목 차 1. 시멘트제조공정및특성 시멘트제조공정 시멘트원료및연료 시멘트소성로를이용한순환자원재활용특성 2. 순환자원재활용및관리현황 재활용일반 시멘트산업폐기물재활용관련법규및기준 수입석탄재방사능관리 3. 시멘트산업순환자원관리강화방안 순환자원분석자료공개 ( 회사별홈페이지 ) 수

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홍정 강
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1 시멘트산업공정특성과순환자원재활용 한국시멘트협회

2 목 차 1. 시멘트제조공정및특성 시멘트제조공정 시멘트원료및연료 시멘트소성로를이용한순환자원재활용특성 2. 순환자원재활용및관리현황 재활용일반 시멘트산업폐기물재활용관련법규및기준 수입석탄재방사능관리 3. 시멘트산업순환자원관리강화방안 순환자원분석자료공개 ( 회사별홈페이지 ) 수입석탄재, 시멘트방사능측정및자료공개 ( 협회홈페이지 ) 4. 시멘트물성과환경적영향 천연토양과시멘트중금속함유량 시멘트중의중금속환경적영향 순환자원재활용기대효과 5. 언론보도내용에대하여 수입고철슬래그시멘트사용으로아파트방사능검출 시멘트업계일본폐타이어수입 사용으로시멘트방사능검출 폐기물사용으로시멘트에중금속함유 폐자동차파쇄잔재물 (ASR) 사용 미정제석탄재콘크리트혼합재사용 시멘트산업재활용폐기물구매비및지원금 수입석탄재유해성논란

3 1. 시멘트제조공정및특성 가 ) 시멘트제조공정 시멘트는주원료인석회석을비롯해부원료인점토질원료, 규산질원료, 철질 원료를일정비율로혼합, 분쇄하여소성로에서고온 ( 최고가스온도 2,000 ) 으로가열하여생성된클링커에석고를첨가, 미분쇄하여시멘트생산 - 1 -

나 ) 시멘트원료및연료 원료 - 시멘트를제조하기위해서는석회석 (CaCO 3 ) 을비롯해규석 (SiO 2 ), 점토 (Al 2 O 3 ), 철광석 (Fe 2 O 3 ) 등의천연광물이필요하지만, 위의네가지화학 성분을함유한물질로중금속등품질규제조건을만족시킨다면산업 부산물및폐기물도활용이가능 - 이에시멘트산업에서는천연자원보존및자원재활용활성화를위하여 연료

4 나 ) 시멘트원료및연료 원료 - 시멘트를제조하기위해서는석회석 (CaCO 3 ) 을비롯해규석 (SiO 2 ), 점토 (Al 2 O 3 ), 철광석 (Fe 2 O 3 ) 등의천연광물이필요하지만, 위의네가지화학 성분을함유한물질로중금속등품질규제조건을만족시킨다면산업 부산물및폐기물도활용이가능 - 이에시멘트산업에서는천연자원보존및자원재활용활성화를위하여 연료 각종산업부산물및폐기물을재활용 - 혼합원료를완전히녹여새로운광물인클링커를만드는데사용되는 구분 연료로는유연탄이주로사용되며폐타이어, 폐합성수지등이보조연료로 사용 <2013 년시멘트산업폐기물재활용현황 > 부원료 석탄재폐주물사오니류소계폐타이어폐합성수지 보조연료 기타가연성 소계 ( 단위 : 천톤 ) 합계 사용량 2, , ,182 5,060 다 ) 시멘트소성로를이용한순환자원재활용특성 초고온의가스온도 (2,000 ) 및긴체류시간으로순환자원사용에따른추가적인대기오염물질배출없음 대용량의폐기물재활용능력 석회석원료에의한중화및세정작용 소각재등 2차폐기물발생없음 < 시멘트소성로에서의순환자원재활용에따른환경부하저감 > - 2 -

5 2. 순환자원재활용및관리현황 가 ) 재활용일반 시멘트산업에서의폐기물재활용은전세계적인추세임 - 시멘트산업에서의폐기물재활용은해외선진국 ( 미국, 유럽, 일본등 ) 에서이미오래전에실용화되었으며국내에서는 90년대부터적용되고있음 - 효율적이면서대량으로폐기물을재활용할수있다는특성때문에해외에서는자원순환사회로의전환에있어서시멘트산업의역할이주목받고있으며폐기물재활용은지속적으로확대되고있는추세 < 한국과일본시멘트산업에서의순환자원재활용현황 > 구분 연도별현황 2005 년 2007 년 2010 년 2013 년 한국 일본 재활용량 ( 천톤 ) 11,873 14,315 14,248 17,108 시멘트톤당사용량 (kg) 재활용량 ( 천톤 ) 25,593 30,720 25,995 30,265 시멘트톤당사용량 (kg) 주 ) 재활용량 : 산업부산물 + 폐기물 - 3 -

6 폐기물재활용을위해서는엄격한사전검사실시 - 시멘트제조공정에서는우수한제품생산이주요목적이기때문에폐기물재활용을위해서는 품질에영향을미치지않는지 폐기물재활용에따른새로운오염물질발생이없는지 유해물질 ( 중금속등 ) 함유량이법규정에적합한지등에대한엄격한사전점검과설비적용가능성을면밀히판단후사용 나 ) 시멘트산업폐기물재활용관련법규및기준 폐기물재활용관련법규 - 시멘트산업에서의폐기물재활용관련규정은 폐기물관리법 으로폐기물관리법제25조 5항에근거하여폐기물을재활용 - 인허가사항 업종 : 폐기물종합재활용업 재활용시설 : 시멘트소성로 재활용용도 : 대체원료 석탄재, 폐주물사, 슬러지 ( 오니 ) 등보조연료 폐타이어, 폐합성수지, 폐목재등 폐기물재활용기준 ( 폐기물관리법시행규칙별표 5 의 2) - 시멘트산업사용폐기물에대한중금속등의함량기준 ( 단위 : mg / kg ) 구분 납 (Pb) 구리 (Cu) 카드뮴 (Cd) 비소 (As) 수은 (Hg) 염소 (Cl) 저위발열량 대체원료 철질 기타 ( 석탄재등 ) 1, , 대체연료 % 4,500 kcal / kg이상 - 4 -

7 다 ) 수입석탄재방사능관리 시멘트업계에서수입되는석탄재에대해서는하역시또는공장반입시 방사선검사를실시 수입석탄재방사선검사실시현황 - 후쿠시마원전사고이후, 월부터환경부지시에따라시멘트사수입석탄재에대해방사선자체측정 월환경부수입석탄재방사능관리강화 매선박별로석탄재하역시또는공장반입시시멘트사방사선측정 측정결과보고체계 ( 시멘트업체 지방환경청 환경부 ) 유지 원주지방환경청수입석탄재주기적샘플링을통한방사능검사실시 방사선측정결과 ( ~ 기준 ) - 대기중 : 0.02 ~ 0.24 µ Sv /h (*µ Sv : 마이크로시버트 ) - 수입석탄재 : 0.02 ~ 0.26 µ Sv /h - 국내석탄재 : 0.06 ~ 0.22 µ Sv /h (2014.9월측정치 ) 수입및국내석탄재의방사선량은자연방사선량 (0.3µ Sv /h) 이내수준 - 5 -

8 3. 시멘트산업재활용관리강화방안 순환자원분석자료공개 ( 회사별홈페이지 ) - 시멘트업계사용폐기물에대해서는 폐기물관리법 에따라폐기물의 종류와양, 중금속함량등을회사별홈페이지에공개하고있음 수입석탄재, 시멘트방사능측정및자료공개 ( 협회홈페이지 ) 구분기존강화조치 수입전자체방사선검사공인기관방사능검사자료공개 -수입되는선박별로하역시또는 공장반입시검사 - 일부업체에서수입석탄재에대해 공인기관방사능검사실시 < 강화 > -수입신고시방사선성적서또는간이측정결과제출 ( 무방사능확인서 ) < 강화 > -공장반입시검사하는업체하역시검사로전환 < 강화 > -모든시멘트사수입석탄재에대해공인기관방사능검사실시 대상 : 발전소별수입석탄재 주기 : 분기별 < 신설 > - 시멘트제품공인기관방사능검사실시 ( 분기별 ) < 신설 > -방사능검사결과한국시멘트협회홈페이지공개 자체방사선검사결과 : 월별 공인기관방사능검사결과 : 분기별 - 6 -

9 4. 시멘트물성과환경적영향 가 ) 시멘트에함유된중금속양은천연토양에함유되어있는정도 일반토양에도중금속이존재하기때문에이러한자원을이용하는모든건설재료에는중금속이자연스럽게존재하게되며시멘트도예외가아님 과거천연자원만을이용해시멘트를제조하던시대에도시멘트에는중금속성분이포함되어있었고, 그함유량은대체로천연토양에함유된정도의범위에있음 항목 < 토양과시멘트중금속함량비교 > ( 단위 : mg/kg) 흙 1) 보통포틀랜드시멘트 2) 어린이용품 3) 범위 평균치 범위 기준치 구리 (Cu) ~412 - 비소 (As) ~ 카드뮴 (Cd) ~ 수은 (Hg) ~1.1 - 납 (Pb) ~ 주 : 1. H.J.Brown : 환경무기화학, 국립환경과학원분석국내시멘트중금속함유량 ( 13.1~12) 3. 어린이용공산품공통적용유해물질안전기준 시멘트중금속중 6가크롬 (Cr 6+ ) 은자연상태에존재하는크롬 (Cr) 이고 온에서전이되어생성되는것으로, 시멘트업계는 2009년부터 6가크롬 자율관리기준을 20mg/kg으로설정하여관리 - 국립환경과학원은매달국내 외시멘트중금속분석결과를홈페이지에공개 항목국가관리기준 ( 단위 : mg/kg) 분석결과주 ) 평균치월평균범위 6 가크롬 한국 ~ 11.6 일본 ~ 10.7 주 ) 국립환경과학원분석국내시멘트중금속함유량 ( 13.1~12) - 7 -

10 나 ) 시멘트중의중금속은내부에고용되어환경적영향없음 시멘트속의중금속원소는시멘트제조공정을거치는과정중에광물 내부에갇혀거의용출되지않고안정화되기때문에직접적으로인체에 미치는유해요소는없음 식생활과밀접한관계가있는식기, 칼, 수저등으로사용되는스테인리스강에도크롬이 12-27%(120, ,000ppm) 정도함유되어있으나크롬이밖으로흘러나오지는않으며. 그이유는스테인리스강상태에서는크롬이용출되지않기때문임 시멘트도이처럼중금속의용출이거의없으며, 시멘트는방사성물질이나중금속을포함한유해폐기물을매립처리할때주위토양으로의중금속용출을막기위해서사용되는재료로법에서정할만큼중금속차단효과가매우우수한재료임 환경부에서민 관협의회와공동으로실시한시험결과, 국내산시멘트로 제작한콘크리트의중금속용출은극히미미한수준으로, 미국의음용수 자재관리기준치의 0~6.8% 수준으로나타남 <ANSI a 법에의한시멘트생산국별콘크리트공시체의용출농도비교 > 구 분 용출농도 ( mg /L) Pb Cu Cd As Hg Cr 공시체 (114 개 ) 기준치 측정치 ( 평균 ) 기준치대비 ND~ ( ) 불검출 불검출 ND~ ( ) ND~ ( ) ND~0.005 ( ) 1.6% % 3.5% 1.3% < 참고자료 > 식품용도자기제중금속용출기준 : 납 (Pb) 0.75 mg /L, 카드뮴 (Cd) 0.05 mg /L 1. 자료원 : 폐기물재이용한국산시멘트중금속용출기준이내로나타나 ( 환경부보도자료, ) 2. ANSI a 법 : 미국의음용수자재의인체유해영향을관리하기위한 콘크리트자재관리기준 에서정한시험방법 (ANSI 기준치 : 미국음용수기준의 1/10 수준 ) - 8 -

11 다 ) 순환자원재활용기대효과 고온의시멘트제조공정은우수한폐기물처리능력보유 ㅇ 안정적재활용 시멘트생산량세계 13 위ㅇ대량사용가능 폐기물처리시설 ( 소각, 매립 ) 의입지 / 운영문제해결 국가환경비용절감ㅇ ( 사회적부담경감 ) 가연성폐기물의에너지회수 ㅇ 화석연료절감 ( 온실가스발생저감 ) 비가연성폐기물의원료화 ㅇ 매립장수명연장, 산림보호 하수오니등유기성오니재활용ㅇ해양오염방지 - 9 -

12 5. 언론보도내용에대하여 가 ) 수입고철을사용하여철을제조하고발생하는슬래그를시멘트 제조시사용하기때문에아파트에서방사능검출 에대하여 고철은전기로에서다시녹여철을만드는데사용되며, 이때, 전기로 더스트가부산물로발생됨 전기로더스트는아연등성분이높아시멘트재활용에부적합하여, 시멘트업계는예전부터재활용하지않고있음 - 시멘트업계에서는철광석을용광로에서녹여철을생산할때나오는부산물만재활용하고있음 KBS 추적60분 라돈의공포 2부 : 문제는땅이다 ( ) - 한아파트에서방사능물질인라돈이기준치를초과한 5.2피코규리검출 ( 환경부라돈권고기준 : 4피코큐리 ) - 아파트에사용된석고보드의일부에서라돈권고기준초과 8개석고보드중 3개초과 : 7.13 / 4.10 / 4.73 피코규리 일반암석보다우라늄이높은인광석부산물인인산석고를석고보드에사용한것이원인 - 콘크리트를통해서도라돈방출우려 콘크리트의라돈은골재에의하여영향을받는것으로나타났음 콘크리트제조용골재를채취하는강원도채석장골재에서 10,000 피코규리이상의라돈검출 방송에서문제가된아파트의라돈검출은인산석고를사용한석고보드와골재가원인으로확인

13 나 ) 시멘트업계일본폐타이어수입, 사용으로시멘트방사능검출 우려 에대하여 시멘트업계는과거에는일본산폐타이어를수입하였으나 2011년이후일본내수요증가및단가상승으로수입을중단함 - 현재수입중인폐타이어는유럽과미국이중심임 - 일본도미국, 유럽에서수입사용중 다 ) 폐기물사용으로시멘트에중금속함유 에대하여 시멘트제조과정에서폐기물은부원료와보조연료로사용되며, 석탄재등 무기성폐기물은부원료로사용되고폐타이어, 폐플라스틱등가연성 폐기물은보조연료로재활용 이중보조연료로사용되는가연성폐기물은고온으로가열하는과정을 통해완전연소되기때문에시멘트의중금속함량에미치는영향은거의 없음 시멘트부원료로사용되는폐기물의중금속함량은폐기물관리법의엄격한관리기준 (4page) 을준수하여사용하고있으며폐기물재활용으로시멘트에존재하는중금속함량은미미한증감이있을수있으나큰변화는없으며, 시멘트에존재하는미량의중금속대부분은천연광물 ( 원료 ) 로부터유래하는것임 천연원료, 부산물및폐기물부원료에의해시멘트에존재하는미량의 중금속은시멘트가물과결합하여굳어지는과정에서중금속을붙잡아 두는특성으로인하여실제로환경이나인체에영향을미치지는않음

14 라 ) 일본은폐자동차파쇄잔재물 (ASR) 사용을중단했는데한국은 사용하고있다 에대하여 일본에서는폐자동차파쇄잔재물 (ASR) 의시멘트자원화가활발히진행되고있음 - 일본시멘트신문 ( ) 에따르면일본의 30개시멘트공장중절반인 15개공장이 ASR을자원화하고있는것으로나타났음 현재국내시멘트업계는 ASR을사용하지않고있음 - 과거일부시멘트공장에서 ASR을보조연료로사용했으나, 환경부에서 ASR을파쇄잔재물재활용업자를통해재활용토록함에따라현재시멘트업계는 ASR을사용하지않고있음 마 ) MBC[ 현장 M출동 ] 화력발전소석탄재 차갈이 로마구잡이유통 ( ) 화력발전소에서발생되는석탄재가정제공정을거치지않고레미콘공장에서콘크리트에혼합되어품질저하발생 - 방송보도에서문제점으로지적한바와같이시멘트를대체하기위한목적으로미정제저품질정제회가무분별하게유통되고있으며, 이로인하여콘크리트의품질을떨어뜨리는요인으로작용하고있음 - 국내발생석탄재는주로레미콘에서콘크리트혼합재로우선재활용되고, 품질과환경적인측면에서안정적인시멘트원료로는공급이원활하게되지않고있는것이현실임 < 국내석탄재발생및재활용현황 > 구분 발생량 ( 만톤 ) 재활용량 ( 만톤 ) 소계레미콘시멘트원료 기타 ( 성토재등 ) 매립등 ( 만톤 ) 2012 년 905 (100%) 720 (80%) 428 (48%) 129 (14%) 163 (18%) 185 (20%)

15 바 ) 지원금을받고폐기물을재활용하고있다 에대하여 시멘트산업에서폐기물을재활용하는주된이유는천연자원확보곤란으로인한대체자원확보가필요했기때문이며, 폐기물재활용을통해천연자원보존및폐기물처리문제해결에기여하고있음 시멘트산업에서는재활용되는폐기물은폐기물을수급상황에따라 유 무상으로구매 or 지원금을받음 < 폐기물별구매조건 > 구분폐기물종류구매비 ( 천원 / 톤 ) 구매조건 ( 공장도착기준 ) 부원료 보조연료 석탄재국내무상수입 28,000 지원금받음 폐주물사 8,000 유상구매 오니류 10,000~80,000 지원금받음 폐타이어 80,000 유상구매 폐합성수지 20,000 유상구매 일본발전사들이석탄재수출시지원금을지급하는이유는, 자국내재활용하고남은잉여량을약 20만원 / 톤을주고매립처리하는것보다경제적이기때문이며, 지원금지급비용은일본내시멘트사지원비용과는비슷한수준임 ( 방사능검출등으로인한처리곤란때문이아님 ) 국내는매립부담금이없어재활용하고남은물량은대부분매립 향후 자원순환사회전환촉진법 시행시, 폐기물매립할경우부담금을 부과하게됨에따라, 국내발생석탄재의시멘트공장재활용활성화및 석탄재수입감소가예상됨 자원순환사회전환촉진법 ( 16 년시행예정, 현재국무회의통과 ) - 주요내용 : 폐기물매립 소각처리시부담금부과 ( 부담금부과기준등은시행령및시행규칙에서규정 )

16 사 ) 수입석탄재는중금속등이높아유해하다 에대하여 한국과일본의화력발전소는연료로사용되는유연탄을전량해외에서 수입하고있으며석탄재발생공정도거의유사함 따라서, 수입석탄재와국내발생석탄재성분에는차이가없음 국내일부무연탄발전소에서발생하는석탄재의경우에는알칼리성분이 높아시멘트품질을저하시키기때문에시멘트사에서제한적으로재활 용하고있음 시멘트사에서유연탄석탄재는천연자원을대체하는우수한부원료이며 향후에도재활용량이지속적으로증가할것으로예상함 - 13 년석탄재사용량 : 2,765,000 톤 ( 국내 :1,418,000 톤, 수입 :1,347,000 톤 ) < 시멘트산업석탄재재활용현황 >

<5B30345F435220205DBBFDBBEAC0DAC3A5C0D3C0E7C8B0BFEB28BFA9C1D8C8A3292E687770>

<5B30345F435220205DBBFDBBEAC0DAC3A5C0D3C0E7C8B0BFEB28BFA9C1D8C8A3292E687770> 3-10%성장, 가중치(.5,.3,.2) 재활용율 % 3년평균 의무율(%) 가중치 의무율(%) 83 78 % 73 68 63 58 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 연도 3-10%성장, 가중치(.5,.3,.2) 기존식의무량 3년평균의무량 가중치의무량 115 105 톤 95 85 75 65 2006 2007