플라즈마 용융방식으로 배출된 슬래그의 냉각방식에 따른 재료적 특성 및 재활용

Abstract

본 연구에서는 국내 최초로 플라즈마 토치를 사용한 재(ash) 용융설비에서 발생한 슬래그를 대상으로 기존에 제시되지 않은 새로운 냉각방식(분체냉각방식)을 적용하여 현재 적용되고 있는 슬래그 냉각방법보다 적용성 및 부가가치를 높일 수 있는 냉각방식을 제시했다. 재료적 특성분석 및 토공재료로의 재활용 가능성을 검토하여 향후 공정 개발에 적용할 수 있는 방안을 제시하고자 한다. 소각재(ash)는 Y시의 fluidized bed method에서 배출되는 하수슬러지를 소각하여 실험재료로 사용하였다. 하수슬러지 소각 잔재의 XRF 분석결과는 SiO2가 전체 32%로 가장 많은 비율을 차지하고 있으며, CaO, Al2O3, Fe2O3 등이 주성분 원소로 구성되어 있다. XRD 분석결과에서는 냉각슬래그 입자로부터 전형적인 유리화 진행을 찾을 수 있었으며 냉각슬래그 분말로부터 크리스탈상이 관찰되었는데 그 이유는 분말이 녹지 않은 상태로 표면에 존재하기 때문이라 판단된다. EDX 분석으로부터 냉각매체로 사용된 전후에 분체의 성분이 바뀌지 않았으며 만약 다른 형태를 사용한다면 활용성이 더해진 분말을 생산할 수 있을 거라 판단된다.;In this study, it was intended to suggest new cooling method that enables to improve the applicability and added value higher than existing slag by applying new cooling method(powder cooling slag) at the time discharging slag, which is produced from the ash melting system that the plasma torch is used for the first time in Korea. It is suggested the applicative direction in the development of future recycling process by discovering its nature of material and applicative possibility as earthwork material. The ashes produced after the sewage sludge discharged from Y city was incinerated by the fluidized bed method and was used as test materials. As result of XRF(X-Ray Flourescence Spectrometry) analysis, main ingredient of sewage sludge ashes was SiO2(32%) besides CaO, Al2O3, Fe2O3, and so on. In addition, as result of XRD analysis, traditional diffuse pattern of glass could be found from granulated air-cooled slags, while a minor crystal phase could be observed from powder cooling slag, because the powder on the surface exists in the state not melted. From EDX(Energy Dispersive X-ray Spectroscopy) analysis, it is deemed that powder ingredient has no change before and after it is used as cooling medium, and accordingly it is thought that the powder can be produced as the material where the function is added if used in different shape.