The study is to determine the feasibility of activated red mud as an anti-red tide material. The red mud, a byproduct of Bayer process for the production of alumina from bauxite, contained hematite, boehmite, calcite, sodalite, quartz, zircon, anatase and an unknown phase. In the adsorption study of the red mud, its adsorption efficiencies for heavy elements were close to $100\%$ except $92\%$ In As. These results seem to be attributed by the high adsorption ability of iron oxides for heavy elements. As a result of leaching tests with the red mud at various pHs (pH $1\∼13$), the high leaching efficiencies for As, Cu and Zn at low pHs (at acidic condition) were obtained. It indicated that removal efficiency of heavy elements could be excellent in acidic treatment of red mud. The activated red mud, red mud reacted with acid, contained hematite, boehmite and so on, and desorption of heavy metals from the activated red mud increased with increasing temperature. The grain of the activated red mud was tens nm in size. The removal efficiency for 5 types of plankton was generally in inverse proportion to pH, especially to final pH. Of five plankton types, Prorocentrum minimum and Alexandrium tamarense promptly were removed more than $90\%$ as soon as the activated red mud was sprayed and $100\%$ after 30 minutes. These results indicated that the activated red mud seems to be a promising anti-red tide material.
The recycling of coal bottom ash generated from coal power plants in Korea has been limited due to heterogenous characteristics of the materials. The most common management option for the ash is disposal in landfills (i.e. ash pond) near ocean. The presence of large coarse and fine materials in the ash has prompted the desire to beneficially use it in an application such as fill materials. Prior to reuse application as fill materials, the potential risks to the environment must be assessed with regard to the impacts. In this study, a total of nine test cells with bottom ash samples collected from pretreated bottom ash piles and coal ash pond in a coal-fired power plant were constructed and operated under the field conditions to evaluate the leachability over a period of 210 days. Leachate samples from the test cells were analyzed for a number of chemical parameters (e.g., pH, salinity, electrical conductance, anions, and metals). The concentrations of chemicals detected in the leachate were compared to appropriate standards (drinking water standard) with dilution attenuation factor, if possible, to assess potential leaching risks to the surrounding area. Based on the leachate analysis, most of the samples showed slightly high pH values for the coal ash contained test cells, and contained several ions such as sodium, potassium, calcium, magnesium, chloride, sulfate, and nitrate in relatively large quantities. Three elements (aluminum, boron, and barium) were commonly detected above their respective detection limits in a number of leachate samples, especially in the early leaching period of time. The results of the test cell study indicate that the pollutants in the leachate from the coal ash test cells were not of a major concern in terms of leaching risk to surface water and groundwater under field conditions as fill materials. However, care must be taken in extending these results to actual applications because the results presented in this study are based on the limited field test settings and time frame. Structural characteristics and analysis for coal bottom ash may be warranted to apply the materials to actual field conditions.
Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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v.27
no.3
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pp.293-301
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2005
We conducted several different leaching experiments for assessing the potential environmental risk when utilizing recycled concrete for stabilizing bridge pier. The methods include continuous batch leaching test (DIN 38414-S4), availability test (NEN 7341), pH-stat test (CEN/TC 292/WG6) and tank diffusion test (NEN 7345). The concentration ranges vary depending on the testing method. Nearly all the trace elements were low, some elements recording under detection limit. The maximum concentrations for trace elements leached throughout the whole tests are (as mg/L); Cd (0.029), Cu (0.437), Pb (0.14), Ni, Zn (0.95), Hg (0.005). Although the testing methods we used in this study are much more rigorous than other commonly adapted method including TCLP and domestic testing method for solid waste, the trace elemental concentrations are under the criteria for hazardous material set by the TCLP and domestic method. The result seems to suggest that applying the recycled concrete on stream water will be accepatable practice as for as trace elements are concerned. However, the influence of inorganics such as Ca, Mg, Ni and $SO_4^{2-}$ on aquatic ecology should be further examined.
Son, Seong Ho;Kim, Jin Hwa;Kim, Hyun-Jong;Kim, Sun Jung;Lee, Man Seung
Resources Recycling
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v.23
no.4
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pp.21-29
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2014
Nickel, cobalt and manganese-based(NCM, $Li(Ni_xCo_yMn_z)O_2$) cathode active materials of spent lithium-ion batteries contained valuable metals such as cobalt(15 ~ 20%), nickel(25 ~ 30%), manganese(10 ~ 15%) and lithium(5 ~ 10%). It was investigated the eco-friendly leaching process for the recovery of valuable metal from spent lithium-ion battery NCM cathode active materials by DL-malic acid($C_4H_5O_6$) as an organic leachant in this research. The experiments were carried out to optimize the process parameters for the recovery of cobalt, nickel and lithium by varying the concentration of lixivant, reductant concentration, solid/liquid ratio and temperature. The leaching solution was analyzed using ICP-OES(Inductively Coupled Plasma Optic Emission Spectrometer). Cathode active materials of 5 wt. % were introduced into the leaching solution which was 2 M DL-malic acid in addition of 5 vol. % $H_2O_2$ at $80^{\circ}C$ and it resulted in the recovery of 99.10% cobalt, 99.80% nickel and 99.75% lithium in 120 min. $H_2O_2$ in DL-malic acid solution acts as an effective reducing agents, which enhance the leaching of metals.
As demand for electric vehicles increases, the market for lithium-ion batteries is also rapidly increasing. The battery life of lithium-ion batteries is limited, so waste lithium-ion batteries are inevitably generated. Accordingly, lithium was selectively preleached from waste lithium iron phosphate (LiFePO4, hereafter referred to as the LFP) cathode material powder among lithium ion batteries, and iron phosphate (FePO4) powder was recovered. The recovered iron phosphate powder was mixed with alkaline sodium carbonate (Na2CO3) powder and heat treated to confirm its crystalline phase. The heat treatment temperature was set as a variable, and then the leaching rate and powder characteristics of each ingredient were compared after water leaching using Di-water. In this study, lithium showed a leaching rate of approximately 100%, and in the case of powder heat-treated at 800 ℃, phosphorus was leached by approximately 99%, and the leaching residue was confirmed to be a single crystal phase of Fe2O3. Therefore, in this study, lithium, phosphorus, and iron components were individually separated and recovered from waste LFP powder.
Journal of the Korea Organic Resources Recycling Association
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v.17
no.1
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pp.88-95
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2009
This study is for understanding the domestic possibilities of the high temperature incineration of waste containing Polychlorinated Biphenyls (PCBs) with the analysis of normal operation case and waste gas, fly ash, dioxin about bottom ash, Total-PCBs, Co-PCBs, and the for analysis the heavy metal leaching feature included by bottom ash and fly ash, heavy metal leaching experiment was implemented. The result shows the dioxin density of the waste gas from waste containing PCBs was $0.00699{\sim}0.00763ng-TEQ/Nm^3$, which is lower than $0.0192ng-TEQ/Nm^3$ from the normal operation case. And each Co-PCBs and total PCBs shows $0.00043{\sim}0.00112ng-TEQ/Nm^3$ and $3.06{\sim}3.87ng/m^3$ respectively. The bottom ash test result shows Dioxin 0.00225~0.00630ng-TEQ/g, Co-PCBs 0.00027~0.00082ng-TEQ/g, Total PCBs 0.9~2.6ng/g, and the fly ash shows Dioxin 0.00164~0.00344ng-TEQ/g, Co-PCBs 0.00053~0.00054ng-EQ/g, Total PCBs 0.64~0.84ng/g. The bottom ash and fly ash experiments for heavy metal leaching did not show any leaching but when it comes to the ingredients of the fly ash, Pb elements shows 31.01~237.7ppm, higher than leaching criterion. The analysis of the density of all air pollution material from the waste gas shows the lower value than permissible criterion.
Proceedings of the Korean Geotechical Society Conference
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2000.03b
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pp.528-535
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2000
Solid waste incinerator is expected to become widely used in Korea. The incineration of solid waste produces large quantities of bottom and fly ash, which has been disposed of primary by landfilling. However, as landfills become undesirable other disposal method are being sought. In this study, an experimental research is conducted to determine the geotechnical properties of municipal solid waste incinerator fly ash(MSWIF) in order to evaluate the feasibility of using the material for geotechnical applications. Basic pysicochemical characteristics, moisture-density relationship, strength, permeability, and leaching characteristics are examined. The results of MSWIF are compared to other MSWIF and coal fly ash which are used as construction material. In addition, the effectiveness of cement stabilization is investigated using various mix ratios. The result of stabilized mixes are compared to the unstabilized material. Cement stabilization is found to be very effective in reducing permeability, increasing strength, and immobilizing heavy metals. This results indicate that MSWIF with cement stabilization may be used effectively for geotechnical application.
Proceedings of the Korean Geotechical Society Conference
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2004.03b
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pp.869-872
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2004
A study on the solidification of sludge by reactive amendment agent was carried out in this paper. The reactive amendment agent used in this study is mainly composed of inorganic solidification agent and reactive adsorptive material. The reactive agent has a function of soil-cement-agent solidification and harmlessness of contaminant in waste. The reactive agent is environmentally friendly material to the surrounding environment. In this study, a series of tests and experiments including unconfined compressive strength, permeability, pH test, constituent analysis, leaching test were carried out to analyse engineering and environmental characteristics of solidified sludge treated reactive agent. The result of this research shows that the solidified sludge treated reactive agent is increased in strength and decreased in contaminant concentration.
Proceedings of the Korea Concrete Institute Conference
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2004.11a
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pp.687-690
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2004
The discharge of sewage sludge ash that is rapidly increasing in Korea. The utilization of sewage sludge ash would contribute to the elimination of an environmental problem and to the development of new high-performance materials. So the paper is focused on an experimental study in order to investigate the utilization of sewage sludge ash as the construction materials. It achieves leaching test, chemical composition and compressive strength test. As a result of tests, the sewage sludge ash has sufficient potential for use of pozzolanic raw material. However. it is judged to be available to construction material if research is continuously gone.
There is a lot of method to manage the insanitary landfill but vertical cutoff walls have been widespreadly used and were installed into the subsurface to act as a barrier to horizontal groundwater flow, The stabilized material such as specialized cement or mixed soil with additives has been generally applied for the materials of the deep soil mixing barrier in korea. The amount of the stabilized material is dependent on the field conditions, because the mixing ratio of the material and the field soil should achieve a requirement in the coefficient of permeability, lower than 1.0$\times$$10^{7}$cm/sec. This study determined the quantity and optimized function ratio of the stabilized material in the formation process of the mixed barrier that was added with stabilized material on the field soil classified into SW-SC under USCS (Unified Soil Classification System). After that the fly ash and lime were selected as an additives an that could improve the function of the stabilized material and then the method to improve the functional progress in the usage of putting into the stabilized material as an appropriate ratio was studied and reviewed. The author used the flexible-wall permeameter for measuring the permeability and unconfined compressive strength tester for compressive strength, and in the view of environmental engineering the absorption test of heavy metals and leaching test regulated by Korean Waste Management Act were performed. As the results, the suitable mixing ratio of the stabilized material in the deep soil mixing barrier was determined as 13 percent. To make workability easy, the ratio of stabilized material and water was proven to be 1 : 1.5. With the results, the range of the portion of the additives(fly ash : lime= 70 : 30) was proven to be 20-40% for improving the function of the stabilized material, lowering of permeability. In heavy metal absorption assessment of the mixing barrier system with the additives, the result of heavy metal absorption was proved to be almost same with the case of the original stabilized material; high removal efficiency of heavy metals. In addition, the leaching concentration of heavy metals from the leaching test for the environmental hazard assessment showed lower than the regulated criteria.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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