본 연구에서는 유가금속 회수를 한 전기차 폐배터리 부산물의 재활용에 관하여 연구하였다. 폐배터리 부산물에는 희토류들이 남아있으나, 부산물의 형태로는 소재로서의 가치가 없기에 정제과정을 거쳐 희토류 산화물로 회수하였다. 희토류침전분말 형태의 부산물을 30% 수산화나트륨을 이용하여 가공이 편한 수산화물로 변환한 뒤, 옥살산의 용해도 차이를 이용하여 남아 있는 불순물을 정제한 뒤, D2EHPA (Di-(2-ethylhexyl) phosphoric acid)를 사용하여 이트륨을 분리하였다. 과망가니즈산 칼륨을 이용하여 세륨을 분리 후, PC88A (2-ethylhexylphosphonic acid mono-2-ethylhexyl ester)를 사용하여 란타넘과 네오디뮴을 분리하였다. 그 후 800 ℃의 온도에서 소성하여 란타넘, 네오디뮴 산화물로 재생하는 방법을 확인하였다.
본 연구에서는 저농도(약 1 ppm 이하)의 희토류가 함유되어 있는 산업폐수로부터 중희토류의 회수 가능성을 알아보기 위하여 PC88A를 이용한 중희토류 용매추출 거동을 확인하였다. 평형 pH, 추출제 농도, 추출 상비(A/O) 변화를 통해 PC88A에 의한 중희토류의 추출 거동을 확인하였고 $HNO_3$, HCl, $H_2SO_4$ 세 가지 무기산을 이용하여 탈거 거동을 확인하였다. 평형 pH 0에서 중희토류의 추출이 시작되었으며 평형 pH 1.0에서 중희토류의 추출이 95~100% 완료되었다. 모든 추출 조건에서 원자번호가 높은 물질부터 (Yb > Tm > Er > Dy > Nd > Pr > La) 우선적으로 추출되는 경향을 보였으며 추출 상비(A/O) 10/1일 때 Yb과 Tm이 최대로 농축되어 초기 농도 대비 각각 6배, 3배 증가하였다. 이 후 희토류의 탈거 거동을 확인하고자 희토류 원소가 추출된 유기상과 세가지 무기산을 각각 사용하여 비교하였고 $HNO_3$, $H_2SO_4$, HCl 순으로 최대 탈거율이 높게 나타났다.
Intergrowth perovskite type complex oxides $La_{0.8}Ln_{0.2}Sr_2MnCrO_{7-{\delta}}$ (Ln=La, Nd, Gd, and Dy) have been synthesized by sol-gel method. Rietveld profile analysis shows that the phases crystallize with tetragonal unit cell in the space group I4/mmm. The unit cell parameters a and c decrease with decreasing effective ionic radius of the lanthanide ion. The magnetic studies suggest that the ferromagnetic interactions are dominant due to $Mn^{3+}$-O-$Mn^{4+}$ and $Mn^{3+}$-O-$Cr^{3+}$ double exchange interactions. Both Weiss constant (${\theta}$) and Curie temperature ($T_C$) increase with decreasing ionic radius of lanthanide ion. It was found that the transport mechanism is dominated by Mott's variable range hopping (VRH) model with an increase of Mott localization energy.
A lithiated compound $Li_{0.1}Pr^{3+}Ba_2Cu_3O_y$ has been successfully prepared by electrochemical method, which is achieved with a two electrode cell of the type: Metal(Li)/($Li^+\;,\;ClO_4^-$) + propylene carbonate/$PrBa_2Cu_3O_y$. All Pr ions in the lithiated compound are stabilized with a trivalent state as the other rare earths (Ⅲ) substituted in the 90K superconductor lattice ($Y_{1-x}Ln_x^-Ba_2Cu_3O_{7-{\delta}}$). Powder X-ray diffraction analysis shows that both compounds, $PrBa_2Cu_3O_y$ and $Li_{0.1}PrBa_2Cu_3O_y$ are isostructural with the 90 K superconductor, ($YBa_2Cu_3O_{7-{\delta}}$), nevertheless both of them are non-metallic and also non-superconducting down to 10 K. Magnetic susceptibility ${\chi}$ vs. temperature data indicate that Curie contribution from the magnetic ions (Pr and Cu) is weakened on the one hand, but on the other hand temperature-independent part of susceptibility ${\chi}_o$ increases depending upon the rate of lithium intercalation in $PrBa_2Cu_3O_y$ lattice.
염산용액에서 Cyanex 572에 의한 La, Ce, Pr, Nd, Sm의 추출 및 탈거 거동을 조사하여 PC88A를 추출제로 사용한 실험 결과와 비교하였다. 평형 pH, 추출제 농도, 탈거제 농도 변화에 대한 실험을 통하여 추출율, 분배계수, 탈거율 및 분리계수 값을 조사하였다. 실험 결과, Cyanex 572를 사용하였을 경우 PC88A 보다 희토류 원소들의 추출 시에 $pH_{50}$ 값이 더 높았고, 추출제 농도가 증가할수록 분배계수 값이 증가하였다. 희토류 원소가 추출된 유기상에서 염산용액으로 탈거 시 Cyanex 572의 경우는 탈거율이 85 ~ 95%로, PC88A의 탈거율 80 ~ 87%보다 높았고, 2성분계 혼합용액에서 Ce/La, Ce/Pr, Pr/Nd, Nd/Sm의 분리계수 값이 Cyanex 572를 사용한 경우가 PC88A에 비해 1.0 ~ 5.0 정도 커서 분리성이 개선되었다.
알카리 fritting법에 의해 모나자이트로부터 얻은 희토류혼합산화물을 대상으로 하여 활용면을 고려한 그 물질의 주요 특성을 조사하였다. 그 결과 이 물질은 희토류원소의 산화물고용체로서 그 구조는 형석구조이며, 밀도는 6.75g/$cm^3$이다. 분말상태인 이 물질은 평균입도가 약 1${\mu}m.$인 균일한 미립으로 구성되어 있다. 이 물질은 가열처리함에 따라 결정성은 향상되었으며 염산에 의한 용해도는 반대로 감소함을 알게 되었다. 이 물질을 단시간(30분)내로 완전히 수용액화하려면 진한 염산속에서 70$^{\circ}C$ 이상 가열을 요한다. 제타전위의 측정 결과 이 물질의 수용액에 있어서의 등전점(I.E.P.)은 pH 8.6에 있음을 알게 되었다.
The night visibility of pavement is being considered as a global issue in the field of traffic safety. Although the spreading glass beads on the lane paints has been mainly used to secure night-visibility by utilizing the effect of retroreflection, obvious shortcoming of this method is that retroflection does not occur in the range where the headlights do not reach the glass beads. The use of functional paints including phosphorescent constituents could be a solution for overcoming fore-mentioned problem. SrAl2O4 based chemicals have not only good phosphorescent property, but also are chemically stable compared to existing ZnS based materials. However, this chemicals also need the improvement due to slightly reduced luminous effect in time. Herein, we developed novel paints showing enhanced phosphorescent properties by putting rare earth elements such as Eu, Dy and Y into SrAl2O4. These prepared phosphorescent pigments have displayed improved properties in terms of durability and long afterglow. For instance, the property of afterglow has been persisted after 5 hours with luminace of 20.6 mcd/m2.
${\alpha}-HIBA$를 용리제로한 양이온 교환 수지통을 사용하여 철, 코발트, 니켈, 이트륨 및 희토류 원소와 같은 여러가지 금속의 공존이온으로 부터 티탄, 니오브 및 지르코늄을 함께 분리하는 방법을 발전시켰다. 본 연구의 결과 르코늄의 꼬리끌기현상은 용리전에 행한 수산화침전에 기인하고 있음을 알았다. 예를 들면 지르코늄을 수산화나트륨으로 침전시킬때 다른 저자들의 보고와는 달리 지르코늄은 심한 꼬리끌기현상을 나타냄을 알았다. 본 연구에서는 이러한 꼬리끌기현상을 없애고 또한 이 이온들을 함께 분리하기 위한 목적으로 이온교환법을 적용하였다. 본 방법을 사용한 결과 조사된 지르코늄으로부터 생성된 $^{90m}Y$와 $^{90}Y$을 방사화학적 순도로 분리할 수 있었다.
Dy $L_3$-edge XANES and EXAFS spectra of chalcogenide Ge-As-S glass doped with ca. 0.2 wt% dysprosium have been investigated along with some reference Dy-containing crystals. Amplitude of the white-line peak in XANES spectrum of the glass sample turns out to be stronger than that of other reference crystals, i.e., $DY_2S_3,\;Dy_2O_3\;and\;DyBr_3$. It has been verified from the Dy $L_3$-edge EXAFS spectra that a central Dy atom is surrounded by $6.7{\pm}0.5$ sulfur atoms in its first coordination shell in the Ge-As-S glass, which is relatively smaller than 7.5 of the $Dy_2S_3$ crystal. Averaged Dy-S inter-atomic-distance of the glass ($2.78{\pm}0.01{\AA}$) also turns out to be somewhat shorter than that of the $Dy_2S_3$ crystal ($2.82{\pm}0.01{\AA}$). Such nanostructural changes occurring at Dy atoms imply there being stronger covalency of Dy-S chemical bonds in the Ge-As-S glass than in the crystal counterpart. The enhanced covalency in the nanostructural environment of $Dy^{3+}$ ions inside the glass would then be responsible for optical characteristics of the $4f{\leftrightarrow}4f$ transitions of the dopants, i.e., increase of oscillator strengths and spontaneous radiative transition probabilities.
알칼리 교대암내에 배태되는 압동 Nb-Ta 광상의 지질은 상부원생대의 퇴적암류와 이를 관입분포하는 고생대 후기에서 중생대 초기의 평강암군에 속하는 호암산 관입암체(알칼리 섬장암류), 쥬라기의 흑운모화강암 및 제4기의 현무암으로 구성된다. 알칼리 섬장암류는 각섬석-휘석 섬장암, 각섬석-흑운모 섬장암, 흑운-하석 섬장암, 흑운모 섬장암 및 석영-각섬석-휘석 섬장암 등을 포함한다. 후기 마그마 단계에서 수반되는 알칼리 교대작용에 의해 형성된 알칼리 교대암은 호암산 관입암체의 남쪽 가장자리를 따라 띠모양이나 불규칙한 맥상 및 렌즈상으로 Nb-Ta 광체를 이루고 있다. 산출되는 광석광물은 파이로크롤과 저어콘을 비롯하여 극소량의 콜럼바이트, 퍼규소나이트, 자철석, 형석, 휘수 연석, 티탄철석, 티타나이트, 인회석 및 모나자이트 등 이다. Nb, Ta, 희토류 및 방사성 원소(Th, U)를 함유하는 파이로크롤은 (1) 부화된 Ta, U 및 Ce, (2) 낮은 함량의 Ta 및 F (3) Th 또는 Ba의 부화 등으로 특징된다. 지화학적 특징과 광석의 구조 및 광물의 산출 특성으로 미루어 광화작용이 알칼리성 광화유체의 교대작용에 따른 것임을 알 수 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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