포의 증식 및 cytokine 분비 능을 조사한 결과, PBMC는 증식정도가 유의하게 증가하였고, LPS와 Con A를 처리하였을 때 대조구에 비해 더욱 뚜렷이 증가하는 것으로 나타났다. cytokine의 분비량도 TNF-${\alpha}$의 경우 약간 증가하는 경향을 보였다. 따라서 양이온 치환능력이 높고 원적외선 수치가 높은 점토광물 발효산물을 급여함으로써 면역능력이 강화되어 항생제를 사용하지 않고도 안전성 높은 고품질 친환경 돈육을 생산할 수 있는 가능성이 시사되었다.