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해수에 의한 제강 슬래그의 납, 구리, 카드뮴 및 수은 화합물의 용출특성 평가 (Evaluation of Lead, Copper, Cadmium, and Mercury Species in the Leachate of Steel Making Slag by Seawater)

  • 이한국;이동훈
    • 대한환경공학회지
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    • 제27권1호
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    • pp.75-84
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    • 2005
  • 본 연구는 해양구조물로 재활용되는 제강 슬래그의 납, 구리, 카드뮴과 수은의 용출특성을 평가하는데 있다. 이를 위하여 고형폐기물의 용출규제 시험, 액고비 변화시험, pH 고정시험과 같은 다양한 용출시험을 하였다. 용출용매로 증류수를 이용한 경우와 해수를 이용한 경우의 pH 고정시험 결과, 제강슬래그에서 용출된 납, 구리, 카드뮴은 뚜렷한 차이를 확인할 수 있었다. 용출용매로 증류수 사용시, pH 7-8 구간과 pH 11-12 구간에서 낮은 용출을 보였지만, 해수를 용출용매로 사용한 경우는, 증류수를 용매로 사용한 것 보다 높게 용출되었다. 수은 용출의 경우는 증류수를 용출용매로 이용한 것보다 해수를 이용한 경우에서 더 낮게 용출되었다. 한편, 제강 슬래그에서 용출되는 납, 구리, 카드뮴의 용존 및 침전 상태의 파악과 중금속 화합물들의 파악을 위하여 지화학 평형 프로그램인 Visual minteq를 사용하였다. 해수와 반응한 제강 슬래그에서 용출된 납, 구리는 pH 11-12 구간에서 대부분 용존되지만 pH가 감소되는 pH 7-10에서는 90% 이상만이 침전하였고, 카드뮴의 경우는 100% 용존상태로 존재하였다. 증류수와 반응한 제강 슬래그에서 용출된 납은 해수의 경우도 유사하였고, 구리와 카드뮴은 100% 용존상태로 존재하였다. 해수 내의 $Cl^-,\;CO_3^{-2},\;SO_4^{-2}$와 결합한 납화합물은 $PbCl^+,\;PbSO_4$로 이루어졌으며, 구리화합물은 $CuSO_4,\;CuCO_3$, 카드뮴화합물은 $CdCl^+,\;CdSO_4$ 등이 형성되었다. 수은의 경우는 해수 및 증류수를 용출용매로 이용한 모든 경우에서 납, 구리, 카드뮴과는 달리 대부분 침전하였다. 더욱이 해수에 존재하는 고농도 염소($Cl^-$)와의 수착으로 인해 finite solid인 calomel($Hg_2Cl_2$)이 형성되어 대부분 침전(SI=0)되기 때문에 납, 구리, 카드뮴 보다 더 낮은 환경이동성을 갖을 것으로 사료된다. 상기 실험결과 용출용매로 증류수와 해수를 이용했을 때, 제강 슬래그에서 용출되는 납, 구리, 카드뮴, 수은의 용출 경향의 차이를 확인할 수 있었고 이에 따라서, 납, 구리, 카드뮴의 용출 유해성은 낮기 때문에 해양구조물로의 제강슬래그 유효이용은 적합할 것으로 판단되었다.

고온 PEFC용 수소이온 전도 향상을 위한 가교된 이온성 액체를 갖는 세공충진막 (Pore-filling membrane with ionic liquids immobilized by cross-linking for high temperature PEFCs)

  • 백지숙;최영우;이미순;양태현;김창수
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2010년도 추계학술대회 초록집
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    • pp.80.2-80.2
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    • 2010
  • The development of high temperature-proton exchange fuel cell (HT-PEFC) is a key in solving the problem of carbon monoxide poisoning of the platinum at anode as well as water management in PEFCs operated below $90^{\circ}C$. In order to overcome these main issues, PEFCs must be operated at high temperature above $120^{\circ}C$. Ionic liquids are available for HT-PEFC due to exhibiting non-volatility and thermal stability. Ionic liquids are however leached out from polymeric matrix resulting in the increase of gas permeability. In this study, we have prepared and characterized the composite membranes with the ionic liquids consisting of 1-(4-vinylbenzyl)-3-butyl imidazolium chloride immobilized by the cross-linkers in pore-filling membrane to prevent to be leached out from the membrane. We confirmed that cross-linked ionic liquids were not leached out from the composite membranes through the various characteristic analyses. It was also verified that the prepared membranes are thermally stable from the result of TG analysis. The pore-filling membranes with the immobilized ionic liquids have a high proton conductivity over $10^{-2}$ S/cm at high temperature (> $120^{\circ}C$).

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적니 침출슬러지를 재활용한 흡착제의 제조 (Preparation of Adsorbents Reutilizing the Leached Sludge of Red Mud)

  • 이재록;황인국;배재흠
    • 청정기술
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    • 제12권3호
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    • pp.171-174
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    • 2006
  • 본 연구진이 개발한 적니응집제를 제조하는 과정에서 발생하는 침출슬러지를 재활용하여 중금속이온 제거용 흡착제를 제조하였다. 침출슬러지 10 g에 kaolin 1 g, sodium silicate solution 2 g을 혼합하여 펠�� 형태로 성형한 후 $600^{\circ}C$에서 2시간 동안 열처리하여 흡착제를 제조하였다. 회분식 흡착실험을 한 결과, 본 연구에서 제조된 흡착제는 $Pb^{2+}$ 이온에 대하여 우수한 흡착성능을 가졌다.

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망간단괴-Cd 상호작용에 대한 등온흡착식 적용 (Application of Adsorption Isotherms for Manganese Nodule-Cadmium Interaction)

  • 전영신;김진화;김동수
    • 자원리싸이클링
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    • 제8권1호
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    • pp.37-43
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    • 1999
  • 본 연구는 망간단괴와 그로부터 유가금속을 침출한 잔사를 카드뮴 폐수의 흡착제로 이용하는 기초실험으로 초기 카드뮴 농도에 따른 흡착성을 살펴보았다. 또한 이를 Freundlich, Langmuir, Temkin 등온흡착식에 적용하여 각 흡착계를 설명하였다. 카드뮴 이온의 초기농도가 증가함에 따라 흡착량은 증가하였으나 흡착성은 점차로 감소하는 경향을 보였다. 이를 Freundlich, Langmuir 식에 적용한 결과, 선형성을 나타내었다. 그리고 Freundlich 식에서 흡착제의 흡착능력을 평가하는 k값은 망간단괴가 11.72로 제일 컸다. 망간단괴의 경우는 Langmuirtlr의 단분자층을 형성하여 흡착되는 흡착질의 최대흡착량인 $X_m$값또한 0.16으로 침출잔사, 잔사-생단괴 혼합, 활성탄에 비해 큼을 알 수 있었다.

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고온 처리된 토도로카이트의 Cs 고정 및 용출 특성 (Cs Fixation and Leaching Characteristics of High Temperature-Treated Todorokite)

  • 김성엽;김영규;박창윤
    • 광물과 암석
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    • 제36권1호
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    • pp.33-40
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    • 2023
  • 토도로카이트(todorokite)는 MnO6 팔면체가 모서리를 공유하는 터널구조에 Mg2+가 포함된 망간산화광물로, 이의 Cs 흡착 및 고정물질로의 적합성과 효율성을 알아보기 위해 합성된 토도로카이트에 Cs을 이온교환시킨 후 고온 처리 및 용출 실험을 통해 Cs의 용출양을 측정하였다. 본 연구에 사용된 토도로카이트는 Na-버네사이트(birnessite)를 Mg-부저라이트(buserite)상태로 조성 후 이를 전구물질로 이용하여 합성하였다. Cs을 이온교환시킨 토도로카이트를 고온 처리한 결과, 온도가 증가함에 따라 버네사이트, 하우스마나이트(hausmannite)로 광물상의 변화가 나타났다. Cs이 이온교환된 토도로카이트는 증류수와 1 M NaCl 용액과 반응 시간을 달리하여 용출량을 측정하였는데 용출량 변화는 온도구간에 따른 광물상 변화, 반응시간, 반응 용액의 종류에 따라 상이한 용출량을 보였다. 전반적으로 1 M NaCl과 반응한 시료에서 Na와의 이온교환 반응에 의하여 용출이 더 컸으나 어느정도 Cs의 고정 효과가 있는 것으로 나타났다. 처리 온도가 높을수록 Cs의 용출량은 증가하다 다시 감소하였는데 이는 각 온도에서 형성된 광물상과 밀접한 관련이 있으며 버네사이트가 형성되면서 용출량은 증가하나 버네사이트가 감소함에 따라 용출량은 다시 감소하고 고온에서 하우스마나이트로 상변화되면서 Cs의 용출량은 급격히 줄어들었다. 이러한 연구 결과는 Cs을 이온교환시킨 토도로카이트의 고온 처리를 통하여 Cs을 효과적으로 고정하고, 확산을 막는 물질로 활용할 수 있음을 보여준다.

알루미나에 코팅된 불화물 생체유리에의 수산화 아파타이트 형성 (Hydroxyapatite Formation on Fluoride Bioactive Glasses coated on Alumina)

  • 안현수;이은성;김철영
    • 한국세라믹학회지
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    • 제36권10호
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    • pp.1087-1093
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    • 1999
  • Bioglass which is one of the surface active bionmaterials has a good biocompatibility but a poor mechanical strength, In the present work therefore two types of fluoride-containing bioglasses were coated on an alumina to improve mechanical strength. Crystallization of the coating layer and the hydroxyapatite formation on the bioactive glass coatings in tris-buffer solution were studied. When bioactive glass coated alumina was heat-treated Na2CaSi3O8 crystal was formed on the layer at lower temperature while wollastonite(CaSIO3) was obtained at higher temperature. Hydroxyapatite forming rate on the coating layer with Na2CaSi3O8 crystal was delayed with SiO2 contents in glass composition. However the hydroxyapatite was developed in 20minutes regardless SiO2 contents when the coating layer crystallized into wollastonite. More amount of P3+ ions were leached out of the coating layer with wollastonite than that with Na2CaSi3O8 crystal while Na+ and Ca2+ ions were leached out more easily from the Na2CaSi3O8 crystal containing coating layer.

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새로운 수용성(水溶性) 방부방충제(防腐防蟲劑)의 재중(材中) 정착성(定着性)에 관한 계면전기화학적(界面電氣化學的) 특성(特性) (Surface Electrochemical Study on the Fixation Properties of New Water-borne Preservatives in Red Pine)

  • 김영숙
    • Journal of the Korean Wood Science and Technology
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    • 제24권4호
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    • pp.93-99
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    • 1996
  • In order to investigate the extent of fixation of new water-borne preservatives in blocks of pinus densiflora sapwoods the streaming potential through the column with preservative treated wood was measured at various conditions. The rates of leachability of ingredients in the treated wood were estimated by the measurement of electric conductivity of the solution with the leached components. The solution was also analyzed by Atomic absorption spectrophotometer (AA). As a results, the experimental data indicated that the fixation of CCB, CCFZ and ACQ in wood were relatively unstable. The fixation rates of CCB, CCFZ were improved by increasing heat and drying time. The amounts of the leached ingredients were apparently higher in CCB and CCFZ than in CCA, while the rate of leaching of ACQ was not changed at various drying temperature.

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유기추출제를 이용한 산화아연 페기물로부터 아연의 선별 침출 및 산화아연 제조 (Selective Leaching of Zinc from Zinc Oxide Waste and Preparation of Zinc Oxide)

  • 주창식;천재기
    • 한국환경과학회지
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    • 제7권3호
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    • pp.401-408
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    • 1998
  • An experimental research was preformed for the development of an effective process for zinc oxide waste(zinc ash) reuse. Zinc was selectively leached from zinc ash by 30 vol.% D2EHPA In kerosine solution, and the leaching velocity was quite fast. Zinc leached was stripped by sulfuric acid solutions, and the amount of zinc stripped was linearly Increased with the amount of sulfuric acid used. Zinc oxide fine particles were obtained by dropwise adding of sodium hydroxide solution to the resultant aqueous zinc solution at 85$^{\circ}C$.

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휴.폐광산지역에서 폐재내 중금속의 존재형태 및 용출특성에 관한 연구

  • 김정호;김휘중;양재의;신경용;전상호
    • 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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    • 한국지하수토양환경학회 2003년도 총회 및 춘계학술발표회
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    • pp.372-378
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    • 2003
  • This study investigates the fractional composition and the leaching characteristics of heavy metals in polluted soils due to mining activities. The fractionated composition of heavy metals is classified into five fractions, adsorbed, carbonate, reducible, organic and residual fraction. The status of humic substances in mine wastes of most sites are polyhumic except tailing from Sangdong mine. According to the sequential extraction procedures (SEPs), leaching probabilities of Cd in coal wastes and tailing are relatively low due to high percentage of residual fraction. 46.4% of Ni in tailings from Sangdong mine is probably leached under oxidized environment, and 39.4% of Cu in these tailings is readily extracted under strongly oxidized environment by organic fraction. According to leaching condition of pH 3.0 and pH 5.6, the amount of heavy metals leached out of coal wastes and tailing increases to 1/2 hours. At pH 3.0 and pH 5.6, concentration of Ni in tailing increases up three times of the initial value. Heavy metals released from coal wastes and tailing were not influenced significantly by leaching time.

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오염토양의 고형화에 따른 오염물질 용출제어 (Control of Contaminants Elution by Solidification of Contaminated Soil)

  • 정하익;조진우;유준;이용수
    • 한국지반공학회:학술대회논문집
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    • 한국지반공학회 2002년도 봄 학술발표회 논문집
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    • pp.739-742
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    • 2002
  • Immobilization of contaminants in contaminated soils by solidification processes is an attractive potential remediation process. In this study, the treatability of lead, copper, toluene, and COD was investigated by leaching test. Industrial sand was adopted as the test material and was contaminated with lead copper, and toluene to 100mg/kg, 500mg/kg, 200mg/kg respectively. P solidifying agent was used as the binder(20% by weight of contaminated soil) in the solidification treatment. The leachability of contaminants leached from the solidified soil was evaluated using column test. The percentage of contaminants leached from the solidified soil was significantly reduced by reaction of waste species with cement components and encapsulation reaction of binder. Based on the tests, it is ascertained solidification process can be a very effective method to control the elution of contaminants from the contaminated soil.

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