괴재 및 전로슬래그를 이용한 CO<sub>2</sub> 저감 및 칼슘 추출 후 슬래그 활용

유영석; 최홍범; 방준환; 채수천; 김지환; 김진만; 이승우

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자료유형: 학술저널

저자정보: 유영석 (한국지질자원연구원 탄소광물화사업단) 최홍범 (공주대학교 건축공학과) 방준환 (한국지질자원연구원 탄소광물화사업단) 채수천 (한국지질자원연구원 탄소광물화사업단) 김지환 (한국지질자원연구원 탄소광물화사업단) 김진만 (공주대학교 건축공학과) 이승우 (한국지질자원연구원 탄소광물화사업단)

저널정보: 한국공업화학회 공업화학 공업화학 제28권 제1호

발행연도: 2017.1

수록면: 101 - 111 (11page)

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광물탄산화 기술은 천연광물 및 산업부산물에 포함된 칼슘이나 마그네슘을 이산화탄소와 반응시켜 탄산염을 생성하는 기술로 이산화탄소를 열역학적으로 안정한 형태로 저장할 수 있는 기술이다. 본 연구는 철강슬래그를 이용한 이산화탄소 저감 및 추출 후 슬래그 재활용을 통해 환경적 부담 및 공정 비용 절감을 절감할 수 있는 광물탄산화 상용화 기술 개발을 목표로 설정하였다. 추출 용매(염화암모늄)를 사용하여 괴재 및 전로슬래그로부터 칼슘을 추출하고 추출된 칼슘을 이산화탄소와 반응시켜 순도 98% 이상의 탄산칼슘을 합성하였다. 또한 칼슘 추출 후 슬래그를 건축자재(패널)로 활용하는 기술을 개발하였다. 슬래그의 칼슘 추출효율에 따라 상이한 결과를 보였지만 광물탄산화 전체 공정에 있어 중량 비(약 80-90%)를 차지하는 칼슘 추출 후 슬래그(잔여슬래그)의 활용을 통해 광물탄산화 공정으로부터 배출되는 산업부산물의 양을 최소화하고자 하였다. 잔여슬래그는 시멘트 패널 제작에 활용되는 규사미분 대체 물질로서 이용하였고 기존 시멘트 패널과 물성평가(압축강도 및 휨강도)를 상호 비교하였다. 용액 내 칼슘 농도는 유도결합 플라즈마 분광분석기(Inductively coupled plasma optical emission spectrometer, ICP-OES)를 사용하여 분석하였다. 합성한 탄산칼슘은 X선 회절 분석법(X-ray diffraction, XRD)을 이용하여 결정학적 특성 및 정량 분석하였고 주사 전자 현미경(Field emission scanning electron microscope, FE-SEM)을 사용하여 표면 형상을 확인하였다. 시멘트 패널평가는 KS L ISO 679에 준하여 패널 제작 및 패널의 압축강도와 휨강도를 측정하였다.

#carbon dioxide #mineral carbonation #slag #calcium extraction #cement panel

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