KR100565451B1 - 폐기물 비산재에 함유된 중금속 고정제 제조방법 및 그중금속 고정제 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 각종 폐기물을 소각하는 과정에서 발생되는 비산재에 함유된 다양한 유해성 중금속을 안정하게 포집하여 고정화시키는 고정제를 제조하는 방법에 있어서: 칼륨폴리 황화물(Potassium Tetrasulfide,
Figure 112006014937992-pat00011
) 5∼15 wt%과 용수 65∼75 wt%를 50분∼1시간 동안 교반기를 이용하여 골고루 혼합하여 1차 혼합물을 얻는 공정(S10); 상기 공정(S10)에 의해 얻어진 1차 혼합물에 칼륨폴리 황화물(Potassium Pentasulfide,
Figure 112006014937992-pat00012
) 5∼15 wt%를 50분∼1시간 동안 교반기를 이용하여 골고루 혼합하여 2차 혼합물을 얻는 공정(S20); 상기 공정(S20)에 의해 얻어진 2차 혼합물에 디 티오카르바메이트 유도체(Sodium Diethyl Dithio Carbamate,
Figure 112006014937992-pat00013
) 5∼15 wt%를 3∼5시간 동안 교반기를 이용하여 골고루 혼합하여 3차 혼합물을 얻는 공정(S30); 상기 공정(S30)에 의해 얻어진 3차 혼합물을 상온하에서 냉각시킨 후 필터로 통과시켜 불순물이 없도록 제거하여 고정제를 얻는 공정(S40); 및 상기 공정(S40)에 의해 여과된 고정제를 검사하고 완제품으로 포장하는 공정(S50);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이에 따라 본 발명은, 기존의 화학적 불용화제를 보다 보완하여 뛰어난 안정성과 반응성을 통해 비산재에 포함된 다양한 종류의 유해성 중금속을 안정하게 포집 고정화시켜 중금속의 재용출을 억제함과 함께 2차 환경오염을 방지할 뿐만 아니라, 경제적 부담과 최종 폐기물의 배출량을 최소화할 수 있는 효과가 있다.
폐기물, 소각, 비산재, 다양한, 유해 중금속, 환경오염, 고정제, 킬레이트

Description

폐기물 비산재에 함유된 중금속 고정제 제조방법 및 그 중금속 고정제{Method for manufacturing the fixing agent for heavy metal contained in scattering wastes and The fixing agent thereby}
도 1은 본 발명에 따른 제조방법을 구현하기 위한 공정흐름을 나타내는 블록도.
본 발명은 폐기물을 소각하는 과정에서 발생되는 비산재에 함유된 각종 유해성 중금속을 포집 고정화시키는 고정제에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기존의 화학적 불용화제를 보다 보완하여 뛰어난 안정성과 반응성을 통해 비산재에 포함된 다양한 종류의 유해성 중금속을 안정하게 포집 고정화시켜 중금속의 재 용출을 억제함과 함께 2차 환경오염을 방지할 뿐만 아니라, 경제적 부담과 최종 폐기물의 배출량을 최소화할 수 있는 폐기물 비산재에 함유된 중금속 고정제 제조방법 및 그 중금속 고정제에 관한 것이다.
지금까지 현대사회는 산업발전과 경제의 규모가 날로 커지면서 필연적으로 발생하는 다양한 폐기물의 적정한 처리문제는 지역적인 문제에 국한되지 않고, 국 가적 차원의 문제로 더 나아가 세계적 차원의 문제로 부각되고 있는 실정이다. 이로 인하여, 산업현장에서 발생되는 각종 산업쓰레기와 각 가정에서 발생되는 생활쓰레기들은 거의 대부분이 매립에 의존에 왔으나, 이들로부터 발생되는 토양과 수질 및 대기오염과 침출수의 처리문제, 지역 토착민의 님비현상 등 많은 사회적인 문제를 야기하고 있으며 그나마 매립장의 포화현상으로 인하여 새로운 방안이 제안되고 있다.
이에 대한 새로운 방안으로, 재활용과 폐기물 양을 감소시키기 위해 정부시책에 발맞추어 각 시, 도마다 쓰레기 소각장을 설치하고 있다. 즉 이는 산업/생활폐기물의 최종 처리량을 현격하게 감소시키는 효과를 가져왔으나, 그 반면에 산업/생활 폐기물을 소각 처리하는 과정에서 다이옥신(dioxin)을 비롯한 유해가스의 효과적인 처리와 함께 각종 유해성 중금속의 재용출로 인한 2차 환경오염 즉, 수질 및 토양을 오염시키는 환경문제 및 각종 유해성 중금속이 함유된 비산재의 적정한 처리가 해결해야 할 당면과제로 대두되고 있는 실정이다.
이러한, 중금속을 함유한 비산재를 처리하기 위한 방법에는 시멘트 고화법, 아스팔트 고화법, 플라스터 고화법, 소호 고화법 및 열분해 용융 고화법 등이 제시되었다. 국내에서는 불과 수년 전까지 시멘트 고화법으로 비산재를 주로 처리해 왔으나, 이는 시간 경과에 따라 자연 발생되는 침출수에 중금속이 재용출되는 문제점과 이를 처리하기 위한 비용 발생 등의 경제적 부담, 고형체의 용적증가 및 고형체의 파손 등 많은 문제점이 있어 부적절하다.
이를 위해 종래에는 시멘트 대신 화학적 킬레이트(chelate)를 비산재에 첨가 하여 각종 유해성 중금속을 화학적으로 안정하게 고정시켜 재용출되지 않도록 하는 방안이 제시되었다. 이는 시멘트에 의한 용적증가의 부담을 줄이는 등 효율적인 측면과 경제적 측면에서 실효를 거둘 수 있다. 이러한 화학적 킬레이트는 디치오카르바메이트(Dithiocarbamate)결합기를 갖는 물질이 주로 선택되었고, 현재 이러한 물질들이 수년간 사용되고 있다.
그러나, 수년간 화학적 킬레이트로 사용되고 있는 디치오카르바메이트 결합기의 제품들은 수질 및 토양오염의 가장 핵심적인 유해물질인 수은(Hg), 납(Pb), 아연(Zn), 카드늄(Cd)에는 높은 반응성으로 처리 효율을 높여주는 반면에, 환경오염에 대한 규제강화로 인하여 여러 가지 다양한 유해 중금속, 즉 크롬(Cr), 구리(Cu), 망간(Mn), 니켈 (Ni) 등에는 처리 효율이 낮아 다양한 중금속을 함유한 비산재에 적용시켜 효율적인 처리는 현실적으로 많은 어려움을 겪고 있으며, 지속적인 연구에 의한 효율적이며 발전된 화학적 킬레이트의 개발을 요구하고 있는 실정이다.
이에 따라 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 근본적으로 해결하기 위한 것으로서, 기존의 화학적 불용화제를 보다 보완하여 뛰어난 안정성과 반응성을 통해 비산재에 포함된 다양한 종류의 유해성 중금속을 안정하게 포집 고정화시켜 중금속의 재용출을 억제함과 함께 2차 환경오염을 방지할 뿐만 아니라, 경제적 부담과 최종 폐기물의 배출량을 최소화할 수 있는 폐기물 비산재에 함유된 중금속 고정제 제조방법을 제공하려는데 그 목적이 있다.
또, 본 발명의 다른 목적은 뛰어난 안정성과 반응성을 통해 비산재에 포함된 다양한 종류의 유해성 중금속을 안정하게 포집 고정화시켜 중금속의 재용출을 억제하는 고정제를 제공하는데 있다.
이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 각종 폐기물을 소각하는 과정에서 발생되는 비산재에 함유된 다양한 유해성 중금속을 안정하게 포집하여 고정화시키는 고정제를 제조하는 방법에 있어서: 칼륨폴리 황화물(Potassium Tetrasulfide,
Figure 112006014937992-pat00014
) 5∼15 wt%과 용수 65∼75 wt%를 50분∼1시간 동안 교반기를 이용하여 골고루 혼합하여 1차 혼합물을 얻는 공정(S10); 상기 공정(S10)에 의해 얻어진 1차 혼합물에 칼륨폴리 황화물(Potassium Pentasulfide,
Figure 112006014937992-pat00015
) 5∼15 wt%를 50분∼1시간 동안 교반기를 이용하여 골고루 혼합하여 2차 혼합물을 얻는 공정(S20); 상기 공정(S20)에 의해 얻어진 2차 혼합물에 디 티오카르바메이트 유도체(Sodium Diethyl Dithio Carbamate,
Figure 112006014937992-pat00016
) 5∼15 wt%를 3∼5시간 동안 교반기를 이용하여 골고루 혼합하여 3차 혼합물을 얻는 공정(S30); 상기 공정(S30)에 의해 얻어진 3차 혼합물을 상온하에서 냉각시킨 후 필터로 통과시켜 불순물이 없도록 제거하여 고정제를 얻는 공정(S40); 및 상기 공정(S40)에 의해 여과된 고정제를 검사하고 완제품으로 포장하는 공정(S50);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이때, 본 발명의 다른 일면에 따르면, 상기 청구항 1의 방법을 이용하여 칼륨폴리 황화물 2종과 디 티오카르바메이트 유도체 및 용수를 1:1:1:7 비율로 혼합하여 비산재에 포함된 다양한 유해성 중금속을 안정하게 포집하여 고정화시키는 고정제를 제공한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 제조방법을 구현하기 위한 공정흐름을 나타내는 블록도이다.
본 발명은 산업/생활폐기물을 소각하는 과정에서 발생되는 비산재에 함유된 다양한 유해성 중금속을 안정하게 포집하여 고정화시키는 고정제 제조방법에 관련되며, 특히 기존의 화학적 불용화제의 문제점 즉, 비산재에 포함된 다양한 종류의 유해성 중금속을 안정하게 포집 고정화시켜 중금속의 재용출을 억제함과 함께 2차 환경오염을 방지하고, 경제적 부담과 최종 폐기물의 배출량을 최소화할 수 있는 중금속 고정제를 제공하는 것을 요지로 한다.
우선 본 발명의 제1공정(S10)으로서, 칼륨폴리 황화물(Potassium Tetrasulfide,
Figure 112006014937992-pat00017
) 5∼15 wt%과 용수 65∼75 wt%를 50분∼1시간 동안 교반기를 이용하여 골고루 혼합하여 1차 혼합물을 얻는 공정을 거친다. 통상의 교반기(도시하지 않음)에 칼륨폴리 황화물(Potassium Tetrasulfide,
Figure 112006014937992-pat00018
)과 용수를 혼합한다. 이는 칼륨폴리 황화물(Potassium Tetrasulfide,
Figure 112006014937992-pat00019
)을 5∼15 wt%, 바람직하게는 10wt% 정도와 용수 65∼75 wt%, 바람직하게는 70wt% 정도를 상온에서 교반기(도시하지 않음)에 투입하여 50분∼1시간 동안, 바람직하기로는 1시간 동안 충분히 저어주어 용수에 칼륨폴리 황화물이 완전히 희석되도록 한다. 이때, 1차 혼합물은 진득한 상태로 할 수도 있으나 작업시간이 지나치게 증가하므로 약간의 덩어리진 상태이어도 무방하다할 것이다. 여기서, 칼륨폴리 황화물은 화학명이 Potassium Tetrasulfide 이고, 화학식은
Figure 112006014937992-pat00001
으로 표현된다.
다음으로, 본 발명의 제2공정(S20)으로서, 상기 공정(S10)에 의해 얻어진 1차 혼합물에 칼륨폴리 황화물(Potassium Pentasulfide,
Figure 112006014937992-pat00020
) 5∼15 wt%를 50분∼1시간 동안 교반기를 이용하여 골고루 혼합하여 2차 혼합물을 얻는 공정을 거친다. 상기 제1공정(S10)에서 얻어진 1차 혼합물에 칼륨폴리 황화물(Potassium Pentasulfide,
Figure 112006014937992-pat00021
)을 투입하는 바, 이는 칼륨폴리 황화물(Potassium Pentasulfide,
Figure 112006014937992-pat00022
)을 5∼15 wt%, 바람직하게는 10wt%를 1차 혼합물이 수용된 교반기(도시하지 않음)에 투입하여 50분∼1시간 동안, 바람직하기로는 1시간 동안 충분히 저어주어 용수에 칼륨폴리 황화물이 완전히 희석되도록 한다. 이때, 2차 혼합물은 1차 혼합물과 마찬가지로 진득한 상태로 할 수도 있으나 작업시간이 지나치게 증가하므로 약간의 덩어리진 상태이어도 무방하다할 것이다. 여기서, 칼륨폴리 황화물은 화학명이 Potassium Pentasulfide 이고, 화학식은
Figure 112006014937992-pat00002
으로 표현된다.
다음으로, 본 발명의 제3공정(S30)으로서, 상기 공정(S20)에 의해 얻어진 2차 혼합물에 디 티오카르바메이트 유도체(Sodium Diethyl Dithio Carbamate,
Figure 112006014937992-pat00023
) 5∼15 wt%를 3∼5시간 동안 교반기를 이용하여 골고루 혼합하여 3차 혼합물을 얻는 공정을 거친다. 상기 제1공정(S10)에서 얻어진 2차 혼합물에 디 티오카르바메이트 유도체를 투입한다. 이는 디 티오카르바메이트 유도체를 5∼15 wt%, 바람직하게는 10wt%를 2차 혼합물이 수용된 교반기(도시하지 않음)에 투입하여 3∼5시간 동안, 바람직하기로는 4시간 동안 충분히 저어주는 바, 즉 용수에 3종의 화합물이 완전히 희석시켜 3차 혼합물을 완성하여 완제품에 근접한 가(假) 고정제 형태를 지닌다. 여기서, 여기서, 디 티오카르바메이트 유도체는 화학명이 Sodium Diethyl Dithio Carbamate 이고, 화학식은
Figure 112006014937992-pat00003
으로 표현되며, 고무 가황촉진제로 사용되고 있다.
다음으로, 본 발명의 제4공정(S40)으로서, 상기 공정(S30)에 의해 얻어진 3차 혼합물을 상온하에서 냉각시킨 후 필터로 통과시켜 불순물이 없도록 제거하여 고정제를 얻는 공정(S40)을 거친다. 상기 제4공정(S40)에서 얻어진 3차 혼합물, 즉 가(假)고정제를 상온 하에서 냉각시키는 바, 즉 가(假)고정제를 3∼5시간 동안, 바람직하게는 4시간 정도 소요되도록 서냉한다. 이어서, 서냉된 가(假)고정제를 필터링하는 바, 이는 0.1㎛로 조밀하게 구성된 필터에 통과시켜 잔여한 불순물을 제거하여 완벽한 고정제로 완성하게 된다.
다음으로, 본 발명의 마지막 제5공정(S50)으로서, 상기 공정(S40)에 의해 여과된 고정제를 검사하고 완제품으로 포장하는 공정을 거친다. 통상의 포장용기에 저장한 세정제 완제품은 포장용기 표면에 자동라벨기로 상표를 부착한다. 이어서 임의로 샘플링 검사를 거친 후 일정한 단위의 완제품으로 포장한다.
이와 같이, 상기의 제조방법을 통해 제조된 고정제는 기존의 화학적 불용화제와는 달리 3종의 화합물, 즉 칼륨폴리 황화물(Potassium Tetrasulfide,
Figure 112006014937992-pat00024
), 칼륨폴리 황화물(Potassium Pentasulfide,
Figure 112006014937992-pat00025
), 디 티오카르바메이트 유도체(Sodium Diethyl Dithio Carbamate,
Figure 112006014937992-pat00026
)와 용수를 일정 비율로 혼합하는 바, 이는 1:1:1:7 비율 정도가 매우 적절한 배합비라고 할 수 있다. 이렇게 배합비 3종의 화합물과 용수를 교반기를 통해 일정시간동안 희석하여 혼합시켜 비산재에 포함된 다양한 유해성 중금속을 안정하게 포집하여 고정화시킨다.
이러한 본 발명의 고정제(fixing agent)는 용수 속에 3종의 화합물, 즉 칼륨폴리 황화물(Potassium Tetrasulfide,
Figure 112006014937992-pat00027
), 칼륨폴리 황화물(Potassium Pentasulfide,
Figure 112006014937992-pat00028
), 디 티오카르바메이트 유도체(Sodium Diethyl Dithio Carbamate,
Figure 112006014937992-pat00029
)가 희석되어 있는 것으로, 녹황색의 투명한 액체로 비중은 1.15 이고, PH는 12의 제품이 된다.
이렇듯, 본 발명의 고정제는 종래에 사용되던 디치오카르바메이트 결합기의 제품과 같이 동일한 방법으로 사용하는 반면에, 종래의 고정제에서 미흡하기 처리했던 수질 및 토양을 오염시키는 또 다른 유해성 중금속인 구리(Cu), 니켈(Ni), 크롬(Cr)과 비소(As), 유기인 등과 같은 물질 등의 각종 유해 중금속을 동시에 안정화시켜 처리함에 따라 종래의 어떤 고정제에도 제공하지 못한 뛰어난 안정성과 반응성을 통해 비산재에 포함된 다양한 종류의 유해성 중금속을 안정하게 포집 고정화시켜 중금속의 재용출을 억제와 함께 2차 환경오염을 방지할 수 있도록 제공한다.
한편, 이러한 비산재는 산업/생활폐기물을 소각하는 과정에서 발생되고, 한국화학시험연구원에 의하여 분석하여 측정한 비산재에 함유된 각종 유해성 중금속의 종류와 농도는 표 1에 나타낸 바와 같다.
[표 1] 비산재에 함유된 각종 유해성 중금속 (단위:ppm)
Al As Cd Cr Cu Fe Mu Ni Pb Zn
샘플1 비산재 (Bag filter) 31685 32.1 13.85 561 862.6 11986 946.3 20325 623.3 17862
바닥재 (Bottom ash) 46515 172.5 21.3 835.2 2444 41647 558.9 45490 555.3 32067
샘플2 비산재 (Bag filter) 27187 183.2 173.6 210.8 3588 14465 106.7 18390 2954 13490
바닥재 (Bottom ash) 31450 718.5 37.7 287.5 3212.6 23445 2082 26640 904.6 18975
이렇듯, 산업의 발전으로 인하여 발생되는 각종 산업/생활폐기물은 양(量)과 종류가 다양해지고, 그 발생지역은 계절적 요인에 따라 각기 다른 특성을 가지고 있으며, 이에 함유된 유해성 중금속의 종류도 다양하고, 그 농도와 양이 증가하고 있음을 알 수가 있다.
한편, 폐기물 관리법의 법적기준의 근거를 살펴보면, 폐기물관리법 시행규칙 [별표 1] <개정 2000.7.22, 2002.8.7> 지정폐기물에 함유된 유해물질(제2조제1항 관련)은,
1. 오니류·폐흡착제 및 폐흡수제에 함유된 유해물질
가. 납 또는 그 화합물(폐기물공정시험방법에 의한 용출시험결과 용출액 1리터당 3밀리그램 이상의 납을 함유한 경우에 한한다) : 3 ppm
나. 구리 또는 그 화합물(폐기물공정시험방법에 의한 용출시험결과 용출액 1리터당 3밀리그램 이상의 구리를 함유한 경우에 한한다) : 3 ppm
다. 비소 또는 그 화합물(폐기물공정시험방법에 의한 용출시험결과 용출액 1리터당 1.5밀리그램이상의 비소를 함유한 경우에 한한다) : 1.5 ppm
라. 수은 또는 그 화합물(폐기물공정시험방법에 의한 용출시험결과 용출액 1리터당 0.005밀리그램 이상의 수은을 함유한 경우에 한한다) : 0.005 ppm
마. 카드뮴 또는 그 화합물(폐기물공정시험방법에 의한 용출시험결과 용출액 1리터당 0.3밀리그램 이상의 카드뮴을 함유한 경우에 한한다) : 0.3 ppm
바. 6가 크롬화합물(폐기물공정시험방법에 의한 용출시험결과 용출액 1리터당 1.5밀리그램 이상의 6가크롬을 함유한 경우에 한한다) : 1.5 ppm
사. 시안화합물(폐기물공정시험방법에 의한 용출시험결과 용출액 1리터당 1밀리그램 이상의 시안화합물을 함유한 경우에 한한다) : 1 ppm
아. 유기인화합물(폐기물공정시험방법에 의한 용출시험결과 용출액 1리터당 1밀리그램 이상의 유기인화합물을 함유한 경우에 한한다) : 1 ppm
자. 테트라클로로에틸렌(폐기물공정시험방법에 의한 용출시험결과 용출액 1리터당 0.1밀리그램 이상의 테트라클로로에틸렌을 함유한 경우에 한한다) : 0.1 ppm
차. 트리클로로에틸렌(폐기물공정시험방법에 의한 용출시험결과 용출액 1리터당 0.3밀리그램 이상의 트리클로로에틸렌을 함유한 경우에 한한다) : 0.3 ppm
카. 기름성분(중량비로 5퍼센트이상 함유한 경우에 한한다)
타. 기타 환경부장관이 정하여 고시하는 물질
으로 명시되어 있다.
이처럼, 폐기물을 소각처리하는 과정에서 발생되는 비산재에 함유된 다양하고 많은 양의 유해성 중금속들이 검출됨에 따라 종래의 중금속 고정제의 미흡한 점들을 보완하여 각종 중금속을 동시에 안정화시켜 처리할 수 있는 중금속 고정제를 제공하고자 하는 것이다.
이와 같이, 제조되는 본 발명의 중금속 고정제의 효능을 검증을 위해 소각로에서 발생한 비산재를 시료로 채취하여 실시하였다.
시험방법에 있어서, 소각로에서 발생한 비산재를 시료로 채취하여 그 무게를 측정하였는 바, 소각로에서 발생한 비산재를 100g 준비하고, 물은 비산재 무게의 30%, 즉 물 30g를 준비하고, 중금속 고정제는 비산재 무게의 3%, 즉 3g를 투입하여 혼합한 다음 비산재에 뿌려 완전히 희석시켜 10시간 방치한 후 폐기물 공정시험법의 용출테스트에 의해 분석한 결과는 표 2에 나타낸 바와 같다.
여기서, 종래 제품은 수년간 화학적 킬레이트로 사용되고 있는 디치오카르바메이트 결합기의 제품들, 즉 디알킬 디치오카르바민산염(Dialkyl Dithiocarbamic acid, sodium salt)계를 나타낸 것이고, T1은 칼륨폴리 황화물 2종(Potassium Tetrasulfide, Potassium Pentasulfide)과 용수를 1:1:8 비율로 혼합한 물질이고, T2는 칼륨폴리 황화물 1종(Potassium Tetrasulfide)과 디 티오카르바메이트 유도체(Sodium Diethyl Dithio Carbamate) 및 용수를 1:1:8 비율로 혼합한 물질이고, T3은 칼륨폴리 황화물 1종(Potassium Pentasulfide)과 디 티오카르바메이트 유도체(Sodium Diethyl Dithio Carbamate) 및 용수를 1:1:8 비율로 혼합한 물질로 구분한다.
[표 2] 폐기물 공정시험법의 용출테스트 결과 (단위:ppm)
유해 중금속 법적 배출기준 처리전 (비산재) 처리후
종래 제품 T1 T2 T3 본 발명 고정제
As 1.5 9.62 0.241 5.78 검출안됨 5.65 검출안됨
Cd 0.3 16.16 0.28 0.45 검출안됨 0.37 검출안됨
Cr 1.5 20.65 6.31 7.55 7.23 검출안됨 검출안됨
Cu 3.0 45.84 13.15 16.44 16.32 0.017 0.014
Hg 0.005 0.004 검출안됨 검출안됨 검출안됨 검출안됨 검출안됨
Zn 1.0 0.05 0.02 1.85 1.79 검출안됨 검출안됨
Pb 3.0 187.50 1.35 5.95 0.22 0.17 0.15
위의, 조건에서 실험한 그 결과를 폐기물 공정시험법의 용출테스트에 의해 분석한 바와 같이, 종래의 제품에 비해 본 발명의 고정제에서는 다양한 유해 중금속을 안정하게 포집 고정화시킴을 알 수가 있다.
이러한, 폐기물 공정시험법의 용출테스트의 결과를 유해성 중금속 별로 개별적으로 나타내면 표 3∼8과 같다.
[표 3] 비소(As)에 대한 처리 (단위:ppm)
Figure 112005032340821-pat00004
위의 표 3과 같이, 비산재에 함유된 비소(As)에 대한 처리를 폐기물 공정시험법의 용출테스트를 한 결과에서, 처리 효능(ppm)은 T1 ＜ T3 ＜ 종래제품 ＜ T2 ＜본 발명의 고정제 순서로 처리효능이 좋은 것으로 그 결과가 나타나는 것을 알 수 가 있다.
[표 4] 카드늄(Cd)에 대한 처리 (단위:ppm)
Figure 112005032340821-pat00005
위의 표 4와 같이, 비산재에 함유된 카드늄(Cd)에 대한 처리를 폐기물 공정시험법의 용출테스트를 한 결과에서, 처리 효능(ppm)은 T1 ＜ T3 ＜ 종래제품 ＜ T2 ＜본 발명의 고정제 순서로 처리효능이 좋은 것으로 그 결과가 나타나는 것을 알 수 가 있다.
[표 5] 크롬(Cr)에 대한 처리 (단위:ppm)
Figure 112005032340821-pat00006
위의 표 5와 같이, 비산재에 함유된 크롬(Cr)에 대한 처리를 폐기물 공정시험법의 용출테스트를 한 결과에서, 처리 효능(ppm)은 T1 ＜ T2 ＜ 종래제품 ＜ T3 ＜본 발명의 고정제 순서로 처리효능이 좋은 것으로 그 결과가 나타나는 것을 알 수 가 있다.
[표 6] 구리(Cu)에 대한 처리 (단위:ppm)
Figure 112005032340821-pat00007
위의 표 6과 같이, 비산재에 함유된 크롬(Cr)에 대한 처리를 폐기물 공정시험법의 용출테스트를 한 결과에서, 처리 효능(ppm)은 T1 ＜ T2 ＜ T3 ＜ 종래제품 ＜본 발명의 고정제 순서로 처리효능이 좋은 것으로 그 결과가 나타나는 것을 알 수 가 있다.
[표 7] 아연(Zn)에 대한 처리 (단위:ppm)
Figure 112005032340821-pat00008
위의 표 7과 같이, 비산재에 함유된 아연(Zn)에 대한 처리를 폐기물 공정시험법의 용출테스트를 한 결과에서, 처리 효능(ppm)은 T1 ＜ T2 ＜ 종래제품 ＜ T3 ＜본 발명의 고정제 순서로 처리효능이 좋은 것으로 그 결과가 나타나는 것을 알 수 가 있다.
[표 8] Pb(납)에 대한 처리 (단위:ppm)
Figure 112005032340821-pat00009
위의 표 8과 같이, 비산재에 함유된 납(Pb)에 대한 처리를 폐기물 공정시험법의 용출테스트를 한 결과에서, 처리 효능(ppm)은 T1 ＜ 종래제품 ＜ T2 ＜ T3 ＜본 발명의 고정제 순서로 처리효능이 좋은 것으로 그 결과가 나타나는 것을 알 수 가 있다.
이와 같이, 표 2∼8을 통해 그 결과를 살펴본 바와 같이, 비교대상 T1은 전반적으로 유해 중금속의 양을 낮춰주고 있지만 법적 배출기준을 초과하고 있으며, 배출 기준내의 결과를 얻기 위해서는 25%의 용액을 사용해야만 한다. 비교대상 T2는 재용출 시험결과 비소(As), 카드늄(Cd), 수은(Hg), 납(Pb)에는 상당한 효능을 나타내고 있으나, 크롬(Cr), 구리(Cu), Zn(아연)에는 비교 대상 T1 과 같이 비교적 낮은 효능을 보이고 있다. 비교대상 T3은 크롬(Cr), 구리(Cu), Zn(아연), 수은(Hg), 납(Pb) 등 대부분의 유해 중금속에 좋은 결과를 나타내고 있지만, 비소(As)와 카드늄(Cd)은 많은 양이 검출되었다. 종래 제품은 디알킬 디치오카르바민산염(Dialkyl Dithiocarbamic acid, sodium salt)계로서 전반적으로 비교대상 T1, T2, T3 보다는 전반적으로 유해 중금속의 양을 낮춰주고 있지만, 납(Pb)은 많은 양이 검출됨을 알 수가 있다.
위의 결과를 정리하면, 비교대상 T1 즉, 칼륨폴리 황화물 2종(Potassium Tetrasulfide, Potassium Pentasulfide)은 대부분의 중금속과 반응하여 유해 중금속의 재용출량을 줄여주고 있지만, 법적 배출기준에 적합하지 않다는 것을 알 수 가 있다.
비교대상 T2 즉, 칼륨폴리 황화물 1종(Potassium Tetrasulfide)과 디 티오카르바메이트 유도체(Sodium Diethyl Dithio Carbamate)와 비교대상 T3 즉, 칼륨폴리 황화물 1종(Potassium Pentasulfide)과 디 티오카르바메이트 유도체(Sodium Diethyl Dithio Carbamate)의 결과를 보면, 디 티오카르바메이트 유도체(Sodium Diethyl Dithio Carbamate)가 칼륨폴리 황화물 1종(Potassium Tetrasulfide) 또는 칼륨폴리 황화물 1종(Potassium Pentasulfide)과 각각 혼합하였을 경우 반응하는 유해 중금속이 있음을 알 수가 있음에 따라 각각 공통적으로 반응하여 효능을 나타낸 것과 각기 반응 특이성을 갖는 중금속이 별도로 존재한다는 것을 알 수가 있다.
따라서, 최대한 효과를 보이기 위해서는 본 발명의 중금속 고정제처럼 용수 속에 3종의 화합물, 즉 칼륨폴리 황화물(Potassium Tetrasulfide), 칼륨폴리 황화물(Potassium Pentasulfide), 디 티오카르바메이트 유도체(Sodium Diethyl Dithio Carbamate)를 모두 사용하여 구성하였고, 그 결과 나타난 것과 같은 비교대상 T1, T2, T3 에 비해 다양한 중금속을 더욱 효율적으로 안정화시키며, 종래의 제품에서 처리가 미흡했던 4가지 이상의 유해성 물질, 즉 종래에 적정한 처리가 가능했던 수은(Hg), 카드늄(Cd), 아연(Zn)과 적정한 처리가 미흡했던 구리(Cu), 납(Pb), 크롬(Cr), 비소(As) 등 동시에 적정하게 처리하여 중금속을 안정화 효과를 가져왔다.
이와 같이, 본 발명의 중금속 고정제는 종래의 중금속 고정제에 비해 적정한 처리가 가능한 중금속이 더욱 다양하며 그 효능도 월등함을 알 수 있고, 그에 따라 최종 매립지에서 자연 발생되는 침출수에 용출되는 각종 유해성 중금속을 안정화시켜 용출을 방지시켜주며, 이에 침출수에 의한 2차 환경오염의 우려가 사라지게 된다.
또한, 종래의 폐기물 처리방식인 시멘트 고화법의 경제적 부담과 폐기물의 용적증가를 극복할 수 있고, 미흡하게 처리되는 유해성 물질과 침출수에 의한 2차 환경오염의 문제점이 발생되지 않는다.
따라서 본 발명에 의한 중금속 고정제는 다양한 유해성 중금속을 동시에 처리할 수 있는 방법을 제시하고, 2차 환경오염에 대한 우려가 없으며, 최종 폐기물의 배출량을 최소화하는 등 기존 소각처리시스템의 문제점을 보완하고 완성화시키는 이점이 있다.
본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 기존의 화학적 불용화제를 보다 보완하여 뛰어난 안정성과 반응성을 통해 비산재에 포함된 다양한 종류의 유해성 중금속을 안정하게 포집 고정화시켜 중금속의 재용출을 억제함과 함께 2차 환경오염을 방지할 뿐만 아니라, 경제적 부담과 최종 폐기물의 배출량을 최소화할 수 있는 효과를 제공한다.

Claims (2)

  1. 각종 폐기물을 소각하는 과정에서 발생되는 비산재에 함유된 다양한 유해성 중금속을 안정하게 포집하여 고정화시키는 고정제를 제조하는 방법에 있어서:
    칼륨폴리 황화물(Potassium Tetrasulfide,
    Figure 112006014937992-pat00030
    ) 5∼15 wt%과 용수 65∼75 wt%를 50분∼1시간 동안 교반기를 이용하여 골고루 혼합하여 1차 혼합물을 얻는 공정(S10);
    상기 공정(S10)에 의해 얻어진 1차 혼합물에 칼륨폴리 황화물(Potassium Pentasulfide,
    Figure 112006014937992-pat00031
    ) 5∼15 wt%를 50분∼1시간 동안 교반기를 이용하여 골고루 혼합하여 2차 혼합물을 얻는 공정(S20);
    상기 공정(S20)에 의해 얻어진 2차 혼합물에 디 티오카르바메이트 유도체(Sodium Diethyl Dithio Carbamate,
    Figure 112006014937992-pat00032
    ) 5∼15 wt%를 3∼5시간 동안 교반기를 이용하여 골고루 혼합하여 3차 혼합물을 얻는 공정(S30);
    상기 공정(S30)에 의해 얻어진 3차 혼합물을 상온하에서 냉각시킨 후 필터로 통과시켜 불순물이 없도록 제거하여 고정제를 얻는 공정(S40); 및
    상기 공정(S40)에 의해 여과된 고정제를 검사하고 완제품으로 포장하는 공정(S50);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 폐기물 비산재에 함유된 중금속 고정제 제조방법.
  2. 상기 청구항 1의 방법을 이용하여 칼륨폴리 황화물 2종과 디 티오카르바메이트 유도체 및 용수를 1:1:1:7 비율로 혼합하여 비산재에 포함된 다양한 유해성 중금속을 안정하게 포집하여 고정화시키는 것을 특징으로 하는 폐기물 비산재에 함유된 중금속 고정제.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102174674B1 (ko) 2020-08-07 2020-11-05 엠앤에이치케미칼 주식회사 폐기물 소각재 안정화를 위한 킬레이트 형성기를 포함한 중금속 고정제 및 이의 제조방법
KR20210129867A (ko) 2020-04-21 2021-10-29 주식회사 포스코건설 비산재의 중금속 안정화제 및 이를 이용한 비산재의 중금속 안정화 방법
KR102592194B1 (ko) 2023-01-10 2023-10-20 자경케미칼 주식회사 중금속 포집-안정화제 및 이의 제조방법

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0866671A (ja) * 1993-12-16 1996-03-12 Nippon Soda Co Ltd 飛灰の熱水処理による重金属固定化方法
JPH10118612A (ja) 1996-10-17 1998-05-12 Nippon Soda Co Ltd 有害重金属を含有する飛灰の処理方法
JPH11116938A (ja) 1997-10-09 1999-04-27 Miyoshi Oil & Fat Co Ltd 金属捕集剤組成物
KR20030038914A (ko) * 2001-11-07 2003-05-17 주식회사 엠닥터 폐기물 비산재에 함유된 중금속을 안정화시키는 중금속고정제

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0866671A (ja) * 1993-12-16 1996-03-12 Nippon Soda Co Ltd 飛灰の熱水処理による重金属固定化方法
JPH10118612A (ja) 1996-10-17 1998-05-12 Nippon Soda Co Ltd 有害重金属を含有する飛灰の処理方法
JPH11116938A (ja) 1997-10-09 1999-04-27 Miyoshi Oil & Fat Co Ltd 金属捕集剤組成物
KR20030038914A (ko) * 2001-11-07 2003-05-17 주식회사 엠닥터 폐기물 비산재에 함유된 중금속을 안정화시키는 중금속고정제

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210129867A (ko) 2020-04-21 2021-10-29 주식회사 포스코건설 비산재의 중금속 안정화제 및 이를 이용한 비산재의 중금속 안정화 방법
KR102174674B1 (ko) 2020-08-07 2020-11-05 엠앤에이치케미칼 주식회사 폐기물 소각재 안정화를 위한 킬레이트 형성기를 포함한 중금속 고정제 및 이의 제조방법
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