본 연구에서는 구룡광산에 적치된 광미층으로 부터 채취된 대표 비교란 코어시료를 대상으로 체계적인 물리 화학적 및 광물학적 특성을 심도별로 정량적으로 파악, 중금속 거동 핵심 영향요소를 기준으로 광미층 수직분대를 시도하고, 이를 기초로 광미층 비포화대-포화대에 걸친 원소 거동과 지화학적 조건과의 상관모델을 제시하고자 한다. 구룡광산의 대상 광미층은 화학적으로 지하수면을 경계로 상부층 구간에서의 낮은 pH(4)와 20wt.% 이상의 높은 $Fe_2O_3$ 및 $SO_3$ 함량에 의해 특징지어진다. 물리 화학적 및 광물학적 분석 자료를 고려하여 구룡광산 광미층을 심도증가에 따라 복토층, jarosite zone, Fe-sulfate zone, Fe-oxyhydroxide zone, gypsum-bearing pyrite zone, calcite-bearing pyrite zone, soil zone(광미층 집적 이전 토양층), weathered zone 등 7개분대로 구분할 수 있으며, 새로 생성된 이차광물상의 특성을 고려할 때 지하수면을 기준으로 상부층을 산화대(oxidation zone)로, 하부층을 비산화대(unoxidation zone), 혹은 carbonate-rich primary zone으로 크게 대분할 수 있다. 본 연구결과를 기초로 구룡광산 광미층의 물리 화학적 및 광물학적 변화를 지하수면 상부층에서의 황화광물, 특히 황철석의 산화반응이 핵심요소가 되어, 이로 인한 pH 값의 감소, 일차광물의 용해반응 및 원소 용출, 이차광물상 생성, 그리고 생성된 산의 탄산염 및 규산염광물에 의한 산-중화반응 등 일련의 지화학적 반응으로 설명할 수 있다.
Experiments were conducted to investigate the synthesis characteristics of Precipitated Calcium Carbonate(for short PCC) in Ca(OH)$_2-CO_2-H_2O$ system by the continuous drop method of Ca(OH)$_2$ slurry into the solution containing $CO_2$(aq). When the flow rate of $CO_2$(g) increases and the concentration of Ca(OH)$_2$ slurry become low, the absorption rate of $CO_2$(g) become faster than the dissolution rate of Ca(OH)$_2$. Consequently, the growth of the calcite crystal plane is facilitated resulting in synthesis of $1.0{\mu}m$ of rhombohedral calcite. On the other hand, when the flow rate of $CO_2$(g) decreases and the concentration of Ca(OH)$_2-CO_2-H_2O$ slurry become high, new nuclei is created along with the crystal growth resulting in synthesis of $0.1{\mu}m$ of prismatic calcite. Maintaining 1.0wt% of Ca(OH)$_2-CO_2-H_2O$ slurry, 120 drops/min of drop rate and $25^{circ}C$ of temperature, the shape of PCC shows colloidal and spherical agglomerate at 100 mL/min of the flow rate of $CO_2$(g); the mixture of rhombohedral and plate-shaped calcite, at 200∼500 mL/min. Therefore, as the flow rate of $CO_2$(g) increases, the shape of PCC changes from colloidal and rhombohedral calcite to plate-shaped calcite. Maintaining 500 mL/min of the flow rate of $CO_2$(g), 120 drops/min of the drop rate of Ca(OH)$_2$ slurry, and $25^{circ}C$ of temperature, the shape of PCC shows the plate-shaped calcite at 1.0∼3.0 wt% of Ca(OH)$_2$ slurry; the hexagonal plate-shape calcite of the thickness of $0.1{\mu}m$ and the width of $1.0{\mu}m$, at 4.0 wt%.
Seo, Yung-Bum;Kim, Young-Wook;Lee, Min-Woo;Jung, Sun-Young
펄프종이기술
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제41권5호
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pp.33-37
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2009
Hanji is a traditional Korean handmade paper, made of bast fibers of the paper mulberry. Its fiber furnish is much more expensive than wood fiber furnish. Hanji with a low basis weight requires additional opacity and smoothness for better writing and printing. Filler such as calcium carbonate can not be used to raise the opacity of Hanji because of its low retention in low basis weight paper and the high freeness of the Hanji fiber furnish. Addition of red algae pulp, which is prepared from marine red algae to the Hanji fiber furnish negated retention problems happening in the case of mineral filler addition, and produced a substantial improvement in the opacity and smoothness of Hanji. The higher retention was due to the much larger size of the red algae fibers compared to the mineral fillers. The improvement in opacity and smoothness were also due to the shape of the red algae fibers: that red algae fibers are narrower in widths and shorter in lengths than wood fibers results in increased surface area and smoothness.
Every day a huge amount of paper is being used, most of them are thrown after using. This directly impacts on the environment. Therefore, waste paper management is necessity to protect the environment from its annihilation and pollution. Paper recycling products consist of printing paper, newspaper, corrugated containers, magazine paper and so on. Reuse waste paper will reduce the consumption of wood and virgin pulp as recycling one ton of newsprint can save approximately 1 ton of wood, meanwhile recycling 1 ton of printing paper can save more than 2 tons of wood. With increasing recycling rates, lower quality paper fractions may be included. Thus the selection of a paper recycling technology is a crucial first design consideration. The paper recycling must be accompanied by appropriate technology to manage a huge volume of wastepaper. The specific objectives of this study were as follows: (1) comprehensive literature reviews of paper production and consumption, (2) figure out about paper recovery and utilization, (3) investigate the paper recycling in the sustainable times, (4) introduce eco-friendly recycling technology to paper industry.
This study presents results from a detailed sedimentological investigation of surface sediments obtained from the Korea Strait region, the southern part of the East Sea (Sea of Japan). The distribution of different types of bottom sediments is controlled by the recent fine-grained sediment transport and deposition combined with the lowerings of sea level during the last glacial period, forming a diverse mixture of organic-rich fine-grained and shelly coarse-grained sediments. In comparison to high organic concentration of fine-grained sediments in the inner continental shelf and slope areas, the shell-rich coarse-grained sediments on the outer shelf are discernible being further modified. These coarse-grained sediments are confirmed as relict resulting from the sediment dynamics during the lower sea levels of the last glacial period. Clay mineral distribution of the fine-grained sediments gives information about the transport mechanism. Presence of present-day current system (the Tsushima Warm Current) is most probable source for the fine-grained particles into the open East Sea from the East China Sea, indicating that Holocene sediment dynamics may be used to explain the observed distribution of surface coarse-grained shell-rich sediments.
Quicklime(CaO) is generally obtained through the calcination of limestone, the main component of which is calcium carbonate($CaCO_3$). Quicklime generates high-temperature heat when reacting with water, forming slaked lime($Ca(OH)_2$). The industrial sectors for limestone are determined by the hydraulic activity of slaked lime, which is obtained by measuring temperature changes during the hydration reaction. Accordingly, this study examined the different crystallographic characteristics of limestone as affected by the geological origins of the regions where the limestones were produced, and how these characteristics affected hydraulic activity. Six limestone samples were collected from the Jecheon and Cheongsong areas and the hydraulic activities were measured in accordance with KS E 3077. The results indicate that limestone produced in the Cheongsong area, recrystallized through metamorphism caused by hydrothermal alteration, hada larger grain size of calcite than that of the Jecheon area, and displays a tendency of changing to marble. Limestone from the Cheonsong area showed more radical reaction in the early stage of hydration compared to that ofthe Jecheon area. In addition, it was revealed that limestone having more impurities like $SiO_2$ have lower hydraulic activity.
Ore criteria at the Sheba Deposit indicate orogenic mineralization type. Rocks and mineral assemblages suggest low formation-temperature of green-schist facies. Pyrite found in two generations; Type1 is irregular grains, contains higher arsenic and gold contents, compared to the relatively younger phase Type2 pyrite, which is composed of euhedral grains, found adjacent to late quartz-carbonate veins or at rims of type1 pyrite. Two gold generations were identified; type1 found included in sulphides (mainly pyrite). The second gold type was remobilized (secondary) into free-lodes within silicates (mainly quartz). Gold fineness is high, as gold contains up to 95 wt. % Au, Ag up to 3.5 wt. %, and traces of Cu, Ni, and Fe. Pyrite type2 contains tiny mineral domains (rich in Al, Mn, Hg, Se, Ti, V, and Cr). Zoning, and replacement textures are common, suggesting multiple mineralization stages. The distribution and relationships of trace elements in pyrite type2 indicate three formation patterns: (1) Al, Mn, Hg, Se, Ti, V, Cr, and Sn are homogeneously distributed in pyrite, reflecting a synchronous formation. (2) As, Ni, Co, Zn, and Sb display heterogeneous distribution pattern in pyrite, which may indicate post-formation existence due to other activities. (3) Au and Ag show both distribution patterns within pyrite, suggesting that gold is found both in microscopic phases and as chemically bounded phase.
본 연구는 다변량 통계분석을 이용하여 수리지화학적 특성을 분석하고, 주성분 분석을 통해 얻어진 변수를 설명하는 수리지화학적 과정에 대한 해석, 그리고 각 성분과 주성분을 이용한 공간정보에 대하여 지구통계기법을 적용하여 연구지역 지하수의 유동 및 순환 과정을 해석하고자 하였다. 제주도 지하수의 수질에 가장 많이 영향을 미치는 성분은 Cl과 $NO_3$이었으며, 특히 농업활동에 의해 증가되는 $NO_3$는 지하수 성분 중 가장 큰 변동을 보여주었다. 다변량 통계분석법인 주성분 분석(PCA)에 의한 수리지화학적 특성 분석 결과, 초기 3개의 주성분은 전체 분산의 $73.9\%$를 설명하였다. 주성분 1은 용존 이온의 증가를 나타내며, 주성분 2는 탄산염 광물의 용해와 질산염 오염의 영향, 주성분 3은 양이온 교환반응과 규산염광물의 용해과정을 지시한다. 실험적 반베리오그램 유형 분석 견과 지하수 성분은 크게 두 그룹으로 분류되며 각각의 그룹에는 EC, Cl, Na, $NO_3$와 $HCO_3,\;SiO_2,$ Ca, Sr이 속한다 지하수 성분의 공간분포 특징을 조사한 결과, 전기전도도(EC), Cl, Na는 해수의 영향을 받는 해안가로 갈수록 증가하는 경향을 보여주며, $NO_3$는 농경지의 분포와 밀접한 상관관계를 가진다. 이들 성분은 또한 지형과도 상관성을 가지며 이는 지하수 함양과의 관련성을 나타낸다. 요인 크리깅 수행 결과 PCI은 Cl, Na, EC의 공간분포와는 다른 양상을 보여주는데 이는 pH, Ca, Sr, $HCO_3$가 PCI에 미치는 영향 때문인 것으로 분석되었다 서부지역에서는 PC2의 이상대가 길게 나타나며 이는 탄산염 광물의 용해와 관련이 있는 것으로 사료된다. 이상의 결과로부터 연구지역 지하수에 대한 다변량 통계분석 및 지구통계 분석 기법의 적용은 수질에 대한 복합적 정보의 정량화와 공간 특성을 해석하는데 사용될 수 있다.
울진지역 석석(Sn)광상은 선캠브리아기의 왕피리(분천)화강편마암을 모암으로 하는 페그마타이트에 배태되는 것으로 기재되었지만, 실질적 기원암으로서 후기의 우백질화강암체의 존재는 간과되었다. 또한, 함께 산출되는 리튬광체도 같은 화강암의 분화산물이며, 리튬 포함 광물은 테니오라이트로 확인된다. 경북 봉화와 강원도 영월의 견운모광상은 함백향사 일대에 위치하며, 모암은 각기 시대미상 및 선캠브리아기 페그마타이틱 미그마타이트 및 홍제사화강암류로 기재되었으나, 이들도 고기 화강암류와 구분되는 후기 화강암류와 관련이 있다. 흑운모 및 녹니석류를 흔히 포함하는 고기 화강암류와 달리, 후기 화강암류는 알바이트장석과 백운모-3T형 등이 많이 포함되는 것이 특징이다. 즉, 후기 화강암류는 $K_2O$ 및 $Na_2O$ 함량이 각기 1.71~6.38 및 0.13~8.03 wt%로서 알칼리 함량이 높지만, CaO는 0.05~1.21 wt% 에 불과하며, 그라이젠화와 알비타이트화가 뚜렷하다. 경기도 강화섬의 선캠브리아기 경기편마암복합체를 관입한 대보화강암으로 추정되는 마니산화강암을 관입한 우백질 화강암체도 농집된 미사장석이 고령토화되었다. 태백산 일대는 광상형성에 유리한 탄산염암의 분포가 넓으며 기반암류와 구분되는 분화 후기의 알카리화강암류가 산재하므로, 주변의 중석, 휘수연 및 석석광상 등에 대한 재조명과 함께 희유금속류 및 희토류원소류의 확인이 기대된다.
It is known that ${\delta}^{13}C_{DIC}$ (carbon-13 isotope of dissolved inorganic carbonate (DIC) ions) of water increases when dissolved $CO_2$ degases. However, ${\delta}^{13}C_{DIC}$ could decrease when the pH of water is lower than 5.5 at the early stage of degassing. Laboratory experiments were performed to observe the changes of ${\delta}^{13}C_{DIC}$ as $CO_2$ degassed from three different artificial $CO_2$-rich waters (ACWs) in which the initial pH was 4.9, 5.4, and 6.4, respectively. The pH, alkalinity and ${\delta}^{13}C_{DIC}$ were measured until 240 hours after degassing began and those data were compared with kinetic isotope fractionation calculations. Furthermore, same experiment was conducted with the natural $CO_2$-rich water (pH 4.9) from Daepyeong, Sejong City. As a result of experiments, we could observe the decrease of DIC and increase of pH as the degassing progressed. ACW with an initial pH of 6.4, ${\delta}^{13}C_{DIC}$ kept increasing but, in cases where the initial pH was lower than 5.5, ${\delta}^{13}C_{DIC}$ decreased until 6 hours. After 6 hours ${\delta}^{13}C_{DIC}$ increased within all cases because the $CO_2$ degassing caused pH increase and subsequently the ratio of $HCO_3{^-}$ in solution. In the early stage of $CO_2$ degassing, the laboratory measurements were well matched with the calculations, but after about 48 hours, the experiment results were deviated from the calculations, probably due to the equilibrium interaction with the atmosphere and precipitation of carbonates. The result of this study may be not applicable to all natural environments because the pressure and $CO_2$ concentration in headspace of reaction vessels was not maintained constant as well as the temperature. Nevertheless, this study provides fundamental knowledge on the ${\delta}^{13}C_{DIC}$ evolution during $CO_2$ degassing, and therefore it can be utilized in the studies about carbonated water with low pH and the monitoring of geologic carbon sequestration.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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