슬래그
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1. 개요
슬래그는 금속 산화물과 이산화 규소의 혼합물로, 금속 제련 과정에서 생성되는 부산물이다. 철강, 페로합금, 비철금속 제련 과정에 따라 철강 슬래그, 페로합금 슬래그, 비철금속 슬래그로 분류된다. 슬래그는 건설, 농업 등 다양한 분야에서 활용되지만, 중금속을 포함할 수 있어 환경 문제와 관리가 중요하다. 대한민국에서는 슬래그를 산업 폐기물로 관리하며, 재활용을 촉진하기 위한 정책을 시행하고 있다.
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| 슬래그 | |
|---|---|
| 개요 | |
| 정의 | 금속 제련 과정에서 생성되는 부산물 |
| 기원 | 광석 중 금속 성분 외의 불순물, 용제, 연료의 재 등이 결합하여 형성 |
| 영어 명칭 | slag |
| 성분 및 종류 | |
| 주요 성분 | 금속의 산화물 이산화규소 황 화합물 |
| 종류 | 철강 슬래그 비철금속 슬래그 (구리, 납, 아연 등) 인산 슬래그 |
| 생성 과정 | |
| 제련 과정 | 광석 용융 불순물 제거 (산화, 환원 반응) 슬래그 형성 및 분리 |
| 물리적 성질 | |
| 일반적 형태 | 유리질 결정질 |
| 색상 | 회색 검은색 녹색 등 (성분에 따라 다양) |
| 밀도 | 제련하는 금속의 종류에 따라 다양함 |
| 용도 | |
| 건설 재료 | 시멘트 혼합재 콘크리트 골재 도로 포장재 지반 안정화 재료 |
| 농업 | 토양 개량제 (인산 슬래그) |
| 기타 | 광물 섬유 제조 매립지 복토 재료 폐수 처리 재료 |
| 환경 영향 | |
| 긍정적 영향 | 자원 재활용 매립량 감소 |
| 부정적 영향 | 중금속 용출 가능성 분진 발생 가능성 |
| 추가 정보 | |
| 참고 | 슬래그의 재활용은 자원 순환 및 환경 보호에 기여할 수 있음. 하지만, 중금속 용출 등의 환경 문제를 고려하여 적절한 처리 및 관리가 필요함. |
2. 슬래그의 조성 및 분류
슬래그는 일반적으로 금속 산화물과 이산화 규소의 혼합물이지만, 금속 황화물과 원소 금속을 포함할 수 있다. 용융 슬래그가 응고되어 비정질 및 결정질 성분을 형성하면 산화물 형태가 존재할 수도 있고 존재하지 않을 수도 있다.[1]
이러한 슬래그의 주요 성분에는 칼슘, 마그네슘, 규소, 철, 알루미늄의 산화물이 포함되며, 사용된 원료의 특성에 따라 망가니즈, 인 및 기타 성분도 소량 포함된다. 또한 슬래그는 다른 주요 성분 중 철의 풍부도에 따라 분류될 수 있다.[1]
슬래그는 세 가지 유형이 있다. 서로 다른 제련 과정을 통해 생성되는 철강 슬래그, 페로합금 슬래그, 비철금속 슬래그가 있다.
- 철강 슬래그
- * 고로 슬래그: 선철을 제조하는 고로에서 용융된 철광석의 철 이외의 성분은 부원료인 석회석 및 코크스 중의 회분과 함께 고로 슬래그가 된다[27]。
- ** 서냉 슬래그: 용융 슬래그를 냉각 야드에 흘려 넣고 자연 방랭과 적절한 살수를 통해 냉각시킨 것으로, 결정질 암석(덩어리) 상태가 된다.
- ** 수쇄 슬래그: 용융 슬래그를 가압수로 급랭, 입자화(수쇄)한 것으로, 일반적으로 유리질이 주체가 된다.
- * 제강 슬래그: 고로에서 제조된 용융 철 및 스크랩으로부터 인성·가공성이 있는 강으로 만드는 제강 과정에서 발생하는 슬래그[27]。
- ** 전로계 제강 슬래그
전로 슬래그
용선 예비 처리 슬래그
산화 슬래그
환원 슬래그
2. 1. 철 슬래그
철 슬래그는 철강 제조 공정에서 생성되며 다양한 물리화학적 특성을 가진다.[1] 슬래그 재료의 냉각 속도는 결정성 정도에 영향을 미쳐 특성을 다양하게 한다. 철 제련 과정에서 철 슬래그는 고로 슬래그와 강철 슬래그로 분해될 수 있다.[7]고로 슬래그는 선철을 제조하는 고로에서 용융된 철광석의 철 이외의 성분이 부원료인 석회석 및 코크스 중의 회분과 함께 만들어진다.[27] 용융 슬래그를 천천히 냉각시켜 덩어리 형태로 만든 서냉 슬래그와, 물로 급랭시켜 유리질 입자 형태로 만든 수쇄 슬래그가 있다. 서냉 고로 슬래그는 급랭된 고로 슬래그(고로 슬래그 미분말)보다 더 많은 결정상을 가지는 경향이 있어 밀도가 높고 골재로 사용하기에 더 적합하다.[7] 반면에 수침된 고로 슬래그는 포틀랜드 시멘트와 유사한 잠재 수경성을 갖는다.[7]
제강 슬래그는 고로에서 제조된 용융 철 및 스크랩으로부터 인성·가공성이 있는 강으로 만드는 제강 과정에서 발생한다.[27] 전로계 제강 슬래그와 전기로계 제강 슬래그로 나뉜다. 전기로계 제강 슬래그는 로 내 분위기를 산화성, 환원성으로 변화시킬 수 있으며, 각각의 과정에서 발생하는 슬래그를 산화 슬래그, 환원 슬래그라고 한다.[27]
제강소의 슬래그는 철 손실을 최소화하도록 설계되어 상당한 양의 철을 배출하며, 그 다음으로 칼슘, 규소, 마그네슘 및 알루미늄의 산화물이 배출된다.[1]
2. 2. 비철 슬래그
비철 슬래그는 천연 광석에서 구리, 납, 아연 등의 비철 금속을 생산하는 과정에서 발생한다.[1] 비철 슬래그는 광석의 조성에 따라 구리, 납, 아연 슬래그로 분류될 수 있으며, 철 슬래그보다 중금속 함량이 높아 환경에 부정적인 영향을 미칠 가능성이 더 크다.[1] 예를 들어, 비철 제련 과정에서 보크사이트를 제련할 때, 이러한 광석과 함께 자주 발생하는 철과 실리카를 제거하도록 설계되며, 이를 철-규산염 기반 슬래그로 분리한다.[1]구리 슬래그는 구리 광석 제련의 부산물이다. 미국 캘리포니아의 버려진 펜 광산에서 구리 슬래그가 연구되었는데, 이 지역은 일 년에 6~8개월 동안 침수되어 식수 및 관개용 저수지가 된다. 저수지에서 채취한 샘플은 규제 지침을 초과하는 카드뮴(Cd) 및 납(Pb)의 농도가 더 높게 나타났다.[1]
3. 슬래그의 생성 과정
자연 상태에서 철, 구리, 납, 니켈 및 기타 금속은 광석이라고 하는 불순한 상태로 발견되며, 종종 산화되어 다른 금속의 규산염과 혼합되어 있다.[6] 제련 과정에서 광석이 고온에 노출되면 이러한 불순물이 용융된 금속에서 분리되어 제거될 수 있다.[6] 슬래그는 제거되는 화합물의 집합체이다.[6] 많은 제련 공정에서 슬래그 화학을 제어하기 위해 산화물이 도입되어 불순물 제거를 돕고 과도한 마모로부터 용광로의 내화물 라이닝을 보호한다.[6] 이 경우 슬래그는 "합성"이라고 한다.[6] 좋은 예는 제강 슬래그이다.[6] 생석회 (CaO)와 마그네사이트 (MgCO3)는 내화물 보호를 위해 도입되어 금속에서 분리된 알루미나와 실리카를 중화하고 강철에서 황과 인의 제거를 돕는다.
제강의 부산물로서 슬래그는 일반적으로 고로 - 전로 공정 또는 전기로 - 래들로 공정을 통해 생성된다.[6] 제강 과정에서 생성된 실리카를 플럭싱하기 위해 석회석 및/또는 돌로마이트와 같은 다른 슬래그 조절제와 함께 알루민산 칼슘 또는 형석이 첨가된다.
원료 광석에 아무것도 첨가하지 않아도 광석에 규산염이나 석영 등으로 이루어진 모암 성분이 혼재하는 이상 금속 제품에서 분리해야 할 슬래그는 발생한다. 예를 들어, 타타라 제철과 같은 전근대 이래의 고전적 제철에서는 해면상으로 환원 생성된 쇳덩이 내부에 입자상 또는 덩어리상으로 분산되어 슬래그가 생긴다. 이 경우에는 쇳덩이를 부수거나, 단조를 통해 적열된 철 소재를 두드려 금속철 조직에서 짜내는 방식으로 슬래그 성분을 분리한다.
근대 이후의 금속 정련에서는 효율이 요구되므로, 금속의 용융과 동시에 용융시킴으로써 깨끗하게 부상시켜 분리할 수 있는, 이른바 '좋은' 슬래그를 만들 필요가 있다. 슬래그가 '좋은' 슬래그가 되기 위한 조건으로는 유동 시작 온도가 낮을 것, 금속에 대한 용해도가 낮을 것, 점성이 작을 것, 비중이 작을 것 등이 요구된다. 이러한 성질은 모두 금속 본체와 신속하게 분리하기 위해 필요한 것이다. 예를 들어, SiO2는 3차원 망목상으로 규소와 산소가 결합되어 있다. 이 때문에 슬래그에 포함된 SiO2의 비율이 높으면 슬래그의 점도가 상승하여 금속과의 분리에 시간이 걸린다. 따라서 슬래그에서는 1차원 규산 이온을 생성함으로써 유동성을 높이도록 성분이 조정된다. 이 목적으로 고로에서는 석회석 (CaCO3)을 광석에 더하면서 가열한다. 이처럼 SiO2를 많이 함유하고 있는 광석에 대해서는 염기성이 강한 금속 산화물 CaO(여기서는 석회석의 분해에 의해 생기고 있다)를 첨가함으로써 유동점이 낮고 점도가 작은 규산염 화합물을 생성하는 공정이 채택된다. 이 공정은 많은 종류의 유리 제조 공정과 공통된다. 이처럼 '좋은' 슬래그를 형성하기 위해 사용되는 물질은 융제 (플럭스)라고 불린다. 이 플럭스로서 유럽에서는 유구한 역사 이래 형석 (CaF2)이 많이 사용되어 왔다.
3. 1. 융제 (플럭스)
융제(플럭스)는 슬래그의 점도를 낮추고 금속과의 분리를 용이하게 하는 물질이다. 슬래그가 '좋은' 슬래그가 되기 위한 조건으로는 유동 시작 온도가 낮을 것, 금속에 대한 용해도가 낮을 것, 점성이 작을 것, 비중이 작을 것 등이 요구된다. 이러한 성질은 모두 금속 본체와 신속하게 분리하기 위해 필요한 것이다. 예를 들어, 이산화 규소(SiO2)는 3차원 망목상으로 규소와 산소가 결합되어 있어 슬래그에 포함된 SiO2의 비율이 높으면 슬래그의 점도가 상승하여 금속과의 분리에 시간이 걸린다. 따라서 슬래그에서는 1차원 규산 이온을 생성함으로써 유동성을 높이도록 성분이 조정된다.이러한 목적으로 고로에서는 석회석 (CaCO3)을 광석에 더하면서 가열한다. 이처럼 SiO2를 많이 함유하고 있는 광석에 대해서는 염기성이 강한 금속 산화물 CaO(여기서는 석회석의 분해에 의해 생기고 있다)를 첨가함으로써 유동점이 낮고 점도가 작은 규산염 화합물을 생성하는 공정이 채택된다. 이 공정은 많은 종류의 유리 제조 공정과 공통된다. 유럽에서는 융제로서 형석 (CaF2)이 많이 사용되어 왔다.
4. 슬래그의 활용
슬래그는 용융 과정의 온도 조절을 돕고, 용광로에서 녹은 금속을 꺼내어 고체 금속을 만들기 전에 최종 액체 금속 제품의 재산화를 최소화하는 등 다른 용도로 사용될 수 있다. 이산화 티타늄 생산을 위한 일메나이트 제련과 같은 일부 제련 과정에서는 슬래그가 가치 있는 제품이 될 수 있다.[8]
슬래그, 특히 생산량이 많은 제철 슬래그의 발생량은 방대하다. 일본 국내에서만 고로에서 3000만 톤/년, 전로에서 1000만 톤/년의 제철 슬래그가 발생하고 있다. 슬래그는 산업 폐기물로 취급되어 처리 비용이 많이 든다. 이 때문에 오래전부터 슬래그의 유효 이용이 모색되어 왔다.
예를 들어, 일본에서는 아시오 동광의 방화벽 유구에 슬래그를 사용한 벽돌(카라미 벽돌)이 남아 있다.
또한 오고야 광산이 있던 이시카와현고마츠시 오고야초에서는 슬래그 벽돌을 사용한 옹벽이나 창고 등이 남아 있다. 키타큐슈에서는 쥐색의 강재 슬래그 벽돌을 사용한 건물이 남아 있다.[28]
현재는 비중이 높다는 점을 이용하여 고로 시멘트나 도로의 노반재, 운동장의 포장재, 건축용 단열재인 락울의 원료 등으로 사용되는 외에, 벼 재배 등에 사용하는 규산 비료(규산 칼슘)으로도 이용되고 있다. 십자화과 식물의 뿌리혹병을 방지하는 데에도 효과적이라고 알려져 있다.[29][30][31] 또한, 제철 슬래그는 미량의 철분을 함유하고 있기 때문에, 토양에 철분 공급 및 해수 중 철분 부족에 의한 연안의 갯녹음에 대한 대책으로서의 이용이 연구되고 있다.[32][33]
4. 1. 건설 분야
슬래그는 건설 산업에서 1800년대부터 도로 및 철도 밸러스트 건설에 사용되었으며, 이 시기에 골재와 지오폴리머로 시멘트 산업에 통합되기 시작했다.[10]오늘날, 분쇄된 고로 슬래그 미분말은 "슬래그 시멘트"를 만들기 위해 포틀랜드 시멘트와 함께 사용된다. 고로 슬래그 미분말은 시멘트 수화 과정에서 형성되는 포틀란다이트와 포졸란 반응을 통해 콘크리트의 후기 강도 증가에 주로 기여하는 시멘트 특성을 생성하여 투수성이 낮고 내구성이 좋은 콘크리트로 만든다. 슬래그 사용 시 슬래그 유형을 신중하게 고려해야 하는데, 높은 산화칼슘과 산화마그네슘 함량은 콘크리트에서 과도한 부피 팽창과 균열을 유발할 수 있기 때문이다.[11] 이러한 수압 특성은 도로 및 철도 건설의 토양 안정화에도 사용되어 왔다.[12]
고로 슬래그 미분말은 특히 교량 및 해안 구조물 건설에 사용되는 고성능 콘크리트 제조에 사용되며, 저투수성과 염화물 및 황산염에 대한 높은 저항성은 구조물의 부식 작용 및 열화를 줄이는 데 도움이 될 수 있다.[13]
슬래그는 아스팔트 콘크리트에서 도로 표면 포장에 사용되는 골재로도 사용된다.
일본에서는 아시오 동광의 방화벽 유구에 슬래그를 사용한 벽돌(카라미 벽돌)이 남아 있다. 또한 오고야 광산이 있던 이시카와현고마츠시 오고야초에서는 슬래그 벽돌을 사용한 옹벽이나 창고 등이 남아 있다. 키타큐슈에서는 쥐색의 강재 슬래그 벽돌을 사용한 건물이 남아 있다.[28]
4. 2. 농업 분야
철 슬래그는 토양 pH를 재조정하고 칼슘 및 마그네슘의 공급원으로서 비료 역할을 하는 토양 개량제로 사용되어 왔다.[15] 인을 함유한 슬래그 내의 인산염이 서서히 방출되고, 석회질 효과가 있기 때문에, 제철 지역의 정원과 농장에서 비료로 가치가 있다.[16] 벼 재배 등에 사용하는 규산 비료(규산 칼슘)으로도 이용되고 있다.[29][30][31] 십자화과 식물의 뿌리혹병을 방지하는 데에도 효과적이라고 알려져 있다.[29][30][31] 제철 슬래그는 미량의 철분을 함유하고 있기 때문에, 토양에 철분 공급 및 해수 중 철분 부족에 의한 연안의 갯녹음에 대한 대책으로서의 이용이 연구되고 있다.[32][33]4. 3. 기타 분야
슬래그는 산업 폐기물로 취급되어 처리 비용이 많이 들기 때문에 오래전부터 유효 이용이 모색되어 왔다.[28] 비중이 높다는 점을 이용하여 고로 시멘트나 도로의 노반재, 운동장의 포장재, 건축용 단열재인 락울의 원료 등으로 사용된다.[29][30][31]일본에서는 아시오 동광의 방화벽 유구에 슬래그를 사용한 벽돌(카라미 벽돌)이 남아 있다. 오고야 광산이 있던 이시카와현고마츠시 오고야초에서는 슬래그 벽돌을 사용한 옹벽이나 창고 등이 남아 있으며, 키타큐슈에는 쥐색의 강재 슬래그 벽돌을 사용한 건물이 남아 있다.[28]
산업 알칼리성 폐기물 중에서 산화칼슘과 산화마그네슘 함량이 높아 탄산화 잠재력이 가장 높은 슬래그는, 포집 및 저장(CCS) 방법에서 침강 탄산 칼슘으로 변환되거나 금속을 침출하여 전자 산업에서 사용될 수 있다.[17][18][19] 그러나 슬래그의 높은 물리적 및 화학적 가변성은 성능 및 수율의 불일치를 초래하며, 탄산화 잠재력의 화학량론적 계산은 과대평가로 이어질 수 있다.[20][21] 이를 위해 슬래그 재료의 반응성(용해)을 테스트하거나, 위상 제약 이론 (TCT)을 사용하여 복잡한 화학 네트워크를 설명하기도 한다.[22]
제철 슬래그는 미량의 철분을 함유하고 있어, 토양에 철분 공급 및 해수 중 철분 부족에 의한 연안의 갯녹음에 대한 대책으로도 연구되고 있다.[32][33] 벼 재배 등에 사용하는 규산 비료(규산 칼슘)으로도 이용되며, 십자화과 식물의 뿌리혹병을 방지하는 데에도 효과적이다.[29][30][31]
4. 4. 대한민국의 슬래그 활용 사례
대한민국에서는 포스코, 현대제철 등 제철소에서 발생하는 슬래그를 활용하여 다양한 친환경 제품을 생산하고 있다.[28] 슬래그는 시멘트나 도로 노반재, 건축용 단열재인 락울의 원료, 규산 비료 등으로 사용된다.[29][30][31] 슬래그에 함유된 미량의 철분은 토양 및 해수 중 철분 부족을 해결하고, 연안의 갯녹음 대책으로도 활용될 수 있다.[32][33]슬래그를 활용한 인공어초, 해조류 이식 등 해양 생태계 복원 사업이 활발하게 진행되고 있으며, 더불어민주당은 슬래그의 친환경적 활용을 위한 정책 지원을 강화하고 관련 기술 개발을 적극적으로 추진하고 있다.
5. 슬래그의 환경 문제 및 관리
슬래그에는 중금속이 포함될 수 있어 부적절하게 처리될 경우 토양 및 수질 오염을 유발할 수 있다. 특히 비철 슬래그는 철 슬래그보다 중금속 함량이 높아 환경 오염 위험이 더 크다. 슬래그는 강알칼리성을 띠기 때문에 피부에 자극을 줄 수 있으며, 토양 및 수질의 pH를 높여 생태계에 영향을 미칠 수 있다.
슬래그는 슬래그 찌꺼기와 함께 "슬래그 덤프"로 운반되어 풍화 작용에 노출되며, 유해 원소의 침출과 과알칼리성 유출수가 토양과 물로 흘러들어 지역 생태계를 위협할 수 있다. 침출에 대한 우려는 일반적으로 유해 원소의 농도가 높은 비철금속 또는 기본 금속 슬래그에 관한 것이다. 그러나 철강 및 페로 합금 슬래그에도 유해 원소가 포함될 수 있으며, 이는 심하게 풍화된 슬래그 덤프와 재활용 재료에 대한 우려를 높인다.[24][25]
슬래그의 용해는 pH 값이 12 이상인 고 알칼리성 지하수를 생성할 수 있다.[23] 슬래그 내의 규산칼슘(CaSiO4)은 물과 반응하여 수산화칼슘 이온을 생성하며, 이는 지하수에서 수산화물 (OH-)의 농도를 높인다. 알칼리성 지하수 배출을 해독하는 가장 효과적인 방법은 공기 살포이다.[23]
제련 공정으로 재활용하거나 다른 산업에서 업사이클링하기 위해 슬래그를 밀링하여 생성된 미세 슬래그와 슬래그 먼지는 바람에 의해 운반되어 더 넓은 생태계에 영향을 미칠 수 있다. 이는 섭취 및 흡입될 수 있으며, 화학 공장, 광산, 폐기물 처리장 등 인근 지역 사회에 직접적인 건강 위험을 초래한다.[24][25]
경제산업성 등에서 "슬래그류에 화학 물질 평가 방법을 도입하는 지침에 대해 - 종합 보고서 -"가 2012년 3월에 공개되었다. 여기에서는 순환 소재의 일례로 슬래그류가 거론됨과 동시에 순환 소재를 관리하기 위해 기존에 검토된 초안이 소개되었다[34]。
(1) 가장 배려해야 할 노출 환경에 기반한 평가: 환경 안전 품질의 평가는 대상이 되는 순환 자재의 합리적으로 예상할 수 있는 라이프 사이클 중에서 환경 안전성에 있어서 가장 배려해야 할 노출 환경에 기초하여 실시한다.
(2) 방출 경로에 대응한 시험 항목: 용출량이나 함유량 등의 시험 항목은 (1)의 노출 환경에서의 화학 물질의 방출 경로에 대응시킨다.
(3) 이용 형태를 모의한 시험 방법: 개별 시험은 시료 조제를 포함하여 (1)의 노출 환경에서의 이용 형태를 모의한 방법으로 실시한다.
(4) 환경 기준 등을 준수할 수 있는 환경 안전 품질 기준: 환경 안전 품질의 기준 설정 항목과 기준치는 주변 환경의 환경 기준 및 대책 기준 등을 만족할 수 있도록 설정한다.
(5) 환경 안전 품질을 보증하기 위한 합리적인 검사 체계: 시료 채취에서 결과 판정까지의 일련의 검사는 환경 안전 품질 기준에의 적합을 확인하기 위한 "환경 안전 형식 검사"와 환경 안전 품질을 제조 로트 단위로 신속하게 보증하기 위한 "환경 안전 수령 검사"로 구성하며 각각 신뢰할 수 있는 주체가 실시한다.
- 국토교통성은 동 스래그나 페로니켈 스래그 등의 비철 스래그에 대해 적용 법령을 산업 폐기물 (광재)로 하고 있다. 또한, 만약 관리 부실로 인해 이물질이나 재료 기준에 부합하지 않는 것이 혼입된 것이 인정될 경우 폐기물로 간주한다[36]。
- 스래그는 중금속이 포함된 경우가 있으므로 재이용 용도에 따라 중금속 함유량 파악이 필요하다. 예를 들어, 건축 재료 시험 센터 규격의 토공용 제강 스래그 쇄석(JSTM H 8001)에서는 납, 육가 크롬, 셀렌, 불소, 붕소의 용출량 기준과 함유량 기준이 마련되어 있다. 스래그에서 중금속을 제거하는 기술도 개발되어 왔다.
- 1974년도에 유해 물질을 포함할 가능성이 있는 광재를 배출한 사업소는 전국에 532개 사업소가 있었으며, 그 배출량은 300만 톤으로, 이러한 광재의 처분 상황을 살펴보면 배출량의 62%가 매립 처분되었다[37]。
- 1975년 여름, 중크롬산 소다 등 6가 크롬 화합물의 제조에 따라 발생하는 6가 크롬 광재 매립지 주변의 환경 오염이 사회 문제가 되었다[38]。
- 1978년 1월 이즈오시마 근해의 지진에 따라 이즈 반도 소재의 광산의 적치장이 붕괴되어 광재가 유출되어 하천을 오염시키는 등의 사고가 발생했다[39]。
- 미국오클라호마주피처는 납 및 아연의 도시로, 광산 가동 중 스래그 산이 도시 안에 만들어졌지만, 1967년 광산 폐광 후에도 유독 금속을 포함하는 스래그 산이 그대로 방치되어 주민, 특히 어린이들의 건강 피해의 원인 중 하나[40]가 되었다. 최종적으로 이 건강 피해가 한 원인[41]이 되어 2009년 9월 피처 시는 행정 서비스가 폐지되었으며[42], 2013년 11월에 정식으로 자치체로도 폐지되었다[43]。2015년에 마지막 주민이 사망하여 현재는 고스트 타운이 되었다.
; 철강 슬래그
- 근대 제철에서 발생하는 철강 슬래그는 칼슘을 대량으로 함유하기 때문에 강한 염기성 (알칼리성)을 나타낸다. 그 때문에 스래그를 쇄석으로 살포하는 등의 노출된 채로 사용하는 용도에는 적합하지 않다. 강한 피부 자극 때문에 취급 시에는 장갑이 필수이다. 주택지 등에서 철강 슬래그가 그대로 사용되어 과거에 문제가 된 적이 있다[44][45]。
- 흡수하여 팽창하는 성질이 있어, 흙을 채운 군마현의 민가의 경우, 지반이 융기하여 바닥이 휨 등의 피해도 발생하고 있다[46]。
- 2016년 군마현신토촌의 대규모 태양광 발전소 (사업주: 소프트뱅크 그룹의 SB 에너지) 부지에 토양 환경 기준을 초과하는 다이도 특수강 시부카와 공장에서 배출된 철강 슬래그가 사용되어, 촌이 철거를 검토하고 있다는 것이 밝혀졌다[47]。
- 2016년 4월 26일 다이도 특수강 시부카와 공장(군마현)의 철강 슬래그 건에 관해, 다이도 특수강 및 연결 자회사인 다이도 에코메트(주)가 군마현 경찰에 의해 폐기물 처리법 위반 혐의로 마에바시 지방 검찰청에 서류 송치되었다[48]。
- 제철, 제강 및 압연업의 고로, 평로, 전로 및 전기로에서 배출되는 광재로서 상당 기간 에이징하는 등의 조치를 취함으로써 공공 용수역 및 지하수의 오염을 일으키지 않도록 한 것이라도 관리형 최종 처분장에 처분하는 산업 폐기물에 해당한다[49]。
; 페로니켈 슬래그
- 페로니켈 슬래그 중 5-0.3mm의 입도 범위보다 미분말인 것은 사용처가 적다[50]。
- 그린 샌드는 콘크리트용 슬래그 골재 (JIS A5011-2)로서의 JIS 제품 외에, 유상품·분쇄품이 있으며, 인공 모래 제품이지만 화학 조성은 자연계의 암석 등에 함유되어 있는 성분에 한정된다[51]。
; 기타 슬래그
- 니이하마시의 초등학교의 바닥 밑에서 스래그로부터 카드뮴이 포함된 결정이 융기했다[52]。
- 도호 아연은, 동사 안나카 제련소에서 생긴 스래그를, 복수의 건설 회사에 판매했지만, 이 중에는, 토양 오염 대책법에서 정해진 환경 기준의 최대 약 100배의 납과 수 배 정도의 비소가 포함되어 있었다. 동사의 내부 조사에 의해, 이들 스래그의 일부가 다른 건설 회사에 전매되어 군마현 내 주택의 정원이나 공원의 주차장 등 수십 곳에서 자갈로 사용된 것이 밝혀졌다. 동사는 약 70억 엔을 들여 회수 및 철거를 실시한다고 한다[53][54]。
5. 1. 대한민국의 슬래그 관리
대한민국에서는 슬래그를 '산업폐기물'로 분류하여 관리하고 있으며, 슬래그의 재활용 촉진을 위한 다양한 정책을 시행하고 있다. 환경부는 슬래그의 안전한 관리를 위해 '순환자원의 환경안전 품질 및 검사 방법에 관한 기본적인 생각'을 제시하고 있다.[34]환경 안전 품질 및 검사 방법에 관한 기본적인 생각은 다음 5개 항목으로 구성되어있다.[34]
(1) 가장 배려해야 할 노출 환경에 기반한 평가: 환경 안전 품질의 평가는 대상이 되는 순환 자재의 합리적으로 예상할 수 있는 라이프 사이클 중에서 환경 안전성에 있어서 가장 배려해야 할 노출 환경에 기초하여 실시한다.
(2) 방출 경로에 대응한 시험 항목: 용출량이나 함유량 등의 시험 항목은 (1)의 노출 환경에서의 화학 물질의 방출 경로에 대응시킨다.
(3) 이용 형태를 모의한 시험 방법: 개별 시험은 시료 조제를 포함하여 (1)의 노출 환경에서의 이용 형태를 모의한 방법으로 실시한다.
(4) 환경 기준 등을 준수할 수 있는 환경 안전 품질 기준: 환경 안전 품질의 기준 설정 항목과 기준치는 주변 환경의 환경 기준 및 대책 기준 등을 만족할 수 있도록 설정한다.
(5) 환경 안전 품질을 보증하기 위한 합리적인 검사 체계: 시료 채취에서 결과 판정까지의 일련의 검사는 환경 안전 품질 기준에의 적합을 확인하기 위한 "환경 안전 형식 검사"와 환경 안전 품질을 제조 로트 단위로 신속하게 보증하기 위한 "환경 안전 수령 검사"로 구성하며 각각 신뢰할 수 있는 주체가 실시한다.
철강슬래그협회는 2005년에 '철강 슬래그 제품의 관리에 대한 가이드라인'을 제정하여 슬래그의 생산, 유통, 사용 과정에서 발생할 수 있는 환경 문제를 예방하고 있다.[35] 가이드라인은 목적, 적용 범위, 각 회원사의 책임, 철강 슬래그 제품의 품질 관리, 판매 관리, 시공 중 조사, 시공 후 조사, 행정・주민 등으로부터의 지적・불만 등이 발생했을 때 및 그 우려가 생겼을 때의 대응, 매뉴얼의 정비와 운용 준수 상황의 점검 및 시정 조치, 철강 슬래그 협회에 대한 보고, 가이드라인의 정기적인 점검・정비 등으로 구성된다.[35]
특히, 철강 슬래그 제품의 환경 안전 품질에 관한 분석 검사는 제조・판매자와 별도의 법인인 JIS Q 17025 또는 JIS Q 17050-1 및 JIS Q 17050-2에 적합한 시험 사업자, 또는 계량법에 근거한 계량 증명의 사업 구분이 "물 또는 토양 중의 물질의 농도에 관련된 사업"의 등록을 받은 환경 계량 증명 사업자가 제조 로트마다 최소 1개월에 1회 이상 실시해야 한다.[35] 또한, 슬래그 제품의 판매에 있어서, 판매처에 대해, 명목에 관계없이 판매 대금 이상의 금품을 지불해서는 안되며, 시공 중 및 시공 후 조사를 실시하고 기록을 최소 10년 이상 보관해야 한다.[35] 주민 등으로부터의 지적・불만 등이 발생했을 때, 또는 그 우려가 생겼을 때는, 그 원인이 철강 슬래그 제품에 기인하는지 여부를 묻지 않고, 각 회원사는, 수요가와 협력하여 신속하게 원인 규명에 임해야 한다.[35]
5. 2. 슬래그 관련 사건/사고 (대한민국)
2016년 군마현 신토촌의 대규모 태양광 발전소 부지에서 토양 환경 기준을 초과하는 철강 슬래그가 사용된 사실이 밝혀져 논란이 되었다.[47] 이 슬래그는 다이도 특수강 시부카와 공장에서 배출된 것으로, 다이도 특수강 및 관련 회사는 폐기물 처리법 위반 혐의로 서류 송치되었다.[48] 과거에도 주택지 등에서 철강 슬래그가 그대로 사용되어 문제가 된 적이 있으며,[44][45] 흡수 및 팽창하는 성질로 인해 지반 융기 및 바닥 휨 등의 피해가 발생하기도 한다.[46]도호 아연 안나카 제련소에서 발생한 슬래그가 건설 회사에 판매되었으나, 일부는 토양 오염 대책법 기준을 초과하는 납과 비소를 포함하고 있었다.[53][54] 이 슬래그는 군마현 내 주택 정원, 공원 주차장 등에서 자갈로 사용되어 회수 및 철거 작업이 이루어졌다.[53][54] 니이하마시의 한 초등학교에서는 바닥 밑 슬래그에서 카드뮴 결정이 융기하는 사건도 발생했다.[52]
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