• 자원리싸이클링
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• 제29권4호
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• pp.3-14
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• 2020

현재 타이타늄 스펀지는 Kroll법에 의해 만들어지고 있다. 타이타늄의 새로운 제련법과 리사이클링 기술의 중요성을 이해하기 위해서는 기존의 타이타늄 제조기술에 대한 검토가 필요하므로 본 논문에서는 기존의 Kroll법을 중심으로 한 타이타늄 제조기술에 대해 고찰하였다. Kroll법은 아래와 같이 크게 네 가지 공정으로 구분할 수 있다. (1) 유동 염화법이나 용융염 염화법에 의한 TiO₂의 염화 공정 (2) 반응기 결합방법에 따른 역U자형이나 I자형을 이용한 TiCl₄의 Mg에 의한 환원과 Mg와 MgCl₂의 증류 (3) 단극형이나 복극형 전해조에 의한 반응 부산물인 MgCl₂의 전해와 Mg과 Cl₂의 생성 (4) 스펀지 타이타늄의 분쇄와 VAR이나 EBM에 의한 용해 및 잉곳 제조 지난 80년 동안 제련공정이 많이 개선되었지만, Kroll법은 TiCl₄의 환원과 MgCl₂의 분리를 위한 비용이 많이 들고 시간이 많이 걸리는 회분식 조업이라는 문제점을 가지고 있다.

• 자원리싸이클링
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• 제31권1호
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• pp.3-11
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• 2022

실리콘은 지각에서 가장 풍부한 금속 원소이다. 금속급 실리콘(MG-Si)은 제강공정의 탈산제, 알루미늄 산업에서 합금 원소, 유기실레인 제조, 태양전지 등의 전자산업에 사용되는 전자급 실리콘 생산 등 산업적으로 널리 응용되는 중요한 금속이다. MG-Si는 전기 아크로에서 석탄, 코크스 또는 목재 칩의 형태인 탄소와 함께 이산화규소를 용융환원하여 만들어진다. MG-Si는 Siemens 공정과 같은 화학 처리를 통해 정제되며, 대부분의 단결정 실리콘은 쵸크랄스키 방식으로 만들고 있다. 이러한 제련 및 정제 방법은 2차 실리콘 자원으로부터 새로운 재활용 공정을 개발하는 데 기여할 수 있을 것이다.

• 자원리싸이클링
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• 제26권3호
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• pp.69-78
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• 2017

최근 국내 자동차부품 및 전자기기 산업에서 마그네슘 금속의 수요가 증가하고 있다. 마그네슘 제련은 크게 용융염전해법과 열환원법 두 가지로 대별할 수 있는데, 본 고에서는 마그네슘 금속 제련에 관하여 원료 광석인 마그네사이트로부터 무수염화마그네슘 제조를 거쳐 용융염전해법에 의한 금속 마그네슘 제조까지 실험실 규모로 전해 마그네슘을 제조한 내용을 요약 보고하였다.

• 자원리싸이클링
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• 제11권4호
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• pp.37-43
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• 2002

전기로 분진의 유해성을 제거하고 인공자원으로써의 가치를 활용하기 위하여 연구되고 있는 고온용융법을 이용한 전기로 분진의 처리공정에 있어서 유가금속 특히 아연의 환원 거동에 관한 연구를 속도론적인 측면에서 수행하였다. 전기로 분진의 구성 성분인 ZnO와 Franklinte의 환원 반응이 CO gas의 분압에 대하여 1차 반응인 chemical reaction에 의해 지배를 받음을 확인 할 수 있었다. ZnO와 Franklinite의 CO 가스에 의한 환원 반응에 있어서 활성화 에너지는 각각 44.95 kcal/mol, 4.9546 kcal/mol로 나타나 화학반응 단계가 전체 반응의 율속 단계임을 알 수 있었다.

• 자원리싸이클링
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• 제15권2호
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• pp.32-36
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• 2006

마그네슘은 자동차 엔진 경량화재료 및 휴대폰과 노트북 PC케이스 등 기능성 경량재료로서의 용도개발과 함께 수요가 증가하고 있다. 마그네슘 제련법은 원료광의 특성에 따라 달라지는데 크게 용융염전해법과 열환원법 두가지로 구분할 수 있다. 본 연구에서는 염화마그네슘을 사용하여 용융염전해법에 의해 전해 마그네슘을 얻고자 하였다. 흑연양극의 침지깊이를 일정하게 하고 전해전압 7V로 두가지 조성의 염욕을 비교 실험하였다. $760^{\circ}C$에서 전해 실험한 결과 $KCl/NaCl/MgCl_2$ 혼합염욕이 $KCl/NaCl/CaCl_2/CaF_2/MgCl_2$ 혼합염욕보다 전류효율 면에서 더 효과적이었다. 회수된 전해 마그네슘의 순도는 98% 이상이었다. 본 연구를 통하여 용융염 전해장치를 Scale-up 하거나 상용화시 장치설계 등에 필요한 기초자료들을 축적할 수 있었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제53권2호
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• pp.145-149
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• 2015

LiCl 용융염에서 희토류 금속을 포함한 $Nd_2O_3-La_2O_3-NiO$ 복합산화물의 전해환원을 통한 $La_{0.5}Nd_{0.5}Ni_5$ 합금제조에 대한 연구를 수행하였다. $Nd_2O_3-La_2O_3-NiO$ 복합산화물은 $1100^{\circ}C$에서 소결시에 $NiNd_2O_4$ (스피넬)과 $LaNiO_3$ (페로브스카이트) 구조가 생성되었다. 스피넬 및 페로브스카이트 구조는 복합산화물의 전해환원 반응속도를 증가시켰다. LiCl 용융염에서 전해환원 반응 동안 $Nd_2O_3-La_2O_3-NiO$ 복합산화물은 Ni, $NiLa_2O_4$ 등의 다양한 중간생성물을 거쳐 $La_{0.5}Nd_{0.5}Ni_5$ 합금으로 환원됨을 확인할 수 있었다. XRD 분석결과를 통해 최종 생성물인 $La_{0.5}Nd_{0.5}Ni_5$의 생성 메카니즘을 제시하였다.

• 한국자원리싸이클링학회:학술대회논문집
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• 한국자원리싸이클링학회 2002년도 춘계임시총회 및 제 20회 학술발표대회
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• pp.27-36
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• 2002

1995년 이후부터 현재까지 전기로 제강더스트의 재활용 또는 처리에 대하여 국내 및 전 세계의 공개특허 및 연구논문을 분석하여 전기로 더스트의 재활용연구 동향을 파악하고자 하였다. 국내의 경우, 35건의 특허가 공개 또는 등록되었는데, 활용방법에 따라 분류하면 다음과 같다. 고형안정화처리가 6건, 케미칼 제조 7건, 아스콘 채움재가 4건, 토건재료로 활용이 3건, 습식처리 회수가 4건, 용융환원 3건, 폐수처리활용이 2건, 시멘트원료 1건, 건식회수법 5건으로 나눌 수 있다. 또한 년도별로는 95년 2건, 96년 1건, 97년 4건, 98년 4건, 99년 5건, 2000년 18건, 2001년 1건이 출원되었다. 2000년에 전체 출원 건수의 절반이 집중되었다. 미국특허는 이 기간중 39건이 등록된 것으로 검색되었다. 년도별로는 95년 3건, 96년 6건, 97년 5건, 98년 7건, 99년 9건, 00년 2건, 01년 3건, 2002년 4건(2개는 한국출원)이 검색되었다. 처리방법 별로는 마찰재 원료로 활용 3건, 고화처리 3건, 건식장치 1건, 습식처리 13건, 유동환원, 직접환원, 환원배소, 플라즈마환원등의 건식 처리법이 10건, 습식+건식콘크리트 4건, 폐수처리 활용 1건, 건자채 생산 1건등이 등록되었다. 국가전자도서관에서 EAF Dust를 키워드로 1993년 이후의 EAF Dust 관련 연구문헌을 검색한 결과 48건이 검색되었고, 01년에 5건, 00년에 3건, 99년에 4건, 98년 2건, 97년이 가장 활발하여 15건의 보고가 확인되었다. 96년에는 8건, 95년에는 3건의 보고가 검색되었다. 01년의 연구논문들은 direct recycling, reduction kinetics, distillation reduction등에 관심을 보이고 있었다. 가장 활발하게 많은 연구논문이 발표되었던 97년 이후에는 논문 발표수가 현저히 감소되어 97년 이후에 이 분야에 대한 관심이 감소하고 있음을 보여주고 있다.

• 자원리싸이클링
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• 제30권6호
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• pp.36-42
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• 2021

폐리튬이온배터리에 함유된 유가금속을 회수하기 위해 고온에서 용융환원처리한다. 용융환원된 금속상을 염산용액으로 침출한 다음 용매추출과 침전으로 유가금속을 분리한 여과액에는 니켈(II)과 미량의 규소(IV)가 함유되어 있다. 여액으로부터 고순도 니켈화합물을 회수하기 위해 흡착법에 의한 규소(IV)의 분리와 니켈(II)의 선택적 침전에 대해 조사했다. Polyacrylamide는 규소(IV)를 선택적으로 흡착했으나 용액의 점도 역시 증가하여 여과가 어렵다. 침전제로 탄산나트륨을 첨가하면 니켈(II)과 미량의 규소(IV)가 공침되었다. 반면 옥살산나트륨은 상온에서 니켈(II)만을 선택적으로 침전시켜 순도 99.99% 이상의 니켈옥살산염 결정상을 회수할 수 있었다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제3권2호
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• pp.105-112
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• 2005

650$^{\circ}C$의 LiCl-Li$_{2}$O 용융염계에서 10 g U$_{3}$O$_{8}$/batch 규모의 장치를 이용해서 우라늄산화물의 전해환원 특성에 대한 평가를 수행하였다. 일체형 음극은 고체전극, 우라늄산화물과 우라늄산화물을 담아주는 다공성 용기(멤브레인)로 구성된다. 멤브레인 재료로는 325-mesh 스테인레스강막과 다공성 마그네시아 도가니를 사용하였다. 일체형 음극의 재질에 따른 LiCl-3 wt$\%$ Li$_{2}$O계와 U$_{3}$O$_{8}$-LiCl-3 wt$\%$ Li$_{2}$O계의 순환 전압측정법 결과로부터 전해환원 반웅 메커니즘을 규명하였다. 일체형 음극의 재질에 따른 우라늄산화물의 직접 및 간접 전해환원에 대한 실험을 수행하였다. 그 결과, 325-mesh스테인레스강막을 사용하여 직접 및 간접 전해환원으로 금속전환을 수행하였을 때 낮은 전류효율로 인해 우라늄산화물을 금속우라늄으로 환원시키지 못했으며, 마그네시아 다공성 도가니를 사용하여 간접 전해환원으로 금속전환을 수행하였을 때는 높은 전류효율로 인해 우라늄산화물을 금속우라늄으로 환원시킬 수 있었다

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제60권2호
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• pp.175-183
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• 2022

자동차 시장의 확대에 따라 자동차 모터의 필수 소재로 희토류금속인 Nd에 대한 수요가 급증하고 있다. Nd를 제조하기 위하여 Nd₂O₃와 Ca계 합금의 열 환원반응에 관한 연구가 활발히 진행되어 왔다. 본 연구에서는 Nd₂O₃의 환원제로 사용되는 Ca계 합금인 Ca-Cu를 CaCl₂ 용융염에서 전기분해반응을 통해 제조하였다. 전기분해반응의 작업 전극과 상대전극으로는 Cu 와이어와 흑연을 각각 사용하였다. 기준전극은 AgCl:CaCl₂=1:99 mol%로 혼합한 혼합물에 Ag 와이어를 넣어 제작하였다. 순환전압 전류법 결과에 의하면 -1.8 V의 전위부터 작업전극의 표면에 Ca²⁺의 증착이 관찰되었으며, CaCl₂ 염의 온도가 증가할수록 Ca²⁺의 환원전위가 감소하였다. 시간대전류법 실험을 통해 계산된 Ca²⁺의 확산계수는 5.4(±6.8)×10^-6 cm²/s으로 나타났다. 또한, Cu 전극에 일정한 전위를 가해 Ca-Cu 액상합금을 제조하였으며 제조된 합금은 EDS line scan을 통해 인가 전위의 증가에 따라 Ca의 전기화학적 삽입이 증가함을 확인하였다. -2.0 V보다 음의 전위를 인가하여 제조한 Ca-Cu 합금의 조성비는 Ca:Cu=1:4임을 확인하였다.