• 자원리싸이클링
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• 제32권3호
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• pp.3-8
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• 2023

본 연구에서는 알칼리 금속 중 하나인 루비듐의 생산과 수요, 그리고 향후 전망을 분석하였다. 루비듐은 알칼리족 금속으로서 다양한 매질에 대한 반응성이 뛰어나 취급에 유의를 요하지만 환경적으로는 크게 문제시 되지 않은 물질이다. 루비듐은 광전기 장비, 생물의료, 화학산업 등 특수한 분야에서 사용된다. 생산이 어렵고 수요도 제한적이어서 거래 가격이 비교적 높게 형성되어 있지만, 시장 현황이나 성장 가능성과 같은 정보는 불확실한 상황이다. 다만, 양자컴퓨터와 같이 범용성이 있는 초고성능 장비의 대량 생산과 해당 장비 내 루비듐 사용의 필수성이 확실시된다면, 향후 루비듐 시장이 확대될 가능성도 있을 것이다. 루비듐은 종종 리튬, 베릴륨, 세슘과 함께 발견되며, Lepidolite이나 Pollucite 등의 광물을 포함하는 화강암이나 해수나 폐기물에 함유될 수 있다. 루비듐 회수에는 산침출, 배소법, 용매 추출, 흡착 등의 기술이 사용되며, 상기 광물 및 처리기술을 통한 루비듐 최대 회수율이 높다고 알려져 있다, 그러나, 많은 경우 루비듐이 주요회수 대상은 아니기 때문에 타유가성분, 불순물, 회수 비용, 에너지 소비, 환경 문제 등에 따라 실제 회수율은 변동될 수 있다. 결론적으로 루비듐은 생산 및 소비가 제한되어 있는 반면, 향후 대량 수요처의 대두에 따라 시장변동이 가능한 만큼 이에 관련된 관계기관의 추가 조사 등이 필요할 것으로 보인다.

• 자원리싸이클링
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• 제32권3호
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• pp.38-44
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• 2023

국내산 흑연정광으로부터 불순물을 제거하기 위해 황산용액 및 수산화나트륨용액을 이용하여 침출실험을 진행하였다. 황산용액과 수산화나트륨용액을 각각 사용하여 침출실험을 진행한 결과, 수산화나트륨과 황산의 농도가 2 mol/L 이상에서 제거효과의 차이가 미미하고, 황산용액침출에서 온도가 증가함에 따라 고정탄소함량이 증가하는 것에 비해 수산화나트륨용액에서는 150℃ 이상에서 큰 차이가 나타나지 않았다. 수산화나트륨용액침출은 2 mol/L NaOH, 200℃, 1시간의 조건으로 선정하고, 황산용액침출은 2 mol/L H₂SO₄, 100℃, 1 시간의 조건으로 선정하여 5회까지 반복하여 침출을 진행하였다. 황산용액침출 후 수산화나트륨용액침출을 5회 반복했을 때 고정탄소는 99.95 %까지 증가하였고, 회분은 0.048 %까지 감소하였다. 수산화나트륨용액침출 후 황산용액침출을 5회 반복한 결과, 고정탄소는 99.98 %, 회분은 0.018까지 감소하여 수산화나트륨용액 침출 후 황산용액침출을 수행한 결과가 다소 높게 나타났다.

• 자원리싸이클링
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• 제32권6호
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• pp.45-53
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• 2023

본 연구에서는 축산 분야에서 배출되는 암모니아를 효과적으로 회수할 수 있는 흡착기술의 연구개발 동향 및 향후 전략에 대해 논의하였다. 적절한 암모니아 흡착제는 표면의 산성기나 수소결합기를 가지며 높은 비표면적과 암모니아 흡착에 적절한 표면구조를 지니어야 한다. 일반적인 암모니아 흡착제로는 활성탄이나 제올라이트 등의 광물질이 널리 쓰이나 대체로 흡착효과가 낮아 표면 개질 등을 통한 개선이 필요하다. 일례로 금속염화물이 다공성 흡착제에 포함되었을 때, 활성탄이나 제올라이트의 표면에 흡착 시보다 암모니아 흡착량이 더 증가하는 것으로 알려져 있다. 최근에는 MOFs (Metal-Organic Frameworks)나 POPs (Porous Organic Polymers) 같은 새로운 종류의 흡착제가 개발 및 적용되고 있으며 조절가능한 높은 비표면적과 다공성으로 매우 높은 암모니아 흡착용량을 보였다. 그 외에 프러시안 블루가 높은 암모니아 흡탈착성능 및 선택성을 보였는데. 이는 축산폐기물 배출 암모니아 회수에 관련하여 상대적으로 유리한 측면으로 보인다. 향후 다양한 흡착제를 이용, 축산현장에 맞는 조건에서 암모니아 흡탈착 효율 및 순도를 평가하는 연구가 더 활발히 진행되어야 할 것이다. 아울러 암모니아 회수를 극대화하기 위한 효과적인 전/후처리 공정도 병행되어야 한다.

• 유기물자원화
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• 제32권2호
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• pp.15-25
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• 2024

본 연구에서는 하수슬러지 필터프레스 공정에서 발생하는 오염 여과포에 대하여 가압수 및 초음파 세척에 대한 재생효율을 평가하였다. 이를 위하여 3톤 규모 하수슬러지 수열탄화물 처리 필터프레스로부터 오염된 여과포를 채취하였다. 먼저, 필터프레스 여과포의 오염 특성을 평가하였다. 오염 여과포의 위치에 따른 공기투과도와 단위질량을 측정하였으며, 새 여과포 측정값과 비교하였다. 다음으로 오염 여과포 전체 면적에 대하여 공기투과도 및 단위질량 분포를 지도화하여 오염 특성을 평가하였다. 마지막으로 오염 여과포를 대상으로 3 bar의 압력 세정 및 34, 76, 120, 168 kHz 주파수의 초음파 세척을 수행하였다. 이때, 여과포의 기공 오염 정도를 3단계로 나누어 세척효율을 평가하였다. 여과포 오염 비교 결과, 기공 오염은 여과물질이 지속적으로 투입, 압착되는 여과포 하부와 양측면 위주로 발생하였으며, 표면 오염은 전체면적에 걸쳐 고르게 나타났다. 가압 세척 결과, 공기투과도는 1.3-3.1%p 증가하였으며, 오염물질은 2.7-4.4% 제거되었다. 초음파 세척결과, 공기투과도는 12.5-61.5%p 증가하였으며 오염물질은 2.7-29.2% 제거되었다. 초음파 세척에서 주파수가 낮을수록 공기투과도 재생율과 오염물질 제거율이 우수하였다. 여과포의 기공 오염 정도가 클수록 초음파 세척 후 공기투과도 향상 및 오염물질 제거 효과가 우수하였다.

• 유기물자원화
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• 제32권1호
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• pp.49-59
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• 2024

생분해성 중합체 코팅 요소는 질소 용출을 제어하면서, 질소이용 효율을 극대화하며 농업생태계의 비점오염원을 줄여주는 역할을 한다. 따라서 본 연구의 목적은 생분해성 중합체 혼합물을 이용한 코팅 요소의 용출 패턴과 온실가스 배출량을 구명하는 것이었다. 처리내용은 속효성 비료인 요소를 대조구, 난분해성 코팅 요소(NBCF), 생분해 완효성 코팅 요소(NB60)와 생분해성 완효성 코팅 요소(MDS)를 토양에 혼합한 4가지 수준으로 구성하였다. 침출수에 대한 최대 총 질소 누적 농도는 NBCF가 NB60보다 33% 높았으며, NB60이 NBCF 보다 최대 용출 기간은 10일 지연되는 것으로 나타났다. 누적 총 질소 및 NO₃-N의 용출 패턴에서 NB60과 NBCF는 일차 직선형태로 동일하였지만, 대조구와 MDS는 Sigmoid curves 형태로 누적 용출 농도는 MDS가 대조구보다 높게 나타났다. 생분해성 코팅 요소의 온실가스 발생량을 살펴보면, CH₄의 발생량은 대조구 대비 NBCF, NB60, MDS 각각 0.38%, 11.36%, 5.91% 증가하였고, 또한 N₂O의 발생량은 대조구 대비 각각 50.5%, 32.4%, 58.8% 증가하는 것으로 나타났다. 따라서 생분해 완효성 코팅 요소는 비료 이용성을 감안하여 포장에 시용할 경우 비료 시용량뿐만 아니라 농업생태계 비점 오염원을 줄일 수 있을 것으로 판단된다.

• 자원리싸이클링
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• 제33권3호
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• pp.38-47
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• 2024

몰리브데나이트는 몰리브덴의 주요 광물자원으로 고유의 소수성 표면으로 인해 부유선별을 통해 회수된다. 한편, 채광되는 몰리브데나이트의 결정크기 및 품위가 낮아지고 있다. 이로 인해, 단체분리에 요구되는 광물 크기가 작아짐으로써, 부유선별에 투입되는 원광 크기 또한 미립화되고 있다. 미립자는 기포와의 충돌확률이 낮아, 부유선별할 때 효율 감소를 유발시킨다. 이에 따라, 몰리브덴 확보를 위해서는 미립 몰리브데나이트에 대한 부유선별 연구가 필요한 실정이다. 본 연구에서는 5-30 ㎛의 미립 몰리브데나이트의 부유선별 효율을 향상시킬 수 있는 방안을 제안하였다. 기포크기 축소와 입자응집을 통한 효율 증진으로 접근하였다. 기포-입자 충돌확률을 시뮬레이션과 부유선별 실험을 통해, 미립자의 부유선별 효율이 향상될 수 있는 기포크기 및 입자응집체 크기에 대한 범위를 정량적으로 결정하였다. 결과적으로 본 연구에서 제공한 미립 몰리브덴광 부유선별 조건은 향후 몰리브덴 선광 플랜트의 부유선별 공정을 향상시키는 데 활용될 예정이다.

• 유기물자원화
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• 제32권3호
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• pp.43-56
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• 2024

본 연구에서는 배가스에서 배출되는 질소산하물 (NO) 및 황산화물 (SO₂)를 동시에 제거를 위하여, 습식 흡수공정과 Fe(II)EDTA^2- 흡수제 성능및 재생, 전기증착을 통한 환원제 회수 및 재생된 흡수제를 이용한 재흡수 성능에 대하여 연구하였다. 산소가 존재하는 조건에서 NO와 SO₂의 동시흡수 실험한 수행한 결과, 흡수용액 속의 SO₂와 O₂의 길항적 효과에 의해서, Fe(III)EDTA^-와 Fe(II)EDTA-NO^2-의 Fe(II)EDTA^2-로 재생이 잘 일어나며, 중성의 pH를 유지하는데 도움을 주며, NO₂ 흡수를 유지시켜, NO와 SO₂의 동시 흡수 제거성능을 크게 향상되었다. 또한 Fe(II)EDTA2-흡수제를 환원제인 Zn 금속분말로 재생한 후, 남아 있는 환원제를 회수하기 위해, 전기증착을 수행하였다. 전기증착 과정에서, 4 V의 인가전압에서 가장 높은 Zn 회수효율(약 57.50 %)을 나타냈으며, NO의 총 흡수량도 현저히 향상되었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제19권5호
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• pp.5-12
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• 2018

본 연구에서는 연소재와 식품폐기물의 산업부산물을 이용하여 비점오염 수처리 여과재로 활용 가능한 여과재를 개발하였다. 첨가제 주입에 따른 공극 형성은 강도가 유지되는 전제하에 알루미늄 파우더 3%, $Ca(OH)_2$ 2%일 경우 기포형성이 가장 많이 발생하는 것으로 나타났다. 결합재의 적정 혼합비로서 (연소재+식품 폐기물+점토):(물유리+콜로이드성 실리카)는 7:3 이상에서 가장 효과적인 것으로 나타났으며, 온도에 따른 강도반응은 $1,000^{\circ}C$일 경우가 효과적이다. 최적의 혼합비율은 연소재 30%, 점토 30%, 식품 폐기물 10%에서 가장 높은 강도를 보여 비점오염 수처리로 활용도가 가장 높을 것이라 판단된다. 최적 배합조건에서 제조된 여과재는 $SiO_2$ 65.8%, 밀도 $1.4g/cm^3$, 공극률 25.6%, pH 9.8로 분석되었으며, 유해물질은 검출되지 않았다. 수처리에 대한 여과능을 알아본 결과 여과된 SS의 평균농도는 $14.06mg/{\ell}$로서 SS의 제거효율은 90.63%로 나타났으며, 역세척 회복률도 97.1%로 나타났다. 이는 폐자원의 활용뿐만 아니라 경제성 및 효율성을 고려한 수처리 여과재 제조가 가능함에 따라 폐자원의 높은 부가가치화가 가능하다.

• KSBB Journal
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• 제20권5호
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• pp.341-344
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• 2005

섬유상 담체를 이용한 2단 소형 바이오필터를 이용한 악취가스 처리공정의 운전조건을 확립하기 위하여 BTX를 처리대상 물질로 바이오필터를 연속적으로 운전하여 섬유상 바이오필터 담체에 악취가스 처리용 미생물을 부착시킨 결과 우수한 부착된 생물막을 형성하여 높은 처리효율 $93\%$를 얻을 수 있었다. 또한, 악취 유입 농도 400 ppm 미만에서 체류시간 10 sec일 때 1단 반응기에서 $76\%$ 정도 제거율을 보이다가 2단 반응기에서 약 $93\%$의 제거율을 나타내었다. 그러나 체류시간이 15 sec 이상인 경우에는 제거효율이 $97\%$ 이상 유지되었다.

• 접착 및 계면
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• 제22권1호
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• pp.1-7
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• 2021

신재생 에너지 발전을 통한 안정적인 전력 공급을 위해 대용량 에너지 저장 장치의 중요성이 최근 부각되고 있다. 이러한 관점에서 차세대 이차 전지인 Na-air battery (NAB)는 풍부하고 저렴한 원재료를 통해 대용량을 구현할 수 있어 많은 관심을 받고 있다. 본 연구에서는 Hybrid type Na-air battery를 위한 활성탄 기반 촉매들을 제조하여 이들의 특성을 비교 분석하였다. 특히, 자원 재활용의 관점에서 버려진 오렌지 껍질을 사용하여 활성탄(Orange-C)과 이를 질소를 이용하여 도핑한 활성탄(N-doped-Carbon, Nd-C)을 제조하였으며, 널리 사용되고 있는 Vulcan카본과 성능을 비교하였다. 또한, 제조한 활성탄(Nd-C)이 지지 촉매로 활용 가능한지 확인하기 위해 수정된 폴리올법을 사용하여 Pt/C 촉매(homemade-Pt/C, HM-Pt/C)를 합성하였으며, 상용화된 Pt/C 촉매(Commercial Pt/C)와 전기화학적 성능을 비교하였다. 제조된 Orange-C와 Nd-C는 전형적인 H3 타입 BET isotherm을 보였으며, 이는 마이크로 기공과 메조기공이 존재한다는 증거이다. 또한, HM-Pt/C의 경우, 활성탄(Nd-C) 지지 촉매 위에 Pt 입자가 고르게 분포하고 있음을 TEM 분석을 통해 확인할 수 있었다. 특히, HM-Pt/C 기반의 NAB의 경우, 1st galvanostatic charge-discharge 시험에서 가장 작은 Voltage gap (0.224V)과 우수한 Voltage efficiency (92.34%)를 보였다. 또한, 20사이클 동안 진행한 사이클 성능 시험에서도 가장 안정적인 성능을 보였다.