토양 산성도 교정을 위한 폐기물 슬래그 이점

Scientific Reports 12권, 기사 번호: 16042(2022) 이 기사 인용

1297 액세스

2 인용

측정항목 세부정보

환경친화성이 향상된 신소재를 찾는 것이 세계적인 추세입니다. 2030 AGENDA의 지속 가능한 개발과 폐기물 관리법은 환경에 미치는 영향을 초래하여 매립지에서 대량의 슬래그 처리를 유지하며 보다 효과적인 재활용의 필요성이 주목을 받게 되었습니다. 갈라치 지역에서는 중공업이 30년 이상 운영되어 왔으며 폐기물 슬래그의 효율적인 관리를 위해서는 생태교육이 필요합니다. 농경지 자원은 전 세계적으로 이슈가 되고 있으며 이번 조사를 통해 고로슬래그와 매립지에 버려지는 폐슬래그의 혼합이 토양 산성도 개선 및 작물 수확량 증가에 도움이 될 수 있음을 보여주었습니다. 조사된 세 가지 서로 다른 슬래그 샘플의 화학적, 구조적 및 형태학적 특성이 농업에서의 재활용을 위해 평가되었습니다. 결과는 매립지에 버려진 슬래그 폐기물과 입상 야금 슬래그의 혼합물이 영향을 받은 토지를 보호하는 데 사용되는 것으로 나타났습니다. 따라서, X-선 형광 분석 장비를 이용한 원소 분석을 통해 토양-슬래그 혼합물의 조성에 대한 최적의 중량비가 달성되었다. 얻은 혼합물은 중산성 토양에 해당하는 토양 pH = 5.2와 토양 특성 개선을 위해 산성 토양의 개선 과정에 유익한 강한 염기성 특성에 해당하는 슬래그 pH = 12.5 사이의 균형을 나타냅니다.

과거 철강 산업은 환경 보호에 대한 감시 없이 특정 품질과 수량의 철강을 생산하도록 설계되어 부산물(슬래그)의 양이 증가했습니다. 매립지에서 대량의 슬래그를 처리하면 환경에 영향을 미쳐 보다 효과적인 재활용의 필요성이 주목을 받게 되었습니다1. 또한, 투기된 슬래그로 가득 찬 토지는 심혈관 및 호흡기 건강 문제 측면에서 인간의 건강에 부정적인 영향을 미치는 환경 요인의 중요한 오염원이 되고 있습니다2,3,4.

철강공장에서 발생하는 다양한 폐슬래그로는 고로슬래그(BFS)와 린츠-도나비츠(LD) 전로슬래그가 있습니다. 이들 슬래그의 조성은 발생원에 따라 다르지만 실리카, 알루미나, 철, 석회, 마그네시아 등의 산화물로 구성되어 있습니다5. 수년 동안 산업화의 급속한 성장으로 인해 슬래그 저장장, 점유 농지 및 침적된 하천에 퇴적된 야금 슬래그의 양은 엄청난 양에 이르렀습니다6.

지난 10년 동안 매립지의 비용 상승과 용량 감소로 뒷받침되는 환경 규제의 증가로 인해 철강 산업은 폐기물 처리를 최소화하고 자원 회수 및 폐기물 슬래그 재사용 방법을 찾아야 했습니다. 현재 고로 및 제강 공정에서 발생하는 슬래그는 시멘트, 노반재, 지반개량재, 토목자재, 비료 등에 사용되는 시장성 있는 제품으로 간주되고 있으며 매립지에서 폐기물로 처리되는 비율은 극히 적습니다. 철강 생산 과정에서 스테인레스강 1톤당 슬래그 폐기물 1톤이 발생합니다7. 천연 자원 절약, CO2 배출 감소 및 에너지 소비 감소에 대한 중요한 기여 중 하나는 슬래그를 지속 가능하게 사용하여 재활용 관행에 기반을 둔 사회를 형성하는 것입니다. EU의 HORIZON 2020 프로그램의 주요 목표는 야금 폐기물에서 자원을 회수 및 재활용하고 친화적인 생태 경제를 지원하는 것입니다8,9,10.

특히, 루마니아 남동부에 위치한 갈라티 최대 규모의 종합제철공장은 금속제품 제조 분야의 선두주자로 현재 연간 300만 톤의 철강 생산능력을 보유하고 있으며, 향후 생산량도 늘릴 수 있는 능력을 보유하고 있습니다. . 1968년 갈라티 철강 공장의 역사는 1600헥타르에 달하며 연간 800만 톤 이상의 철강을 생산하고 12,000명의 직원을 고용했습니다. 갈라티 철강 공장의 슬래그 덤프는 표면적이 110ha이고 슬래그 점유 용량이 7천만 톤에 달합니다. 슬래그 덤프장은 2009년 폐쇄되었으나, 폐기물 슬래그가 재활용되지 않아 현재 높이는 60m에 이른다.