인산염폐석고의 정제 및 물성 변화 연구

간빌렉 가야바자르,공경록,강진구,강헌찬 동아대학교 환경문제연구소 2006 硏究報告 Vol.28 No.1

An experimental study was conducted to investigate the purification of waste gypsum. Waste gypsum, a by-product of the phosphoric acid industry, is contaminated with impurities of P₂O_(5), F, organic matter etc. In the case of waste gypsum concentrate, SO₃ content is higher than CaO content and it can be understood that it contains excess SO₃ constituent. In the case of waste gypsum residue, SiO₂ content is very high and also contents Al₂O₃, Fe₂O₃, and P₂O_(5) are generally below 1.5~2 wt.% and it is confirmed that CaO content is relatively less than that of SO₃content. As a result of crystal shape analysis of waste gypsum concentrate, quadrangle shaped gypsum crystals are tangled and formed circular shaped lumps. After grinding these lumps, each crystal takes its own shape of column or quadrangle and waste gypsum residue crystal can be observed as colored and column shaped. SEM analysis and XRD analysis results show that colored crystals of waste gypsum residue does not exist separately from gypsum crystals but gypsum crystals are the core parts of waste gypsum residue; in other words, lumps of gypsum crystals are tangled and it is considered that gypsum crystals exist as inclusion in the lumps. It can be understood from results DSC analysis of waste gypsum concentrate and reagent gypsum that waste gypsum has about 21.5% lower in its endothermic capacity, compared to reagent gypsum. 폐석고 는 국내의 여러 산업분야에서 약 400만톤 정도가 해마다 발생되고 있으며 현재 활용되지 못하고 방치되고 있는 양만도 2,000만톤 정도에 이르 고 있으며 Cd등 유해한 중금속이 환경 기준치 이상 함유되어있고"C 방사능 물질인 Rd가 함유 되어 있어서 라돈 가스의 유출로 매우 유해 하며 pH가 3 정도인 매우 강산성 물질이다. 국내에서는 석고의 부존자원이 전혀 없어 천연석고를 수입에 의존하고 있어 부생석고의 활용방안을 모색하는 것은 외화 의 절감뿐만 아니라 폐석고로 인한 심각한 환경오염문제를 해결하는데도 큰 도움이 될 수 있다. 이러한 폐석고가 처리 및 자원화 되지 못하고 있는 근본 적인 이유는 인산석고의 품위가 낮고, 중금속들 과 방사선물질이 함유되어 있기 때문에 효율적으로 자원화하기 위해선 무엇 보다도 정제처리에 경제성 있게 불순물 선별 기술 이 선결되어야 하며 따라서 본 연구자들은 이러한 인산 염 폐 석고 를 정제하여 물성 변화를 관찰하였다.

열처리된 배연탈황석고를 혼입한 시멘트 모르타르의 물성 연구

정철우 ( Chung Chul-woo ),이용무 ( Lee Yong-mu ),김지현 ( Kim Ji-hyun ),김영수 ( Kim Young-su ) 한국건축시공학회 2016 한국건축시공학회지 Vol.16 No.6

배연탈황석고는 화력발전소에서 연료가 연소되면서 발생된 황산화물을 흡수, 제거하는 공정에서 발생되는 산업 부산물로서 최근 석탄 화력발전소의 배출가스에 관련된 환경규제가 대폭 강화됨에 따라 생산량이 점차 증가하고 있다. 배연탈황석고는 자연에서 얻어지는 형태의 천연석고와 거의 유사한 화학적 특성을 지니기 때문에, 이를 재활용하게 되면, 주로 수입에 의존하는 천연석고의 훌륭한 대체재로서 활용할 수 있다. 본 연구에서는 국내의 보령 화력발전소에서 생산된 배연탈황석고의 화학적 특성을 분석하고, 이를 이용하여 만든 시멘트 페이스트의 물성분석을 통하여, 배연탈황석고의 활용가능성을 평가하고자 하였다. 본 연구의 결과에 따르면, 배연탈황석고는 상당히 높은 순도를 가지며, 천연석고와 물성이 매우 유사한 것으로 나타났다. 또한 이를 적절하게 열처리하게 되면, 압축강도 및 건조수축에서의 개선효과를 얻을 수 있는 것으로 나타났다. Flue gas desulfurization gypsum is produced from emission process of fossil fuel power plant to remove sulfur dioxide (SO₂) from exhaust gas. Production of flue gas desulfurization gypsum in Republic of Korea has been increasing due to the enforced regulations by government agency. Since flue gas desulfurization gypsum has characteristic that is similar to that of natural gypsum, there is a strong possibility for flue gas desulfurization gypsum to replace the role of natural gypsum. However, consumption of such material is still limited, only used for agricultural purposes or to make gypsum boards, it is necessary to expand the use of this material more aggressively. In this research, the chemical and mineralogical properties of flue gas desulfurization gypsum were investigated, and flue gas desulfurization gypsum with heat treatment was used to make cement paste. According to the results, it was found that flue gas desulfurization gypsum used in this experiment was a very high purity gypsum, and shown to have similar property to that of natural gypsum. Heat treating flue gas desulfurization gypsum above 100℃ was shown to bring beneficial effect on both compressive strength and drying shrinkage.

탄소나노소재 기반 혼합 석고보드 제조 및 열·습기 성능 분석

강유진(Kang, Yujin),이화영(Lee, Hwayoung),김수민(Kim, Sumin) 대한건축학회 2016 대한건축학회 학술발표대회 논문집 Vol.36 No.2

The CO₂ emission of the buildings continually were increased. It is caused by the energy consumption that takes possession of a great part of the occurrence. In the buildings, the building materials are the primary element determining the energy consumption. Among that, the gypsum board is mainly used for interior finishing material. Therefore, the thermal performance and the performance for influence by moisture in the gypsum board were improved using to the carbon nano-materials called porous material. The 10wt% carbon nano-materials were composited in gypsum by the mass percentage of the gypsum. The specimens of the gypsum board were prepared to 100 x 100 x 20 mm of size using by mold. Prepared the compound gypsum boards (S1, S2, S3) were analyzed for hygrothermal performance, and were evaluated the effect on buildings as compared with reference gypsum board (R1). At the analysis results, the density of compound gypsum boards was confirmed that is decreased for 30% compared to R1. The thermal conductivity of S1, S2, and S3 was confirmed that is decreased 31%, 35%, and 44%, respectively, compared to R1. The water vapour resistance factor of compound gypsum boards was generally decreased by R1. The value of S1, S2, and S3 is increased gradually, however, in contrast with the value of thermal conductivity. Consequentially, a high-function gypsum board is produced, and its gypsum board is expected that bring effect on the heating and cooling energy reduction and the peak load reduction, after that applied in the interior materials.

석고(石膏)가 streptozotocin 으로 유발된 rat의 당뇨병성(糖尿炳性) 신증(腎症)에 미치는 영향(影響)

홍광해,이권호,정기훈,김용성,이현주,Hong, Gwang-Hae,Lee, Kwun-Ho,Jeong, Gi-Hoon,Kim, Young-Seong,Lee, Hyun-Ju 대한한방내과학회 2008 大韓韓方內科學會誌 Vol.29 No.4

Objectives : The aim of present study was to investigate recovery effects of gypsum, which has been used clinically in diabetes therapy. Methods : We established three groups, normal, control, and gypsum, and assigned 6 rats to each group. The normal group was not treated by any process and fed normal saline. The control & gypsum groups were administered streptozotocin(STZ) to induce diabetes. Gypsum extract was orally administered to the gypsum group for 10 days. After 8 weeks, the rats were sacrificed and their body weight, 24hrs urinary protein excretion, glucose, albumin, BUN, creatinine, total-cholesterol, LDL-cholesterol, triglyceride in blood, level of glycation end-product (AGE) and transforming growth factor ($TGF-{\beta}1$) in serum were measured. Morphological profiles and morphometric studies of the kidney cortex. renal transforming growth factor ($TGF-{\beta}1$) expression, macrophage/monocyte antigen (ED-1), and type IV collagen expression were studied. Results : The following results were obtained. The protein amount in urine per 24hrs of the gypsum-treated group as compared to the control was significantly reduced. The BUN and creatinine level in serum of the gypsum-treated group as compared to the control was significantly inhibited. The construction change in the kidneys of the gypsum-treated group as compared to the control was significantly inhibited. The factor of the gypsum-treated group as compared to the control was significantly inhibited. which induced the structural change in the kidneys. Conclusions : The above results suggest that gypsum partially improved kidney function.

Polyacrylamide와 Gypsum을 이용한 토양유실에 관한 연구 - 지표피복재 변화 -

신현준 ( Hyunjun Shin ),원철희 ( Cheolhee Won ),최용훈 ( Yonghoon Choi ),신영태 ( Youngtae Shin ),최중대 ( Joongdae Choi ) 한국농공학회 2010 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2010 No.-

본 연구는 다양한 지표피복재를 이용하여 PAM과 Gypsum을 적용한 소규모 시험포에서 인공강우기에 의해 발생한 토양유실로 유사량과 부유물질(SS)농도를 측정하여 대조구와 비교하였다. 시험포에 사용된 토양은 고랭지 밭에서 쓰이는 것과 같은 토성으로 삼각분류법에 의해 사질롬으로 분류되었다. 실험처리의 경우 강우강도는 30 mm/hr와 60 mm/hr로 2처리되었고, 경사도는 10 %와 20 %로 2처리되었다. 시험포는 볏짚거적+톱밥+PAM+Gypsum, 볏짚거적+왕겨+PAM+Gypsum, 볏짚거적+PAM+Gypsum, 무처리로 총 4 종류로 구성하였다. 실험은 1주일 간격으로 3회 실시하였고, 각 실험 때 마다 1시간의 강우를 적용하였다. 실험결과 중 부유물질농도는 직접유출에 의한 값을 나타냈다. 실험 후 나타난 유사량은 대조구에서 다른 시험포에 비해 30mm/hr 강우강도와 10 %의 경사도 조건에서 약 547배∼16배 높은 값을 나타냈다. 대조구와 비교했을 시 가장 많은 차이를 보인 시험처리 값은 60 mm/hr 강우강도와 10 % 경사도를 적용했을 때 약 675배∼136배로 나타났다. 이는 시간당 60 mm의 큰 강우강도에서 경사도가 높을 때 보다 낮을 때 더 나은 효과를 볼 수 있음을 말해준다. 부유물질농도에서는 30 mm/hr 강우강도와 10 % 경사도 조건에서 대조구의 값이 27배∼9배로 지표를 피복한 시험포에 비해 높게 나타났다. 지표피복재별로 효과를 알아보면 유사 발생량은 볏짚거적+왕겨+PAM+Gypsum의 시험포가 가장 적게 나타났지만, 부유물질농도는 경사도에 따라 30 mm/hr 강우강도에서 볏짚거적+왕겨+PAM+Gypsum과 볏짚거적+PAM+Gypsum이 작은 값을 보였고, 60 mm/hr 강우강도에서는 볏짚거적+톱밥+PAM+Gypsum이 가장 작은 값을 나타냈다. 이는 부유물질의 저감효과에서 대조구와 비교했을 때 효과는 있지만 지표피복재 간 차이는 크지 않다는 것을 알 수 있다. 토양유실에 효과가 있는 두 화합물 PAM과 Gypsum을 이용한 지표피복재 실험은 국외 및 국내에서 연구한 사례가 미비한 실험으로 추후 현장 적용하여 연구할 경우 토양유실저감에 관한 성과를 기대해 볼 수 있다. 본 연구 결과는 경사지 밭및 기타 농촌 지역에서 토양유실을 저감하는데 주요한 자료로 활용될 수 있을 것이라 판단된다.

황산나트륨 용액에서 인산부생석고의 결정성장 특성

이계승,이정미,송영준,신강호,김윤채,윤시내,장윤호,이성룡,Lee, Gye-Seung,Lee, Jung-Mi,Song, Young-Jun,Shin, Kang-Ho,Kim, Youn-Che,Yoon, Si-Nae,Jang, Yoon-Ho,Lee, Sung-Riong 한국결정성장학회 2011 한국결정성장학회지 Vol.21 No.1

이수석고 상태로 존재하는 인산부생석고를 ${\beta}$형 반수석고가 되도록 탈수한 다음 급격히 수화시켜 석고성분 만을 미립의 침상결정이 되도록 하여 불순물과 분리하는 공정과 여기서 회수된 침상의 이수석고 슬러리에 무수황산나트륨 ($Na_2SO_4$)을 첨가하여 용해시키고 적당한 조건에서 탈수와 결정성장 조작을 행하여 고순도 이수석고 결정을 회수하는 공정을 제안하였다. 본 고에서는 상온에서의 미립 이수석고의 결정성장속도, 전체 공정 단계별 수용액 내 $Ca^{2+}$의 농도 변화, 결정질 석고의 입도와 회수율에 미치는 수중탈수 시간, 결정성장 온도, 강온속도의 영향에 대하여 조사하였다. The re-crystallization process for recovering granular crystalline gypsum from phospho-gypsum have proposed. The process consists of two stages; at the first stage, needle-like fine gypsum is recovered with under-product of 325 mesh wet screening after the speedy hydration of dehydrated phospho-gypsum, and at the second stage, granular crystalline gypsum is recovered with upper-product of 325 mesh wet screening after dehydration and re-crystallization of the needle-like fine gypsum in $Na_2SO_4$ solution. This paper is mainly focused on the influence of dehydration time, cooling speed of temperature and re-crystallization temperature on the recovery of granular crystalline gypsum. And the re-crystallization velocity of needle-like fine gypsum at room temperature and the variation of $Ca^{2+}$ concentration of gypsum slurry during over all re-crystallization process were also discussed.

경사지 밭의 오염물질 저감을 위한 PAM과 Gypsum 적용

송지예 ( Jiye Song ),신민환 ( Minhwan Shin ),성윤수 ( Yoonsu Sung ),원철희 ( Chulhee Won ),최중대 ( Joongdae Choi ) 한국농공학회 2012 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2012 No.-

본 연구는 밭에서 발생하는 비점오염원 물질의 저감을 위하여 실내인공강우기와 토양상자 그리고 토양개량제를 이용하여 토양개량제의 양과 시간경과에 따른 오염물질의 저감효과를 분석하였다. 선행연구에 따르면 인산석고와 PAM(polyacrylamide)을 혼합하여 토양 입자간의 물리적, 화학적인 결합을 강화시키는 방법을 밭에 적용할 경우 밭에서 발생하는 비점오염물질 저감에 효과가 있다고 하였다. 따라서 본 연구에서는 Gypsum의 혼합되는 양 증가와 선행무강우일수의 차이에 따른 밭의 비점오염물질 저감효과를 분석하였으며, 추가적으로 토양개량제 처리 후 강우가 연속 될 경우 토양개량제의 비점오염물질 저감효율의 지속성에 대하여 분석하였다. 이를 위해 평균 30 mm/hr의 인공강우량과 10%의 경사도 토양상자를 이용하여 총 3회의 인공강우 시험을 수행하였으며, 토양개량제 처리양은 Gypsum (100g, 200g), Gypsum (100g, 200g)+PAM(1g)을 처리하였다. 이를 바탕으로 인공강우에 의해 발생하는 유출량을 분석하였으며, 유출량의 SS와 T-P 농도를 분석하여 오염부하량을 분석하였다. 연구결과 30 mm/hr의 강우강도에서 대조구의 유출률은 0.409로 Gypsum(100g)과 Gypsum(100g)+PAM(1g)을 처리한 토양상자의 유출률 0.227과 0.210보다 높은 것으로 나타났다. 이와 같이 토양개량제를 토양의 표면에 처리할 경우 44.5∼48.6%의 유출량 저감효과가 있는 것으로 나타났다. 또한 2주 뒤 토양개량제를 추가적으로 처리하지 않고 동일한 실험을 한 결과 28.6∼50.1%의 저감효과가 있는 것으로 나타나 토양개량제가 지속적인 유출량 저감효과가 있는 것으로 나타났다. 선행무강우일수를 2주에서 1주 간격으로 줄일 경우 대조구의 유출률이 0.479로 증가하였으며, 토양개량제의 양을 증가하였음에도 불구하고 유출량 저감효과가 26.3~34.7%로 줄어드는 것으로 나타났다. 3번의 실험에서 나타난 유출량과 농도를 이용하여 부하량을 산정한 결과 Gypsum과 PAM을 적용할 경우 대조구 대비 SS항목은 55.1∼98.7%(평균 77.0%)가 저감되는 것으로 나타났으며, T-P항목은 Gypsum 만 적용한 시험포에서 수질농도의 값이 높게 나타나 저감효과가 나타나지 않은 것으로 나타났다. 그러나 Gypsum과 PAM을 함께 적용한 시험포에서는 31.8∼70.9(평균 56.0%)의 부하량 저감효과가 있는 것으로 나타났다. 결과를 토대로 밭의 표면에 Gypsum과 PAM 등의 토양개량제를 적용할 경우 밭에서 발생하는 토양 유실을 저감하고, 하천으로 유입되는 토사량을 저감하는데 효과가 있을 것으로 판단된다.

석고(石膏)의 본초고증(本草考證) 및 좌용석고(左用石膏)의 품질(品質)

이장천,Lee Jang-Cheon 대한한의학방제학회 2003 大韓韓醫學方劑學會誌 Vol.11 No.2

Objectives: This study has been done to make sure the Gypsum's standardization in medical use. Gypsum has a quality for removing pathogenic heat from the stomach meridian function and headache. Methods: I studied the herbalogical Gypsum and compared its' compositions and character before and after high temperature burning. Results: Gypsum and Lishi(理石) are the sulfate which is made of $CaSO_4{\cdot}2H_2O$, Feldspar is a Calcite, Hanshuishi(寒水石) and Ningshuishi(凝水石) are not a Gypsum but a Magnesium Sulfate($MgSO_4$) and Kalium Sulfate($K_2SO_4$). Conclusion: Real Gypsum is supposed to be Yiong cheng${\setminus}$(應城) Gypsum. Chemical edible Gypsum isn't appropriated to be used in medicine.

연구보문 : 토양환경 ; 계화도 간척지에서 석고, 팽화왕겨 및 제올라이트 처리가 토양 중 양이온 함량에 미치는 영향

백승화 ( Seung Hwa Baek ),이상욱 ( Sang Uk Lee ),임효빈 ( Hyo Bin Lim ),김대근 ( Dae Geun Kim ),김성조 ( Seong Jo Kim ) 한국환경농학회 2009 한국환경농학회지 Vol.28 No.1

본 연구는 간척지 토양 중 세사양토에 대하여 입단형성을 위해 가해진 토양개량제가 토양 중 양이온 함량변화에 미치는 영향을 분석하기 위하여 토양개량제로 이수석고 1550 (G1), 3100 (G2), 6200 (G3) kg/10 a, 팽화왕겨 1000 (H1), 2000 (H2), 3000 (H3) kg/10 a, 팽화왕겨 1500 kg/10 a에 zeolite 200 (HZ1), 400 (HZ2), 800 (HZ3) kg/10 a가 되도록 처리량을 달리하여 3년간 연용하고, 버뮤다그래스를 재배한 토양을 60, 90, 120일 경과 후 채취하여 토양개량제 연용이 토양 중 양이온 함량변화에 미치는 결과를 보고한다. 이수석고의 처리는 토양 중 K+, Na+, Mg++의 함량을 현저히 감소시키는 것으로 나타났다. K+ 함량은 토양개량제의 종류 및 처리수준과 관계없이 연용기간이 길어질수록 낮아지는 경향이었다. K+ 함량은 연도별의 경우 2004 > 2005 > 2006 순으로 낮았으나 동일연도에서는 이수석고 < 팽화왕겨 < 팽화왕겨+zeolite 순이었으며, 90 DAT에서 잘 나타나고 있었다. Na+ 함량은 토양개량제 연용에 따른 변화는 없었으나 토양개량제의 종류에 의한 함량에서 차이를 보였다. 2006년 120 처리구에서 이수석고 및 그 처리량에 따라 Na+ 함량이 현저히 감소하는 현상을 볼 수 있었고, 2006년도 토양 중 Na+ 함량은 이수석고 ≪ 팽화왕겨 < 팽화왕겨 +zeolite 순이었다. Mg++ 함량은 팽화왕겨+zeolite의 경우 년도별 증가형태가 안정적이었고, 시간이 경과할수록 이수석고 < 팽화왕겨 < 팽화왕겨+zeolite 순으로 높아지고 있었다. 이수석고 및 그 처리량에 따라 Mg++ 함량은 현저히 감소하는 현상을 볼 수 있었고, 팽화왕겨, 팽화왕겨+zeolite 처리구에서는 대조구에 비해 그리고 연용에 따라 감소되는 정도가 적었다. 동일 조건에서의 토양개량제 처리는 이수석고 < 팽화왕겨 < 팽화왕겨+zeolite 순으로 높아지고 있었다. Ca++의 경우 이수석고 연용처리는 처리수준이 높을수록 토양 중 Ca++이 높아지는 결과가 되었으며, 년도별 변화도, 2004 <2005 < 2006년의 순으로 연용기간이 늘어남에 따라 높아지는 경향이었다. 팽화왕겨, 팽화왕겨+zeolite 연용처리는 대조구에 비해 함량변화가 적었다. 토성이 세사양토인 간척지의 양이온 중 K+, Na+, Mg++ 함량 감소에 효과적인 토양개량제는 이수석고 이었다. The effect of application of gypsum (G), popped rice hulls (PRH), and zeolite (Z) in exchangeable cations concentrations of reclaimed tideland soil in Kyehwado was investigated for 3 years from 2004 to 2006 in a pot experiment with bermuda grass (Cynodon dactylon). Treatments with three soil conditioner and with three applications were established with three replications; G1 (1,550 kg 10 a-1), G2 (3,100), and G3 (6,200) for gypsum, H1 (1,000), H2 (2,000), and H3 (3,000) for PRH, and HZ1 (200), HZ2 (400), and HZ3 (800) for co-application of zeolite with PRH at the 1,500 kg 10 a-1. At 60, 90, 120 days after treatment (DAT), exchangeable cations (K+, Na+, Mg2+, and Ca2+) were analyzed. Gypsum application significantly decreased K+, Na+, Mg2+ in the soil probably due to exchange and subsequent leaching of these cations by Ca2+ from the gypsum applied. Overall, K+ concentration was gradually decreased by continuous application of soil conditioners and was in the order of 2004>2005>2006 regardless of the kinds and application rate of soil conditioners. Comparing K+ concentrations among the soil conditioners in the same year, its concentration was in the order of gypsum<PRH<PRH+zeolite. Gypsum rather than other conditioners considerably decreased Na+ concentration; i.e. Na+ concentration was in the order of gypsum<<PRH<PRH+zeolite in 2006. Concentration of Mg2+ also showed a similar pattern to Na+. Gypsum application significantly increased Ca2+ concentration and in the gypsum treated soil Ca2+ concentration increased with years.

High-quality gypsum binders based on synthetic calcium sulfate dihydrate produced from industrial waste

Maksim Kamarou,Natalia Korob,Witold Kwapinski,Valentin Romanovski 한국공업화학회 2021 Journal of Industrial and Engineering Chemistry Vol.100 No.-

Synthetic calcium sulfate dihydrate, obtained from sulfuric acid waste of chemical plants and waste of thefine fraction of limestone, is a potential source of gypsum-containing raw materials. We investigated theprocessing of synthetic calcium sulfate dihydrate from sulfuric acid waste to gypsum, high-strengthgypsum binder, and anhydrite. The effects of technological parameters on the strength indicators ofbinders were studied. It was found that the obtained samples of binders (based on synthetic gypsum)meet all standards and even exceed the performance of binders obtained from natural gypsum stone. Ourstudies show that synthetic gypsum is a promising gypsum-containing raw material for the production ofgypsum binders and can be a promising alternative to natural gypsum stone.