• 자원리싸이클링
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• 제20권2호
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• pp.30-44
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• 2011

본 총설은 광석으로부터 우라늄의 미생물 침출시 사용하는 Acidithiobacillus forrooxidans, Acidithiobacillus thiooxidans 그리고 Leptospirillum ferrooxidans 등에 역할과 침출반응에 관하여 기술하였다. 미생물에 의한 우라늄의 침출반응은 박테리아가 우라늄 광석과 직접 반응하기 보다는 박테리아가 $U^{4+}$를 산화시키는데 필요한 $Fe^{3+}$를 공급하고, $Fe^{3+}$가 우라늄 광석과 반응하는 간접반응기구(indirect mechanism)에 의하여 일어난다. 건식제련법과 같은 전통적인 금속회수 공정에 비하여 환경친화적이고 경제적인 장점 때문에 저품위 광물자원으로부터 유기금속을 회수하는데 미생물 제련법이 널리 활용되고 있다. 현재 우라늄은 heap, dump 그리고 in situ를 이용한 미생물 침출법으로 회수되고 있다. Bioheap의 공기 투입량, 교반반응용기의 디자인 및 조업 개선 분야에서 기술개발이 지속적으로 이루어졌으며 최근에는 미생물 침출반응에 투입된 박테리아의 특성 개선 및 균주수를 제어하기 위한 molecular biology 분야에서 활발한 연구가 진행되고 있다.

• 자원리싸이클링
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• 제26권5호
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• pp.85-96
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• 2017

본 연구에서는 PCB 도금 및 에칭 공정 중 발생한 슬러지의 분석을 통해 건식환원처리가 가능한 슬래그 시스템을 선정하고자 하였으며 이를 바탕으로 슬러지 내에 존재하는 유가금속의 회수 가능성에 대하여 실험적 및 열역학적 검토를 하였다. 슬러지는 $100{\sim}500^{\circ}C$의 온도구간에서 건조한 후 슬러지의 형상과 화학성분 및 상을 분석하였다. 슬러지의 건식환원처리 가능성은 FactSage를 이용한 열역학적 계산을 통해 조사하였다.

• 자원리싸이클링
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• 제30권6호
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• pp.36-42
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• 2021

폐리튬이온배터리에 함유된 유가금속을 회수하기 위해 고온에서 용융환원처리한다. 용융환원된 금속상을 염산용액으로 침출한 다음 용매추출과 침전으로 유가금속을 분리한 여과액에는 니켈(II)과 미량의 규소(IV)가 함유되어 있다. 여액으로부터 고순도 니켈화합물을 회수하기 위해 흡착법에 의한 규소(IV)의 분리와 니켈(II)의 선택적 침전에 대해 조사했다. Polyacrylamide는 규소(IV)를 선택적으로 흡착했으나 용액의 점도 역시 증가하여 여과가 어렵다. 침전제로 탄산나트륨을 첨가하면 니켈(II)과 미량의 규소(IV)가 공침되었다. 반면 옥살산나트륨은 상온에서 니켈(II)만을 선택적으로 침전시켜 순도 99.99% 이상의 니켈옥살산염 결정상을 회수할 수 있었다.

• 디지털융복합연구
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• 제19권3호
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• pp.303-311
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• 2021

각 시대의 변화에 맞춰 장신구가 발전하며 당연히 보석 가공기술 또한 발달해 왔지만, 현대에 이르러 보석의 사용빈도가 줄어들며 세공 및 금속 관련 기술에 비해 경시되고 있다. 가공된 보석의 아름다움은 여전하지만, 희소성과 디자인적 문제로 많은 연령층을 포괄하기에는 문제가 많다. 이에 본 연구자는 가공된 보석의 조형적인 아름다움과 가치를 알리기 위해 연구를 진행하고자 한다. 보석 커팅 면이 지닌 조형성 중 선을 중점적으로 응용하여 장신구디자인을 진행했다. 디자인에 앞서 조형성 및 보석 가공 관련 문헌과 디자인 사례에 대한 이론적인 접근을 진행했으며, 이를 토대로 보석 커팅 형태의 조형성을 응용한 장신구디자인 진행했다. 본 연구를 통해 현 귀금속 분야에서 소외되고 있는 보석 연구의 활성화를 도모하고 보석을 활용한 디자인 개발이 다수 진행될 수 있을 것이라 기대하며, 앞으로 보석 관련 연구의 새로운 방향성을 제시하는 발판이 될 것이라 생각한다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제20권1호
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• pp.43-63
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• 2022

The aim of this review is to communicate some essential knowledge of the underlying mechanism of the corrosion of structural containment alloys during molten salt reactor operation in the context of prospective online monitoring in future MSR installations. The formation of metal halide species and the progression of their concentration in the molten salt do reflect containment corrosion, tracing the depletion of alloying metals at the alloy salt interface will assure safe conditions during reactor operation. Even though the progress of alloying metal halides concentrations in the molten salt do strongly understate actual corrosion rates, their prospective 1^st order kinetics followed by near-linearly increase is attributed to homogeneous matrix corrosion. The service life of the structural containment alloy is derived from homogeneous matrix corrosion and near-surface void formation but less so from intergranular cracking (IGC) and pitting corrosion. Online monitoring of corrosion species is of particular interest for molten chloride systems since besides the expected formation of chromium chloride species CrCl₂ and CrCl₃, other metal chloride species such as FeCl₂, FeCl₃, MoCl₂, MnCl₂ and NiCl₂ will form, depending on the selected structural alloy. The metal chloride concentrations should follow, after an incubation period of about 10,000 hours, a linear projection with a positive slope and a steady increase of < 1 ppm per day. During the incubation period, metal concentration show 1^st order kinetics and increasing linearly with time^1/2. Ideally, a linear increase reflects homogeneous matrix corrosion, while a sharp increase in the metal chloride concentration could set a warning flag for potential material failure within the projected service life, e.g. as result of intergranular cracking or pitting corrosion. Continuous monitoring of metal chloride concentrations can therefore provide direct information about the mechanism of the ongoing corrosion scenario and offer valuable information for a timely warning of prospective material failure.

• 한국결정성장학회지
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• 제32권2호
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• pp.61-67
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• 2022

폐리튬이차전지 스크랩으로부터 회수한 유가금속인 니켈, 코발트, 망간을 정제하여 제조한 리튬이차전지 전구체 금속염 용액으로 테일러반응을 통해 NCM 811 전구체를 제조하였다. 반응 시간에 따른 전구체 형태 변화를 SEM, PSA, ICP 분석 결과를 기반으로 합성 조건을 확립하였다. 이에 상업용 전구체와 재활용하여 합성한 전구체의 전기 화학적 특성인 충·방전 특성, 율특성, 수명특성 등을 평가하여 비교 연구하였으며, 상업용 전구체와 비교 시 큰 차이가 없거나 일부 특성에서는 우수한 특성을 확인할 수 있었다.

• 자원리싸이클링
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• 제29권2호
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• pp.55-61
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• 2020

선택적 촉매 환원법(SCR)은 여러 산업에서 질소산화물 (NOx)에 의한 대기오염을 줄일 수 있는 매우 유망한 기술이다. SCR 촉매의 소비는 기술이 발전함에 따라 매년 증가하고 있지만, 촉매의 수명은 제한되어 있으며, 일반적으로 수명이 다해 활성이 떨어진 폐촉매는 재활용 되지 않고 매립되어 처리되고 있다. 현재 가장 널리 사용되는 촉매는 V₂O₅-WO₃/TiO₂로 구성되어 있으며, 약 5%_wt의 V₂O₅와 7-10%_wt의 WO₃를 함유하고 있다. 본 연구는 2차 공급원으로부터 유용 금속을 회수할 수 있는 기술개발에 대한 전세계적인 관심과, 다양한 분야에서의 바나듐 및 텅스텐의 수요에 대한 안정적인 공급을 대비하기 위한 기술개발을 바탕으로 한다. 추출 시간, pH 의존도 및 추출 농도에 대한 연구는 희석제 exxol D80에 추출제로 Aliquat 336을 사용하여 수행되었다. 두 금속의 최적 추출을 위한 조건은 약산성(~5.0) 영역에서 0.5mol/L의 Aliquat 336을 함유한 유기상과 30분 동안 추출 반응을 수행해야 하는 것으로 확인되었다. 또한 counter-McCabe-Thiele 분석으로부터 99%의 바나듐을 제거하기 위해 1단의 단수가 필요하고, 텅스텐의 추출을 위해 2단의 단수가 필요하였으며, 향류추출공정(counter-current simulations) 방식을 통한 이론적 접근의 적합성을 증명하였다.

• 공업화학
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• 제21권1호
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• pp.52-57
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• 2010

중금속 이온이나 방사성 양이온을 처리하는 공정으로서 화학약품에 의한 침전법이나 일반 이온교환법을 가장 보편적으로 활용하고 있으나, 이 공정들은 약품의 과다 투여, 유효 금속의 폐기, 고형 폐기물에 의한 2차적인 토양 오염 유발 등과 같은 문제점을 가지고 있다. 이에 따라 최근 들어 선진국을 중심으로 전해환원 전착반응과 이온교환 반응을 결합시킨 전기화학적 이온교환법을 대체 신기술로 개발하고자 많은 관심과 연구가 집중되고 있다. 본 연구에서는 전기화학적 이온교환체 중의 하나인 nickel hexacyanoferrate (NiHCNFe)의 최적 제조조건을 규명하기 위해, 기지금속인 니켈판 표면에 화학적 방법과 전기화학적 방법으로 NiHCNFe 막을 생성하였으며, NiHCNFe의 구조 형태와 조성을 각각 SEM과 EDS 분석을 통하여 조사하였다. 또한 NiHCNFe 막이 생성된 니켈판을 운전전극으로 설치한 단일 평행평판 이온교환 전극반응기에서 산화-환원 전위를 연속적으로 순환시켜 순환전위곡선을 측정하고 피크 전류의 변화 거동을 조사하였다. 본 연구의 실험 결과에 의하면, 화학적으로 제조한 NiHCNFe가 전기화학적으로 제조한 경우보다 우수함을 알 수 있었고, 특히 118 h 화학반응시킨 NiHCNFe 이온교환체의 조밀도, 밀착성, 내구력이 가장 우수하게 나타났다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제12권3호
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• pp.179-189
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• 2014

파이로 공정은 사용후핵연료 관리 이슈 해결과 유용자원 재활용 제고의 목적으로 개발되고 있다. 파이로 공정 중 전해환원 공정은 LiCl을 전해질로 사용하여 산화물을 금속으로 전환시키는 공정으로 금속 전환체에 잔류염이 포함되므로 후속 공정이 요구된다. 진공 증류 공정은 다양한 용융염계에서 적용되어 왔으며 금속 전환체에서도 활용될 수 있다. 전해환원 금속 전환체 잔류염은 LiCl과 알카리 및 알카리토 금속 염화물을 포함한다. 본 연구에서는 이들 염화물들의 증기압을 추산하여 진공 증류 공정에서 잔류 액체의 조성변화를 계산하였다. 증류된 기체가 일정하게 제거되는 조건에서 물질수지와 기-액 평형식을 결합한 모델을 개발하였으며 증기압을 이용하여 무차원 시간에 대한 액체 조성 변화를 계산하였다. 공정 조건 변화 모사를 위해 온도와 용융염 조성을 변화시켜 거동을 비교하였다. 잔류염의 증류는 주성분인 LiCl에 의해 지배되었으며 LiCl 보다 증기압이 높은 CsCl은 쉽게 제거될 것이 예상되었다. 증기압이 유사한 RbCl은 LiCl과 일정한 조성이 유지되었다. 반면 증기압이 낮은 $SrCl_2$와 $BaCl_2$는 시간에 따라 농축되며 초기 조성이 높은 경우 증류 과정에서 석출될 가능성이 있는 것으로 예상되었다.

• 자원리싸이클링
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• 제20권3호
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• pp.48-54
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• 2011

황산으로 탈황 폐촉매를 침출한 결과 황산농도 1 M, 반응시간 1 hr인 실험조건에서 Ni 및 V은 95% 이상, 그리고 Mo은 30%가 침출되었다. 탈황 폐촉매의 Mo matrix 특성으로 인하여 다른 금속에 비하여 Mo의 침출율이 낮았으며, 본 침출반응은 확산반응에 의하여 제어되는 것으로 판단된다. Mo을 완전히 침출하기 위하여 유황성분이 제거된 폐촉매로 침출실험을 실시하였다. 1M 황산으로 처리후 탄산나트륨으로 세척시 Ni, Mo 그리고 V의 침출율은 99% 이었다. Ni 2 g/L; V 9 g/L, Mo 0.6 g/L 조성의 침출액을 LIX 841로 용매추출한 조건에서 A:O 비 5:2, 2단계로 처리시 Mo은 98% 이상 추출되었으며 A:O 비 5:3, 2단계로 처리시 V은 82%가 추출되었다.