• 한국결정성장학회지
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• 제22권3호
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• pp.158-163
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• 2012

본 연구는 석탄 잔사회의 재활용률을 높이기 위하여 잔사회 인공경량골재의 발포기구를 규명하는 것이다. 본 실험의 원료는 잔사회와 준설토이다. 인공경량골재는 10 mm 크기의 구형 성형체를 제조하고, 이를 승온소성법으로 $1200^{\circ}C$에서 $1275^{\circ}C$까지 소결하였다. 인공경량골재의 온도별, 조성별 비중 및 흡수율 등의 물성을 측정하고, 단면과 표면을 관찰하였다. 비중 곡선의 결과 잔사회 함량이 80 wt.%일 때 변곡점을 나타내었다. 잔사회 인공경량골재의 미세구조를 관찰한 결과 잔사회 함량이 80 wt.%를 넘으면 블랙코어가 없고, 자기화 발포로 균일한 미세기공이 다량으로 존재하며, 잔사회 함량이 80 wt.% 이하이면 잔사회 인공경량골재는 블랙코어가 존재하면서 매우 큰 기공이 불균일하게 존재한다.

• 공업화학
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• 제30권6호
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• pp.749-756
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• 2019

본 연구에서는 화력발전소에서 채취한 석탄 비산재(coal fly ash)로부터 fusion method를 이용하여 중금속 흡착 성능이 뛰어난 Na-X과 Na-A 제올라이트를 합성하였다. 또한 이를 이용하여 Cu(II) 흡착 성능을 상업용 Na-X 및 Na-A 제올라이트와 비교하였다. 제올라이트의 최적 합성 조건을 선정하기 위해 fusion method의 주요 영향인자인 NaOH 주입비율, 숙성시간(aging time), 수열반응 시간(hydrothermal reaction time), NaAlO₂ (Na-A) 주입비율의 변화에 의한 제올라이트의 특성을 고찰하였다. 그리고 XRD, CEC, BET, SEM 분석을 실시하였으며, 최적의 제올라이트 합성 조건은 NaOH 주입 비율 = 1.5, 숙성시간 = 6 h, 수열반응 시간 = 6 h, NaAlO₂ (Na-A) 주입 비율 = 0.5인 것으로 확인되었다. Langmuir 등온 흡착곡선의 분석결과, Cu(II)에 대한 최대 흡착 농도는 합성된 Na-X와 Na-A 제올라이트의 경우 각각 90.1와 105.26 mg/g, 상업용 Na-X와 Na-A 제올라이트의 경우 각각, 102.05와 109.89 mg/g으로 나타나 Cu(II) 흡착 성능에 있어서 합성 제올라이트와 상업용 제올라이트가 유사한 결과를 보여주었다. 따라서 본 실험의 결과들은 화력발전소 석탄 비산재의 제올라이트 합성 재료로서의 활용 가능성을 나타내었다.

• 한국결정성장학회지
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• 제22권3호
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• pp.147-151
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• 2012

이산화탄소($CO_2$)를 폐기물에 안정하게 고정화시키기 위하여 탄산화 가능한 알칼리 토금속인 Ca와 Mg 성분을 다량 포함한 석탄재에 CO2를 저장하여 건자재의 제조 가능성을 연구하였다. 초기 실험으로는 Ca 산화물과 수화물을 사용하였으며, $CO_2$ 저장 반응기로는 Autoclave를 사용하여 일정한 압력과 온도에서 조성을 변화시켜 탄산화를 시행하였다. 탄산화 된 시편의 무게변화율, X-선 회절분석 및 시차열분석을 통하여 관찰한 결과 $Ca^{2+}$의 이온용출 반응에 의해 탄산화가 진행되었음을 확인할 수 있었다. 10 $kgf/cm^2$의 압력과 $120^{\circ}C$에서 10분간 온도를 유지한 분위기에서 폐기물자원 원료에 15 % 이상의 탄산화율을 얻는 것이 가능할 것으로 판단되었다.

• 대한환경공학회지
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• 제35권5호
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• pp.340-349
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• 2013

본 연구에서는 해수를 이용하여 석탄 화력발전소에서 발생하는 $CO_2$를 포집하기 위해 발전소에서 수급이 용이한 비산재, NaOH, $Ca(OH)_2$를 해수에 첨가하여 제조된 흡수제의 $CO_2$ 포집 성능을 고찰하였다. 비산재가 첨가된 해수의 $CO_2$ 포집성능은 순 해수에 비해 높아 비산재의 $CO_2$ 포집 효과는 유효하다. 그러나 해수 내 다양한 이온들에 의해 증류수에서 보다 비산재 내 유효 성분들의 침출량과 침출속도가 제한적이다. NaOH가 첨가된 해수는 $OH^-$ 손실이 일어나 증류수에 비해 $CO_2$ 포집량이 낮았고 다양한 이온의 상호 작용에 의해 포집 속도가 낮았다. $Ca(OH)_2$를 첨가한 경우, 해수에서의 $CO_2$ 포집 성능은 증류수 보다 높았는데 이는 해수 내 이미 존재하고 있던 $Ca^{2+}$ 중 일부가 탄산화 반응에 참여했기 때문으로 판단된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제18권4호
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• pp.449-458
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• 2006

시멘트는 전 세계적으로 사회기반 시설구조물의 주 건설 재료로서 경제 발전의 원동력이 되어 왔다. 그러나 시멘트 산업은 에너지 다소비형이며 또한 $CO_2$를 배출로 인한 온난화 현상 및 환경문제가 심각하다. 따라서, 본 연구에서는 시멘트를 사용하지 않은 21세기형 chemically bonded concrete를 연구하기 위해, 국내 fly ash를 재활용하여, 화학적 반응에 의해 경화시켜 모르타르 공시체를 제조하고, 시멘트 대체 건설재료로써 강도 발현 특성 분석, X-ray 회절분석(XRD), SEM 촬영을 통해 알칼리 활성제의 종류, 재령, 양생온도와의 상호관계와 반응 생성물의 강도 발현 메커니즘을 구명하였다. 실험 결과 알카리 활성제로 NaOH와 물유리를 사용한 시험체가 강도가 가장 높았으며, 초기의 높은 양생 온도는 조기에 fly ash의 반응을 활성화시켜 높은 강도 발현에 유리한 것으로 나타났다. 또한 XRD와 SEM 분석을 통해 주요한 반응생성물은 $Na_6-(AlO_2)_6-(SiO_2)_{10}-12H_2O$ 형태의 zeolite이며 그 밖의 칼슘실리케이트와 유사한 수화생성물로 나타났다.

• 한국결정성장학회지
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• 제22권4호
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• pp.200-206
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• 2012

무기계 폐자원인 화력발전소 바닥재(이하 바닥재로 칭함)와 폐촉매 슬래그를 7 : 3(무게비)으로 혼합, 성형하고 직화소성법으로 인공골재를 제조한 뒤, 원료들의 입도 및 소성온도가 골재의 발포특성에 미치는 영향을 고찰하였다. 대부분의 인공골재는 원료 입도에 관계없이 $1150^{\circ}C$ 이상의 소성온도에서 발포거동을 나타내었으며, 그 결과 비중이 급격히 낮아져 $1250^{\circ}C$에서 약 1.4로 수렴하였다. 그러나 폐촉매 슬래그의 입도를 변화시킨 골재 중 가장 작은 입도($90{\mu}m$)를 사용한 시편만은 두드러진 발포특성을 보이지 않았다. $1050{\sim}1150^{\circ}C$의 저온구간에서 소성된 인공골재의 경우, 원료로 사용된 바닥재와 폐촉매 슬래그 입도가 클수록 비중이 증가하였다. 또한 모든 골재들은 소성온도와 함께 흡수율이 낮아지는 경향을 보였다. 이 실험에서 제조된 인공골재의 비중은 1.4~1.7, 그리고 흡수율은 8~19 %를 나타내어 경량골재의 기준을 만족함으로써 다양한 분야에 적용이 가능할 것으로 판단된다.

• 공업화학
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• 제10권4호
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• pp.543-547
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• 1999

본 연구는 현재 폐기되고 있는 미연탄소분을 많이 함유한 비산회재를 이용하여 흡착제를 제조하고자 하였으며, 제조된 흡착제에 대한 중금속 제거 실험을 통하여 중금속을 함유한 폐수처리기의 적용가능성을 알아보았다. 비산회재에 장성탄의 혼합비율을 달리하여 세 종류의 펠릿을 제조하였으며, 장성탄의 혼합비율이 증가함에 따라 펠릿의 고정탄소함유량이 증가하였다. 이를 이용하여 탄화와 활성화를 거처 85~96%의 경도와 100~300 mg/g의 요오드 흡착량을 갖는 흡착제를 제조하였으며, 장성탄 혼합비율이 증가할수록 경도 및 요오드 흡착량이 증가함을 알 수 있었다. 중금속의 제거실험에서 제조된 흡착제에 대한 Pb와 Cr의 제거율이 90% 이상을 나타내었으며, 비산회재의 겨우 Pb 31.5%, Cr 5.6%의 낮은 제거율을 보였다. 이는 활성과정동안 비산회재에 함유된 미연탄소분과 $SiO_2$에 의하여 흡착성능이 증가되었기 때문이다.

• 공업화학
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• 제25권1호
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• pp.103-106
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• 2014

생활폐기물 소각시설에서 발생하는 바닥재는 높은 염소함량과 불순물 때문에 재활용에 한계가 있다. 하지만 종량제봉투의 도입과 음식물폐기물의 직매립 금지, 생산자책임제도의 도입 등 다양한 제도의 개선을 통해 성상이 변화되고 있다. 최근의 생활폐기물은 수분함량과 염소함량이 낮고 발열량이 높은 특성을 보이는데 이는 음식물폐기물의 분리배출, 폐기물의 전처리를 통한 불연물의 분리, 염소 등이 함유된 PVC 분리 등에 기인한 것으로 볼 수 있다. 본 연구의 목적은 이러한 제도, 특히 음식물폐기물의 분리배출 등의 정책 도입에 따른 생활폐기물 소각시설의 바닥재 성상변화 특성을 분석하고 이를 토대로 바닥재의 재활용 가능성을 평가하는 것이다. 바닥재에 함유된 다양한 성분 중 시멘트 클링커의 주요 성분인 CaO는 2001년 26.7%에서 2006년 34.0%로 증가하였고, 염소성분은 2001년 1.84%에서 2006년 0.00655%로 큰 폭으로 감소하였는데 이는 석탄 화력발전소에서 발생하는 비산재의 특성에 근접하는 것으로서 시멘트 클링커의 원료물질 등 재활용 가능성을 가지게 된 것으로 판단할 수 있다.

• 한국세라믹학회지
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• 제53권2호
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• pp.215-221
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• 2016

In this study, the utilization of the by-products of various industries was examined using raw materials of CSA high-functional cement such as coal bottom ash, red mud, phosphate gypsum, etc. Technology to improve energy efficiency and reduce $CO_2$ was developed as part of the manufacturing process; this technology included lower temperature sintering ($150{\sim}200^{\circ}C$) than is used in the OPC cement manufacturing process, replacement of CSA cement with the main raw material bauxite, and a determination of the optimum mix condition. In order to develop CSA cement, a manufacturing system was established in the Danyang plant of the HANIL Cement Co. Ltd., in Korea. About 4,200 tons of low purity expansion agent CSA cement (about 16%) and about 850 tons of the lime-based expansion agent dead burned lime (about 8%) were produced at a rate of 60 tons per hour at the HANIL Cement rotary kiln. To improve the OPC cement properties, samples of 10%, 13%, and 16% of CSA cement were mixed with the OPC cement and the compressive strength and length variation rate of the green cement were examined. When green cement was mixed with each ratio of CSA cement and OPC cement, the compressive strength was improved by about 30% and the expansibility of the green cement was also improved. When green cement was mixed with 16% of CSA cement, the compressive strength was excellent compared with that of OPC cement. Therefore, this study indicates the possibility of a practical use of low-cost CSA cement employing industrial wastes only.

• 자원리싸이클링
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• 제6권1호
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• pp.29-34
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• 1997

산업 폐기물의 일종인 석회석 슬러지, 폐주물사, 석탄회 및 폐유리병을 고온에서 용융 슬래그화 하여 시멘트 원료로서의 활용 가능성을 검토하고자 하였다. 각 폐기물을 혼합한 후 용융처리하여 얻은 용융 슬래그는 $\beta$-$C_2$S(2CaO.$SiO_2$) 및 $C_2$AS(2CaO.$Al_2$$O_3$.$SiO_2$)의 2가지 상으로 구성되어 있다. 폐기물의 용융처리시 용융온도, 냉각속도 및 염기도 등을 변화시키면서 이들 요인이 $\beta$-$C_2$S상의 생성율에 미치는 영향을 조사하였다. 시멘트 원료로서 활용이 가능한 $\beta$-$C_2$S상의 함율을 높이기 위해서는 첫째 용융온도를 낮추어 용융슬래그의 제조에 필요한 최소한의 온도에서 용융시키고, 둘째 용융물을 고온에서 급냉시키며, 셋째 낮은 염기도를 갖도록 혼합물의 조성을 조절하는 것이 필요하다.