• 한국초전도ㆍ저온공학회논문지
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• 제19권1호
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• pp.17-21
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• 2017

Vanadium slags is a kind of vanadiferous solid waste from steelmaking process. It not only occupies land, pollutes environment, but also leads to waste of resources. Based on the difference of magnetic susceptibility of different particles caused by their chemical and physical properties from vanadium slag, a new technology, superconducting high gradient magnetic separation was investigated for separation and extraction of valuable substances from vanadium slag. The magnetic concentrate was obtained under optimal parameters, i.e., a particle size -200 mesh, a magnetic flux density of 0.8 T, a slurry concentration of 5 g/L, an amount of steel wools of 25 g and a slurry flow velocity of 2 L/min. The content of $Fe_2O_3$ in concentrate could be increased from 39.6% to 55.0% and $V_2O_5$ from 2.5% to 4.0%, respectively. The recovery rate is up to 42.9%, and the vanadium slag has been effectively reused.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제19권9호
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• pp.927-933
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• 1998

Polycrystalline powder of vanadium-doped forsterite (Vδ $Mg_2SiO_4$) was synthesized by the $H_2O_2$-assisted sol-gel method. The vanadium dopant, which was added as VO$(OMe)_3$ in methanol, went through several redox reactions as the sol-gel reaction proceeded. Upon adding VO$(OMe)_3$ to a mixture of $Mg(OMe)_2$ and Si$(OEt)_4$ in methanol, V(V) reduced to V(IV). As hydrolysis reaction proceeded, the V(IV) oxidized all back to V(V). Apparently, some of the V(V) reduced to V(IV) during subsequent gelation by condensation reaction. The V(IV) remained even after heat treatment of the gel in highly oxidizing atmosphere. The crystallization of the xerogel around 880 ℃ readily produced single phase forsterite without any minor phase. Using the polycrystalline powder as feeding stock, single crystals of vanadium-doped forsterite were grown by the floating zone method in oxidizing or reducing atmosphere. The doping was limited in low level because of the high partitioning of the vanadium in liquid phase during melting. The greenish single crystal absorbed visible light of 700∼1100 nm. But, no emission was obtained in near infrared range.

• 대한금속재료학회지
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• 제46권9호
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• pp.604-608
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• 2008

The layered compounds vanadium disulfide($VS_2$) and vanadium dioxide($VO_2$) intercalated with Li are investigated for using the Discrete Variational $(DV)-X{\alpha}$ molecular orbital method. The chemical bonding properties of the atoms were examined by bond overlap population of electronic states. The plot of density of states supports the covalent bonding properties by showing the overlap between the atoms. There is a strong tendency of covalent bonding between V-S and V-O. The intensity of covalent bonding of $VS_2$ is stronger than $VO_2$. The net charge of $LiVO_2$ is higher than that of $LiVS_2$. This results of the calculation of $VO_2$ and $VS_2$ indicate that $(DV)-X{\alpha}$ method can be widely applied in the new practical materials.

• 한국환경과학회지
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• 제25권11호
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• pp.1541-1554
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• 2016

To understand the characteristics of vanadium leaching from soils formed by the weathering of basalts, paleo soil at Gosan, Jeju Island, Korea, and several present-day soils from neighboring areas were collected. Leaching experiments were carried out by two approaches: 1) batch experiments under various geochemical conditions (redox potential (Eh) and pH) and 2) continuous leaching experiments under conditions similar to those of natural environments. From the batch experiments, leached vanadium concentrations were highest under alkaline (NaOH) conditions, with a maximum value of $2,870{\mu}g/L$, and were meaningful (maximum value, $114{\mu}g/L$) under oxidizing ($H_2O_2$) conditions, whereas concentrations under other conditions (acidic-HCl, $neutral-NaHCO_3$, and $reducing-Na_2S_2O_3$) were negligible. This indicated that the geochemical conditions, in which soil-water reactions occurred to form groundwater with high vanadium concentrations, were under alkaline-oxidizing conditions. From the continuous leaching experiments, the pH and leached vanadium concentrations of the solution were in the ranges of 5.45~5.58 and $6{\sim}9{\mu}g/L$, respectively, under $CO_2$ supersaturation conditions for the first 15 days, whereas values under $O_2$ aeration conditions after the next 15 days increased to 8.48~8.62 and $9.7{\sim}12.2{\mu}g/L$, respectively. Vanadium concentrations from the latter continuous leaching experiments were similar to the average concentration of groundwater in Jeju Island ($11.2{\mu}g/L$). Furthermore leached vanadium concentrations in continuous leaching experiments were highly correlated with pH and Al, Cr, Fe, Mn and Zn concentrations. The results of this study showed that 1) alkaline-oxidizing conditions of water-rock (soil) interactions were essential to form vanadium-rich groundwater and 2) volcanic soils can be a potential source of vanadium in Jeju Island groundwater.

• 멤브레인
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• 제30권5호
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• pp.307-318
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• 2020

기존의 바나듐 레독스 흐름전지(vanadium redox flow battery, VRFB)에서 사용하고 있는 과불소계이오노머인 나피온(Nafion)은 전해질에 존재하는 바나듐 이온의 투과도가 높아, 바나듐 이온이 분리막을 투과하여 반대쪽 전해질로 교차 이동하는 문제를 갖고 있다. VRFB에서 바나듐 이온의 투과는 서로 다른 산화수를 갖는 바나듐 이온이 부반응을 일으켜 충전, 방전 용량의 감소를 야기하고, 장기적인 성능 감소를 일으키는 원인이 된다. 이러한 문제를 해결하기 위해 본 연구에서는 SiO₂에 3-aminopropyl group이 도입된 나노입자(fS)를 Nafion에 분산시켜 바나듐 이온의 투과를 감소시키고, VRFB의 장기적인 성능의 향상을 도모하고자 하였다. SiO₂에 붙어 있는 아민기(-NH₂)가 Nafion의 술폰산 음이온(SO₃^-)과 이온결합을 형성함과 동시에, 암모늄 양이온(-NH₃⁺)의 양전하가 바나듐 이온에 대해 Gibbs-Donnan 효과를 나타내어 낼 것이라고 기대하였다. fS를 섞은 Nafion 용액의 pH와 Nafion-fS 막의 IEC 측정을 통해 암모늄 양이온과 술폰산 음이온의 이온결합이 존재하는 것을 확인하였고, fS의 양이 많아질수록 바나듐 이온의 투과도가 감소하는 것을 확인하였다. VRFB 단위 전지에 제조한 복합막을 도입하였을 때, 150 mA/㎠의 전류밀도에서 충방전 사이클을 200회 반복 진행하여도 방전용량을 최대 80%까지 유지할 수 있었다.

• 자원리싸이클링
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• 제28권5호
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• pp.42-50
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• 2019

본 연구에서는 바나듐을 회수하기 위하여 수용액의 바나듐과 염화암모늄 침전반응에 관하여 고찰하였다. 바나듐 함유 수용액 pH 9.2 ~9.4에서는 결정구조가 [$NH_4VO_3$]인 암모늄메타바나데이트가 침전되었고, 바나듐 함유 수용액의 pH를 황산으로 조절하면 결정구조가 [$(NH_4)_2V_6O_{16}$]인 암모늄폴리바나데이트가 침전되었다. 암모늄폴리바나데이트[$(NH_4)_2V_6O_{16}$]는 바나듐 함유 수용액 pH 2에서는 침전온도 $80{\sim}90^{\circ}C$에서, 그리고 수용액 pH 6 ~ 8에서는 침전온도 $40^{\circ}C$에서 침전되었다. 또한 수용액 pH 2인 산성 영역에서 99% 이상의 침전률을 얻기 위해서는 수용액의 바나듐 함량이 3,000 mg/L 이상은 되어야 하며, 침전온도는 $80^{\circ}C$ 이상으로 유지해야 한다. 알칼리 영역에서 암모늄메타바나데이트를 침전시킬 때, 바나듐 함량은 10,000 mg/L 이상 그리고 침전온도는 $40^{\circ}C$로 유지해야 침전률을 높일 수 있었다. 알루미늄은 수용액의 바나듐 함량 및 pH에 상관없이 거의 침전이 일어나지 않았으나, 철 성분은 염화암모늄과 반응하여 암모늄 자로사이트 형태로 침전되며, 따라서 바나듐의 회수율을 높이기 위해서는 Fe 성분을 우선적으로 제거해야만 한다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제40권12호
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• pp.769-776
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• 2016

본 연구는 화학종을 포함한 반응을 위해 종합적인 보존법칙과 운동학적 모델을 사용하여 수치해석을 진행하였다. 삼차원 형상으로 전극 전위, 바나듐 이온농도, 과전압 그리고 저항손실을 계산하였다. 셀의 온도, 초기 바나듐 이온농도를 변수로 설정하고 각 변수에 따른 전압과 손실을 계산하였다. 계산된 양극, 음극에서의 과전압과 전해액 상의 저항 손실을 통해 각각의 변수가 바나듐 레독스 플로우 배터리의 전기화학적 성능에 미치는 영향을 수치해석적으로 예측하고 분석하였다. 셀의 온도가 $20^{\circ}C$에서 $80^{\circ}C$로 증가되면 전압효율은 89.34%에서 87.29%로 2.05% 감소한다. 바나듐 농도가 $1500mol/m^3$에서 $3000mol/m^3$으로 증가되면 전압효율은 88.65%에서 89.25%로 0.6% 상승하였다.

• 자원환경지질
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• 제28권1호
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• pp.43-51
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• 1995

The Jangsan Quartzite is a basal unit of the Cambro-Odovician sequence, in Socheon-Myeon, Bonghwa-Gun, Gyeongsangbug-Do, South Korea, was petrologically and geochemically investigated. The quartzite consists mainly of quartz and muscovite, assosiated with tourmaline and graphite. The quartzite shows white and/or gray color and various green color in hand specimens. The white and gray colored rocks have very low vanadium contents, but a dark green colored rock contains 8960 ppm vanadium. The muscovites in the quartzite show colorless and green color, of which green ones range from pale blue green to pale green. The dark green colored muscovites have above 8 wt. % vanadium and pale green ones have 1-3 wt. % vanadium. Vanadium contents in moscovite increase with decreasing $Al^{v1}$ contents. It suggests that vanadium substitutes for octahedral aluminium in moscovite. In general, it tends to large volumes of muscovite (up to 14 modal %) in deep green colored rocks, and high vanadium contents in their muscovites. Most of the moscovite flakes occur along the quartz boundaries and some are enclosed by quartz grain. The moscovite grains intergrowth each other in the former. The mouscovite aggragates are divided into two types on the basis of their intergrowth(cut) times. Two cut times and one cut time are named T type and D type, respectively. The T type is mainly distributed at western part (near of the Chunyang granite), whereas the D type is distributed from middle to estern part(near the Janggunbong) of the formation. The boundary is consistent with metamorphic isograd between andalusite and sillimanite zone by Ahn et. al. (1993).

• 멤브레인
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• 제27권5호
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• pp.406-414
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• 2017

본 연구에서는 얇은 폴리에틸렌 계 다공성 필름(두께 = $25{\mu}m$)에 이오노머를 충진시킨 세공충진 이온교환막을 개발하였으며 이를 적용한 전 바나듐 레독스 흐름전지의 충방전 특성을 고찰하였다. 특히 분자 크기가 다른 가교제를 혼합함으로써 이온교환막의 가교도 및 자유체적을 적절히 제어하여 저저항 및 저 바나듐 투과도를 나타내는 이온교환막을 제조하고자 하였다. 실험 결과, 제조된 세공충진 이온교환막은 상용막 대비하여 동등 수준의 우수한 전기화학적 특성을 나타내었다. 또한 바나듐 이온 투과도 및 전 바나듐 레독스 흐름전지 성능 평가 실험을 통해 얇은 막 두께에도 불구하고 상용막 대비하여 낮은 바나듐 이온 투과도와 높은 충방전 효율을 나타냄을 확인하였다.

• 대한화학회지
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• 제8권4호
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• pp.147-152
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• 1964

有機溶媒(benzene)에 의한 抽出法을 利用하고, 分光光度法에 의한 몰比法과 連續變化法을 써서, V(IV)-cupferrate와 V(V)-cupferrate의 化學沮成이 水溶液相에서 有機溶媒相으로 分配된 다음에도 雙하지 않을 것이라는 假定밑에서, 水溶液의 酸性度에 따르는 cupferrate 錯化合物의 化學組成을 決定하였다. V(IV)-cupferrate의 benzene 溶液에서의 最大吸光波長은 pH에 따라 445$m{\mu}$ 또는 450$m{\mu}$이고, V(V)-cupferrate의 그것은 pH 1.8以下에서는 pH에 無關하게 445$m{\mu}$이었다. V(V)-cupferrate의 化學組成은 沈澱이 形成되는 水溶液의 pH에 따라 다르며, pH 1.0 以下에서는 $VCupf_4$, pH 1.3∼1.7에서는 $HVOCupf_3$ 또는 $VCupf_4$와 $VOCupf_2$의 거의 같은 몰씩으로된 混合物이고, pH 1.8∼4.3에서는 $VOCupf_2$이었다. V(V)-cupferrate의 化學組成은 水溶液의 pH에 따라 變化가 없고, pH 1.8 以下에서는 $HVO_2Cupf_2$이었다.