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.

석분 슬러지를 이용한 중금속 흡착제 개발에 관한 연구

진호일 강원대학교 부설 석재복합신소재 제품연구센터 2000 석재연 논문집 Vol.5 No.-

이 연구는 석산 및 석가공업체 주변의 석폐기물로 발생되는 석분슬러지를 각종 산업 폐수중에 함유되어 있는 Pb, Cu, Zn 등의 중금속을 제거하기 위한 흡착제로 활용할 수 있는 지의 가능성을 모색하였다. 석산에서 발생하는 석분슬러지(IS-01)는 Pb의 경우 15분, Cu는 2시간, Zn은 48시간의 흡착 반응시간과 폐수의 초기 pH는 3이상, 흡착제와 폐수와의 비가 0.02인 조건에서 가장 흡착능력이 좋은 것으로 나타났다. 석가공장에서 발생하는 석분슬러지(CW-01)는 Pb만이 12시간의 흡착반응시간과 폐수의 초기 pH는 3이상, 흡착제와 폐수와의 비가 0.02인 조건에서 비교적 적은 흡착능력을 보였고, Cu와 Zn는 오히려 탈착되는 경향을 나타내었다. 석산에서 발생하는 석분슬러지가 석가공장에서 발생되는 석분슬러지보다 전반적으로 우수한 흡착능력을 보여 주었으며, 중금속 흡착제로서의 활용 가능성이 충분히 있을 것으로 판단된다. This study has been performed to evaluate the possibility of utilizing stoone 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 excellent adsorption capacity under the given experimental conditions of reaction times(Pb:15min, Cu:2hr, Zn:48hr), 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 only for Pb with a reaction times of 12hours but reversely desorption characteristics for Cu and Zn. The stone powder sludges from stone quarry of relatively high absorption capacity show their potential utilization as heavy metal adsorbents.

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.

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 형석광화작용과 관련된 화강암질암의 지구화학적 자료 해석

진호일 강원대학교 자원개발연구소 1995 자원개발연구 Vol.11 No.-

쇄석 골재용 석회암의 암석학적 및 역학적 특성

진호일,민경원,백환조,연규석 한국콘크리트학회 1997 콘크리트학회지 Vol.9 No.3

최근 건설용 골재의 소비량이 증가하여 쇄석골재의 수요량이 급격히 늘어남에 따라 , 광산 현장에 적치 되어 있는 폐석을 효율적으로 활용하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이 연구의 목적은 강원도삼화 지역에 분포하는 쇄석 골재용 석회암을 대상으로 암석 기재학적 화학적, 역학적 특성을 구명하여 건설용 골재로서의 적합성을 알아보고, 또한 부가가치가 높은 건설자재와 첨단산업소재 제품 개발의 원료로 활용할 수 있는 기초자료를 제공하는데 있다. 삼화지역에 분포하는 쇄석골재용 석회암은 크게 담회색의 세립질 석회암과 담갈색의 조립질 석회암으로 구분할 수 있었으며, 이중 양적으로 우세한 세립질 석회암은 돌로마이트가 함유되어 있어 MgO와 $SiO_2$의 함량이 높게 나타났고, 물성 및 역학적 특성을 고려할 때 보통암에 해당된다. 따라서 연구 지역의 쇄석골재용 석회암은 구성광물과 입자들의 크기 및 화학성분 등을 고려할 때, 대체로 시멘트 콘크리트용보다는 아스팔트 콘크리트용이나 도로 포장용 또는 철도용으로 이용하는 것이 더 좋을 것으로 판단된다. Recently, duc to highly increased consumption of' ngg~.egatc>s f o ~ . construction. studies have focused on the effective utilization of rock wastes abandoned so far. This study was designed, firstly, to determine t,hc petrological, g'ochemical and mechanical cha~,acte~istics of' crushed limestone aggregates in thc Samhwa district for suitable construction aggregates and, secondly, to offer basic data for cff'ective utilization of low grade limestones. Results of' the petrographic st,udy indicates that the crushed limestone aggregates in the Samhwa district can bo separate4 into two groups, namely f'inc-grained and cowlxcgrained limestones. Dominantly distributed fine-grained limestone containing some dolomite has higher Mgo and $SiO_2$ contents compared to the coarse-graincd limestonr. It, can be classified as medium strength rock by the physical and mcxhanical pi.opertics. I3ased on the size of' mineral grains and chemical compositions, it is suggested that the crushed limestone aggregates in t,his study area would bctkr be u s ~ i for asphalt concr.ctt., road pavement, or railroad ballast materials than for cement concrete.

골재용 암석의 광물학적 및 역학적 특성과 콘크리트용으로서의 적합성 연구

진호일,민경원,연규석 한국콘크리트학회 1998 콘크리트학회지 Vol.10 No.4

이 연구는 몇 가지 종류의 골재용 암석들에 대한 광물학적 및 화학적 특성을 구명하고, 이들과 물리적.역학적 특성간의 상호관계 및 콘크리트용 골재로서의적합성을 알아보기 위한 것이다. 연구대상 암석들의 광물학적.화학적 및 물리적.역학적 특성 등을 고려할 때, BJ 채석장에서 채취한 화강암과 KB, HI, SK 채석장에 채취한 호상 편마암, 홍천강변에서 채취한 규암 등은 파동소광을 보이는 석영이 다량 함유되어 광물학적으로 알칼리-실리카 반응을 일으킬 수 있는 가능성이 있기 때문에 시멘트 콘크리트용 골재로 사용하는 것보다는 다른 용도의 골재로 이용하는 것이 바람직할 것으로 생각된다. SY채석장에서 채취한 석회암의 경우에는 알칼리-탄산염 반응을 일으킬 수 있는 백운석이 많이 함유되어 있어 아스팔트 콘크리트용 골재로 이용하는 것이 타당할 것으로 판단된다. KB채석장에서 채취한 안구상 편마암과 SA 채석장에서 채취한 섬록암은 흑운모가 다량 함유되어 있어 콘크리트의 강도를 저하시킬 수 있기 때문에 콘크리트 용도로 사용하지 않는 것이 좋으나. HI 채석장에서 채취한 안구상 편마암과 홍천강변에서 채취한 편마암 등은 광물학적 및 역학적 특성 등을 고려할 때 어떠한 용도의 콘크리트용 골재로 사용하더라도 큰 문제가 없을 것으로 판단된다. This study was designed, firstly, to determine the mineralogical and chemical characteristics of some rock aggregates, secondly, to offer interrelationships between those and mechanical properties, and thirdly, to evaluate their suitability for concrete aggregates. Mineralogical, chemical, physical and mechanical characteristics of the studied rock aggregates indicate that granite from BJ quarry and banded gneisses from KB. HI and SK quarry, and quartzite from the Hongcheon riverside are not proper to cement concrete aggregates because of quartz's potential possibility of alkali-silica reaction, and limestone in SY quarry is proper to asphalt concrete aggregates owing to dolomite causing alkali-carbonate reaction. Augen gneiss and diorite from KB and SA quarry, respectively, are to be not suitable for concrete aggregates because of biotite contents, but augen gneiss in HI quarry and gneisses in Hongcheon riverside are proper to concrete aggregates because of mineralogical and mechanical characteristics.

광산폐기물과 폴리머를 이용한 Liner 개발에 관한 연구

진호일,민경원,연규석,정영욱 대한자원환경지질학회 2000 자원환경지질 Vol.33 No.2

Development of an effective liner by utilization of the tailings frm the Imcheon mine and polymer has been tried. The tailings piled in the Imcheon mine, whose true specific gravity is about 2.86, are composed mainly of quartz, alkali-feldspar, muscovite and pyrite, and mostly (93.7% in volume) coarser than sand grain size (50㎛). Strength, leaching and permeability tests have been performed on the test specimens of polymer concrete manufactured with various mixing proportions of tailings, unsaturated polyester resins(UPR), calcium carbonates, stone powder sludges and granite soils. Polymer concrete specimens with stone powder sludges or granite soils as fillers and aggregates indicate 2.5 to 3 fold higher flexural and compressive strengths and lower permeabilities than those with calcium carbonates, which shows their usability as a waterproof liner. Also, the polymer concrete liner with stone powder sludge fillers is more advisable in aspects of utilization of waste sludges than that with other fillers.

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.

금산지역 형석광호작용과 관련된 화강암질암의 지구화학적 자료해석

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