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손병국,안기오 한국광물학회 2022 광물과 암석 (J.Miner.Soc.Korea) Vol.35 No.4
점토질 암석의 광물함량을 효과적이고 실용적으로 분석하는 방법을 X-선 분말회절분석 실험을 통하여 연구하였다. 점토질 암석의 X-선 분말회절 정량분석을 위해서는 측면마운팅(side mounting) 방법에 의한 무작위 배향(random orientation)의 전암(whole-rock) 분말시료의 준비가 필요하다. 또한, 암석을 구성하고 있는 점토광물의 감정을 위하여 2 μm 이하 점토입도의 배향성 마운트(oriented mount)시편의 준비와 에틸렌글리콜 처리, 열처리 등의 실험과정이 요구된다. 정량분석을 위하여 RIR(reference intensity ratio)방법과 리트벨트(Rietveld) 회절도 계산 방법을 사용하였다. RIR값을 사용하여 전암 X-선 회절도로부터 총 점토 함량과 비점토광물(non-clay minerals)들의 함량을 얻을 수가 있었다. 또한, 점토입도의 배향성 X-선 회절도로부터는 각각 점토광물의 상대함량을 계산하여 이를 총 점토광물에 할당할 수가 있었다. 전암 X-선 회절의 리트벨트 방법에서는 10o(2θ) 미만의 X-선 회절 영역은 제외한 후에 리트벨트 회절도를 계산하였을 때 효과적인 정량분석 값을 얻을 수 있었다. 분석결과는 RIR방법과 리트벨트 방법이 서로 근사한 정량분석 값을 보여주었다. 따라서, 연구결과는 실험실에서의 일상적인 점토질암의 광물정량분석을 성공적으로 수행하는 것이 가능함을 지시한다. 그러나, 점토광물은 화학적 및 구조적 특정이 다른 수많은 변종이 존재하기 때문에 점토질암의 정량분석은 아직도 도전해야 하는 과제이다.
폐 콘크리트 재생순환자원 부산물 슬러지의 활용 기초연구
신희영,지상우,우정연,안기오,안상호,Shin, Hee-young,Ji, Sangwoo,Woo, Jeong-youn,Ahn, Gi-oh,An, Sang-ho 한국자원리싸이클링학회 2016 資源 리싸이클링 Vol.25 No.3
폐콘크리트의 순환자원화 과정에서 발생되는 슬러지의 활용 방안을 찾기 위하여, 기본특성 분석과 고알칼리 상등수의 pH 중화실험을 수행하였다. 슬러지의 평균입도(d50)는 $42.4{\mu}m$이며, -$45{\mu}m$ (-325 mesh) 크기의 미립자가 전체 슬러지 질량의 60% 이상을 차지한다. 미립자의 주요광물은 백운모와 탄산염광물이었으며, 미립으로 갈수록 탄산염 광물의 비율이 늘어났다. 또한 미립으로 갈수록 중금속의 함량이 증가했는데, 토양오염 우려기준의 2지역 기준값 보다는 낮았다. 고액분리를 위한 응집제의 사용은 기존 공정에서 과량의 응집제를 사용하고 있어서 별다른 효과를 관찰할 수 없었다. 슬러지 pH (약 12)가 높기 때문에 산 첨가에 의한 중화효과가 미미하였지만, 슬러지가 포함하고 있는 높은 농도의 Ca이온으로 인해 $CO_2$ 가스를 주입하는 방법으로 8.5 미만으로 중화가 가능하였다. 또한 침전물에 대한 XRD 분석 결과는 고순도의 $CaCO_3$로 회수될 수 있음을 보여주었다. The characteristics analysis and pH neutralization test were carried out to use of slurry generated from recycling processes of construction wastes. D (5.0) of raw sludge was $42.4{\mu}m$ and over 60 % of sludge distribute under 45 um (-325 mesh). Muscovite and carbonate minerals were main minerals of fine particles, and the portion of carbonate minerals increased as particle size decreased. Although the more heavy metals were observed in the finer particle size, the contents was found to be less than Korean contaminated soil regulation (area 2). The effects of flocculants addition for accelerating solid-liquid separation were negligible because the slurry already contains excess of coagulant added in the waste concrete recycling process. It was difficult to neutralize the sludge supernatant due to high pH (about 12) by adding acids, but the introduction of $CO_2$ decreased the pH to 8.5, The precipitate recovered during $CO_2$ introduction was determined to be $CaCO_3$ with XRD, and it indicates that high pure $CaCO_3$ could be obtained during the process.
광산배수 처리시설 사여과조에서 생성된 망간산화물 피복모래(MCS)를 이용한 수중 망간 흡착 기초 연구
지상우,조동완,임길재,안종만,안기오,장정윤,정영욱 한국자원공학회 2020 한국자원공학회지 Vol.57 No.3
This study tested the feasibility of using manganese-oxide coated sand (MCS) collected in a mine drainage treatment facility, for the adsorption of Mn(II) in the aqueous solution. Na-birnessite was detected as the main mineral phase on the surface of MCS. The Mn(II) adsorption characteristics of MCS were evaluated using a series of parameters including initial pH, reaction time, and initial concentration. The pH of the reacted solutions converged to pH 6.19±0.04 when the initial values were above 5; the adsorption amount leveled off at 1.47±0.11 mg/g. The maximum adsorption amount was found to be 1.402 mg/g in the Langmuir model fitting results. The KF constant calculated by the Freundlich model was 0.645 and the adsorption strength (n) was 5.225. As a result, it can be concluded that the filter sand naturally coated by Na-birnessite in the treatment facility possesses the outstanding ability to remove dissolved manganese present in the wastewater. 본 연구에서는 광산배수 처리시설의 사여과조에 형성된 망간산화물 피복모래(manganese-oxide coated sand, MCS)를 흡착제로 활용하기 위한 기초실험을 수행하였다. XRD 분석결과 MCS의 표면에 피복된 망간산화물은 Na-Birnessite인 것으로 나타났다. pH, 반응시간 및 초기농도를 다르게 한 흡착 특성 실험을 수행하였다. 실험 결과 pH 5이상에서 pH는 6.19±0.04로 수렴하였고, 흡착량은 1.47±0.11 mg/g의 흡착량을 보였다. 흡착속도 모델 결과에서는 반응속도가 매우 느린 것으로 나타났다. Langmuir 모델에 의해 도출된 최대 흡착량은 1.402 mg/g 이었으며, Freundlich 모델에서 KF은 0.645, 흡착강도(n)는 5.225로 흡착능력이 우수한 것으로 나타났다. 연구결과, 광산배수 처리시설에서 자연스럽게 Na-birnessite로 피복된 여과사는 폐수 중에 존재하는 용존 망간 제거에 우수한 능력을 갖는 것으로 평가된다.