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철금속의 재생

철제품은 내부적·외부적 방법 모두에 의해 재생이 가능하다. 내부적으로는 제작소 안에서 금속조각이나 불완전한 생산품들을 재용해하여 재주조한 후, 완전히 다시 만듦으로써 재활용한다. 대부분의 제철소는 자체적으로 코크스를 생산하는데 코크스로에서 나오는 부산물에는 많은 유기화합물과 황화수소·암모니아가 있다.

이런 유기화합물들은 정제되어 판매된다. 암모니아는 수용액으로 팔리거나 황산과 혼합되어 황산암모늄을 형성하는데, 이것은 건조되어서 화학비료로 사용된다. 제조과정 동안에 강철은 고온에서 발생된 얼룩을 없애거나 압연작업을 위해 황산이나 염산에 의해 처리된 용액에 담가진다. 이 산(酸)은 액체상태에서 철화합물을 형성하면서 천천히 얼룩을 제거한다. 이러한 용액들은 산화철로 전환될 수도 있고 더 많은 강철을 생산하기 위하여 재처리될 수도 있다. 소모되지 않은 산은 다음에 산으로 세척하는 작업에서 다시 사용될 수도 있다(→ 산세척)용광로의 녹슨 찌꺼기와 강철찌꺼기들은 건축사업에서 도로공사와 여러 종류의 콘크리트 생산품에 필요한 콘크리트 혼합재로 사용된다(→ 슬래그). 태코나이트 광석의 조직표본으로부터 생긴 폐기물은 거품이 이는 건축용 자재로 변화된다. 구리·납·아연 채광에서도 비슷한 종류의 폐기물이 거두어진다. 철금속 산업에서도 역시 외부적인 자원재생이 많이 활용된다. 강철 부스러기는 평로(平爐), 베서머(산성) 전로(轉爐), 또는 염기성 산소로에 공급되는 데 중요한 몫을 차지하는 원료이다. 이러한 강철 부스러기는 강철을 주원료로 사용하는 다양한 제조과정에서 생긴다.

일반적으로 폐차들은 대략 62%의 철 또는 강철을 포함하고, 28%의 비철금속, 10%의 고무·플라스틱·직물 등을 포함한다(→ 자동차). 폐차의 재생처리 작업은 사실상 폐차들이 재생공장에 도착하기 전에 이미 시작된다. 차에서 떼어낸 기화기(carburetor)와 전기부품은 고쳐져서 재판매된다. 벨기에에서 개발된 한 공정은 차를 산산조각으로 부수기 전에 －196℃의 질소액을 차체에 뿌린다.

이 온도에서 강철은 부서지기 쉬운 상태로 되나 구리나 알루미늄과 같은 비철금속은 그렇지 않다. 초냉각된 차체의 강철 부분은 콘크리트 바닥에 던져지는 정도만으로도 유리병이 깨지는 것처럼 매우 쉽게 부서진다. 비철금속은 덩어리지는 경향이 있어서 부서진 후 철금속으로부터 쉽게 분리된다. 이와 똑같은 기본과정들이 세탁기·냉장고를 비롯한 기타 여러 덩치가 큰 철제품에도 적용된다.

비철금속의 재생

현재까지 비철금속 부스러기들을 분류하는 유일한 실용적인 방법은 수동분류였다. 비철금속 중 가장 중요한 것은 알루미늄·구리·납·은이라 할 수 있다. 2차 알루미늄 재처리과정은 폐기된 구조물과 장식 플라스틱으로 장식되어 있는 알루미늄의 재생과 같은 대규모 산업이다.

이것들은 반사로(꼭대기에서부터 반사되는 열이 물질을 처리함)에서 불순물이 제거되는 동안 녹여진다. 이 결과로 생기는 물질은 주괴(鑄塊)로 만들어 주형작업용 등으로 재판매된다. 재활용 납의 주된 출처는 폐기된 축전지이다. 축전지의 금속판은 용해되어 안티모니납을 생산할 수 있는데, 이것은 새로운 축전지의 제조나, 독립된 제품으로서 순수한 납이나 안티모니를 제조하는 데 이용된다.

소량이지만 유용한 양의 은을 함유하는 인화지나 X선 필름은 소각재생법이 개발되어 재활용되고 있다. 인화지에 사용되는 은염제의 대부분은 휘발성을 갖는데, 이들을 소각할 때 발생하는 가스를 물분사기에 의해 가라앉혀 전기침전기로 보내면 은염제가 완전히 재생된다. 이렇게 재생된 은은 더 많은 인화지를 코팅하는 데 사용된다.

구리·아연·납 등의 보통광석은 황화합물들인데 이들 광석들은 불에 그을렸을 때 이산화황이 발생한다. 이러한 이산화황은 재생되어 다시 판매되거나 또는 황산을 만들기 위해 산화처리될 수도 있고 또는 원소상태의 황으로 탈산되기도 한다. 제련소 가스의 재생은 경제성이 떨어져 실용화되지는 못해왔으나 공해방지법과 같은 환경에 대한 관심의 고조로 앞으로는 더욱 필요하게 될 것이다.

방사능 폐기물의 재생

원자로에서는 우라늄의 중성자 충격과 원자로 내의 기타 물질에 의해 불필요한 핵분열 부산물이 생성된다. 원자로 중심부(대체로 우라늄으로 구성됨)의 유효수명이 다 되면 비록 극히 적은 양이 소모된다 하더라도, 수명이 다 된 핵연료는 재처리를 위해 제거되어야만 한다. 표준적인 재생기술에 있어서 사용된 핵연료는 산에 용해되며 이 혼합물로부터 우라늄이 추출된다. 그러나 그 결과로서 만들어진 산은 고도의 방사능 물질을 함유하고 있으며 극히 적은 부분만이 재생되어 사용된다.

고무의 재생

예전에는 폐기되는 고무는 거의 다 태웠으나, 오늘날 대부분의 국가에서는 대기오염을 방지하기 위해 불에 태우는 것을 크게 줄여왔다. 내적인 재생작업은 대부분의 고무 공장에서 일반적으로 행해지며 재생된 고무 제품은 높은 등급의 고무가 필요하지 않은 곳이면 어디에서든지 사용될 수 있다. 외적인 재생은 해를 거듭할수록 한 가지 문제를 야기하는데, 오래되고 낡은 타이어들을 재생하는 데 드는 비용이 재생되어 만들어진 재료의 가치를 훨씬 초과한다는 것이다. 그러나 폐기 고무 상품의 건류 분해증류로 여러 유용한 화학제품들을 얻을 수 있다. 예를 들면 다른 화학제품들의 제조에 이용될 수 있는 액체석유와 연료로서 가치있는 가연성 가스, 콘크리트나 아스팔트 도로에서 사용되는 필터 숯이나 접합제로 유용한 탄소질의 잔여물 등이 그 대표적인 예이다.

플라스틱의 재생

화학공업은 수많은 폐기물품을 만들어내며, 그것들 중 많은 부분이 경제적으로 재생이 불가능하다. 그러나 최근에는 대기오염과 수질오염의 방지를 위해서 재생은 필수적인 것으로 인식되고 있다. 대다수의 플라스틱 제조공정에서 메틸에틸케톤과 톨루엔과 같은 용해성 기화물질과 디옥틸프탈렌과 같은 가소제가 방출된다(→ 용매). 이러한 물질들은 활성탄이나 목탄의 알갱이층을 거쳐 공기-용매 혼합물을 통과함으로써 재생된다. 이 층은 기류에서부터 95~99% 사이의 용매를 제거한다.

일단 포화상태에서 그 층은 증기로 처리되며, 그 증기는 활성탄으로부터 거의 모든 용매를 씻어 내린다. 응축으로 인해 용매와 물의 혼합물이 형성되고 이 혼합물은 증류나 침전에 의해 분리된다. 살충제·제초제·플라스틱 등을 제조할 때도 유독성 염소혼합물이 발생한다. 이러한 폐기물의 대부분은 가연성 물질이므로 대체로 태워진다.

염화수소는 이런 연소과정을 통해 생겨난 부산물 중 하나이다. 염화수소는 매우 유독하지만, 수용성이므로 물로 세정(洗淨)해 분리할 수 있다. 그러나 이 과정에서 생성되는 묽은 염산의 처리가 문제로 떠오른다. 또한 염화수소는 석회로도 중화할 수 있으나 역시 오염문제는 해결되지 않는다. 왜냐하면 그 반응으로 생긴 염화칼슘도 수질오염물질이기 때문이다.

상업용 염산이나 무수 염화수소 가스의 형태로 염산을 재생하는 여러 처리과정들이 발달되었는데 이러한 생산물들은 유용하게 재활용할 수 있는 물질이다(→ 비닐 중합체). 썩은 달걀 냄새가 나는 황화수소는 항공 가솔린을 제조할 때 발생한다. 황화수소를 태우면 이산화황(아황산 가스)이 발생하는데, 이는 위에서 논한 것과 같이 재생할 수 있다. 황화수소가 공기가 부족한 곳에서 태워지면 일산화황이 발생한다. 황화수소는 화학공업에서 재사용되기 위해서 액화되거나 결정화된다.

유기 폐기물의 재생

가정용 쓰레기의 대부분은 본질적으로 유기 폐기물인데 몇몇 재생작업에 도움을 준다(→ 쓰레기처리방식). 땅속에 묻거나 퇴비로 사용하자마자 토양의 생물학적 작용에 의해 찌꺼기들이 침식되고 찌꺼기들의 구성요소는 토양으로 돌아간다.

유기물의 열분해(공기부족으로 인한 소각)는 특정 연료 가스나 화학제품을 재생하기도 한다. 소각은 2가지 환경적인 딜레마를 고려해 볼 때 매우 바람직한 방법이다(→ 소각로).

먼저, 전기 에너지에 대한 전세계적인 수요가 점점 증가하고 있는데 소각시 발생하는 열로 전기 에너지를 얻을 수 있다(→ 전력). 그리고 나날이 증가하는 산더미 같은 유기 폐기물이나 쓰레기를 처분하는 데 매우 유용하다.

산업폐기물의 재생

역청탄과 같은 화석연료가 탈 때, 비산화(비결정질의 구 모양으로서 실리카와 알루미나로 구성된 잘게 나누어진 가루물질)가 만들어지고 정전침전기에 의해 가스 송관으로부터 재생된다. 그것은 포틀랜드 시멘트와 콘크리트 건축제품에 사용되는데 구체적으로 살펴보면 비산화는 도로포장재료의 주성분으로 쓰이고, 아스팔트 혼합물, 지붕공사 퍼티를 위한 내용물로 채워지며, 토양개량제와 토양안정제로도 쓰이고, 유정에 액상 모르타르를 주입하는 데 사용되며, 모래분사 또는 마멸을 하는 데 쓰이는 모래로도 사용된다.

섬유소 제품의 재생

나무·덩굴·풀·짚 등은 중량의 약 1/3이 섬유소이다. 따라서 식품가공·제재·제지·곡물추수 등으로 막대한 양의 폐기물이 축적된다. 민간용 및 산업용 휴지나 종이조각·상자·나무·풀·나뭇잎 또한 막대한 양의 섬유소 폐기물이 생기는 원인이 된다.

인조벽판, 문짝의 목질부, 부엽토는 짚과 사탕수수의 찌꺼기 바가스(bagasse)로부터 만든다. 가축용 사료는 완두콩 덩굴과 식물성 섬유원료로부터 만든다. 가축의 잠자리는 귀리·벼·밀 지푸라기 등으로 만든다.

주로 주스용으로 재배되는 오렌지는 또한 여러 유용한 부산물을 생산한다. 오렌지 껍질은 즙을 짜내거나, 여과하거나, 말린 채로 가축들의 먹이로 이용될 수 있다. 오렌지 껍질로부터 추출된 물질은 액이 많고 영양분이 풍부한 당밀을 만드는 데 농축된다.

나무껍질, 나무토막, 제재소, 펄프 공장, 제지공장으로부터 생긴 리그닌은 토양으로 돌아가서 토양개량제와 비료로 사용되고 있다. 크라프트지를 만드는 과정에서 아주 다양한 액체 폐기물이 생성되는데 이것들은 테르핀·메틸알코올·디메틸황화물·에틸알코올·아세톤과 같은 중요한 화학제품의 원천이 되고 있다. 펄프와 종이를 제조하는 과정에서 생기는 침전물과 비료제조시에 생기는 인산점액으로 석고 보드 벽판을 만들 수 있다.

유리의 재생

막대한 양의 유리 용기가 세계 전역에 걸쳐 사용되고 있음에도 불구하고 그 대부분이 재생되지 못하고 있는 실정이다. 심지어 소비자들에 의해 원래의 형태대로 되돌아온 물건조차도 곧 손상되거나 깨지게 된다. 유리류를 재생하는 데 있어 주된 문제는 그것들과 다른 폐기물들을 각기 분리시키는 것과 색에 따라 그것들을 분류하는 문제이다.

약 15% 정도의 컬렛(부서지거나 폐기된 유리)이 새 유리제품 제조에 이용되고 있지만, 원재료가 매우 저렴한 까닭에 재생유리 활용에 대한 경제적인 동기가 불충분하다. 용해된 폐기 유리는 냉수나 유리원료 속에 섞여 들어가거나 세밀히 분리되어 유리로 만들어진다(→ 매용제). 유리원료는 매립식 쓰레기 처리제나 토양개량제로 사용되며, 도로포장제인 아스팔트와 섞여지기도 한다. 유리는 모래에 의존해온 많은 건축재료를 대신해 사용되기도 한다.

어류 및 동물성 폐기물의 재생

상업용 양식어류와 가공처리장에서 나온 폐기물은 여타 어류·패류와 더불어 유용한 기름과 다량의 단백질을 포함하고 있다. 이러한 단백질을 동물의 먹이로 전환시키고 동물성 폐기물로부터 등유를 생산해내는 방법이 개발되어왔다. 동물용 사료의 성분으로 육류 폐기물을 사용하기 위한 공정과정은 대규모 비료로서의 폐기물의 사용과 식물비료로 사용할 수 있도록 하기 위한 폐기물의 건조법에 관한 연구와 더불어 폭넓게 연구되고 있다.

폐수의 재생

가정용 폐수는 하수처리장으로 보내지며 거기에서 정화되어 다시 가정으로 되돌아온다. 그러나 많은 산업 폐수는 자연에 의한 끊임없는 재순환을 거치도록 강이나 시내 또는 바다로 흘려보내진다. 설령 자연에 의해서 일정 폐수 중의 소량이 처리될 수 있다고 하더라도 이러한 유형이 광범위하게 처분됨으로써 순간적인 또는 영구적인 손상을 입게 될 것이다. 어떤 경우에는 법규에 의해 유해한 폐수처리가 금지되어왔고, 반면에 다른 한편의 경우에는 폐수발생 전에 미리 예방하는 방법이 요구되고 있다.