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이준범 박사, International Journal of Coal Preparation and Utilization 및 Resources Recycling 저널 논문 2편 게재
작성자
ENCHEM
작성일
2025-11-07
조회
76
우리 연구실 이준범 박사의 제1저자 논문 2편이 최근 International Journal of Coal Preparation and Utilization 및 Resources Recycling 저널에 연이어 게재되었습니다.
첫 번째 논문인 “Evaluation of pretreatment methods to enhance rare earth element recovery from coal ash via acid digestion” (Int. J. Coal Prep. Util.)은 석탄재로부터 희토류 원소(Rare Earth Elements, REEs)의 회수 효율을 높이기 위한 전처리 공정을 체계적으로 비교·평가한 연구입니다. 순환유동층(CFBC) 발전소에서 발생한 비산재(fly ash)와 바닥재(bottom ash)를 대상으로 HF–HNO₃–H₂O₂를 이용한 modified ASTM C1345-96 산분해법을 적용하여, 각각 최대 289 mg/kg과 279 mg/kg의 총 희토류 농도를 확인하였습니다. 또한 자기분리(magnetic separation)와 알칼리 침전(alkaline precipitation) 공정을 비교하여, Fe 불순물 제거 및 REE 손실 최소화 조건을 규명했습니다. 특히 NaOH를 이용한 침전 공정은 pH 2.5에서 96% 이상의 Fe 제거와 높은 REE 보존율을 달성하였으며, 이는 불순물 제거와 자원 보존 간의 상충 관계를 정량적으로 보여주는 중요한 결과로 평가됩니다. 본 연구는 산업 부산물인 석탄재로부터의 지속가능한 희토류 회수 기술 개발에 기여할 수 있을 것으로 기대됩니다.
DOI: 10.1080/19392699.2025.2585100
두 번째 논문인 “Assessment of Long-Term Leaching Characteristics of Mine Backfill Materials” (Resources Recycling)은 산업 부산물을 활용한 광산 채움재(mine backfill material)의 장기 환경 안정성을 평가한 연구입니다. 발전소 비산재(40–50%), 저품위 석회석(약 40%), 그리고 저탄소 공정으로 제조된 그린 시멘트(10–20%)를 혼합하여 제작한 채움재를 대상으로, 단기 용출시험(KSLT, TCLP)과 PHREEQC 기반 장기 지화학 모델링을 수행하였습니다. 단기 실험에서는 대부분 항목이 폐기물관리법상 기준을 만족하였으나 일부 시료에서 총 Cr과 As가 일시적으로 먹는물 수질기준을 초과했습니다. 반면, 장기 모델링에서는 주요 중금속(Pb, Cd, Cu, Zn)의 침출 농도가 모두 0.010 mg/L 미만으로 안정화되어, 고알칼리 조건에서의 화학적 안정성이 확인되었습니다. 본 연구는 산업 부산물을 활용한 광산 채움재의 장기 환경 거동을 정량적으로 규명하여, 자원순환 및 산업 부산물 재활용 기술의 실용화 가능성을 뒷받침하는 의미 있는 결과를 제시하였습니다.
이준범 박사의 논문 게재를 진심으로 축하드리며, 앞으로의 활발한 연구 활동과 성과를 기대합니다.
첫 번째 논문인 “Evaluation of pretreatment methods to enhance rare earth element recovery from coal ash via acid digestion” (Int. J. Coal Prep. Util.)은 석탄재로부터 희토류 원소(Rare Earth Elements, REEs)의 회수 효율을 높이기 위한 전처리 공정을 체계적으로 비교·평가한 연구입니다. 순환유동층(CFBC) 발전소에서 발생한 비산재(fly ash)와 바닥재(bottom ash)를 대상으로 HF–HNO₃–H₂O₂를 이용한 modified ASTM C1345-96 산분해법을 적용하여, 각각 최대 289 mg/kg과 279 mg/kg의 총 희토류 농도를 확인하였습니다. 또한 자기분리(magnetic separation)와 알칼리 침전(alkaline precipitation) 공정을 비교하여, Fe 불순물 제거 및 REE 손실 최소화 조건을 규명했습니다. 특히 NaOH를 이용한 침전 공정은 pH 2.5에서 96% 이상의 Fe 제거와 높은 REE 보존율을 달성하였으며, 이는 불순물 제거와 자원 보존 간의 상충 관계를 정량적으로 보여주는 중요한 결과로 평가됩니다. 본 연구는 산업 부산물인 석탄재로부터의 지속가능한 희토류 회수 기술 개발에 기여할 수 있을 것으로 기대됩니다.
DOI: 10.1080/19392699.2025.2585100
두 번째 논문인 “Assessment of Long-Term Leaching Characteristics of Mine Backfill Materials” (Resources Recycling)은 산업 부산물을 활용한 광산 채움재(mine backfill material)의 장기 환경 안정성을 평가한 연구입니다. 발전소 비산재(40–50%), 저품위 석회석(약 40%), 그리고 저탄소 공정으로 제조된 그린 시멘트(10–20%)를 혼합하여 제작한 채움재를 대상으로, 단기 용출시험(KSLT, TCLP)과 PHREEQC 기반 장기 지화학 모델링을 수행하였습니다. 단기 실험에서는 대부분 항목이 폐기물관리법상 기준을 만족하였으나 일부 시료에서 총 Cr과 As가 일시적으로 먹는물 수질기준을 초과했습니다. 반면, 장기 모델링에서는 주요 중금속(Pb, Cd, Cu, Zn)의 침출 농도가 모두 0.010 mg/L 미만으로 안정화되어, 고알칼리 조건에서의 화학적 안정성이 확인되었습니다. 본 연구는 산업 부산물을 활용한 광산 채움재의 장기 환경 거동을 정량적으로 규명하여, 자원순환 및 산업 부산물 재활용 기술의 실용화 가능성을 뒷받침하는 의미 있는 결과를 제시하였습니다.
Leaching Concentrations of Heavy Metals over Hydration Period (TCLP)
Leaching Concentrations of Heavy Metals over Hydration Period (KSLT)
DOI: 10.7844/kirr.2025.34.5.60이준범 박사의 논문 게재를 진심으로 축하드리며, 앞으로의 활발한 연구 활동과 성과를 기대합니다.