• 자원환경지질
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• 제41권2호
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• pp.201-210
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• 2008

국내 폐광산 주변 중금속 오염 농경지 토양 복원을 위해 석회(CaO)와 분쇄한 석회암($CaCO_3$)을 안정화제로 이용한 토양 안정화 공법의 효율을 규명하는 배치 및 대형 칼럼실험을 실시하였다. 오염토양은 경북 군위군에 위치한 아연 폐광산 지역의 오염 농경지 토양을 이용하였으며, 안정화제의 함량은 오염토양 대비 0, 0.5, 2, 5%로 다양하게 적용함으로써, 안정화제에 의해 토양으로부터 용출되는 중금속 농도 변화를 시간에 따라 측정하여 안정화제의 중금속 저감 효율을 규명하였다. 배치실험 결과, 가루상의 석회나 석회암 0.5%를 토양과 혼합하여 안정화제로 사용한 경우, 오염토양으로부터 As, Cd, Pb, Zn의 중금속 용출 농도는 안정화제를 사용하지 않은 토양으로부터의 용출 농도를 기준으로 각각 70, 77, 94, 그리고 95% 감소하여 중금속 용출 저감 효과가 매우 높은 것으로 나타났다. 토양 객토법을 모사한 대형 칼럼실험 결과, 2% 입상 석회 첨가에 의해서 As, Cd, Zn의 토양 용출은 안정화제를 사용하지 않은 토양 용출 농도를 기준으로 각각 63, 97, 98% 감소하였다. 입상 석회암을 안정화제로 이용한 칼럼에서는 2% 석회암 첨가에 의해서 As 용출 농도는 135.6${\mu}g/L$에서 30.2 ${\mu}g/L$ 감소하여 약 46% 이상의 감소율을 나타내었으며, Cd와 Zn의 경우에는 97% 이상 감소하였다. 배치 및 칼럼실험 결과 석회암의 중금속 용출 저감 효율이 석회의 저감 효율과 매우 비슷한 것으로 나타나, 토양으로부터 중금속을 안정화시키는데 입상 석회와 석회암 모두 효과가 매우 좋은 것으로 나타났다. 토양 산성화 방지를 위해 토양개량제로 주로 사용하였던 석회의 과도한 토양 내 첨가가 토양의 급격한 pH 증가를 일으켜 농작물 재배에 악 영향을 주게 되는 한계를 극복하기 위하여, 본 배치 및 대형 칼럼실험을 통하여 토양 내 첨가에 의한 pH 증가가 거의 없으며 비용 측면에서도 석회보다 훨씬 저렴하지만 중금속 용출 저감 효과가 비슷한 석회암이 중금속 오염 농경지 토양 복원을 위한 새로운 안정화제로 유용하게 사용될 수 있음을 입증하였다.

• 한국농림기상학회지
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• 제5권1호
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• pp.24-29
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• 2003

강우가 산림을 통과하면서 변화하는 화학적 조성을 알아보기 위하여 강원도 춘천지역의 소나무와 리기다 소나무 임분에서 임외우와 수관통과우, 수간류를 채취하여 pH 및 용존원소를 중심으로 한 화학적 조성의 수직적인 이동특성을 구명하고자 수행한 본 연구의 결과를 요약하면 다음과 같다. 임외우의 pH의 범위는 41∼7.1 이었으며, 평균 pH는 6.2$\pm$0.1로 나타났다. 소나무 임분의 경우는 수간류가 평균 pH 5.9$\pm$0.9이었으며, 수관통과우는 pH 6.0$\pm$0.8로 측정되었다. 리기다 소나무 임분의 경우는 수간류가 pH 5.5$\pm$0.6, 수관통과우는 pH 5.8$\pm$0.7의 평균값이 측정되었다. 강우량에 따른 임외우와 임내우 (수간류, 수관통과우)의 pH 변화는 전체적으로 강우량이 적은 경우에 pH값이 넓게 분포하였으나, 강우량이 증가함에 따라 점차 감소하거나 증가하여서 안정화되는 것을 알 수 있었다. 임외우와 소나무와 리기다 소나무의 수관통과우, 수간류에서 측정한 화학적 조성의 농도 변화는 양이온 중에서는 $Ca^{2+}$의 농도 변화가 가장 크게 나타났으며, 음이온에서는 C $l^{-}$을 제외한 나머지 S $O_{4}$$^{2-}$ 와 N $O_{3}$$^{-}$에서 임외우보다 현저하게 이온 농도가 증가하거나 변화하는 것을 볼 수 있었다. 이와 같은 결과로 볼 때, 강우에 의한 수목의 용탈과 세정의 차이가 있으며, 이는 수목의 각 기관을 통과하면서 그 차이가 있다는 것을 알 수 있다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권8호
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• pp.403-409
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• 2018

고온 부품 소재로 사용하는 니켈계 내열합금인 Inconel 713C에는 Ni 70 %, Cr 12 %, Al 6 % 및 Mo 4% 등의 유가금속을 함유되어 있다. 이중 유가금속에서 경제적 가치를 가지는 원소는 Mo이므로 회수하여 재활용하여야 한다. 본 연구는 폐 인코넬계(Inconel 713C) 모의 내열합금 침출액으로부터 액-액 추출법(용매추출법 및 역추출법)을 이용하여 Mo을 분리 회수하였다. 회수된 수상을 증발 건조 및 열처리법을 이용하여 Mo 화합물을 제조하였다. 수상은 $NaMoO_4$ $2H_2O$을 증류수에 용해하여 사용하였으며, 추출제로는 음이온추출제인 Alamine 336과 양이온추출제인 Cyanex 272, 희석제로는 등유(Kerosene) 사용하였고, 음이온추출제인 Alamine 336 1 %이상에서 99 % 이상의 추출률을 확인하였다. 역추출제로는 황산, 염산 및 질산을 사용하였고, 각각 농도가 증가할수록 탈거율이 증가하였으며, 질산의 경우 4 M에서 96 %의 탈거율을 나타냈었다. 용매추출과 역추출에서 얻은 Mo 함유 수상을 증발 건조하여 순도 97.5 %의 $MoO_3$를 제조하였다. 본 연구를 통해 Mo이 함유된 순환자원으로부터 Mo을 효율적으로 회수하면 국내의 자원효율성과 자원수요의 공급경쟁력을 향상시킬 수 있다.

• 자원환경지질
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• 제38권5호
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• pp.499-512
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• 2005

EPMA분석결과, 철망간-(산)수산화광물과 결정질 철-(산)수산화광물에서 각각 $0.3-11.0wt.\%$와 $2.1-7.4wt.\%$인 적은 양의 As가 검출되었다. 비정질 철-(산)수산화광물에는 $28-36wt.\%$ 범위의 다량의 As가 인지되었고 $As_2O_5-SO_3-Fe_2O_3$ 다이어그램에 도식한 결과 스코로다이트에 근접하였다. 용해된 As는 철망간-(산)수산화광물과 철-(산)수산화광물에 흡착되고 스코로다이트와 같은 2차광물로 침전되어 저감되고 있었다. 용출실험은 산성환경에서 As와 Fe의 용출특성을 알아보고자 실시하였다. 반응용액의 pH 3과 5에서 용출된 As의 함량은 청양광산의 광미의 경우, 7일 이후에 뚜렷이 증가하였으며(전체 함량의 최대 $2.4\%$), 이는 As를 함유한 2차 광물들의 용해에 인한 것으로 판단된다. 반면에 서보광산의 광미에 함유된 As는 거의 용출되지 않았다(전체 As함량의 $0.0-0.1\%$). pH 1의 용출실험결과, 서보광산과 청양광산의 광미는 각각 $1.1-4.2\%$와 $1.5-14.4\%$의 As가 용출되었으며 As와 Fe는 밀접한 상관관졔가 있는 것이 관찰되었다. 용출실험에서 kinetics 문제는 우기에 As 농도를 증가시킬 수 있는 중요한 요인이 된다. 청양광산의 광미에 함유된 As는 지표수와 지하수의 수질에 악영향을 미칠 수 있다. 반면에 서보광산의 광미의 경우, As의 이동은 2차 광물의 침전과 흡착을 통해서 제어되는 것으로 나타났다.

• 대한환경공학회지
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• 제28권3호
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• pp.329-336
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• 2006

제철부산물은 슬래그, 슬러지 및 분진 등의 다양한 부산물을 함유하며 이중 제강분진은 중금속 함량이 높아 지정폐기물로 버려지고 있다. 그러나 제강분진의 경우 Fe(0), Fe(II) 함량이 60% 이상으로 이의 활용에 대한 많은 연구가 있어왔다. 이중 최근에 제안되는 것이 제강분진을 이용한 독성 물질 함유 침출수의 처리이다. 이는 투수성 반응벽을 매립장 바닥차수재에 적용한 개념으로 침출수와 제강분진을 반응시켜 침출수의 TCE, PCE, 다이옥신 및 $Cr^{6+}$ 등의 독성물질을 환원, 무독화 시키고자 하는 것이다. 이를 위해 제강분진의 원소용출 특성규명이 선결되어야 하며 특히 제강분진의 장기적이고 다양한 환경에서의 용출특성을 알아보고자 다양한 용출방법을 택하였다. 즉, 가용용출시험, pH 고정 시험 및 연속주상시험 등을 이용하여 제강분진의 중금속 용출특성을 밝히고자 하였다. 중금속 항목 중 Cr과 Zn가 특정 pH 환경에서 우려수준 이상으로 용출되었으나 다른 원소들의 경우 위해성을 나타내는 농도 이하로 용출된다. 이중 Zn의 경우 제강분진 침출수의 pH가 12내외인 점을 고려할 경우 용출 가능성은 매우 낮을 것으로 판단된다. 그러나 Cr의 경우 반대로 알칼리 환경에서 더 용출된다. 따라서 제강분진 재활용에 앞서 Cr 용출을 제어할 수 있는 방법이 선행되어야 할 것이다. 주상시험에서 Cr 농도는 시간이 경과하면서 빠르게 감소하는 것이 관찰되었으며 이는 입자표면에 주로 분포한 Cr이 용출되거나 환원철과 반응하여 $Cr(OH)_3$ 등으로 공침, 제거되는 두 가지 가능성을 시사한다. Cr과 다른 중금속들의 용출제어 방법의 선행이 가능하다는 전제에서 중금속 농도가 매우 높은 폐수나 침출수에 제강분진을 제한적으로 적용이 가능하다고 판단된다.

• 자원리싸이클링
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• 제2권4호
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• pp.27-32
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• 1993

제강더스트 중에 미량으로 함유되어 있는 갈륨을 분리 회수하는 프로세스를 연구하였다. 2.25mol/l-$H_2SO_4$ 침출에의하여 38mg/l의 갈륨을 함유하는 수용액을 얻었다. 이 침출액 중에서 1000배 량의 철과 아연이 함유되어 있다. 침출액 중의 갈륨은 철(III)이온을 철(II)이온으로 환원하고, pH 조정한 후, 아미노카르본산형 관능기를 가진 킬레이트 수지를 이용하여 흡착 농축하였다. 1.5mol/l-$H_2SO_4$에 의한 용리액을 칼럼에 재공급하고 재농축하여, 3.0mol/l-HCl을 이용하여 용리하였다. 용리액 중의 갈륨은 13g/l의 농도를 나타내었다. 갈륨의 정제는 용매추출법에 의하여 정제하였다. 추출제로는 TOMAC(tri-n-octhylmethylammonium chloride)을 사용하여 순수한 갈륨 정제액을 얻었다.

• 한국토양비료학회지
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• 제39권2호
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• pp.65-72
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• 2006

시설재배지는 노지에 비하여 상대적으로 시비량이 많아 토양의 염류집적이 우려되고 EC가 높아지는 경우 양분과 수분의 흡수가 저해되며 일부 양분은 비유효태로 존재하게 되어 작물에 의한 영양소의 흡수가 저해된다. 본 연구는 연작으로 인하여 염류집적이 발생한 시설하우스 토양을 대상으로 50 cm 깊이에 PVC 유공배수관 (${\phi}10cm$)을 암거배수로 설치함으로써 토양염류를 적정수준으로 제어하고자 수행되었다. 토양의 염류제거 효과를 pH, EC, 양이온 등의 화학성 변화와 작물생육에 근거하여 판정하였다. 유공 암거배수관 설치 후 2년 동안 토양의 화학성을 분석한 결과 EC는 무처리구에서 $3.86-4.53dS\;m^{-1}$이었으나 유공 암거배수관 설치구에서는 $1.42-2.88dS\;m^{-1}$을 나타내어 유공 암거배수관 설치가 토양의 EC를 약 2배까지 감소시킴을 알 수 있었다. 유공 암거배수관 처리구 및 무처리구의 pH는 각각 pH 6.9-7.3 및 pH 7.2-7.5로 나타나 처리구가 다소 낮았으나 시설하우스 토양의 pH에 비하여 전반적으로 높은 수준이었다. 또한 토양의 pH와 양이온치환용량 사이에는 $CEC=17.107{\times}pH-106.2$ ($r^2=0.759^{**}$)의 상관관계를 나타내었다. 상추/상추/쑥갓을 재배한 후 토양의 EC를 깊이별로 조사한 결과 무처리구에서는 0-10, 11-20, 21-30, 31-40, 41-50 cm 깊이에서 각각 3.45, 3.47, 3.03, 2.93, $2.28dS\;m^{-1}$로 나타나 심층으로 갈수록 EC가 낮아졌으나 유공 암거배수관을 설치한 처리구에서는 2.43 2.52, 2.28. 4.00, $4.23dS\;m^{-1}$로 심층으로 갈수록 EC가 증가하였다. 이는 유공관 설치 시 염류가 집적된 표층과 비교적 염류농도가 낮은 심층의 토양이 상호 혼합되었기 때문으로 판단되었다. 토양깊이별 치환성 양이온의 농도 변화를 조사한 결과 표층에 존재하는 함량에 대한 비율로 보면 Mg > Ca > K 순으로 하양이동성이 큰 것으로 나타났다. 유공 암거배수관 설치에 대한 작물 재배시험에서 상추를 정식하고 15일 후 생존율은 98.2%로 나타나 무처리구의 86.6%에 비해 생존율이 11,4% 증가함을 알 수 있었다. 또한 상추의 생육상황을 평가하기 위해 줄기의 지제부직경을 조사한 결과 무처리구는 12.9 mm이었으나 유공 암거배수관 처리구의 경우 13.7 mm로 증가하여 직물생육에 긍정적인 영향을 주는 것으로 평가되었다. 이상의 결과로부터 염류가 집적된 시설재배지 토양의 심토에 암거배수관을 설치할 경우 표토의 집적된 염류를 지하부위로 용탈시켜 토양의 EC를 낮춰주고 작물의 생육과 수량을 증가함을 알 수 있었다.

• 자원환경지질
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• 제50권1호
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• pp.27-34
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• 2017

제강 환원슬래그(steelmaking reduction slag)를 출발물질로 사용하여 다양한 농도의 $H_2SO_4$, $NH_4NO_3$(0.3, 0.5, 0.7, 1 M) 용액, 반응온도 $100^{\circ}C$와 $150^{\circ}C$의 조건에서 Ca 용출 및 탄산화 실험을 실시하였다. 양이온 용출과 탄산화 반응시간은 각각 2시간 및 1시간이었으며 탄산화 효율 증대를 위해 pH는 약 12로 조절하였고 $CO_2$의 부분압은 10 bar이었다. TG 분석결과로부터 탄산화율을 계산한 결과, $H_2SO_4$ 0.5 M과 반응온도 $150^{\circ}C$의 실험 조건에서 약 86%의 고정화율이 관찰되었으나 이 이상의 농도에서는 탄산화율은 급격히 감소하였다. 그러나 $NH_4NO_3$용액을 사용한 결과, 산의 농도가 증가함에 따라 탄산화율도 비례적으로 증가하여 1 M 농도에서 약 93%의 탄산화율이 관찰되었다. 따라서 제강 환원슬래그를 사용한 탄산화반응은 $H_2SO_4$보다는 $NH_4NO_3$용액을 사용할 경우 유리한 것으로 분석되었다. SEM 분석결과, 합성된 아라고나이트는 나무토막 형태(wood piece shape), 둥근형태(round shape), 꽃모양(flower shape)으로 관찰되었으며, 방해석은 결정면이 잘 발달된 능면체형(rhombohedral shape)의 전형적인 형태로 확인되었다.

• 한국토양비료학회지
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• 제27권4호
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• pp.263-268
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• 1994

밭 작물(作物) 재배시 토양수분(土壤水分) 조작(條作)을 달리 하였을 때 양분이동(養分移動)에 따른 토양(土壤) 깊이별, 작물 생육시기별 토양 pH 변화 양상을 구명하고, 무관수 나지구에서의 무기태 질소, 유효 인산, Cl, Ca, Mg 및 K의 이동을 비교하고자 본량사양토(本良砂壤土)에서 나지(裸地) 및 Ladino clover 재배(栽培) 조건(條件)에서 microplot(지름 20cm, 길이 85cm) 시험(試驗)을 수행(遂行)하였다. 석회(石灰)를 시용한 표층(表層)에서의 pH가 매우 높았다. 생육초기에는 요소(尿素)의 가수분해(加水分解)로 생긴 $NH_4-N$가 Ca과 Mg보다 심토(深土)의 pH를 높이는데 효과적(效果的)이었다. 생육중기(生育中期)에는 Cl과 $NH_4-N$의 질산화작용에 의해 발생한 $NO_3-N$의 하향이동(下向移動)으로 심토(深土)의 pH가 시험전 토양보다 낮아졌으나, 생육후기(生育後期)에는 Cl과 $NO_3-N$가 microplot 외부로 이동(移動)되고, Ca과 Mg이 심토(深土)로 상당량 이동(移動)함에 따라 심층(深層)으로 내려갈수록 pH가 다시 높아지는 경향이었다. 자연강우(自然降雨) 조건하에서 microplot을 포장(圃場)에 설치하고 장기간(5.5개월) 두었을 때 각 깊이에서의 Cl, 무기태(無機態) 질소(窒素)($NH_4$+$NO_3$), 치환성(置換性) K, Ca 및 Mg, 유효인산(有效燐酸) 함량(含量) 등을 정량하여 계산한 나지구(裸地區)에서의 이들 성분(成分)들의 평균(平均) 이동거리(移動距離)(cm)는 Cl=80.0cm 이상 > 무기태(無機態) N=75.8>K=69.3>Mg=62.7>Ca= 18.1>인산(燐酸)=2.3cm 순으로 감소(減少)하였다.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2001년도 The 6th International Symposium of East Asian Resources Recycling Technology
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• pp.159-164
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• 2001

A novel fluidized-bed reactor was designed and installed for bioleaching in a semi-continuous way, by which a process for bioleaching-cyanidation of Guangxi Jinya refractory gold arsenical concentrate was studied. An arsenic extraction rate reaches 82.5% after 4-day batch biooxidation of the concentrate under the optimized condition of pH 2.0, ftrric ion concentration 6.5g/L and pulp concentration 10%. And leaching rate of gold in the following gold cyanidation is over 90%. The parameters of three series fluid-bed reactors exhibit stability during the semi-continuous bioleaching of the concentrate. Arsenic in the concentrate can be got rid of 91% after 6-day leaching. Even after 4 days, 82% of arsenic extraction rate was still obtained. The recovery rates of gold are 92% and 87.5% respectively in cyaniding the above bioleached residues. The results will provide a base for further commercial production of gold development.