소석회를 이용한 금속광산 폐광미의 고형화처리 연구
A Study on Solidification of Abandoned Metal Mine Tailings Using Hydrated Lime
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초록
중금속을 함유한 금속광산 폐광미의 고형화처리를 위하여 금장광산의 폐광미를 대상으로 소석회를 이용하여 고화시킨 후, 고화체에 대하여 압축강도를 측정하고 토양오염 및 폐기물 공정시험법에 따라 중금속 용출시험을 실시하였다. 예비실험에서 고화체 시료 모두 미국 EPA 폐기물 매립권고기준 3.5 kgf/㎠을 만족하였고, 중금속 용출실험 결과 Cd, Cu, Pb, Zn의 중금속 함량이 광미시료에 비하여 현저히 감소하여 토양오염 우려기준 이하로 나타났다. 소석회를 이용한 고형화처리의 본 실험에서는 포졸란 반응에 의한 고화체의 내구성평가를 위하여 동결융해 반복 과정을 통한 고화체 시료에 대하여 압축강도 측정과 중금속 용출시험을 실시하였다. 압축강도는 동결융해를 실시하지 않은 고화체에 비하여 강도값이 감소하였으나 3.5 kgf/㎠ 이상으로 미국 EPA 매립권고기준을 만족하였으며, 중금속 용출실험에서도 Cd, Cu, Pb, Zn 모두 토양오염 우려기준 이하의 농도를 나타냈다. 고화체에 대한 인공강우 실험에서는 유출수의 pH 범위가 7.4~9.1이고, 중금속 농도는 Cd, Cu, Pb, Zn 모두 0.05 ppm 이하로 나타났다. 결론적으로 소석회가 중금속으로 오염된 폐광미를 환경기준에 적합한 고형화처리에 효율적으로 활용될 수 있는 가능성을 보였다.
Abstract
Hydrated limes were applied to solidify heavy metal contaminated tailings from the Geumjang mine and the solidified tailing specimens were tested for their feasibility in accordance with the suggested test methods. In the preliminary tests for the solidified tailing specimens, all the specimens have higher uniaxial compressive strengths than 3.5 kgf/㎠, the recommended standard level for land reclamation solids by EPA (Environmental Protection Agency). From the leaching test results, concentrations of heavy metals such as Cd, Cu, Pb, and Zn were significantly decreased in the soilidified tailing specimens compared with those in raw tailing samples, and these reduced levels are lower than the environmental warning levels. In the main tests, the solidified mixtures of mine tailings and hydrated lime through pozzolanic reaction were tested for their durability against repeated freezing and thawing processes. After repeated freezing and thawing, the uniaxial compressive strengths of all the specimens decreased in comparison with those before freezing-thawing test but still higher than 3.5 kgf/㎠, and concentrations of heavy metals such as Cd, Cu, Pb, and Zn were below the warning levels. Effluents in the repetitive artificial rain tests show the pH ranges of 7.4 to 9.1 and concentrations of heavy metals such as Cd, Cu, Pb, and Zn of below 0.05 ppm. In conclusion, this study suggests that hydrated lime can be applied efficiently to solidify heavy metal contaminated mine tailings for environmental treatment.
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