Abstract
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Polymeric materials in addition to Portland cement and hydrated limes were used to solidify and stabilize heavy metal contaminated tailings from five abandoned metal mines in Korea. Mine tailings were mixed separately with Portland cement and hydrated lime at a concentration of 20-30 wt% and 6-9 wt%, respectively and Ethylene Vinyl Acetate (EVA) powder was added to each specimen at a ratio of 2.5 and 5.0 wt% to binders. Polymer-added and polymer-free solidified/stabilized (s/s) forms were evaluated for their appropriateness in accordance with the suggested test methods. Columnar ettringites formed by pozzolanic reaction were observed in the SEM images of all portland cement solidified specimens and some hydrated lime solidified specimens. Regardless of addition of polymeric materials, all s/s forms satisfy the uniaxial compressive strength (UCS) requirements (0.35 MPa) for land reclamation and show remarkably reduced leaching concentrations of heavy metals such as As, Cd, Cu, Pb and Zn less than the toxicity criteria of Korean standard leaching test. Its increased strength and satisfactory heavy metal stabilization suggest polymer modified cement and hydrated lime solidification can be applied to abandoned mine tailings with improvement of a long term stability.
중금속을 함유한 금속광산 폐광미의 고형화 처리를 위하여 5개 폐 금속광산의 광미에 대하여 시멘트와 소석회를 이용한 고형화 처리를 실시하였다. 또한 폴리머(EVA powder) 개질을 통한 고화체의 강도증진 및 중금속 용출 저감정도를 알아보기 위해 각각의 고화체에 2.5%와 5% 비율로 EVA를 혼합하여 고화체를 제작하였다. 제작한 고화체는 양생 후 압축강도 측정, SEM 분석, 중금속 용출실험을 실시하였다. 고화체를 이용하여 SEM 분석을 실시한 결과 시멘트 고화체의 경우 모든 시료, 소석회 고화체의 경우 일부 시료에서만 막대상의 에트린자이트 형상이 관찰되었다. 압축강도 실험결과 EVA를 첨가한 고화체의 경우 첨가하지 않은 고화체보다 대체적으로 높은 강도값을 나타냈으며 모든 고화체에서 미국 EPA 폐기물매립 권고기준인 0.35 MPa를 만족하였다. 중금속 용출실험에서는 모든 시료에서 유해물질 기준 이하의 농도로 검출되었다. 강도증진과 중금속의 안정화 효과를 고려할 때, 폐금속 광미의 처리에 폴리머 개질 시멘트 및 소석회 고형화를 적용하여 장기간 안정화를 기할 수 있을 것으로 예상된다.
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- Journal Title :Journal of the Korean Society for Geosystem Engineering
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Journal of the Korean Society of Mineral and Energy Resources Engineers
