• 자원리싸이클링
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• 제33권1호
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• pp.58-68
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• 2024

핵심광물인 니켈, 코발트, 리튬은 NCM계 리튬이온배터리(이하 LIB)의 양극소재로 알려져 있다. 탄소중립 기조에 따라 전기자동차의 보급량 증가로 핵심광물 수요도 증가할 것으로 예상된다. 하지만, LIB용 핵심광물 Li, Co, Ni의 수요대비 공급 부족으로 인해, 폐리튬이온배터리(EOL LIB)의 리싸이클링 수요가 증가할 것으로 예상된다. EOL LIB(폐 LIB) 재활용은 유해화학물질 무기산 침출제인 염산(HCl), 질산(HNO₃), 황산(H₂SO₄)을 침출공정에 적용하여 재활용한다. 본 연구에서는 친환경 대체침출제 메탄술폰산(이하 MSA)의 적용 가능성을 검토하였다. 또한, 침출제 농도, 환원제 농도, 침출시간, 광액농도(P/D), 온도 등의 침출인자가 NCM Black mass 침출에 미치는 영향을 연구하였다. 침출실험 결과, 침출제와 환원제 농도, 침출시간, 침출온도가 증가함에 따라 목적금속 Ni, Li, Co, Mn의 침출률이 향상됨을 확인하였고, 금속의 최대 침출률은 80℃에서 99% 이상으로 나타났다. 또한, MSA는 NCM Black mass 대상 침출에 적용하여 Ni, Li, Co, Mn을 회수할 수 있음을 확인하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제32권3호
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• pp.29-37
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• 2016

최근 개발된 자기치유 그라우팅(SSG, self-healing smart grouting)공법은 지반의 내구성 및 차수성의 향상, 용탈 및 환경오염 방지 등의 특성을 가지고 있다. 이 연구는 SSG공법의 공학적 특성을 규명한 것으로써 기존 약액주입(LW, SGR)공법과의 공학적 특성을 비교하기 위해 겔타임 측정, 일축압축강도 시험, 투수 시험, 어독성 시험, 내화학성 시험을 수행하였다. 연구결과, SSG공법은 장 단기 차수성능 유지, 강도 발현, 내구성 확보에 유리하고 용탈에 의한 지하수 및 지반의 오염 가능성이 낮은 것으로 나타났다. 이를 통해 SSG공법은 기존 약액주입공법의 문제점들을 최소화할 수 있는 대체 공법으로 현장에 적용이 가능할 것으로 판단된다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제11권12호
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• pp.13-18
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• 2010

본 연구는 최근 개발된 실리카졸 그라우팅재의 환경영향성 및 내구성을 규명한 것으로써 연구에 사용된 그라우트재는 3차원 겔 형성재인 실리카졸 그라우팅제와 규산나트륨 그라우팅제에 대한 공학적 특성을 비교하기 위하여 전자현미경 촬영, 내화학성시험, 용탈시험, 투수시험 등을 통해 친환경성과 내구성을 규명하고자 하였다. 전자현미경 촬영 결과 실리카졸 그라우팅제의 표면 및 내부조직이 규산나트륨보다 치밀함을 확인할 수 있었다. 용탈시험 결과 용탈되는 원소의 총량도 극히 작아 친환경적인 재료임을 입증되어 지반주입재로써 적용성을 확인하였다. 투수시험 결과 실리카졸이 차수성면에서 현장에 적용하는데 무리가 없다고 판단되어 차수성을 요구하는 현장에 적용이 가능하다고 판단된다.

• 한국결정성장학회지
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• 제17권2호
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• pp.82-89
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• 2007

붕규산염계 유리에 EAF Dust를 $40{\sim}80wt%$ 첨가하고 후 용융하여 유리를 제조한 후 $700^{\circ}C$/10hr으로 열처리하여 결정화유리 시편을 합성하였다. FT-IR, SEM, 그리고 EDS 분석을 통하여 조성 및 열처리 조건에 따른 시편내 결정상 및 결합상태 변화를 관찰하고, 이를 TCLP(Toxic Characterization Leaching Procedure) 실험에서 얻은 결과와 연계시켜 시편의 화학적 내구성을 연구하였다. 유리에 더스트 첨가량이 증가함에 따라 FT-IR 스펙트럼 상의 가교산소 진동피크($1050{\sim}1060cm^{-1}$)와 비가교산소 진동피크($960cm^{-1}$)가 합쳐진 넓은 피크($1000cm^{-1}$ 부근)가 저파수쪽으로 이동하였다. 동시에 boroxol ring의 $B_2O_3$ 구조가 tetrhedral-, trigonal- 그리고 di-borate로 변화되는 것을 확인하였다. 결정화유리 시편에서 Fe-O 피크가 확인되었으며 이는 spinel이 생성되었다는 XRD 결과와 일치하였다. TCLP를 행한 유리시편의 표면은 균열이 심하였으나 결정화유리는 큰 변화가 없어, 결정상 생성이 화학적 내구성을 향상시킴을 확인하였다. Fe의 용출량은 더스트가 80wt% 첨가된 결정화유리의 경우, 유리시편에 비하여 1/15로 감소하였다. Zn은 더스트 첨가량이 70wt% 이하인 결정화유리에서 용출량이 유리에 비해 높았으나 80wt% 이상 시편에서는 유리보다 감소하였고 이는 willemite 생성과 연관이 있는 것으로 사료된다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제52권1호
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• pp.109-114
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• 2020

This work presents the results of laboratory scale tests of the CARBOFLUOREX (CARBOnate FLUORide EXtraction) process - a novel technology for the recovery of U and Pu from the solid fluorides residue (fluorination ash) of Fluoride Volatility Method (FVM) reprocessing of spent nuclear fuel (SNF). To study the oxidative leaching of U from the fluorination ash (FA) by Na₂CO₃ or Na₂CO₃-H₂O₂ solutions followed by solvent extraction by methyltrioctylammonium carbonate in toluene and purification of U from the fission products (FPs) impurities we used a surrogate of FA consisting of UF₄ or UO₂F₂, and FPs fluorides with stable isotopes of Ce, Zr, Sr, Ba, Cs, Fe, Cr, Ni, La, Nd, Pr, Sm. Purification factors of U from impurities at the solvent extraction refining stage reached the values of 10⁴-10⁵, and up to 10⁶ upon the completion of the processing cycle. Obtained results showed a high efficiency of the CARBOFLUOREX process for recovery and separating of U from FPs contained in FA, which allows completing of the FVM cycle with recovery of U and Pu from hardly processed FA.

• 한국세라믹학회지
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• 제43권2호
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• pp.136-141
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• 2006

The stabilizing behavior of heavy metals in the silicate glass containing Electric Arc Furnace dust (EAF dust) were studied by the Toxic Characterization Leaching Procedure (TCLP) test, and the change of crystalline phase and glass network structure were investigated as a function of EAF dust content added. The glass containing EAF dust of $30\;wt\%$ an oxygen/network former ratio(R) of $2\~3$ allowing a fairly stable network structure thus showed much lower heavy metal leaching concentration than that for containing EAF dust above $50\;wt\%$ at TCLP test. For the glass containing EAF dust $50\~60\;wt\%$, however, the R was over 3, which weakened the glass network structure and increased the heavy metals leachate. Adding the EAF dust to a glass decreased the degree of Si-O-Si symmetry and increased the number of non-bridging oxygen, which decreased the chemical durability of glasses. When the dust content in a glass was over $70\;wt\%$, the Zn and Fe ions reacted to form the spinel crystal rather than to bind to network structure of glass and leaching concentration of those ions from the specimen decreased, so the spinel phase could be attributed to lowering a heavy metal leaching.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2001년도 The 6th International Symposium of East Asian Resources Recycling Technology
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• pp.526-531
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• 2001

LD slag, that is, a by-product of steel making process, has been mainly used as land construction materials. Recently, the seashore application of LD slag was tried in Japan and Korea tut the reaction between LD slag and seawater was not studied yet. We tried to clarify the leaching reaction and/or mechanism of LD slag and the reaction between seawater and LD slag. We tried to apply these results to the decarbonization of seawater for seawater magnesia process. At first, LD slag was milled and classified into 5 grades, that is, (ⅰ)45${\mu}{\textrm}{m}$ under, (ⅱ)0.25~0.5mm (ⅲ)0.5~1mm(ⅳ)1~2mm, (ⅴ)2.36~3.35mm. These slags were leached in the distilled water. In case of 45${\mu}{\textrm}{m}$ under, the pH of the leached solution was over 12. The chemical analysis of leached solution showed that the $Ca^{+}$$^2$was main component and the S $i^{+}$$^4$was very low. On the other hand, the content of S $i^{+}$$^4$in leached solution was decreased with the increase of pH of this solution. The nearly pure calcium solution was made and the ultra high purity MgO could be made with this calcium solution. The leaching behavior of LD slag was different between the fine particle and coarse particle. The calcium was leached by bulk dissolution in the coarse particle and by surface controlled reaction in fine particle. The leaching rate was slow in coarse particle and fast in fine particle. Therefore, the high pH solution, that is, over 12, was obtained in fine particle.cle.e.

• 한국환경과학회지
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• 제27권7호
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• pp.561-575
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• 2018

Agricultural soils around springwaters heavily affected by pesticide run-off and around wells considering the regional characteristics were collected at 24 stations in Jeju Island, and the physicochemical properties and adsorption and leaching characteristics of four nonionic pesticides (diazinon, fenitrothion, alachlor, and metalaxyl) were investigated. The values of the major soil factors affecting the adsorption and leaching of pesticides, namely, soil pH($H_2O$), organic matter content, and cation exchange capacity (CEC), were in the range of 4.64 ~ 8.30, 0.9 ~ 13.1% and 12.7 ~ 31.7 meq/100 g, respectively. The Freundlich constant, $K_F$ value, which gives a measure of the adsorption capacity, decreased in the order of fenitrothion > diazinon > alachlor > metalaxyl, which was identical to their lower water solubility. Among the collected soils, the $K_F$ value was very highly correlated with organic matter content ($r^2=0.800{\sim}0.876$) and CEC ($r^2=0.715{\sim}0.825$) and showed a high correlation with clay content ($r^2=0.473{\sim}0.575$) and soil pH($H_2O$) ($r^2=0.401{\sim}0.452$). The leaching of pesticides in the soil column showed a reverse relationhip with their adsorption in soils, i.e., the pesticides leached more quickly for the soils with lower values of organic matter content and CEC among the soils and for the pesticides with higher water solubility.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제11권6호
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• pp.77-83
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• 2010

본 연구에서는 화력발전소에서 발생한 바텀애쉬를 성토재로 사용하기 전 환경에 미치는 영향을 평가하고자 하였다. 바텀애쉬에 대한 기본 물성치는 공업분석, 원소분석, XRD, XRF를 통해 구하였고, 폐기물 용출실험, 토양오염 공정실험을 통해 바텀애쉬에 대한 폐기물 분류 및 토양오염 가능성을 평가하였다. 위 용출실험 결과는 국내 수질환경기준 및 지하수 수질기준과 비교하였고 수질오염의 가능성은 없는 것으로 평가되었다. 측정된 대부분의 중금속은 검출한도 이하였으며 $Cr^{6+}$의 경우 미량이 검출되었으나 기준치 이하였다. 컬럼실험에서는 Pb, Zn 및 황산염이 기준치를 초과하였으나, Pb과 Zn은 1 PVE 전에 모두 기준치 이하로 감소하였고 황산염은 기준치 이하로 감소하는데 최대 8 PVE의 시간이 소요되었다. 중금속의 경우 대부분이 기준치 이하이므로 문제가 없으나 황산염은 기준치를 10배 정도 초과하므로 사용에 주의를 요한다.

• 자원리싸이클링
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• 제4권3호
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• pp.32-39
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• 1995

중유회의 소각재로부터 바나듐과 니켈을 회수할 목적으로 본 연구에서는 중유회 소각재의 물리 화학적 특성 및 침출특성을 조사하였다. 소각재의 물리 화학적 특성은 성분분석, 주사전자현미경에 의한 형태관찰 및 X선 회절실험을 통하여 조사하였고, 소각재중의 바나듐과 니켈의 침출특성은 물과 황산용액에 대하여 행하였다. 실험결과 중유회 소각재의 주요 구성물질은 $V_4$O, $V_2$O4, $NaVO_3$, $Ni_3$($VO_4$)$_2$, $Fe_2$$O_3$, $CaSO_4$, $SiO_2$로, 수용성 물질이 적어 수침출에 의해서는 소량의 바나듐만이 침출되었다. 한편, 황산침출이나 고온고압하에서의 황산침출은 중유회 소각재로부터 바나듐과 니켈을 추출하는데 효과적인 방법이었다. 황산침출의 경우(pH 0.5, 9$0^{\circ}C$) 바나듐과 니켈의 침출율은 각각 99%와 45%였고, 고온고압하의 황산침출의 경우 (pH 1.0, $200^{\circ}C$, 60 psi) 바나듐과 니켈의 침출율은 각각 86%와 75%를 나타내었다.