• Title/Summary/Keyword: energy and mineral resources

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폐일차리튬전지로부터 유가금속을 회수하기 위한 해체공정의 최적화 (Optimum Conditions of Dismantlement for Recovery of Valuables from Spent Lithium Primary Batteries)

  • 유경근;김홍인;손정수
    • 자원리싸이클링
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    • 제28권4호
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    • pp.51-58
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    • 2019
  • 폐일차리튬전지는 열을 가하거나 파쇄하면 폭발할 수 있기 때문에 재활용을위해 비폭발 폐일차리튬전지의 해체공정이 요구된다. 이 연구에서는 비폭발 해체공정을 위한 최적 방전공정을 조사하였다. 폐일차리튬전지가 $0.5kmol{\cdot}m^{-3}$ 황산용액에서 방전되었을 때, 전지의 반응성은 $35^{\circ}C$에서는 4일 후, $50^{\circ}C$에서는 1일 후에 감소하였다. 황산용액을 사용했을 때 유가금속이 손실되기 때문에 황산용액과 물을 순차적으로 사용하는 방전공정이 제안되었다. $0.5kmol{\cdot}m^{-3}$ 황산용액에서 6시간 방전 후 물에서 24시간 동안 방전했을 때, 폭발없이 배터리의 해체가 가능하였다. 새로운 공정에서 금속 손실이 감소하였기 때문에, 새롭게 제안된 2단계 방전공정에 의해 경제적인 재활용 공정이 가능하였다.

금속 침출연구를 위한 전기화학적 미소수정진동자저울 기술 소개 (Introduction to Electrochemical Quartz Crystal Microbalance Technique for Leaching Study of Metals)

  • 김민석;정경우;이재천
    • 자원리싸이클링
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    • 제29권1호
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    • pp.25-34
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    • 2020
  • 전기화학적 미소수정진동자저울은 전극표면에서 발생하는 나노그램 수준의 질량변화를 실시간 측정할 수 있는 장비이다. 역압전효과를 가진 수정진동자 양면에 형성된 금속전극에 교대로 전계를 가하면 진동자의 두께에 따라 특정 공진주파수를 나타낸다. 공진주파수는 전극표면에서 발생하는 질량변화에 반응하며, 전극표면의 금속이 용해될 때는 증가하고 석출될 때는 반대로 감소한다. 공진주파수와 질량변화의 상관관계는 Sauerbrey 식으로 나타내고 이를 이용하여 금속의 침출반응때 발생하는 질량변화를 실시간으로 측정할 수 있다. 특히 용해 후 침출액에서 침전, 휘발, 기타 화합물 형성 등 부반응으로 실험 후 발광분광분석이나 원자흡광분석 등이 용이하지 않은 금속의 침출 반응기구 및 속도 연구에 매우 효과적이다. 그러나 수정진동자의 공진주파수는 질량변화 외에도 용액의 점도, 수압, 온도, 스트레스, 그리고 표면거칠기 등에도 영향을 받으므로 실험 시 이들 영향에 대한 고려가 필요하다. 전기화학적 미소수정진동자저울의 응용 예로서 염소를 이용한 백금의 침출 시 용해속도를 실시간 측정하고 이로부터 활성화에너지를 구하는 일련의 과정을 소개하였다. 침출에 사용된 백금시료는 수정진동자 양면에 형성된 1000 Å두께의 백금전극 중 침출액에 노출된 한쪽 면을 활용하였으며, 전해생성된 염소를 염산 침출액에 주입하여 침출 시 용존 염소농도를 조절하였다. 실험결과로부터 염소에 의한 백금의 용해반응은 활성화에너지가 83.5 kJ/mol로 화학반응율속임을 확인하였다.

Overview of coal-fired power plant ash situation and cement industry in Vietnam

  • Hong, Ha Thi Vu;Ahn, Ji Whan
    • 에너지공학
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    • 제27권3호
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    • pp.57-62
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    • 2018
  • The development of coal-fired power plants to ensure energy security and electricity consumption is a matter for the Vietnam economy. However, the huge amount of ash discharged is a major environmental challenge. It is estimated that by the end of 2017, the amount of ash in the country is about 40 million tons and annually emitted over 16.4 million tons. While the quantity of coal-fired power plant is rising, the ash content will increase year by year if the ash doesn't treat well. The ash will be increased from 61 million tons in 2018 to 109 million tons in 2020, 248 million tons in 2025 and 422 million tons in 2030. The difficulties of coal-fired power plants are the problem of ash handling, some plants are at risk of closure because there are not enough dump capacity to storage. Therefore, Vietnam is in need of urgent measures to treat a large amount of waste from coal-fired power plants. The specific objectives of this study were as follows: (1) provide an overview of coal ash situation produced by coal-fired power plants in Vietnam; (2) study about regulations related to coal ash treatment; (3) comprehend the literature review of the cement sector status.

Analytical model for estimation of digging forces and specific energy of cable shovel

  • Stavropoulou, M.;Xiroudakis, G.;Exadaktylos, G.
    • Coupled systems mechanics
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    • 제2권1호
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    • pp.23-51
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    • 2013
  • An analytical algorithm for the estimation of the resistance forces exerted on the dipper of a cable shovel and the specific energy consumed in the cutting-loading process is presented. Forces due to payload and to cutting of geomaterials under given initial conditions, cutting trajectory of the bucket, bucket's design, and geomaterial properties are analytically computed. The excavation process has been modeled by means of a kinematical shovel model, as well as of dynamic payload and cutting resistance models. For the calculation of the cutting forces, a logsandwich passive failure mechanism of the geomaterial is considered, as has been found by considering that a slip surface propagates like a mixed mode crack. Subsequently, the Upper-Bound theorem of Limit Analysis Theory is applied for the approximate calculation of the maximum reacting forces exerted on the dipper of the cable shovel. This algorithm has been implemented into an Excel$^{TM}$ spreadsheet to facilitate user-friendly, "transparent" calculations and built-in data analysis techniques. Its use is demonstrated with a realistic application of a medium-sized shovel. It was found, among others, that the specific energy of cutting exhibits a size effect, such that it decreases as the (-1)-power of the cutting depth for the considered example application.

수진 거리에 따른 방진구의 진동 저감 연구 (A Study on the Vibration Reduction of Borehole by the Receive Distance)

  • 송정언;김승곤;홍웅기
    • 환경영향평가
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    • 제23권3호
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    • pp.169-176
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    • 2014
  • The purpose of this study is to estimate the vibration reduction effect of the borehole which is controlled the vibration propagation in the ground. For this study, we measured the vibration velocity before and after the borehole installation. The results are as follows: The peak particle velocity(PPV) and peak vector sum(PVS) was reduced by the borehole. And also, the deviation of vibration velocity before and after the borehole installation showed large values in longitudinal and vertical component depending on the receive distance, and increased depending on the size of vibration energy. Finally, the vibration isolation efficiency was 25~35 percentage at 1.5m receive distance, and was 4~14 percentage at 3.0m receive distance. It was found that the vibration isolation efficiency was good in small vibration energy, but was not good at long receive distance.

대단면 석회석 광산 갱도 내 국부선풍기 승압력 및 통기효과 비교 연구 (A Comparative Study on the Auxiliary Fan Pressure and the Ventilation Efficiency in Large-opening Limestone Mine Airways)

  • 박동준;강현호;이창우
    • 터널과지하공간
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    • 제27권1호
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    • pp.1-11
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    • 2017
  • 국내 지하 석회석 광산은 대부분 대단면 갱도로 개발되고 있으며 갱내통기는 주요 선풍기에 의한 통기방식보다는 자연통기 및 국부통기에 의존하고 있다. 국부통기는 국부선풍기와 풍관을 이용한 급배기 통기방식을 적용하고 있으나 대단면 갱도 특성과 갱내 굴진 운반장비의 디젤화에 따라 소요통기량이 대폭 증대하여 통기의 효율 및 경제성 확보가 주요과제로 대두되고 있다. 본 연구에서는 대단면 갱내 작업장 국부통기를 위한 선풍기 용량 최적화를 위하여 축류식 및 프로펠러 선풍기를 개발하여 갱내 승압력 및 통기효과를 비교 분석함을 목적으로 한다.

커피부산물의 최근 연구 동향 및 서울시의 커피찌꺼기 현황 분석 (Analyses for Current Research Status for the Coffee By-product and for Status of Coffee Wastes in Seoul)

  • 남근우;김민숙;안지환
    • 에너지공학
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    • 제26권4호
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    • pp.14-22
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    • 2017
  • 한국뿐만 아니라 전 세계적으로 커피의 소비는 증가하고 있다. 그에 따라 발생하는 커피부산물 또한 증가하고 있지만 이를 처리하기 위한 방안이나 기술은 현재 부족한 상태에 있으며, 부산물에 의한 환경문제 또한 그 문제점이 대두되고 있다. 이러한 환경문제를 해결하기 위해서 최근 커피부산물을 활용하기 위한 친환경적인 방법과 재활용을 목적으로 한 다양한 연구가 진행되고 있으며, 커피부산물 또한 저렴한 친환경 소재가 될 수 있어 최근까지 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 논문에서는 커피 부산물의 종류와 특성을 이해하고, 현재까지 연구되어 온 커피부산물을 활용할 수 있는 방법에 대한 동향을 분석하였으며, 한국 내 서울시의 커피찌꺼기 현황을 파악 하고 현재 진행되고 있는 서울시의 커피찌꺼기 처리 방안에 대해 논의 하였다.

염소 함유 클링커의 소성성 및 광물특성에 관한 연구 (Burnability and Mineral Properties of Clinker Added Chlorine)

  • 김태연;김남일;추용식
    • 자원리싸이클링
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    • 제29권6호
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    • pp.48-56
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    • 2020
  • 본 연구에서는 염소 함유 클링커 특성을 분석하기 위해 raw mix 제조 시 CaCl2를 첨가하였으며, 이때 염소 함량을 고농도 조건인 2,000ppm까지 제어하였다. 염소 첨가 raw mix의 소성온도는 1250℃에서 1350℃까지 조정하였으며, 각각의 최대온도에서 10분간 유지하였다. 모듈러스는 LSF-92.0, SM-2.5 및 IM-1.6으로 고정하였으며, 염소 함유 클링커의 소성성은 free-CaO 분석을 통해 확인하였다. 염소 함량 증가에 따라 free-CaO는 감소하였으며, 1350℃-2000ppm의 free-CaO 함량은 1.5%까지 낮아졌다. 염소 함량 증가에 따른 광물특성 확인을 위해 광학현미경 및 XRD를 활용하였다. 1250℃ 소성 시에는 클링커 광물을 관찰할 수 없었으며, 1350℃ 소성 시에는 염소 함량 증가에 따라 alite 크기가 소폭 증가하였다. 또한 염소 함량 증가에 따라 우수한 광물결정성을 발현되어 클링커 내 염소함량이 증가할수록 우수한 소성성 및 광물특성을 보였다.

폐(廢) 적층형(積層形)세라믹콘덴서에 함유(含有)된 니켈의 침출거동(浸出擧動) (Leaching Behavior of Nickel from Waste Multi-Layer Ceramic Capacitor)

  • 김은영;김병수;김민석;정진기;이재천
    • 자원리싸이클링
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    • 제14권5호
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    • pp.32-39
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    • 2005
  • 폐 적층형세라믹콘덴서(Multi-Layer Ceramic Capacitor, MLCC)에 함유된 니켈의 침출거동에 대한 연구를 수행하였다. 침출제인산의 종류와 산농도, 침출온도, 입자크기, 침출시간이 니켈의 침출거동에 미치는 영향을 조사하였다. 실험결과, 광액농도 5g/L, 질산농도 1N 침출온도 $90^{\circ}C$, 시료입도 $-300/+180{\mu}m$, 침출시간 30분에서 니켈의 침출율은 97%이었다. 니켈의 침출반응속도는 cylinder 형상의 Jander 식에 잘 따르는 것으로 분석되었다. 니켈의 침출반응은 잔류 $BaTiO_3$ 공극 확산율속반응이며, 활성화 에너지는 37.6kJ/mol(9.0 kcal/mol)이였다.

인공지능을 적용한 시추 굴진율 최적화 기술 동향 분석 (Analysis of Technical Trend for Drilling ROP Optimization with Artificial Intelligent)

  • 정지헌;한동권;김상호;유인항;권순일
    • 한국가스학회지
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    • 제24권1호
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    • pp.66-75
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    • 2020
  • 시추는 석유자원 탐사와 개발에서 가장 중요하며 많은 비용이 소요되는 필수 작업이다. 그래서 시추의 효율 향상을 위한 굴진율 연구가 지속적으로 진행되어왔다. 근래에는 전통적인 수학적 모델의 단점을 극복하기 위하여 새로운 방식의 자료기반 모델이 다양한 연구자들에 의해 개발되고 있다. 자료기반 모델은 알고리즘과 매개변수의 선택이 매우 중요하다. 또한 개발된 모델의 성능향상을 위하여 실시간으로 모델을 재훈련하여 연속적인 시추작업을 실현해야한다. 이 논문에서는 최신 연구들을 조사하여 시추 최적화에서 사용된 알고리즘, 시추 매개변수, 모델 재훈련 간격에 대한 정보를 제공하고자 한다.