초록
본 연구에서는 산화조건하 LiCl-KCl 공융염내에서 란탄계 염화물의 하나인 $PrCl_3$의 열적거동을 살펴보았다. 먼저 산소를 주입하면서 $PrCl_3$의 열중량분석(TGA; thermogravimetric analysis)을 실시하였고, 이 때 얻어진 결과들을 바탕으로, 산소분산법을 이용하여 온도에 따른 LiCl-KCl 공융염내 $PrCl_3$의 산화실험을 수행하였다. $PrCl_3$의 열중량분석 결과에 따르면, 약 $380^{\circ}C$까지 $PrCl_3$에서 염소의 해 리가 급격하게 발생되었고 약 $600^{\circ}C$에서 $PrCl_3$가 PrOCl로 전환되는 반응이 종료되는 것으로 확인되었다. 산소분산법에 의한 LiCl-KCl 공융염내 $PrCl_3$의 열적거동은 산화조건에서 열중량분석시 나타난 $PrCl_3$의 열적거동과 유사하였고, 발생된 PrOCl은 공융염내에서 불용성 화합물로써 바닥으로 침전하였다. 산소분산법에 의한 공융염내 $PrCl_3$의 PrOCl로의 전환은 $650^{\circ}C$ 이상의 온도에서 활발하게 진행되었고, 이 때 발생되는 배기가스내 $Cl_2$의 농도분석을 통해 공융염내 $PrCl_3$의 전환상태를 예측할 수 있을 것으로 판단된다.
In this study, a thermal behavior of $PrCl_3$ as one of the lanthanide chlorides in LiCl-KCl molten salts was investigated in an oxidizing condition. First, a thermo-gravimetric analysis (TGA) of $PrCl_3$ was carried out by an injection of $O_2$ gas. Based on the results, an oxidation of $PrCl_3$ in the molten salts was performed by sparging $O_2$ gas with changing temperatures. According to the TGA data of $PrCl_3$, a dissociation of $PrCl_3$ occurred rapidly by about $380^{\circ}C$ and a conversion of $PrCl_3$ to $PrCl_3$ was completed at about $600^{\circ}C$. The thermal behavior of $PrCl_3$ in LiCl-KCl molten salts by sparging $O_2$ gas was similar to that of $PrCl_3$ in the TGA test, and PrOCl as a insoluble compound in the molten salts was precipitated into the bottom of the molten salts. A conversion of $PrCl_3$ to PrOCl in the molten salts occurred actively at a higher temperature than $650^{\circ}C$. And it would be possible to estimate a conversion status of $PrCl_3$ to PrOCl by measuring a $Cl_2$ concentration in a flue gas generated from an oxidation test of $PrCl_3$ in LiCl-KCl molten salts.
