• 한국결정성장학회지
• /
• 제29권6호
• /
• pp.257-263
• /
• 2019

분쇄되지 않은 IGCC 슬래그와 Si 슬러지를 발포제로 사용하여 경량 지오폴리머를 제조하였다. 이때, Si 슬러지 첨가량에 따른 경량 지오폴리머의 물리/화학적 특성을 파악하고자 하였다. IGCC 슬래그, 알칼리활성화제, 그리고 Si 슬러지를 5 wt.% 이상 혼합하여 지오폴리머 페이스트를 제조하면 발열반응에 의해 페이스트의 온도가 수분내에 90℃ 이상 도달하였고, 이 발열반응으로 인해 지오폴리머 반응이 가속화되어 경화되었으나 너무 격렬한 발포반응 때문에 시편성형이 어려웠다. 시편의 압축강도와 밀도는 Si 슬러리의 첨가량이 증가할수록 모두 감소하는 경향을 보였으나, 10 wt.% 이상의 첨가에서는 압축강도와 밀도 모두 큰 변화를 보이지 않았다. 단순히 Si 슬러지의 첨가량 증가만으로 낮은 밀도를 달성하는 것에는 한계가 있으며 W/S 비의 조절을 통해 페이스트의 유동성을 조절하여 기공을 비교적 균일하게 제어하는 것이 중요하다고 판단되었다. 따라서, Si 슬러지 첨가량의 조절보다는 작업조건 및 기포형성에 적절한 W/S 비를 찾는 것이 중요하며, Si 슬러지 0~30 wt.% 첨가시에는 W/S 비를 0.2로, 실제 적용 가능성은 없으나 Si 슬러지 30 wt.% 이상 첨가시에는 0.28 이상으로 조절하는 것이 바람직한 것으로 사료되었다.

• 한국주조공학회지
• /
• 제30권2호
• /
• pp.76-82
• /
• 2010

Effect of reaction time and sludge formation on the thickness of die soldering reaction layer has been studied in Al-9Si-0.3Mg casting alloy. Ternary ${\alpha}_{bcc}-Al_8Fe_2Si$ and ${\alpha}_{hcp}-Al_8Fe_2Si$ intermetallic compounds formed at the interface of SKD61 tool steel by interaction diffusion of Al, Fe and Si atoms after 0.5hr and 6hr immersion time, respectively. Binary ${\eta}-Fe_2Al_5$ additionally formed at the interface of SKD61 tool steel after 10hr immersion time. Thickness of soldering reaction layer in die surface increased as immersion time increased from 0.5hr to 24hr. Sludge formation was ascertained in the samples which were immersed in the melts more than 10hr. Reaction of die soldering after sludge formation was more accelerated than that of before sludge formation due to a decrease in Fe content, followed by higher diffusion rate of Al in the melt by sludge formation.

• 자원리싸이클링
• /
• 제26권6호
• /
• pp.45-49
• /
• 2017

반도체 산업의 실리콘(Si) 제조과정에서 실리콘과 실리콘 카바이드(SiC)를 포함하는 폐 슬러리가 발생하게 된다. 폐 슬러리는 단순히 시멘트로 고형화하여 보관하거나 매립하는 방법이 있지만, 본 연구에서는 제강공정의 부원료인 승온제로 사용하는 방안이 제시되었다. 폐 슬러리를 정제하여 분말을 만들어 SiC계 슬러지 브리켓으로 재활용하였다. SiC계 슬러지 브리켓은 화학적 성분을 분석하고 투입시기와 투입량에 따른 승온제 특성을 관찰하였다. 이 결과 SiC계 슬러지 브리켓은 제강공장에서 저비용과 고효율로 용강온도를 높이는 효과가 있었다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
• /
• 한국재료학회 1997년도 한국재료학회 추계학술발표회
• /
• pp.170-170
• /
• 1997

• 자원리싸이클링
• /
• 제31권6호
• /
• pp.60-65
• /
• 2022

본 논문에서는 반도체용 실리콘 기판 가공 과정에서 발생한 슬러지 재활용을 위해 탄화 반응에 의한 탄화규소(SiC) 분말 합성 공정을 적용한 결과를 제시하고자 한다. 입수한 슬러지는 실리콘 기판을 탄화규소 연마재를 사용하여 가공하는 과정에서 발생하므로 실리콘과 탄화규소가 혼합된 형태였으며 가공 설비로부터 발생한 철 불순물이 포함되어 있었다. 슬러지는 절삭유가 포함되어 있어 점성이 있는 유체 형태였으며 대기 건조를 통해 분말 형태로 변화된 후 산 세정을 통한 철 성분 제거 및 탄화에 의한 탄화규소 분말 합성 과정을 거치게 된다. 슬러지에 포함된 실리콘과 탄화규소의 비율에 따라 탄화 반응에 필요한 탄소량이 달랐으며 탄화규소의 함량이 커질수록 탄소 부족 현상으로 인해 비화학량론적 탄화물(SiC_x, x<1) 형성이 촉진되어 순수한 탄화규소 합성이 이루어지지 않는 것을 확인하였다. 이러한 비화학량론적 탄화물은 잉여 탄소 추가와 고에너지 밀링에 의한 탄화 반응성 증가를 통해 제거할 수 있었으며 결과적으로 산 세정과 밀링 과정에 의해 슬러지로부터 순수한 탄화규소 분말 합성이 가능함을 확인할 수 있었다.

• 자원리싸이클링
• /
• 제19권4호
• /
• pp.51-57
• /
• 2010

실리콘 웨이퍼공정에서 발생하는 실리콘 슬러지로부터 리싸이클링 공정으로 Si-SiC 혼합물을 분리 회수한 다음 기계적 합성법으로 Si-SiC-CuO-C 복합물을 제조하였으며, 리튬전지 음극물질로서의 가능성을 조사하였다. 실리콘 슬러지의 주요 불순물은 절삭유, 금속불순물 및 SiC를 들 수 있다. 오일세정-자력선별-산세척으로 절삭유와 금속불순물을 제거한 다음 고에너지 밀링법으로 Si-SiC-CuO-C 복합물을 합성하였다. 복합물의 충방전 용량과 사이클 특성을 조사한 결과, 수명에 따른 용량 유지 특성이 향상된 우수한 결과를 얻을 수 있었다. 복합물을 구성하는 SiC와 CuO 관련 물질은 실리콘의 부피팽창으로 인한 기계적 파괴 현상을 억제하는 요소로 작용하는 것으로 추정되며, 반면에 Fe 등과 같은 불순물은 전극의 충방전 용량을 감소시키는 요인으로서 전극물질 합성 전에 10 ppm 이내로 제거되어야 하는 것으로 판단된다.

• 한국재료학회지
• /
• 제29권10호
• /
• pp.592-602
• /
• 2019

Feasibility is investigated for reduction of chromium ore by Si sludge with mixed silicothermic and carbothermic reaction. The reduction behavior of chromium ore using Si sludge is investigated precisely to determine the effects of carbon addition, reaction time, and reaction temperature. The pellets are dropped into the furnace after temperature stabilized. As the amount of C addition increases, the amounts of CO and $CO_2$ gas generation increase. After the dropping of the pellets, the pellets are heated and the reaction starts at about 1,573 K or higher. The pellets maintain their shape until 10 min after the drop, and then melted. As the holding time increased, the size of the reduced metal particles increased. The chromium ore is rapidly reduced by the Si sludge, and the slag penetrated into the chromium ore and reduction progressed inside. As the reduction temperature increased, the reaction initiation time is shortened and the reaction fraction of the reduction reaction increased. As the reaction temperature increased, agglomeration of reduced ferrochrome metal is promoted.

• 유기물자원화
• /
• 제30권3호
• /
• pp.5-12
• /
• 2022

본 연구에서는 반도체를 포함한 다양한 산업 분야에서 발생하는 슬러지 폐기물을 활용하여 고부가 가치의 균일한 콜로이달 실리카 나노입자를 제조하고자 하였다. 상세히는 슬러지 폐기물에서 고분자를 용해하여 추출한 실리카(s-SiO₂)를 분리하였고, 암모니아와 소니케이터를 활용한 에칭을 통해 실라놀 전구체를 추출하였다. 실라놀 전구체를 활용하여 졸-겔법으로 균일한 약 50nm 크기의 실리카 나노입자(n-SiO₂)를 성공적으로 합성되었음을 확인할 수 있었다. 또한, s-SiO₂의 에칭 시간에 따른 n-SiO₂의 수득량을 확인하였으며, 8시간의 에칭 시간에서 가장 많은 n-SiO₂가 제조되는 것을 확인할 수 있었다. 최종적으로 n-SiO₂를 기반으로 한 CMP용 슬러리를 제조하여, 반도체 칩의 연마에 활용하였다. 그 결과, 반도체 칩의 표면에 존재하던 빗살 무늬의 데미지들이 성공적으로 제거되었으며, 이를 통해 슬러지 폐기물에서 고부가 가치의 반도체 급 n-SiO₂ 소재가 성공적으로 제조되었음을 확인할 수 있었다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
• /
• 한국콘크리트학회 1998년도 가을 학술발표회 논문집(I)
• /
• pp.87-92
• /
• 1998

The purpose of this study is to use paper sludge ash as a material in manufacturing high strength admixture. The reactivity of paper sludge ash as iteself is low for the crystallized non-reactive $SiO_2$, but when the $SiO_2$ was removed, the phase component is mainly composed of glass phase which could react with cement hydrates. In this study, we manufactured high strength admixture using separated paper sludge ash, and examined the strength of mortar, spun concrete with and without this high strength admixture in steam curing. The strength of spun concrete with high strength admixture including paper sludge ash was more higher than that of spun concrete without admixture. As a result, it was found that paper sludge ash could be used to a pozzolanic material in manufacturing high strength admixture.

• Geomechanics and Engineering
• /
• 제10권6호
• /
• pp.793-806
• /
• 2016

The pozzolanic characteristics of a sludge incinerated into ash were determined in this study. Lime is commonly used as a stabilizer for the treatment of soils, whereas sewage sludge ash (SSA) is often applied with lime to improve soft subgrade soil. In this study, a cohesive soil categorized as A-4 (low-plasticity clay) by AASHTO classifications was mixed with SSA/lime with a 3:1 ratio. Nano-$SiO_2$ was also added to the soil. To identify changes in the workability, strength, permeability, and shear strength of the soft subgrade soil, basic soil tests were conducted, and the microstructure of the treated soil was analyzed. The results indicate that SSA/lime mixtures improve the properties of soft subgrade soil and transform the soil from "poor subgrade soil" to "good to excellent subgrade soil" with a CBR > 8. Additionally, the addition of 2% nano-$SiO_2$ increases the unconfined compressive strength of soft subgrade soil treated with SSA/lime mixture by approximately 17 kPa. However, the swelling of the treated soil increased by approximately 0.1% after the addition of nano-$SiO_2$ and lime. Thus, soil swelling should be considered before lime and nano-$SiO_2$ are applied to soft subgrade soil.