공학적 고화층 형성 복토시스템을 위한 광미 고형화/안정화 기법
Solidification/Stabilization Method of Mine Tailings for Hardpan Formation in the Engineered Cover System
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초록
본 연구에서는 광미 차단매립 처리의 일환으로 광미층 상단에 산성 침출수 발생억제와 황화광물 산화방지의 효과를 나타낼 수 있는 공학적인 고화층을 형성하여 환경오염 문제를 해결하고 상부 복토층의 두께를 감소시킬 수 있는 방안을 제시한다. 이를 위해 광미 고형화/안정화 기법으로서 소석회 및 물유리를 이용한 고화체를 제작하고 그 특성을 평가하였다. 소석회와 물유리는 칼슘실리케이트 겔 형태 또는 침전물을 형성하여 바인더 역할을 수행하고 매립권고기준 이상의 압축강도와 중금속 용출을 감소하여 그 목적을 달성할 수 있었다. 광미의 입도 및 풍화산물 유무에 따른 특성차이도 양생기간이 길어짐에 따라 상쇄되었다. 중금속원소들은 주로 탄산염결합 형태로 전환되어 안정화되었으며 황화광물 입자들도 칼슘실리케이트 겔로 포획되어 더 이상의 화학적 반응에 영향을 받지 않는 것으로 나타났다. 고화층 설치를 위한 소석회와 물유리만을 이용한 고형화/안정화 기법은 보다 단순한 재료와 시공법으로서 폐광산 복구사업 현장에 직접적으로 활용 가능할 것으로 본다.
Abstract
solidification/stabilization method of tailings for hardpan formation is suggested as one of disposal strategies of mine wastes. Engineered hardpans constructed as one of the layers in cover systems for mine tailings can diminish the thickness of cover soils, and reduce acid generation and sulfide oxidation. Hydrated lime and waterglass were used to produce calcium silicates which can serve as a binder. Compressive strength of each solidified/stabilized material was greater than the recommended value for landfill by ASTM, and amounts of heavy metals were significantly reduced in the chemical leaching tests. Different characteristics of tailings, such as particle size distribution and weathered state, may affect the early mechanical strength, but after long curing periods these effects were compensated. Heavy metals were stabilized as carbonate-bound phases and sulfide minerals were surrounded by calcium silicate gels to prevent further leaching. Field application of the method for hardpan formation at tailings reclamation works may be possible.
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