본 연구는 제강슬래그로부터 인성분을 추출하여 농업용 비료의 자원으로서 사용하기 위한 침출공정을 연구하였다. 일반적으로 제강 슬래그에 함유되어 있는 인성분은 $C_2S-C_3P$상에 고용되어 있고, 이 고용체는 슬래그 내의 free-CaO 다음으로, 다른 상들보다 수용해성이 크다. 본 실험에서는 다원계 슬래그를 이용하여, 다양한 원소들의 용해거동에 미치는 pH의 영향을 알아보았다. 낮은 pH에서 제강슬래그로부터 수용액 중 Ca, Si, P, Fe의 농도는 증가되었다. pH가 3인 경우, 수용액 중 P 이온의 농도는 시간에 따라 감소하였고, P이온과 Fe이온과의 침전 반응을 감소 원인으로 고찰하였다.
제철소에서 매년 대량 발생되어 주로 매립처분되고 있는 제강분진의 재활용 방안으로서, 폐수처리분야에 널리 사용되고 있는 펜톤산화공정의 반응촉매원인 Fe 공급원으로서 제강분 진의 활용 가능성에 대한 연구를 수행하였다. 본 연구에서는 포항제철소에서 제철부산물로 발생되는 제강분진을 전처리 없이 산화촉매로 사용하여 김포 수도권 매립지의 침출수 처리 공정에서 펜톤산화조에 유입되는 원수를 대상으로 과산화수소에 의한 산화처리 실험을 수행하였다. 반응은 회분식으로 수행하였으며, 일반적으로 알려진 펜톤산화반응의 주요 반응조 건인 운전 pH, 과산화수소 주입량 및 분할주입, 제강분진의 주입량 등의 변화에 따른 각 조 건별 시간에 따른 반응결과를 알아보았다. 또한 기존의 Fe 공급원으로 사용되고 있는 FeSO$_4$와 처리성능 및 적용조건에 대한 비교 실험도 수행하였다. 침출수 수질변화는 TOC (Total Organic Carbon) analyzer를 사용하여 측정한 TOC값으로 나타냈으며, pH controller 와 정량펌프를 사용하여 HCl과 NaOH주입을 통해 반응기간동안 일정 pH를 유지하였다. 본 연구결과, 최적 pH 조건인 4에서 최대 75% TOC 제거율을 나타내었으며, 대부분의 반응은 30분 이내에 이루어졌다. 주어진 실험조건에서 FeSO$_4$와 비교하여 반응속도와 처리효율에서 향상된 결과를 나타내었으며 반응 후 응집침전실험에서도 보다 높은 처리효과를 얻을 수 있었다. 결론적으로, 과산화수소/제강분진 시스템을 이용한 화학적 산화처리방법은 경제성과 처리성능에서 기존의 펜톤산화공정의 대체방안으로서 향 후 적용가능성이 높을 것으로 기대된다.g, 200 mg/kg, 300 mg/kg의 순서로 함량이 점차 감소하는 결과를 얻을 수 있었다. 이상의 결과를 종합하여 볼 때 가자 메탄올추출물은 PQ 유도독성을 신장 및 폐조직에서 효과적으로 경감시키는 것으로 나타났다.ted retailers ("sellers") must accept end-of-life items returned to them by the consumers. At the local level, Taipei City implements a pay-as-you-throw program, whereby citizens pay waste collection and treatment fees through the purchase of special trash bags approved by the Taipei City Government. However. recyclables that are separated by citizens are collected free-of-charge by the City. Taichung City and Kaohsiung City, on the other hand, enforce mandatory sorting schemes, whereby citizens face penalties if they don't separate recyclables from the trash before pick-up. These programs have resulted in a significant reduction in municipal waste. Per capita waste collected per day has dropped from 1.143
제강 슬래그는 제강 공정에서 발생되는 부산물로서 주로 에이징 한 후 도로용 노반재로 사용된다. 제강 슬래그내에 포함된 free-CaO와 물과의 반응하여 체적팽창을 일으키기 때문에 공기중에 장시간 에이징 하는 것이 필요하다. 이러한 문제 때문에 제강 슬래그를 콘크리트용 골재로 사용하는데 어려움이 있다. 그러나, 본 연구에서는 고온의 용융상태에서 고속공기로 뿜어 급냉시킨 제강 슬래그를 사용하였다. 이와 같이 급냉시키는 방법은 제강 슬래그내의 free-CaO의 생성량을 저감시킨다. 본 연구에서는 통계적 실험계획법 중 일원배치법을 이용하여 급냉 제강 슬래그 대체율이 플로우, 고성능감수제의 첨가율, 물-시멘트비 및 압축강도 등 모르타르의 특성에 미치는 영향을 검토하였다. 또한, 이들 데이터를 분산분석 후 F-검정을 실시하여 급냉 제강 슬래그가 모르타르의 특성에 유의한 영향을 주고 있는 지를 검정하였다. F-검정결과 유의수준 $1\%$내에서 급냉 제강 슬래그 대체율이 증가할수록 모르타르의 플로우 증가, 고성능감수제 첨가율 및 물-시멘트비의 감소, 압축강도의 증진에 크게 영향을 미치는 것을 검정하였다. 또한, 유동성 및 압축강도를 고려할 때 강모래에 대하여 급냉 제강 슬래그 대체율 $75\%$를 사용하는 것이 가장 우수한 유동성과 압축강도 발현하는 것으로 나타났다.
본 연구에서는 제강분진으로부터 습식제련을 이용하여 아연을 선택적으로 회수하고 황산아연을 제조하고자 하였다. 제강분진의 성상분석을 통해 기존의 제강분진과 다르게 철의 함유량이 9.9%로 상대적으로 낮고 망간이 19%로 다량 함유되어 있었으며 이에 알맞은 습식제련 공정을 설계하였다. 침출공정에서는 고액비, 온도, 황산 농도별 실험을 통해 1.6M 황산, 20% 고액비, 60℃, 1시간동안 침출하여 85%의 아연, 망간을 용해시키고 철은 침출되지 않았다. 망간으로부터 아연을 선택적으로 회수하기 위해 D2EPHA를 사용한 용매추출 공정을 선택하였고 0.8M D2EHPA, 32% 비누화도, O/A 비 2, 향류 3단 추출을 통해 에서 99% 아연을 추출하였으며, 공동 추출된 망간은 pH 1.5로 조정한 황산 수용액으로 전량 세정하였다. 최종적으로 1.5M 황산을 이용하여 O/A 비 4, 향류 4단 탈거를 통해 아연을 농축 탈거하였다. 탈거액에는 40g/L의 아연이 함유되어 있었으며 이를 감압증류하여 99.9%의 황산아연 1수화물을 획득하였다.
제철소에 대한 설비진단은 발전을 거듭하면서 금세기에 들어서는 AI를 이용한 시스템 구축이 이루어지고 있다. 그중에서도 고로에 대한 엑스퍼트 시스템은 상당한 실효를 거두고 있다. 그 이유는 고로는 제철소의 최상류에 위치하며 제품 공정에의 선철의 안정 공급이 큰 역할로 되어 있기 때문에 고로에 대한 많은 연구와 노력이 집대성된 까닭이다. 하여튼 제철소 내에는 어느 공장하나 중요치 않은 것이 없다. 그중에서도 이번에 소개하고자 하는 것은 제철소 제강공장에 대한 설비 진단 시스템이다. 제강공장은 직접적인 생산품을 만들어 내는 곳은 아니지만 제품의 품질을 좌우하는 중요도가 높은 공장이다.
본 연구에서는 제철, 제강공정에서 많이 사용하고 있는 C22FR1.4형의 주형을 상사적으로 축소시킨 주철제(GC25) 주형에 순알루미늄(순도99%)의 주물을 용입하여 응고 및 냉각 과정의 주물 및 주철제 주형에 미치는 열의 영향에 관하여 2차원 비정상 열전도 문제를 경계요소법으로 해석하고 실험을 통하여 검증하였다.
본 연구의 목적은 반폐쇄형 오염 수역을 포함해 특히 양식장내 퇴적층과 같이 오염이 상당히 진행된 해저 퇴적물을 효율적, 경제적으로 정화하기 위해 제철 공정에서 나오는 부산물인 제강 슬래그를 복토재로 활용하는 데에 있다. 오염된 퇴적물로부터 대량으로 용출되는 황화수소와 인산염 둥은 양식 생물에 직ㆍ간접적으로 악영향을 미칠 수 있으며, 해역내 부영양화의 주요한 원인이 되는 것으로 알려져 있다. (중략)
철강 산업에서의 원재료는 생산성, 품질, 가격경쟁력에 결정적인 역할을 하고 있다. 철강제품의 원재료를 함철부산물로 활용한다면, 함철부산물을 처리하기 위한 비용 및 환경오염문제를 해결할 뿐만 아니라 가격경쟁력을 높일 수 있다. 함철부산물들은 대부분 작읍입도를 가지고 있어서, 제강공정 내에 직접 투입하게 되면 열 유동 및 원료 비산 등의 문제가 발생하게 된다. 이러한 문제점을 해결하고 추가적인 환원을 유도하기 위해 철원에 탄재를 혼합한 뒤 단괴를 성형하여 제강공정 내에 투입하는 방법이 연구되고 있다. 본 연구에서는 함철부산물에 탄재를 혼합하여 단괴를 성형하는 방법에 대해 연구하였다. 함철부산물, 탄재, 융제, 바인더에 따른 CCBI (carbon composite briquette iron)의 성형성 및 압축강도를 확인하였다.
제강공정에서 발생되는 $CaO-Al_{2}O_{3}-SiO_{2}$계 조성을 갖는 2 차 정련슬래그 (래들 슬래그)를 이용하여 하수슬러지용 고화재개발 및 하수슬러지 고화체의 물성에 관한 연구를 수행하였다. 래들슬래그는 냉각과정에서 분화되는 성질이 있어 냉각후 분말상의 슬래그가 만들어진다. 분말상 슬래그의 주 결정상은 $12CaO{\cdot}7Al_{2}O_{3}$ 및 $2CaO{\cdot}SiO_{2}$로 구성되어 있다. $12CaO{\cdot}7Al_{2}O_{3}$ 상은 속경성 시멘트의 특징이 있다. 또한 $CaSO_{4}$와 혼합사용시 ettringite 상을 형성시켜 하수슬러지의 함수율 저감효과 및 강도발현 효과가 우수한 결과를 얻었다. $Cl^{-}$ 이온의 고정화면에서는 고화재중 래들슬래그의 혼합비가 높을수록 고화체 구조내에 $Cl^{-}$ 이온이 고정화되어 용출량은 감소하였다. 고화재로서 제강부산물을 사용하기 때문에 경제성이 있으며, $Cl^{-}$ 이온 함량이 높은 하수슬러지 고화재로서의 재활용이 기대된다.
고로에서 출선된 용선성분중 [Si]은 노열 판단의 대표인자이며, 용선의 열원역할을 함과 동시에 탈P작업의 저해요인이자 slag발생, 전로 slopping발생의 원인이기에 적절한 저[Si] 용선을 제조할 필요가 있다. 또한 [S]는 강의 불순물이자 수요가의 요구로 저[S] 용선제조가 요구된다. 이를위해 후공정인 제강공장에 가기전에 100% 용선예비처리를 실시하고 있다. 본 연구에서는 기존의 용선성분 분석방법으로는 효율적인 용선 예비처리가 불가하므로 시계열분석및 중회귀분석을 통하여 성분을 사전예측하여 시간의 한계를 극복하고, 예측된 성분에 의하여 효율적인 예비처리실시 또는 예비처리 없이 제강직송도 실시하는등 제철소 공정통제 기능의 하나인 용선관제기능의 적극적인 대응이 가능하도록 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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