In this paper, the recycling of waste Ni-MH battery by-products for electric vehicle is studied. Although rare earths elements still exist in waste Ni-MH battery by-products, they are not valuable as materials in the form of by-products (such as an insoluble substance). This study investigates the recovering of rare earth oxide for solvent extraction A/O ratio, substitution reaction, and reaction temperature, and scrubbing of the rare earth elements for high purity separation. The by-product (in the form of rare earth elements insoluble powder) is converted into hydroxide form using 30% sodium hydroxide solution. The remaining impurities are purified using the difference in solubility of oxalic acid. Subsequently, Yttrium is isolated by means of D2EHPA (Di-[2-ethylhexyl] phosphoric acid). After cerium is separated using potassium permanganate, lanthanum and neodymium are separated using PC88A (2-ethylhexylphosphonic acid mono-2-ethylhexyl ester) and it is calcinated at a temperature of 800 ℃. As a result of the physical and chemical measurement of the calcined lanthanum and neodymium powder, it is confirmed that the powder is a microsized porous powder in an oxide form of 99.9% or more. Rare earth oxides are recovered from Ni-MH battery by-products through two solvent extraction processes and one oxidation process. This study has regenerated lanthanum and neodymium oxide as a useful material.
Electrical conductivities of NiO-$Y_2O_3$ systems containing 0.8, 1.6, and 3.2 mol% NiO have been measured in the temperature range of 400 to 1100$^{\circ}$C at $PO_2$'s of 1 ${\times}10^{-5}$ to 2 ${\times}10^{-1}$ atm. Plots of $log\sigma$ vs 1/T at constant $PO_2$'s are found to be linear with an inflection at temperature around 650$^{\circ}$C. The slopes are steeper in the high temperature region above 650$^{\circ}$C than in the low temperature region below 650$^{\circ}$C. The average activation energies are 41.8kcal/mol in the high temperature region and 12.5kcal/mol in the low temperature region. $PO_2$'s dependence value, 1/n, is 1/5.1~1/5.4 in the high temperature region and 1/5.9~1/6.2 in the low temperature region. The NiO-$Y_2O_3$ systems are found to be an electronic p-type semiconductor. The predominant defects in the systems are believed to be triply ionized yttrium vacancy in the high temperature region and doubly ionized oxygen interstitial in the low temperature region. Ionic contribution to the total conductivity is found from ${\sigma}^{\propto}PO_2$ in the temperatures below 650$^{\circ}$C.
Diamond anvil cell (DAC) interfaced with a YAG laser heating system has been used to study the phase transformations on perovskite structured titanates ($BaTiO_3$, and $PbTiO_3$) and to synthesize the silicate perovskite phase from the orthopyroxenes of $MgSiO_3$ and $(Mg_{0.87},\;Fe_{0.13})SiO_3$. $BaTiO_3$ and $PbTiO_3$ transform from tetragonal phase to cubic at the pressures of approximately 2.6 GPa and 4.0 GPa at room temperature, respectively. Cubic phases of the both show wide range of stability in the extended in-situ high pressures and high temperature regions. Starting orthoenstatite of $MgSiO_3$ has yielded the perovskite phase as the major structure with ilmenite, gamma-spinel, betta-spinel and stishovite phases at ~38 GPa and ${\sim}1,000^{\circ}C$. $(Mg_{0.87},\;Fe_{0.13})SiO_3$ has shown the perovskite as the major phase with betta-spinel, stishovite and enstatite phases at ~35 GPa and ${\sim}1,000^{\circ}C$. The ilmenite phase does not occur at this condition.
Lee, Gee Hun;Lee, Dong Hoon;Song, Young Jun;Kim, Chang Kwon
Resources Recycling
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v.29
no.3
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pp.61-74
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2020
This study was conducted to improve the recycling process of waste fluorescent lamp, and investigate the possibility of using the waste fluorescent lamp glass as a raw material for glass beads, the leaching method of rare earth from the waste phosphor powder, and the possibility of solvent extraction of rare earth from the rare earth leaching solution. The waste phosphor contained 28.9% yttrium oxide, 3.46% cerium oxide, 1.95% europium oxide, 1.76% terbium oxide, and 1.43% lanthanum oxide. As a result of the trial production of glass beads using waste fluorescent lamp glass, it was judged that the production yield and quality were excellent, so that waste fluorescent lamp glass could be used as a raw material for glass beads. The soda roasted waste phosphor was leached in water and thereby the aqueous solution was blown with CO2 to drop the pH to about 7, Then, Al, Si and residual N2CO3 were dissolved, and NaAlCO3(OH)2 and SiO2 were precipitated in the aqueous solution. In the solvent extraction of cyanex272-hydrochloric acid, cyanex272-sulfuric acid, D2EHPA-hydrochloric acid, D2EHPA-sulfuric acid, Ionquest290-hydrochloric acid, Ionquest290-sulfuric acid, p507-hydrochloric acid using xylene as a diluent, the extraction yield of Y, Eu, Ce, La, and Tb are close to 100%. However, in this conditions, the difference in extraction yield for each element, that is, selectivity is 16% or less.
Effect of misalignment on the performance was evaluated for the development of time-of-flight(TOF)-PET detector. A pair of TOF-PET detector consists of Lutetium-yttrium oxyorthosilicate(LYSO) scintillation crystal with a volume of 3 mm × 3 mm × 20 mm and Geiger-mode avalanche photodiodes(GAPD) photo-sensor with a active area of 3.07 mm × 3.07 mm. Analog output signals from TOF-PET detector were sent to the pre-amplifier and then fed into the gain adjust circuit for achievement of gain homogeneity for each detector. The amplified signals were recorded and digitized by data acquisition system based on oscilloscope. The effect of the detector misalignment between LYSO and GAPD was examined for four different alignment offsets of 0.0 mm, 0.5 mm, 1.0 mm and 1.5 mm for a pair of TOF-PET detector. The photopeak position decreased from ~400 mV to ~250 mV with increasing detector misalignment. the energy resolution and time resolution were degraded from 11.6% to 16.2%, and from 477 ps to 632 ps, respectively. This study demonstrated that PET detector performance was degraded considerably depending on the detector misalignment, which would be a critical issue for the development of TOF-PET detector.
Purpose Yttrium-90 (Y-90) is high-energy beta emitters ($E{\beta}$, max = 2.28 MeV) with the mean penetration depth of 2.5 mm in tissue. Radioactive microspheres containing Y-90 is widely used for the transarterial radioembolization of hepatocellular carcinoma. However, bremsstrahlung radiation from Y-90 can cause the external radiation exposure to medical staff who handle the Y-90 microspheres. In this study, shielding device for Y-90 microspheres was developed to minimize the external radiation exposure. Materials and Methods Y-90 microsphere shielding device was made from 6 mm thicknesses of tungsten including the lead glass window. Radiation shielding ability of Y-90 microsphere shielding device was evaluated using 4 GBq of $SIR-Spheres^{(R)}$ Y-90 microspheres. The bremsstrahlung radiation was measured using radiation survey meter. Results The mean radiation dose of Y-90 microspheres in acrylic shield was $261.7{\pm}2.3{\mu}Sv/h$ (n=5) at 10 cm away from the shield. With the additional tungsten shielding device, it was $23.7{\pm}1.3{\mu}Sv/h$ (n=5). Thus, the bremsstrahlung radiation dose was decreased by 90.9%. At 50 cm away from the shield, bremsstrahlung radiation was reduced by 89.2% after using tungsten shielding device. Conclusion During the preparation and radioembolization of Y-90 microsphere, medical staff are exposed to external radiation. In this study, we demonstrated that the use of tungsten shielding device devices significantly reduced the amount of bremsstrahlung radiation. Y-90 microsphere tungsten shielding device can be highly effective in reducing the bremsstrahlung radiation.
In this study, the plasma corrosion resistance and the change in the number of contamination particles generated using the plasma etching process and cleaning process of coating parts for semiconductor plasma etching equipment were investigated. As the coating method, atmospheric plasma spray (APS) was used, and the powder materials were Y2O3 and Y3Al5O12 (YAG). There was a clear difference in the densities of the coatings due to the difference in solubility due to the melting point of the powdered material. As a plasma environment, a mixed gas of CF4, O2, and Ar was used, and the etching process was performed at 200 W for 60 min. After the plasma etching process, a fluorinated film was formed on the surface, and it was confirmed that the plasma resistance was lowered and contaminant particles were generated. We performed a surface cleaning process using piranha solution(H2SO4(3):H2O2(1)) to remove the defect-causing surface fluorinated film. APS-Y2O3 and APS-YAG coatings commonly increased the number of defects (pores, cracks) on the coating surface by plasma etching and cleaning processes. As a result, it was confirmed that the generation of contamination particles increased and the breakdown voltage decreased. In particular, in the case of APS-YAG under the same cleaning process conditions, some of the fluorinated film remained and surface defects increased, which accelerated the increase in the number of contamination particles after cleaning. These results suggest that contaminating particles and the breakdown voltage that causes defects in semiconductor devices can be controlled through the optimization of the APS coating process and cleaning process.
Young-Ju Kim;Je Hong Park;Si Beom Yu;Seungwon Jeong;Kang Min Kim;Jeong Ho Ryu
Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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v.33
no.4
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pp.153-157
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2023
In order to manufacture a semiconductor circuit, etching, cleaning, and deposition processes are repeated. During these processes, the inside of the processing chamber is exposed to corrosive plasma. Therefore, the coating of the inner wall of the semiconductor equipment with a plasma-resistant material has been attempted to minimize the etching of the coating and particle contaminant generation. In this study, we mixed AlF3 powder with the solid-state reacted yttrium oxyfluoride (YOF) in order to increase plasma-etching resistance of the plasma spray coated YOF layer. Effects of the mixing ratio of AlF3 with YOF powder on crystal structure, microstructure and chemical composition were investigated using XRD and FE-SEM. The plasma-etching ratios of the plasma-spray coated layers were calculated and correlation with AlF3 mixing ratio was analyzed.
Yttrium Iron Garnet($Y_{3}Fe_{5)O_{12}$) films have been succsssfully grown on(111)GGG wafer by KrF excimer laser ablation of stoichiometric garnet target at the oxygen partial pressure, $P(O_{2}$, ranging 20 to 500 mTorr. During the deposition of the films the substrate temperature was maintained at $700^{\circ}C$ and the laser beam energy density at $7.75\;J/cm_{2}$. Microstructure, composition and magnetic properties of the films obtained were investigated as a function of oxygen pressure and thickness of the films. Epitaxial films with a dense and a smooth surface were reproducible at a low oxygen pressure. The films of $2.75\;{\mu}$ min thickness deposited at 20 mTorr of $P(O_{2})$ showed $4{\pi}M_{s}$ of 1500 Gauss and $H_{c}$ of 3 Oe after annealing at $800\;^{\circ}C$ for 20 minutes. As-deposited films of $0.8\;\mu\textrm{m}$ in thickness exhibited the $4{\pi}M_{s}$ of 1730 Gauss and $H_{c}$ of 7 Oe. The magnetic properties of the films obtained were almost identical to those of a single crystal YIG.
Bahn, Young Kag;Oh, Shin Hyun;Kim, Jung Yul;Lee, Seung Jae;Park, Joon Young;Shin, Heui Soon;Lim, Han Sang;Kim, Jae Sam
The Korean Journal of Nuclear Medicine Technology
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v.18
no.1
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pp.89-93
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2014
Purpose: We investigated the quantitative evaluation of PET/CT images for evaluation after treatment in the treatment of liver metastasis of cancer with $^{90}YSIR$-Sphere. Materials and Methods: Confirmed the correlation between the measured counts was expressed by setting a region of interest from the image and a measure of the dose calibrator to see a correlation diagram of an image in a PET of $^{90}Y$. A portion uptake coefficients between PET images were acquired for 20 minutes LIST mode in 15 patients treated for liver metastasis of cancer using $^{90}Y$ SIR-Spheres high, intermediate portion, a lower portion, three measuring the coefficient of the region of interest is divided into parts, we studied the conditions for proper image acquisition. Results: Coefficient of sites that set the region of interest of the PET image and the measured counts of $^{90}Yappears$ that there is a correlation diagram statistically, ($R^2=0.956$), correlation diagram from the PET image of $^{90}Yis$, PET coefficient the coefficients of all regions of interest were increased in proportion to the image acquisition time, partial ROI coefficients of the PET image is higher about 10 minutes on average, about 14 minutes on average, the central portion is lower part 19 minute average in, confirmed the equilibrium of the standard deviation. Conclusion: Using the isotope $^{90}Y$, it is suitable to obtain a PET image, to obtain the time of proper image, the evaluation of PET/CT images, using the $^{90}Y$ SIR-Spheres and that in the treatment of liver metastases of cancer, it is useful for assessing treatment.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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