KR100246733B1 - 산업폐기물의 고용화 처리방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 계/표면장력을 이용한 유해원소의 고용화처리방법을 제공함에 있다. 본 발명에 의하면 유해폐기물의 용융과정에서 유리질고용체형성용첨가제를 넣음에 의해, 폐기물의 용융시 분리되는 특성을 갖는 부유물과 고용체의 계/표면장력을 조정하여 상호 분리되지 않는 균질의 용탕을 얻게 하며, 이 용탕을 냉각수에 넣어 효과적으로 고용화하는 것이다. 또한 상기 폐기물중 방사성 폐기물은 용융후 모울드에 직접 넣어 캐스팅 처리후 영구적으로 보관된다.

Description

산업폐기물의 고용화처리방법

도면은 일반적인 고용화처리방법을 설명키 위한 것으로, 중금속물질이 함유된 산업폐기물을 용융 고용화처리할 경우 나타나는 중금속물질의 이동상태를 나타낸다.

본 발명은 산업폐기물의 고용화처리방법에 관한 것으로, 특히 중금속을 함유하고 있는 산업폐기물의 고용화처리방법에 있어 중금속이 용융상태에서 계/표면장력으로 용탕의 표면으로 이동하거나, 부유하거나, 슬래그와 분리되는 것을 방지하여 중금속물질이 용이하게 산업폐기물용융상태에서 고용화될 수 있게 한 방법에 관한 것이다.

일반적으로 중금속을 함유한 산업폐기물등의 유해폐기물들을 소각하여 매립할 경우 발생되는 중금속은 지상은 물론 지중으로 침출되어 지하수, 토양등을 오염시키는 것으로 알려져 있다.

이와같은 산업폐기물을 처리하기 위하여 폐기물을 소각용융시켜 응고시킨 뒤 고용화하는 방법이 알려져 있다.

이와같은 종래의 폐기물 고용화처리방법에 있어서 소각용융과정은 수분을 함유한 액상 유해물은 사전 제거하기 위함이다.

상기 수분등을 함유한 액상의 유해물을 제거하기 위해서는 증발과정등을 통하여 폐기물에 함유된 수분등의 액상유해물을 제거한다. 이후 수분이 제거된 폐기물은 건조분말화시킨 뒤 가열용융시켜 캐스팅하거나, 또는 괴상화한다.

이와같은 가열용융과정에서 폐기물내에 함유된 중금속이 생성가스에 의해 도면 표시된 바와같이 막을 형성하면서 용탕의 표면으로 이동(A)하거나, 혹은 부유(B)하거나, 혹은 슬래그와 분리되어 계면을 형성(C) 한다.

이러한 현상은 용융물의 표면장력과 물질간의 계면장력의 차이에 의해 발생한다. 이 장력의 차이는 다음의 식들에 의하여 얻어진다.

(A) θ = σ_s- σ_m- ν/_s/m> o

(B)= σ_s- σ_m+ ν/_s/m> o

(C)= σ_s- σ_m+ ν/_s/m< o

※ 상기에서 θ=필름(膜)상수,= 부유상수, σ_s= 유리질고용체의 표면장력, σ_n=중금속의 표면장력이다.

따라서, 산업 폐기물을 용융하여 고용화처리함에 있어서는, 폐기물의 용융단계에서 발생되는 부유물 즉, 중금속물질의 용탕표면 이동을 방지하고 고용체와의 분리를 방지해야 할 필요가 있다.

본 발명은 상기 필요성을 감안하여 유해폐기물중의 중금속이 고용화처리과정중 용탕내에서 계/표면장력으로 막을 형성하면서 용탕의 표면으로 이동하거나, 부유하거나, 슬래그와 분리되어 계면을 형성하는 문제점을 개선하여 산업폐기물을 안정상태의 침출저항성이 큰 유리질 고용체로 만들고자하는 데에 그 목적이 있다.

상기한 본 발명의 목적은 유해폐기물을 소각용융로에 넣어 가열용융함에 있어 폐기물 용융시 고용체와 중금속의 분리를 방지하기 위해, 고용체의 표면장력을 높임과 아울러 융점을 강하시키고, 부유물의 표면장력을 낮게 하는 유리질고용체 형성용 첨가제를 소각용융로내에 투입하여 균질의 용탕을 형성하는 것을 특징으로 하는 고용화처리방법에 의하여 달성된다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.

본 발명은 중금속물질의 고용체와의 분리를 방지하기 위하여 상기 용융과정의 폐기물이 유리질고용체 형성용 첨가제를 소각용융로내에 유입하여 균질의 용탕을 만든다.

상기 유리질고용체 형성용 첨가제는 고용체의 계/표면장력을 높이고 반면에 용해된 중금속의 계/표면장력을 낮추는 작용을 하기 때문에 용해된 중금속물질과 고용체와의 분리를 막는다.

상기 유리질고용체 형성용 첨가제의 주성분은 SiO₂이며 융점강하 및 액상의 유동성등의 성질을 개선하기 위한 성분(FeOn+Al₂O₃+SiO₂)으로 이루어진다.

상기 SiO₂는 온도가 증가함에 따라 그 표면장력이 높아지게 되므로 적정온도로 조절을 하여야 한다.

따라서 상기 첨가제(FeOn+Al₂O₃+SiO₂)를 첨가함과 동시에 용융로의 온도를 조절함에 의해 중금속과 고용체와의 유리를 어느 정도 방지하여 안정하고 침출저항성의 큰 고용체를 형성할 수 있다.

또한 용해된 중금속물질과 고용체의 분리를 강화시키는 방법으로 중금속물질에 전하를 띠게 할 수 있다. 중금속물질이 전하를 띠게 되면 표면장력이 낮아져 고용체와의 분리가 방지될 수 있다. 중금속물질에 전하를 띠게 하는 방법으로는 소각용융로 표면에 +극성을 띠게 함으로써 중금속이 -극성을 띠게 하여 실행할 수 있다. 소각용융로에 전하를 걸어주는 기술은 알려진 여러가지 방법들이 다양하게 채용될 수 있다. 본 발명에서는 구체적인 전하발생방법에 대해서는 그 설명을 생략한다.

이렇게 하여 얻어진 균질의 용탕은 냉각수를 통하여 고용화처리된다. 필요에 따라서는, 고용화된 폐기물을 입상 혹은 괴상의 형태로 만들어 골재등으로 재활용한다.

한편, 본 발명의 상기 폐기물 고용화방법은 방사성 혹은 유독성 폐기물에도 적용 가능하다. 방사성물질이나 유독성 폐기물들도 소각용융로내에 장입하여 중금속같은 부유물과 고용체의 분리가 발생됨이 없이 균질한 용탕을 얻을 수 있다. 다만, 균질의 용탕을 이루는 방사성 및 유독성 폐기물은 소각용융로내에서 곧바로 모울드에 부어 캐스팅(Casting)처리하여 지중에 영구저장하게 된다.

이상과 같이 본 발명에 의하면 산업유해폐기물을 소각용융로내에서 용융하여 고용화처리함에 있어, 용융단계에서 첨가제를 첨가하거나 동시에 용탕온도를 조절하는 방법으로 중금속이 용탕에서 분리됨을 방지하게 되었고, 더욱이 용융로와 중금속사이에 서로 다른 전위의 전하를 발생시켜 중금속물질의 분리를 더욱 강화하게 된다.

이와같은 용융단계에서의 중금속 계/표면 장력 방지방법에 의하여 안정되고 침출저항성이 큰 최적의 산업폐기물 고용화를 이룰 수 있게 된다.

Claims (4)

1. 산업폐기물의 고용화처리방법의 용융단계에 있어서, 중금속과 고용체와의 계/표면장력을 방지하기 위하여 주성분이 SiO₂인 첨가제를 첨가하는 것을 특징으로 하는 산업폐기물의 고용화처리방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 용융단계에서 첨가제 투입과 동시에 용융온도를 조절하는 것을 특징으로 하는 산업폐기물의 고용화처리방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 유리질고용체 형성용 첨가제는 FeOn + Al₂O₃+ SiO₃의 혼합물인 것을 특징으로 하는 산업폐기물의 고용화처리방법.
4. 제3항에 있어서, 상기 중금속과 소각용융로사이에 전하를 발생시키는 것을 특징으로 하는 산업폐기물의 고용화처리방법.