전기로 제강 환원슬래그 혼합토의 환경적 영향

Abstract

The oxidation slag has been widely used in civil engineering project, whereas the reduced slag from electric furnace has yet to be applied. Consequently in order to find out the recycling method in civil engineering field, the mineral compositions of the reduced slag were analyzed and some tests on water quality were performed to estimate the potential release of toxic compounds. Slag-soil mixtures of 0, 10, 20 and 30%(dry weight) soil were prepared in lysimeter columns and the effluents were collected with the period of one, two and four week options in closed system, respectively. The result from qualitative and quantitative analysis using X-ray Diffraction(XRD) and X-ray Fluorescence(XRF) indicates that the main mineral of the reduced slag is Ca2(SiO4) , a kind of calcium silicate. Also, the leaching medium analyzed by Inductively Coupled Plasma Optical Emission Spectroscopy(ICP-OES) showed that main heavy metals such as Al, Fe and Mn are included in the reduced slag due to the effect of steel production process. It can be seen that the leachate does not violate the regulation guide line of waste material of heavy metal. Also the pH levels were increased from pH 6.9 for 0% soil to pH 10 for 30% soil. However the influence on leachate circulation period of one through four weeks was negligible.

산화슬래그는 토목분야에 널리 활용되어 왔으나 전기로 제강 환원슬래그는 거의 활용되지 않고 있는 실정이다. 따라서 토목 분야에서의 재활용 방법을 모색하기 위하여 환원슬래그의 성분을 분석하고 이를 바탕으로 토목현장에서 흔히 볼 수 있는 풍화토와 환원슬래그를 중량비 0% 내지 30%로 혼합한 후, 폐합시스템의 Lysimeter에서 1주, 2주, 4주의 주기로 환원슬래그 혼합토의 환경적 특성을 고찰하기 위한 시험을 수행하였다. 환원슬래그를 XRD, XRF를 이용하여 정성 정량적으로 분석한 결과, calcium silicate의 일종인 Ca2(SiO4) 가 주요 결정 광물로 나타났다. 그리고 ICP-OES에 의한 중금속 분석결과 철강 생산 공정에 의한 영향으로 Al, Fe, Mn이 환원슬래그에 포함된 주요 중금속으로 확인되었다. 이를 폐기물관리법에 의한 오염물질 배출허용기준과 비교한 결과 중금속에 의한 오염가능성은 거의 없을 것으로 사료된다. 또한 환원슬래그 혼합토 침출수는 0% 혼합토에서 pH 6.9로부터 30% 혼합토에서 pH 10으로 측정되어 문제가 없음을 확인하였다. 침출수의 순환주기에 의한 pH 변화는 거의 없는 것으로 나타났다.