Study on Recycling of Incombustion Materials from MSWI Fluidized Bed Incinerator Ash

생활쓰레기 유동상(流動床) 소각로(燒却爐) 불연물(不燃物)의 재활용에 관한 연구(硏究)

The total amount of fluidized bed incinerator ash, i.e. incombustion materials generated from the municipal solid waste incineration(MSWI) in Korea was approximately 14,000 tons in 2006. Most of the ash after ferrous metal separation is finally discard to the landfill sites. In the present work, possibility for recycling of the ash is studied to utilize the ash as raw materials for ceramic products. Incombustion materials obtained from the two different incinerators were used to recover the raw materials by applying the magnetic separation and screening process to remove metallic particles. The raw materials show relatively low heavy metals content obtained from the KSLP leaching tests. The ceramic products were prepared by mixing the clay with the various amounts of the raw material. The physical properties, i.e. shrinkage rate, absorbancy and compressive strength of the ceramic products sintered at $1,000^{\circ}C$ and $1,050^{\circ}C$, respectively were improved by increasing the addition amounts of the incinerator ash. Based on the leaching tests the ceramic products also be satisfied with the standard limits on the leachability of heavy metals because most of the metallic materials are effectively removed from the incombustion materials by appling the separation processes.

국내의 경우 2006년 유동상 소각로에서 발생한 소각재는 약 13,952톤에 달하고 있으며, 대부분 자력선별 후 매립처리 되고 있는 실정이다. 본 연구에서는 유동상 소각로에서 발생한 불연물로부터 분리 회수한 무기물 시료와 점토를 일정비율로 배합하여 소결체를 제작하였으며, 물성평가를 통하여 세라믹스(요업)원료로서의 재활용 가능성을 검토하였다. 체가름 및 자력선별 후 회수된 불연물 시료에 대한 중금속 함량 분석결과 Pb 등 일부 중금속의 농도는 여전히 높게 나타났으나 $Cr^{6+}$의 경우는 0.4ppm이하로 낮게 나타났으며, 용출실험결과는 모두 KSLP 기준치 이하로 조사되었다. 최종 회수한 불연물 시료의 XRF 분석결과 금속산화물이 선별공정에서 효율적으로 제거된 것으로 조사되었다. 회수된 불연물 시료를 점토와 일정비율로 배합하여 제조된 소결체의 물성조사 결과 $1,000^{\circ}C$ 및 $1,050^{\circ}C$에서 소성한 제품의 경우 불연물을 첨가하면 융제로서의 역할이 가능하여 소성온도를 약 $50^{\circ}C$정도 낮출 수 있다. 또한, 불연물의 첨가량이 증가할수록 소성수축률 및 흡수율이 낮아져서 소결체의 압축강도가 개선되었다.