• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제53권1호
• /
• pp.39-45
• /
• 2015

We produced magnetite nanoparticles (MNPs) and a Mg-rich solution as a nano-adsorbent and a coagulant for water treatment, respectively, using a low-grade iron ore. The ore was leached with aqueous hydrochloric acid and its impurities were removed by solvent extraction of the leachate using tri-n-butyl phosphate as an extractant. The content of Si and Mg, which inhibit the formation of MNPs, was reduced from 10.3 wt% and 15.5 wt% to 28.1 mg/L and < 1.4 mg/L, respectively. Consequently, the Fe content increased from 68.6 wt% to 99.8 wt%. The high-purity $Fe^{3+}$ solution recovered was used to prepare 5-15-nm MNPs by coprecipitation. The wastewater produced contained a large amount of $Mg^{2+}$ and can be used to precipitate struvite in sewage treatment. This process helps reduce the cost of both sewage and iron-orewastewater treatments, as well as in the economic production of the nano-adsorbent.

• Corrosion Science and Technology
• /
• 제18권4호
• /
• pp.138-147
• /
• 2019

Pipes and components of the secondary system in the pressurized water reactor (PWR) are mainly comprised of manufactured carbon steel. Thus, the generated carbon steel corrosion products are transported into the steam generator and deposited, thereby deteriorating the integrity of the steam generator. Environmental condition in the secondary system of the PWRs differs across different locations. So, the corrosion rate and types of corrosion products depend on specific locations in the secondary system. In this study, the quantity and chemical compositions of corrosion products generated in various locations that vary in different temperatures and chemistry conditions were investigated. As a result of evaluating the PWR "Unit A" that is in current operation, the amount of corrosion products generated in the section of high temperature feedwater system was identified as the largest source in the secondary system. Major components of corrosion products were iron oxides such as magnetite, hematite, and lepidocrocite.

• 한국광물학회지
• /
• 제20권4호
• /
• pp.357-366
• /
• 2007

갯벌 퇴적물에서 분리한 미생물(Haejae-1)을 이용하여 혐기성 및 호기성 조건 하에서 신예미 자철광으로부터 철 침출 및 침출된 철의 생광화작용에 따른 2차 광물의 형성을 연구하였다. 침출에 사용한 미생물은 Haejae-1 (Shewanella sp.)을 이용하였으며 자철광(자철광 : 미생물 성장 배지 = 100 : 1)과 글루코스(10 mM)를 주입한 후 호기성과 혐기성 조건하에서 1개월간 상온에서 실험을 실시하였다. 미생물의 성장 동안 자철광으로부터 침출된 철과 망간의 농도를 ICP-AES를 이용하여 분석하였다. 미생물의 성장과 철의 침출기간 동안 미생물 성장 배지의 열역학적 조건 변화를 알아보기 위하여 미생물 성장 배지의 Eh와 pH를 혐기성 조건하에서 측정하였다. 자철광으로부터 미생물의 성장과 철의 침출, 그리고 자철광의 광물조성 변화 및 2차 광물의 형성을 알아보기 위하여 핀-선 회절분석(XRD), 그리고 SEM-EDX 분석을 실시하였다. XRD 분석결과에 따르면 신예미 자철광의 주 구성광물은 자철석으로 이루어져 있었다. 자철석이 주 구성광물인 신예미 자철광을 이용하여 1개월 동안 미생물에 의한 금속이온의 침출 실험을 실시한 후 호기성에서 15 mg/L의 철(total Fe)과 3.41 mg/L의 망간이 침출 되었으며, 혐기성에서는 32.8 mg/L의 철(total Fe)과 5.23 mg/L의 망간이 침출되었다. 이는 철 환원 미생물이 활동하였기 때문으로 사료된다. 호기성과 혐기성에서의 미생물의 활동에 따른 pH와 Eh의 변화를 측정한 결과, 호기성 조건 하에서는 Eh는 +144.9 mV에서 -331.7 mV로 변화되었으며 pH는 8.3 에서 7.2로 감소하였다. 혐기성 조건하에서 Eh는 -2.3 mV에서 -494.6 mV로 변화되었으며 pH는 8.2에서 7.0으로 감소하였다. Eh의 변화는 미생물에 위한 글루코스의 산화에 따른 전자의 방출에 따른 결과로 사료되며, pH의 감소는 글루코스의 산화에 따른 유기산의 생성에 기인한 것으로 사료된다.

• 한국결정성장학회지
• /
• 제19권4호
• /
• pp.202-207
• /
• 2009

본 연구에서는 $Fe/Al_2O_3$ 및 $Fe/TiO_2$계 나노복합분말을 제조하기 위하여 실온 기계적 합금화법(MA)을 적용하였다. $Fe_3O_4-M$(M= AI, Ti)이고 여기서 순금속 Al 및 Ti은 고상반응 시 환원제로서 선택하였다. $Fe_3O_4$-순금속의 각각 25시간 및 75시간 MA 처리한 결과 $Fe/Al_2O_3$ 및 $Fe/TiO_2$ 나노복합분발이 얻어졌으며, 이것은 나노결정립의 ${\alpha}$-Fe 기지에 $Al_2O_3$ 및 $TiO_2$가 각각 미세하게 분산된 나노복합분말임을 알 수 있었다. 또한 Fe$_3$O$_4$-AI계에서 보다 짧은 반응 시간에 복합분말이 생성되는 것은 $Fe_3O_4$의 Al에 의한 환원반응 시 큰 반응열에 기인하는 것으로 사료된다. MA법으로 제조된 $Fe/TiO_2$ 복합분말의 X선 회절분석으로부터 ${\alpha}$-Fe 결정립 크기는 30 nm 임을 알 수 있었다. 또한 MA 과정 중 시료의 자기 측정으로부터 $Fe_3O_4$의 순금속 Al 및 Ti 에 의한 고상환원반응 과정을 자세히 관찰할 수 있었다.

• 자원환경지질
• /
• 제29권4호
• /
• pp.411-419
• /
• 1996

The Janggun magnetite deposits occur as the lens-shaped magnesian skarn, magnetite and base-metal sulfide orebodies developed in the Cambrian Janggun Limestone Formation. The K-Ar age of alteration sericite indicates that the mineralization took place during late Cretaceous age (107 to 70 Ma). The ore deposition is divided into two stages as a early skarn and late hydrothermal stage. Mineralogy of skara stage (107 Ma) consists of iron oxide, base-metal sulfides, Mg-Fe carbonates and some Mg- and Ca-skarn minerals, and those of the hydrothermal stage (70 Ma) is deposited base-metal sulfides, some Sb- and Sn-sulfosalts, and native bismuth. Based on mineral assemblages, chemical compositions and thermodynamic considerations, the formation temperature, $-logfs_2$, $-logfo_2$ and pH of ore fluids progressively decreased and/or increased with time from skarn stage (433 to $345^{\circ}C$, 8.8 to 9.9 atm, 29.4 to 31.6 atm, and 6.1 to 7.2) to hydrothermal stage (245 to $315^{\circ}C$, 11.2 to 12.3 atm, 33.6 to 35.4 atm, and 7.3 to 7.8). The ${\delta}^{34}S$ values of sulfides have a wide range between 3.2 to 11.6‰. The calculated ${\delta}^{34}S_{H_2S}$ values of ore fluids are relatively homo-geneous as 2.9 to 5.4‰ (skam stage) and 8.7 to 13.5‰ (hydrothermal stage), which are a deep-seated igneous source of sulfur indicates progressive increasing due to the mixing of oxidized sedimentary sulfur with increasing paragenetic time. The ${\delta}^{13}C$ values of carbonates in ores range from -4.6 to -2.5‰. Oxygen and hydrogen isotope data revealed that the ${\delta}^{38}O_{H_2O}$ and ${\delta}D$ values of ore fluids decreased gradually with time from 14.7 to 1.8‰ and -85 to -73‰ (skarn stage), and from 11.1 to -0.2‰ and -87 to -80‰ (hydrothermal stage), respectively. This indicates that magmatic water was dominant during the early skarn mineralization but was progressively replaced by meteoric water during the later hydrothermal replacement.

• 한국자기학회지
• /
• 제21권5호
• /
• pp.157-162
• /
• 2011

황산제일철/황산제이철의 몰비와 침전제 종류(NaOH, $NH_4OH$)를 변화시켜 공침법으로 $Fe_3O_4$를 합성하였다. 합성한 분말의 특성을 평가한 결과 모든 실험조건(황산제일철/황산제이철의 몰비와 침전제의 종류)에서 단일상의 나노 크기 $Fe_3O_4$가 생성 되었다. NaOH를 침전제로 사용한 경우에 $NH_4OH$를 침전제로 사용한 경우보다 입자크기가 작고, 좁은 입도분포를 나타내었다. 동일한 침전제를 사용할 경우에는 혼합 황산철(황산제일철/황산제이철)의 몰비가 증가할수록 입자크기와 결정자 크기가 증가하였으며 입도 분포는 넓어졌다. 모든 실험조건에서 합성된 $Fe_3O_4$ 분말은 초상자성을 나타내었으며 침전제로 $NH_4OH$를 사용하고 혼합 황산철의 몰비를 2.5로 하였을 때 가장 높은 포화자화 값 72 emu/g을 갖는 $Fe_3O_4$를 합성할 수 있었다.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
• /
• 대한전자공학회 2001년도 The 6th International Symposium of East Asian Resources Recycling Technology
• /
• pp.106-110
• /
• 2001

Formation of stoichiometric lithium-, nickel-, and zinc- ferrites by calcining organo-metallic precursors a temperature below 40$0^{\circ}C$ is examined using DTA/TG, and XRD techniques. It attempts to simulate th immobilization of metal ions in industrial liquid influents (waste) through the synthesis of stoichiometric spinel ferrites (SSF). Two steps of the SSF formation during thermal treatments are noted. The transformation of magnetite to ${\gamma}$ - Fe$_2$O$_3$and subsequent first formation of SSF were observed at temperatures ranging from 200 to 45$0^{\circ}C$. Th formation of cation-containing ${\gamma}$-Fe$_2$O$_3$and subsequent second formation of the ferrite occurred at temperature ranges of < 45$0^{\circ}C$ and 500 to $650^{\circ}C$, depending on the heating rate used. Then the temperature range of 200t 45$0^{\circ}C$ is critical to the performance of the technique, because a calcination at the range would lead to a complete formation of SSF, avoiding the occurrences of ${\gamma}$-Fe$_2$O$_3$and ion-containing ${\gamma}$-Fe$_2$O$_3$. If not, so $\alpha$-Fe$_2$O$_3$would occur. And annealing at temperature above $650^{\circ}C$ must be employed by which solid-state reactio of $\alpha$-Fe$_2$O$_3$with metal ions (possibly metal oxides) to form SSF can be conducted.

• 대한환경공학회지
• /
• 제33권4호
• /
• pp.258-266
• /
• 2011

수중 경도물질에 의해 유발된 스케일은 수질 저해는 물론 배관의 기능에 막대한 손실을 초래할 수 있어 관리가 필요하다. 특히 온수시스템의 경우, 온도에 의해 스케일화작용이 가속화되므로 관리가 필요한 시설 중 하나이다. 현재까지는 화학약품이나 에너지가 소모되는 화학적, 물리적, 전자기적 방법과는 다른 무전원방식의 Frequency Driver (FD)를 이용하여 스케일 생성 방지 효과를 확인하고자 하였다. 500 mg/L의 경수에 33일간 3종류의 관 시편을 침지시켜 관 재질별 스케일 형성도를 비교하기 위해 XRD와 SEM을 이용하여 표면을 분석하였다. 주철관에서는 경도에서 유발된 스케일인 calcite ($CaCO_3$)가 형성되었고, 구리나 스테인리스관에 비해 부식율이 높았다. 온수순환장치를 제작하여 경도 300 mg/L로 $50^{\circ}C$의 조건에서 FD 설치 유무에 따른 주철관의 스케일 형성도와 수질 변화를 비교하였다. XRD 결과에서 FD를 설치하였을 경우 calcite의 생성은 비교적 적은 반면, 좋은 부식생성물인 magnetite ($Fe_3O_4$)의 생성을 확인할 수 있었으며, SEM 사진에서도 FD의 스케일 저감 효과를 확인할 수 있었다. 관 내부의 스케일 양의 경우, FD를 설치하지 않은 경우에 비해 FD를 설치하였을 경우 관 연결부분에서는 16%, 관 전체길이에서는 14%, 열교환기에서는 42%의 적은 스케일이 형성되어 FD의 스케일 저감효과를 확인할 수 있었다. 또한 FD 설치 유무에 따른 수질분석 결과를 토대로 FD가 수질의 화학적 변화 없이 경도물질의 결정화를 방지하는 것으로 나타나 환경적으로도 안전함을 확인하였다.

• 한국광물학회지
• /
• 제31권3호
• /
• pp.215-225
• /
• 2018

북한 무산 철광상과 중국 안산-번시 철광화대는 시생대 호상철광층으로 북중국 지괴의 동쪽 블록 중 용강 블록에 속한다. 무산 철 광상을 배태하는 변성퇴적암은 무산층군이고 안산-번시 철 광화대를 배태하는 변성퇴적암은 안산층군으로 이들은 주로 철질 규암, 각섬암, 편암, 혼성암으로 구성되어 있다는 공통점을 갖고 있다. 주 광종은 주로 철질 규암에 배태되어 있는 자철석이다. 광체의 모양은 무산 철 광상의 경우 습곡에 의해 말발굽 모양을 갖지만 안산-번시 철 광화대의 경우 대부분 층상의 모양을 갖는다. 호상철광층의 생성 연대는 무산 철 광상은 약 2.66-2.52 Ga이고, 안산-번시 철 광화대는 2.55-2.53 Ga로 보고되어 시기적으로 유사하며, 광상형은 모두 알고마 유형으로 알려져있다. 결론적으로 무산 철 광상과 안산-번시 철 광화대는 지질 및 형성 시기, 그리고 광상 특성이 매우 유사하다고 볼 수 있다.

• 자원환경지질
• /
• 제15권3호
• /
• pp.113-122
• /
• 1982

The surveyed Boseong river, flows from south to north crossing Boseong gun Mirukg myon, Nodong myon, Yuleo myon, Bocgnae myon, Mundeog myon, and Seungju gun Nam myon, Jeonranam do. The geology of the surveyed area consists of age-unknown composite gneiss and schist, crystaline chlorite gneiss, porphyroblastic gneiss and granite gneiss, and metasediments of Myon Bong formation and Seologri formation. These metamorphic rocks are intruded by cretaceous biotite granite, granodiorite, and quartz diorite. The heavy sands occur in Quarternary alluvium and colluvium. The composition of the river bed is sand 60%, gravel 30%, and clay 10%. The gravel content of the river bed decreases as the increases. The average depth of auger boring is 0.87 m. The average heavy mineral composition of the heavy sand is monazite 6.83%, zircon 4.88%, ilmenite 11.36%, magnetite 8.36% and garnet 4.84%. The best heavy minerals separation procedure would be primary treatment of the sand by humphrey spiral and table, and retreatment of the table concentrate by magnetic separator. The minimum economically feasible capacity of gravity and magnetic separation plant would be 500 ton/hr when only the heavy minerals are recovered but it may be reduced to 100 ton/hr. capacity, if gravels and sands are added to the valuable products.