• 자원리싸이클링
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• 제22권1호
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• pp.64-71
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• 2013

지구온난화 원인으로 지목되고 있는 $CO_2$가스를 저감시키기 위한 방안 중의 하나로 칼슘이나 마그네슘 등을 함유하는 천연규산염 광물의 탄산염화가 제안되고 있다. 전기로제강슬래그는 칼슘, 마그네슘 등 을 주성분으로 하는 규산염들로 구성되고 있어, 이 슬래그를 천연규산염 광물 대신에 탄산염화의 대상원료로 사용하면 $CO_2$가스저감은 물론 탄산칼슘과 같은 산업원료를 제조, 활용할 수 있는 가능성이 있다. 전기로제강슬래그 탄산염화에 의한 탄산칼슘 제조공정은 칼슘성분의 분리단계와 분리된 칼슘성분의 탄산염화단계로 구성된다. 슬래그 중의 칼슘성분 분리를 위한 초산침출 연구결과는 이미 보고되어 있으며 분리된 침출용액 중의 칼슘이온의 탄산염화는 고압의 $CO_2$가스 하에서도 반응속도가 매우 느린 것으로 예측되고 있다. 본 연구에서는 보다 효율적인 침출 및 탄산염화 공정의 개발을 위하여 염산수용액 침출에 의한 칼슘성분 분리에 관한 실험을 수행하였으며 그 침출결과를 초산침출 실험결과와 비교, 분석하였다. 용액 중의 $Ca^{2+}$의 $CO_2$가스에 의한 탄산염화 반응에 대한 열역학적 자료를 통하여 용액의 pH에 따른 $Ca^{2+}$과 $CaCO_3$의 phase boundary를 고찰하였다. 슬래그 중의 칼슘성분 분리를 위해서는 염산이 초산에 비하여 더욱 효율적인 침출용매이며, 염산을 침출용매로 사용 시는 침출용액 중의 미반응산의 회수 및 재순환이 유리할 것으로 기대된다.

• 대한화학회지
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• 제39권11호
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• pp.869-877
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• 1995

정선산 소석회($(Sr(OH)_2=0.053 wt%)$) 현탁액을 사용하여 반응온도 30-80$^{\circ}C$에서 $CO_2$가스를 흡수시키는 탄산화로 aragonite의 생성과정을 조사하였다. 반응초기에 사방정형 $SrCO_3$ 핵을 생성하고, 이 핵은 기-액 경계면의 액체경막에서 핵 성장에 유리한 $CO_3^{2-}$(aq)이 작용하여 종결정aragonite로 성장하고, 반응종료시 주상형 aragonite를 생성하였다. 반응온도 40$^{\circ}C$에서는 $CO_2$(aq)의 농도를 조절하여 반응초기에 생성된 SrCO/sub 3/ 핵을 중심으로 성장시켜 aragonite를 생성하였다. 그리고 이리산 소석회$(OH)_2/=0.011 wt%$) 현탁액에 소량의 $Sr(OH)_2$을 첨가하고, $OH^-$(aq)와 $CO_2$(aq)의 농도를 조절한 탄산화 반응으로 단경 0.1-0.2${\mu}m$, 장경 1-2${\mu}m$의 주상형 aragonite을 합성하였다.

• 한국건설순환자원학회지
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• 제16권4호
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• pp.30-36
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• 2021

• 한국결정성장학회지
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• 제10권4호
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• pp.302-308
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• 2000

탄산칼슘을 모재로 한 형광체 제조를 위하여 비정질 탄산칼슘 전구체를 합성할 때 용액의 농도, 반응온도, 유지시간 및 모액의 pH의 영향을 조사함으로써 안정한 비정질 탄산칼슘을 합성할 수 있었으며, 물 속에 침적하여 결정화 조건을 달리하여 줌으로써 calcite, aragonite, vaterite의 결정 상을 얻을 수 있었다. 또한 활성원소로서 Sn을 첨가하여 비정질 탄산칼슘을 합성하고, 이를 결정화시켜 각 결정형에 따른 형광특성을 조사하였다. 결정형에 따른 발광강도는 calcite가 가장 우수하였으며, 발광중 심파장은 순수한 청색을 나타내는 464 nm였다. calcite의 발광강도는 여기파장 255 nm에서 최대가 되었으며, 형광램프용의 형광체로 사용하기 적합한 것으로 기대된다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제32권1호
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• pp.116-126
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• 2015

본 연구에서는 이산화탄소 고정화에 있어 이산화탄소 전환을 위해 MEA를 이용한 습식화학흡수법의 셔틀메카니즘을 도입하였다. 또한 알칼리 무기물질을 다량 함유한 산업부산물을 습식탄산화법을 이용해 처리하고자 하였다. 즉, 산업부산물의 화학적 처리를 통해 칼슘이온을 용출하였다. 산성물질을 이용한 용출상징수를 ICP로 분석한 결과, 칼슘이온이 최대 17,900 ppm(1.79%)을 확보하였다. 또한 MEA를 이용한 습식 흡수공정을 통해 상온, 상압조건의 이산화탄소 분위기에서 94%의 전환률을 얻었다. 슬러지의 액상탄산화를 통해 슬러지 mg 당 0.175 mg의 이산화탄소를 고정하였으며, 최종생성물의 XRD 분석결과 일반적인 탄산칼슘의 결정구조인 calcite 형상을 확인하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제22권6호
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• pp.123-129
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• 2018

최근 산업 활동에 의해 발생하는 $CO_2$에 대한 처리와 산업부산물에 대한 유효처리 및 자원화 방안이 시급히 요구되고 있다. 본 연구는 콘크리트 혼합재료로 활용이 가능한 산업부산물를 대상으로 탄산화 양생에 의한 건설재료로의 적용성 평가를 목적으로 한다. 이러한 목적을 위해 연구용 시멘트(research cement, RC), 고로슬래그 미분말(GGBFS) 및 유동층 보일러 애시(CFBC)를 대상으로 탄산화 양생에 의한 물리 화학적 변화를 비교 검토하였다. 페이스트 내부의 미세조직 변화를 살펴보기 위해 XRD, SEM 분석을 수행하였다. 실험결과 탄산화 양생을 통해 생성된 반응 생성물인 탄산칼슘은 페이스트 내부의 공간을 채우며 밀도가 높은 미세 구조를 형성함을 확인하였다. 또한, $CO_2$ 양생시간이 길어짐에 따라 탄산칼슘 결정이 함께 성장하여 밀실한 미세구조를 이루는 것을 확인하였다.

• 한국결정성장학회지
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• 제25권6호
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• pp.257-262
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• 2015

현재 전 세계적으로 지구온난화의 주범인 $CO_2$ 저감을 위한 노력을 하고 있으며, 산업발전에 필요한 화력발전 등에서 발생한 부산물을 재활용하는 방안이 시급하다. 따라서 본 연구는 산업부산물인 비산재와 폐기물 슬래그를 이용하여 모르타르 경화체를 제작하였으며 알칼리 활성화제 첨가에 따른 물성을 비교하기 위해 비교적 낮은 농도인 3 M의 NaOH solution을 사용하였고, 이 경화체에 초임계 이산화탄소 조건($40^{\circ}C$, $80kgf/cm^2$ pressure, 60 min)에서 탄산화를 통하여 $CO_2$를 경화 체내에 안정적으로 고정화 시켜 이에 따른 물성을 평가하였다. 탄산화 인자인 CaO의 함량이 많을수록 탄산화율은 높게 나타났으며, 탄산화 후 무게변화율이 최대 약 12 % 증가하였다. 탄산화 후 압축강도는 전과 비슷한 수준이었으며, 이를 통해 탄산화를 통해 $CO_2$를 안정하게 고정화시킨 친환경 소재에 적용 가능성을 확인할 수 있었다. 또한 탄산화 반응 후에 생성되는 $H_2O$로 인해 추가적인 양생을 통해 장기적인 관점에서 탄산화를 통해 물성향상 또한 기대해 볼 수 있을 것으로 생각된다.

• 자원리싸이클링
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• 제18권3호
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• pp.36-41
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• 2009

본 연구에서는 철강 산업 부산물인 전기 아크로에서 발생되는 슬래그(이하 EAF-slag 표기)를 탄산화 반응에 따른 슬래그이 물성변화 및 몰탈 시험을 통해 콘크리트용 대체 골재로써의 가능성을 검토하였으며, 특히 본 연구에서는 탄산화 처리에 따른 EAF-slag의 물성 변화에 대하여 논하였다. 연구 결과 EAF-slag의 탄산화 처리에 따라 EAF-slag 입자 표면에 칼사이트가 생성되면서 골재로써의 표면 기공율을 감소하였으며, pH도 7까지 안정화되는 것을 확인할 수 있었다. EAF-slag를 모래 대체에 따른 몰탈 압축 강도실험 결과 EAF-slag의 모래 대체 50%의 경우 7일 강도뿐만 아니라 28일 강도 증가도 함께 관찰되었다.

• 에너지공학
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• 제27권4호
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• pp.64-69
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• 2018

산업부산물인 화력발전소 석탄재와 제강슬래그의 활용방안을 확대하고, 폐광산의 지반침하를 방지하기 위해 저강도 고유동 채움재를 제조하였다. 중금속 용출 억제 등의 환경적 안정성을 확보하기 위해 화력발전소 바닥재(bottom ash)와 KR슬래그는 7:3으로 혼합하여 탄산화반응($CO_2$고정화)을 실시하였다. 효율적인 폐광산 충진을 위해 유동성에 따른 작업성 평가와 물성평가를 실시하였다. 유해성 분석결과 탄산화 반응을 실시할 경우 중금속 용출이 억제되는 것을 확인하였다. 비표면적 차이에 의해 각 배합별 물 비율을 확인하였다. flow 차이에 따른 작업 효율성을 평가한 결과 flow 300mm의 경우 flow 260mm 대비 효과적으로 충진이 가능한 것을 확인하였다. 압축강도 측정결과 flow 300mm 대비 flow 260mm의 경우 단위수량 감소로 인한 공극수가 적어 압축강도가 상대적으로 높은 것을 확인하였다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제14권2호
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• pp.1-9
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• 2015

본 연구에서는 미생물 반응으로 생성된 탄산칼슘을 분말로 제작하여 연약지반(모래)의 강도 증진 효과를 확인하고자 하였다. 미생물반응으로 생성된 탄산칼슘의 고결화 효과를 분석하기 위해 6가지 case(무처리, 탄산칼슘, 시멘트, 탄산칼슘+시멘트(1:9, 3:7, 5:5))를 모래 중량비에 따라 고결제를 달리(4%, 8%)하여 양생후(7일, 28일) 실험을 하였다. 또한 현장여건과 비슷한 조건의 실험을 하기 위해서 중량비에 따라 세립분(0%, 5%, 15%)를 추가하여 $D5cm{\times}H10cm$ 공시체로 성형한 후 일축압축강도를 측정하였다. 그 결과, 중량비와 양생일이 증가할수록 탄산칼슘, 시멘트, 탄산칼슘+시멘트 모두 강도가 증가하는 경향을 확인하였다. 또한 시멘트 강도 대비 중량비 1:9, 3:7, 5:5의 탄산칼슘+시멘트 강도를 비교한 결과 각각 93.5~95.8%, 82.5%, 65.2~70.6%로 나타났다.