니켈은 대부분 페로 니켈 형태로 스테인리스 강 제조나 니켈 촉매, 니켈 도금, 니켈 카드뮴 전지로 널리 사용이 되고 있다. 니켈은 대부분 함 니켈 광석으로부터 용융환원 공정을 통해 페로 니켈을 생산하고 있다. 하지만 최근 함 니켈 광석의 고갈과 저품위화로 인하여 니켈 생산에 어려움을 겪고 있다. 그뿐만 아니라 니켈 생산 공정은 용융환원 공정으로서 공정상 폐슬래그 및 폐수 처리 비용과 환경오염의 문제도 발생시킨다. 또한 고온에서 이루어지는 공정이라 에너지 효율면에서도 문제가 대두되고 있는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 자원고갈의 문제를 가지고 있는 함 니켈 광석이 아닌 폐 NiCd 전지로부터 Ni 금속을 회수하는 공정을 용융환원이 아닌 직접 환원법으로 처리하는 방안을 제시하고자 한다. 본 연구는 폐 NiCd 전지의 성분과 특성을 분석하여 환원 조건을 도출하고자 하였다. NiCd 전지 내의 Ni는 약 24wt% 이고 Cd과 Polymer 성분이 각각 18.5 wt%, 27.5wt% 이다. Cd 과 Polymer 성분은 대부분 전처리 온도인 800℃ 에서 기화되었다. 전처리 후 폐 NiCd 전지를 분석하여 환원 조건을 도출하였다. 또한 폐 NiCd 전지에 함유된 탄소의 환원제로서의 영향과 온도와 산소분압에 따른 환원율도 평가하였다. 분석은 AAS(Atomic Absorption Spectrometer)와 XRD(X-Ray Diffractormeter)를 통해서 이루어졌다.

폐 전지로부터 유가금속을 회수하는 연구는 환경적인 측면뿐만 아니라 전지 내 광석 보다 높은 품위의 유가금속을 함유하고 있기 때문에 경제적은 측면에서도 상당히 중요하다. 따라서 본 연구는 폐 전지로부터 유가금속을 회수하기 위해 전처리 공정에서 불순물인 Fe및 Al을 물리적 전처리 과정을 통하여 제거하고 유가금속을 농축하기 위한 연구를 수행하였다. 폐 혼합전지의 조성은 질량비로 40%알카라인・망간 전지, 30%리튬이온전지, 10% 리튬 1차전지, 10% 니켈-카드튬 전지, 10% 니켈 수소전지로써 혼합하였다. 혼합된 폐 전지 내 유가금속의 함량은 각 각 14.45% Fe, 7.79% Al, 2.28% Cu, 1.814% Cd, 8.1% Zn, 9.27% Mn, 8.02% Co, 8.72% Ni, 1.43% Li으로 구성되었다. 실험과정은 열처리, 파･분쇄, 시간에 따른 단체분리 과정으로 진행하였다. 단체 분리시 사용된 mesh는 5, 7, 10, 20, 40, 50, 70 mesh size를 사용하였고 그 결과 20초 과･분쇄 5 mesh 기준으로 Zn, Mn, Co, Ni, Li의 경우 농축율이 각 각 90.83%, 92.82%, 91.87%, 92.61%, 87.07% 달성되었고 불순물인 Fe, Al Cu, Cd가 각 각 83.3%, 82.19%, 27.00%, 16.12% 제거되었다. 따라서 이 후 습식 공정을 응용하여 유가금속을 분리 및 회수하기 위한 최적의 시료 조성을 획득하였다.

현재 우리나라에서는 2010년을 기준으로 약 1,700만대의 자동차가 등록되어 있으며, 매년 약 67만대의 사용 종료 자동차(End of Life Vehicles)가 발생하고 있다. 자원순환법에 따라 국내 자동차업계에서는 폐 자동차에 대하여 2014년까지 중량 대비 85%, 2015년부터 95%의 재활용율 목표를 달성하여야 하는데 이러한 재활용율 목표 달성을 위해서는 자동차 파쇄 잔재물(ASR)의 적정재활용이 관건이라고 할 수 있다. 폐 자동차 처리과정에서 최종 배출 되는 ASR은 연간 약 15만톤으로 승용차 1대당 약 15% 정도가 발생하고 있으며, 총 발생량의 극히 일부분만이 소각･매립 처리되고 있지만 물질 자체의 발열량이 높고 난연성이기 때문에 효율적으로 소각되지 못하고 특히 그중에 함유된 염소화합물이나 중금속류 등의 영향으로 유해 가스상 오염물질들을 다량으로 배출하기 때문에 처리에 어려움이 많은 실정이다. 금속 제련 용융 시설에서 열원으로 사용되는 Lump coal 대체 연료로써 처리 상용화가 실현 될 경우, ASR의 안정적인 처리와 열에너지 및 유가금속 회수를 통한 물질 재활용 등이 가능할 것으로 사료되며, 이에 따라 폐 자동차의 재활용율 또한 향상 될 것으로 기대된다. 따라서 본 연구에서는 국내의 폐 자동차 파쇄 재활용 업체 1곳을 선정하여, 폐 자동차 파쇄 재활용 과정에서의 물질 수지 및 ASR 배출 공정에 따른 각각의 발생량, 구성 물질, 입도, 발열량 분석, 원소 분석, 공업 분석, 열 중량 분석, 중금속 분석 등의 물리･화학적 특성 및 환경유해성 평가를 실시하여 ASR의 기초적인 특성을 파악하였으며, ASR의 용융 출탕조건 및 유가금속 회수 가능성을 도출하기 위하여 ASR의 염기도 및 용융온도에 따른 용류도를 측정하였다. 또한, 용류도 측정 결과를 바탕으로 원 시료와 ASR의 배합비율, 용융온도 등의 조건 설정 후 각 조건에서의 슬래그 내 구리 함량을 측정하여 유가 금속 회수 가능성을 평가하였다. 연구결과, 기존 공정 시료에 포함되는 lump coal의 양이 미량이기 때문에 기존 공정 시료의 용류도 측정값과 거의 유사하였으며, 이러한 실험 결과로 보아 기존 동 제련 설비에서 lump coal을 ASR로 대체할 경우, 염기도 및 용융온도 조건을 적절히 조절한다면 용융물의 흐름성에는 거의 영향을 미치지 않을 것으로 사료된다.

소각처리에서 나오는 잔사는 전체 투입 폐기물 부피의 약 10% 정도로 매립지의 사용연한을 연장시키는 장점을 가지고 있다. 하지만 소각 시 발생되는 비산재와 바닥재에서는 유해중금속(Pb, Cu, Cd 등)이 고농도로 함유되어 있어 매립 시 용출에 의한 2차 토양오염을 유발할 가능성이 높다. 이에 따라 환경부에서는 유해중금속에 대한 배출기준을 마련하였으며 사업장에서는 배출기준 준수를 위해 추가적인 수세 및 약품처리 등을 하고 있는 실정이다. 본 연구는 I시 C광역쓰레기 소각시설에서 발생하는 소각재를 대상으로 유해중금속의 안정적 처리방안과 킬레이트제의 적정사용량 산출을 통해 처리비용을 절감하고 소각재의 재활용 가능성을 파악하기 위하여 수행하였다. 킬레이트제 희석에 따른 바닥재의 Cu 처리효율은 10배 희석 시 91.1%, 11배 희석 시 76.6%, 12배 희석시 60.5%, 13배 희석 시 56.7%로 조사되었으며 소각재(바닥재+비산재)의 Pb 처리효율은 10배 희석 시 72.8%, 11배 희석 시 65.9%, 12배 희석 시 64.9%, 13배 희석 시 61.2%로 조사되었다.

최근 국내외 수질오염문제는 산업, 경제, 사회적으로 큰 이슈가 되고 있으며, 행복한 삶의 추구와도 관련되는 생존의 문제이다. 경제적으로 풍족해지고 생활환경이 개선될수록 깨끗한 물에 대한 관심은 더욱 증가하게 되며, 이러한 상황에 맞추어 생활하수뿐만 아니라 산업폐수의 수질기준은 점차적으로 강화되고 있으며 더욱 심화된 처리시스템의 개발이 필요한 실정이다. 중금속은 비록 미량일지라도 생태계의 먹이사슬을 통해 인체 내에 유입되면, 배출되지 않고 계속 축적되기 때문에 인체 내의 생리 작용에 여러 가지의 악영향을 미친다. 종래에는 하천수, 지하수 및 폐수에 존재하는 중금속의 제거를 위해, 화학적 침전법, 이온교환 수지 및 분리막을 이용한 제거법 등이 제시되었다, 그러나, 화학적 침전법을 이용하는 경우에는 중금속 제거 처리 후에 발생하는 많은 양의 슬러지가 2차 오염물질로 작용하고, 저농도의 중금속을 완전히 제거하지 못하는 문제점이 있다. 또한, 이온교환 수지나 분리막을 이용한 제거법은 고형의 오염물질을 다량 함유하는 오염수의 처리가 어렵고, 비용이 많이 드는 문제점이 있다. 본 연구에서는 환경적으로 무해하며 화학/생물학적으로 안정한 다공성 물질의 한 종류인 alginate bead 기공내에 유/무기오염물질 제거에 탁월한 효과가 있는 나노카본을 첨착하여 중금속 제거에 효과적인 흡착제를 개발하였다. 개발된 흡착제를 이용하여 코발트 [Co(II)] 및 망간 [Mn(II)]에 대한 회분식 실험을 수행한 결과, 초기 4시간 안에 전체의 약 85%의 코발트 및 망간이 빠르게 흡착되었으며, 최대흡착량은 각각 78 및 89.5 mg/g으로 나타났다. 이는 현재 상용화고 있는 탄소나노튜브, 활성탄 등과 비교하여 월등히 높은 제거 효율을 나타낸 것으로 판단된다. 또한 제조된 흡착제의 재사용 여부를 판단하기 위하여 0.1 N HCl을 이용하여 흡/탈착을 5회 동안 연속적으로 수행하였다. 연속적인 재사용 실험 결과, 첫번째 코발트 및 망간의 회수 효율은 각각 99.2와 99.3%로 나타났으며, 5번째 회수 효율은 각각 96.7과 97.8%로 나타났다. 이는 약 2-3%의 아주 적은 회수 효율 저하가 발생한 것으로 판단된다. 따라서 본 연구를 통해 개발된 흡착제는 중금속 흡착에 탁월한 효과를 나타낼 뿐만 아니라 중금속 폐수의 처리시 발생하는 비용을 절감할 수 있을 것으로 판단된다.

This study is based on the electrochemical theory which aims to get the quantitative evaluation about corrosion protection of Zn-Sn metal spray method. The various existing corrosion resistance method and various mixture ratio of Zn-Sn metal spray method is applied with structural steel which is measured change of polarization resistance and corrosion potential. So corrosion protection of Zn-Sn metal spray method is tested. Consequently, coating side of Zn-Sn metal spray method was lower than electric potential of a structural steel adhesion side. So, Galvanic Protection of Zn-Sn metal spray found that structural steel advanced system. Accordingly, Zn-Sn metal spray method is expected as corrosion protection technology excellent in corrosion prevention of structural steel.

The purpose of this study is to evaluate the corrosion protection properties of Zn/Sn metal spray method according to the contents ratio of Zn and Sn by CASS test. Also, the corrosion protection life of Zn/Sn metal spray method is evaluated by the comparing between the corrosion properties of Zn metalizing method and Zn/Sn metal spray method using CASS test. As a result, it was confirmed that the optimum content ratio of Zn/Sn in metal spray method is 60:40(65:35) (Zn : Sn volume ratio) in aspect of corrosion protection properties and construction properties. Also, it was confirmed that the Zn/Sn metal spray method had more than 3 times of corrosion protection properties cmparing the Zn matalizing method.

The objective of this study was to evaluate the leaching characteristics of heavy metals (Cu, Pb, Zn and Cd) in an abandoned mine soil stabilized by applying both soluble phosphates and steel slag. Leaching characteristics of heavy metals in the contaminated soils was evaluated by toxicity characteristics leaching procedure (TCLP) and Column test. After leaching batch (TCLP) and column, Pb was found that the most greatly reduced by immobilized. Among the tested three phosphates (Na2HPO4·12H2O, Ca(H2PO4)2·H2O, (NH4)2HPO4), the leaching concentration of Ca(H2PO4)2·H2O and (NH4)2HPO4 decreased more than those of Na2HPO4·12H2O. The rate constant (k1) value was found to be about 1.5 ~ 2.0 times higher than ever before, it could be fast immobilized. The rate constant (k1) of Zn was the highest as 0.1629 ~ 0.1991/ day, it was followed by Zn > Pb > Cd > Cu. Especially, Cu increased more than 2.0 times with the steel slag added, so it was very effective. Total leaching amount of heavy metal was the most TCLP test due to differences in the leaching conditions. Added with the slag, TCLP, Column and Exchangeable form (F1) more decreased. Phosphorus (P) leaching, stabilized by phosphate only, increased than the contaminated soil. But Leaching of P decreased considerably when it was processed in combination with slag. In particular Ca(H2PO4)2·H2O of phosphates showed to be the least leaching, it was expected made of metal-phosphate immobilized.

2012년 1월에서 10월 사이에 전국에서 유통 중인 산화형 염모제(1제) 125개 제품에서 납(Pb), 비소(As), 카드뮴(Cd), 크롬(Cr), 망간(Mn), 니켈(Ni), 구리(Cu)의 농도 측정과 국산, 수입산 및 헤나별, 성상별,색상별로 비교해 봄으로써 이에 관련된 분야의 기초자료를 제공하고자 본 연구를 시행하였다. 분석된 전체 염모제의 평균 중금속 농도는 납 0.211 μg/g, 비소 0.051 μg/g, 카드뮴 0.008 μg/g, 크롬 0.954 μg/g, 망간 6.250μg/g, 니켈 0.591 μg/g, 구리 0.544 μg/g으로 측정되었으며 납, 비소의 경우 우리나라 화장품 안전기준 등에관한 규정에서 허용기준인 납 20 μg/g, 비소 10 μg/g보다 낮은 수치이다(식품의약품안전처 고시 제2013-24호). 또한 헤나 염모제는 통계적으로 유의한 차이를 보였으며(p < 0.05), 납 1.264 μg/g, 비소 0.267 μg/g,카드뮴 0.025 μg/g, 크롬 4.055 μg/g, 망간 72.044 μg/g, 니켈 3.076 μg/g, 구리 4.640 μg/g으로 국산 및수입 염모제보다 높았다. 염모제의 성상별 중금속 농도는 통계적으로 유의한 차이를 보였으며(p < 0.05), 크림과 액체 타입에서 크롬이 각각 0.708 μg/g, 0.478 μg/g로 가장 높았고, 분말타입에서는 망간이 60.041 μg/g로높았다. 염모제의 색상별 중금속 농도는 통계적으로 유의한 차이를 보이지 않았으며, 노란색의 경우 납, 크롬이높은 평균 농도를 보였고, 적색과 분홍색의 염모제는 크롬, 갈색과 흑색은 망간이, 녹색은 니켈이 높은 평균 농도를 나타내었다.

국내 강원광산과 동해광산 주변 토양입자의 이화학적 광물학적 특성을 이용해 이들 광산주변내 토양 중금속 오염 원인을 규명하고자 하였다. 입도에 따른 중금속의 농도를 분석한 결과 강원광산의 경우 가장 큰 입경군인 10~18 mesh 구간에서 비소가 250.5 ppm, 가장 작은 325 mesh 이하 구간에서 445.7 ppm으로 나타났다. 동해광산의 경우에도 마찬가지로 10~18 mesh 구간에서 비소 70.4 ppm, 납 1,055 ppm, 아연 789.9 ppm으로 나타났으며 325 mesh 이하 구간에서 비소 117.7 ppm, 납 2,295 ppm, 아연 1,346 ppm으로 입도가 작아질수록 농집되는 경향을 보였다. 중금속과 토양 내 광물의 상호작용을 분석하기 위해 물리적 선별(자력, 부유선별) 후, 이들 시료에 대한 X-선 회절분석과 주사전자현미경 분석결과 강원광산 시료의 주 구성광물은 석영, 운모, 조장석, 녹니석, 자철석, 각섬석으로 확인되었으며 동해광산 시료에서는 석영, 운모, 고령석, 녹니석, 각섬석, 금홍석이 주 광물들로 나타났다. 강원광산의 자철석은 비소 농도와의 상관성이 매우 좋은 것으로 나타난 반면, 동해광산 시료에서는 티탄철석이 확인되었으며 미량의 비소를 포함하는 것으로 나타났다. 이 같은 결과들은 토양 내 광물의 이화학적 정보와 광물학적 특성 규명이 토양 오염원 형태와 이를 바탕으로 한 토양환경 오염처리에 매우 중요함을 시사하고 있다.

Alumina-supported catalysts containing different transition metals such as Cu, Cr, Mn, Zn, Co, W were investigated for their activity in the selective oxidation of toluene. Catalytic oxidation of toluene was investigated at atmospheric pressure in a fixed bed flow reactor system over transition metals with Al2O3 catalyst. The result showed the order of catalytic activities for the complete oxidation of toluene was Mn > Cu> Cr> Co> W> Zn for 5wt.% transition metals/Al2O3. Mn/Al2O3 catalysts containing different amount of Mn were characterized by X-ray diffraction spectroscopy for decision of loading amount of metal to alumina. 5 wt.%Mn/Al2O3 catalyst exhibits the highest catalytic activity, over which the toluene conversion was up to 90% at a temperature of 289℃.

해양에 유출된 중금속은 빠르게 퇴적물과 결합하며, 해수보다 퇴적물에 수천 배 이상 높은 농도로 분포한다(Martin & Whitifield, 1983; Lee & Kim, 2000). 이매패류는 주로 해양저질에 서식하며, 여과 섭식을 한다. 따라서, 오염된 퇴적물에 서식하는 생물은 중금속에 직,간접적으로 악영향을 받을 수 있다(Luoma & Fisher, 1997; Yoo et al., 2002). 본 연구에서는 베트남 Ha Long Bay의 저질중금속 농도와 이 지역에 서식하는 이매패류 두 종의 intersexuality를 확인하고자 하였다. 저질중금속 분석은 ICP-MS(Perkin Elmer, NexION®300X)를 이용하여 측정하였다. 이매패류는 백합목(Veneroida), 재첩과(Corbiculidae)에 속하는 Polymesoda erosa와 개량조개과(Mactridae)에 속하는 Lutraria lutraria를 이용하였다. 시료는 Bouin 용액에 24시간 동안 고정하여 파라핀 절편법으로 4~6 ㎛ 두께로 연속 절편하였다. 그 후 Mayer's hematoxylin과 0.5% eosin(H-E) 비교염색을 실시하여 광학현미경으로 관찰하였다. Ha Long Bay 5개 지점의 저질중금속 농도는 Table 1과 같으며, 모든 지점에서 Al 농도가 가장 높았고, Cd 농도가 가장 낮았다. Intersex는 난소에서 수컷의 생식세포 또는 정소에서 암컷의 생식세포가 관찰되는 것을 기준으로 하였다. 성비는 P. erosa에서 1:0.4로 암컷의 비율이 더 높게 나타났고, L. lutraria에서는 1:4.5로 수컷의 비율이 더 높았다. Intersexuality는 P. erosa에서 14.3%, L. lutraria에서 9.1%로 두 종 모두 암컷에서만 관찰되었다(Table 2).

The aim of this study was to investigate the accumulation of metallic elements and the control effect of marine pollution caused by ocean dumping in the sediments at a waste disposal area in the Yellow Sea. In July 2009, concentrations of organic matter and metallic elements (Al, Fe, As, Cd, Cr, Co, Hg, Ni, Mn, Pb, and Zn) were measured in surface sediments at the site. The ignition loss (IL) in the surface sediments showed a mean value of 15.4%, about 1.5 times higher than the mean value of the sediments in the coastal areas of Korea. The chemical oxygen demand (COD) at some disposal sites exceeded 20 ㎎ O2/g·dry, which signifies the initial concentration of marine sediment pollutants in Japan. The disposal sites contain higher concentrations of Cr, Cu and Zn than the sediments of bays and estuaries that might be contaminated. The magnitude of both metal enrichment factors (EF) and adverse biological effects suggest that pollution with Cr and Ni occurred due to the dumping of waste in the study area. In addition, the geoaccumulation index (Igeo) showed that the surface sediments were moderately contaminated. By the mid-2000s, when the amount of waste dumped at this site was the highest, the concentration of metallic elements was higher than ever recorded. On the other hand, in 2008-09, the need for environmental management was relatively low compare with the peak. As a result, the quality of marine sediment has been enhanced, considering the effect of waste reduction and natural dilution in the disposal area.

Through industrial developing, electronic waste is occurred by short lifespan of electronic products. This study discusses an approach of the eco-efficiency for waste PCB (Printed Circuit Board) recycling process through environment and economic analysis. The recycling of waste PCB 1 kg has 1.89E + 00kg CO2 eq. of global warming potential and 2.84E −02 kg antimony eq. of abiotic resource depletion. In terms of economy, this process costs 6,601.91 KRW per 1kg waste PCB recycling. Use of economic and environmental result, when compare with same amounts of virgin metal, environmental-efficiency of GWP (Global Warming Potential) is at 4.16E + 00 and ARD(Abiotic Resource Depletion) is at 2.91E + 00. And compare with secondary metal, environmental-efficiency of GWP is at 2.11E + 00 and ARD is at 8.49E − 01. In addition economic-efficiency is at 1.19E + 00. The results of optimization of this process will be increased. This study will show the process economical and environmental decision making

Difference in immobilization effect of heavy metal-contaminated soil between two different amendment methods was evaluated; 1) both of steel slag (i.e., consisted in solid phase) and soluble phosphate (i.e., consisted in liquid phase) were simultaneously applied to contaminated soil (i.e., simultaneous amendment methods) and 2) soluble phosphate and steel slag was applied sequentially to the contaminated soil (i.e., sequentially amendment methods). The application rate of stabilizers to soils was determinated based on weight/weight ratio of 5% for steel slag and PO4/Pb molar ratio of 2.0 for phosphates, respectively. To identify difference of immobilization effect to test soil, three different soluble phosphates, such as Na2HPO4·12H2O, Ca(H2PO4)2·H2O and (NH4)2HPO4 were used. The sequential amendment was 6 ~ 27% more effective than the simultaneous amendment in terms of the immobilization efficiency for Pb, Cu, and Cd in the contaminated soil. There was little difference in case of Zn. Among the three phosphates tested, (NH4)2HPO4 was clearly the most effective. Residual form of heavy metals concentration in sequentially methods is higher than those in simultaneously methods. At the same time, more exchangeable and carbonate-bound forms of heavy metals in simultaneously methods were observed than in sequentially case. These result implies that the sequential amendment method was more effective than the simultaneous amendment method in terms of heavy metal immobilization in the contaminated soil.

This research investigated the feasibility of rice husk as a biosorbent for the removal of heavy metals from aqueous solutions. The carboxyl groups were chemically bound to the surface of the rice husk by graft polymerization of acrylic acid using potassium peroxydisulphate as a redox initiator. The Pb sorption capacity and FT-IR spectra confirmed the presence of carboxyl groups on the structural units of the acrylic acid-grafted rice husk (RH-g-AA). The sorption selectivity of the RH-g-AA for cations under competition with each other was high in the following order: Pb > Cu > Cd ≥ Fe > Mn > Zn > Ni > Mg > K > Cr > Ca. Sorption equilibrium of Pb on RH-g-AA was better described by the Fruendlich isotherm model than the Langmuir isotherm model. The sorption energy obtained from D-R model was 13.13 kJ/mol indicating an ion-exchange process as the primary sorption mechanism. Sorption kinetic data fitted with the pseudosecond- order kinetic model and indicated that both external and intraparticle diffusion took part in sorption processes. The RH-g-AA sorbent could be regenerated for more than 5 times by the washing process with 0.1 M HCl without a serious lowering the sorption capacity.