금속광산 주변 광미의 활용을 위한 중금속 원소의 제거 및 고정화

진호일 강원대학교 부설 석재복합신소재 제품연구센터 2002 석재연 논문집 Vol.7 No.-

이 연구는 금속광산의 광미를 활용하기 위해 광미의 제반특성과 광미중 중금속의 제거와 고정화 방안을 모색하였다. 은치와 석담광산의 광미는 각각 참비중이 3.3, 2.7, pH는 모두 3.0의 강산성을 나타내었으며, Cu, Pb, Zn, As 등이 심하게 오염되어 있다. 이러한 광미를 대상으로 중금속의 제거 및 고정화 실험을 수행한 결과 900℃에서 1시간동안 열처리했을 때 Cu, Pb 등 중금속 원소들의 용출함량이 유해함량 기준값보다 훨씬 낮아 중금속의 제거효과가 우수하였다. 또한 은치광산의 광미는 광미와 탄산칼슘의 무게비를 1:1로 하고 이들에 대한 수지의 양을 22 wt%로 하였을 때, 석담광산의 광미는 광미와 탄산칼슘의 무게비를 9:1로 하고 이들에 대한 수지의 양을 20wt%로 할 경우에 Cu, Pb, Cd, Zn, Mn, Fe, Al 등의 중금속을 고정화시키는 효과가 우수하였을 뿐만 아니라 건설소재로서의 물리적·역학적 특성을 가지고 있어 건설재료용 폴리머 복합소재로 사용될 수 있는 가능성이 충분히 있을 것으로 생각된다. For utilizing tailings which were distributed widely in the metal mines, their general properties and devices for removal and fixation of heavy metals were grouped. The tailings from the Eunchi and the Sukdam mines showed true specific gravities of 3.3 and 2.7, respectively, and strong acidic pH's of 3.0, all together, and higher abundances of Cu, Pb, Zn and Cd. Sintering of tailings at 900℃ for one hour showed their leaching contents of heavy metals(Cu and Pb, especially) far less than standard noxious levels. Fixation effect of heavy metals (Cu, Pb, Cd, Zn, Mn, Fe and Al) was most excellent in case the weight ratio of tailing versus calcium carbonates was 1:1 with 22 wt% resin amount for the tailings from the Eunchi mine and 9:1 with 20wt% resin for the Sukdam mine respectively. Also utilization of tailings from metal mines as polymer composite materials is expected in various usage, because of their excellent physical and mechanical properties in those mixing types.

조리용구용 석재의 기초 특성과 중금속 원소의 용출 특성

진호일,김신자,김복란,민경원 대한자원환경지질학회 2002 자원환경지질 Vol.35 No.4

현재 우리 나라에서 조리용구로 많이 사용되고 있는 석재에는 휘석암과 각력암, 흑운모섬록암 등이 있으며, 이중 유색광물이 상대적으로 많은 휘석암과 흑운모섬록암은 비중이 3.0으로 각력암(2.5)보다 약간 더 무거운 특징을 보였고, 흡수율은 각력암이 2.9%로 가장 높았으며, pH는 모두 9.7-9.9의 범위로 약알칼리성을 나타내었다. 또한 조리용구용 석재중 흑운모섬록암이 각력암이나 휘석암보다 마모에 대한 내구성과 강도가 가장 우수하석 다른 특별한 요인이 없는 한 가장 오랫동안 사용할 수 있음을 나타내었다. 용출시험 결과, Cu, Pb, Co, Cr Ni 등의 유독성 중금속 원소들은 연구대상 암석에서 모두 반응시간 및 용액의 초기 pH에 관계없이 모두 측정 한계값인 0.1 ppm 이하로 낮았으나, 철(Fe)은 암석의 종류 및 용출 조건에 따라 다소간의 용출량 차이를 보였는데, 대체로 중성보다는 산성용액을 첨가하였을 경우에 약 1.8-31배 정도 더 높은 용출량을 나타내었고, 반응용액이 중성인 조건에서는 각력암에서, 산성인 경우에는 흑운모섬록암에서 가장 높은 철(Fe)의 용출량을 보여 주었다. 석재를 인체에 해가 없는 고기능성 조리용구로 이용하기 위해서는 인체에 영향을 미칠 수 있는 중금속 및 다량 무기질 원소들에 대한 용출함량 기준이 먼저 마련되어야 하며, 또한 보다 많은 종류의 조리용구용 석재와 화학원소들을 대상으로 좀 더 체계적인 무기화학적 특성에 하한 연구가 필요할 것으로 생각한다. Dominant rock types of stones used presently for cooking utensils in Korea are pyroxenite, breccia and biotite diorite. Pyroxenite and biotite diorite relatively abundant in mafic minerals have higher specific gravities of 3.0 than breccia of 2.5. Breccia shows the highest absorption (2.9%) among three stones used as cooking utensils and pH value of three stone types shows the alkaline range of 9.7 to 9.9. Among the studied stones used for cooking utensils, biotite diorite is the most durable against abrasion and has the highest strength and therefore, it is expected to be used effectively for the longest time except for other specific causes. Heavy metals such as Cu, Pb, Co, Cr and Ni were leached lower than their detection limit (0.1 ppm) regardless of reaction time and initial pH value of solution. But the leached contents of Fe are various with rock types and leaching conditions and those by acidic solution are generally 1.8 to 31 times higher than those by neutral solution. Breccia and biotite diorite show the highest leached content of Fe in cases of neutral and acidic solutions, respectively. Standard criteria of leached heavy metals and macrominerals should be studied thoroughly to utilize stones for cooking utensils of high quality which are harmless to the human body. Also it is required to examine mon detailed abiochemical properties of various stone types used for cooking utensils.

금산지역 형석광화작용과 관련된 화강암질암의 지구화학적 자료 해석

진호일 강원대학교 자원개발연구소 1995 자원개발연구 Vol.11 No.-

광산폐기물과 폴리머를 이용한 Liner 개발에 관한 연구

진호일 강원대학교 자원개발연구소 1999 자원개발연구 Vol.14 No.-

금산지역 형석광화작용과 관련된 화강암질암의 지구화학적 자료 해석

진호일,전효택,민경원,Chin, Ho-Ill,Chon, Hyo-Taek,Min, Kyoung-Won 대한자원환경지질학회 1995 자원환경지질 Vol.28 No.4

About forty ore deposits of $CaF_2{\pm}Au{\pm}Ag{\pm}Cu{\pm}Pb{\pm}Zn$ are widely distributed in the Geumsan district and are believed to be genetically related to the Mesozoic Geumsan granitic rocks. Based on their petrogeochemistry and isotopic dating data, the granitic rocks in this district can be classified into two groups ; the Jurassic granitic rocks(equigranular leucocratic granite, porphyritic biotite granite, porphyritic pink-feldspar granite, seriate leucocratic granite) and the Cretaceous granitic rocks(seriate pink-feldspar granite, equigranular alkali-feldspar granite, equigranular pink-feldspar granite, miarolitic pink-feldspar granite, equigranular biotite granite). Spatial distribution of fluorite ore deposits, fluorine contents of granitic rocks and fracture patterns in this district suggest that three granitic rocks(equigranular biotite granite, equigranular pink-feldspar granite, miarolitic pink-feldspar granite) of the Cretaceous period be genetically related to the fluorite mineralization. In these fluorite-related granitic rocks, fluorine is most highly correlated with Cs(correlation coefficient(r)>0.9), and also highly with MnO, U, Sm, Yb, Lu, Zn, Y, Li(r>0.7). Statistically the variation of fluorine in the fluorite-related granitic rocks can be explained in terros of only three elements, such as Lu, CaO and Cs, and the fluorite-related granitic rocks can be discriminated from the fluorite-nonrelated granitic rocks by a linear functional equation of La, Ce, Cs and F($Z_{Ust}=-1.38341-0.00231F-0.19878Ce+0.38169La+0.54720Cs$). Also, equigranular alkali-feldspar granite is classified into the fluorite-related granitic rocks by means of the linear functional equation($Z_{Ust}$).

금산지역 형석광호작용과 관련된 화강암질암의 지구화학적 자료해석

진호일,전효택,민경원 대한자원환경지질학회 1995 자원환경지질 Vol.28 No.4

금산지역에 분포하는 화강암류의 암석지구화학

진호일,민경원,전효택,박영석,Chin, Ho-Ill,Min, Kyoung-Won,Chon, Hyo-Taek,Park, Young-Seog 대한자원환경지질학회 1995 자원환경지질 Vol.28 No.2

The Mesozoic Geumsan granitic rocks of various composition are distributed in the Geumsan district, the central part of the Ogcheon Fold Belt. About 40 ore deposits of $CaF_2{\pm}Au{\pm}Ag{\pm}Cu{\pm}Pb{\pm}Zn$ are widely distributed in this district and are believed to be genetically related to the granitic rocks. Based on their petrography and geochemistry, the granitic rocks in this district can be classified into two groups ; the Group I( equigranular leucocratic granite, porphyritic biotite granite, porphyritic pink-feldspar granite, seriate leucocratic granite) and the Group II(seriate pinkfeldspar granite, equigranular alkali-feldspar granite, equigranular pink-feldspar granite, miarolitic pink-feldspar granite, equigranular biotite granite). Interpreted from their isotopic dating data and geochemical characteristics, the Group I and the Group II are inferred to be emplaced during the Jurassic(~184Ma), and the Cretaceous to the early Tertiary period(~59Ma), respectively. Both Group I and Group II generally belong to magnetite-series granitoids. The Cretaceous granitic rocks of Group II are more highly evolved than those of the Jurassic Group I. The Rb-Sr variation diagram suggests that the granitic rocks of the Jurassic Group I and of the Cretaceous Group II be evolved mainly during the processes of fractional crystallization and partial melting, respectively.

중금속 흡착제로서 석분슬러지의 활용 가능성

진호일,민경원 대한자원환경지질학회 2000 자원환경지질 Vol.33 No.6

This study has been performed to evaluate the possibility of utilizing stone powder sludges from stone quarry and manufacturing plant as adsorbents for heavy metals in industrial wastewater. The stone powder sludges from stone quarry (IS-01) have the most effective adsorption capacity (above 95% of initial concentrations) under the given experimental conditions of reaction times (Pb : 15 min, Cu : 2 hr, Zn : 48 hr), initial acidity of solution (pH>3) and dosage (sludge/liquid ratio : 0.02). The stone powder sludges from manufacturing plant (CW-01) show relatively high adsorption capacity (about 95% of initial concentrations) only for Pb with a reaction times of 12 hours, initial acidity of solution (pH>3) and dosage (sludge/liquid ratio : 0.02). The stone powder sludges (IS-01) from stone quarry having relatively excellent adsorption capacity under the given experimental conditions show their potential utilization as heavy metal adsorbents.

조리용구용 석재의 기초 특성과 중금속 원소의 용출 특성

진호일,김복란,김신자,민경원 대한자원환경지질학회 2002 자원환경지질 Vol.35 No.4

테라조 타일 제조시 발생되는 슬러지의 기본특성과 활용방안 연구

진호일 강원대학교 부설 석재복합신소재 제품연구센터 2002 석재연 논문집 Vol.7 No.-

테라조 타일 제조시 발생되는 슬러지는 주로 방해석과 백운석, 석영 등의 광물로 이루어져 있으며, 참비중은 2.7, pH는 11.6으로 강알카리성을 보였으며, 대부분 미사질의 입도로 이루어져 있다. 테라조 슬러지는 토양환경보전법에서 설정한 Cu, Pb, Cd, Cr, As, Hg 등 6가지의 중금속 원소들이 모두 기준값 이하의 낮은 용출 함량값을 보여 토양오염 수준에 훨씬 못 미치고 있는 것으로 나타났다. 테라조 슬러지에 대한 물리적·화학적 특성을 고려할 때 연구대상 테라조 슬러지는 산성토양을 중화시키는 토질개량제나 복토제 및 석회질 비료, 산성광산배수(AMD)를 중화시키는 중화제로도 이용 가능할 것으로 판단되며, 석산에서 발생되는 석분슬러지와 9:1∼8:2의 무게비로 배합·성형하여 600℃로 열처리한 성형체를 폐광산의 갱도에 충진시킬 경우에는 지반침하 방지뿐만 아니라 폐갱도로부터 유출되는 산성배수를 중화시킬 수 있는 효과가 충분히 있을 것으로 생각된다. The sludges from manufacture of terazzo tiles were mainly composed of calcite, dolomite and quartz, and their true specific gravities and pH's were 2.7 and 11.6, respectively, and mostly consisted of silt size grains. The terazzo sludges have less leaching contents than standard levels established in Soil Environment Conservation Regulation on six heavy metal elements (Cu, Pb, Cd, Cr, AS and Hg), which suggest that such heavy metals be not contaminated. With their physical and chemical properties. the terazzo sludges could be utilized as modifier of soil nature, overburdening soil, calcareous fertilizer and neutralizer of AMD. Some specimens after heat treatment at 600℃ for two hours with mixing ratio (stone powder sludges : terazzo sludges = 9 : 1 ∼ 8 : 2, by weight ratio) showed their potential utilization as filler of waste pit to prevent ground subsidence.