A Refining of Natural Diatomite and Synthesis of SiC Powder

For high value-added applications of natural blue diatomite, the physical refining process and synthesis of SiC from refined diatomite were investigated. Approximately 30 percent Fe ($Fe_2O_3$) in raw blue diatomite was removed by a particle sieve separation process; the Fe composition for 325 mesh down powder was approximately 2 percent. Although a wet and/or dry magnetic separation process had some influence on the separation and/or refining of Fe composition, the Fe composition in the non-magnetic by-product was approximately 2 percent. Water leaching separation was effective in removing the Fe composition; approximately 40 percent of the Fe in raw blue diatomite was removed. The synthesis of ${\beta}$-SiC by a carbothermal reduction of the $SiO_2$ in the refined diatomite using carbon (graphite, carbon black), the effects of an acid-treatment on removing the Fe, and the specific surface area for the synthesized powder were also investigated. The impurities were mostly eliminated and the specific surface area was increased to $52.5m^2/g$.

규조토 정제 및 탄화규소 분말합성

국내 부존 청광 규조토의 고부가가치 활용을 위해 물리적인 불순물 정제 및 정제 규조토 중의 SiO2 성분을 규소원으로 한 탄화규소 분말합성에 대해 연구하였다. 청광 규조토를 hammer mill을 이용해서 분쇄한 후 체가름을 통한 입도 분리에 의해서 약 30% 정도의 철분 ($Fe_2O_3$) 정제 효과를 얻을 수 있었으며, 325 mesh 이하 입도 분말의 철분 함량은 약 2% 이었다. 습식 및 건식 자력선별의 경우 모두 철분 함량의 분리 및 정제 효과가 일부 있었지만 회수되는 비자성 부산물 중의 철분 함량이 약 2%로 잔존양이 많음을 알 수 있었다. 청광 원광의 물 침출은 철분 제거에 효과적이었으며, 물 침출 결과 약 40% 정도의 철분이 제거되었다. 또한 정제 규조토 중의 $SiO_2$ 성분을 탄소 (흑연, 카본블랙)로 환원 탄화 반응시켜 ${\beta}$-SiC를 합성하였고, 합성 분말의 산처리를 통한 철분 정제 및 비표면적 변화 등에 대해 연구하였다. 환원제로 흑연보다는 카본블랙을 사용함이 보다 효과적이었고, 산처리공정에 의해 Fe, Ca 등의 불순물들이 거의 제거되었고, 비표면적은 $52.5m^2/g$ 까지 증가하였다.