폐기물(고로슬래그) 자원화의 경제성 검토

목차

목 차
Ⅰ. 배경 및 목적 5

Ⅱ. 고로슬래그 발생 및 재활용 현황 6
1. 고로슬래그 발생 현황 7
2. 고로슬래그 재활용 현황 8
2-1 시멘트용 고로슬러그의 재활용
2-2 비료용 고로슬러그의 재활용
2-3 암면용 고로슬러그의 재활용
2-4 도로용 및 토목용 고로슬러그의 재활용

Ⅲ. 고로슬래그 재활용 관련 법규 및 규정 검토 12
1. 관련근거 12
2. 재활용용도 12
3. 사용용도별 슬래그 숙성방법 13
4. 철강슬래그의 용도별 관련규격 및 설계시공지침 14
5. 철강슬래그 재활용 목표율 15
6. 슬래그 재활용 관련 질의회신 사례 16

Ⅳ. 고로슬래그의 환경영향 검토 18
1. 고로슬래그의 물리·화학적 성질 18
2. 고로슬래그 환경영향 검토 20

Ⅴ. 고로슬러그 재활용의 경제성 23

Ⅵ. 결론 26

Ⅵ. 참고문헌 27

표 목 차
[표 2 - 1] 고로슬래그의 발생 및 처리현황(1992년) 7
[표 2 - 2] 고로슬래그 재활용현황(1992년) 8
[표 3 - 1] 철강슬래그의 재활용 용도 13
[표 3 - 2] 사용용도별 슬래그 숙성방법 14
[표 3 - 3] 철강슬래그의 용도별 한국산업규격 등 관련규격 및 설계시공지침 15
[표 3 - 4] 철강슬래그 재활용 목표율 15
[표 4 - 1] 고로슬래그의 물리적 성질 18
[표 4 - 2] 고로슬래그의 pH 측정 결과 19
[표 4 - 3] 고로슬래그의 화학적 조성 20
[표 4 - 4] 고로슬래그 용출시험 결과 22
[표 4 - 5] POSCO 에서의 부산물 발생률과 자원화율 24
[표 4 - 6] 포스코의 각각의 슬러그 활용 24

본문내용

층재로 사용될 고로슬래그의 결과 구리(Cu)가 0.058 mg/L, 카드뮴(Cd)이 0.004 mg/L 이고, 그 외 전항목이 불검출되어 지정폐기물의 유해물질함유기준(폐기물관리법 시행규칙 제2조 제3항 관련 별표 3) 이하로 나타났다(표 4 - 4).
<표 4 - 4> 고 로슬래그 용출시험 결과
(단위 : mg/L)
항 목
지정폐기물의 유해물질함유기준
측정 1
측정 2
측정 3
1. 납(Pb)
3
불검출
0.05
0.034
2. 구리(Cu)
3
0.058
불검출
0.097
3. 비소(As)
1.5
불검출
불검출
0.236
4. 수은(Hg)
0.005
불검출
불검출
0.020
5. 카드뮴(Cd)
0.3
0.004
불검출
0.015
6. 6가크롬(Cr6+)
1.5
불검출
불검출
0.305
7. 시안(CN)
1
불검출
불검출
0.170
8. 유기인
1
불검출
불검출
0.000
9. 테트라클로로에틸렌(Te.C.E)
0.1
불검출
불검출
0.000
10. 트리클로로에틸렌(T.C.E)
0.3
불검출
불검출
0.005
* 불검출 : 검출한계 이하
Ⅴ. 고로슬러그 자원화의 경제성
위에서 언급한바와 같이 고로슬러그는 고로에 원.연료로 장입된 철광석, 석회석과 코크스 등에 포함된 비철성분이 용융된 것으로 석회(CaO)와 규석질(SiO2)이 주성분인 무기물로 이루어져 있다.
고로슬러그는 용융상태에서 고압의 물로써 급랭하여 모래와 같은 형상으로 만든 수재슬러그와 냉각장에서 서서히 식힌 괴재슬러그로 나뉘는데, 수재슬러그는 시멘트, 비료용으로 활용되고 괴재슬러그는 도로와 토목용 골재 등으로 활용되고 있다.
특히 고로 수재슬러그를 분쇄하여 만든 고로슬러그 미분말은 시멘트와 직접 혼합하여 사용할 수 있고 기존 시멘트에 비하여 우수한 물성을 나타내며. 이에 따라 고로 수재슬러그의 수요는 매년 증가하여 하며 슬러그 중 고로수재슬러그 의 생산비율이 1998년도의 43%에서 2002년도에는 79%로 상승하였다.
고로 수재슬러그는 시멘트 생산과정에 혼합 사용되거나 슬러그 미분말로 시멘트를 대체하여 사용됨으로써 시멘트 제조를 위한 석회석자원의 사용과 CO2 발생을 줄이는 효과가 있으며. 시멘트 클링커 1톤을 생산하는 데는 약 1.36톤의 석회석이 사용되고 0.8톤의 CO2가 발생되는데, 2002년도에 시멘트 원료 및 슬러그 미분말로 사용된 고로 수재슬러그의 양은 총 589만톤에 달해 800여만톤의 석회석 자원절약과 함께 470여만톤의 CO2 발생을 감소시키는 효과를 거두었다.
< 표 2-5 POSCO 에서의 부산물 발생률과 자원화율 >
그림 2-5에서의 그래프에서 보듯이 우리나라 대표적인 포항제철에서의 부산물 발생비율중에서 고로슬래그가 절반가까운 48%를 차지 하고 있으며 2000년도 들어서 자원화율도
100%에 근접해가고 있다.
<표 2-6 포스코의 각각의 슬러그 활용>
그림 2-6은 각 슬래그의 재활용의 용도를 나눈것인다.
이중에서 고로 슬러그는 시멘트 제조에 가장 자원화율이 높은데 시멘트제조 산업은 자연광물을 원.부원료로 사용하며 제철산업, 발전소등에서 발생하는 부산물이 이와 유사한 특성을 갖고 있어 원료로 재활용하며, 연간 폐기물 자원화량은 약 50만톤 이며, 이는 전체 부원료의 30%를 대체하고 있다.
이와 같은 폐기물의 자원화 로서 산업폐기물중의 유해물질이 시멘트 소성로에서 완전 분해 및 흡수되며 폐기물을 원료로 이용하므로써 천연자원 절약 및 환경보호 또 천연자원보다 저렴하게 원료/연료를 확보하는 효과를 얻어 환경적, 원재료 조달측면, 또 제철업계는 그동안 매립으로 인해 발생하였던 폐기물 처리 비용이 비용발생의 구조에서 또하나의 수입원 창출이라는 효과를 얻게 되어 다중의 경제적 양의 효과를 수반하게 되었고 원료 이용자측에서는 원가절감 국가적으로는 환경보호라는 금액으로서 환산이 어려운 무형적, 유형적 효과와 수입대채 효과로 인한 외화 절감효과가 발생한다.
Ⅵ. 결론
. 발생되는 고로슬래그는 전량 재활용되고 있으며 대부분 시멘트용(41%), 도로용(28%), 토목용(27%)으로 재활용되고 있다.
. 도로용으로 사용될 고로슬래그가 숙성이 불충분한 경우 환경 중에 노출되어 있으면 강우 등에 의하여 황탁수가 발생할 수 있으므로 '철강슬래그 및 석탄재 배출사업자의 재활용 지침'에서 규정한 숙성방법과 관련규격 및 설계시공지침을 준수하여 사용하여야 한다.
. 고로슬래그 용출시험 결과 구리(Cu)가 0.058 mg/L, 카드뮴(Cd)이 0.004 mg/L이었으며, 그 외 전항목이 불검출되어, 지정폐기물의 유해물질함유기준 이하로 나타났다.
. 고로슬래그는 약 43% 정도가 알칼리성인 생석회(CaO)로 구성되어 있어 pH 완충능력이 있고, 다공성이어서 흡착효과도 우수하기 때문에 중금속을 불용화시켜 환경으로의 유출을 방지하는 능력을 가지고 있다. 따라서 중금속 용출로 인한 유출수 영향은 미비할 것으로 판단된다.
. 폐기물의 자원화로서 환경보호, 천연자원절감, 수입대체 효과, 제철업계의 수익원창출 등의 경제적 효과가 발생한다.
Ⅵ. 참고문 헌
김동민, 안승구, 이동훈 (1981) 슬래그 여재에 의한 Cr3+이온의 제거효율, 흡착량 및 pH 상승효과에 관한 실험적 연구, 대한환경공학회지, 제3권, 제1호, 39-47
김동민, 안승구, 박종웅 (1980) 슬래그 여재에 의한 폐수로부터의 카드뮴제거에 관한 타당성 연구, 대한환경공학회지, 제2권, 제1호, 27-35
박종웅, 김동민 (1982) 제철공장 폐슬랙의 pH 완충능력, 대한환경공학회지, 제4권, 제1호, 56-66
반봉찬 (1996) 제철·제강 슬래그의 발생과 그 이용, 월간폐기물 4월호, 36-41
반봉찬, 박현서 (1996) 산업폐기물의 고부가소재화, 월간폐기물 6월호,100-111
최동혁, 맹승주, 서동천, 이동훈 (1995) 제강슬랙의 알칼리 용출특성이 중금속 유출억제에 미치는 영향, 한국폐기물학회지, 제12권, 제4호, 429-436
환경부 (1997) 폐기물 관리업무 편람
포스코 2003 환경보고서
환경부고시 제93-110호, 제97호-60호, 철강슬래그 및 석탄재 배출사업자의 재활용지침
환경부고시 제97-12호, 건축폐재배출사업자의 재활용지침

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