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정삼투 기술 - 석탄 광미 슬러리의 탈수

전문가 제언: ○ 석탄광에서 채굴된 원료 석탄에는 일반적으로 불연성 성분, 황 함유 광물, 위해 미량 원소, 중금속 등이 포함되어 있다. 원료 석탄에서 이들 불순물 제거(또는 석탄 세척, 석탄 처리) 작업은 물-기반 공정을 거쳐 수행된다. 이러한 세척 작업으로 다량의 석탄 광미 슬러리(slurry)가 발생한다.

○ 이러한 석탄 광미 슬러리는 통상적으로 인공 호수에 저장되어 관리되고 있다. 인공호 저장 방식은 주변 환경 오염 리스크를 높이고, 혐호시설의 하나인 슬러리 인공호는 대중 수용성 문제를 야기하고 있다.

○ 그러므로 이러한 문제 해결 대책의 하나로 인공호 저장 전에 스마트 슬러리 탈수 기술(예: 선택투과막 기술, 마이크로파 기술) 적용이 제안되고 있다. 삶의 질을 추구하고 친환경 기술을 선호하는 21세기 메가트렌드에 동조하면서, 스마트 탈수 기술의 활용을 통한 청정화 처리 작업의 니즈가 점점 증폭하고 있다.

○ 석탄 광미 슬러리의 탈수를 향상시키는 기술에는 전통적 기술(예: 열 기술, 기계적 기술), 삼투막 기술, 응고(agglomeration) 물질(예: 폴리머) 첨가 기술, 또는 응집(flocculation) 물질(예: 석고) 첨가 기술, 나노 기술 등이 있다. 삼투막 기술 가운데 정삼투막 기술, 응고제 첨가 기술, 응집제 첨가 기술 등을 혼용하는 기술은 효율성이 높다고 알려진다.

○ 국내 현황 및 향후 연구 개발 동향 : 슬러리 탈수 기술과 관련하여, 국내에서 2011년에 다양한 전기동력학적 메커니즘(예: 전기이동, 전기삼투, 전기영동, 화학삼투)을 사용하는 탈수 시스템을 구성하여 전원 공급 방식이 중금속 오염 제거율에 미치는 영향을 연구하였다 [경상대학교]. 2010년에 에너지 효율적인 중금속 제거를 위해 펄스-향상(Pulsed-enhanced) 전기동력학적 정화 공법을 연구하였다 [금오공과대학교]. 향후에는 경제적이고 에너지 효율적인 오염물(예: 광미 슬러리, 제련 지역, 쓰레기 매립, 농업/군사 지역) 탈수 및 청정수 생산을 위해 삼투막 기술과 나노 기술(예: 나노 튜브)이 융합된 통합 기술이 연구되어야 한다.

저자: Hafiz H. Salih, et al.
자료유형: 니즈학술정보