KR102305161B1 - 규소수용액을 이용한 폐기물의 고화처리 방법 - Google Patents

규소수용액을 이용한 폐기물의 고화처리 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 의한 수용성 규산에 의한 폐기물의 고화처리 방법은 수용성 규산을 제조하는 단계, 상기 제조된 수용성 규산과 폐기물을 혼합 및 교반하여 슬러리를 제조하는 단계, 상기 슬러리를 건조하는 단계 및 상기 슬러리를 성형하는 단계를 포함하고, 상기 폐기물 내에 존재하는 유해물질은 규소 격자 내에 결합됨에 의해서 고정화되는 것일 수 있다.
본 발명에 따르면, 수용성 규산을 이용하여 폐기물의 유해성분을 규소의 격자 내에 결합 및 고정하는 방법으로 유해물질을 안정화함으로써 환경에 무해하고, 일반폐기물로 처리할 수 있으므로 폐기물 처리비용을 절감할 수 있을 뿐만 아니라 폐자원으로의 활용이 가능하여 산업 전반에 걸쳐 폭넓게 적용될 수 있으므로 환경친화적이며 경제적인 이점이 있다.

Description

규소수용액을 이용한 폐기물의 고화처리 방법 {SOLIDIFICATION METHOD OF WASTE USING THE WATER SOLUBLE SILICATE}
본 발명은 폐기물의 유해물질을 규소의 격자 내에 결합 및 고정하는 방법으로 유해물질의 용출을 차단하고 화학적으로 안정화시킬 수 있는 수용성 규산을 이용한 폐기물의 고화처리 방법에 관한 것이다.
일반적으로 가정, 병원 또는 산업시설에서 발생되는 쓰레기들은 소각 처리되는데 소각 후 발생되는 소각재에는 납, 수은 등과 같은 유해 중금속이 포함되어 있다. 이러한 소각재에 포함된 유해 중금속이 지정폐기물 기준 미만인 경우에는 매립 처리되고, 지정폐기물 기준을 초과하는 경우에는 지정폐기물로 지정하여 무해화·안정화 처리를 한 다음에 처분한다. 한편, 소각재(cinder)는 바닥재(bottom ash)와 비산재(fly ash)로 나뉘고, 특히 소각재 중 5~10 % 차지하는 비산재는 납, 카드뮴, 아연 등의 중금속과 다이옥신이 들어있으며, 마이크로 또는 그 이하 크기의 입자상 물질이므로 조심해서 다루지 않으면 날아가 작업자의 주변 환경에 해를 끼칠 뿐만 아니라 대기오염을 유발한다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 소각재의 비산재를 고형화 처리하거나 염기성 용액으로 세척 또는 용융하여 무해화하고 있다.
이와 관련된 기술의 일 예가 하기 특허문헌 1, 2에 개시되어 있다.
즉, 특허문헌 1은 생활폐기물 소각에 따른 비산재의 처리방법에 대한 것으로, 생활폐기물이 소각되면서 집전기에 포집된 비산재를 탄산나트륨과 같은 탄산이온을 공급하면서 수세한 후 여과하여 수거된 재를 고형화 하는 기술을 개시하고, 특허문헌 2는 페기물 처리 방법 및 그 폐기물 처리로 획득되는 고형화 물질에 관한 것으로, 소각재를 유황으로 처리하여 재활용하는 기술을 개시한다.
그러나 특허문헌 1에서 사용되는 탄산나트륨과 같은 탄산이온은 다량의 비산재를 처리하기에는 고가이므로 처리비용이 비싸고, 특허문헌 2와 같이 유황을 적용하는 경우에는 폐수와 부산물이 발생되므로 수처리 설비에 대한 추가 비용이 필요한 문제점이 있다.
한국공개특허 제10-2004-0001080호 한국공개특허 제102003-0079041호
상기와 같은 문제 해결을 위하여, 본 발명은 추가 설비 없이도 고효율 저비용으로 소각재와 같은 폐기물을 무해화할 수 있는 수용성 규산을 이용한 폐기물의 고화처리 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않는다. 본 발명의 목적은 이하의 설명으로 보다 분명해 질 것이며, 특허청구범위에 기재된 수단 및 그 조합으로 실현될 것이다.
본 발명에 따른 수용성 규산을 이용한 폐기물의 고화처리 방법은 수용성 규산을 이용하여 폐기물의 유해물질을 규소의 격자 내에 결합 및 고정하는 방법으로 유해물질을 안정화시킴으로써 환경에 무해하고, 일반폐기물로 처리할 수 있으므로 폐기물 처리비용을 절감할 수 있을 뿐만 아니라 폐자원으로의 활용이 가능하여 산업 전반에 걸쳐 폭넓게 적용될 수 있으므로 환경친화적이며 경제적인 이점이 있다. 또한, 제조공정에 의한 폐수 또는 부산물이 발생되지 않으므로 추가 설비가 필요하지 않아 비용을 절감할 수 있을 뿐만 아니라 친환경적인 이점이 있다.
본 발명은 폐기물의 유해물질을 규소의 격자 내에 결합 및 고정하는 방법으로 유해물질의 용출을 차단하고 화학적으로 안정화시킬 수 있는 수용성 규산을 이용한 폐기물의 고화처리 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명에 따른 수용성 규산을 이용한 폐기물의 고화처리 방법은 수용성 규산을 제조하는 단계(S10) 상기 제조된 수용성 규산과 폐기물을 혼합 및 교반하여 슬러리를 제조하는 단계(S20), 상기 슬러리를 건조하는 단계(S30) 및 상기 슬러리를 성형하는 단계(S40)를 포함한다.
여기서 상기 수용성 규산은 원료물질로 규산염 광물의 표면에 존재하는 이물질을 제거하여 준비하는 단계(S11), 상기 규산염 광물을 1차 열처리하여 용융시키는 단계(S12), 상기 용융된 규산염 광물을 숙성시켜 규산염 결정체를 제조하는 단계(S13) 및 상기 규산염 결정체를 정제수의 존재 하에서 2차 열처리하는 단계(S14)에 의해 제조된 것일 수 있다.
이하에서는 본 발명의 수용성 규산을 이용한 폐기물의 고화처리 방법을 도면에 따라 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 수용성 규산을 이용한 폐기물의 고화처리 방법을 설명하기 위한 공정도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수용성 규산을 제조하는 방법을 설명하기 위한 공정도이며, 도 3 내지 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 수용성 규산을 제조하는 방법을 설명하기 위한 사진이다.
도 1 내지 도 6을 참조하면, 우선, 수용성 규산을 제조한다(S10).
수용성 규산을 제조하는 방법은 도 2에 도시된 바와 같이 규산염 광물의 표면에 존재하는 이물질을 제거하여 준비한다(S11).
본 발명의 원료물질인 규산염 광물은 규산염으로 이루어진 광물로 규소와 산소가 주성분이며, 여기서 규소(Si, Silicon)는 인체에 필수적인 50여종 중에 가장 중요한 필수 미네랄로 자연 상태에서는 규소만이 독립적으로 존재하지 않고 이산화규소(SiO2) 상태로 존재하며 규소의 순도가 100 %이면 수정이 되고, 그렇지 않으면 석영이 되며, 다른 광물이 많이 함유되면 규석(차돌)이 된다. 물에 녹지 않기 때문에 식용으로 사용이 부적합하므로 산업용으로 사용되는 것이 일반적이다. 이러한 규산염 광물은 결합과 배열상태에 따라 네소 규산염 광물, 소로 규산염 광물, 사이클로 규산염 광물, 이노 규산염 광물, 필로 규산염 광물, 텍토 규산염 광물로 구분될 수 있으며, 본 발명에서는 규산염 광물로 감람석, 석류석, 지르콘, 홍주석, 겔레나이트, 홍렴석, 녹주석, 전기석, 단사휘석, 사방각섬석, 사문석, 카올리나이트, 정장석, 및 사장석으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있다.
규산염 광물은 하기 후술할 열처리 또는 숙성 공정에 영향을 미치지 않도록 표면에 존재하는 이물질을 흐르는 물에 수차례 수세하여 준비할 수 있다. 또한, 볼 밀(Ball mill), 아크리션 밀(Attrition mill), 제트 밀(Jet mill), 회전밀(Rotary mill) 및 진동 밀(Vibration mill) 중 선택되는 어느 하나의 장비로 분쇄하여 준비하여도 무방하다.
규산염 광물을 1차 열처리하여 용융시킨다(S12).
도 4에 도시된 바와 같이 규산염 광물을 용광로에서 1500~2000 ℃, 바람직하게는 1600~1700 ℃의 고온에서 10~20 시간, 12~15 시간 동안 가열, 즉 1차 열처리하여 액체상태로 용융시킬 수 있다. 상기 열처리 온도가 1500 ℃미만이면, 규산염 광물이 유동성 및 점성을 갖는 액체상태로 용융되기 어려울 수 있고, 2000 ℃를 초과하면, 과잉 온도 공급에 따른 상승 효과는 그다지 크지 않으며, 에너지 소비량만 증가되므로 바람직하지 못하다. 열처리 시간이 10 시간 미만이면, 규산염 광물이 충분히 용융되기 어려울 수 있고, 20 시간을 초과하면, 필요 이상의 열처리 시간에 따른 상승 효과는 그다지 크지 않으므로 상기 언급한 시간 범위로 열처리를 실시하는 것이 좋다.
용융된 규산염 광물을 숙성시킨다(S13).
상기 S12단계에서 용융된 규산염 광물을 10~20 일, 바람직하게는 12~15 일 동안 숙성시켜 도 6의 규산염 결정체를 수득할 수 있다. 도 5는 용융된 규산염 광물의 숙성 과정을 나타낸 사진이다. 숙성 기간이 10 일 미만이면, 0.2~0.6 나노의 입자 크기를 갖는 규산염 결정체를 수득하기 어려울 수 있고, 20 일을 초과하면, 입자크기가 1.0~4.0 나노로 비대하게 커질 수 있으므로 바람직하지 못하다.
다시 말해, 용융된 규산염 광물은 12~15 일 동안의 숙성을 거치면서 0.4 나노라는 거의 기체상태의 물질로 이온화된 규산염 결정 즉, 화합물이 생성될 수 있다.
규산염 결정체를 정제수에 넣고 2차 열처리하여 용해시킨다(S14)
상기 S13단계에서 숙성된 규산염 결정체와 정제수를 1: 50~150 중량비, 바람직하게는 1: 80~120 중량비로 혼합하여 넣고 500~1000 ℃, 바람직하게는 700~900 ℃로 가열, 즉 2차 열처리하여 정제수에 용해시킴으로써 액상형태의 수용성 규산염이 수득될 수 있다. 상기 가열 온도가 500 ℃미만이면, 용출이 되지 않을 수 있고, 1000 ℃를 초과하면, 증발되어 규소수용액 회수율이 저감될 수 있다.
상기와 같은 제조방법에 의해 제조된 수용성 규산은 SiO3, Na2SiO3, 또는 Na2SiO3·10H2O를 포함할 수 있으며, 바람직하게는 Na2SiO3·10H2O일 수 있다. 또한, 상기 수용성 규산의 물에 대한 용해도는 90 %이상, 바람직하게는 100 %일 수 있다.
그 후 수용성 규산과 폐기물을 혼합 및 교반하여 슬러리를 제조한다(S20).
상기 S10단계에서 제조된 수용성 규산과 폐기물을 1 ~ 5: 10의 중량비, 바람직하게는 2~4: 10의 중량비로 혼합 및 교반시킬 수 있다. 상기 수용성 규산의 비율이 1 미만이면, 폐기물에 포함된 독극물 및 중금속 등과 같은 유해물질을 모두 규소 격자 내에 결합 또는 고정시키기 어려울 수 있고, 5를 초과하면, 폐기물에 포함된 유해물질을 모두 규소 격자 내에 결합 또는 고정시킴으로써 화학적으로 안정화시킬 수는 있으나 필요 이상의 수용성 규산의 첨가로 그에 따른 유해물질 저해 효율은 그다지 크지 않을 수 있다.
상기 폐기물은 소각재(cinder) 또는 석탄재의 비산재(fly ash), 바닥재(bottom ash) 및 이들의 혼합물일 수 있다.
다음에 슬러리를 건조한다(S30).
상기 S20단계에서 제조된 슬러리는 열풍건조, 가열건조 또는 자연건조(상온건조) 또는 건조기 등의 장비를 이용하여 50~200 ℃, 바람직하게는 80~120 ℃의 온도에서 1~5 시간, 바람직하게는 2~4 시간 동안 건조할 수 있다.
건조 온도가 50 ℃미만이면, 건조하는데 소요되는 시간이 길어 생산 효율이 저조할 수 있고, 200 ℃를 초과하면, 필요이상의 온도 조건으로 인하여 제조비용이 상승될 수 있으므로 상기한 범위로 실시하는 것이 바람직하며, 슬러리의 제형에 따라 온도 조건 및 시간을 적절하게 변경하여 실시할 수 있다.
마지막으로 슬러리를 성형한다(S40).
상기 S30 단계에서 건조된 슬러리는 형틀을 이용한 압출 성형, 레이저 가공, 프레스 금형, 사출 가공 중에서 선택되는 어느 하나의 방법을 이용하여 50~200 ℃, 바람직하게는 80 ~150 ℃에서 1~4 시간, 바람직하게는 2~3 시간 동안 성형될 수 있다. 성형에 의해 폐기물이 결합된 수용성 규산이 고체화됨으로써 폐기물이 물리화학적으로 안정화될 수 있다.
일정한 형상을 갖도록 성형된 성형체는 유해물질의 노출 또는 용출이 차단되어 환경에 무해하므로 성토재, 토지 개량재, 점토 대체제, 시멘트 또는 도로기층재의 원료로 사용될 수 있다. 또한, 추가 부자재와의 혼합 및 가공을 통해 경량벽돌, 방음 및 단열 판넬, 로반재 등의 경량 건축자재로도 활용될 수 있다.
본 발명에 따른 수용성 규산을 이용한 폐기물의 고화처리 방법은 수용성 규산을 이용하여 폐기물의 유해성분을 규소의 격자 내에 결합 및 고정하는 방법으로 유해물질을 화학적으로 안정화시킴으로써 환경에 무해하고, 일반폐기물로 처리할 수 있으므로 폐기물 처리비용을 절감할 수 있을 뿐만 아니라 폐자원으로의 활용이 가능하여 산업 전반에 걸쳐 폭넓게 적용될 수 있으므로 환경친화적이며 경제적인 이점이 있다.
또한, 발명에 따른 수용성 규산을 이용한 폐기물의 고화처리 방법은 제조공정에 의한 폐수 또는 부산물이 발생되지 않아 추가 설비가 필요하지 않으므로 비용을 절감할 수 있을 뿐만 아니라 친환경적인 이점이 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과로 한정되지 않는다. 본 발명의 효과는 이하의 설명에서 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 수용성 규산을 이용한 폐기물의 고화처리 방법을 설명하기 위한 공정도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수용성 규산을 제조하는 방법을 설명하기 위한 공정도이다.
도 3 내지 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 수용성 규산을 제조하는 방법을 설명하기 위한 사진이다.
도 7 및 도 8은 실시예 1의 FE-SEM 분석 결과를 나타낸 도이다.
이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 통상의 기술자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
이하 본 발명을 실시예에 의거하여 더욱 구체적으로 설명하겠는 바, 본 발명이 다음 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
실시예 1. 수용성 규산 제조
규산염 광물의 표면에 존재하는 이물질을 제거한 후 용광로에서 1650 ℃의 온도로 13 시간 동안 가열하여 용융시킨 후 13일 동안 숙성시켜 규산염 결정체를 수득하였다. 그리고 규산염 결정체를 정제수에 넣고 800 ℃로 가열 및 용해하여 액상형태의 수용성 규산(Na2SiO3·10H2O)을 제조하였다.
그리고, 제조된 수용성 규산의 입자 크기와 형상을 관찰하기 위하여 FE-SEM 분석을 실시하여 도 7 및 도 8에 나타내었다. 도 7 및 도 8을 참조하면, 구형의 규소입자가 무질서하게 분포된 비정질 상태임을 확인할 수 있었다.
실시예 2. 비산재 고화처리
비산재 100 g에 실시예 1의 수용성 규산 40 g를 넣고 혼합 및 교반한 다음 100 ℃에서 3 시간 동안 건조한 후 성형하여 비산재를 고화처리하였다.
비교예 1. 수용성 규산 제조
용융된 규산염을 8 시간 동안 숙성시켜 규산염 결정체를 수득한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 수용성 규산을 제조하였다.
비교예 2. 수용성 규산 제조
용융된 규산염을 5 일 동안 숙성시켜 규산염 결정체를 수득한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 수용성 규산을 제조하였다.
비교예 3. 수용성 규산 제조
규산염 결정체를 정제수에 넣고 가열을 실시하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 수용성 규산을 제조하였다.
비교예 4 내지 비교예 7. 비산재 고화처리
하기 표 1에 기재된 성분 비율로 수용성 규산과 비산재를 혼합한 것을 제외하고는 실시예 2와 동일한 방법으로 비산재를 고화처리하였다.
구분 수용성 규산과 비산재의 혼합 조건
실시예 3 실시예 4 비교예 4 비교예 5 비교예 6 비교예 7
수용성 규산
(실시예 1)		 30 g 50 g 5 g 8 g 55 g 60 g
비산재 100 g 100 g 100 g 100 g 100 g 100 g
비교예 8. 비산재 고화처리
40 ℃에서 3 시간 동안 건조를 실시한 것을 제외하고는 실시예 2와 동일한 방법으로 비산재를 고화처리하였다.
비교예 9. 비산재 고화처리
300 ℃에서 3 시간 동안 건조를 실시한 것을 제외하고는 실시예 2와 동일한 방법으로 비산재를 고화처리하였다.
실험예 1-1. 항균 성능 평가
실시예 1에 따른 수용성 규산의 병원균에 대한 항균력을 평가하기 위하여 페이퍼디스크 확산법(Paper disk diffusion assay)을 이용하여 다음과 같이 실험을 실시하였다.
시험균주 Escherichia coli ATCC 25922, 및 Pseudomonas aeruginosa ATCC 15442를 각각 희석하여 106 CFU/mL로 맞추고, 희석된 시험균주들을 MHA 플레이트에 각각 100 μL씩 접종한 후 멸균한 면봉을 이용하여 도포하였다. 멸균한 집게로 페이퍼 디스크 (paper disk, 8 mm)를 플레이트에 올려놓고 실시예 1의 수용성 규산(Na2SiO3·10H2O)을 50 μL씩 흡수시킨 후 37 ℃로 설정된 인큐베이터에서 24 시간 동안 배양하였다. 대조군으로는 증류수를 사용하였다. 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
시험항목 시험결과
초기농도
(CFU/40p)		 24시간 후 농도(CFU/40p) 세균감소율(%)
대장균에 의한 항균 시험 BLANK 424 2863 -
실시예 1 424 1 99.8
녹농균에 의한 항균 시험 BLANK 437 2957 -
실시예 1 437 1 99.8%
** 대장균: Escherichia coli ATC 25922
** 녹농균: Pseudomonas aeruginosa ATCC 15442
표 2를 참조하면, 실시예 1의 수용성 규산이 대장균 및 녹농균에서 모두 99 % 이상의 세균 감소율을 보이는 것으로 보아 우수한 항균성을 나타냄을 확인할 수 있었다.
실험예 1-2. 항균 성능 평가
비교예 1 내지 비교예 3에 따른 수용성 규산에 대한 항균력을 평가하기 위해 실험예 1과 동일한 방법으로 실험을 실시하였으며, 그 결과는 하기 표 3에 나타내었다.
시험항목 시험 결과
초기농도 24시간 후 농도 세균감소율(%)
대장균에 의한 항균시험 대조군 424 2863 -
비교예 1 424 187 44.1
비교예 2 424 205 48.3
비교예 3 424 221 52.1
녹농균에 의한 항균시험 대조군 437 2957 -
비교예 1 437 177 40.5
비교예 2 437 196 44.8
비교예 3 437 214 48.9
표 3을 참조하면, 비교예 1 내지 비교예 3의 수용성 규산이 대장균 및 녹농균에서 모두 세균 감소율을 보이기는 하나 그 수준이 50 % 이하로 미미한 수준임을 확인할 수 있었다.
실험예 2. 탈취 효율 평가
실시예 1에 따른 수용성 규산에 대한 탈취 효율을 평가하기 위해 상기 수용성 규산을 부직포에 적용하여 한국건자재시험연구원에 측정을 의뢰하였다. 이에 대한 결과를 하기 표 4에 나타내었다.
시험항목 탈취시험(HCHO)
경과시간(분) Blank농도(ppm) 시료농도(ppm) 탈취율(%)
시험결과 0 82 82 -
30 78 5 93.6
60 75 3 96.0
90 71 2 97.2
120 67 1 98.5
시험방법 KICM-FIR-1085
표 4를 참조하면, 실시예 1이 포름알데히드(HCHO)를 120분 동안 98.5 % 이상 제거하였다. 이에 실시예 1의 수용성 규산이 우수한 탈취 효능을 나타냄을 확인할 수 있었다.
실험예 3-1. 유해물질 안전성 평가
실시예 2에서 고화처리된 비산재에 대한 유해물질 안전성 여부를 확인하기 위해 한국건자재시험연구원에 유해물질 분석 측정을 의뢰하였다. 그 결과를 하기 표 5에 나타내었다.
시험항목 결과 시험방법
Pb (mg/kg) 검출안됨 EN 71-Part 3: 1994
(ICP 분석)
Cd (mg/kg) 검출안됨
Cr (mg/kg) 검출안됨
Ba (mg/kg) 검출안됨
Sb (mg/kg) 검출안됨 EN 71-Part 3: 1994
(AAS 분석)
Se (mg/kg) 검출안됨
As (mg/kg) 검출안됨
Hg (mg/kg) 검출안됨
표 5를 참조하면, 실시예 2에서 납(Pb), 카드뮴(Cd), 크롬(Cr), 바륨(Ba), 안티모니(Sb), 셀레늄(Se), 비소(As) 및 수은(Hg)의 유해물질이 전혀 검출되지 않은 바, 환경에 무해함을 확인할 수 있었다. 또한, 일반폐기물로의 처리가 가능함을 확인할 있었다.
실험예 3-2. 유해물질 안전성 평가
실시예 3, 4 및 비교예 4 내지 비교예 9에서 고화처리된 비산재에 대한 유해물질 안전성 여부를 확인하기 위해 폐기물관리법의 규정에 의해 고시된 폐기물 공정시험방법에 의거하여 유해물질을 분석하였으며, 그 결과는 하기 표 6에 나타내었다.
시험항목 분석 결과
실시예 3 실시예 4 비교예 4 비교예 5 비교예 6 비교예 7 비교예 8 비교예 9
Pb(㎎/㎏) 검출안됨 검출안됨 3.790 5.950 검출안됨 검출안됨 3.510 3.170
Cd(㎎/㎏) 검출안됨 검출안됨 0.320 0.450 검출안됨 검출안됨 0.022 0.005
Cr(㎎/㎏) 검출안됨 검출안됨 5.050 7.210 검출안됨 검출안됨 0.500 0.690
Ba(㎎/㎏) 검출안됨 검출안됨 1.720 2.150 검출안됨 검출안됨 0.003 0.010
Sb(㎎/㎏) 검출안됨 검출안됨 1.050 1.090 검출안됨 검출안됨 0.090 0.040
Se(㎎/㎏) 검출안됨 검출안됨 0.100 0.500 검출안됨 검출안됨 0.010 0.098
As(㎎/㎏) 검출안됨 검출안됨 6.120 5.080 검출안됨 검출안됨 7.200 6.750
Hg(㎎/㎏) 검출안됨 검출안됨 0.007 0.010 검출안됨 검출안됨 검출안됨 검출안됨
표 6을 참조하면, 실시예 3, 4 및 비교예 6, 7에서는 납(Pb), 카드뮴(Cd), 크롬(Cr), 바륨(Ba), 안티모니(Sb), 셀레늄(Se), 비소(As) 및 수은(Hg)의 유해물질이 전혀 검출되지 않았으나 비교예 4, 5 및 비교예 8, 9에서는 전체적으로 유해물질이 검출되는 것을 확인할 수 있었다. 비교예 4, 5는 전반적으로 유해물질이 낮은 수준으로 검출되기는 하였으나 법적 배출 기준을 초과하였고, 비교예 8, 9는 카드뮴(Cd), 크롬(Cr), 바륨(Ba), 안티모니(Sb), 셀레늄(Se), 수은(Hg)에 대해서는 유해물질이 법적 배출 기준을 초과하고 있지는 않지만 납(Pb)과 비소(As)가 높은 수준으로 검출되었다.

Claims (11)

  1. 수용성 규산을 제조하는 단계;
    상기 제조된 수용성 규산과 폐기물을 1 ~ 5: 10의 중량비로 혼합 및 교반하여 슬러리를 제조하는 단계;
    상기 슬러리를 건조하는 단계; 및
    상기 슬러리를 성형하는 단계를 포함하고,
    상기 폐기물 내에 존재하는 유해물질은 규소 격자 내에 결합됨에 의해서 고정화되는 것을 특징으로 하며,
    상기 수용성 규산은 (a) 원료물질로 규산염 광물의 표면에 존재하는 이물질을 제거하여 준비하는 단계; (b) 상기 규산염 광물을 1차 열처리하여 용융시키는 단계; (c) 상기 용융된 규산염 광물을 10 ~ 20일 동안 숙성시켜 규산염 결정체를 수득하는 단계; 및 (d) 상기 규산염 결정체를 정제수에 1: 50 ~ 150 중량비(규산염 결정체: 정제수)로 넣고 500 ~ 1000 ℃에서 2차 열처리하여 용해시키는 단계에 의해 제조된 것을 특징으로 하는 수용성 규산을 이용한 폐기물의 고화처리 방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 (b)단계에서 1차 열처리는 1500~2000 ℃에서 10~20 시간 동안 실시되는 수용성 규산을 이용한 폐기물의 고화처리 방법.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 수용성 규산은 SiO3, Na2SiO3, 또는 Na2SiO3·10H2O를 포함하는 수용성 규산을 이용한 폐기물의 고화처리 방법.
  8. 제1항에 있어서.
    상기 폐기물은 소각재 또는 석탄재의 비산재, 바닥재 및 이들의 혼합물인 것인 수용성 규산을 이용한 폐기물의 고화처리 방법.
  9. 삭제
  10. 제1항에 있어서,
    상기 건조는 50~200 ℃에서 1~5 시간 동안 실시되는 수용성 규산을 이용한 폐기물의 고화처리 방법.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 성형은 50~200 ℃에서 1~4 시간 동안 실시되는 수용성 규산을 이용한 폐기물의 고화처리 방법.
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