하수(下水)슬러지 소각재(燒却滓)를 사용한 경량재료(輕量材料) 제조연구(製造硏究)

이화영,Lee, Hwa-Young 한국자원리싸이클링학회 2008 資源 리싸이클링 Vol.17 No.4

본 연구에서는 하수슬러지 소각재를 원료로 사용한 다공성 경량재료의 제조 및 물성측정 실험을 수행하였다. 경량충진재로써 perlite와 silica sphere의 2종류 경량물질을 각각 사용하였으며, 무기바인더로써 벤토나이트를 첨가하여 $1,000^{\circ}C$에서 소성하는 방법으로 경량재료를 제조하였다. 제조한 시편은 밀도, 압축강도, 열전도도 및 흡음율을 측정하여 원료 조성 및 제조 조건에 따른 각각의 물성변화를 조사하였다. 실험결과 perlite를 경량충진재로 사용한 시편의 밀도는 $1.23{\sim}1.37g/cm^3$, 압축강도는 $242.3{\sim}370.5kg/cm^2$로 나타났으며, silica sphere를 사용한 경우는 perlite에 비해 밀도가 낮고 압축강도가 $100kg/cm^2$ 이하인 것으로 나타났다. 또한, 경량재료의 열전도도는 원료 조성에 따라 $0.3{\sim}0.5W/m^{\circ}K$의 수치를 보여 일반 콘크리트보다 단열효과가 매우 우수한 것으로 나타났다. The preparation of porous lightweight materials as well as the measurement of physical properties has been performed by using SSA(sewage sludge ash) as the raw material. For this aim, two types of lightweight filler, that is, perlite and silica sphere were employed respectively and bentonite was also used as an inorganic binder. The properties of lightweight specimen calcined at 1,000 were measured in terms of density, compressive strength, thermal conductivity and sound absorption to examine the effect of material composition as well as the preparation condition on the properties of lightweight material. As a result, the density of specimen prepared with perlite was ranged from 1.23 to $1.37g/cm^3$ and the compressive strength was ranged from 242.3 to $370.5kg/cm^2$. In case of specimen prepared with silica sphere, it was found that the compressive strength was less than $100kg/cm^2$ even though density was lower than that of specimen with perlite. As far as the thermal conductivity of specimen was concerned, it was ranged from 0.3 to $0.5W/m^{\circ}K$ depending on material composition so that the insulation effect was superior to conventional concrete.

환원침전법을 이용한 수용액으로부터 은 나노분말의 제조 연구

이화영,오종기,Lee Hwa-Yaung,Oh Jong-Kee 한국자원리싸이클링학회 2005 資源 리싸이클링 Vol.14 No.6

As one of the hydrometallurgical processes available in the recycling of silver-bearing wastes, the preparation of Ag nano-powder was investigated by a reductive precipitation reaction in silver solution using sodium formaldehydesulfoxylate and ascorbic acid as a reducing agent. Silver solution was prepared by dissolving silver nitrate with distilled water, and Tamol NN8906, PVP, SDS and caprylic acid were also used respectively as the dispersant to avoid the agglomeration of particles during the reductive reaction. Ag particles obtained from the reduction reaction from silver solution were characterized using the particle size analyzer and TEM to determine the particle size distribution and morphology. It was found that about $40\%$ excess of sodium formaldehydesulfoxylate was required to reduce completely silver ions in the solution. It alto appeared that the particle size generated with sodium formaldehydesulfoxylate was much greater than that with ascorbic acid. As far as the effect of dispersant on the Ag particles was concerned, the particle size distribution showed typically bimodal distribution in case of Tamol/FVP while very broad distribution ranged from 0.01 to $100{\mu}m$ appeared in case of SDS/caprylic acid. 국내 은 함유 폐자원의 고부가가치 제품화를 위한 연구의 일환으로써 sodium formaldehydesulfoxy와 ascorbic acid를 각각 환원제로 사용한 Ag 나노분발의 제조실험을 수행하였다. Ag수용액은 질산은을 소정 농도로 증류수에 용해시켜 사용하였으며, Ag미립자의 응집방지를 위한 분산제로는 Tamol NN8906, PVP, SDS 및 caprylic acid를 각각 사용하었다. 환원반응을 통하여 제조한 Ag 미립자는 입도분석기 및 TEM측정을 통하여 morphology와 평균입도를 측정하였다. sodium formaldehydesulfoxylate 에 의한 은의 환원을 위해서는 이론치의 1.4배를 첨가해 주어야 하는 것으로 나타났으며, ascorbic acid와는 달리 생성된 Ag 입자가 너무 크게 성장하는 문제점이 있었다. 분산제에 따른 Ag 입자의 특성을 살펴본 결과, Tamol 및 PVP를 사용한 경우에는 bimodal distribution을 보였으나, SDS 와 caprylic acid의 경우에는 수십 nm에서 $100{\mu}m$에 이르는 매우 broad한 입도분포를 보였다.

무전해(無電解) 구리 도금폐액(鍍金廢液)으로부터 구리의 회수(回收) 연구(硏究)

이화영,고현백,Lee, Hwa Young,Ko, Hyun Baek 한국자원리싸이클링학회 2012 資源 리싸이클링 Vol.21 No.6

무전해 구리 도금폐수로부터 증발농축 및 전해채취법을 이용하여 구리를 회수하기 위한 연구를 수행하였다. 무전해 구리 도금폐수의 분석결과, Cu 함량은 582 mg/l로 나타났으며, 미량의 Fe 성분이 함유되어 있었다. 또한, 로셀염의 첨가로 인하여 COD 9,560 mg/l, TOC 13,100 mg/l로써 매우 높았으며, 포름알데히드가 산화된 formic acid의 함량은 7.73%로 나타났다. 실험결과, 구리의 전해채취시 전류밀도가 증가할수록 전류효율은 감소하는 것으로 나타났다. 또한, 전류효율을 80% 이상으로 유지하기 위해서는 구리의 전해채취시 전류밀도를 $40mA/cm^2$ 이하로 낮추어야 함을 알 수 있었다. 전해채취를 통해 얻은 Cu중의 평균 Fe 함량은 황산농도 2 vol% 및 10 vol%에서 각각 0.021% 및 0.01%로 나타나 황산농도가 높을수록 Fe 혼입을 억제할 수 있는 것으로 나타났다. An attempt to recover copper from electroless plating wastewater has been made through evaporation followed by the electrowinning method. From the determination of each element in electroless plating wastewater, the content of Cu was found to be 582 mg/l and small amount of Fe was also contained in it. Moreover, the content of COD and TOC which was resulted from the addition of Rochell salt was found to be 9,560 and 13,100 mg/l, respectively. The content of formic acid generated by the oxidation of formaldehyde was determined to be 7.73 %. As a result, current efficiency was decreased with increase in current density and therefore current density less than $40mA/cm^2$ should be maintained to obtain current efficiency more than 80 %. The content of Fe in Cu obtained by electrowinning was found to be 0.021 and 0.01 % at the concentration of sulfuric acid of 2 and 10 vol%, respectively.

전기분해법(電氣分解法)을 이용(利用)한 무전해(無電解) 니켈 도금폐액(鍍金廢液)으로부터 니켈 회수(回收)

이화영,Lee, Hwa-Young 한국자원리싸이클링학회 2012 資源 리싸이클링 Vol.21 No.2

전해채취법을 이용하여 무전해 니켈 도금폐액으로부터 니켈을 회수하기 위한 실험을 수행하였다. 이를 위해 우선 가성소다를 첨가하는 방법으로 무전해 니켈 도금폐액중의 니켈을 수산화물 형태로 침전분리하였다. 또한, 니켈 수산화물을 황산 용액으로 용해시킨 니켈 수용액을 대상으로 전기분해를 실시하였다. 실험결과, 가성소다를 첨가하여 pH 10 이상으로 조절하면 99% 이상의 Ni을 수산화물로 침전시킬 수 있는 것으로 나타났다. 한편, 니켈 수용액으로부터 전해채취를 통한 Ni의 석출시 전류밀도가 증가할수록 전류효율은 감소하는 것으로 나타났다. An investigation on the recovery of nickel from spent electroless plating solutions has been performed using the electrowinning method. For this aim, nickel in spent electroless plating solutions was separated as nickel hydroxide through the addition of caustic soda. Nickel hydroxide was completely dissolved with sulfuric acid and an electrolysis was performed for electrowinning of nickel from nickel solutions. As a result, it was found that more than 99% of nickel in spent electroless plating solutions could be precipitated as nickel hydroxide above pH 10 with the addition of caustic soda. As far as the current efficiency in electrowinning of nickel was concerned, it was decreased with increase in the current density.

연구발표논문초록 ( 분리기술 (Ⅰ) ) : D2EHPA 에 의한 구리이온의 용매추출속도에 관한 연구

이화영,임선기,이동휘 ( H . Y . Lee,S . K . Ihm,D . H . Lee ) 한국화학공학회 1986 추계학술발표회 Vol.- No.-

폐자동차 파쇄를 통한 주요구성물질의 분리 및 분석평가

이화영,오종기,김성규,Lee Hwa-Young,Oh Jong-Kee,Kim Sung-Gyu 한국자원리싸이클링학회 2002 資源 리싸이클링 Vol.11 No.4

폐자동차 파쇄를 통한 주요구성물질의 분리 및 분석평가를 위한 현장실험을 수행하였다. 모재인 폐자동차 차피로는 국내 자동차 업체에서 제작한 Sonata II, Sephia 및 Prince의 3종을 선택하여 엔진부분과 타이어 및 문짝 등을 미리 제거하고 압축된 상태로 제공받았다. 현장설비의 주요 공정은 pre- 및 main-shredder, 분급기, 자선기, 와류선별기 및 수작업 분리로 구성되어 있었다. shredder 산물의 현장 분리실험결과 철 스크랩이 전체의 60.1%를 차지하여 가장 비중이 높았으며, 알루미늄, 구리 및 아연 등의 비철금속류는 약 2% 정도인 것으로 나타났다. Light fluff는 fluff 전체 중량의 90% 정도를 차지하는 것으로 관찰되었으며, 5cm undersize 가 70.5%로써 대부분이었고 나머지는 플라스틱, 섬유 및 스폰지 등으로 구성되어 있었다 heavy fluff의 경우에는 고무와 플라스틱이 주구성물질인 것으로 나타났으며, 발열량의 경우 플라스틱이 10,000 cal/gr을 상회하여 가장 높았고 가죽과 고무류가 각각 10.3 및 2.55 wt%의 비교적 높은 CI함량을 보였다. Analysis and separation of constituent materials of old car have been performed by using the industrial shredding line. For this aim, three old cars made by domestic automobile manufacturers, Sonata II, Sephia and Prince were chosen and delivered in pressed form without engine, tires and doors, etc. Shredding line was substantially composed of pre- and main-shredder. cyclone, magnetic separation, eddy current separation and man-power separation. From the separation of shredder products, iron scrap was observed to be the major material of old car accounting for 60.1 % of total weight and non-ferrous metals involving Al, Cu and Zn, etc. were about 2%. Light fluff, about 90% of total fluff product, was comprised with plastic, fiber and sponge, etc. and the fraction of 5 cm undersize in light fluff was 70.5%. In case of heavy fluff, however. rubber and plastic were found to be the major constituent materials of it. Among the constituent materials of fluff, plastic showed the highest calorific value, more than 10,000 cal/gr and leather and rubber showed relatively high chlorine content, 10.3 and 2.55 wt%, respectively.

廢自動車 ASR의 風力 및 比中選別에 의한 處理 硏究

이화영,오종기,Lee, Hwa-Young,Oh, Jong-Kee 한국자원리싸이클링학회 2005 資源 리싸이클링 Vol.14 No.2

폐자동차 ASR으로부터 염소성분을 제거하기 위하여 풍력선별 및 비중선별 실험을 수행하였다. 또한, ASR플라스틱만을 분리하여 물을 매체로 한 비중선별을 실시하였다. ASR 시료는 모두 8 mm이하로 재분쇄하여 선별실험에 사용하였으며, 플라스틱은 3가지 입도로 나누어 비중선별 실험을 하였다. 풍력선별은 공기유량 9~20 M$^3$/hr 범위의 1단계와 공기유량 25~34 M$^3$/hr 범위의 2단계로 나누어 실시하고 각 산물의 비율과 재질분포를 조사하였다. 1단계 풍력선별후 underflow 산물의 비율은 62~66%인 것으로 나타났으며, 공기유량이 큰 2단계 풍력선별에서는 overflow 산물의 비율이 크게 증가하였다. 폐플라스틱만을 대상으로 한 비중선별 실험결과 부유물질이 침강물질에 비해 다소 많게 나타났으며, 염소함량에 있어서는 최대 수백개의 염소함량 차이를 보여 순수 플라스틱의 경우 매우 우수한 염소함유 재질의 분리효과를 얻을 수 있었다. A study on the air and gravity separation has been performed for the removal of chlorine containing materials from ASR of end-of-life vehicles. The gravity separation was also conducted on waste plastics collected from ASR. In this work, ASR were previously shredded to pass through 8 mm sieve prior to separation tests and the gravity separation of waste plastics was conducted for three different particle sizes. The two-stage air classification was conducted with the range of air flow rate of 9~20 M$^3$/hr at first stage and 25~34 M$^3$/hr at second stage, respectively. The fraction of overflow product was remarkably increased in the 2nd stage air classification because of high air flow rate while that of underflow product obtained from 1st stage air classification was found to be 62~66%. From the results of gravity separation on waste plastics, it was also found that the amount of the float product was much greater than sink product. It is believed that the gravity separation may be used very efficiently for the removal of calorine bearing materials from waste plastics.

3D 프린팅에 의한 충진물 제조 및 성능평가

이화영,최영민,홍연기,Lee, Hwa Young,Choi, Young Min,Hong, Yeon Ki 한국교통대학교 융복합기술연구소 2015 융ㆍ복합기술연구소 논문집 Vol.5 No.2

In this paper, the development history of random packings for several generations was briefly introduced. We demonstrate the application of 3D printing to the fabrication of Pall rings, directly using computer aided design (CAD) models. The CAD was used to design Pall rings with different number of blades. The models were then printed by using UV curing of acrylonitrile-butadiene-styrene (ABS) resins. The results show that 3D printing is a promising method for producing precisely controlled packing materials. It is also expected that 3D printing is helpful for the fundamental studies of highly efficient packing materials with complex geometrical shapes.

하수(下水)슬러지 소각재의 특성(特性) 평가(評價) 및 재활용(再活用)을 위한 기초연구(基礎硏究)

이화영,Lee, Hwa-Young 한국자원리싸이클링학회 2008 資源 리싸이클링 Vol.17 No.3

하수슬러지 소각재를 대상으로 화학 조성과 물리화학적 물성을 측정하고 재활용을 위한 경량재료 제조실험을 수행하였다. 경량재료는 하수슬러지 소각재를 원료로 하여 경량충진제와 무기바인더를 첨가하여 성형 및 소성하는 방법으로 제조하였으며, 제조 조건에 따른 비중과 압축강도 변화를 측정하였다. 비산재의 pH 경우 배기가스 중화를 위한 알칼리 첨가로 인하여 알칼리성인 pH 8.69로 나타났으나 바닥재는 중성인 pH 6.48이었다. 공정시험법에 근거하여 하수슬러지 소각재에 대한 중금속 용출실험 결과, Cd, Cu, Pb, As, Cr의 5개 원소 모두에 대하여 용출량이 검출한계치 이하로 나타났다. 동일한 혼합비율의 경우 비산재를 사용한 경량재료 시편의 압축강도가 바닥재에 비해 높게 나타나 비산재를 원료로 사용하는 것이 보다 효과적임을 알 수 있었다. The measurement of physicochemical properties and chemical composition of SSA(sewage sludge ash) has been carried out and the preparation of lightweight material has also been performed using SSA for reuse as building or construction materials. For this aim, lightweight material has been prepared by forming the mixture of SSA, lightweight filler and inorganic binder followed by calcination at elevated temperature and characterized in terms of density and compressive strength. The pH of fly ash was found to be slightly alkaline, pH 8.69, due to the addition of caustic soda in order to neutralize the acidic gas while the pH of bottom ash was 6.48 Heavy metal leachability based on the standard leach test was also found to be below the detection limit for Cd, Cu, Pb, As and Cr of SSA. As far as the compressive strength of lightweight material was concerned, the compressive strength of lightweight material using fly ash was higher than that of lightweight material using bottom ash.

생열귀나무 종자 발아에 있어서 개갑처리, 지배렐린, 발아온도의 효과

이화영,허권,조동하,임정대,유창연,Lee, Hwa-Young,Heo, Kwon,Cho, Dong-Ha,Im, Jung-Dae,Yoo, Chang-Yeon 한국자원식물학회 2000 한국자원식물학회지 Vol.13 No.3

생열귀나무의 번식에 관한 연구로 개갑처리와 GA$_3$의 처리에 따른 발아율 향상에 대한 실험 결과는 다음과 같다. 1. 생열귀나무의 과실의 길이는 13cm, 폭은 0.9cm 였으며, 과실내의 종자수는 89개였다. 종자의 길이는 4.9mm, 폭은 2.87mm였으며 천립중은 7.76g이었다. 자연매장 보다는 15$^{\circ}C$ incubator에서 층적저장한 것이 개갑율 10.5%로 높았고 또한 4$^{\circ}C$ 저온저장후 개갑율도 46.6%로 가장 양호하였다. 2.개갑된 종자의 발아율이 비개갑된 종자에서는 보다 우세하였으며 최적 발아온도는 15$^{\circ}C$임을 알수 있었다. 개갑된 종자에서의 GA3의 효과는 농도처리에 따라 커다란 효과를 보이지 않았으며 개갑된 종자와 비개갑된 종자 모두 200ppm 이상으로 처리하면 오히려 발아율이 감소하는 경향을 나타냈다. 3. GA$_3$의 처리의 효과가 발아적온이나 개갑종류에 따라 뚜렷하지 않은 반면 비성숙된 종자의 상태(비개갑종자)와 발아 불량조건(4$^{\circ}C$, 비개갑종자)에서는 뚜렷이 나타났다. This study was conducted to investigate the suitable conditions for seed germination of Rosa davurica PALL. In the characteristics of the fruit and seed of Rosa davurica, fruit length and width was 1.3cm and 0.9cm , respectively, and seed number was eighty-nine. Artificial and low temperature storage at 4$^{\circ}C$ increased the rate of split achene pericarp until 46.6% and storage at 15$^{\circ}C$ incubator decreased the rate of split achene pericarp (10.5%). The rate of seed germination of split achene pericarp in control at 15$^{\circ}C$ was 90% and of non-split achene in GA$_3$100ppm at 15$^{\circ}C$ was 36.8%. Average germination day of split achene pericarp seeds in GA$_3$150ppm at 2$0^{\circ}C$ was 4.2 days and non-split achene pericarp in GA$_3$100ppm at 2$0^{\circ}C$ was 7.3 days. Seed germination was not different between various concentrations of GA$_3$ treatments in split achene pericarp seeds but the rate of germination was more reduced in high concentration of 200ppm. Only the treatments of GA$_3$ was increased germination rate at 4$^{\circ}C$ and immature seed of Rosa davurica.