인회석 및 생선뼈를 이용한 일광광산 AMD 처리 현장실험

최정찬,Choi, Jung-Chan 대한자원환경지질학회 2005 자원환경지질 Vol.38 No.5

본 연구의 목적은 일광폐동광산에서 유출되는 산성광산배수(AMD)내의 중금속에 대한 천연물질인 인회석 및 생선뼈의 현장에서의 제거효율을 평가하고 실내실험 견과와 비교하는 것이다. 현장실험 기간은 약 한 달이었으며 유속은 2.53-12.8 l/min 이었다. 현장실험 결과, 중금속 제거율의 경우 실내실험 결과와 유사하게 As, Fe 및 Pb는 인회석 및 생선뼈와 반응한 물 모두 높은 제거율을 보였으며 그 외 Al, Cd, Cu 및 Zn은 생선뼈와 반응한 물이 인회석과 반응한 물보다 높게 나타났다. 특히, 비소의 경우 실내실험 결과와 마찬가지로 비소의 경우 평균제거율이 $84\%$로 생선뼈의 평균제거율 $75\%$보다 높게 나타났다 인회석/생선뼈 및 AMD와 화학반응에 의해 형성된 인산염 침전물의 경우, 인회석 및 AMD와의 반응생성물은 가루형태이나, 생선뼈 및 AMD의 반응생성물은 슬러지 형태를 나타냈다. 기존 연구결과에 의하면 인회석은 광범위한 pH영역에서 광산배수의 침전제로 사용될 수 있고, 생선뼈는 pH가 낮은 고농도로 오염된 AMD에 사용하는 게 타당하다고 생각된다. The purposes of this study are to examine a field test on heavy metal removal efficiency for AMD(Acid Mine Drainage) using fish bone and apatite, and to compare those results of the laboratory & the field tests. The duration of the field test was about one month and flow rates of AMD varied from 2.53 l/min to 12.8 l/min. From the result of the field test, removal efficiencies of apatite and those of fish bone are high for As, Fe, and Pb while those of fish born is higher than those of apatite far Al, Cd, Cu and Zn which are similar to the result of the previous laboratory test. In particular, average arsenic removal efficiency of apatite is higher$(84\%)$ than that of fish bone$(75\%)$ like the result of the previous laboratory test. In case of precipitates of phosphate compounds which are generated from chemical reaction between apatite/fish bone and AMD, those generated from apatite/AMD reactionform powder-shape while those created from fish bone/AMD reaction seem to be sludge. Therefore, apatite will be used as a precipitant for mine drainages having wide range of pH based on previous studies while fish bone will be applied as a precipitantfor AMD having lower PH and high concentration of heavy metals.

Field Experiment on Iron and Aluminum Removal from Acid Mine Drainage Using an Apatite Drain System

최정찬,Choi, Jung-Chan,West, Terry R. The Korean Society of Economic and Environmental G 1996 자원환경지질 Vol.29 No.3

인회석 배수로가 1994년 9월 30일 미국 인디아나주 중서부에 위치한 Green Valley 폐탄광에 건설되었다. 현장설치의 일차적인 목적은 현장조건에서 산성수에 대한 인회석 배수로의 장기적인 처리능력을 평가하는 데 있다. 이 배수로는 실내실험결과에 따라 설계되었는데 연장 9m, 폭 3.3m, 심도 0.75m이며,95mm~30번 채 크기의 인회석광 (francolite)으로 채워져 있고 복구된 폐석더미로 부터 흘러나오는 산성수가 유입되게 되어 있다. 본 배수로는 폭우 및 실트의 퇴적으로 인한 손상을 막기 위해 석회석 자갈과 filter fabric으로 덮여져 있다. 본 배수로는 플로리다주의 인광석광산에서 채광된 50톤의 인회석으로 채워져 있다. 인회석은 산성수내의 첼 최대 4,200 mg/l, 알루미늄 최대 830 mg/l, 황산염 최대 13,430 mg/l를 제거하였다. 산도는 거의 일정하였으며 3.1에서 4.3까지 변화를 보였다. 배수로 하류에서 측정한 유출량은 3~4.5 l/m였다. 철 및 알루미늄 인산염 침전물은 노란색 및 흰색 부유성 입자인데 침전못에 계속적으로 퇴적되었다. An apatite drain was constructed on September 30, 1994 at the Green Valley Abandoned Coal Mine site near Terre Haute in west central Indiana. The primary objective of this experiment is to evaluate the long-term ability of the apatite drain to mitigate acid mine drainage (AMD) under field conditions. The drain 9 m long, 3.3 m wide, and 0.75 m deep, contain 95 rum to No. 30 mesh-size apatite ore (francolite) and receive AMD seepage from reclaimed gob piles, and designed according to the laboratory testing. The apatite drain was covered with limestone riprap and filter fabric to protect the drainage system from stormwater and siltation. The drain consists of about 50 metric tons of apatite ore obtained from a phosphate mine in Florida. A gabion structure was constructed downstream of the apatite drain to create a settling pond to collect precipitates. Apatite effectively removed iron up to 4,200 mg/l, aluminum up to 830 mg/l and sulfate up to 13,430 mg/l. The pH was nearly constant for the influent and effluent, ranging between 3.1 and 4.3. Flow rate measured at the gabion structure ranged from 3 to 4.5 l/m. Precipitates of iron and aluminum phosphate (yellow and white suspendid solids) continued to accumulate in the settling pond.

고로폐광산 침출수 처리대책 설계

최정찬,이민희,Choi, Jung-Chan,Lee, Min-Hee 한국지하수토양환경학회 2004 지하수토양환경 Vol.9 No.2

본 연구의 목적은 석회석 및 인회석을 이용한 실내실험을 실시하여 ARD 내의 비소저감 효율성을 평가하고 인회석 배수 체계를 설계하는 것이다. 실내실험 결과, pH, 비소저감율 및 석회석/인회석의 용해량은 유속에 반비례 하였으며 인회석은 유속 0.6 ml/min/kg에서 비소를 100% 제거하였다. 인회석의 용해율은 석회석보다 10배 정도 높은 것으로 사료된다. 비소화합물은 비산염인회석 그리고/또는 칼슘비산염수화물의 형태인 것으로 추측된다. 실내실험에 근거하여 인회석 배수체계를 설계하였으며 그 결과는 다음과 같다; 1년 6개월 마다 인회석 62톤을 새로 충진시켜줘야 하며 침전물은 매 3개월 마다 침전조에서 제거해줘야 할 것이다. The purpose of this study is to evaluate a laboratory test on arsenic reduction efficiency for ARD (Acid Rock Drainage) using limestone and apatite, and to design an apatite drain system. As a result of the laboratory test, results of this study show that pH, arsenic removal ratio, and dissolution amount of limestone & apatite are inversely proportional to flow rates, and apatite removes 100% of arsenic at 0.6 ml/min/kg flow rate. It is supposed that dissolution rate of apatite is ten times higher than that of limestone. The arsenic compounds are assumed to be Johnbaumnite, and/or Ca-arsenic hydrate. According to the results of the laboratory test, apatite drain system is designed as follow; Sixty two tons of apatite will be needed per one year and six months, and the precipitates will be removed from the precipitation pond per 3 months.

울산폐철광산 광미 안정화를 위한 인회석의 중금속 제거 실내실험

최정찬,Choi, Jung-Chan 한국지하수토양환경학회 2006 지하수토양환경 Vol.11 No.4

The purpose of this study is to evaluate laboratory experiments on arsenic and cadmium removal from tailings using apatite at the Ulsan Abandoned Iron Mine, and to develop a stabilization technique. The results of this study show that the permeability is decreased proportionally to the amount of apatite when it is added below 8%, while this is almost constant when the amount of apatite is added above 10%. The water extraction test from tailings using deionized water for several days shows that pH (7.4-8.4) is almost constant or slightly increased when apatite is added below 8%, while it is slightly decreased when apatite is added above 10%. According to TCLP test, reduction of concentrations of heavy metals in leachate is proportional to amount of apatite added. It seems that precipitates generated from leachate-apatite chemical reaction are not redissolved. As a result, cadmium and arsenic in leachate is mostly removed when apatite is added above 10%, and it is suggested that a proper technique should be selected for field application because either mixed or layered method shows almost same removal efficiencies of cadmium and arsenic in tailings. 본 연구의 목적은 울산폐철광산 광미 내의 비소 및 카드뮴의 제거에 대한 인회석을 이용한 실내실험을 평가하고 안정화 기술을 개발하는 것이다. 실내실험 결과, 투수계수의 경우 8% 이하의 인회석이 첨가되었을 때는 인회석 양에 비례하여 감소율이 인회석 첨가함량에 비례하는 것으로 나타나는 반면에 광미에 10% 이상의 인회석이 첨가된 경우에는 투수계수가 거의 일정하게 유지되었다. 증류수를 이용한 중금속 침출 실내실험 시 인회석이 8%이하로 첨가된 광미의 pH는 7.4-8.4로 거의 변화가 없거나 약간 상승하는 경향을 보여주는 반면에, 10% 이상의 인회석이 첨가된 광미의 경우 pH가 시간이 지날수록 약간 감소하는 경향을 보였다. TCLP법 용출실험 결과 침출시킨 광미의 인회석 함량이 높아질수록 중금속 농도가 낮아지는 경향을 보인다. 이는 인회석 및 침출수가 반응하여 생성된 침전물이 재용해되지 않는다는 것을 의미한다. 결론적으로, 인회석이 최소 10% 이상 첨가되어야 침출수에서 비소 및 카드뮴을 거의 제거할 수 있으며 층상이든 혼합된 형태이든 제거율이 유사하므로 현장적용을 위하여 적절한 기술을 택하여 사용해야 할 것이다.

경상남도 합천군 신설도로의 SL-2 암반사면에 대한 지질공학적 고찰

최정찬(Jung-Chan Choi),송용선(Yong-Sun Song),라원진(Won-Jin La),김남훈(Nam-Hoon Kim) 한국암석학회 2005 암석학회지 Vol.14 No.3

경상남도 합천군에 건설 중인 도로사변에 당초 설계와는 다른 암질 및 불연속면이 분포하고 있다. 따라서 당초 설계와는 달리 소규모 산사태가 발생되어 정상적인 공사추진에 애로사항이 있으므로, 현장조사 및 실내작업을 통하여 지정된 사변에 대한 전체적인 지질공학적인 분석을 하는 것이 본 연구의 목적이다. 이를 위해 측량, 슈미트해머(Schimidt Hammer) 시험, 불연속면 조사를 시행하였고 실내에서 DIPS 프로그램을 이용하여 사면의 안정성을 분석하였다. 분석결과, 평면, 전도 및 쐐기파괴의 가능성이 있으며 용출수가 집중되는 곳이 있으므로 이에 대한 보강 공사가 요구되고 있다. The road slope at Hapcheon-Gun, Gyeongsangnam-Do is under construction, but actual rock quality & discontinuities on the cut slope are something different from the primary design. Therefore, object of this study is to analyze whole engineering-geological characteristics for this slope through site investigation and laboratory analyses because small scale landslides have been occurred during this road construction. For this object, various analyses were performed such as surveying, Schimidt Hammer test, discontinuity investigation and laboratory analysis using DIPS for evaluating slope stability. As the result, it is identified that reinforcement work is needed because plane, toppling & wedge failures will be possibly occurred and seepages are concentrated at several points.

미국 인디아나주 남서부의 Friar Tuck 폐판광에 대한 환경평가 및 최종 복구설계

최정찬 ( Jung Chan Choi ),( Terry R. West ) 대한지질공학회 1996 지질공학 Vol.6 No.2

Evaluation on Heavy Metals Removal Efficiencies in the Plating Factory Wastewater Using Apatite

최정찬(Jung Chan Choi) 대한지질학회 2006 지질학회지 Vol.42 No.2

국내 시설농업단지의 수리지질 특성을 고려한 인공함양 민감도 분석 : 수리전도도 및 주입정과 양수정의 이격거리

최정찬 ( Jung Chan Choi ),강동환 ( Dong-hwan Kang ) 한국환경과학회 2019 한국환경과학회지 Vol.28 No.9

In this study, the sensitivity analysis of hydraulic conductivity and separation distance (distance between injection well and pumping well) was analyzed by establishing a conceptual model considering the hydrogeologic characteristics of facility agricultural complex in Korea. In the conceptual model, natural characteristics (topography and geology, precipitation, hydraulic conductivity, etc.) and artificial characteristics (separation distance from injection well to pumping well, injection rate and pumping rate, etc.) is entered, and sensitivity analysis was performed 12 scenarios using a combination of hydraulic conductivity (10^-1 cm/sec, 10^-2 cm/sec, 10^-3 cm/sec, 10^-4 cm/sec) and separation distance (10 m, 50 m, 100 m). Groundwater drawdown at the monitoring well was increased as the hydraulic conductivity decreased and the separation distance increased. From the regression analysis of groundwater drawdown as a hydraulic conductivity at the same separation distance, it was found that the groundwater level fluctuation of artificial recharge aquifer was dominantly influenced by hydraulic conductivity. In the condition that the hydraulic conductivity of artificial recharge aquifer was 10^-2 cm/sec or more, the radius of influence of groundwater level was within 20 m, but In the condition that the hydraulic conductivity is 10^-3 cm/sec or less, it is confirmed that the radius of influence of groundwater increases sharply as the separation distance increases.

황령산 산사태 원인 분석에 대한 연구

최정찬 ( Jung Chan Choi ),백인성 ( In Sung Paik ) 대한지질공학회 2002 지질공학 Vol.12 No.2

점검표를 이용한 토질사면 산사태 예비조사 방법 평가

김재민,최정찬,Kim, Jae Min,Choi, Jung Chan 대한자원환경지질학회 2015 자원환경지질 Vol.48 No.2

The objective of this study is to evaluate landslide hazard susceptibility and produce the landslide hazard maps for soil slope using checklists as a preliminary investigation method. Tables, proposed by NDMI (National Disaster Management Institute), are applied for slope stability assessment, and are comprised of checklists on soil slopes. Database including engineering properties of soil is constructed through the field survey and results from previous studies for The Mt. Hwangryoeng area at center of Busan. All data related to creating the thematic maps was carried out using ArcGIS 10.0. Results from using this method indicated that soil slope are evaluated from very stable to stable. Moderate stability has been partially presented along the edge of mountain. Results from landslide hazard maps can be used to prevent damage from landslides and facilitate appropriate land use planning. 본 연구의 목적은 예비조사 방법으로서 점검표를 이용하여 토질사면에 대한 산사태 취약도를 평가하고, 산사태 재해위험지도를 만드는 것이다. 국립재난안전연구원이 제안한 표들이 사면 안정성 평가에 적용되었으며, 이 표들은 토질사면에 대한 안정성 점검표로 구성되어 있다. 흙의 공학적 특성을 포함한 자료들은 부산 중심부의 황령산 지역에 대한 현지조사와 기존 연구를 통하여 획득되었다. 주제도를 만드는데 관련된 모든 자료는 ArcGIS 10.0을 이용하여 변환되었다. 이 방법을 사용한 결과 연구지역의 토질사면은 매우 안정-안정 영역에 분포되었으며, 중간 정도의 안정성 영역은 산의 말단부를 따라 부분적으로 분포한다. 산사태 위험도 지도의 결과는 산사태에 의한 피해를 방지하고, 적절한 토지이용계획을 수립하는 데 이용될 수 있을 것이다.