• 자원리싸이클링
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• 제25권3호
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• pp.74-81
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• 2016

고정층 반응기에서 PVC를 염화제로 사용하여 일메나이트 광석 중 철을 선택적으로 제거하기 위한 염화반응에 대하여 조사하였다. 철의 제거율에 미치는 PVC첨가량과 반응온도의 영향에 대하여 조사하였다. 철의 제거율은 PVC 첨가량과 온도가 증가할수록 상승하였다. PVC에서 생성된 HCl가스와 반응한 후의 시편 표면에는 많은 기공이 관찰되었다. 이러한 기공에 의해서 일메나이트 입자의 중앙부분에 있는 철과 반응할 수 있었던 것으로 생각된다. 선택적 염화반응을 속도론적 모델에 의해 조사한 결과 입자 계면에서의 화학반응에 의해서 율속되는 것으로 생각된다. PVC를 사용한 일메나이트의 선택적 염화반응에서 활성화 에너지는 20.47 kJ/mol로 계산되었다.

• 자원리싸이클링
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• 제25권5호
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• pp.64-74
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• 2016

타이타늄은 지각 구성원소 중 아홉 번째로 풍부한 원소이며, 철과 밀접한 관계를 가지고 있다. 타이타늄 광석으로부터 안료급의 $TiO_2$나 금속 타이타늄 제조를 위한 순수한 $TiCl_4$를 제조하기 위해서는 일메나이트 중에 함유되어 있는 철 성분을 제거하여야 한다. 본 연구에서는 합성 루타일과 $TiO_2$를 제조하는 여러 가지 프로세스를 비교하여 고찰하였다. 대부분의 프로세스는 건식야금과 습식야금을 조합한 것이며, 이러한 프로세스에서는 상당한 량의 철염, 철 산화물 및 폐산이 발생하고 있다. 따라서 일메나이트를 처리하기 위한 새로운 프로세스를 개발하기 위해서는 폐산의 재이용과 철 부산물의 유가 자원화가 중요하다.

• 태양에너지
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• 제8권2호
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• pp.39-45
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• 1988

Photo-decomposition experiments to produce hydrogen from organic compound such as alcohols and organic acids were investigated using the Korean natural ilmenite, which was used as ore itself as well as the calcined in vacuum. The decomposition activities of alcohol on ore (30-60 mesh) which was not calcined did not decrease even if it was repeatedly used. But crushed ore which had newly formed ilmenite surface revealed enhanced activities. The ilmenite powder calcined in vacuum showed 3-8 times higher activies than the ore powder itself and also the decomposition activity of formic acid was much higher than that of alcohols.

• 태양에너지
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• 제8권1호
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• pp.49-56
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• 1988

Thermally treated Korean ilmenite was characterized and used for water splitting to obtain hydrogen by photo-catalytic reaction. Experiments on specific surface area, X-ray diffraction and EDS showed that the formation of FeO, $Fe_2O_3$ and $TiO_2$ ilmenite crystal surface increased the specific surface area with maximum value, phase change of $TiO_2$ at $600^{\circ}C$ and hetrogeneity. The hydrogen evolved in caustic soda solution on these ilmenites indicated that there was a maximum yield point at about $600^{\circ}C$. This point was explained with the change of the surface area due to sintering of newly formed FeO, $Fe_2O_3$ and $TiO_2$, as well as crystal phase change of anatase to rutile at $600^{\circ}C$. Produced hydrogen increased also as the concentration of caustic soda, but become constant at the near 1N solution.

• 한국광물학회지
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• 제1권2호
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• pp.94-103
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• 1988

YAG (Yttrium Aluminum Garnet) 레이저와 다이아몬드앤빌셀 (DAC)을 이용하여 페롭스카이트 구조물질중 $BaTiO_3$와 $PbTiO_3$에 대한 상(相)전이와 $MgSiO_3$와 $(Mg_{0.87},\;Fe_{0.13})SiO_3$ 성분(成分)의 사방휘석으로부터 규산염 페롭스카이트를 합성하였다. $BaTiO_3$와 $PbTiO_3$는 실온의 2.6 GPa와 4.0 GPa에서 각각 정방정계에서 등축정계로 상(相)전이하며 고온, 고압하에서 매우 넓은 안정영역을 갖고 있다. $MgSiO_3$ 엔스테타이트를 출발물질로 하였을 경우 약 33 GPa, $1,000^{\circ}C$의 조건하에서 페롭스카이트가 주성분인데, 일메나이트, 감마스피넬, 스티쇼마이트도 부성분으로 나타난다. $(Mg_{0.87},\;Fe_{0.13})SiO_3$의 경우는 약 35 GPa와 $1,000^{\circ}C$에서 페롭스카이트상(相)이 주성분으로 나타나며, 베타스피넬, 스티쇼바이트와 본래 엔스테타이트상(相)도 유지되나, 일메나이트상(相)과 감마스피넬은 나타나지 않는다.

• 청정기술
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• 제25권2호
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• pp.107-113
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• 2019

2단 유동층 염화로에서 일메나이트광의 선택염화반응과 이산화티탄의 탄소염화반응의 염화도를 예측하기 위해서 shrinking core 모델과 유출률 및 입자파손을 고려한 수치 모델을 개발하였다. 입자분포를 고려하여 입자별 물질 수지와 염화반응을 반영할 수 있는 유동층 염화 반응 해석이 가능하다. 유동층 염화로의 실험값과 비교하여 약 6% 오차율의 정확성을 보였다. 입자 크기에 따라서는 입자 크기가 작을수록 염화도의 변화가 더 크게 나타났으며 염화도 1의 값에 도달하는 반응시간 차이가 약 100 min 정도로 나타났다. 온도의 변화($800{\sim}1000^{\circ}C$)에 대한 염화도의 변화는 염화도 0.9에 도달하는 반응시간이 약 10 min 차이로 크게 나타나지 않았다. 1단계 선택염화공정에서 일메나이트광의 질량감소율은 180 min 경과 시에 이론값인 0.4735 값에 근접하고, Fe 성분의 염화도는 $FeCl_2$ 또는 $FeCl_3$로 변환되어 180 min 경과 시에는 거의 1의 값을 보인다. 2단계 탄소염화공정에서 $TiO_2$의 염화도는 180 min 경과 시 0.98에 근접하고, 질량분율은 0.02에 도달하여 $TiCl_4$로 변환되는 것으로 나타났다. 1단계 선택염화공정에서 $TiO_2$는 180 min 경과 시에 98%까지 생성되었다가 연속적인 2단계 탄소염화공정에서 추가로 90 min 경과 시(총 경과 시간 270 min)에 99% $TiCl_4$로 전환되는 것으로 나타나고, 질량감소율도 99% 이상 감소하였다.

• 자원리싸이클링
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• 제29권3호
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• pp.3-10
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• 2020

일메나이트의 선택염화를 통해 제조한 합성루타일을 유동층에서 CO와 Cl₂ 혼합가스를 이용하여 염화시켜 TiO₂의 염화반응 속도에 미치는 반응 온도, 시간, CO가스와 Cl₂가스의 분압 비($p_{Cl_2}/p_{CO}$)의 영향에 대하여 조사하였다. $p_{Cl_2}/p_{CO}$가 높을 때 TiCl₄의 전환율은 감소하였으며, 화학양론 계산결과와 실험결과를 비교하였을 때 Cl₂가스 보다 CO가스의 분압이 더 큰 영향을 미친 것으로 판단되었다. 따라서 실험 결과를 입자의 기공을 고려한 모델에 대입하였을 때 합성 루타일의 염화반응은 화학반응율속으로 결정되었고, 활성화에너지는 53.77 kJ/mol로 계산되었다.

• 자원리싸이클링
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• 제13권5호
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• pp.17-22
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• 2004

본 연구는 탄소 환원반응을 이용하여 ilmenite 중 $TiO_2$의 품위 향상을 목적으로 ilmenite 중에 존재하는 철산화물의 탄소환원에 가장 효과적인 첨가물과 최적조건을 검토하였다. Ilmenite 중 철산화물의 환원에 가장 적절한 환원제의 종류 및 첨가량은 $FeCl_3$로서 ilmenite 시료무게의 2 wt.%이었고, 또한 최적의 탄소환원제 양은 당량비로 2배였다. 그리고 적절한 환원온도 및 시간은 $1100^{\circ}C$ 부근으로서 대부분 철산화물의 환원반응이 종료되는 30분 정도로 조사되었다. 이와 같은 조건하에서 얻어진 환원반응 생성물은 자력선별 공정을 거치면 rutile의 대체 자원으로 사용이 가능함을 확인하였다.

• 한국재료학회지
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• 제29권7호
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• pp.412-424
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• 2019

Global fitting functions for Fe-selective chlorination in ilmenite($FeTiO_2$) and successive chlorination of beneficiated $TiO_2$ are proposed and validated based on a comparison with experimental data collected from the literature. The Fe-selective chlorination reaction is expressed by the unreacted shrinking core model, which covers the diffusion-controlling step of chlorinated Fe gas that escapes through porous materials of beneficiated $TiO_2$ formed by Fe-selective chlorination, and the chemical reaction-controlling step of the surface reaction of unreacted solid ilmenite. The fitting function is applied for both chemical controlling steps of the unreacted shrinking core model. The validation shows that our fitting function is quite effective to fit with experimental data by minimum and maximum values of determination coefficients of $R^2$ as low as 0.9698 and 0.9988, respectively, for operating parameters such as temperature, $Cl_2$ pressure, carbon ratio and particle size that change comprehensively. The global fitting functions proposed in this study are expressed simply as exponential functions of chlorination rate(X) vs. time(t), and each of them are validated by a single equation for various reaction conditions. There is therefore a certain practical merit for the optimal process design and performance analysis for field engineers of chlorination reactions of ilmenite and $TiO_2$.

• 암석학회지
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• 제8권1호
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• pp.14-23
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• 1999

경상분지 북동부 안동단층 동단부의 길안지역에는 배악기 하양층군에 속하는 일직층, 후평동층, 점곡층과 사곡층이 분포하고 있다. 연구지역 사암의 기원암을 규명하기 위하여 일직층, 후평동층과 점곡층 사암에서 분리한 중광물을 해석하였다. 그 중광물 중 불투명광물은 적철석, 일메나이트, 류콕신, 갈철석, 자철석 및 황철석 등이고, 투명광물은 양기석, 홍주석, 인회석, 휘석, 흑운모, 금홍석, 스핀, 스피넬, 십자석, 전기석 및 저콘 등이다. 밀접하게 수반되고 기원암지시에 민감한 중광물들끼리 묶으면, 6개의 중광물군으로 구분된다. 1) 인회석-녹색전기석-스핀-무색/황색 저콘, 2) 무색 석류석-녹염석-금홍석-갈색 전기석, 3) 원마된 자색 저콘-원마된 전기석-원마된 금홍석, 4) 휘석-각섬석-무색저콘, 5) 녹염석-석류석-스핀, 6) 청색전기석 등이다. 각 중광물군이 지시하는 기원암은 1) 화강암질암, 2) 변성암류 (편암 및 편마암), 3) 고기 퇴적암류, 4) 안산암류, 5) 변성석회암 및 6) 페그마타이트질암 등으로 해석된다. 고수류에 관한 기존연구자료에 따르면, 퇴적물이 주로 북동부 및 남서부에 위치하였던 기원암으로부터 공급되었음을 지시하므로, 본역 하양층군의 가장 가능한 기원암은 북동부에 분포한 소백산 변성암 복합체와 남동부에 분포한 청송융기부를 이루는 화강암질 및 화산암류로 해석된다.