• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제7권4호
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• pp.333-340
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• 2019

레드머드(Red mud)는 보크사이트(Bauxite)를 원료로 알루미나를 제조하는 공정에서 발생하는 산업부산물이다. 한국의 경우 베이어프로세스 공정을 통하여 Al2O3 1톤을 생산할 경우 함수율 50%의 레드머드가 약 2톤이 발생된다. 강알칼리성의 레드머드를 중화시킴으로서 재활용을 증대시킬 수 있고 보관 및 관리 측면에서 환경부하를 저감시킬 수 있다. 더욱이 재활용하기 위해 가열 및 분쇄 공정이 필요없는 액상화 레드머드에 대한 관심이 증대되고 있다. 따라서 본 논문에서는 질산 및 황산의 첨가량에 따른 액상화 레드머드의 pH 변화를 검토한 후 중화시킨 액상화 레드머드의 첨가량에 따른 시멘트 페이스트의 압축강도 특성을 비교 검토하였다. 그 결과 질산 및 황산으로 중화시킨 액상화 레드머드의 압축강도는 중화하지 않은 액상화 레드머드와 비교하여 상대적으로 높게 나타났다.

• 청정기술
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• 제30권2호
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• pp.134-144
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• 2024

본 연구는 7대 온실가스 중 하나인 HFC-134a를 효과적으로 분해하기 위한 촉매로써 산업 부산물인 red mud를 상업적으로 사용하기 위한 기계적 안정성 향상에 관한 것이다. 알루미늄 공정에서 배출한 산업용 폐기물인 red mud는 분쇄-분취-압축-성형-소성 공정으로 HFC-134a 분해가 가능한 촉매 제조가 가능하였는데, 소성을 통해 촉매 성능 향상 및 기계적 안정성을 확보할 수 있었다. 최적의 열처리 조건을 확인하기 위하여, 펠렛형태로 압축성형한 red mud는 머플퍼니스를 이용하여 300, 600, 800 ℃에서 5시간 소성하여 촉매성능 및 기계적 안정성을 확인하였는데, 기계적 안정성은 증류수에 촉매를 담근 후 초음파 처리 전후 무게 손실률로 확인하였다. 열처리에 따른 촉매성능 및 기계적 안정성을 확인한 결과 800 ℃에서 소성한 촉매(RM 800)가 기계적 안정성은 물론 촉매활성 또한 가장 우수하였다. RM 800 촉매를 사용한 촉매 성능 및 100시간 동안 수행한 내구성 측정 결과 650 ℃에서 1 mol% HFC-134a를 99% 이상 분해하였고, 내구성 측정 기간동안 촉매성능 저하는 관찰할 수 없었다. XRD 분석 결과 800도 소성 후 Ca, Si, 및 Al의 상호작용으로 인해 기계적 강도와 활성 향상에 영향을 미치는 트라이 칼슘알루미네이트와 게레나이트 결정상이 나타났다. 내구성을 측정한 촉매 SEM/EDS 분석 결과 RM 800 촉매는 HFC-134a 분해로 인한 활성물질 저감 및 형상변화가 나타나지 않았다. 본 연구를 통해 산업폐기물인 red mud는 경제성이 매우 높고 분해효율 및 기계적 안정성 또한 매우 높아 폐냉매 처리를 위한 촉매로써 상용화가 가능할 것으로 기대한다.

• 한국결정성장학회지
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• 제21권1호
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• pp.41-46
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• 2011

폐기물인 석탄바닥재와 준설토가 70 : 30(wt%)으로 혼합된 배치분말에 적니를 0~30 wt% 첨가하고 $1050{\sim}1250^{\circ}C$에서 10분 직화 소성하여 인공골재를 제조하고 그 물성을 평가하였다. 특히 인공골재의 발포특성에 미치는 적니 첨가량 효과를 분석하기 위해 비중 및 흡수율을 측정하고, 그 결과를 미세구조 결과와 연계하여 고찰하였다. 제조된 인공골재는 소성온도 및 적니 첨가량이 증가할수록 발포성이 향상되어 경량화 되는 특징을 나타내었다. $1050{\sim}1150^{\circ}C$ 범위로 소결된 대부분의 인공골재는 잘 형성된 블랙코어 구조를 가졌으나, 적니가 첨가되고 $1200^{\circ}C$ 이상으로 소결된 시편들은 $Fe_2O_3$의 환원에 의한 과량의 가스 방출 및 액상 형성으로 인하여 블랙코어 부분이 시편 표피를 뚫고 나오는 현상이 나타났다. 특히 적니 30 wt%를 함유한 시편은 $1100^{\circ}C$ 이상으로 소결하면 폭발되어 여러 조각으로 흩어졌다. 본 연구에서 $1200^{\circ}C$에서 소결된 시편의 부피비중은 적니가 첨가되지 않은 것은 1.2, 적니가 20 wt% 첨가된 것은 1.0 이하의 경량골재 특성을 나타내었다.

• 대한환경공학회지
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• 제37권4호
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• pp.210-217
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• 2015

Red mud의 염산처리와 열처리에 의한 불소의 제거 특성을 살펴보고자 동역학적 흡착, 평형흡착, pH, 흡착제의 주입량에 따른 흡착특성, 그리고 칼럼을 이용한 연속식 조건에서의 불소흡착 특성을 살펴보았다. Red mud의 산처리는 HCl 0.8 M 농도에서 효과적이었고, 열처리 온도가 높음에 따라 흡착량이 감소하였다. 0.8 M로 산처리한 Red mud (0.8 M-ATRM)의 동역학적실험 결과 초기농도 50 mg-F/L는 30분대에 평형농도에 도달하였고, 초기농도 500 mg-F/L에서는 1시간대 흡착평형을 나타내었다. 0.8 M-ATRM은 단층흡착을 가정한 Langmuir 모델에 잘 부합하였고, 최대흡착량($Q_m$)은 23.162 mg/g으로 나타났다. 또한 낮은 pH에서 높은 불소 흡착경향을 나타내었다. 이는 높은 pH에서 불소와 $OH^-$가 경쟁관계를 형성하기 때문으로 판단된다. 0.8 M-ATRM의 주입량이 증가 할수록 제거율은 높아졌지만, 단위질량당 흡착량은 감소하였다. 본 연구에서 사용된 0.8 M-ATRM은 가격이 저렴할 뿐만 아니라 불소에 높은 흡착능을 나타내어 수중 불소 제거에 효과적인 흡착소재로 판단된다.

• 청정기술
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• 제8권2호
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• pp.85-92
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• 2002

적니는 보오크싸이트로부터 수산화알루미늄/알루미나를 제조하는 공정에서 발생되는 부산물이다. 본 연구에서는 적니 10g을 100ml의 5M $H_2SO_4$과 $85^{\circ}C$에서 반응시키거나 100ml의 9 M HCl과 $25^{\circ}C$에서 반응시켜 무기응집제인 적니응집제를 제조하였다. 이렇게 제조한 적니응집제의 응집성능은 실제폐수에 투입량을 변화시켜 투입한 후 여러 pH 값에 대하여 오염물질 제거효율로써 조사하였고 시판용 무기응집제($FeCl_3$)의 제거효율과도 비교하였다. 생활하수(탁도, 인)와 도금폐수(탁도, $Pb^{2+}$, $Cd^{2+}$, $Cu^{2+}$, $Zn^{2+}$, $Cr^{3+}$)의 실제폐수를 처리한 결과 적니응집제의 응집성능은 우수하였다. 그리고 적니응집제를 이용한 석유화학폐수중의 COD를 처리한 결과, 제거효율은 다소 낮았으나 시판용 무기응집제보다는 우수하였으며 응집보조제로서 양이온 고분자응집제 첨가시 가장 효과적인 것으로 확인되었다.

• 자원리싸이클링
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• 제26권5호
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• pp.12-21
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• 2017

알루미나 제조공정 부산물인 레드머드는 여러 가지 유용한 자원을 포함하고 있음에도 불구하고 아직까지 재활용되지 않고 있어 환경문제를 야기하고 있다. 현재 우리나라에서 레드머드가 매년 약 20만 톤 이상을 생산하고 있으며 대부분이 야적되고 있는 실정이다. 글로벌하게 보면 최근 중국의 알루미나 생산량이 증가함에 따라 전 세계에서 발생하는 레드머드의 양은 1억 톤 이상으로 꾸준히 증가하고 있다. 레드머드의 재활용 기술은 우리나라를 비롯한 많은 국가에서도 개발되고 있지만, 재활용 및 처리 기술은 여전히 레드머드의 생산증가 속도에 비해 미흡한 실정이다. 본 논문에서는 레드머드와 관련된 특허, 논문, 기술보고서를 내용별 연도별로 분석하였다. 또한 국내 산출 레드머드의 물성 분석을 통해 기초 소재특성 자료를 제공하였고 국내외 레드머드 재활용의 실용화 추진 사례를 분석하여 실용화 기술 개발 가능성을 제시하였다. 특히 레드머드에서 희토류를 회수하는 기술, 환경오염 방지제 기술 등은 수요가 높고 경제적 가치가 높기 때문에 전 세계적으로 개발되고 있는 것으로 파악되었다. 이처럼 본 연구에서 도출된 레드머드의 기술개발 사례 등의 자료는 향후 고부가가치의 실용적 연구 및 기술 개발에 기여할 것으로 판단된다.

• 한국건설순환자원학회지
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• 제12권4호
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• pp.40-46
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• 2017

• 한국건축시공학회지
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• 제22권5호
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• pp.431-439
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• 2022

본 연구에서는 액상 레드머드를 첨가한 시멘트계 재료의 강도저하를 개선하기 위해서, pH가 10~12인 액상 레드머드(LRM)에 황산을 첨가하여 pH를 6~8로 조절한 중화레드머드(LRM+S)를 제조하였다. LRM과 LRM+S를 각각 시멘트 페이스트에 첨가하여 수화열, 압축강도, 수화생성물을 확인하였다. 수화열 측정결과 LRM을 첨가한 시멘트 페이스트는 Plain와 비교하여 발열량이 낮고 수화속도가 지연되었지만, LRM+S를 첨가한 시멘트 페이스트는 Plain의 수화열 피크와 유사하게 나타났다. 압축강도 측정결과 PS-LRM의 압축강도는 모든 재령에서 Plain의 압축강도보다 저하되었고 28일 재령에서 55% 수준을 나타내었다. 반면에 PS-LRM+S의 압축강도는 Plain의 압축강도와 비교하여 28일 재령에서 유사한 수준을 나타내었다. XRD 분석 결과 PS-LRM는 3일부터 Ca(OH)2 피크가 확인되었지만, PS-LRM+S의 경우 Plain과 유사하게 1시간부터 Ca(OH)₂ 피크가 나타났다. 따라서 강알칼리성의 액상 레드머드에 황산을 첨가하여 중화레드머드를 제조하여 시멘트계 재료에 첨가하면 강도저하를 개선할 수 있을 것으로 판단된다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제16권1호
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• pp.105-112
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• 2018

This paper presents results of a compressive investigation conducted on weathered soil stabilized with ground bottom ash (GBA) and red mud (RM). The effects of water/binder ratio, RM/GBA ratio, chemical activator (NaOH and $Na_2SiO_3$) and curing time on unconfined compressive strength of stabilized soils were examined. The results show that the water/binder ratio of 1.2 is optimum ratio at which the stabilized soils have the maximum compressive strength. For 28 days of curing, the compressive strength of soils stabilized with alkali-activated GBA and RM varies between 1.5 MPa and 4.1 MPa. The addition of GBA, RM and chemical activators enhanced strength development and the rate of strength improvement was more significant at the later age than at the early age. The potential environmental impacts of stabilized soils were also assessed. The chemical property changes of leachate from stabilized soils were analyzed in terms of pH and concentrations of hazardous elements. The observation revealed that the soil mixture with ground bottom ash and red mud proved environmentally safe.

• 한국건축시공학회지
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• 제18권3호
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• pp.267-275
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• 2018

본 논문은 알칼리활성화 슬래그 레드머드 시멘트의 백화저감을 위한 기초연구로서 다양한 온도 및 습도 조건이 레드머드 혼입 알칼리활성화 슬래그 시멘트의 강도 및 백화에 미치는 영향을 보통 포틀랜트 시멘트와 비교하여 검토하였다. 양생조건에 따른 레드머드 혼입 알칼리활성화 슬래그시멘트의 강도 및 백화특성 검토결과 표준수중양생을 실시한 모르타르는 기건양생, 고온양생, 저온양생과 비교하여 28일 압축강도, 휨강도가 가장 높게 나타났으며 흡수율 및 백화발생면적, $Na^+$용출량은 가장 낮게 나타났다. 따라서 향후 레드머드의 대량 활용을 위한 방안으로서 적정한 양생조건은 수중양생으로 사료된다.