• 청정기술
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• 제30권2호
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• pp.105-112
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• 2024

전 세계적으로 기후변화에 따른 온실가스 규제로 전기자동차의 수요가 급증하고 있으며, 주요 부품인 전지의 수명 문제로 추후 폐전지의 발생으로 이어지게 된다. 이에 리튬이온전지 중 폐LFP(LiFePO₄)전지의 양극재로부터 유가금속인 리튬을 선택적으로 선침출 및 회수하고자하였다. 이때, 일반적으로 사용되는 무기산은 독성가스 배출 또는 다량의 폐수가 발생되어 환경문제를 야기시킨다. 이를 대체하기 위하여 유기산 및 기타 침출제를 이용하여 리튬을 침출하는 연구가 수행중이며, 본 연구에서는 유기산인 메탄술폰산(Methane sulfonic acid, MSA, CH₃SO₃H)을 이용하여 선택적으로 선침출하였다. 리튬을 선침출하기위한 최적의 조건을 확인하기 위하여 MSA 농도, 광액농도 그리고 과산화수소 투입량을 변수로 하여 실험을 진행하였다. 본 연구를 통해 리튬은 약 100% 그리고 철 및 인 성분은 약 1% 내외로 침출되어 분리 효율 및 변수에 따른 주요 성분의 침출률을 확인할 수 있었다.

• 청정기술
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• 제30권1호
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• pp.28-36
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• 2024

전기차의 수요가 증가함에 따라 리튬이온전지의 시장 또한 급증하고 있다. 리튬이온전지의 배터리 수명은 제한되어 있으며, 수명을 다한 배터리의 교체 필연적이므로 폐리튬이온전지 배터리가 발생하게 된다. 이에 리튬이온전지 중 폐리튬인산철(LiFePO₄, 이하 LFP라고 함) 양극재 분말에서부터 리튬은 선택적으로 선침출하고 인산철(FePO₄) 분말을 회수하였다. 회수된 인산철 분말은 탄산나트륨(Na₂CO₃) 분말과 혼합하여 열처리하여 그 결정상을 확인하였다. 열처리 온도를 변수로 하였고, 이후 증류수를 이용하여 수침출 후 각 성분의 침출률 및 분말 특성을 비교하였다. 본 연구에서 리튬은 약 100% 침출률을 보였고 800 ℃에서 열처리한 분말의 경우 인이 약 99% 침출되었으며, 침출 잔사는 Fe₂O₃ 단일 결정상으로 확인되었다. 따라서 본 연구에서는 폐LFP 분말로부터 리튬, 인 그리고 철 성분을 개별적으로 분리 및 회수할 수 있었다.

• 자원리싸이클링
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• 제33권3호
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• pp.21-29
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• 2024

전 세계적으로 탄소 중립 전략에 따른 탈탄소화와 관련하여 전기자동차의 수요가 급증하고 있다. 전기자동차의 주요 부품인 리튬이온 배터리의 수요 또한 급증하게 되었고, 이는 폐배터리의 발생으로 이어진다. 이에 폐배터리를 재활용하여 유가 금속을 회수하기 위한 연구가 수행되고 있으며, 본 연구에서는 폐LFP 배터리의 양극재로부터 리튬을 선택적으로 선침출 및 회수하고자 하였다. 양극재 분말 내 포함된 바인더를 제거하여 반응 표면적 증대 및 반응성을 높이기 위하여 대기 및 질소 분위기 그리고 다양한 온도 범위에서 열처리하였고, 이후 기계화학적(Mechanochemical) 공정을 통하여 수침출 하였다. 먼저, 열처리 후 분말을 과황산나트륨(Na₂S₂O₈)과 기계화학적 반응을 이용하여 가용성 리튬화합물로 전환하였고, 이후 증류수를 이용하여 수침출 하였다. 본 연구에서 열처리를 통한 양극재 분말의 특성 변화를 확인하였고, 최종 질소 분위기에서 열처리하여 모든 온도 범위에서 리튬의 침출율은 약 100%로 선침출할 수 있었다.

• 물과 미래
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• 제25권4호
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• pp.61-73
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• 1992

폐기물 처분장으로부터 인간생활 환경으로까지 침출수가 어떤 방향과 속도로 유출될 것인가하는 것은 많은 사람의 관심의 대상이며, 어떤 처분장 설계가 관련 규제법을 효과적으로 만족시키고 있는가를 알아야 할 필요가 있다. 침출수이동에 관한 해석방법을 제심함에 있어, 화력발전의 결과로 생기는 석탄재의 폐기 방식중 두 가지 대표적인 방식인 매립방식과 연못방식에 대한 평가를 예시하였다. 관련 규제법으로는 "100/100 룰", 즉, 처분장으로부터 100ft(30.5cm) 떨어진 곳까지 침출수가 도달하는데 100년이상 걸려야 한다는 제약조건을 적용하였다. 수치해석에 의한 지하수 유동방정식의 해는 압력수두 분포와 유동량(flux)에 관한 정보를 제시하여 주었으며, 유적선(pathline)의 해석은 침출수 이동 경로와 시간에 관한 예측을 가능케 하였다.을 가능케 하였다.

• 한국광물학회지
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• 제23권3호
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• pp.227-234
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• 2010

본 연구에서는 라테라이트광의 건식 분쇄가 니켈 및 코발트의 침출에 미치는 영향을 조사하였다. 시료로 사용한 라테라이트광은 주로 $SiO_2$, $Fe_2O_3$, MgO로 이루어져 있으며, 니켈과 코발트의 함량은 0.81% Ni, 0.02% Co이었다. 주 구성 광물은 리자다이트와 석영이며, 미량의 포스터라이트와 엔스터타이트를 함유하고 있었다. 분쇄가 진행됨에 따라 시료의 평균입도, 비표면적, 밀도는 감소하는 경향을 보였으며, X-선 회절분석을 통해 리자다이트의 비정질화가 진행됨을 확인하였다. 분쇄에 의한 석영의 물성변화는 나타나지 않았으나, 리자다이트의 Mg-OH 결합이 파괴됨으로써 니켈 및 코발트의 침출율이 향상됨을 알 수 있었다. 분쇄가 진행됨에 따라 니켈과 코발트의 침출율은 증가하였으며, 60분 분쇄한 시료의 경우, 사용한 무기산의 종류에 관계없이 니켈과 코발트의 침출율은 약 80%로 나타났다.

• 분석과학
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• 제20권6호
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• pp.516-523
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• 2007

2N급(99 %)의 실리카를 3N급(99.9 %)으로 향상시키기 위해서 널리 이용되고 있는 산 침출법(acid leaching)들의 정제효과와 실리카광물에 존재하는 불순물의 분석법에 대한 연구를 수행하였다. 산 침출법에 이용한 용액은 0.2M-oxalic acid (pH1.5, 2.5), conc-Aqua regia, 2.5 %-HCl/HF, 1 %-$HNO_3/HF$의 다섯 종류이었으며, 각 방법의 불순물 정제특성과 침출시간에 따른 침출효율을 조사하였다. 실리카광물과 침출용액중의 불순물 분석은 중성자방사화분석법(neutron activation analysis; NAA), 유도결합 플라즈마 원자방출 분석법(inductively coupled plasma atomic emission spectrometry; ICP-AES), 원자흡광 분광분석법(atomic absorption spectrometry; AAS), x-선 형광분석법(x-ray fluorescence; XRF), 그리고 습식분석법(wet analysis; WA)의 여섯 가지 방법을 이용하였으며, 불순물의 농도와 종류에 따른 분석법들의 장단점을 조사하였다. 실험에 사용한 실리카광물은 습식 비중선별 및 자력선별과 같은 물리적 정제를 거친 순도 99 %급의 실리카로서 $100-150{\mu}m$ 범위의 입도분포를 가지는 분말들이었다. 실리카중 주요 불순물은 Al, Fe, Na, Ca 및 Ti 이었으며 수백에서 수천 mg/kg의 농도로 존재하고 있었다. 산 침출방법과 불순물의 종류에 따른 정제효과를 비교한 결과 2.5 %-HCl/HF 침출방법이 가장 효과적이었으며 이 방법으로 99.1 % 실리카 분말을 99.8 %까지 순도를 향상시킬 수 있었다. 또한 실리카광물과 침출용액의 불순물의 종류와 함량에 따른 최적의 분석기술을 결정할 수 있었다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제33권1호
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• pp.212-217
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• 2004

메밀순을 이용한 침출차를 제조하고자, 증숙시간과 건조온도를 달리 처리하여 가용성 고형분 함량, 총 플라보노이드 함량 및 관능적 특성을 살펴보았다. 메밀순차 침출액의 가용성 고형분 함량은 증숙시간 6.93 min 및 건조온도 73.59$^{\circ}C$에서 최대값으로 나타났으며, 총 플라보노이드 함량은 증숙시간 5.22 min 및 건조온도 79.05$^{\circ}C$에서 높은 함량을 나타내는 것으로 나타났다. 메밀순 침출차의 전반적 기호도에 대한 높은 관능평점은 증숙시간 6.00 min 및 건조온도 77.33$^{\circ}C$인 것으로 나타났다. 가용성 고형분 및 총 플라보노이드 함량이 높고 전반적인 기호도도 우수한 조건은 증숙시간 5.4∼7.0 min 및 건조온도 75∼8$0^{\circ}C$로 예측되었으며 최적 조건에서의 예측된 관능평점은 최적 조건에서 실제 실험한 결과와 유사하였다.

• 한국광물학회지
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• 제20권4호
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• pp.357-366
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• 2007

갯벌 퇴적물에서 분리한 미생물(Haejae-1)을 이용하여 혐기성 및 호기성 조건 하에서 신예미 자철광으로부터 철 침출 및 침출된 철의 생광화작용에 따른 2차 광물의 형성을 연구하였다. 침출에 사용한 미생물은 Haejae-1 (Shewanella sp.)을 이용하였으며 자철광(자철광 : 미생물 성장 배지 = 100 : 1)과 글루코스(10 mM)를 주입한 후 호기성과 혐기성 조건하에서 1개월간 상온에서 실험을 실시하였다. 미생물의 성장 동안 자철광으로부터 침출된 철과 망간의 농도를 ICP-AES를 이용하여 분석하였다. 미생물의 성장과 철의 침출기간 동안 미생물 성장 배지의 열역학적 조건 변화를 알아보기 위하여 미생물 성장 배지의 Eh와 pH를 혐기성 조건하에서 측정하였다. 자철광으로부터 미생물의 성장과 철의 침출, 그리고 자철광의 광물조성 변화 및 2차 광물의 형성을 알아보기 위하여 핀-선 회절분석(XRD), 그리고 SEM-EDX 분석을 실시하였다. XRD 분석결과에 따르면 신예미 자철광의 주 구성광물은 자철석으로 이루어져 있었다. 자철석이 주 구성광물인 신예미 자철광을 이용하여 1개월 동안 미생물에 의한 금속이온의 침출 실험을 실시한 후 호기성에서 15 mg/L의 철(total Fe)과 3.41 mg/L의 망간이 침출 되었으며, 혐기성에서는 32.8 mg/L의 철(total Fe)과 5.23 mg/L의 망간이 침출되었다. 이는 철 환원 미생물이 활동하였기 때문으로 사료된다. 호기성과 혐기성에서의 미생물의 활동에 따른 pH와 Eh의 변화를 측정한 결과, 호기성 조건 하에서는 Eh는 +144.9 mV에서 -331.7 mV로 변화되었으며 pH는 8.3 에서 7.2로 감소하였다. 혐기성 조건하에서 Eh는 -2.3 mV에서 -494.6 mV로 변화되었으며 pH는 8.2에서 7.0으로 감소하였다. Eh의 변화는 미생물에 위한 글루코스의 산화에 따른 전자의 방출에 따른 결과로 사료되며, pH의 감소는 글루코스의 산화에 따른 유기산의 생성에 기인한 것으로 사료된다.

• 환경정보
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• 제26권1_2호
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• pp.56-58
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• 2004

최근 지하수 이용률이 해마다 증가하고 있지만 지하수의 체계적인 관리 부족으로 생활 오수 및 산업 폐수, 침출수에 의한 오염이 꾸준히 진행되고 있으며, 특히 가뭄을 비롯한 기상재해는 극심한 물 부족 현상을 낳고 농작물의 수확량을 감소시켜 식량 문제를 야기시키며, 먹는 물과 산업생산에 필요한 용수확보에도 곤란을 주어 삶의 질을 낮추는 직접적인 요인이 되고 있다. 더구나 오염된 지하수의 장시간의 방치로 사용 가능한 지하수량이 급격히 줄어들게 되며, 지하수 자원 이용률이 높은 음용수와 농·공업용수가 절대 부족하게 되어 농업 및 산업 전체, 그리고 인간생활 자체에까지 큰 악영향을 미치게 된다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제39권12호
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• pp.1229-1235
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• 2015

3D 프린터를 이한 인공지지체 제작 기술은 손상된 골 조직 재생을 위해 개발되고 있다. 골 조직 재생에 적하기 위해 인공지지체는 생체적합성, 생분해성 그리고 적절한 기계적 특성을 지녀야 하며, 분한 양의 공극과 내부 연결성을 지닌 구조로 제작되어야 한다. 본 연구에서는 3 차원 이중 공극 인공지지체를 제작하기 위해서 열 해 적층법(fused deposition modeling, FDM) 기반의 폴리머 적층 시스템을 이하였다. 사된 재료는 폴리카프로락톤(polycaprolactone, PCL)과 알긴산 나트륨(sodium alginate, SA)이다. 제작된 3 차원 형상의 인공지지체에 이중 공극을 갖기 위해 염 침출법을 이하였다. 완성된 인공지지체는 주사 전자 현미경과 X 선 검출 분광기(scanning electron microscope-energy dispersive spectroscopy, SEM-EDS)를 통해 관찰하였으며, MG-63 세포를 이하여 in-vitro 평가를 하였다.