• 한국세라믹학회지
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• 제41권2호
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• pp.176-181
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• 2004

지정폐기물인 전기로 제강 분진은 현재 대부분이 매립 등 부적절하게 처리되고 있어 지하수 오염 등의 환경파괴를 일으킬 위험이 있다. 전기로 제강 분진의 자원화를 위하여 전기로 제강 분진/점토의 조성으로 다공체를 제조하였으며, 다공체의 기공 특성 분석을 하였다. 다공체는 서로 다른 두 개의 미세구조로 형성되어있으며, 표면부위의 미세구조는 치밀하고 검은색이 아니고, 내부부위는 검은색이며 다공성의 미세구조(black coring)를 갖는다. 블랙코아 부위의 면적과 경량화정도를 정량화하기 위하여 Ic(core index)와 Is(shell index)를 정의하였으며, 인공경량골재로서의 최적 경량화 조건은 Ic가 0.5이상이고, Is는 0.4이상이다.

• 자원리싸이클링
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• 제32권1호
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• pp.50-59
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• 2023

전기로에서 고철(Scrap)의 용해과정에서 발생되는 분진량은 고철장입량의 약1.5%정도이며, 주로 백필터(Bag Filter)에서 포집된다. 전기로 제강분진의 주요한 구성원소인 아연(Zn)과 철(Fe)중에서 아연성분은, 제강분진에 탄소계의 환원재(코크스, 무연탄)와 석회석(C/S제어)을 첨가하여 Pellet형태로 가공한 후에 반응로(Rotary Kiln 또는 RHF)에 장입하여 환원, 휘발, 재산화의 단계적인 세부반응을 거쳐서, 60wt%Zn을 함유한 조산화아연(Crude Zinc Oxide)으로 회수된다. 한편 제강분진 중의 철(Fe)성분은, Fe-Base의 Clinker(2차부산물)라고 하는 고형물의 형태로 반응기로부터 배출된다. 기존의 Fe-Clinker의 처리방법은, 각국의 상황에 따라서 다양한 방안들이 시행되고 있는데, 대표적인 처리방법으로는 매립, 재활용(로반재, 콘크리트용 골재, 시멘트제조용 Fe-Source), 그 외에 다양한 처리방법들이 있다. 이들 방법들 중에서 매립의 경우는, 침출수에 의한 환경오염, 고가의 매립비용, Fe자원의 낭비 등의 이유로, 결코 바람직한 처리방법이라고 할 수는 없다. 그러나 Fe-Clinker중의 Fe성분을 전기로를 이용하여 직접적으로 재활용하는 방법에 대한 연구결과는 거의 찾아볼 수 없었다. 따라서 본 연구에서는 Fe-Clinker중의 Fe성분을 보다 적극적으로 회수하기 위한 방법으로서, 먼저 Fe-Clinker를 분쇄하고 이어서 비중선별과 자력선별을 순차적으로 실시하여, Fe-성분이 농축된 조분(Coarse particle, >약10㎛)과 슬래그성분을 주로 함유한 미분(Fine particle, <약10㎛)으로 분리하였다. 이렇게 분리한 조분에 탄소계 환원제(코크스, 무연탄)와 점결재(전분)를 첨가하여 단광 Clinker를 제조하여, 전기로에 고철을 장입할 때에 소량(1~3wt%)의 단광Clinker를 함께 장입하여, 단광Clinker의 첨가재(가탄재, Fe-Source, 발열재 등으로서의 역할)로서의 사용가능성을 조사하였다. 그 결과, 비록 소량이지만, 전력원단위와 생산수율이 다소 향상되는 효과를 나타내었으며, 용융금속에 대한 가탄효과도 확인할 수 있었다.

• 한국세라믹학회:학술대회논문집
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• 한국세라믹학회 2003년도 추계총회 및 연구발표회 초록집
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• pp.218.1-218
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• 2003

• 자원리싸이클링
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• 제26권5호
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• pp.48-53
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• 2017

전기로 제강 공정에서 분진은 제강생산량의 1 ~ 2%가 발생하고 있으며, 분진 중에는 유가금속인 Zn과 Fe가 20 ~ 30% 정도 함유되어 있다. 전기로 배가스에 포함된 분진은 전기로 출구 덕트를 빠져나와 배가스를 완전연소하기 위한 연소탑과 냉각을 위한 냉각탑을 거쳐 Bag filter에 포집된다. 연소탑 하단에서 비중 차이에 의해 포집되는 분진은 전체 발생량의 15%에 해당하며 기존 Bag filter 분진보다 고가로 위탁처리 되고 있다. 본 연구는 연소탑 하단에 포집되는 분진의 유가금속 분리 회수에 대한 연구로서, 전기로 조업 시점과 분진의 입도에 따른 성분을 분석하여 유가금속의 함량 차이를 비교하였다. 본 연구 결과 전기로 조업 시점에 따른 영향 보다는 입도에 따라 Zn과 Fe의 함량에 큰 차이를 보였다.

• 자원리싸이클링
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• 제29권1호
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• pp.3-16
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• 2020

본 논문에서는 철강제조 프로세스, 철스크랩의 전처리와 미량 원소, 그리고 철강공정에서 발생하는 분진의 리사이클링 기술에 대해 고찰하였다. 철강은 인류가 가장 많이 사용하는 범용 금속으로, 2018년 기준 전세계 조강 생산량은 18억 톤을 초과하였다. 철을 리사이클링하면 철광석으로부터 환원하여 철강재를 얻는 것에 비하여 CO₂ 발생량은 약 42 % 수준이며, 에너지는 약 60 %를 절약할 수 있다. 철스크랩은 스크랩을 주원료 사용하는 전기로제강과 철광석을 주원료로 사용하는 전로 제강공정에서 리사이클링되고 있다. 철스크랩을 주원료로 사용하는 전기로 제강법은 스크랩을 예열하는 장치를 부가한 에너지 절약형으로 바뀌어 가고 있다. 철강 제조공정에서 발생하는 분진은 제철소 내에서 다양한 방법으로 리사이클링하여 철분과 아연 등을 회수하고 있다.

• 한국대기환경학회지
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• 제11권3호
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• pp.221-231
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• 1995

산업발달에 따라 불가피하게 생성되며, 대기오염의 주종을 이루면서 인체에 가장 유해한 분진입자는 산업체의 오일(oil) 및 석탄연소 보일러, 자동차, 제철/제강 및 시멘트 플랜트 등으로 부터 배출되는 미세입자(fine particle)들이며, 앞으로 이들의 제어에 관한 연구가 지속적인 관심의 대상이 될 것이다. 한 예로, 석탄연소 화력발전소로부터 1$\mum$ 이하의 입자들의 배출량은 무게비로는 1% 이하이지만 입자수의 비율에서는99%를 차지하고 있다. 이들은 매우 높은 중금속 함유량을 지니고 있기 때문에 인체의 호흡시 심각한 문제를 유발시킬 뿐만 아니라, 이러한 미세입자들은 대기중에 부유하고 있다가 비(rain)에 의하여 세정되어 수질오염까지도 유발시킨다. 1992년 2월 공포된 대기환경보전법 시행규칙에 따라 분진배출 허용기준이 장기 입법예고 되므로서 1995년 1월과 1999년 1월의 2단계에 걸쳐 현재 적용 받고 있는 분진배출 규제치보다 훨씬 낮은 선진국 수준의 분진배출 규제가 요구되고 있으며, 분진이 배출되는 인근지역주민의 민원에 대처하기 위해서는 연돌로부터 분진배출이 눈에 감지되지 않을 정도까지 분진배출농도를 관리해야할 필요성이 높아지고 있다. 이에 따라 집진장치의 효율도 중유전소 Boiler 의 경우는 90% 이상, 석탄전소 Boiler의 경우는 99.5% 이상의 고효율이 요구되고 있다.

• 자원리싸이클링
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• 제7권3호
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• pp.27-35
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• 1998

전기로 제강업체에서 생성되는 분진을 매립할 경우 토양 및 수질오염등의 심각한 환경문제를 야기시킬 수 있지만 적절한 처리공정을 거치게 되면 고부가가치를 얻을 수 있는 Fe, Zn, Pb, Cd 등의 원소들이 함유되어 있다. 이에 국내외 제강업체에서는 폐자원의 재자원화 측면 뿐만 아니라 환경오염 억제 차원에서 이러한 전기로 분진중 유가금속의 회수를 위한 처리공정의 개발이 시급히 요구되고 있으나, 현재 전기로 분진의 대부분은 재활용 처리되지 않고 매립되고 있는 실정이다. 따라서, 본 연구에서는 전기로 분진에 함유된 산화철을 Fe로 회수하기 위한 기초자료를 얻고자 실제 전기로 분진의 화학적 조성과 유사한 시료를 제조하여 $1500^{\circ}C$ Ar 분위기 하에서 탄소첨가량 및 연기도의 변화가 슬래그내의 $Fe_2O$ 회수율에 미치는 영향을 조사하였으며 그 결과는 다음과 같다. 합성시료의 고온용융특성 조사에서 탄소환원당량 대비 탄소첨가량이 증가함에 따라 연화점 및 용융점이 증가하였으며 슬래그중 $Fe_2O$의 환원속도는 탄소환원당량대비 탄소첨가량이 100%, 염기도 1.7에서 가장 높았다. 또한 $Fe_2O$의 환원반응차수는 거의 1차반응임을 알 수 있었다.

• 자원리싸이클링
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• 제23권1호
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• pp.58-63
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• 2014

전기로 제강분진(EAFD)으로부터 환원배소에 의해 회수한 조산화 아연 내에는 다양한 종류의 비등점이 낮은 물질이 존재한다. 따라서 일반적으로 산화배소를 통한 정제과정을 통해 염화물 형태로 존재하는 물질들을 기화시켜 고순도의 기능성 산화아연을 생산하게 된다. 따라서 본 연구에서는 조산화 아연의 산화배소 특성을 체계적으로 규명하여 대량생산공정에 적용할 때의 효율성을 극대화하고자 하였다. 조산화 아연을 적절한 방법을 통해 직경 1-3 mm, 10 mm의 펠렛을 제조하여, 각 시편을 분말시편과 함께 수직 관상로에서 로타리 킬른의 실조업을 묘사하여 산화분위기에서 $600{\sim}1200^{\circ}C$ 온도영역까지 $20^{\circ}C/hr$ 승온속도로 가열하면서 체재시간을 유지하였다. 실험결과 펠렛의 크기에 따른 기화속도의 변화가 $950^{\circ}C$ 이상의 온도에서는 현저히 증가함을 알 수 있었다. 회수된 시편은 ICP-OES, XRF장비를 통하여 성분분석을 실시한 결과 Zn의 농도는 비례적으로 증가함을 알 수 있었으며, Cl 등의 불순물의 농도도 현저히 감소하였다. XRD 분석결과 온도가 증가할수록 염화물 피크는 관찰되지 않았으며, 본 산화배소실험을 통하여 98%이상의 고순도 산화아연을 얻을 수 있었다.

• 한국결정성장학회지
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• 제27권1호
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• pp.28-33
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• 2017

SiC 섬유는 $1800^{\circ}C$까지 불활성과 공기 분위기에서 융해나 산화 문제 없이 사용할 수 있다. SiC 섬유는 분진 필터링 공정의 백필터로 상업화된 산업용 백 필터보다 훨씬 높은 온도인 $500^{\circ}C$ 이상의 온도에서 사용이 가능하다. 하지만 제강 산업과 화력발전소의 극한 환경에서 미세 분진과의 반응으로 인한 SiC 섬유의 열화에 대한 연구는 부족하다. 따라서 본 실험에서는 SiC 섬유를 제강 분진, 화력발전소 분진과 $500^{\circ}C$ 이상의 고온에서 반응시켜 섬유 표면의 열화된 형상을 SEM으로 관찰하고 섬유 표면 및 내부로의 산소 확산의 정도를 EDS로 분석하였다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2003년도 춘계학술발표강연 및 논문개요집
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• pp.205-205
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• 2003

우리나라에서는 많은 양의 폐분진이 발생하며 경남지역에서는 연간 3만톤의 폐분진이 발생한다. 매년 폐기물의 발생량은 증가하고 있으며 폐분진류의 주성분은 실리카와 알루미나가 주성분을 이룬다. 특히 주조, 제강 등 금속공업에서 발생하는 분진은 입자가 미세한 다량의 실리카와 알루미나로 이루어져 있어 탄화규소(SiC) 및 알루미나-탄화규소-탄소(A1$_2$O$_3$-SiC-C)계 내화물 제조에 분쇄공정 없이 세라믹스의 원료로 활용할 수 있다. 현재 알루미나-탄화규소-탄소(Al$_2$O$_3$-SiC-C)계 내화물 제조를 위해 제조공정이 간단한 연소합성법을 이용하지만 분말제조 공정 중 분위기 조절에 많은 비용이 요구되고 있어 시급한 대안이 필요한 상태이다.