사업장 폐기물의 고부가 소재화

반봉찬,박현서,Ban, Bong-Chan,Park, Hyeon-Seo 환경보전협회 1996 환경정보 Vol.18 No.5

폐FCC 촉매의 재활용 과정에서 자력 선별법에 의한 불순물 제거 연구

반봉찬,이진숙,김동수,Ban Bong-Chan,Lee Jin-Suk,Kim Dong-Su 한국자원리싸이클링학회 2003 資源 리싸이클링 Vol.12 No.1

현재 국내에서는 원유처리과정에서 발생하는 FCC 폐촉매로부터 금속 제거를 통한 촉매의 재활용은 시도된 적이 없으며 금속 불순물에 대한 분리 기술도 현재 정립되어있지 않은 상태이다. 현재 폐기물로서만 취급되어 온 FCC 페촉매로부터 유용성분의 회수 및 탈금속 가능성의 여부를 확인한다면 폐기물의 재활용 측면뿐만 아니라 폐기물의 효율적 처리, 그리고 경제적 소재화 측면에도 기여하는 바가 클 것으로 생각된다. 본 연구에서는 폐촉매에 부착된 Fe, Ni, V 등 금속의 물리화학적 성질에 따라 직접 혹은 산화 가열한 후, 자력 선별법을 통해 폐촉매로부터의 불순물 분리에 대한 조사를 수행하고 이에 따른 촉매의 재사용 가능성에 대해 검토하였다. 자력선밀 실험결과, 산화된 FCC 폐촉매에 비해 비산화 폐촉매가 상대적으로 자력에 의한 선별성이 높은 것으로 관찰되었으며, 스크린 매트릭스 방법보다 볼 매트릭스 방법을 적용하였을 경우 선별력이 양호한 것으로 나타났다. 선별효율은 자장세기의 증가에 따라 증가하는 경향을 보였으며, 볼 매트릭스 방법은 최대 51.10%의 선별력을 가지고 있는 것으로 나타났다. 선별된 시료들의 ICP 분석결과, V, Ni, Fe 의 순으로 금속성분이 존재하는 것을 관찰할 수 있었다. Presently, the reuse of waste FCC catalysts, which generated from the refining process of crack oil, after the removal of con-taminated metallic impurities have not been attempted domestically yet because the separation technology f3r the impurities from waste catalysts has not been established. As a basic study far the reusable portion from the waste FCC catalysts and treatment of metallic impurities are assured, there will be invoked an significant contribution not only in the recycling of abandoned wastes up to date but also in the treatment efficiency of wastes and extraction of economical benefits from them. The magnetic separation of impurities such as Fe, Ni, and V, from waste FCC catalyst has been attempted with or without its pre-oxidation at high temperature for the purpose of its reuse. The results showed that the separability of impurities by magnetic force was high far non-preoxidized catalysts compared with preoxidized ones, and employment of screen-type matrix showed a higher separation efficiency than ball-type matrix. The separability increased with the strength of magnetic field, and the method of ball matrix has separation efficiency of maximum 51.10%. The amount of metallic impurities was in the decreasing order of V, Ni, and Fe depending upon ICP analysis.

자력 선별에 의한 철강 슬래그로부터의 철분 회수에 관한 연구

반봉찬,유성남,김동수,Ban Bong-Chan,Yu Sung-Nam,Kim Dong-Su 한국자원리싸이클링학회 2003 資源 리싸이클링 Vol.12 No.5

슬래그는 철분함량이 높아 자원으로의 활용이 가능하나 시장상황에 따라 매립되는 등 재활용이 활발히 이루어지지 않은 실정이다. 따라서 본 연구에서는 슬래그의 재활용이 즘 더 용이하도록 슬래그 내에 존재하는 철분 회수의 중요한 방법인 자력선별 방안에 대하여 고찰하였다. 수재 슬래그, 수냉 전로 슬래그, 공냉 전로 슬래그를 시료로 사용하였고 자장의 세기, 드럼의 회전속도, 슬래그의 투입량에 따른 철분 회수량에 대하여 조사하였다. 철분함량이 적은 수재슬래그는 피더의 진동수 및 드럼의 회전수가 느릴수록 회수율이 증가하였으며 0.5mm 이상의 입도에서 자력선별시 고품위의 철분을 얻을 수 있었다. 수냉의 전로 슬래그의 경우 피더의 진동수가 빠를수록, 드럼의 회전수가 느릴수록 회수율이 증가하는 것으로 조사되었고 입도의 크기가 작아질수록 입도별 회수율이 증가하는 것으로 관찰되었다. 공냉의 전로 슬래그는 피더의 진동수가 낮은 경우 드럼의 회전수가 감소할수록, 높은 경우는 드럼의 회전수가 증가할수록 회수율이 증가하는 것으로 나타났다. 또한 자력선별시 자장의 세기를 증가시키면 회수율은 증가하나 금속철 이외의 철 화합물의 혼입이 많아져 품위가 낮아지는 것으로 관찰되었다. Although slag has an enough potential as the secondary resources due to its high content of iron, quite a large amount of slags are simply landfilled when market prices of iron and steel are not so beneficial. The purpose of this study is to investigate the basic characteristics regarding the recovery of iron content from slag by magnetic separation method for the enhancement of its recycling rate. Three kinds of slags such as blast furnace slag, water-cooled converter slag, and air-cooled converter slag were tested taking the strength of magnetic field, revolving speed of drum, and feeding rate of slag as the influential factors on the magnetic separation. For blast furnace slag, the recovery of iron was observed to increase as drum speed and feeding rate were lowered. For water-cooled converter slag, iron recovery was raised as feeding rate was increased and drum speed was lowered. Also, finer slag particles were observed to be more favorable for the higher recovery of iron content. Regarding air-cooled converter slags, higher iron recovery was accomplished when both feeding rate and drum speed were increased or decreased. In addition, when the magnetic field strength was increased the iron recovery was raised, however, the iron grade of separated product was observed to diminish because of the co-separation of impurities.

귀금속 함유 폐기물로부터 아크로를 이용한 유가금속 회수

반봉찬,김창민,김영임,김동수,Ban Bong-Chan,Kim Chang-Min,Kim Young-Im,Kim Dong-Sn 한국자원리싸이클링학회 2002 資源 리싸이클링 Vol.11 No.6

최근 전자산업의 발달로 인하여 폐 인쇄회로기판(PCB) 발생량이 증대되고 있으며 이는 유해물질 및 유가금속을 함유하고 있어 환경오염의 방지 측면 및 유용자원의 회수 측면에 있어서 재활용이 시급하다. 또한, 자동차의 배출가스 내의 대기오염 물질의 저감을 위하여 장착된 자동차 촉매에 백금족 금속이 함유되어 있어 폐기되는 자동차 촉매에서의 유가금속 회수 또한 필요하다. 이러한 유가금속을 회수하기 위하여 본 연구에서는 건식방법의 일종으로 고온처리에 의하여 발생하는 유해물질이 적으며 공정이 매우 안정적이라고 알려진 아크 전기로를 이용한 회수 방안을 고찰하였다. 생석회, 전로슬래그, 동슬래그를 사용하여 용제의 종류에 따른 유가 금속의 회수율을 관찰하였으며 직류 및 교류에 의한 영향 그리고 전류의 방향에 따른 유가 금속의 회수율을 살펴보았다. 용제의 종류에 따른 회수율에 있어서 전로슬래그나 동슬래그를 용제로 사용하는 것이 생석회에 비해 용융회수에 더 유리함을 파악하였다. 폐 PCB에 존재하는 유가 금속의 회수에 있어서 직류 및 교류의 영향에 대한 결과는 전체적으로 직류 기저 消 경우가 높은 회수율을 나타내었으며 이는 자동차 폐촉매의 경우에도 같은 양상이 관찰되었다. 폐기되는 PCB 및 자동차 촉매에서의 유가 금속 회수에 관한 본 연구에서 아크로처리에 의한 유가금속의 회수율은 평균적으로 95~97%정도로 상당히 높은 것으로 관찰되었다. Recently, waste printed circuit board (PCB) has significantly increased in its amount due to the rapid development of electronic industries. Since several kinds of noxious materials and also valuable metals are contained in it, the waste PCB is in an urgent need of recycling for the dual purposes for the prevention of environmental pollution and recovery of valuable resources. Also, the catalyst which equipped in the exhaust pipes of automobiles to reduce emission of air pollutants contains precious met-als so that their recovery from the waste auto-catalysts is required. In this study, the recovery of valuable metals from waste PCB and auto-catalyst by arc furnace melting process has been investigated, which is known to be very stable and suitable f3r less production of pollutants due to its high operating temperature. The effect of the kind of flux on the recovery of precious metals was examined by using quicklime, converter slag, and copper slag as the flux. In addition, the influence of direct and alternating current and the applying direction of direct current has been investigated. It was observed that using converter or copper slag as a flux was more desirable for a higher efficiency in the precious metal recovery compared with quicklime. For the effect of current, application of direct current taking the bottom as a negative pole generally showed a better efficiency for the extraction of valuable metals from waste PCB, which was also observed for the case of waste auto-catalyst. The average recovery of precious metals from both wastes by arc furnace melting process was very high, which was up to in the range of 95~97%.

Synthesis of Calcium Carbonate Using the Sludge Generated from the Limestone Washing Process in Steel Works

반봉찬(Bong Chan Ban),김장수(Jang Soo Kim),김동수(Dong Su Kim) 대한환경공학회 2005 대한환경공학회 학술발표논문집 Vol.2005 No.12

새로운 직류전기아크로의 특성과 상용

반봉찬 ( Bong Chan Ban ) 대한금속재료학회 1990 大韓金屬學會會報 Vol.3 No.4

제강(製鋼) 전로(轉爐) 정연시(精鍊時) 슬래그 폼(Slag Foam)발생(發生) 현상(現像) 및 진정제(鎭靜劑) 종류(種類)에 따른 사용효과(使用效果)

전상호,송충옥,반봉찬,Chun, Sang-Ho,Song, Choong-Ok,Ban, Bong-Chan 한국자원리싸이클링학회 2006 資源 리싸이클링 Vol.15 No.2

일관제철소 제강공정의 전로 조업시 발생하는 슬래그 폼은 전로 외부로 슬래그가 용출되는 현상으로써 용강의 실수율 저하와 설비이상을 초래할 수 있다. 이러한 슬래그 폼을 억제시킬 수 있는 다양한 진정제가 사용중에 있는데, 본 보고에서는 제지산업에서 발생하는 폐기물인 제지슬러지를 이용하여 슬래그 폼 진정제를 제조하였고 그 효과를 확인하였다. $CaO-SiO_2-FeO$계 슬래그 물성이 폼 발생에 미치는 영향을 모사 실험을 통해 관찰한 결과, 슬래그 염기도 및 슬래그중(FeO)농도가 증가할수록 슬래그 표면장력 증가와 슬래그중($SiO_2$) 활량의 저하로 인해 폼 지수(${\Sigma}$)는 감소하였다. 알루미늄 드로스, 코크스, 쌀겨 및 제지슬러지 등 4가지 종류의 슬래그 진정제를 실제 공정에 적용하여 슬래그 폼 진정효과를 관찰한 결과, 알루미늄 드로스가 슬래그 폼 진정효과가 가장 우수하였고 제지슬러지를 이용해 제조한 진정제도 우수한 효과를 나타내었다. Foaming of slag is a thermodynamically unstable phenomenon and has significant effects in iron and steelmaking processes. For better recycling method of pulp sludge, the application as an defoaming agent during steelmaking process was adopted and tested. The forming machine has been modified in order to produce the briquettes, which are made of pulp sludge and slag with different weight ratio. Influencing factors on the foaming phenomena have been studied and tested for better understanding of foaming phenomena. Experiments were carried out with $CaO-FeO-SiO_2$ based slags with Ar gas injection and addition of coke particles. The slag basicity and (%FeO) contents adapted as major factors to treasure foaming tendency of the slag system. It was found that foam index (${\Sigma}$) gradually decreased as both the basicity and the (FeO) content increase. Four kinds of antifoaming agent such as aluminium dross, cokes, rice bran and pulp sludge with steelmaking slag have been tested in actual process. Aluminium dross was the most effective, and pulp sludge with steelmaking slag also showed the desired results.

연구논문 : 아크로를 이용한 폐기 LD 제강 슬래그로부터 유가금속회수 (1)

박현서(Hyun Seo Park),반봉찬(Bong Chan Ban),양천균(Yang Tianjun) 대한금속재료학회(구 대한금속학회) 1995 금속제련 학술회의 Vol.- No.-

소각회 및 산업폐기물의 플라즈마 용융 특성

김영규 ( Kim Young-kyu ),반봉찬 ( Ban Bong-chan ),양고수 ( Yang Go-su ) 한국환경기술학회 2000 한국환경기술학회지 Vol.1 No.1

실험실 규모의 아크-플라즈마(60 kw)를 이용하여 소각회(바닥재, 비산재), 산업폐기물(폐타이어, 폐PCB) 등을 용융시킬 경우 발생되는 문제점과 그 활용 가능성을 검토하였다. H사로부터 공급받은 바닥재, 비산재, 폐타이어, 폐PCB를 각각 46%, 12%, 36%, 6%의 비율로 혼합하여 시료를 만든후, 아크-플라즈마를 이용하여 그 용융과정을 반복 실험하였으며, 또한 이들 시료에 대하여 에어-플라즈마를 이용하여 용융시 발생하는 fume 가스를 carbon-trap을 이용하여 포집분석하였다. 혼합시료의 성분중 바닥재는 SiO₂ 35%, CaO 15%, 염기도 0.45이며, 비산재는 SiO₂ 24%, CaO 18%, 염기도 0.77이었다. 소각회 및 폐타이어, 폐PCB의 혼합시료를 용융할 경우 이들 시료는 염기도가 적기 때문에 처리 후 슬래그로 사용하기 위해서는 염기도의 개선이 필요하며, 대한 조사에서는 벤젠, 에틸렌벤젠, 클로로벤젠 등이 검출되었다. A mixture of ashes, waste tire and spent PCB from an industrial waste was used to Study its potential possibility of vitrification by using a lab scale arc-plasma(60 kw). The Ashes consisted of bottom and flying ones. The artificial samples were made up of 46% Bottom ash, 12% flying ash, 36% wasted tire and 6% spent PCB through trial and error. The artificial sample was introduced into the air-plasma with the sequential order of bottom Ash, flying ash, wasted tire and spent PCB. The fume gas was collected on the carbon-trap Tube downstream of the plasma furnace. The main components of bottom ash were SiO₂(35%) and CaO(15%), and basicity was 0.45. In flying ash, SiO₂(24%) and CaO(18%) were measured as main components and its basicity was 0.48. The artificial sample had a relatively low basicity and its slag was very difficulty to be vitrified without adding a high basicity flux. The main species among the fume gas were benze, ethylbenzene and chlorobenze.

아크로와 스팀 아크로 용융에 의한 도시쓰레기 소각재의 안정화처리에 관한 기초연구

신성혜(Sung Hye Shin),김동수(Dong Su Kim),권영식(Young Shik Kwon),반봉찬(Bong Chan Ban) 大韓環境工學會 2002 대한환경공학회지 Vol.24 No.5