• 제목/요약/키워드: Leaching material

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가상체액에 대한 광물약의 반응특성 모델링 ; 위액-주사 반응과 수은착물의 농도 (A Study for Medical Mineral Reaction Controls on Artificial Body Fluid Composition: Gastric Juice-Cinnabar Reaction and Concentration of Mercury Complex)

  • 박맹언;김선옥
    • 한국광물학회지
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    • 제12권1호
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    • pp.43-53
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    • 1999
  • The medical mineral menas a single mineral or a complex of minerals. It is natural material. using the medical action of he major or the minor elements, and traditional medicine stuff which has been used since long time ago. Jusa, cinnabar as the mineral name, is the product of the hydrothermal process. It is used to relax the body and cure high blood pressure, apoplexy and cardiopathy. Jusais the major component of "An shin hwan" and "Woo hwang chung shim hwan" nowadays because it has such an excellent calm effect. In addition, it is used to cure cancers such as esophageal cancer and gastric cancer. Jusa composed of mercuric sulfide causes mercury poisoning such as Minamata disease. It is dealt with mineralogical property and chemical composition medical stuff in Korea and China, as well asmercury poisoning and medical action of Jusa in this study. In order to predct accumulation of the interior of the body of the major and minor elements in Jusa, leaching experiment of Jusa by artificial gastric juice was done as well as thermodynamic reaction modelling to know concentration of each species of body fluid. The minor elements of 24 species such as As, Pb, Cd, a and Fe by leaching reaction of Jusa and artificial gastric juice were leached. We can know the fact that as is less than 1 ppm, Hg is less than 25 ppm and Cd and m are not detected. In addition, mercury exists as species of Hg2+, HgCl+, HgCl2, HgCl3-, HgCl42-, HgClOH, HgS(H2S)2, Hg(HS)3-, HgS22-, HgOH and Hg(OH)2 by reaction modelling between Jusa and artificial gastric juice. The concentration of sulfide complexes is 24.2 ppm and that of others is less than 10 ppm. According to increasing pH, the concentration of HgS(H2S)2, Hg(HS)3+, HgS22- and Hg(OH)2 increases, whereas the concentration of HgCl+, HgCl2, HgCl3- and HgCl42- decreases. Therefore, Jusa is very useful for the development of new medicine because it is possible to predict formation of the body species and species accumulation on mercury known as a toxic element and concentration changes of toxicity and efficiency.city and efficiency.

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매립지 복토재로의 활용을 위한 하수슬러지 내 중금속의 고형화/안정화 (Solidification/Stabilization of Heavy Metals in Sewage Sludge Prior to Use as a Landfill Cover Material)

  • 박연진;신원식;최상준;이훈하
    • 대한환경공학회지
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    • 제32권7호
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    • pp.665-675
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    • 2010
  • 본 연구에서는 하수슬러지를 매립지 복토재로 재활용하기 위해 래들슬래그, 시멘트, 인회석, 소석회를 첨가하여 하수 슬러지 내 중금속(Cd, Cu, Ni, Pb, Zn)의 용출을 평가하였다. 하수슬러지의 용출 평가는 EDTA (ethylenediaminetetraacetic acid) 추출법과 TCLP (Toxicity Characteristic Leaching Procedure)를 통해 이루어졌으며, 중금속 결합 기작은 연속추출(sequential extraction)을 통해 평가하였다. EDTA 용출 결과 하수슬러지에 래들슬래그/시멘트/소석회의 투입량이 증가할수록 하수슬러지 내 중금속의 용출이 감소하였다. 그러나 인회석을 투입했을 때는 중금속 용출의 감소 효과가 거의 나타나지 않았으며, 이는 EDTA가 인회석에 의한 중금속 고정화를 방해하였기 때문이다. TCLP 용출 결과 하수슬러지 내 슬래그, 시멘트 또는 소석회의 투입량이 증가하여 용출액의 pH가 7 이상일 때는 Cu의 용출 농도가 원하수슬러지의 용출농도보다 증가하는 것으로 나타났다. 그러나 인회석은 투입량이 증가할수록 중금속의 용출 농도가 감소하는 것으로 나타났다. 혼합 고화제를 투입한 하수슬러지의 중금속 용출 결과, 하수슬러지의 중량비 100%를 기준으로 래들슬래그 20%와 소석회 10%를 투입한 혼합물이 최적의 고화 혼합 비율이며, 이 때 EDTA 추출법과 TCLP로 용출한 중금속의 농도가 가장 낮게 나타났다. 이러한 결과는 하수슬러지 내 중금속 결합이 약한 결합인 exchangeable fraction과 carbonate fraction에서 강한 결합인 organic fraction으로 이동하였음을 연속추출(SM&T, formaly BCR)을 통해 확인할 수 있었다. 하수슬러지와 고화제를 최적의 비율로 혼합한 혼합물을 폐기물공정시험법으로 중금속 용출을 평가한 결과 Cu가 기준농도 이상으로 검출되었다. 그러나 TCLP에 따른 하수슬러지의 용출시험 결과 Ba, Cd, Cr, Pb의 항목에서 미국 환경보호청의 용출 기준을 만족하였다.

생활쓰레기 유동상(流動床) 소각로(燒却爐) 불연물(不燃物)의 재활용에 관한 연구(硏究) (Study on Recycling of Incombustion Materials from MSWI Fluidized Bed Incinerator Ash)

  • 최우진;박은규;강승균
    • 자원리싸이클링
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    • 제17권4호
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    • pp.3-9
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    • 2008
  • 국내의 경우 2006년 유동상 소각로에서 발생한 소각재는 약 13,952톤에 달하고 있으며, 대부분 자력선별 후 매립처리 되고 있는 실정이다. 본 연구에서는 유동상 소각로에서 발생한 불연물로부터 분리 회수한 무기물 시료와 점토를 일정비율로 배합하여 소결체를 제작하였으며, 물성평가를 통하여 세라믹스(요업)원료로서의 재활용 가능성을 검토하였다. 체가름 및 자력선별 후 회수된 불연물 시료에 대한 중금속 함량 분석결과 Pb 등 일부 중금속의 농도는 여전히 높게 나타났으나 $Cr^{6+}$의 경우는 0.4ppm이하로 낮게 나타났으며, 용출실험결과는 모두 KSLP 기준치 이하로 조사되었다. 최종 회수한 불연물 시료의 XRF 분석결과 금속산화물이 선별공정에서 효율적으로 제거된 것으로 조사되었다. 회수된 불연물 시료를 점토와 일정비율로 배합하여 제조된 소결체의 물성조사 결과 $1,000^{\circ}C$$1,050^{\circ}C$에서 소성한 제품의 경우 불연물을 첨가하면 융제로서의 역할이 가능하여 소성온도를 약 $50^{\circ}C$정도 낮출 수 있다. 또한, 불연물의 첨가량이 증가할수록 소성수축률 및 흡수율이 낮아져서 소결체의 압축강도가 개선되었다.

전기로 슬래그를 활용한 인공리프용 친환경콘크리트의 공학적 성능 및 적용성 (Engineering Performance and Applicability of Eco-Friendly Concrete for Artificial Reefs Using Electric Arc Furnace Slags)

  • 조영진;최세휴
    • 대한토목학회논문집
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    • 제35권3호
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    • pp.533-544
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    • 2015
  • 해양환경에 노출된 콘크리트는 육상에서 건설되는 콘크리트와 달리 해풍, 조력, 파도, 파랑 등에 의한 물리적 작용과 해수의 $SO_4{^{2-}}$, $Cl^-$$Mg^{2+}$ 이온 등에 의한 화학적 침식작용 및 동결융해 등 가혹한 환경에 노출되어 콘크리트의 내구성을 크게 저하시킨다. 해중 콘크리트의 대규모 시공은 콘크리트의 강도손실은 물론 알칼리(pH) 및 중금속 등 환경유해물질이 용출될 수 있어 이에 대한 충분한 검토와 연구가 필요한 실정이다. 본 연구에서는 전기로 환원슬래그로부터 CSA 자극제를 개발하고 전기로 산화슬래그를 콘크리트용 골재로 활용하여 인공리프용 친환경콘크리트를 개발하였다. 초기강도는 Normal concrete보다 낮게 나타나 친환경콘크리트의 초기강도 품질향상을 위한 추가적인 연구가 필요하였으며, 친환경콘크리트의 해수저항성은 양생일 1년 대비 평균 강도손실이 8~9% 발생하였다. 고함량 고로슬래그 미분말과 고비중 전기로 산화슬래그 골재를 사용한 친환경콘크리트를 동결융해저항성 재료로써 충분히 활용할 수 있는 가능성을 확인하였다. 친환경콘크리트의 중금속 용출특성은 콘크리트의 수화반응을 통한 경화과정에서 중금속 성분은 화학적 결합을 통해 고정화되기 때문에 환경유해성 기준 이하이거나 검출되지 않아 유해물질 용출에 안전하다는 것을 확인하였다.

폐기물 매립지 침출수에 의한 중금속 용출에 관한 연구 (A Study on the Leaching of Heavy Metals by Municipal Solid Waste Landfill Leachate)

  • 정종관;장원;박영숙
    • 환경영향평가
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    • 제6권1호
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    • pp.105-110
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    • 1997
  • Sanitary landfill is a general method as a final disposal of municipal solid waste(MSW), therefore leachate characteristics are very various as lime goes by because of highly concentrated organic acids are contained non biodegradable COD. So it is hard to abide by the mandatory standards of discharge eventhough applying the physicochemical and biological processes to treat the leachate. The process of treating leachate are determined by the degree of removal and components, but they are highly contained organic materials. It is a removal method to use jointly with the physicochemical process if the hard and fast rule is needed. The critical components of material are COD, ammonia, salts and heavy metals in the case of treating biologically. Biological process is to use metabolism of microorganism, therefore it is a desirable condition which heavy metals are not contained, because they acting as an inhibitor of enzyme. Of these are contained, organic decomposition and synthetic function of microorganisms decrease significantly. Consequently, this research paper lays emphasis on the concentration of heavy metals in leachate and for the purpose of forecasting the factors which are affecting the leaching of metalic waste in some degree, experimented the various reacting conditions. 1. When the concentration of heavy metals in leachate is in comparison with the level eluted after reaction, at pH 7.9 the result of reaction for PCB to CCL scrap showed that Zn, Mn, Cu was more eluted 11.6 times, 340.3 times, and 2,705.5 times respectively than the leachate undiluted solution. 2. At the condition of strong acid pH 4.7, the concentration of heavy metals in EM undiluted solution showed that Zn, Mn, Cu was more eluted 26.5 times, 147.3 times, and 3,656.3 times respectively than leachate undiluted solution. 3. When the ratio leachate to EM was 50 vs 50(V/V%), Mn was more eluted 198.7 times than leachate undiluted solution, but Zn and Cu do not show the meaningful results. 4. The color of landfill leachate was black-brown. And fulvic acid that is main ingredient of NBD COD contained, oxygen of 44~50%. For that reason, I estimated that the level of Zn, Mn, Cu was higher than the case of leachate. 5. COD of leachate from general landfill is difficult to remove. Because the solution of heavy metals is improved by the character of leachate(pH & ingredient of oxygen etc.) hence the Mn, Cu, Zn act as disturbing factor, the biochemical treatment is hard. Therefore the type of PCB & CCL scrap, iron, aluminum contained metals need to previously separate from general wastes as much as possible.

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용해도 차이를 이용한 질산망간 용액의 정제 (Refinement of the manganese nitrate solution prepared by leaching the reduced Ferromanganeses dust with nitric acid.)

  • 조영근;송영준;이계승;신강호;김형석;김윤채;조동성
    • 자원리싸이클링
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    • 제12권1호
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    • pp.33-40
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    • 2003
  • 약 90%의 $Mn_3$$O_4$를 함유하는 고탄소폐로망간을 중저탄소폐로망간으로 제조하는 과정의 bag filter에 채집된 분진에는 소량의 Na, K, Fe, Si, Ca, Mg등의 불순물이 함유된다. 환원배소로 망간을 MnO의 상태로 만든 분진을 질산으로 침출하여 고농도 망간 침출액을 조제하고, 조제된 침출액에서 불순물을 제거하기 위한 기초실험을 하였다. 침출액중의 철 성분은 침출액의 pH를 4 이상으로 하여 수산화철 침전을 생성시킨 다음 여과에 의해 제거하므로써 여액 내의 잔류농도가 수ppm 이하가 되도록 하였고, 이 때 규소성분도 수산화철과 함께 공침시켜 10ppm 이하로 제거하였다. 4N의 질산을 사용하는 경우 질산 $1ell$ 대하여 환원된 분진 150g을 첨가하면 침출액의 pH가 4이상으로 되어 철과 규소 성분이 제거된 Mn농도가 약 10%인 침출액을 조제 할 수 있었다. 그리고 Ca 와 Mg를 옥살산염 형태로 침전시켜 제거할 목적으로 수행한 단일 옥살산염 수용액에서의 Mn과 Ca, Mg의 용해 및 침전 특성 조사에서는 수용액의 온도가 높을수록 반응속도가 빨라져 Mg의 제거에 유리하며, pH가 낮을수록 고농도의 Mn용액을 얻을 수 있으며 이 때 용액내의 Ca/Mn 및 Mg/Mn은 pH에 관계없이 일정하였다.

이차전지(二次電池) 제조공정(製造工程)스크랩으로부터 고효율(高效率) 親環境(친환경) 코발트(Co)와 리튬(Li)의 회수(回收)에 관(關)한 연구(硏究) (A Study on the Cobalt and Lithium Recovery from the Production Scraps of Lithium Secondary Battery by High Efficient and Eco-friendly Method)

  • 이정주;정진도
    • 자원리싸이클링
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    • 제19권6호
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    • pp.51-60
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    • 2010
  • 리튬이차전지 양극스크랩으로부터 코발트와 리튬을 회수하기위해 물리적 전처리, 침출, 용매추출 및 회수실험을 행하였다. 실험재료로 제조공정에서 발생되는 코발트계 양극스크랩을 사용하여 단위공정별 최적조건을 구하였다. 물리적전처리 최적조건은 온도 $500{\sim}550^{\circ}C$, 파쇄날 회전속도 1000rpm이었으며, 침출 최적조건은 300rpm, 2M $H_2SO_4$, 2.5M $H_2O_2$, $95^{\circ}C$이었다. D2EHPA(bis(2-ethylhexyl) phosphoric acid) 와 PC88A를 각각 알루미늄과 코발트의 추출제로 사용하여 분리.정제하였으며, 코발트는 염기성시약을 사용하여 $Co(OH)_2$로, 리튬은 탄산나트륨 및 LiOH를 사용하여 탄산리튬($LiCO_3$)으로 회수하였다. $Co(OH)_2$는 열처리를 하여 삼산화코발트($Co_3O_4$)로 만들고 분쇄기를 사용하여 10 ${\mu}m$정도의 입자를 만들었다. 최적조건에서 코발트와 리튬 회수율은 99%이상, 리튬회수율은 99%이상이었으며, 삼산화코발트의 순도는 99.98%이상이었다.

고온 황화반응에 의한 FeTiO3로부터 Fe의 분리성과 분배거동에 미치는 환원/황화 분위기 및 온도의 영향 (Influence of Reduction Atmosphere and Temperature on the Separability and Distribution Behavior of Fe from FeTiO3 via Sulfurization)

  • 신승환;김선중
    • 자원리싸이클링
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    • 제28권3호
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    • pp.45-52
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    • 2019
  • 티타늄 생산 원료로서 $TiO_2$는 천연 일메나이트 광석을 1823 K 이상에서 탄소와 함께 환원 및 산 침출을 통해 티타늄이 풍부한 슬래그로부터 생산할 수 있으나, 공정상 매우 높은 에너지 소비 및 다량의 침출 잔류물을 발생한다. 본 연구에서는 1573 K 이하 온도에서 $Na_2SO_4$에 의해 $FeTiO_3$의 황화 처리를 통해서 철 자원은 FeS 황화물 상으로써 티타늄 자원은 $TiO_2-Na_2O$계 산화물 상으로 분리할 수 있는 반응을 제안한다. 본 연구는 $FeTiO_3$의 황화 처리의 기초 연구로서, FeS 황화물 상과 $TiO_2$계 슬래그 상의 분리성에 미치는 환원 분위기의 영향과 대기 분위기 속에서 반응온도와 Sulfur 비에 따른 Fe, Ti, Na 등의 거동을 조사하였다. 1573 K 및 탄소 포화 조건에서 $FeTiO_3$의 Fe는 Fe-C-S 금속과 일부 FeS로 분리 가능하며, 산화물 내 농도는 4 mass% 정도로 감소하였다. 또한, Sulfur/Fe 비가 높아질수록 자성 분리 후 회수된 산화물의 Fe 농도가 증가하며, 회수된 금속상 내 Fe 농도는 감소하였다.

A novel approach for rice straw agricultural waste utilization: Synthesis of solid aluminosilicate matrices for cesium immobilization

  • Panasenko, A.E.;Shichalin, O.O.;Yarusova, S.B.;Ivanets, A.I.;Belov, A.A.;Dran'kov, A.N.;Azon, S.A.;Fedorets, A.N.;Buravlev, I. Yu;Mayorov, V. Yu;Shlyk, D. Kh;Buravleva, A.A.;Merkulov, E.B.;Zarubina, N.V.;Papynov, E.K.
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제54권9호
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    • pp.3250-3259
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    • 2022
  • A new approach to the use of rice straw as a difficult-to-recycle agricultural waste was proposed. Potassium aluminosilicate was obtained by spark plasma sintering as an effective material for subsequent immobilization of 137Cs into a solid-state matrix. The sorption properties of potassium aluminosilicate to 137Cs from aqueous solutions were studied. The effect of the synthesis temperature on the phase composition, microstructure, and rate of cesium leaching from samples obtained at 800-1000 ℃ and a pressure of 25 MPa was investigated. It was shown that the positive dynamics of compaction was characteristic of glass ceramics throughout the sintering. Glass ceramics RS-(K,Cs)AlSi3O8 obtained by the SPS method at 1000 ℃ for 5 min was characterized by a high density of ~2.62 g/cm3, Vickers hardness ~ 2.1 GPa, compressive strength ~231.3 MPa and the rate of cesium ions leaching of ~1.37 × 10-7 g cm-2·day-1. The proposed approach makes it possible to safe dispose of rice straw and reduce emissions into the atmosphere of microdisperse amorphous silica, which is formed during its combustion and causes respiratory diseases, including cancer. In addition, the obtained is perspective to solve the problem of recycling long-lived 137Cs radionuclides formed during the operation of nuclear power plants into solid-state matrices.

알칼리 침출법을 통한 초경 공구의 재활용 및 자전연소합성법을 통해 제조된 나노급 탄화텅스텐 제조공정 연구 (Recycling of Hardmetal Tool through Alkali Leaching Process and Fabrication Process of Nano-sized Tungsten Carbide Powder using Self-propagation High-temperature Synthesis)

  • 강희남;정동일;김영일;김인영;박상철;남철우;서석준;이진영;이빈
    • 한국분말재료학회지
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    • 제29권1호
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    • pp.47-55
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    • 2022
  • Tungsten carbide is widely used in carbide tools. However, its production process generates a significant number of end-of-life products and by-products. Therefore, it is necessary to develop efficient recycling methods and investigate the remanufacturing of tungsten carbide using recycled materials. Herein, we have recovered 99.9% of the tungsten in cemented carbide hard scrap as tungsten oxide via an alkali leaching process. Subsequently, using the recovered tungsten oxide as a starting material, tungsten carbide has been produced by employing a self-propagating high-temperature synthesis (SHS) method. SHS is advantageous as it reduces the reaction time and is energy-efficient. Tungsten carbide with a carbon content of 6.18 wt % and a particle size of 116 nm has been successfully synthesized by optimizing the SHS process parameters, pulverization, and mixing. In this study, a series of processes for the high-efficiency recycling and quality improvement of tungsten-based materials have been developed.