• 자원리싸이클링
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• 제21권3호
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• pp.74-83
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• 2012

희토류 금속의 제련은 광석에서부터 파분쇄, 선별과정을 거쳐 정광을 만들고, 정광 중의 희토류 성분을 추출하고 성분별로 분리하는 분리정제공정을 거쳐 희토류산화물이나 염화물과 같은 희토류화합물을 제조한 다음 희토류화합물에서 금속을 추출해내는 환원과정을 거친다. 본 고에서는 대표적 희토류 광물로서 불탄산염계광물인 바스트나사이트(bastnasite, ((RE)($CO_3$)F)와 인산염계 광물인 모나자이트(monazite,(RE)($PO_4SiO_4$))의 분해 침출과 분리정제 방법에 대해서 간략히 기술하고, 분리공정의 산물인 희토류화합물에서부터 범용 희토류금속 제조법으로 사용되고 있는 금속열환원법과 용융염전해법에 대하여 개략적인 내용을 소개하였다.

• 한국진공학회지
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• 제5권4호
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• pp.315-326
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• 1996

광전자분광 실험방법을 이용하여 희토류(Sm, Eu, Gd, 및 Tb) 화합물 부도체들의 희토류 원소의 3d와 4d 전자의 내각준위의 스펙트럼들을 연구했다. $La_2O_3,\;Ce_2O_3$ 등과 같은 가벼운 희토류 화합물 부도체의 경우와는 달리 Sm 이상의 무거운 희토류 화합물들의 경우는 란탄족 수축(lantanide contraction) 현상에 의한 희토류 원소의 f 전자와 음이온의 p 전자사이의 혼성의 크기가 줄어들면서 이 혼성에 의한 위성구조가 존재하지 않는 것을 알 수 있었다. 또한 Eu 부도체의 안정된 +3가의 화합물들에서 보이는 위성구조는 표면의 전자구조가 덩어리와는 다른 +2가의 전자가를 갖기 때문이라는 것을 밝혔다. 그리고 Eu 3d 전자의 내각준위의 주요 피크에 대하여 대략 10eV보다 큰 결합에너지 영역에 존재하는 위성구조는 $\underline{3d}4f^6$ 전자구조의 여러겹 효과에 의한 것으로 추정된다. 이러한 여러겹 효과는 Gd 부도체 화합물에서도 역시 발견할 수 있는데, Gd 3d 전자의 내각준위의 스펙트럼에의 위성구조는 $\underline{3d}4f^6$ 전자구조의 여러겹 효과에 의한 것이다. 모든 희토류 부도체 화합물들의 3d 전자의 내각준위의 스펙트럼에서 주요 피크에 대하여 대략 15eV보다 큰 결합에너지 영역에서 보이는 위성구조는 플라즈몬을 생성해서 에너지를 잃는 과정에서 발생하는 것이다.

• 한국자기학회지
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• 제1권1호
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• pp.6-11
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• 1991

희토류금속과 천이금속의 화합물인 희토류 영구자석의 전기적, 자기적 성질등을 이해하고 자우리는 $SmCo_{5},\;NdB_{6},\;NdFe_{5},\;NdFe_{4}B$등의 비교적 간단한 희토류 화합물에 대한 자체충족적 전자구조 이론연구를 시도하였다. 국재 밀도함수 근사 LMTO(Linearized Muffin Tin Orbital)밴드 방법을 이용하여 $SmCo_{5}$ 영구자석을 포함한 희토류 금속 화학물의 기저상태의 물리적 파라미터들, 즉 에너지 밴드, 상태밀도, Stoner상수, 자기 모멘트 등을 구하여 이들의 전자기적 물성을 고찰하였다. Nd, Sm등의 희토류원소와 Fe, Co등의 천이원소, 또한 boron등의 원소들이 서로 금속 화합물을 형성할 때 일어나는 bonding효과, 즉 희토류금속의 f-전자와 d-전자, 천이금속의 d-전자, 또한 boron 금속의 s,p-전자와의 상호 작용, 그에 따른 전자구조, 자성의 변화에 대한 연구를 수행하였다.

• 자원리싸이클링
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• 제19권6호
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• pp.27-35
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• 2010

희토류 원소의 합금과 화합물은 첨단 산업용 소재의 구성성분이다. 국내에 모나자이트가 매장되어 있으나 자원개발에 많은 어려움이 있다. 희토류광석은 극히 일부 국가에만 매장되어 있고 자국산업의 보호를 위해 수출 통제의 대상이 되고 있다. 희토류 광석의 95%를 차지하는 bastnasite, monazite와 xenotime로부터 희토류 성분을 회수하는 습식과 건식제련공정을 조사하였다. 또한 첨단 소재용으로 사용되는 희토류 화합물은 6N정도의 순도가 요구되므로 희토류 성분을 분리할 수 있는 분별결정, 분별석출, 이온교환 및 용매추출에 대해 조사하였다.

• 한국자기학회지
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• 제2권3호
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• pp.193-199
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• 1992

희토류 영구자석, $Nd_2Fe_{14}B$ 화합물에 대한 자체충족적 국재밀도함수근사 전자 구조 계산을 수행하여 이 물질의 전자기적 물성을 연구하였다. LMTO(Linearized Muffin-Tin Orbital)에너지 띠 방법을 사용하여 상자성, 강자성상에서 구한 $Nd_2Fe_{14}B$ 화합물의 에너지 띠구조를 토대로 하여 자성을 포함한 제반 물성, 즉 희토류금속과 천이금속의 결합(bonding)효과, 전기적, 자기적 구조등을 고찰하였다. Boron 원자의 역학은 근접 Fe 원자와의 혼합 상호작용을 통하여 Fe의 원자의 자기모멘트를 많이 줄이는 효과를 주며 또한 구조 안정성에 기여한다는 결과를 얻었다. 강자성상에서의 Fe 원자들의 평균 자기모멘트는 약 2.15 ${\mu}B$로 계산되었는데 이중 Boron 원자로 부터 가장 멀리 떨어져 있으며 12개의 Fe 원자들로 둘러싸인 Fe(j2-site)원자가 가장 큰 값(2.7 ${\mu}B$)의 자기모멘트를 갖고 Boron 원자와의 혼합 상호작용이 가장 큰 Fe(e-site)원자가 가장 작은 값(1.9 ${\mu}B$)의 자기모멘트를 갖는다.

• E2M - 전기 전자와 첨단 소재
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• 제8권6호
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• pp.811-815
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• 1995

회토류계 영구자석은 종래의 Ferrite계나 Alnico계와 비교해서 대단히 강하여, 전기전자부품의 소형화에 크게 기여하고 있다. 최근에는, 전자기기산업 이외의 분야에 있어서도 그의 응용이 확대되어가고 있는 추세로 자성재료의 생산액은 매년 증가하고 있다. 회토류계 영구자석재료의 연구는 1960년대에 시작되어 Sm $Co_{5}$, Sm$_{2}$ $Co_{17}$ 화합물의 등장을 거쳐 현재는 1982년데 Sagawa 및 Croat가 독자적으로 발견한 Nd$_{2}$ Fe$_{14}$B 자석이 주류로 되고 있다. 그렇지만 이 화합물에는 다른 영구자석에 비하여 큐리온도가 낮은 결점이 있어서, 아직도 새로운 화합물의 탐색이 계속되고 있다. 그 중에서도, 1990년대에 Coey에 의해서 최초로 학회지에 보고되어진 Sm$_{2}$Fe$_{17}$N$_{x}$는, Nd$_{2}$Fe$_{14}$B와 같은 정도의 이론 최대에너지급, Sm $Co_{5}$에 대등한 거대한 이방성자장, 750K에 달하는 큐리온도등의 우수한 성질을 갖고 있어 Nd$_{2}$Fe$_{14}$B를 극복하는 자성재료로서 큰 기대가 되어진다. 되어진다.진다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 1999년도 추계학술발표강연 및 논문개요집
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• pp.179-179
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• 1999

• 공업화학
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• 제17권5호
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• pp.483-489
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• 2006

희토류 화합물인 $La_{2}O_{3}$ 및 $CeO_{2}$ 시약과 이들을 함유하는 희토류 광석을 이용하여 제철 폐수 중의 불소 및 유해 중금속 제거에 대하여 연구하였다. 용액 중 불소에 대한 희토류 원소의 제거 반응기구는 $La^{3+}$ 및 $Ce^{4+}$ 등의 양이온이 불소 이온과 불용성 화합물을 형성하는 것으로 알려져 있다. 기존의 불소 제거에 사용되고 있는 소석회와 비교한 결과 $La_{2}O_{3}$ 및 $CeO_{2}$ 의 불소제거 효율이 높았다. HF 용액에서의 제거 효율은 $CeO_{2}$ 광석 < $CeO_{2}$ 시약 < $Ca(OH)_{2}$ < $La_{2}O_{3}$ 광석 < $La_{2}O_{3}$ 시약의 순서였고, 제철 폐수에서는 $Ca(OH)_{2}$ < $CeO_{2}$ 광석 < $CeO_{2}$ 시약 < $La_{2}O_{3}$ 광석 < $La_{2}O_{3}$ 시약의 순서였다(pH의 영향은 소석회인 경우 pH가 증가할수록 불소제거율이 감소하였다. 세륨화합물과 란탄화합물인 경우는 pH 증가에도 불구하고 불소제거 효율이 증가하는 경향을 보였으나 방류 시 수질조건과 불소제거율을 함께 고려할 때 용액의 적정 pH는 7이 적당하다고 판단된다). 망간제거의 경우, pH 7 이하에서는 소석회가 희토류 화합물보다 우수한 망간제거율을 보였고 pH 10에서는 모든 처리제에 대해서 거의 완벽한 제거특성을 보였다. 총크롬 제거의 경우는 산성 조건에서는 란탄화합물이 가장 높은 불소 제거율을 보였으며 pH 7이상에서는 모든 처리제가 좋은 효율을 보였다.

• 한국자기학회지
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• 제3권1호
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• pp.1-6
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• 1993

희토류-전이금속 화합물, $LaCo_{13}$에 대한 자체충족적 국제밀도함수근사 LMTO (Linearized Muffin-Tin Orbital) 에너지 띠 전자구조 계산을 토대로 하여 이물질의 상자성, 강자성상에서 자성을 포함한 전기적, 자기적 물성을 고찰하였다. 강자성상에서의 CoI, CoII원자들의 자기모멘트는 각각 $1.34,\;1.65{\mu}_{B}$로 계산되었으며 이는 Co 원자당 평균 자기모멘트 $1.60{\mu}_{B}$에 해당하여 실험치 $1.56~1.68{\mu}_{B}$와 근사한 결과를 얻었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제47권4호
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• pp.465-469
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• 2009

산소-공융염(LiCl-KCl) 기포탑에서 4종의 희토류염화물($Ce/Nd/Pr/EuCl_3$)의 산화반응 특성에 대한 연구를 수행하였다. HSC Chemistry software를 이용한 모델링 결과 산소 및 희토류염화물이 존재하는 계에서 가장 안정된 화합물은 옥시염화물(EuOCl, NdOCl, PrOCl)과 산화물($CeO_2$, $PrO_2$)이었으며, 이러한 결과는 옥시염화물 및 산화물이 형성되는 반응의 Gibbs 자유에너지 경향성과도 일치하였다. 실험결과 공융염 내에서 산소와 희토류염화물과의 반응으로 산소분산 시간 및 공융염 온도와 상관없이 Eu, Nd, Pr은 옥시염화물로, Ce, Pr은 산화물형태의 침전물로 형성되었으며, 이러한 결과는 열역학적 데이터를 이용한 모델링 결과와 일치하였다. 4종의 복합희토류 침전물은 등방형태와 정방형태의 침전물로 구분되었는데 주사전자현미경(SEM-EDS) 분석결과 등방구조(cubic structure) 형태의 침전물은 산화물이었고, 정방형 구조(tetragonal structure)의 침전물은 옥시염화물이었다. 실험에 사용된 4종의 희토류염화물의 공융염에 불용성인 침전물로의 전환효율은 온도 및 분산시간이 증가하면 증가하였으며, Ce가 가장 빠른 반응특성을 나타내었다. $650^{\circ}C$의 공융염 온도 및 420분의 산소분산시간 조건에서 4종의 희토류염화물의 산화효율은 모두 99% 이상이었다.