규소 슬래그를 이용한 수용상 비소 흡착 제거 (Removal of Aqueous Arsenic Via Adsorption onto Si Slag)

서지정보

· 발행기관 : 대한자원환경지질학회
· 수록지 정보 : 자원환경지질 / 46권 / 6호 / 521 ~ 533페이지
· 저자명 : 김성희, 설정우, 이우춘, 김순오

초록

본 연구는 규소슬래그의 흡착제로서의 주요한 특성을 분석하고 규소슬래그와 수용상 비소와의 흡착특성을 규명하여 규소슬래그의 비소 흡착제로서의 활용가능성을 평가하고자 수행되었다. 규소슬래그의 비표면적은 6.71 m2/g으로다른 슬래그들에 비해 다소 높았으나, 비소 제어에 널리 이용되고 있는 철 (산수)산화물들에 비해서는 상대적으로 낮았다. 전위차 적정법(potentiometric titration)에 의해 측정된 영전하점(point of zero salt effect, PZSE)은 7.3으로비교적 높아 주로 음이온으로 존재하는 비소의 흡착에 유리한 특성인 것으로 조사되었다. 흡착등온식을 알아보기 위한 실험결과, 두 비소 종 모두 Langmuir 등온식이 규소슬래그와의 흡착특성을 가장 잘 모사한 것으로 평가되었다.
pH에 따른 흡착특성은 3가 비소는 pH 7에서 최대 흡착량을 보였고, 그 외 pH 조건에서는 흡착량이 현저하게 감소하였다. 5가 비소의 최대 흡착량은 가장 낮은 pH 조건(pH 4)에서 나타났으며, pH가 증가함에 따라 흡착량이 지속적으로 감소하는 것으로 조사되었다. 흡착반응속도를 알아보기 위한 실험결과, 3가 비소의 흡착은 2시간 이내에 평형에도달하였으며, 5가 비소의 경우에는 8시간 이내에 평형에 도달하였다. 그리고 비소의 화학종과 관계없이 규소슬래그와의 흡착반응속도는 유사이차 반응속도모델이 가장 적합한 것으로 나타났다. 동일한 실험 조건에서 5가 비소가 3가비소 보다 약 6배가량 큰 규소슬래그와의 친화력을 나타났다.

영어초록

This study was initiated to evaluate the applicability of Si slag as an adsorbent via investigation of the mainproperties of Si slag as an adsorbent aw well as characterization of adsorption features between aqueous arsenic andSi slag. The specific surface area of Si slag was measured to be 6.71 m2/g which seems to be slightly higher thanthose of other slags, but relatively lower than those of iron (oxyhydr)oxides extensively used for arsenic controllingprocesses. The point of zero salt effect (PZSE) of Si slag determined by potentiometric titration appeared to becomparatively high (7.3), indicating the Si slag may be favorably used for adsorption of arsenic which predominantlyexists as an oxy-anions. The results of adsorption isotherm indicate that regardless of arsenic species, Langmuir-type isotherm is the most suitable to simulate the adsorption of arsenic onto Si slag. With regard to pHdependenceof arsenic adsorption, the adsorption maxima of arsenite was centered at pH 7, and the adsorption wasremarkably decreased in the other pH conditions. In the case of arsenate, on the other hand, the adsorption washighest at the lowest pH (4.0) and then gradually decreased with the increase of pH. Based on the results of kineticexperiments, it is likely that the adsorption of arsenite approached equilibrium within 2 hr, but it took about 8 hrfor arsenate adsorption to be equilibrated. In addition, the Pseudo second order was evaluated to be most consistentwith the empirical data of arsenic adsorption onto Si slag in this study. Under identical conditions, the affinity ofarsenate onto Si slag was estimated to be nearly 6 times higher than that of arsenite.

참고자료

· 없음