• 자원리싸이클링
• /
• 제22권3호
• /
• pp.73-80
• /
• 2013

산업적 요구에 따른 금속 소재의 사용량은 급증하고 있으나, 한정된 유용가능 자원으로 인해 원소재 가격이 급속도로 상승하고 있어, 이들 금속 자원의 안정적 확보가 국가 경쟁력 확보 및 지속적인 경제 성장의 핵심 요소로 인식되고 있다. 전량 수입에 의존하고 있는 마그네슘 소재의 경우, 수명을 다한 자동차 및 3C(Camera, Computer, Communication) 제품의 폐부품과 마그네슘의 용해 과정에서 발생하는 슬러지 및 드로스 등의 저품위 스크랩은 전량 폐기되고 있어 자원순환의 효율성을 제고하고 독자적인 원소재 수급 체계를 확립하기 위해서는 저품위 스크랩의 재활용 기술 개발 및 상용화가 절실하다. 본 연구에서는 폐마그네슘의 재활용 기술에 대한 특허와 논문을 분석하였다. 분석범위는 1974년~2012년까지의 미국, 유럽연합, 일본, 한국의 등록/공개된 특허와 SCI 논문으로 제한하였다. 특허와 논문은 키워드를 사용하여 수집하였고, 기술의 정의에 의해 필터링 하였다. 특허와 논문의 동향은 연도, 국가, 기업, 기술에 따라 분석하여 나타내보았다.

• Computers and Concrete
• /
• 제29권 5호
• /
• pp.335-346
• /
• 2022

Geopolymers are an important alternative material supporting recycling, sustainability, and waste management. Durability properties are among the most critical parameters to be investigated; in this study, the durability of manufactured geopolymer samples under the attack of 10% magnesium sulfate and 10% sodium sulfate solution was investigated. 180 cycles of freezing and thawing were also tested. The experimentally obtained results investigate the durability of geopolymer mortar prepared with fly ash (class F) and alkali activator. Three different quarry dust wastes replaced the river sand aggregate: limestone, marble, and basalt powder as fine filler aggregate in three different replacement ratios of 25%, 50%, and 75% to produce ten series of geopolymer composites. The geopolymer samples' visual appearance, weight changes, UPV, and strength properties were studied for up to 12 months at different time intervals of exposure to sulfate solutions to investigate sulfate resistance. In addition, Scanning Electron Microscopy (SEM), EDS, and XRD were used to study the microstructure of the samples. It was beneficial to include quarry waste as a filler aggregate in durability and mechanical properties. The compact matrix was demonstrated by microstructural analysis of the manufactured specimens. The geopolymer mortars immersed in sodium sulfate showed less strength reduction and deterioration than magnesium sulfate, indicating that magnesium sulfate is more aggressive than sodium sulfate. Therefore, it is concluded that using waste dust interrogation with partial replacement of river sand with fly ash-based geopolymers has satisfactory results in terms of durability properties of freeze-thaw and sulfate resistance.

• 공업화학
• /
• 제27권4호
• /
• pp.427-432
• /
• 2016

본 연구의 목적은 마그네슘 생산을 위한 원료 물질로서 폐간수의 활용 가능성을 검토하는 것이다. 본 연구에서는 간수에 NaOH를 첨가하여 Mg 이온을 수산화마그네슘($Mg(OH)_2$)으로 회수하는 침전법을 적용하였다. 간수에 용존되어 있는 Mg 이온은 NaOH 첨가량이 [NaOH]/[Mg] 몰비 2.70~2.75, pH 9.5~10.0에서 99% 이상이 제거되었다. 알칼리제로 첨가하는 NaOH 용액의 몰 농도는 Mg의 회수효율에 큰 영향을 미치지 않은 것으로 나타났다. 침전반응을 통해 생성되는 $Mg(OH)_2$의 입도는 주로 알칼리제의 첨가속도에 의해 영향을 받았으며 첨가속도가 느릴수록 증가하였다. 침전반응을 통해 간수 1 L당 100~120 kg의 $Mg(OH)_2$ (순도 약 94%)을 회수할 수 있었다. 이러한 실험결과들은 천일염 산업의 부산물인 간수가 해수마그네시아 생산을 위한 유용자원으로 활용될 수 있음을 알 수 있었다.

• 상하수도학회지
• /
• 제21권3호
• /
• pp.273-278
• /
• 2007

Modern society has moved from a phosphorus recycling loop, where animal manure and human wastes were spread on farming land to recycle nutrients, to a once-through system, where phosphates are extracted from mined, non-renewable phosphate rock and end up either in landfill(sewage sludge, incinerator ash) or in surface waters. In this research, crystallization of nitrogen and phosphate with natural sources of $Mg^{2+}$ in synthetic water was tested. The operational parameters of pH, mixing time, and the magnesium molar ratio were investigated to find optimal conditions of the MAP precipitation using synthetic wastewater. The removal efficiency of phosphate increased with pH up to 11. By MAP precipitaiton of the synthetic waste water, 94% of the phosphate were eliminated at pH 11. It was found that at least 10 minutes mixing time was required and 20 minutes mixing time was recommended for efficient phosphate removal. High efficiency removal of phosphate was possible when the magnesium molar ratio was 1.0~2.0. The comparative study of different magnesium sources showed that coagulants (PAC) was the more efficient sources than only magnesium. The result showed that 97% of phosphate removal. In conclusion, coagulants (PAC) induced crystallization of struvite and hydroxyapatite was shown to be a technically viable process that could prove cost effective for removing phosphate in wastewater.

• 한국도로학회논문집
• /
• 제7권3호
• /
• pp.53-62
• /
• 2005

겨울철 원활한 제설작업은 겨울철 도로운영 및 관리에 중요한 공정이다. 현재 우리나라에서는 염화칼슘을 제설제로 가장 많이 쓰고 있고, 성능은 우수하지만 환경문제와 부식으로 인한 도로주변의 콘크리트 구조물의 내구성을 저하시키는 원인이 되고 있어 심각한 문제가 되고 있다. 한편 유기성 폐기물을 이용하여 환경친화 제설제인 Ca, Mg와 유기산(초산, 프로피온산)의 반응물인 유기산염 (CMO, Calcium magnesium salt of organic acids)으로 구성된 제설제의 경우 자원 재활용으로 인한 생산 단가를 낮출 수 있고 환경문제와 구조물의 내구성저하를 해결할 수 있다는 연구들이 수행된 바 있다. 본 연구에서는 실험실에서 화학조성에 의해 샘플로 제조된 환경친화 제설제인 유기산염(CMO의 일종)과 미국에서 개발한 CMA, 기존 제설제에 대해 제설에 필요한 기초물성에 대한 실험과 성능 실험을 통해 융빙성능을 비교 분석하였고 콘크리트 표면의 중량 손실량 실험을 통하여 구조물의 내구성에 미치는 영향을 검토하였다. 결과 분석을 통해 CMO의 융빙성능은 기존 제설제인 염화칼슘에 비해 60$\sim$90% 정도의 효과를 보였다. 중량손실효과는 미미하여 구조물의 내구성에 영향을 거의 미치지 않음을 알 수 있었다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
• /
• 제46권1호
• /
• pp.48-59
• /
• 2018

본 연구는 커피 생산 폐기물인 커피박의 효율적인 처리 및 재자원화 방안의 일환으로 목분과 혼합하여 고체 바이오 연료인 펠릿을 제조하고자 수행하였다. 먼저 펠릿 제조에 사용된 커피박의 화학적 조성과 연료적 특성을 조사하여 커피박의 펠릿 원료화 가능성을 조사하였다. 또한 다양한 조건에서 낙엽송 목분과 함께 펠릿을 제조한 후, 최적 펠릿 제조조건을 제시하였다. 커피박은 전섬유소, 단백질, 지방/오일로 구성되었으며, 0.7% 정도의 회분을 함유하고 있었다. 회분에 대한 정성분석 결과, 칼슘, 나트륨, 칼륨, 마그네슘 순으로 조사되었다. 커피박의 용이한 건조 특성으로 인한 낮은 함수율과 높은 발열량 그리고 커피박/낙엽송 펠릿의 연료적 특성(함수율, 회분 함량, 겉보기밀도, 내구성)이 국립산림과학원에서 고시한 목재펠릿 품질기준의 1급을 상회하여 커피박의 펠릿 원료화 가능성을 확인할 수 있었다. 그러나 원소분석 결과, 커피박의 높은 질소 및 유황 함량으로 고등급의 펠릿 제조용 원료보다는 $NO_x$ 및 $SO_x$를 효과적으로 제거할 수 있는 포집장치를 보유한 열병합발전소용 펠릿 원료로 적당할 것으로 생각한다. 그러나 커피박 및 낙엽송을 이용하여 1급 기준을 만족하는 펠릿을 제조하기 위하여 91 wt%의 낙엽송 목분과 9 wt%의 커피박이 필요할 것으로 추산된다. 이 조건에서 제조한 펠릿의 질소함량은 0.298% 그리고 유황 함량은 0.03%로 1급 기준을 만족하며 나머지 펠릿의 품질 항목에서도 모두 1급 기준을 상회할 것으로 예상된다. 마지막으로 커피박과 낙엽송의 구매가 및 각 등급의 목재펠릿 수요에 따라 펠릿 내의 커피박과 낙엽송 목분 양을 적절히 조절하여 펠릿을 제조할 경우, 생산비용의 절감 외에 폐기물의 이용에 따른 재자원화와 쓰레기 감량을 통한 환경부담 완화에도 일조할 것으로 생각한다.

• 한국세라믹학회지
• /
• 제53권1호
• /
• pp.116-121
• /
• 2016

The amount of carbon dioxide ($CO_2$) released while producing building materials is substantial and has been targeted as a leading contributor to global climate change. One of the most typical methods of reducing $CO_2$ in building materials is the addition of slag and fly ash, like pozzolan material another method is to reduce $CO_2$ production by developing carbon negative cement. MgO-based cement from the low-temperature calcination of magnesite required less energy and emitted less $CO_2$ than the manufacturing of Portland cements. It is also believed that adding reactive MgO to Portland-pozzolan cements can improve their performance and also increase their capacity to absorb atmospheric $CO_2$. In this study, basic research on magnesia cement using $MgCO_3$ and magnesium silicate ore (serpentine) as the main starting materials, as well as blast furnace slag for the mineral admixture, was carried out for industrial waste material recycling. In order to increase the overall hydration activity, $MgCl_2$ was also added. In the case of the addition of $MgCl_2$as accelerating admixture, there was a promoting effect on the compressive strength. This was found to be due to the production of needle-like dense Mg-Cl hydrates. Mgnesia cement has a high viscosity due to its high specific surface area therefore, when the PC-based dispersing agent was added at a level of more than 1.0%, it had the effect of improving fluidity. In particular, the addition of $MgCl_2$ in magnesia cement using $MgCO_3$and magnesium silicate ore (serpentine) as main starting materials led to a lower expansion ratio and an increase in the freeze-thaw resistance finally, the addition of $MgCl_2$ as accelerating admixture led to good overall durability.

• 한국재료학회지
• /
• 제25권2호
• /
• pp.75-80
• /
• 2015

The carbon dioxide($CO_2$) released while producing building materials is substantial and has been targeted as a leading contributor to global climate change. One of the most typical method to reducing $CO_2$ for building materials is the addition of slag and fly ash, like pozzolan material, while another method is reducing $CO_2$ production by carbon negative cement development. The MgO-based cement was from the low-temperature calcination of magnesite required less energy and emitted less $CO_2$ than the manufacturing of Portland cements. It is also believed that adding reactive MgO to Portland-pozzolan cements could improve their performance and also increase their capacity to absorb atmospheric $CO_2$. In this study, the basic research for magnesia cement using $MgCO_3$ and magnesium silicate ore (serpentine) as main starting materials, as well as silica fume, fly ash and blast furnace slag for the mineral admixture, were carried out for industrial waste material recycling. In order to increase the hydration activity, $MgCl_2$ was also added. To improve hydration activity, $MgCO_3$ and serpentinite were fired at $700^{\circ}C$ and autoclave treatment was conducted. In the case of $MgCO_3$ as starting material, hydration activity was the highest at firing temperature of $700^{\circ}C$. This $MgCO_3$ was completely transferred to MgO after firing. This occurred after the hydration reaction with water MgO was transferred completely to $Mg(OH)_2$ as a hydration product. In the case of using only $MgCO_3$, the compressive strength was 3.5MPa at 28 days. The addition of silica fume enhanced compressive strength to 5.5 MPa. In the composition of $MgCO_3$-serpentine, the addition of pozzolanic materials such as silica fume increased the compression strength. In particular, the addition of $MgCl_2$ compressive strength was increased to 80 MPa.

• 멤브레인
• /
• 제33권3호
• /
• pp.87-93
• /
• 2023

전기투석(ED)은 이온교환막을 통한 이온의 분리에서 중요한 과정이다. 해수담수화로 발생하는 염수 처리는 환경적으로 큰 문제이며 막분리 기술을 통한 재활용 효율이 높다. 마찬가지로 알칼리는 가죽, 전기도금, 염색, 제련 등과 같은 여러 화학 산업에서 생산된다. 폐기물의 고농도 알칼리는 부식성이 높고 화학적 산소 요구량(COD) 값이 높기 때문에 환경에 방출하기 전에 처리해야 합니다. 칼슘과 마그네슘의 농도는 염수의 거의 두 배이며 주요 환경 오염 물질인 이산화탄소의 흡착에 완벽한 후보입니다. 수산화나트륨은 양극성 막 전기투석 공정으로 쉽게 생산되는 금속 탄산화 공정에 필수적입니다. 역삼투압(RO), 나노여과(NF), 초여과(UF), ED 등 다양한 공정을 통해 회수가 가능하다. 본 검토에서는 알칼리 회수를 위한 이온교환막에 의한 ED 공정에 대해 논의한다.