플라이애쉬-점토-광미계의 소결특성
The sintering characteristics of fly ash-clay system with mine tailing
0
조회
0
다운로드
2
인용
0
참고문헌
키워드
초록
본 연구는 석탄회(Fly Ash)와 점토를 이용하여 광미(tailing)의 중금속 안정화를 연구하였다. 플라이애쉬-점토-광미계의 특성은 여러 분석기기(SEM, XRD, XRF, TG-DTA, Dilatometer, UTM)를 이용하여 광미의 첨가량에 따른 물리·화학적 특성을 조사하였다. 플라이애쉬의 화학조성은 SiO2가 33.01 wt%, Al2O3는 28.54 wt%, CaO가 9.97 wt%이고 이외에 Fe2O3와 알카리 성분 등을 함유하고 있으며, 강열감량은 플라이애쉬가 20.26 wt%로 나타났다. 플라이애쉬의 SiO2와 Al2O3 조성양은 점토성분이 61 wt% 이상이다. 그리고 광미의 화학조성은 SiO2가 26.91 wt%, CaO가 24.25 wt%, Fe2O3는 22.97 wt%이다. 그러므로 플라이애쉬-점토-광미계에서 플라이애쉬가 점토의 원료로 대체가 가능하다. 시편의 수축은 850oC 부근에서 서서히 수축이 시작되어 1100oC 부근에서 급격하게 수축하는 것을 볼 수 있었으며 플라이애쉬의 탄화 분해 과정에 의해 영향을 받는다. 시편의 미세구조는 광미를 첨가한 시편이 치밀하였다. 열처리 온도에 따른 물리적 특성 조사를 위하여 흡수율과 압축강도를 측정하였으며 광미를 첨가한 시편의 압축강도가 높으며 약 200~420 kgf/cm2로 KS L 4201의 점토 블록 기준내에 있다. 그리고 광미의 중금속의 안정화는 소결한 후에 한국폐기물 규격내에서 안정화한 것을 알 수 있다.
Abstract
This research was performed to stabilize heavy metals in mine tailing using fly ash and clay. Fly ash-clay-mine tailing system were investigated using XRD (X-ray diffractometer), XRF (X-ray fluorescence spectrometer), TG-DTA, SEM (Scanning Electron Microscope), Dilatometer and UTM with various mine tailing contents (~15 wt%). The fly ash used in this research was mainly composed of SiO2 (33.01 wt%), Al2O3 (28.54 wt%), K2O (3.32 wt%), Fe2O3 (1.47 wt%), CaO (9.97 wt%). SiO2 and Al2O3 composition of the clay was over 61 wt%. And the mine tailing have high composition of SiO2(26.91 wt%), CaO (24.25 wt%), Fe2O3 (22.97 wt%). Therefore, it was estimated that fly ash-clay-mine tailing have enough sintering characteristics. The shrinkage of specimens started at around 850oC and changed little up to 1100oC, but increased markedly at above 1100oC. The shrinkage rate is strongly related to the decarbonization amount of coal fly ash. As the result of SEM, structure of the specimens with mine tailing addition showed more close than the one without mine tailing. Compressive strength of the specimens with mine tailing was highly increased to approximately 200~420 kgf/cm2, it satisfied the first grade criterion for clay brick by KS L 4201. The specification of leaching characteristics of the sintered specimens were within the Korean regulation standard.
참고문헌 (15)
- 김낙주, "플라이애쉬를 이용하여 제조된 인공경량골재를 이용한 황화수소의 제거 연구", 대한환경공학회지, 28(4), pp.407~413 (2006), 대한환경공학회
- K.N. Kim, "The manufacturing of fly ash-clay system ceramic bricks", J. Kor. Solid Wastes Eng. Soc, 18(5), pp.459~ (2001)
- 박호영, "석탄화력발전소에서 발생되는 저회의 재연소 및 효과 분석", 한국폐기물자원순환학회지, 24(5), pp.472~481 (2007), 한국폐기물자원순환학회
- J.T. Song, "Manufacture and properties of coal fly ash-clay body", J. of the Korean Ceramic Society, 33(7), pp.771~ (1996)
- 추용식, "유리연마슬러지를 사용한 경량골재 제조 및 골재의 내부기공이 물성에 미치는 영향에 관한 연구", 한국세라믹학회지, 42(1), pp.37~42 (2005), 한국세라믹학회
- KS F 2503, "Testing method for density and absorption of coarse aggregate", Korean Standards Association, Korea, ~ (2007)
- KS L 3305, "Testing method for compressive strength of insulating fire bricks", Korean Standards Association, Korea, ~ (2007)
- J.S. Shin, "Characterization and agricultural utilization of fly ash", Mineral and Industrial, 8(1), pp.10~ (1995)
- 김경남, "석탄 바닥재와 점토를 이용한 광미의 중금속 고정화와 재활용", 한국폐기물자원순환학회지, 27(5), pp.398~404 (2010), 한국폐기물자원순환학회
- "Standard Specification for Fly Ash and Raw or Calcined Natural Pozzolan for Use as Mineral Admixture in Portland Cement", ASTM C618-92a, ~
- K.N. Kim, "The manufacturing of fly ash-clay system ceramic bricks", J. Korean Solid Wastes Engineering Society, 18(5), pp.459~ (2001)
- J. Leja, "Surface chemistry of froth flotation", pp.228~ (1982), Plenum Press, New York
- R.M. Garrels, "Solutions, minerals and equilibria", pp.450~ (1965), Harper & Row
- 김경남, "저급 점토와 석탄회를 이용한 숏크리트용 골재의 제조", 한국결정성장학회지, 20(3), pp.147~152 (2010), 한국결정성장학회
- J.T. Song, "Mineral Compositions of the heated coal fly ash", Journal of Korean Association of Crystal Growth, 5(2), pp.178~ (1995)