슬래그의 재발견

철을 만들 때 생기는 찌꺼기, 슬래그
제철소에서 발생하는 부산물은 슬래그(slag), 더스트(dust), 슬러지(sluge), 폐내화물 등이며 이중 최대 부산물은 단연 슬래그이다.

많은 금속원소는 대부분 산화물의 광석형태로 존재하는데 용광로에서 철광석으로부터 철을 만들 경우, 철광석 중의 규소, 알루미늄, 칼슘 등은 환원되지 않고 산화물 형태로 남아 용융(녹아서 섞임)된다. 용광로의 하부에는 용융된 철이 모이고, 상부에는 이러한 용융산화물이 남는데, 이 용융산화물을 슬래그라고 부른다. 쉽게 말하면 슬래그는 일종의 쇠 찌꺼기라 할 수 있다.

                            <그림1> 철을 만들 때 생기는 부산물인 슬래그

고로조업에서 슬래그는 300kg ~500kg 발생
통상적인 제철조업에서 선철 1톤당 200kg ~350kg의 고로 슬래그와 용강 1톤당 100kg ~150kg의 제강 슬래그가 발생한다. 특히 철광석에는 인체에 유해한 중금속이 포함되어 있는 경우가 적어 슬래그는 시멘트 원료, 도로용 및 토목용 골재 등 돌이나 매립용 자갈, 모래, 흙의 대체품으로 100% 활용되고 있다.

고로 슬래그의 경우, 발생량의 70% 정도가 시멘트 공업에 재활용되고 있으며, 20%~25%가 도로용 소재 및 바다나 강의 매립용으로 재활용된다. 도로용 용도로는 노반(路盤)재뿐만 아니라, 표층재, 기층재, 지반개량재 및 아스팔트용 골재 등으로 도로 건설재료의 전반에 걸쳐 사용되고 있다. 최근에는 고로 슬래그를 벽 타일, 도기, 유리의 부원료 등으로 활용하거나 건축용 인조석으로 제작하는 방안도 연구되고 있다.

어초(漁礁) 등 다양한 용도로 재활용
제강 슬래그의 경우, 고로 슬래그와는 달리 팽창자괴성(자연적으로 붕괴하는 성질)이 있어, 도로 건설용 자재로의 이용이 늦어졌으나 최근에는 이를 극복할 수 있는 활용기술이 활발히 연구되고 있다. 고로 슬래그에 비해 제강 슬래그는 천연석 및 생물의 부착이 많기 때문에 커다란 전로 슬래그의 덩어리를 해저에 퇴적하거나 중간 크기의 덩어리는 상자에 넣어 어초(漁礁)로 활용하는 사례가 늘고 있다. 또한 제강 슬래그는 논 농사용 특수비료나 밭농사 및 목초, 시설 원예용의 비료로 재활용할 수 있고 혹은 제철원료로도 재사용되고 있다.

          <그림2> 슬래그를 재활용에서 만든 어초
 

새로운 정련법의 개발 노력도 활발
철강업계는 슬래그의 재활용을 극대화하는 노력과 함께, 원가절감과 환경 대응에 대한 필요성이 크게 부각됨에 따라 슬래그 발생을 최소화하기 위한 새로운 정련법 개발에 주력하고 있다. 용선 예비처리 강화와 제강 슬래그 중 철 성분을 소결 원료로 재활용함으로써 슬래그 배출량을 기존의 절반 이하로 줄이는 공정의 상용화가 이런 노력의 결과라 할 수 있다.

출처:POSCO연구소 이종민 연구원