• 제목/요약/키워드: high-sulfidation environment

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Fe-XAl-0.3Y 합금의 고온 황화환경(Ps2=10-3Pa)에서의 부식거동 (Corrosion Behaviour of Fe-XAl-0.3Y Alloys at High Temperature Sulfidation Environment(Ps2=10-3Pa))

  • 이병우;박화순
    • 한국재료학회지
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    • 제14권8호
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    • pp.547-551
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    • 2004
  • The sulfidation behaviour of Fe-XAl-0.3Y(X=5, 10, 14, 25 $wt.\%$) alloys was investigated at 1123 K in $H_2/H_{2}S$ gas atmosphere for $1\sim24$ hrs using SEM/EDX, XRD and EPMA. The weight changes of Fe-XAl-0.3Y alloys followed the parabolic rate law, Sulfidation rates of iron aluminide alloys with high Al content were one-twentieth lower than that of 5Al alloys. This is due to the formation of protective $Al_{2}O_3$ oxides on the surface of 10Al, 14Al and 25Al alloys. By calculating partial pressure of impurity oxygen contained $H_2/H_{2}S$ gas, the $Al_{2}O_3$ oxides formation could be explained using Fe-Al-S-O thermodynamic stability diagram. The sulfidation product scales of the 5Al alloy showed that thick iron sulfide scale(FeS) containing porosities formed during early stages of sulfidation. With continued sulfidation, aluminum sulfide was formed at the alloy/scale interface.

Late Cenozoic Metallogeny of Southwest Hokkaido, Japan

  • Watanabe, Yasushi
    • 대한자원환경지질학회:학술대회논문집
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    • 대한자원환경지질학회 2003년도 춘계 학술발표회 논문집
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    • pp.3-6
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    • 2003
  • Southwest Hokkaido (Sapporo-Iwanai district) in the Northeast Japan arc (Fig. 1) is one of the best places to test the correlation among tectonic regime, stress field, magmatic style and hydrothermal mineralization. This paper reviews the Miocene to Pleistocene tectonic framework, geology, magmatic style and stress field of southwest Hokkaido, and correlates them with different types of deposits (Kuroko, epithermal base-metal and precious-metal). (omitted)

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고온 부식환경에 대한 Fe-Cr-X 합금의 열역학적 반응경로에 관한 연구 (A Study of Thermodynamical Reaction Path in Fe-Cr-X Alloys at High Temperature Corrosion Environments)

  • 이병우;김우열
    • 수산해양기술연구
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    • 제32권4호
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    • pp.411-420
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    • 1996
  • The structure of the scale formed on the surface of Fe - Cr - X alloys exposed to 1143K high sulfidation($Ps_2$ = 1.11$\times$$10^-7$ atm, $Po_2$ = 3.11$\times$$10^-20$ atm) or sulfidation/oxidation(($Ps_2$= 1.06$\times$$10^-7$ atm, ($Po_2$ = 3.11$\times$$10^-18$ atm) environment has been observed and analysed using XRD, SEM/EDS. To investigate the possibility of protective film formed on the surface of the alloys, Aluminium, Nickel were selected as alloying elements. Thermodynamic phase stability diagram was used to predict the reaction path of scale formed on Fe - Cr - X alloys. Parabolic rate constant($K_p$) value with 6wt% Al in Fe - 25Cr alloy decreased significantly compared with the Fe - 25Cr alloy without 6wt% Al. Since thin layer of defect free sulfide film, (Al, Cr)Sx, was formed at the alloy/scale interface. Fe - rich sulfide scale at outer layer and Cr - rich sulfide scale containing porosity at inner layer of Fe - 25Cr alloy have been observed. The reaction path for these scales could be predicted by the thermodynamic stability diagram.

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대기 및 Ar-0.2%SO2가스에서 Inconel 740 합금의 고온부식 연구 (Study of High Temperature of Inconel 740 Alloy in Air and Ar-0.2%SO2 Gas)

  • 이동복;김민정
    • 한국표면공학회지
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    • 제54권2호
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    • pp.43-52
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    • 2021
  • The Ni-based superalloy, Inconel 740, was corroded between 800 and 1100℃ for up to 100 hr in air and Ar-0.2%SO2 gas in order to study its corrosion behavior in air and sulfur/oxygen environment. It displayed relatively good corrosion resistance in both environment, because its corrosion was primarily dominated by not sulfidation but oxidation especially in Ar-0.2%SO2 gas. Such was attributed to the thermodynamic stability of oxides of alloying elements when compared to corresponding sulfides. The scales consisted primarily of Cr2O3, together with some NiAl2O4, MnCr2O4, NiCrMnO4, and rutile-TiO2. Sulfur from SO2 gas made scales prone to spallation, and thicker. It also widened the internal corrosion zone when compared to air. The corrosion resistance of IN740 was mainly indebted to the formation of protective Cr2O3-rich oxides, and suppression of the sulfide formation.

Fe$_2$O$_3$계 고온건식탈황제의 반응특성 연구 (A Study on Reaction Characteristics of Fe$_2$O$_3$High-Temperature Desulfurization Sorbents)

  • 강석환;이영우;강용;한근희;이창근;진경태;손재익;박영성
    • 에너지공학
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    • 제5권2호
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    • pp.123-130
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    • 1996
  • 석탄가스화 복합발전 시스템의 주요 단위 공정인 고온건식 탈황공정에 사용되는 탈황제의 개발을 위한 연구의 일환으로 국내산 철광석과 호주산 철광석에 대해 환원, 황화 및 재생 반응을 수행하였다. 실험 장치로는 TGA와 시료 제조용 고정층 반응기를 이용하였고, BET 표면적, SEM, 탈황/재생 cycle 실험, 반응 온도 변화 및 탈황제의 질량변화곡선 등을 이용하여 세가지 철계 탈황제에 대한 기초반응 특성을 규명하였다. 500-$700^{\circ}C$ 구간에서 반응온도 증가에 따라 탈황반응의 H$_2$S 제거율과 재생반응의 재생율이 증가하였다.

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석탄-바이오매스 혼소발전 분위기에서 Fe-Cr-W 강의 고온부식 연구 (Study of High Temperature Corrosion of Fe-Cr-W Steel in Coal-Biomass Co-firing Power Plant Environment)

  • 김민정;샤오샤오;이동복
    • 한국표면공학회지
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    • 제52권5호
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    • pp.251-257
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    • 2019
  • Fe-9Cr-2W steels were corroded at $600-800^{\circ}C$ for up to 100 hr in ($Na_2SO_4-K_2SO_4-Fe_2O_3$)-($CO_2-0.3%SO_2-6%O_2$) mixed gas. The poor condition samples formed thick oxide scales that consisted primarily of $Fe_2O_3$ as the major oxide and $Fe_3O_4$, FeO as the minor one through preferential oxidation of Fe. Fe-9Cr-2W steels corroded fast, forming thick and non-protective scale. The scale divided into the outer and inner layer, which consisted of the outer Fe-O layer and the inner (Fe,Cr)-O layer containing some (Fe,Cr)-S.

황화영가철 기반의 과황산 고도산화공정을 이용한 페놀 오염토양 처리 (Treatment of Phenol Contaminated Soil Using Sulfidated Zero-Valent Iron as a Persulfate Activator for Advanced Oxidation Process)

  • 정혁성;응우옌 쿠엔 비엔;최재영;황인성
    • 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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    • 제28권1호
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    • pp.15-24
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    • 2023
  • A persulfate(PS)/sulfidated microscale zero-valent iron(S-mZVI) system was tested for treating a soil contaminated with phenol. Sulfidation of bare mZVI was conducted using a mechanochemical process utilizing a ball mill in order to improve persulfate activation capacity and stability of unmodified mZVI. The synthesized S-mZVI performed markedly better than the bare mZVI in activating PS. The optimum molar ratio of sulfur to mZVI was around 0.12. In the soil slurry experiments, a very rapid and complete removal of phenol was observed at the optimum molar ratios of PS to S-mZVI of 2:1 and PS to phenol of 16:1. The phenol removal efficiencies decreased as the water content of the slurries decreased. This was believed to be due to increased soil oxidant demand as the amount of soil was increased as relative to the water content. To evaluate the field applicability of the process, slurry experiments adopting high soil contents were carried out that simulated in-situ soil mixing conditions. These experiments resulted in substantially compromised degradation efficiencies of 54.3% and 43.8% within 4 hours. The current study generally shows that the PS/S-mZVI process has a potential to be developed into a remediation technology for soils contaminated with organics.

한국 서남부, 해남지역에서 백악기 산성마그마티즘에 관련된 열수점토광상의 누대분배, 광물조합의 지구화학적 연구 (Alteration Zoning, Mineral Assemblage and Geochemistry of the Hydrothermal Clay Deposits Related to Cretaceous Felsic Magmatism in the Haenam Area, Southwest Korea)

  • 김인준
    • 자원환경지질
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    • 제25권4호
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    • pp.397-416
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    • 1992
  • 본 논문에서는 해남지역의 점토광상인 성산, 옥매산 및 해남광상을 연구대상으로 하였다. 열수변질을 받은 각 점토광상은 중심으로부터 주변부로 감에 따라 변질대를 형성하고 있는데, 성산광상의 경우 카올린대, 카올린-석영대, 견운모대 및 녹니석대의 변질대가, 옥매산광상의 경우 석영대, 명반석대, 카올린대, 견운모대 및 녹니석대의 변질대가, 그리고 해남광상의 경우 석영대, 납석대, 견운모대 및 녹니석대의 변질대가 각각 나타나고 있다. 이같은 변질대들은 두 종류의 변질작용으로 구분될 수 있는데, 하나는 납석대, 명반석대, 석영대, 카올린대 및 카올린-석영대와 같은 산변질작용 (acidic alteration)이고, 다른 하나는 녹니석대와 일부 견운모대와 같은 프로필리틱 (prophylitic alteration) 이다. 모든 점토광상은 high sulfidation (acidic-sulfate) 계에 속한다. 산변질작용의 암석은 납석, 명반석, 카올린광물, 견운모, 석영 및 황철석 등으로 구성되어 있다. 전암화학분석의 결과 $SiO_2$, $TiO_2$, $Fe_2O_3$, MgO, CaO, $K_2O$$Na_2O$와 같은 원소들은 원암의 조성과 상당한 차이를 보여주고 있는데, 이같은 주원소들의 유동성은 각 변질대의 광물조합과 관련되어 이들에 영향을 주고 있다. 견운모의 폴리타잎(polytype) 은 X-선 회절분석결과, $2M_1$ 및 1M 형으로 밝혀졌다. 성산광상의 경우 $2M_1$ 및 1M 형이 거의 같은 비율로 나타나고, 옥매산광상의 경우 1M 형이 우세한 반면, 해남광상의 경우 $2M_1$ 형이 우세하게 나타나고 있다. 이같은 현상은 견운모의 형성온도를 반영하는 것으로, 해남광상이 가장 고온에서, 성산광상은 중간온도에서, 그리고 옥매산광상이 가장 저온에서 형성되었음을 지시해 준다. 전자현미 분석결과, 면반석의 Na/(K+Na)의 비율이 옥매산광상의 것이 성산광상의 명반석이 성산광상의 것보다 높은 것으로 나타났는데, 이는 옥매산광상의 것보다 상대적으로 고온에서 높은 Na/(K+Na) 값과 낮은 pH 값을 갖는 용액에서 형성되었음을 시사해 준다. 모든 분석결과를 종합하여 볼 때, 명반석은 hypogene 기원이며, steam-heated 환경에서 hydrogen sulfide의 산화작용에 의하여, 그리고 오늘날의 열수계에서 관찰할 수 있는 solfataric alteration의 결과로 형성되었음을 알 수 있다.

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통가 TA25 해저산 칼데라 해저열수 분출구의 광석광물 산상 및 유체포유물 연구 (Mineralogical and Fluid Inclusion Study on Seafloor Hydrothermal Vents at TA25 Subsea Caldera in Tongan Waters)

  • 최선기;이경용;박상준;최상훈;이인경
    • 자원환경지질
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    • 제48권4호
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    • pp.273-285
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    • 2015
  • 통가화산호의 TA25 해저산 서측에서는 열수광체가 처음 발견되었다. 이 지역에 분포하는 열수분출구들은 열수분출이 막 시작된 미성숙한 분출구로서 최저 $150^{\circ}C$에서 최대 $242^{\circ}C$ (평균: $203^{\circ}C$)의 열수온도를 보인다. 주요 황화광물로는 섬아연석, 황철석, 백철석, 방연석, 황동석, 코벨라이트, 비사면동석(tennantite), 황비동석(enargite)이 산출되며, 중정석, 석고/경석고 등의 황산염 광물들이 침니 외각에서 산출된다. 특히, 섬아연석이 높은 산출빈도를 보이는 아연 우세형 (Zn-rich) 광체로 분류된다. 광석광물 중 황비동석의 산출은 이 지역 열수분출구의 광화작용이 고유황형 환경에서 진행되었음을 시사한다. 섬아연석은 열수분출구의 외각부에서 내측부로 갈수록 산출빈도가 증가하며, 섬아연석 내 철함량 (mole% FeS)도 높아진다. 또한, 이들 섬아연석은 은 (~10 wt.%)을 함유하고 있는 특징을 보인다. 황동석은 침니에 비해 광체구에서 높은 산출빈도를 보여, 침니와 비교하여 광체구에서 다소 고온의 광화작용이 진행된 것으로 판단된다. 열수분출구 구성광물 중 광체구에서 산출되는 중정석을 대상으로 한 유체포유물 실험 결과, 균일화 온도 및 염농도는 $148^{\circ}C{\sim}341^{\circ}C$ (평균: $213^{\circ}C$) 및 0.4~3.1 equiv. wt.% NaCl를 보여 섬아연석 등 광석광물의 주된 광화작용이 약 ${\geq}200^{\circ}C$에서 진행된 것으로 확인되며, 동광화작용이 미약한 침니에서는 보다 낮은 온도에서 광화작용이 진행되었던 것으로 판단된다.