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논문

광물탄산화를 이용한 폐광미의 안정화처리 및 CO2 고정화 기초 연구

A Fundamental Study on Stabilization and CO2 Fixation of Mine Tailings Using Mineral Carbonation

민경원|이원섭|이현철
한국자원공학회 (The Korean Society of Mineral and Energy Resources Engineers)|2012.02|한국자원공학회지 (Journal of the Korean Society of Mineral and Energy Resources Engineers)|제49권 제1호|pp. 26-36

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Heavy metalStabilization중금속안정화Mineral carbonationMine tailings광물 탄산화폐광미CO2 고정화CO2 Fixation
주제분류자원공학

초록

폐광산 광미의 안정화 처리시 pH를 높이고 중금속 용출을 저감하기 위하여 소석회가 많이 사용된다. 소석회를 이용한 안정화처리공정에 광물탄산화처리를 적용하여 보다 안정한 상태인 탄산염광물 형태로 전환시킴과 동시에 CO2를 고정화하고 중금속 용출을 저감시킬 수 있는 가능성을 확인하기 위하여 탄산화실험을 실시하였다. 소석회 자체의 탄산화반응성 실험을 통해 최적의 조건을 선정하였고, 송천광산의 광미를 대상으로 소석회를 첨가하지 않은 것과 첨가한 것으로 구분하여 탄산화처리를 실시하였다. 실험결과 소석회를 첨가하지 않은 시료는 탈탄산화반응이 거의 나타나지 않았고 CaCO3 결정이 관찰되지 않았으며, 반응액의 중금속 농도가 기준치 이상으로 검출되었다. 소석회를 첨가하여 탄산화 처리한 시료의 경우 방해석 결정과 peak가 관찰되었으나 중금속 및 불순물의 영향으로 60분간 반응시킨 시료에서만 탈탄산화반응에 의해 약 1.49%의 무게감량이 일어났다. 또한 반응액 및 폐기물공정시험법에 따른 중금속 용출실험 결과 기준치 이하의 낮은 농도를 나타냈다. 결과적으로 소석회를 첨가한 광미의 탄산화처리를 통해 CO2 고정화 및 중금속 용출 저감이 가능한 것으로 나타났다.

Abstract

Hydrated lime is used for stabilization of mine tailings in order to increase pH and reduce heavy metal release. A test was conducted to verify the possibility of transition of stable carbonate minerals, CO2 fixation, and reduction of heavy metal concentration using mineral carbonation for lime stabilization. Optimum conditions were selected through the carbonation test of hydrated lime, and mineral carbonation of the Songcheon tailings were tested separately without and with addition of lime. Decarbonation reaction and CaCO3 crystals were not observed in the CO2-reacted tailings without addition of lime, heavy metal concentration of reacted solution showed higher concentration than water quality standard. Calcite crystals and XRD peak were observed in the all CO2-reacted tailings with addition of lime, but due to the influence of heavy metals and impurities, loss of weight(1.49%) through decarbonation reaction occurred in the only sample reacted for 60 minutes. Heavy metal concentration of reacted solution and CO2-reacted tailing-lime mixture showed lower than the toxicity criteria. Consequently mineral carbonation of tailings with addition of lime showed the potential possibility of CO2 fixation and reduction of heavy metal elution.

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