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수열반응을 이용한 슬래그의 재활용기술

전문가 제언: ○ 고로조업에서는 선철 1톤당 300~320㎏의 슬래그가 발생한다. 슬래그의 성분조성은 원료조건과 조업조건에 따라 변동이 있으나 대체로 (40~45)%CaO－(30~38%)SiO2－(10~17%)Al2O3－(3~10)%MgO의 범위에 있으며 화학적으로 매우 안정하여 수재(水滓)로 처리되거나 서랭되어 시멘트, 골재 노반재, 비료, 기타 토목용 등에 거의 100%가 활용된다.

○ 이와 같이 고로슬래그는 활용도가 높으나 발생량이 방대하여 일본에서는 부가가치가 높은 재활용방법이 이전부터 많이 연구되어 왔다. 그 대표적인 예로 탈규소 처리된 용융슬래그에 탄산칼리를 배합한 규산칼리비료, 유리소결체와 수쇄슬래그의 배합에 의한 흡음재, 용융슬래그의 서랭 처리에 의한 인공천연석의 제조 등의 기술이 개발되고 있다.

○ 본 보고에서 소개하고 있는 용융슬래그와 폐유리의 처리기술은 수열반응을 이용하는 것으로서 400℃ 이하의 비교적 저온에서 원료입도의 제어에 의하여 고강도재료와 다공질재료의 제조 가능성을 제시하고 있다. 특히 B2O3를 소량 첨가한 실리케이트 글라스의 수열합성으로 제조한 미세한 다공질 성형체는 중금속으로 오염된 토양의 정화제나 각종 필터의 제조에 활용될 가능성이 크다.

○ Kobe Steel에서는 수열반응을 이용하여 토양 정화기술을 개발하여 특허기술로 출원하였다. 이 기술은 수열처리의 첨가제로서 시멘트 또는 생석회를 120~250℃에서 증기로 양생시키는 수열처리에 의하여 인공규산칼슘(tobamolite)을 합성하는 것으로, 본 보고에서 언급하고 있는 수화화합물()과 동일한 것으로 생각된다. 여기에서 Cd, Pb, As, Cr 등의 중금속류는 규산칼슘에 폐쇄되어 용출이 억제된다.

○ 국내의 경우 POSCO에서 발생하는 고로슬래그는 연간 약 900만 톤에 달한다. 현재는 시멘트원료, 토목용 골재, 노반재 등에 활용되고 있으나 부가가치가 높은 재활용 기술의 개발이 필요하다. 또 재화되지 않은 생석회(CaO) 성분으로 인하여 활용도가 낮아 대량으로 폐기되고 있는 제강슬래그의 활용기술 개발도 친환경적인 측면에서 필요하다.

저자: Toshihiro Tanaka,et al.
자료유형: 학술정보