• 자원리싸이클링
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• 제33권1호
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• pp.58-68
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• 2024

핵심광물인 니켈, 코발트, 리튬은 NCM계 리튬이온배터리(이하 LIB)의 양극소재로 알려져 있다. 탄소중립 기조에 따라 전기자동차의 보급량 증가로 핵심광물 수요도 증가할 것으로 예상된다. 하지만, LIB용 핵심광물 Li, Co, Ni의 수요대비 공급 부족으로 인해, 폐리튬이온배터리(EOL LIB)의 리싸이클링 수요가 증가할 것으로 예상된다. EOL LIB(폐 LIB) 재활용은 유해화학물질 무기산 침출제인 염산(HCl), 질산(HNO₃), 황산(H₂SO₄)을 침출공정에 적용하여 재활용한다. 본 연구에서는 친환경 대체침출제 메탄술폰산(이하 MSA)의 적용 가능성을 검토하였다. 또한, 침출제 농도, 환원제 농도, 침출시간, 광액농도(P/D), 온도 등의 침출인자가 NCM Black mass 침출에 미치는 영향을 연구하였다. 침출실험 결과, 침출제와 환원제 농도, 침출시간, 침출온도가 증가함에 따라 목적금속 Ni, Li, Co, Mn의 침출률이 향상됨을 확인하였고, 금속의 최대 침출률은 80℃에서 99% 이상으로 나타났다. 또한, MSA는 NCM Black mass 대상 침출에 적용하여 Ni, Li, Co, Mn을 회수할 수 있음을 확인하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제25권5호
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• pp.39-47
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• 2024

본 연구에서는 재활용 시 도로용이나 지반 보강재로 사용되는 전기로 제강슬래그의 입경별 중금속 용출 실험과 제강슬래그와 점토를 혼합한 혼합비별 공시체의 이온 용출을 실험하여 환경적 특성을 분석하였다. 폐기물 공정시험결과 시료 시험항목에서 중금속은 검출되지 않은 것으로 나타났으며, 물과 접하지 않은 제강슬래그의 경우 용출이 일어나지 않는 것을 알 수 있었으나, 제강슬래그의 중금속 용출 실험을 진행하여 ICP-OES 분석한 결과 일부 중금속이 검출되었다. 제강슬래그가 물과 반응하면 제강슬래그 내에 존재하는 Free CaO와 화학반응이 일어나 용출이 되는 것을 알 수 있었다. 제강슬래그의 입경별 용출 실험을 진행한 결과 가장 많은 용출이 일어난 알루미늄의 경우 입경이 작을수록 커지는 것으로 나타났으며, 제강슬래그와 점토를 혼합한 혼합토의 경우 제강슬래그의 함량이 증가할수록 알루미늄의 용출량은 증가하였다. 그러나 제강슬래그만을 사용했을 때보다 제강슬래그와 점토의 혼합토에서 용출되는 알루미늄의 양이 현저히 낮아졌으며, 다른 중금속들도 용출되는 양이 기준치 이하로 나타났다. 그러므로 제강슬래그와 점토의 혼합토를 재활용하여 도로용이나 성토용 재료로 사용 시 중금속의 용출에 대한 우려는 매우 낮아질 것으로 사료된다. 이러한 결과는 순수 제강슬래그만을 사용하는 것보다 제강슬래그와 점토를 혼합한 재료가 친환경적으로 지속가능하고 안전한 대안이 될 수 있다고 판단된다.

• 지질공학
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• 제17권3호
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• pp.419-424
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• 2007

국내에서는 심각한 환경문제를 유발하는 폐광산으로부터의 중금속오염도 모니터링사업을 위해 토양 중의 중금속 함양 분석을 실시하고 있다. 그러나 중금속의 오염도 수준은 토양 중의 농도 뿐 만 아니라 이들의 용출 및 이동에 의한 오염도 확산에 의한 평가를 간과해서는 안 된다. 따라서 본 연구에서는 중금속 오염이 심한 폐광산 인근의 토양과 광미를 대상으로 용출시험을 실시하여 8개 중금속의 용출 수준을 파악하였다. 2개 지점에서의 시료를 대상으로 한 결과, Pb, Cd 및 Mn의 용출거동이 유사하였고, Cu와 As의 용출거동이 유사하였다. Zn의 경우에는 다른 중금속과 달리 45일간의 시험기간 동안 지속적으로 용출이 발생하였으며, 높은 농도(40 mg/kg)로 검출되었다. 이것은 아연의 총함유량이 많은 것과 토양중에서 이온상태로 쉽게 용출되는 ORP의 조건으로 설명할 수 있다. 따라서 이들 중금속의 용출에는 pH 뿐 만 아니라 산화환원전위도 많은 영향을 미치므로, 폐광산 관리에 있어서는 중금속의 함유 농도 뿐 만 아니라 이들의 산화환원전위도 함께 조사하여야 할 것으로 판단된다. 이러한 물리적 특성을 기초로 화학형태를 예측할 수 있으므로 용출정도를 판단할 수 있으며, 이를 통해 폐광산 유래의 중금속으로부터의 리스크를 저감할 수 있다.

• 자원환경지질
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• 제34권5호
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• pp.461-470
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• 2001

시흥광산은 1973년 폐장되었으며 1990년 초에 선광장 및 광미야적장에 있던 광미들을 제거한 후 그 자리에 소각장을 건설하는 폐광 복원사업을 실시하였다. 그러나 현재에도 광미가 완전히 제거되지 않았으며 광산 가동기간동안 많은 양의 광미가 주변 토양 및 논으로 이동, 퇴적된 것이 확인되는 바 광미와 물 반응으로 인한 침출수 형성과 주변 지하수 토양의 중금속 오염이 예상된다. 된 연구는 잔류광미와 물 반응에 따른 광산배수의 지구화학적 진화과정을 분석하고 주변 지하수 · 토양 오염 가능성을 평가하고자 하였다. 광미에서 추출한 공극수는 깊이에 따라 그 농도가 증가함을 보여 광미-불 반응을 통하여 지속적으로 중금속이 용출됨을 시사한다. 광미 중금속 용출은 공극수뿐 아니라 표면과 심부에서 각자 채취한 광미시료들간의 화학성분 차이에서도 확인된다. 광산 배수 기원지역과 하부 지역의 지하수 시료를 거리에 따라 채취, 분석한 결과 Cd, Pb 및 Zn 등은 국내 및 미국환경청 음용수 기준을 초과하며 광산배수의 영향을 받은 결과로 해석된다. 실내 회분식 시험 결과 원소들은 농도가 급격히 감소하는 것과 비교적 일정한 농도를 보이는 두 가지 양상을 보였으며 이는 일부 원소들이 평형농도에 도달하고 있기 때문으로 생각된다 회분식 시험에 사용한 증류수의 평균 pH는 6.5∼7.0의 범위로 이를 pH 4로 조정한 결과 원소들의 용출량이 급격히 증가하였다. 본 지역의 잔류광미는 지속적으로 주변의 지하수와 토양을 오염시킬 것으로 판단되며 이는 산성비등의 영향으로 인하여 급격히 증가할 것이다.

• 한국토양환경학회지
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• 제3권3호
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• pp.11-20
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• 1998

Soil venting이 오염토양중 가솔린의 용출거동에 미치는 영향을 평가하기 위하여 Raoult의 법칙에 근거한 복합물질 휘발/용해거동 모델을 적용하였다. 먼저 순수 가솔린의 용해거동과 휘발거동에 대해 검토한 후 토양중 가솔린의 거동에 적용하여 보았다. 가솔린성분들의 용해거동은 휘발에 의한 성분조성의 변화와 상관없이 Raoult의 법칙에 의해 비교적 정확하게 예측할 수 있었으며 오차범위는 naphthalene을 제외하고는 최고 $\pm$100% 이내였다. 오염토양의 형태로 가솔린이 존재하는 경우에도 Raoult의 법칙에 의해 정확히 예측될수 있었으나 토양중 농도가 초기 20,000 mg/kg에서 1,360 mg/kg까지 감소한 경우에는 예측치가 계산값보다 50~100% 정도 높은 경향을 보였다. 한편 soil venting시 휘발에 따른 조성변화를 Raoult의 법칙을 이용하여 산정하고 각 성분조성에 대한 개별물질들의 용출잠재성을 결정하는 모델을 이용하여 실험결과와 비교하였으며 모델값과 실험값의 차이에 대한 몇가지 가능한 시나리오를 제시하였다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2008년도 추계 학술발표회
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• pp.1647-1654
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• 2008

The characteristics of arsenic(As) contamination were investigated on soils of 3 abandoned metal mine sites in Gangwon-do, Korea. Total forty nine soils were sampled to conduct standard methods(extraction by 1HCl), sequential extraction and column leaching test. Concentration of As extracted by 1N HCl was ordered as follows: A mine > B mine > C mine, and the concentration of arsenic in the soils of A mine was significantly greater than that at any other cases and all samples of A mine were exceeded the national regulation of $6mg \;kg^{-1}$. In the results of sequential extraction, the potential contamination risk for groundwater and plants was ordered as follows: C mine > B mine > A mine because the C mine showed the relatively greater mobility and bioavailability of fraction than any other mines. And, in colume test, concentration of As was ordered as follows: C mine > B mine > A mine, and it was expected that these results were connected with fraction characteristics of the mine sites. Therefore adequate leaching investigations should be used to simulate the effect of natural leaching conditions, and to predict both the potential mobility of metals to groundwater and their bioavailability to plants under natural conditions.

• 방사성폐기물학회지
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• 제18권4호
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• pp.509-516
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• 2020

An important property of glass and ceramic solid waste forms is processability. Tellurite materials with low melting temperatures and high halite solubilities have potential as solid waste forms. Crystalline TiTe3O8 was synthesized through a solid-state reaction between stoichiometric amounts of TiO2 and TeO2 powder. The resultant TiTe3O8 crystal had a three-dimensional (3D) structure consisting of TiO6 octahedra and asymmetric TeO4 seesaw moiety groups. The melting temperature of the TiTe3O8 powder was 820℃, and the constituent TeO2 began to evaporate selectively from TiTe3O8 above around 840℃. The leaching rate, as determined using the modified American Society of Testing and Materials static leach test method, of Ti in the TiTe3O8 crystal was less than the order of 10-4 g·m-2·d-1 at 90℃ for durations of 14 d over a pH range of 2-12. The chemical durability of the TiTe3O8 crystal, even under highly acidic and alkaline conditions, was comparable to that of other well-known Ti-based solid waste forms.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제9권2호
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• pp.161-166
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• 2021

본 연구는 순환골재에서 발생하는 오염물질의 특성과 오염가능성을 평가하기 위해 생산제품 순환골재의 용출시험을 실시하였다. 순환골재에 포함된 pH, 전기전도도, 탁도, TN, TP, COD 그리고 중금속 농도는 입경이 작을수록 높은 농도를 나타냈다. pH 농도는 9.9~11.4 범위로 토양보다는 높았으나 중금속 농도는 토양오염우려기준의 1지역 기준치 이내로 조사되었다. 용출시험 결과, 오염가능성은 입자크기가 작을수록 높아지는 것으로 나타났다. 특히, 전기전도도와 탁도는 잠재적인 수질오염원이며, 10mm 이하의 순환골재는 용존성과 입자성 오염물질을 발생시킬 수 있기 때문에 잠재적인 오염원으로 평가되었지만, 현재 적절한 관리기준은 없다. 순환골재로 부터 수질오염 가능성을 평가한 결과, 오염가능성이 가장 높은 항목으로는 pH, 오염가능성이 낮은 항목으로는 TN, TP, 오염가능성이 가장 낮은 항목으로는 중금속으로 나타났다.

• 한국분말재료학회지
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• 제19권6호
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• pp.405-411
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• 2012

Recovery of copper powder from copper chloride solution used in $MoO_3$ leaching process was carried out using a cementation method. Cementation is a simple and economical process, necessitating less energy compared with other recovery methods. Cementation utilizes significant difference in standard reduction potential between copper and iron under standard condition. In the present research, Cementation process variables of temperature, time, and added amount of iron scraps were optimized by using design of experiment method and individual effects on yield and efficiency of copper powder recovery were investigated using bench-scale cementation reaction system. Copper powders thus obtained from cementation process were further characterized using various analytical tools such as XRF, SEM-EDS and laser diffraction and scattering methods. Cementation process necessitated further purification of recovered copper powders and centrifugal separation method was employed, which successfully yielded copper powders of more than 99.65% purity and average $1{\mu}m$ in size.

• Advances in environmental research
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• 제6권4호
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• pp.281-299
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• 2017

Single (0.005 M DTPA), sequential (six-step) and kinetic (0.05 M EDTA) extractions were performed to assess Cd, Cr, Cu, Ni, Pb, and Zn mobilization and their potential ecological risks in Abuja (Nigeria) water (WTS) and wastewater (WWTS) treatment sludges. Total metal levels (mg/kg) in WTS and WWTS, respectively were: Cd(3.67 and 5.03), Cr(5.70 and 9.03), Cu(183.59 and 231.53), Ni(1.33 and 3.23), Pb(13.43 and 17.87), Zn(243.45 and 421.29). DTPA furnished metal extraction yields (%) in WTS and WWTS, respectively as: Cd(11 and 6), Cr (15 and 7), Cu(17 and 13), Ni(23 and 3), Pb(11 and 12), and Zn(37 and 33). The metals were associated with the soluble/exchangeable, carbonate, Mn/Fe-oxide, organic matter and residual forms to varying degrees. Kinetic extractions cumulatively leached metal concentrations akin to the mobilizable fractions extracted sequentially and the leaching data fitted well into the Elovich model. Metal mobilities were concordant for the three leaching procedures and varied in the order:WTS>WWTS. Calculated ecological risk indices suggested moderate and considerable metal toxicity in WTS and WWTS, respectively with Cd as the worst culprit. The findings may be useful in predicting heavy metals bioavailability and risks in the sludges to guide their disposal and use in land applications.