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개발동향 상세정보 게시판
분류 [위해성평가관리] 기타
과제명 슬래그 활용 광산폐기물 오염 중금속 안정화/고형화 기술개발 및 통합환경안정성평가 기법확립
연구기관 한국기초과학지원연구원
연구기간 2016.06.01.~2019.05.31.
연구비 210,000 천원
핵심키워드 제강슬래그, 광산폐기물, 중금속, 안정화/고형화, 안정화 기작, 침전, 흡착, 환경안정성평가, 재용출
요약

연구목적 및 필요성

 O 미국에서 안정화/고형화 공법은 1982년부터 2011년까지 중금속 오염부지의 비원위치(ex-situ) 정화공법 중 약 30%를 차지하고 있으며(200개 이상의 오염 지역에 적용), 오염물질의 중간 및 최종처리에 가장 적합한 공법으로 알려져 있음

 O 현재 우리나라는 토양오염공정시험기준에서 왕수를 이용한 전함량법을 사용하여 토양오염을 평가하기 때문에 사실상 토양, 광산폐기물 등 고체매질의 중금속 정화를 위한 안정화/고형화 공법의 적용이 불가

 O 이에 본 연구는 제강슬래그를 이용한 중금속 안정화 기작을 규명해보았음. 이와 더불어 안정화/고형화 처리된 광산폐기물에 대한 환경안정성평가를 수행함으로써 안정화/고형화 기술의 신뢰성을 평가를 목적으로 함

 

연구 내용 및 범위

 O 제강슬래그를 이용한 중금속 안정화 기작 규명

 O 안정화 조건에 따른 광산폐기물 중금속 안정화 효율 및 기작 확인

 O 환원조건에서의 중금속 재용출 가능성 확인

 O 제강슬래그 처리를 통한 광산폐기물 고형화 가능성 확인

 

연구성과

연구결과

 O 제강슬래그를 이용한 중금속 안정화 기작 규명

  - 제강슬래그와 달리 고로슬래그에는 Fe oxide Mn oxide가 거의 함유되어 있지 않으며(각각 29.9 2.6wt%, 0.8 0.2 wt%) 반면 Ca oxide는 두 종류 슬래그 모두 다량 함유되어 있음

  - pH 13에서는 침전기작이 저해됨을 알 수 있었는데, 이는 높은 pH에서는 PbOH- 이온과 결합하여 Pb(OH)42- 이온을 형성하기 때문인 것으로 판단

 O 안정화 조건에 따른 광산폐기물 중금속 안정화 효율 및 기작 확인

  - PbAs 모두 제강슬래그 처리량이 많을 때 안정화 효율이 높은 경향

  - 수분 처리량에 따라서는 PbAs의 안정화 효율이 서로 다른 경향을 보였는데, Pb의 경우 수분 처리량이 증가할수록 안정화효율이 높아지는 것을, As의 경우 반대로 낮아지는 것을 확인

 O 환원조건에서의 중금속 재용출 가능성 확인

  - Pb의 경우 수분 처리량이 증가하면 침전 기작이 증가함을 확인하였으며, As의 경우 제강슬래그 처리량이 증가할 때 침전 기작이 증가함을 확인하였으며, 이를 바탕으로 안정화 조건을 선정

 O 제강슬래그 처리를 통한 광산폐기물 고형화 가능성 확인

  - 고형화 효과로 인한 투수성 감소는 빗물 등의 수분 유입을 저감시킬 수 있기 때문에, 위에서 규명한 중금속 안정화 기작과 더불어 중금속 용출을 더욱 저감시킬 수 있을 것으로 예상

 

활용계획

 O 본 연구에서 개발한 안정화/고형화 기술은 연간 수만 톤씩 배출되는 산업부산물(슬래그)의 폐기물 처리비용 절감 등 폐자원의 재활용 측면에서 큰 의미

 O ·공간적 제약 등으로 인해 적극적 정화공법이 이루어지지 못하고 방치되어 있는 중금속 오염부지나 폐광산 주변 지역에 대해 중금속 정화를 위한 과학·기술적 기반을 제공

 

주요성과

 O 보고서 1

 O 특허출원 16, 특허등록 14

 O 논문 4

 

첨부파일 슬래그_활용_광산폐기물_오염_중금속_안정화고형화_기술개발_및_통합환경안정성평가_기법확립.pdf
출처 국가과학기술정보센터
등록일 2021-02-02

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