Abstract
The consumption of artificially crushed sands exceeds more than 30 percent of the domestic sand supply in South Korea, and its rate is still increasing. For the manufacture of crushed sand granites and granitic gneisses are preferred, fine fractions (i.e. sludge, particles finer than 63 microns) are removed by use of flocculation agents, and its amount occupy about 15 wt%. The sludges consist of quartz, feldspars, micas, chlorite/vermiculite, kaolinites, smectites and occasionally calcite. Among the clay minerals micas are usually predominant, and $14{\AA}$ minerals, kaolinites and smectites are rather scarce. Jurassic granites usually contain more kaolinites and smectites than those of Cretaceous to Tertiary granites, probably due to longer geologic ages. On the other hand, sludge from Precambrian gneiss does not contain kaolinites and smectites. Chemical analyses for the granites and their sludges show rather clear differences in most of major chemical components. Except for $SiO_2,\;Na_2O\;and\;K_2O$, all other components represent rather clear increase. Decrease of $SiO_2$ content is attributed to the relative decrease of quartz in the sludges. And the $Na_2O decrease is caused by a relatively stronger weathering property of albite compared to Ca plagioclase. The $K_2O$ content shows rather small differences throughout the whole samples. The increases of $Al_2O_3$ and other major components resulted from weathering processes and most of colored components are also concentrated in the sludges. Particle size analyses reveal that the sludges are categorized as sandy loams in a sand-silt-clay triangular diagram. The sludge is now classified as industrial waste because of its impermeability, and this result was also confirmed by rather higher hydraulic conductivities. For the environmental problems, and accomplishing effective sand manufacture, more fresh rocks with little weathering products must be chosen.
국내 모래수요에서 인공쇄석사의 점유율은 30% 이상이며 지속적인 증가추세에 있다. 인공쇄석사는 주로 화강암 및 편마암류를 원암으로 이용하며, 공정 중에 생기는 슬러지(63마이크론 이하입자)는 침전제를 이용하여 분리되며, 중량대비 15% 내외가 포함된다. 슬러지 구성광물은 석영, 장석, 운모류와 함께 고령토, 녹니석, 질석, 스멕타이트 및 방해석도 간혹 포함된다. 쥬라기 화강암류에서 발생되는 슬러지는 대체적으로 백악기 화강암류에 비해서 더 많은 고령토 및 스멕타이트를 포함한다. 반면, 선캠브리아기 시료는 고령토 및 스멕타이트가 확인되지 않는다. 화학조성에 있어서도 화강암류와 슬러지의 사이에 명확한 차이를 나타낸다. 주요 10성분 중에서 $SiO_2,\;Na_2O$ 및 $K_2O$를 제외한 나머지 성분들은 슬러지에서 훨씬 높은 함량을 나타낸다. 슬러지에서 $SiO_2$의 감소는 점토입도에서의 석영함량감소에 기인하며, $Na_2O 감소는 알바이트에 비해서 Ca사장석이 풍화에 약하기 때문이며, $K_2O$는 대체적으로 변화가 미약하다. 슬러지에 대한 입도분석에 의하면, 토양조직 분류상 사질양토에 해당한다. 투수율 측정에 의하면 투수계수가 높으며, 그 원인은 실트 및 점토입자가 다소 풍부하기 때문이다. 현재 우리나라에서 폐기되는 슬러지는 불투수성이 높아 산업폐기물 중의 환경오염물로 분류되며, 쇄석사의 회수율을 저하시키므로 원암선택시 풍화를 덜 받은 화강암류를 선택할 필요가 있다.
