• Journal of Ecology and Environment
• /
• 제44권4호
• /
• pp.212-221
• /
• 2020

Background: Rapid industrialization has caused various impacts on nature, including heavy metal pollution. However, the impacts of industrialization vary depending on the types of industrializing activity and surrounding environment. South Korea is a proper region because the rapid socio-economical changes have been occurred since the late nineteenth century. Therefore, in this study, we estimate the anthropogenic impacts on an ecosystem from a sediment core of Yonghwasil-mot, an irrigation reservoir on the western coast of Korea, in terms of heavy metal concentrations, nutrient influx, and pollen composition. Results: The sediment accumulation rate (SAR) determined by 210Pb geochronology showed two abrupt peaks in the 1930s and 1950s, presumably because of smelting activity and the Korean War, respectively. The following gradual increase in SAR may reflect the urbanization of recent decades. The average concentrations of arsenic (As), copper (Cu), and lead (Pb) during the twentieth century were > 48% compared to those before the nineteenth century, supporting the influence of smelting activity. However, at the beginning of the twenty-first century, the As, Cu, and Pb concentrations decreased by 19% compared to levels in the twentieth century, which is coincident with the closure of the smelter in 1989 and government policy banning leaded gasoline since 1993. The pollen assemblage and nutrient input records exhibit changes in vegetation cover and water level of the reservoir corresponding to anthropogenic deforestation and reforestation, as well as to land-use alteration. Conclusions: Our results show that the rapid socio-economic development since the twentieth century clearly affected the vegetation cover, land use, and metal pollutions.

• 청정기술
• /
• 제27권2호
• /
• pp.139-145
• /
• 2021

본 연구의 목적은 건식 공정을 통해 폐전지에서 금속을 회수하는 것이다. 특히, 열처리 온도를 변수로 하여 공정 중에 발생되는 액상 및 기상상태의 생성물과 공정 후에 회수되는 고상상태의 생성물에 대하여 정성 및 정량적으로 분석하여 비교하였다. 폐전지의 커버를 제거한 후, NaCl 용액에 존치하여 방전시켰다. 폐전지를 파쇄과정을 통하여 가루형태로 만들어서 산소 분위기의 튜브 전기로에서 폐전지의 용융실험을 수행하였다. 리튬이온 폐전지는 반응온도 850 ℃에서 고체상태 생성물의 회수율은 80.1 wt%이었고, 주성분은 27.2 wt%의 코발트이었으며 그 외 리튬, 구리, 알루미늄 등이 미량 존재하였다. 니켈-수소 폐전지는 반응온도 850 ℃에서 회수율이 99.2 wt%로 건식공정으로부터 손실되는 금속이 거의 없었으며 약 37.6 wt%의 니켈이 주성분이었다. 그 외, 철을 포함하여 여러 금속을 가지고 있다. 니켈-카드뮴 폐전지는 온도가 증가할수록 카드뮴이 기화되면서 회수율이 65.4 wt%까지 낮아진다. 반응온도 1050 ℃에서 회수된 고체상태의 주 금속성분은 41 wt%의 니켈과 12.9 wt%의 카드뮴이었다. 또한 니켈-카드뮴 폐전지는 다른 이차 폐전지로부터 검출되지 않은 벤젠과 톨루엔 성분이 기체상태의 생성물에서 검출되었다. 본 연구 결과는 폐 이차전지의 건식 리사이클링 공정 연구에 기초 자료로서 활용 가능하다.

• 자원리싸이클링
• /
• 제30권3호
• /
• pp.18-29
• /
• 2021

백금족 금속(Platinum Group Metals, PGMs)은 화학적 저항성은 물론 전기·열전도성이 뛰어나 촉매, 전자기기, 전극, 전기기기, 연료전지, 고온 소재 등 광범위한 응용 분야에 사용된다. 일반적으로 백금족 금속은 구리와 니켈의 황화광과 관련되어 있으므로 백금족 금속의 상대적인 농도에 따라 주산물로 생산되거나 니켈과 구리의 부산물로 생산된다. 특히 이러한 자원들은 남아프리카와 러시아 같은 나라들에 편재되어 있으며, 백금족 금속의 연간 공급량은 500톤 미만이다. 이와 같은 백금족 금속의 한정된 공급량을 고려하면 향후에 백금족 금속의 공급 리스크가 증가할 것이다. 따라서 폐촉매와 같은 2차 자원으로부터 백금족 금속을 회수하는 것이 매우 중요하다. 본 논문에서는 백금족 금속의 제련 기술과 리사이클링 기술에 대하여 고찰하였다.

• 한국광물학회지
• /
• 제10권2호
• /
• pp.139-147
• /
• 1997

The Janghang smelter is the first lead, zinc and copper smelting facility in Korea which was operated for a half century from 1936 to 1989. The clay minerals and their heavy metal association in the soil profile around the smelter have been studied using XRD, EPMA, SEM-EDS, TEM, EPR and sequential extraction techniques. The soils in A horizon are highly acidic showing pH 4.45. The pH is going up with increasing depth. They have residual water contents of 1.18-1.51 wt%, loss on ignition of 6.32-7.79 wt%, and carbon contents of 0.08-0.88 wt%. Soils consist of quartz, feldspar, muscovite, kaolinite, vermiculite, biotite, chlorite, goethite and hematite in the decreasing abundance. The contents of clay minerals, especially vermiculite and chlorite, decrease with increasing depth. Sequential extraction experiments for the profile samples show that heavy metals (Zn, Cu, Pb, Cd) are highly concentrated in the A horizon of the soil profile as water-extractable (mostly amorphous), MgCl2-extractable (exchangeable in clay minerals), and organic phases. The heavy metal contents decrease with increasing depth. It suggests that the heavy metals are mainly associate with clay minerlas in an exchangeable state. It is also noted that heavy metals are highly concentrated in the manganese and iron oxide phases.

• 헤리티지:역사와 과학
• /
• 제43권3호
• /
• pp.102-121
• /
• 2010

회암사지에서 출토된 3점의 금탁에 대한 성분조성과 미세조직을 분석하여 조선초기 금탁(琴鐸)을 제작하기 위한 주조방법과 가공처리 기술에 대해 살펴보았다. 분석결과 구리, 주석, 납을 주성분으로 하며, 그 비율은 평균 85 : 8 : 7로 나타났다. 주성분인 구리, 주석, 납을 제외한 10개의 원소가 0.3% 이하의 적은 양으로 검출되어 비교적 잘 정련된 구리소재가 사용되었음을 알 수 있다. 또한 검출된 10개의 미량 원소 중 황과 철은 공급된 구리소재의 원광석으로 황동광이나 휘동광 등 황이 포함된 광석일 가능성을 보여준다. 주조방법으로 사형주조법이 적용되었으며, 방법은 먼저 주물사로 틀을 만들고, 여기에 거푸집을 종 모양대로 세워놓고 구리-주석-납을 용해시킨 청동 주물을 정수리에서 하륜부 방향으로 부어 본체를 만들었다. 형태가 완성된 뒤에는 표면 가공을 위한 추가적인 열처리 없이 가질 작업을 통해 표면을 정리하였다. 모든 가공처리 공정이 마무리된 뒤에는 정수리 부분에 풍판을 연결시키기 위해 철제 연결고리를 끼우고, 그 부분에만 용해된 청동 주물을 부어 고정시켰다. 금탁의 표면에 음각된 명문의 새김법은 축조각과 모조각 기법이 각각 다르게 사용되었고, 획순과 서체에서 차이가 나는 점에 비추어 명문 조각에는 다수의 장인이 동원된 것으로 보인다. 청동기 제작기술의 변천과정을 입증할 만한 사료나 이와 관련된 연구 성과물이 매우 부족한 현 실정에서 제작 연대와 제작 주체가 명확한 금탁에 대한 과학적인 조사연구는 향후 청동기 제작기술 체계의 전반적인 흐름을 이해하는 데 있어서 중요한 자료이다.

• 한국토양비료학회지
• /
• 제47권6호
• /
• pp.391-397
• /
• 2014

Acid mine drainage occurrence is a serious environmental problem by mining industry; it usually contain high levels of metal ions, such as iron, copper, zinc, aluminum, and manganese, as well as metalloids of which arsenic is generally of greatest concern. It causes mine impacted soil pollution with mining and smelting activities, fossil fuel combustion, and waste disposal. In the present study, three bacterial strains capable of producing urease were isolated by selective enrichment of heavy metal contaminated soils from a minei-mpacted area. All isolated bacterial strains were identified Sporosarcina pasteurii with more than 98% of similarity, therefore they were named Sporosarcina sp. KM-01, KM-07, and KM-12. The heavy metals detected from the collected mine soils containing bacterial isolates as Mn ($170.50mg\;kg^{-1}$), As ($114.05mg\;kg^{-1}$), Zn ($92.07mg\;kg^{-1}$), Cu ($62.44mg\;kg^{-1}$), and Pb ($40.29mg\;kg^{-1}$). The KM-01, KM-07, and KM-12 strains were shown to be able to precipitate calcium carbonate using urea as a energy source that was amended with calcium chloride. SEM-EDS analyses showed that calcium carbonate was successfully produced and increased with time. To confirm the calcium carbonate precipitation ability, urease activity and precipitate weight were also measured and compared. These results demonstrate that all isolated bacterial strains could potentially be used in the bioremediation of acidic soil contaminated by heavy metals by mining activity.

• Ocean and Polar Research
• /
• 제31권2호
• /
• pp.167-176
• /
• 2009

Cobalt-rich manganese crusts on seamounts have received an increasing amount of attention as future resources for Co, Ni, Cu, and Mn. A dearth of detailed information regarding the relevant distribution characteristics, mining technologies, and ore processing technologies, however, has precluded potential evaluations of the technical and economic advantages of these crusts. In the past 4 years, Korea has undertaken a survey of the cobalt-rich manganese crusts in and around the Magellan Seamount and Mid-Pacific Mountains. This paper introduces the preliminary feasibility study of the distribution features and R&D results centered around the development of the cobalt-rich manganese crusts. The evaluation model was developed by modifying the model for the manganese nodules. In addition to considering the geological and geophysical differences between the manganese nodules and the cobalt-rich manganese crusts, an ore dressing subsystem was installed in the model. The mining subsystem is composed of a self-propelled collector--a pipeline with submersible hydraulic pumps for crust lifting. The smelting and chlorine leach method was selected for metallurgical processing. The production scales were established at 2,500t/y of cobalt metal. The production of three metals--cobalt, nickel, and copper--was considered in terms of metallurgical processing. The economic feasibility analyses demonstrated that the payback period was 11.4 years, the NPV was 36M$, and the IRR was 9.6% with the economic factors in the case of a cobalt price of US$ 25/lb. It was also demonstrated in this study that the payback period was 8.6 years, the NPV was 154M$, and the IRR was 14.0% in the case of a cobalt price of US$ 30/lb. This indicates that the approach under consideration appears to offer greater potential given the predicted metal prices.

• 자원리싸이클링
• /
• 제28권5호
• /
• pp.30-41
• /
• 2019

아연의 전세계 생산량은 약 1,300만 톤 정도이며, 철, 알루미늄, 구리에 이어서 네 번째로 많이 사용되는 금속이다. 아연을 리사이클링하여 2차지금을 생산하는 경우 광석으로부터 1차지금을 생산하는데 필요한 에너지의 약 75 %를 절약할 수 있으며, $CO_2$ 발생량은 약 40 %를 절감할 수 있다. 그러나 아연의 주 용도가 철강재의 도금용이기 때문에 아연의 리사이클링율은 약 25 % 수준으로 다른 금속보다 낮은 수준이다. 아연의 리사이클링 원료에는 제강분진, 황동 제조시에 발생하는 분진, 비철금속의 제조공정에서 발생하는 슬러지, 아연 잉곳의 재용해나 용융아연도금을 할때 생성되는 드로스, 폐건전지, 그리고 금속성 스크랩 등이 있다. 제강분진과 폐건전지가 가장 활발하게 리사이클링 되고 있다. 이러한 리사이클링 공정의 대부분은 건식제련법을 응용하고 있으나, 최근에는 건식과 습식의 복합처리에 관해서도 많은 관심이 주어져 있다.

• 자원리싸이클링
• /
• 제31권1호
• /
• pp.12-20
• /
• 2022

폐리튬이온전지를 용융환원시키면 구리, 코발트, 철, 망간, 니켈 및 규소를 함유한 금속합금을 얻는다. 금속합금의 황산침출용액에서 상기 금속을 분리하기 위한 공정을 개발하여 발표하였다. 이 공정에서는 철(III)과 구리(II)를 분리하기 위해 이온성액체를 사용하였다. 본 연구에서는 이온성액체를 대체하기 위해 D2EHPA와 Cyanex 301을 추출제로 사용했다. 철(III)과 구리(II)는 황산침출액으로부터 0.5 M의 D2EHPA에 의한 3단의 교차추출 및 0.3 M의 Cyanex 301로 분리하는 것이 가능했다. 유기상으로부터 철(III)과 구리(II)의 탈거는 각각 50%와 60%의 왕수로 가능했다. 연속실험의 물질수지로부터 금속의 회수율과 순도는 99%이상으로 확인되었다.

• 환경영향평가
• /
• 제24권6호
• /
• pp.549-560
• /
• 2015

농공단지에 입주제한된 31개 업종의 업종별 배출특성에 따른 화학적 유해성을 근거로 업종별 환경영향을 계량화하여 입지규제 우선순위을 도출하였다. 농공단지에 입주제한된 31개 업종의 환경상의 악영향과 환경기술발전에 따른 환경유해성 저감을 동시에 고려한 합리적 토지이용 관리방안을 수립하기 위하여 업종별로 수계, 토양 및 대기의 매체별 배출량 및 배출물질 $LC_{50}$ 자료에 의해 산정된 인체위해성과 생태위해성을 노출평가와 독성평가로 분석하는 화학적 등급화기법(CRS : Chemical Ranking and Scoring System)에 PRTR (Pollutant Release and Transfer Registers) 자료를 활용하였다. 농공단지 폐수배출관련 31개 업종에 대한 환경유해성을 도출한 결과에 의하면 2012년 기준으로 도금 착색 및 기타 표면처리강재 제조업, 생물학적 제제 제조업, 동 제련정련 및 합금 제조업, 솜 및 실 염색가공업, 그외 기타 1차철강 제조업, 기타 비철금속 압연압출 및 연신제품 제조업 등 6개 업종은 환경영향 점수가 상대적으로 낮게 산출되어 제조공정상에서 특정수질유해물질을 배출허용기준 이하로 배출된다고 인정하는 경우에 농공단지 입주제한을 완화시킬 수 있는 업종으로 평가된다.