• 대한환경공학회지
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• 제27권4호
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• pp.414-419
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• 2005

본 연구는 토양피복 접촉산화공정에서 새로 개발된 생물담체(Bio-rock)와 기존에 이용되어온 쇄석의 처리효율을 비교하기 위해 실시되었다 합성폐수는 $COD_{Cr}$ $150{\sim}370\;mg/L$, $BOD_5$ $150{\sim}270\;mg/L$, $T-N$ $20{\sim}60\;mg/L$, $T-P$ $5{\sim}25\;mg/L$, pH 7, 미량원소용액 2 mL/L로 조제되었다. 반응조는 2기를 준비하여 유입수량을 40 L/day로 하여 약 13개월간 운전했다. 초기 바이오락 반응기는 시멘트중의 $Ca(OH)_2$의 용출에 의해 pH 12까지 증가하였으나, 쇄석은 유기물 분해와 질산화에 의해 pH 4까지 감소하였다. pH의 불균형은 유기물 및 질소 분해균의 성장 및 활성에 저해를 초래했다 그러나 바이오락의 높은 pH는 암모니아 탈기와 인의 화학침전에는 유리한 것으로 판단되었다. 정상상태에서 바이오락은 $COD_{Cr}$ 96%, $BOD_5$ 98%, T-N 80%, T-P 85%의 높은 제거율을 나타내었고. 유입농도의 변화에도 매우 안정적이었다. 반면 쇄석의 경우 $COD_{Cr}$ 96%, $BOD_5$ 96%, T-N 42%, T-P 40%의 제거율을 나타내었다. 바이오락은 쇄석에 비해 질소, 인의 처리효율이 2배나 높았다. 또 전자현미경 분석결과에서 바이오락은 미생물의 부착이 쇄석에 비해 양호했고, 미생물 농도는 바이오락이 $5.2{\times}10^6\;CFU/mL$, 쇄석이 $2.6{\times}10^6\;CFU/mL$로 바이오락이 2배 높았다. 따라서 바이오락은 미생물 부착이 용이하고 처리효율이 높으며 유입농도 변동에도 안정적으로, 향후 처리기간 단축 및 부지면적의 감소에 유리하리라 판단된다.

• 분석과학
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• 제11권5호
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• pp.347-352
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• 1998

본 연구에서는 유리질 탄소 전극 표면에 혼성원자가를 가지는 무기 금속 고분자 막을 도포한 변형전극을 제조하고, 이들 변형전극의 전기화학적인 특성을 순환 전압 전류법으로 조사하였다. 그리고 이들 변형전극들을 작업전극으로 하여 메탄올과 L-ascorbic acid의 양극산화 거동을 조사하였다. Mixed valence rethenium oxo/cyanoruthenate(mv Ru-O/CN-Ru) 막, mv ruthenium oxo/cyanoferrate(mv Ru-O/$Fe(CN)_6$) 막, 및 mv ruthenium oxo/cyanoruthenate/Rhodium(mv Ru-O/CN-Ru/Rh) 막을 각각 도포하는 과정은 지정된 전위범위를 50 mV/sec의 주사속도로 전위를 걸어줌으로써 쉽게 도포할 수 있었으며, 동일한 과정을 반복 주사함으로써 막의 두께를 조절 하였다. 메탄올의 양극 산화거동을 조사한 결과는 다음과 같았다. mv Ru-O/CN-Ru 변형전극에서 메탄올의 검정곡선은 농도 기울기가 $-7.552{\mu}A/mM$로서 10 mM에서 80 mM 까지의 농도범위에서 비교적 좋은 감도를 보였다. mv Ru-O/$Fe(CN)_6$ 변형 전극의 경우에 농도 기울기는 $-5.13{\mu}A/mM$ 이었지만, 농도에 대한 전류관계의 직선 범위는 10 mM에서 100 mM까지로서 Ru 고분자 막 변형전극보다 더 넓은 범위에서 좋은 직선관계를 보였다. mv Ru-O/CN-Ru 막을 두 종류의 바탕전극에 각각 도포한 변형전극에 대하여 L-ascorbic acid의 양극 산화거동을 조사한 결과, 유리질 탄소 전극에 Ru 고분자 막을 입힌 변형전극이 Rh 막을 도포한 유리질 탄소전극에 Ru 고분자 막을 입힌 변형전극(mv Ru-O/CN-Ru/Rh)에서 보다 감도가 예민하였다. Ru 고분자 막 변형전극을 사용했을 경우에 검정곡선은 0.1 mM에서 5 mM 까지의 L-ascorbic acid 농도 범위에서 직선관계를 보였고, 기울기와 상관계수는 각각 $-84.78{\mu}A/mM$, 0.998이었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제48권3호
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• pp.391-396
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• 2010

본 연구에서는 퇴비공장 또는 공공시설에서 발생되는 악취폐가스의 대표적인 제거대상 오염원인 암모니아의 효율적 처리를 위하여, 여러 운전 조건 하에서 동 부피의 폐타이어담체와 compost를 충전하고 반송슬러지를 고정한 바이오필터의 암모니아 제거 특성을 조사하고 바이오필터공정의 적정운전조건을 구축하였다. 암모니아를 함유한 폐가스의 처리를 위하여 바이오필터를 30일(2회/1일의 회수로 총 60회 실험) 동안 약 $30^{\circ}C$의 온도조건 하에서 암모니아부하를 $2.18g-N/m^3/h$부터 $70g-N/m^3/h$ 까지 증가시키면서 운전하였다. 바이오필터를 가동하여 I부터 IV 단계까지는 암모니아 제거율이 거의 100%로서, 암모니아부하가 $17g-N/m^3/h$에 이르기까지 거의 모든 암모니아가 제거되었으나, 바이오필터 운전 V 단계에서 암모니아부하를 약 $35g-N/m^3/h$로 증가시켰을 때에 암모니아제거율은 약 80% 정도로 급락하여 암모니아 제거용량이 약 $28g-N/m^3/h$이었다. 그러나 바이오필터 운전 VI 단계에서 암모니아부하를 약 $70g-N/m^3/h$로 두 배로 증가시켰을 때에도 암모니아제거율은 80%를 유지하여 최대암모니아 제거용량이 약 $55g-N/m^3/h$에 달하였다. 이와 같이 본 연구의 최대 암모니아 제거용량은, 분뇨슬러지를 유기담체인 rock wool에 접종하고 Kim 등에 의하여 수행된 바이오필터실험의 최대 암모니아 제거용량인 $1,200g-N/m^3/day$(i.e., $50g-N/m^3/h$)보다 다소 우월하였다. 그러나 본 연구의 암모니아 질소 임계부하는 Kim 등에 의하여 수행된 바이오필터실험의 암모니아 질소의 임계부하인 $810g-N/m^3/day$(i.e., $33.75g-N/m^3/h$)에 미치지 못하였다. 본 연구의 최대 암모니아 제거용량이 Kim 등보다 우월한 이유는 Kim 등에 의하여 사용된 미생물담체보다 본 연구에서 사용한 미생물담체인 폐타이어담체의 코코넛 활성탄분말로 도포된 표면 및 발달된 내부공극이 각각 질산화 및 탈질 미생물이 고정화되기 더욱 쉬운 환경을 제공하기 때문이라고 사료된다.

• KSBB Journal
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• 제24권1호
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• pp.30-40
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• 2009

Aspergillus terreus에 의한 이타콘산 생산 발효공정에서 생산균주의 성장을 어느 정도 제한시킴으로써 배양생리적 특성이 이타콘산 생합성 쪽으로 치우치도록 통계적 방법을 적용하여 itaconic acid의 생산배지 조성을 최적화하는 연구를 수행하였다. 이타콘산은 TCA회로를 거쳐 합성된 cis-aconitic acid의 디카르복실화 반응에 의해 생합성되는 고부가 화학원료물질이다. 우선 One factor at a time (OFAT) 방법을 이용하여 이타콘산의 생산성 증가에 크게 영향을 미치는 중요한 탄소원들로 sucrose, glucose, fructose와 soluble starch를 확인할 수 있었고, 질소원들로는 cottonseed flour와 soybean meal을 찾을 수 있었다. Fractional factorial design을 통하여 이들 6가지 요인들 간의 상호작용의 정도를 확인한 결과 sucrose와 cottonseed flour간의 상호작용의 정도가 가장 컸고, 나머지 요인들 간의 상호작용의 정도는 작거나 혹은 이타콘산 생산에 오히려 부정적인 결과를 나타냈다. 또한 full factorial design (FFD) 실험을 통해 생산배지에 $KH_2PO_4$와 $MgSO_4$가 과량 첨가되면 이타콘산의 생산성이 심각하게 저해됨을 알 수 있었다. FFD의 1차모델식을 근간으로 하여 최급상승법 (steepest ascent method, SAM)을 적용하여 sucrose, cottonseed flour, $KH_2PO_4$ 및 $MgSO_4$의 최적 농도로 향하는 가장 가파른 기울기를 구함으로써, 신속하고 효율적으로 최적 농도지점에 대한 정보를 얻을 수 있었다. SAM이 제시해주는 농도 부근에서 반응표면분석 (response surface method, RSM)을 적용하여 각 배지성분의 농도를 최적화시키기 위해, 2개의 중요한 요인인 sucrose와 cottonseed flour를 이용하여 중심합성계획 (central composite design, CCD) 실험을 수행하였다. 그 결과 이타콘산의 최적 배지 조건은 sucrose 90.4 g/L, cottonseed flour 53.8 g/L인 것으로 관찰되었고, 이 농도에서 이타콘산의 생산성은 초기 사용된 배지에서의 생산성에 비해 약 7배 증가한 4360 mg/l로 나타났다. 이로부터 탄소원 (C)으로 사용한 sucrose와 질소원 (N)으로 사용한 cottonseed flour 간의 C/N 비율이 이타콘산의 생산성에 큰 영향을 미친다는 것을 확인할수 있었다.

• 한국광물학회지
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• 제22권2호
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• pp.139-151
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• 2009

경북 일원에 분포하는 일부 약수탕(7개)의 침전물의 광물학적 특징을 수질과 관련하여 고찰하였다. 약수탕의 수질유형은 $Ca-HCO_3$, $Na(Ca)-HCO_3$, $Ca-SO_4$로 나타난다. 약수의 가장 풍부한 화학성분은 Ca, Fe, $HCO_3\;^-$이다. 대부분의 pH는 5.76${\sim}$6.81 범위를 보이지만, 황수탕의 경우는 예외적으로 pH 2.8의 강산성을 보인다. 수질분석치를 근거로 한 포화지수 계산에 따르면 모든 약수는 철산화물, 철수산화광물에 대하여 과포화상태에 놓여 있어 이들 광물들은 쉽게 침전될 수 있을 것으로 예측된다. 침전물의 입도분석결과에 따르면 침전물은 다양한 입도의 물질로 구성되어 있는데, 이는 수질변화에 민감한 함철광물의 상변화 가능성 또는 여러 광물종의 혼합물의 존재를 지시한다. 대체로 적갈색 침전물의 입자가 연갈색 침전물에 비하여 더 크다. XRD, SEM분석결과 주요 광물들은 페리하이드라이트(2-line type), 슈베르트마나이트, 침철석 및 방해석로 구성되며, 규산염광물과 망간산화물이 소량 수반된다. 대부분의 약수탕에서 가장 풍부한 광물은 페리하이드라이트인데, 이것의 입자크기는 $0.1{\sim}2\;{\mu}m$ 범위이며, 평균 $0.5\;{\mu}m$의 구형의 극미립질이 주를 이룬다. pH가 매우 낮은 황수탕에서는 슈베르트마나이트가 특징적으로 형성된다. 철박테리아의 일종인 Gallionella ferruginea는 신촌약수탕에서 흔하게 관찰되는데, 극미립질 구형의 철산화물 입자들이 Gallionella stalk 표면에 치밀하게 분포한다. 이같은 특징은 Gallionella 박테리아의 활동이 철광물의 형성에 직접적인 영향을 주는 것임을 의미한다. 조사된 약수탕의 수질특징과 침전광물의 형성은 서로 밀접한 관련성을 가지는 것으로 나타났다.

• 한국수산과학회지
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• 제29권4호
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• pp.503-526
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• 1996

1994년 11월 탐양호를 이용하여 동해 극전선역의 11개 정점에서 CTD 관측과 동시에 화학적 성분들의 개괄적 분포특성을 최대 1,000m 깊이까지 조사하였다. 수온, 염분 및 용존산소 등의 수직분포를 보면 정점 C3 및 D5 남쪽으로 $40\~50m$ 두께의 표면 혼합층이 있는 대마난류표층수, 수심 $50\~75m$ 사이의 대마난류 중층수, 200m 수심 부근의 동해중층수, 수심 300m 이하의 동해고유수 그리고 혼합수 등으로 구분 할 수 있었다. 영양염의 경우 표층에서의 낮은 농도는 수은약층 부근에서 매우 빠르게 증가하는 양상이었으며, 그후 동해 중층수 부근의 수층에서 다소 감소가 있었으며 300m 이심에서는 규산염을 제외하고는 일정하였다. 규산염은 수심이 증가할수록 증가하였는데 이는 가장 오래된 수괴인 동해 고유수에서 Si/P의 비율이 25.16으로 가장 높은 것과도 일치하며 규산염의 재생산 속도가 다른 영양염에 비하여 느림을 보여주고 있다. N/P의 비율이 표층에서 평균 18.56으로 다른 해역에 비하여 매우 높았으며, 이는 밀도약층 부근에서의 질산염 공급이 많았기 때문으로 사료된다. 각 정점의 밀도약층에서 계산된 수직확산계수 $(K_z)$는 $0.66\~1.43$ (평균 1.19)$cm^{2}/sec$, 이에 따른 질산염의 공급량은 $73.38\~138.43$ (평균 103.72) ${\mu}g-at/m^{2}/hr$로서 다른 해역에 비하여 매우 높았다. 겉보기 산소이용량 (AOU)은 표층에서 낮았고 저용존산소의 대마난류 중층수에서 증가하였다가 고용존산소의 동해 중층수에서 다소 감소가 있었으며 그후 수심이 증가할수록 증가하였다. 인산염과 AOU $({\triangle}P/{\triangle}AOU)$의 기울기는 0.50이였다. 이러한 영양염 분포와 수괴의 관계는 동해 극전선역에서 영양염류의 순환과정을 종합적으로 이해하는데 있어 중요할 것이다.

• 대한약리학회지
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• 제23권2호
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• pp.101-111
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• 1987

중추신경계 특히 뇌내(腦內)의 무수카린성 콜린 수용체 (mAchR)에 대한 수용체 특성의 연구의 하나로, 물리 화학적 성상에 다른 두 종류의 콜린길항제를 사용하여 서로 다른 두 형태의 조직에서 약물의 작용양상 및 다른 약물과의 상호작용을 정초하였다. 실험동물로는 흰쥐를 일정기간 규정사료를 사육하였고, 사용한 Radioactive ligands는 $(^3H)$ QNB와 $(^3H)$ NMS였으며 그외에 다른 수종의 길항제 또는 효능제와의 치환작용을 brain homogenates와 intact brain cell aggregates에서 관찰하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. $(^3H)$ QNB와 $(^3H)$ NMS는 모두 질량작용의 법칙에 비례하여 수용체와의 결합에서 높은 친화력과 포화를 보였으며 또한 높은 결합 능력을 나타내었다. 더욱이 homogenates 제제와 intact cell aggregates제제에서의 결과 사이에는 유사한 점이 많았다. 2. Homogenates제제를 사용한 실험에서, 제 3 급아민콜린길항제인 QNB, atropine과 scopolamine 또는 제 4 급 암모늄골린 길항제인 methylatropine과 methylscopolamine을 사용하여 위의 radioactive ligands와의 치환작용을 검토하였다. $(^3H)$ NMS 실험군에서는 제 3 급아민 및 제 4 급 암모늄길항제 모두가 구조의 구별없이 질량작용의 법칙에 따라 치환되었으나 $(^3H)$ QNB 실험군에서는 제 4급 암모늄콜린 길항제들을 단일성(unity)이 아닌 높고 낮은 두 종류의 친화도를 가진 결합부위의 양상을 나타내었다. 또 비특이성 콜린길항제인 pirenzepine을 사용한 실험군에서는 두 ligands을 모두 치환시켰고 서로 다른 결합부위가 있음을 보였다. 3. Intact cell aggregates 제제를 사용한 실험에서, $(^3H)$ NMS와 $(^3H)$ QNB 모두 homogenates 제제에서와 같은 양상의 반응을 보였다. 또 $(^3H)$ NMS를 radioligand로 하여 수종의 콜린길항제와 수종의 콜린 효능제를 사용하여 약물 상호작용으로 수용체의 성질을 검토하였다. 그 결과 콜린 길항제들은 질량작용의 법칙에 따라 치환되었으나 콜린 효능제 투여군에서는 높고 낮은 두 종류의 다른 친화력의 결항부위를 나타내었다. 4. 위의 실험의 결과로,(a) 친유성콜린 길항제인 $(^3H)$ QNB는 친수성 콜린길항제인 $(^3H)$ NMS보다 훨씬 높은 결합능력을 보였으며 이것으로 수용체 특히 mAchR의 존재 장소 또는 mAchR의 형상의 일부는 세포막 표면 뿐 아니라 세포막내의 어떤 부위와도 관계가 되는 것으로 간주되는데 이것이 $(^3H)$ QNB가 $(^3H)$ NMS보다 높은 최대 결합능력 $(B_{max})$을 나타낼 이유이다. (b) 두 종류의 다른 제제에서 우리는 같은 양상의 결과를 관찰하었기에 결점이 많은 homogenates 제제보다는 intact cell aggregates 제제를 수용체 연구에 대한 새로운 실험모형(experiment model)으로 사용할 수 있는 가능성을 제시하고자 한다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제14권4호
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• pp.343-356
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• 2016

한국원자력환경공단에서는 국내 경수로 원전에서 발생한 사용후핵연료를 건식으로 저장하기 위하여 안전성을 최우선으로 국내/외 기술기준을 준수하여 금속겸용용기를 개발하였다. 이러한 금속용기는 50년 동안 주요 안전성요소(구조, 열제거, 격납, 임계방지, 방사선차폐 등)에 대한 건전성을 유지하고, 운영기간 중 유지보수 과정에 폐기물의 발생을 최소화 하고 이를 안전하게 관리할 수 있도록 설계하였다. 본 논문은 설계수명이 종료된 금속용기 본체 및 내/외부 구조물에 대한 방사화 평가를 통해 정량적인 방사능 재고량에 대한 정보를 제공한다. 본 논문에서는 금속용기 본체 및 구성품의 방사화 방사능 재고량은 MCNP5 ORIGEN-2 평가체계를 이용하여 계산하였으며, 각 구성품의 화학조성, 중성자속 분포, 반응률 및 저장기간 동안 중성자조사 기간을 반영하여 평가하였다. 평가결과, 설계수명 이후 10년 경과시 모든 금속재질에서 $^{60}Co$의 방사능이 기타 핵종들에 비하여 가장 큰 방사능을 띄는 것으로 나타났으며, 중성자차폐체인 수지에서는 수명직후 $^{28}Al$ 및 $^{24}Na$등의 고에너지 감마선을 방출하는 핵종은 반감기가 짧아 0.5년 이후에는 무시할 수 있는 수준으로 나타났다. 또한, 사용후핵연료 제거후 캐니스터 및 금속용기 본체에 대한 표면 선량률 평가결과, 상당히 낮은 값을 나타내어, 해체 시 작업자가 받는 피폭선량은 무시할 수 있는 수준으로 평가되었다. 본 평가방법은 사용후핵연료 금속겸용용기 해체 시 계획의 수립 및 해체작업 종사자의 피폭선량 예측, 방사성폐기물의 관리/재활용 등의 기본자료로 활용할 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국해양학회지
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• 제24권3호
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• pp.132-147
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• 1989

제주도 서남해역의 83개 정점의 표면퇴적물 시료와 55개 정점의 해수시료의 입도분석, 지화학적분석, 광물분석 및 총부유물질 분석을 각각 실시하였다. 연구해역의 북부지역은 소량의 역을 함유한 조립질과 니 점토질인 세립질 퇴적물이 혼합된 분포를 하고, 중남부지역에는 비교적 세립질인 사 니질형이 넓은 지역에 걸쳐 분포하며, 특히, 조사지역 남동부 끝 및 북부해역 일부 지역에는 소규모의 점토대도 존재한다. 해수 중의 총부유물질의 분포 양상은 제주도 연안 및 서쪽 외해에서는 비교적 낮은 함량을 포함하나, 서북쪽 외해와 남서쪽 외해로 향함에 따라 점차 증가하는 경향을 보인다. 분석된 14종의 지화학적 원소성분 중 Mn, Al, Zn, Cr, Cu, Sn은 남부지역 세립질 형이 분포하는 곳에서 그리고 Ca, Mg, Ag은 북부에서 높으며, 그 외 Ni, Na, Co, Fe, Pb은 비교적 균일하게 분포한다. 경광물은 소흑산도와 제주도 및 소코트라 암초(Socotra Rock) 부근에서는 Na-Ca 장석이 K-장석보다 많고, 암편의 양도 타지역에 비해 많으며, 추자도 주변해역에서는 K-장석이 높은 함량치를 보여 이곳 퇴적물 중의 일부는 인접 육지에서 운반 퇴적된 것으로 보여진다. 추자도 주변 및 제주도 북부해역의 니질퇴적물은 X-선 회절 분석 결과, 방해석 피크 강도가 약하고 녹니석과 고령토 함량이 다소 높아 이는 인접 육지지역의 지질을 잘 반영하며 한편, 소흑산도 주변 및 조사지역 남동쪽 끝 니와 점토대에서는 뚜렷한 방해석 피크가 존재하여 이 지역 세립질 퇴적물 중의 일부는 황하기원인 것으로 추정된다. 특히 소흑산도 주변, 제주도 북부 및 소코트라 암초 동부 시료에서 스멕타이트 함량이 다소 높은 경향을 보이는데 이는 인접 육지 지역의 화산활동과 관계가 있는 것으로 사료된다.

• 공업화학
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• 제28권1호
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• pp.101-111
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• 2017

광물탄산화 기술은 천연광물 및 산업부산물에 포함된 칼슘이나 마그네슘을 이산화탄소와 반응시켜 탄산염을 생성하는 기술로 이산화탄소를 열역학적으로 안정한 형태로 저장할 수 있는 기술이다. 본 연구는 철강슬래그를 이용한 이산화탄소 저감 및 추출 후 슬래그 재활용을 통해 환경적 부담 및 공정 비용 절감을 절감할 수 있는 광물탄산화 상용화 기술 개발을 목표로 설정하였다. 추출 용매(염화암모늄)를 사용하여 괴재 및 전로슬래그로부터 칼슘을 추출하고 추출된 칼슘을 이산화탄소와 반응시켜 순도 98% 이상의 탄산칼슘을 합성하였다. 또한 칼슘 추출 후 슬래그를 건축자재(패널)로 활용하는 기술을 개발하였다. 슬래그의 칼슘 추출효율에 따라 상이한 결과를 보였지만 광물탄산화 전체 공정에 있어 중량 비(약 80-90%)를 차지하는 칼슘 추출 후 슬래그(잔여슬래그)의 활용을 통해 광물탄산화 공정으로부터 배출되는 산업부산물의 양을 최소화하고자 하였다. 잔여슬래그는 시멘트 패널 제작에 활용되는 규사미분 대체 물질로서 이용하였고 기존 시멘트 패널과 물성평가(압축강도 및 휨강도)를 상호 비교하였다. 용액 내 칼슘 농도는 유도결합 플라즈마 분광분석기(Inductively coupled plasma optical emission spectrometer, ICP-OES)를 사용하여 분석하였다. 합성한 탄산칼슘은 X선 회절 분석법(X-ray diffraction, XRD)을 이용하여 결정학적 특성 및 정량 분석하였고 주사 전자 현미경(Field emission scanning electron microscope, FE-SEM)을 사용하여 표면 형상을 확인하였다. 시멘트 패널평가는 KS L ISO 679에 준하여 패널 제작 및 패널의 압축강도와 휨강도를 측정하였다.