• 자원환경지질
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• 제27권2호
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• pp.117-130
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• 1994

Titanomagnetite ore bodies in the Yonchon iron mine are closely associated with alkali gabbroic rocks of middle Proterozoic age which intruded Precambrian metasedimentary rocks. The orebodies can be divided into massive ores in gabbroic rock, skarn ores in calcareous xenoliths and banded ores in gneissic gabbro. Gabbroic rocks from the Yonchon iron mine have unusually high content of $TiO_2$ with an average values of 3.46 wt%. Iron ores are ilmenite (42.25~51.56 wt% in $TiO_2$) and titanomagnetite (1.29~6.57 wt% in $TiO_2$) and the former is dominant Small amount of magnetite, hematite, sphene and sulfide minerals are included in the ores. Grandite garnet, titanoaugite and tschermakite are in iron skarn ores. Hornblendes from ores and gabbroic rocks have a relatively homogeneous isotopic composition with ${\delta}D$ between -110.0 and -133.9‰, and ${\delta}^{18}O$ of +4.5 to +6.5‰, and calculated to have formed in fluids with ${\delta}O_{H_2O}$ of + 6.7 to +8.7‰. and ${\delta}_{H_2O}$ of -87.9 to -111.8‰, which has a similar isotopic value of primary magmatic water. Based on intrusive age, occurrence, mineral chemistry and isotopic compositions of magnetite ores and gabroic rocks, it will be concluded that the gabbroic rocks are responsible for the titanomagnetite mineralization. The titaniferous magnetite melt was immiscibly separated from the high titaniferous gabbroic melts of Proterozoic age.

• 한국광물학회지
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• 제20권4호
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• pp.231-245
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• 2007

경주 황성동 목곽 2호묘에서 3세기 중후반대에 제작된 것으로 추정되는 말각 장방형의 단조 철부가 출토되었다. 이 철부의 재질은 금속광택에 밝은 회백색을 보이며 연한 크림색조를 나타냈으며, 광학적 성질은 자철석 또는 자연철의 특징과 거의 유사하다. X-선 회절분석 결과, 자철석과 침철석만이 검출된 것으로 보아 단조철부의 제작에 이용된 원광석의 조성과 조직이 그대로 보존되었음을 반영하고 있다. 철부의 내부에서는 미립의 내포물이 불규칙하게 산출되었다. 이는 철부의 원광석에 수반되었던 석영, 방해석, 운모, 자철석, 각섬석, 중석광물, 휘석 및 감람석 등이 열처리 과정에서 제거되지 않은 불순물인 것으로 판단된다. 이 철부는 전반적으로 페라이트와 시멘타이트가 공존하는 펄라이트 조직을 보이며, 탄소의 함량은 비교적 높으나 균질하게 분포하는 부분이 있는 것으로 보아, 거의 순철에 가까운 소재로 성형한 후에 침탄이 이루어 진 것으로 추정된다. 이 철부의 산출상태와 수반 내포물로 보아 원광석은 울산광산에서 생산된 자철석이 이용되었을 가능성이 있다. 원광은 저온환원법에 의해 생산된 괴련철인 것으로 해석되며, 공석온도인 $727^{\circ}C$ 부근에서 성형이 이루어진 것으로 판단된다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제30권11호
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• pp.2577-2583
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• 2009

Presented are the formation of iron oxide layers on evaporator tubes in an actual fossil power plant operated under all volatile treatment (AVT) condition and an experimental simulation of iron oxide formation in the presence of ferrous and ferric ions. After actual operations for 12781 and 36326 hr in the power plant, two iron oxide layers of magnetite on the evaporator tubes were found: a continuous inner layer and a porous outer layer. The experimental simulation (i.e., artificial corrosion in the presence of ferrous and ferric ions at 100 ppm level for 100 hr) reveals that ferrous ions turn the continuous inner oxide layer on tube metal to cracks and pores, while ferric ions facilitate the production of porous outer oxide layer consisting of large crystallites. Based on a comparison of the oxide layers produced in the experimental simulation with those observed on the actually used tubes, we propose possible routes for oxid layer formation schematically. In addition, the limits of the proposed corrosion routes are discussed in detail.

• 한국결정성장학회지
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• 제10권3호
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• pp.264-270
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• 2000

소결광을 구성하는 광물상(hematite, magnetite, calcium ferrite, slag)들을 X선 내부표준법을 이용하여 정량분석을 하였다. 분석에는 표준물질로 NaF와 SiO$_2$를 선택하여 교정곡선을 작성하여 내부표준법에 적용하였다. 소결광내에 존재하는 calcium ferrite는 순수 CF(CaO.$Fe_2$$O_3$에 X선 회절피크는 나타나지 않았으며, 순수 $CF_2(CaO.$2Fe_2$$O_3$)에 근접하였으나 CF2에 소량의 $Al_2$$O_3$와 $SiO_2$가 고용된 4원계($Fe_2$$O_3$-CaO-$AI_2$$O_3$-$SiO_2$)에 보다 더 근접한 것으로 나타났다. 합성소결광의 정량분석은 두 표준물질 모두 상대오차가 $\pm$5 wt% 내에서 일치하였다. 실제 소결광의 정량분석결과 hematite는 27~40 wt%, magnetite는 20~30 wt%, calcium ferrite 22~33 wt%, slag 10~20 wt% 범위에서 분포하였다.

• 보존과학연구
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• 통권27호
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• pp.165-180
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• 2006

The research was conducted to understand type of iron used by those who lived at dwelling site of Yangsoo-ri in between the first century B.C. and the first century A.D. to make steel products and their technique such as steel making process and heat treatment, based on micro structure information obtained through microscopic metallographic structure analysis with SEM-EDS of six steel productsexhumed at the site. Key findings are summarized as below. In the sense that Si-Ca-Al style and less than 0.5% of Ti were found in the non-metallic inclusion, the material used for forged iron ware was magnetite resolved in that. It is, however, unclear whether magnetite was resolved at high temperature or at low temperature. Microscopic structure analysis revealed that forged steel products were made through repeated hot working, the technique of molding by hitting after heating in the process of resolving and molding iron. As a result, the iron used here for the products was not the iron ore which was produced through resolution from discarded cast iron axe, ingot iron. It is probable that to make those steel products, disposed-of cast iron was reused after being molded by decarburizing. Although a few of relics were analyzed for the research, they were of critical importance in defining the process of ironware production from the first century B.C. and the first century A.D. at the Yangsoo-ri region. Judging from the iron from A-19 dwellingsite, it is possible to conclude that the iron was manufactured from cast iron decarburized and yet more research has to be done into relics yetto be exhumed in order to ascertain the finding. All of these findings are believed to play a critical role in further studies to define the steel-manufacturing technique used on the central Korean peninsular in the ancient times.

• 한국광물학회지
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• 제21권4호
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• pp.425-434
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• 2008

토양과 지하수의 비소 오염은 최근 심각한 환경문제들 중 하나로 대두되고 있으며, 이러한 비소 오염은 다양한 자연적 또는 인위적 원인들로 인하여 발생할 수 있다. 지중에서 비소의 거동은 철, 망간, 알루미늄 등과 같은 여러 종류의 산화물 또는 수산화물들과 점토광물에 의하여 영향을 받고, 특히 이중에서 철 (산)수산화물이 가장 효과적으로 비소를 제어하는 것으로 알려져 있다. 이에 본 연구에서는 철 산화물의 일종인 자철석의 비소 흡착 특성을 연구하였다. 자철석이 비소의 화학종(5가와 3가 비소)에 따라서 어떠한 흡착 특성을 나타내는가 알아보기 위하여 비소 흡착에 주요하게 영향을 줄 수 있는 자철석의 물리화학적 특성들을 측정하고, 평형론적 실험과 반응속도론적 실험을 병행하여 수행하였다. 비소 흡착제로 사용하기 위하여 실험실에서 합성한 자철석의 영전하점(point of zero charge, PZC)과 비표면적은 각각 6.56과 $16.6\;g/m^2$로 다른 철 (산)수산화물들에 비해 상대적으로 낮은 간들을 나타냈다. 두 비소 화학종과 자철석의 평형실험 결과, 3가 비소가 5가 비소보다 더 많이 흡착되는 것으로 조사되어, 3가 비소가 흡착제로 사용된 자철석과 더 높은 친화력을 가지는 것으로 나타났다. 3가 비소는 pH 7에서, 5가 비소는 pH 2에서 흡착량이 가장 높았으며, 5가 비소의 경우 pH가 증가함에 따라 자철석의 표면과 전기적 반발력으로 인해 그 흡착량이 감소하는 것으로 나타났다. 이는 pH에 따른 자철석의 표면전하의 변화와 비소의 화학적 형태 등이 비소를 제어하는데 있어서 중요한 인자로 고려되어야 한다는 것을 지시한다. 시간에 따른 흡착 반응연구에서는 5가 비소가 3가 비소보다 더 빠르게 흡착됨을 알 수 있었으나, 비소의 화학적 존재형태에 관계없이 모두 4시간 이내에 평형 흡착에 도달하였다. 또한, 반응속도 실험결과를 지금까지 제안된 다양한 반응속도 모델들과 비교하였을 때, power function과 elovich 모델이 본 연구에서 사용된 자철석과 비소의 흡착을 가장 잘 모사하는 것으로 나타났다.

• 자원환경지질
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• 제27권6호
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• pp.523-535
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• 1994

충주 광산은 한반도의 대표적인 층상 규제형 (strata-bound type) 철광상의 하나이다. 광산 부근의 지질은 규암 및 편암류로 구성되는 변성 퇴적암 (계명산층)과 후기의 관입 화성암으로 이루어져 있다. 철광층은 주로 변성암의 편리와 조화적 관계를 가지며 층상 또는 렌즈상으로 산출되고 부분적으로 불규칙한 괴상으로 발달되기도 한다. 광상은 산출상태, 구조 및 조직, 구성 광물의 공생특성 등에 의해 호상광석과 괴상광석으로 구분된다. 호상광석 (banded ore)은 적철석, 적철석+자철석, 자철석 및 석영이 우세한 분대 (meso- bands)의 반복에 의한 대상구조가 특정적이다. 괴상광석 (massive ore)은 화강암질 암석의 접촉부를 따라 불규칙한 형태로 산출되며, 대부분이 자철석으로 구성된다. 철산화광물 및 규산염 광물의 입자 크기는 호상광석에서 보다 괴상광석에서 더 조립질을 나타낸다. 호상 및 괴상광석을 구성하는 자철석의 조성은 거의 순수한 $Fe_3O_4$로 구성되지만, Mn의 함량에서 차이가 있음을 알 수 있다 (호상광석; 0.14~0.27 MnO wt.%, 괴상광석; 0.10~0.15 MnO wt.%). 적철석은 Ti 성분이 호상 (0.87~1.27 $TiO_2$ wt.%) 및 괴상 (3.51~6.96 $TiO_2$ wt.%) 광석에서 뚜렷한 차이를 보인다. 광석에 수반되는 흑운모의 화학조성은 호상광석이 괴상광석에서보다 FeO, $TiO_2$ 및 $Al_2O_3$ 값은 낮고, MgO와 $SiO_2$는 높다. 충주 철광상은 퇴적작용 내지 변성작용의 특성을 나타내는 대상 (층상)구조와 괴상조직 및 교대조직등의 다양한 변화과정을 반영하고 있으며, 산출상태, 광석광물의 조성 및 조직적 특성은 괴상광석 형성이 호상 광석보다 더 환원적인 환경 또는 고온의 온도 조건에서 야기되었음을 지시한다. 철광상은 초기 철의 퇴적(공급)작용과 후기의 변성작용에 의해 2차 부화작용에 의해 복합적으로 형성된 것으로 추정된다. 호상광석은 광역변성작용에 의해, 괴상광석은 화강암 관업에 의한 영향으로 사료된다.

• 보존과학회지
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• 제35권6호
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• pp.573-587
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• 2019

본 연구는 전통적인 철화분청사기 안료를 재현하기 위하여 국내산 자철석과 점토, 비가소성 원료를 혼합하여 재현시편을 제작하고, 발색이 양호한 30개의 시편들을 과학적으로 분석함으로써 유약의 발색특성을 알아보고자 하였다. 안료의 주원료인 자철석은 1,200℃의 환원 환경에서 짙은 흑색으로 발색하는 안료이나, 부가적으로 첨가되는 석회 성분과 반응하여 1,230℃ 산화 환경에서는 녹황색 계열로 변색된다. 적철석은 소성 온도 및 환경에 크게 영향을 받지 않으나 Fe를 10 wt% 이상 함유한 점토와 혼합하였을 때는 짙은 흑색으로 발색한다. 안료의 유동성은 R₂O₃/RO₂ 값에 의해 결정되며, 이는 발색에도 영향을 미친다. 미세조직 관찰에서 안료의 입자크기와 소성 환경에 따라 유약층의 발색과 철산화물 결정들이 일부 다른 양상을 보인다. 자철석을 원료로 한 안료는 1,200℃ 산화 환경에서는 유약층과 분장토의 경계면에 철산화물이 응집체 형태로 존재하며, 흑갈색으로 발색하지만, 환원 환경 소성에서는 철산화물의 응집체가 존재하지 않고 유약층에 균질하게 분포하며, 짙은 흑색으로 발색한다. 반면, 적철석을 기반으로한 안료는 산화 환경에서 유약층내 수지상 조직을 형성하며, 흑색으로 발색한다.

• Advances in environmental research
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• 제3권2호
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• pp.163-172
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• 2014

Magnetite was chosen as a typical adsorbent to study its phosphate adsorption capacity in water body with low concentration of phosphorus (below $2mg\;PL^{-1}$). Magnetite was collected from Luoyang City, Henan Province, China. In this research, three factors have been studied to describe the adsorption of phosphate on magnetite, which was solution concentration (concentration ranging from 0.1 to $2.5mg\;PL^{-1}$), suspension pH (1 to 13) and temperature (ranging from $10^{\circ}C$ to $40^{\circ}C$). In addition, the modified samples had been characterized with XRD and FE-SEM image. The results show that iron ions contains in magnetite were the main factors of phosphorus removal. The behavior of phosphorus adsorption to substrates could be fitted to both Langmuir and Freundlich isothermal adsorption equations in the low concentration phosphorus water. The theoretical saturated adsorption quantity of magnetite is 0.158 mg/g. pH has great influence on the phosphorus removal of magnetite ore by adsorption. And pH of 3 can receive the best results. While temperature has little effect on it. Magnetite was greatly effective for phosphorus removal in the column experiments, which is a more practical reflection of phosphorous removal combing the adsorption isotherm model and the breakthrough curves. According to the analysis of heavy metals release, the release of heavy metals was very low, they didn't produce the secondary pollution. The mechanism of uptake phosphate is in virtue of chemisorption between phosphate and ferric ion released by magnetite oxidation. The combined investigation of the magnetite showed that it was better substrate for water body with low concentration of phosphorus.

• Advances in environmental research
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• 제9권3호
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• pp.161-173
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• 2020

The removal of two dyes, namely Methylene Blue (MB) and Reactive Brillant Red (RR) from aqueous solution was investigated using magnetite iron coated pumice (MIP) composite in the Fenton-like oxidation process. A weight ratio of 2.5 g (with the molar ratio of Fe³⁺ to Fe²⁺ to be 2) (5%) of iron to the total pumice (50 g) was enabled during synthesis of catalyst. Surface composition and characteristics of the catalyst were assessed by SEM-EDX, FT-IR, Raman spectral analysis. The effect of the amount of pumice solely used or MIP, H₂O₂ concentration, pH and initial concentration of MB or RR dyes on Fenton-like process efficiency was investigated. EDAX spectrums of pumice and MIP showed that oxygen and silisium are the major elements. The Fe content of MIP increased to 2.24%. SEM, FT-IR and Raman spectrums confirmed the impregnation of Fe on pumice surface. The experimental results revealed that high removal rates of dyes could be obtained using MIP that demonstrated a higher stability for removal of MB dye. pH affected the removal efficiency of both dyes and the degradation of both dyes was sharply dropped when pH was increased above 4. The removal of dyes did not significantly change with increasing H₂O₂ concentration. Degradation rates of both MB and RR dyes increased 3.3 and 2.8 times with the use of MIP compared to pumice alone, respectively. Furthermore, MIP enabled a good removal efficiency at higher dye concentrations. It can be emphasized that MIP composite can be used in the heterogeneous Fenton-like systems considering the economic and easily separation aspects.