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Application of Gamma Ray Densitometry in Powder Metallurgy

  • Schileper, Georg
    • 한국분말야금학회:학술대회논문집
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    • 한국분말야금학회 2002년도 제3회 최신 분말제품 응용기술 Workshop
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    • pp.25-37
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    • 2002
  • The most important industrial application of gamma radiation in characterizing green compacts is the determination of the density. Examples are given where this method is applied in manufacturing technical components in powder metallurgy. The requirements imposed by modern quality management systems and operation by the workforce in industrial production are described. The accuracy of measurement achieved with this method is demonstrated and a comparison is given with other test methods to measure the density. The advantages and limitations of gamma ray densitometry are outlined. The gamma ray densitometer measures the attenuation of gamma radiation penetrating the test parts (Fig. 1). As the capability of compacts to absorb this type of radiation depends on their density, the attenuation of gamma radiation can serve as a measure of the density. The volume of the part being tested is defined by the size of the aperture screeniing out the radiation. It is a channel with the cross section of the aperture whose length is the height of the test part. The intensity of the radiation identified by the detector is the quantity used to determine the material density. Gamma ray densitometry can equally be performed on green compacts as well as on sintered components. Neither special preparation of test parts nor skilled personnel is required to perform the measurement; neither liquids nor other harmful substances are involved. When parts are exhibiting local density variations, which is normally the case in powder compaction, sectional densities can be determined in different parts of the sample without cutting it into pieces. The test is non-destructive, i.e. the parts can still be used after the measurement and do not have to be scrapped. The measurement is controlled by a special PC based software. All results are available for further processing by in-house quality documentation and supervision of measurements. Tool setting for multi-level components can be much improved by using this test method. When a densitometer is installed on the press shop floor, it can be operated by the tool setter himself. Then he can return to the press and immediately implement the corrections. Transfer of sample parts to the lab for density testing can be eliminated and results for the correction of tool settings are more readily available. This helps to reduce the time required for tool setting and clearly improves the productivity of powder presses. The range of materials where this method can be successfully applied covers almost the entire periodic system of the elements. It reaches from the light elements such as graphite via light metals (AI, Mg, Li, Ti) and their alloys, ceramics ($AI_20_3$, SiC, Si_3N_4, $Zr0_2$, ...), magnetic materials (hard and soft ferrites, AlNiCo, Nd-Fe-B, ...), metals including iron and alloy steels, Cu, Ni and Co based alloys to refractory and heavy metals (W, Mo, ...) as well as hardmetals. The gamma radiation required for the measurement is generated by radioactive sources which are produced by nuclear technology. These nuclear materials are safely encapsulated in stainless steel capsules so that no radioactive material can escape from the protective shielding container. The gamma ray densitometer is subject to the strict regulations for the use of radioactive materials. The radiation shield is so effective that there is no elevation of the natural radiation level outside the instrument. Personal dosimetry by the operating personnel is not required. Even in case of malfunction, loss of power and incorrect operation, the escape of gamma radiation from the instrument is positively prevented.

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해산패류 증식을 위한 간석지 개척에 관한 연구(2) 경기만내 Tapes Philippinarum 서식지 토양의 물리화학적 조성에 관하여 (AN ATTEMPT TO IMPROVETIDELANDA FORMARINE BIVALVES (2) The physical and chemical compositions of Tapes Philippinarum beds in Kyunggi Bay)

  • 이춘구;장남기
    • 한국수산과학회지
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    • 제2권2호
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    • pp.155-160
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    • 1969
  • 본 연구는 바지락(Tapes Philippinarum) 서식지의 토양을 물리화학적 방법으로 토성, 구성성분 및 유핵화학성분을 분석하여 본종의 서식밀도와의 관계를 조사하여 바지락서식의 적지요인을 연구하였다. 1. 각력의 조성률은 바지락의 서식밀도와 정상관(r=0.78) 관계가 있으며 $13.5\%$ 이상이 적당하다. 2. 조사의 조성률은 바지락의 서식밀도와 정상관(r=0.73) 관계가 있으며 $23.0\%$ 이상의 함량이 적당하다. 3. 세사의 함양은 바지락의 서식밀도와 정상관(r=-0.42)의 관계가 있으며 $41.5\%$ 이하가 적당하다. 4. 징사의 함량은 바지락의 서식밀도와 정상관(r=-0.68)의 관계가 있으며 $10.0\%$ 이하가 적당하다. 5. 점토분은 바지락의 서식 밀도와 부상관(r=-0.51)의 관계가 있는 것으로 $6.8\%$ 이하의 저토가 적당하다. 6. 바지락 서식지의 간석토는 규반율이 $5.09\~5.60$으로 규산질의 초토이다. 7. 바지락 서식지의 토양 pH, 보수능, 유기물, 총질소, 유효린산, 치환성 Ca, 및 치환성 Mg의 함양은 각각 $6.15\~6.60,\;4.26\~6.86\%,\;0.40\~1.10\%,\;14.0\~27.0ppm,\;0.041\~0.394\%$, 및 $0.009\~0.132\%$이었다.

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한국 서해남부 조간대 표층 퇴적물의 지화학적 특성 (Geochemical Characteristics of Intertidal Surface Sediments along the Southwestern Coast of Korea)

  • 황동운;류상옥;김성길;최옥인;김성수;고병설
    • 한국수산과학회지
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    • 제43권2호
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    • pp.146-158
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    • 2010
  • In order to evaluate the characteristics of sediments and pollution by organic matter and metallic elements in intertidal sediments along the southwestern coast of Korea, we measured various geochemical parameters, including the mean grain size (Mz), water content (WC), ignition loss (IL), chemical oxygen demand (COD), acid volatile sulfide (AVS), and metallic elements (Al, Fe, Cu, Pb, Zn, Cd, Cr, Mn, Hg, As), in intertidal surface sediments. The Mz of the surface sediments ranged from 2.1 to 8.3$\phi$, indicating that the surface sediments consist of various sedimentary facies, such as sand, slightly gravelly mud, sandy mud, and silt. The IL and COD in surface sediment ranged from 0.8 to 5.5% (mean $2.9\pm1.2%$) and from 3.9 to $13.8\;mgO_2/g{\cdot}dry$ (mean $8.5\pm2.6\;mgO_2/g{\cdot}dry$), respectively, which were lower than the values for surface sediment in areas near fish and shellfish farms or industrial complexes. No AVS was detected at any sampling station, despite various sedimentary facies. Most of metallic elements in surface sediments showed relatively good positive correlations with Mz and IL, which imply that the concentrations of metallic elements are mainly controlled by grain size and the organic matter content. The concentrations of metallic elements, except As, at some stations were considerably lower than those in the Sediment Quality Guideline (Effect Range Low, ERL) proposed by the National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) in the United States. Similarly, the geoaccumulation index (Igeo) class indicated that pollution by metallic elements in intertidal surface sediment, except As, was moderate or non-existent. Our results imply that the intertidal surface sediments along the southwestern coast of Korea are not polluted by organic matter and metallic elements and are healthy for benthic organisms.

화학적 응집을 이용한 생물학적 돈분폐수 처리수의 색도제거 (Removal of Color from a Biological Piggery Wastewater Treatment Effluent by Chemical Coagulation)

  • 박노백;서태경;최우영;전항배
    • 대한환경공학회지
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    • 제30권10호
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    • pp.1047-1053
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    • 2008
  • 돈분폐수 처리수의 색도를 제거하기 위해 최적의 응집 조건에 대하여 평가하였다. 유출수의 용존 유기 탄소 농도는 227.3 mg/L, 색도는 2,430 CU, 탁도는 22.1 NTU, 그리고 UV$_{254}$는 3.7 cm$^{-1}$이었다. 유출수의 소수성 유기물은 55.3%, 반친수성 유기물은 17.4%, 그리고 친수성 유기물은 27.3%로 세분화하였다. 또한, 겉보기 분자량 분포는 0.5 K 이하, 0.5$\sim$1 K, 1$\sim$10 K, 10$\sim$30 K 및 30 K 이상은 각각 74.2%, 7.3%, 5.5%, 7.1% 및 5.9%이었다. 최적의 pH 및 응집제 주입량을 결정하기 위해 유동전류계를 사용하였다. 황산알루미늄과 염화 제 2철의 최적 응집제 주입량 및 pH는 각각 5.84 mM, pH는 5.3이며, 9.25 mM, pH는 5.0이었다. 최적의 응집 조건에서 황산알루미늄과 염화 제 2철은 각각 91.9%와 98.7%로 높은 색도 제거 효율을 얻었다. 생물학적 처리를 거친 돈분폐수는 화학적인 응집으로 색도제거에 좋은 성과를 보여주었다.

역삼투 공정을 이용한 제주 지하수의 바나듐 농축 (Concentration of Vanadium in Jeju Groundwater Using Reverse Osmosis Processes)

  • 이호원;문수형;고경수
    • 멤브레인
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    • 제18권3호
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    • pp.241-249
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    • 2008
  • 본 연구의 목적은 제주도 지하수에 미량으로 함유되어 있는 바나듐을 역삼투 공정을 이용하여 고농도로 농축하고 이를 바나듐수로 이용하는데 있다. 이를 위하여 바나듐 농도가 서로 다른 와흘 지역, 어음 지역 및 서귀포 지역의 지하수를 원수로 선정하였으며, 이 지역 지하수의 바나듐 농도는 각각 31.8, 44.5 및 53.0 ppb이었다. 지하수 중의 모든 성분에 대한 배제율은 막간차압의 증가에 따라 증가하였다. 막간차압을 8 $kg_f/cm^2$로 하였을 때, 바나듐(V)의 배제율은 $97.4%{\sim}99.0%$이였고, 나트륨(Na), 칼륨(K), 알류미늄(Al), 철(Fe), 및 바륨(Ba)의 배제율은 각각 $97.7%{\sim}97.8%,\;98.0%{\sim}98.3%,\;94.8%{\sim}97.5%,\;88.0%{\sim}96.4.0%$$97.9{\sim}98.0%$이었으며, 그 외의 마그네슘(Mg), 칼슘(Ca), 크롬(Cr), 망간(Mn) 및 스트론 튬(Sr)의 배제율은 3 지역 지하수 모두 99.0% 이상이었다. 와흘 지역, 어음 지역 및 서귀포 지역의 지하수를 각각 회수율 15%로 6단 처리하였을 때, 와흘 지역, 어음 지펴 및 서귀포 지역 지하수의 바나듐 함량을 각각 88.6, 118.9 및 165.1 ppb로 농축 할 수 있었으며, 농축수(바나듐수)의 유해물질은 먹는 물 기준 미만이었다.

토양별(土壤別) 암모늄의 흡착(吸着)및 탈착(脫着)에 관한 연구 -II. 암모늄의 탈착(脫着) (Studies on Ammonium Adsorption by and Desorption from Various Soils -II. Desorption of Ammonium)

  • 심상칠;박훈;김무성;김광래
    • 한국토양비료학회지
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    • 제11권2호
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    • pp.75-80
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    • 1979
  • 암모니움 탈착(脫着)을 16개(個) 토양에 대하여 $(NH_4)_2HPO_4$를 처리하여 0.01M $CaCl_2$로 7회(回) 연속침출(連續浸出)하여 검토하였다. 1. 탈착(脫着)은 2~4개의 속탈(速脫) 또는 완탈단계(緩脫段階)의 반복(反復)으로 진행(進行)된다. 2. 탈착단계(脫着段階)는 탈착량(脫着量)(y)과 침출회수(浸出回數)(x)간(間)에 log y=b-ax의 관계식(關係式)이 성립(成立)된다. 3. 탈착율(脫着率)(100${\times}$탈착량(脫着量)/흡착량(吸着量))은 15개(個) 토양평균이 65%였고 최고(最高)는 김천통(金泉統)의 87% 최소(最小)는 삼각통(三角統)의 32%였으며 이탄토(泥炭土)인 용호통(龍湖統)은 156%로 토양 ammonium 이 다량방출(多量放出)되었다. 4. 탈착률(脫着率)은 흡착량(吸着量)과 부(否)의 상관을 보이며 이 관계에서 토양은 세개의 계열(系列)로 분류(分類)되었다. 5. 탈착누적곡선(脫着累積曲線)은 최대치(最大値)에 접근(接近)하고 있으며 7회탈착(回脫着)으로 모든 토양이 최대치(最大値)에 접근(接近)하였다. 이때의 흡착량(吸着量)은 CEC의 502%(삼각통(三角統))에서 25%(김해통(金海統))의 범위(範圍)에 있었다. 6. 탈착량(脫着量) 또는 탈착률(脫着率)은 LAMA, (암모니움 Langmuir 최대흡착) CEC, 점토함량(粘土含量), 유효인산, 유기물함량등(有機物含量等)과 아무런 관계가 없었다. 7. 이상(以上)의 결과(結果)들은 ammonium의 흡착(吸着)과 탈착(脫着)에 있어 Fe, Al Si 등(等)의 관련성과 동반음(同伴陰) ion 흡탈착(吸脫着)이 관여함을 강하게 암시하는 것 같다.

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우리나라 토착대두근류균(土着大豆根瘤菌)의 분포상태(分布狀態)와 생리(生理) 및 생태학적(生態學的) 특성(特性) -제(第) 1 보(報). 토착근류균(土着根瘤菌)의 분포상태(分布狀態)와 토양특성(土壤特性)과의 상호관계(相互關係) (Physiological and Ecological Characteristics of Indigenous Soybean Rhizobia Distributed in Korea -I. Relationship between Distribution of the Indigenous Rhizobia and Physico-Chemical Properties)

  • 류진창;이성재;서장선;조무제
    • 한국토양비료학회지
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    • 제19권1호
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    • pp.38-49
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    • 1986
  • 우리나라 대두작부형별(大豆作付型別)로 토착근류균(土着根瘤菌)의 분포상태(分布狀態)와 토양(土壤)의 이화학적특성(理化學的特性) 및 공존미생물(共存微生物)과의 상호관계(相互關係)에 관(關)하여 조사(調査) 비교(比較)한 결과(結果)는 다음과 같다. 1. 전국(全國) 60개(個) 밭 토양(土壤)의 토착근류균(土着根瘤菌)의 분포(分布)는 $2{\sim}197{\times}10^4cells/g$ 범위(範圍)였으며, 대두작부간(大豆作付間) 평균(平均) 토착근류균수(土着根瘤菌數)는 대두무재배지(大豆無栽培地)는 $20.5{\times}10^4cells/g$, 대두재배지(大豆栽培地)에서는 $35.6{\times}10^4cells/g$로서 대두무재배지(大豆無栽培地)보다 높은 균수밀도(菌數密度)를 보였다. 이들 토착근류균수(土着根瘤菌數)를 토성별(土性別)로 보면 양토(壤土)>사토(砂土)>사양토(砂壤土)>식양토(埴壤土)>식토(埴土) 순위(順位)로 많았으며, 9개(個) 농업기후대권간(農業氣候帶圈間)에는 경기만권(京畿彎圈)이 $10{\sim}15{\times}10^4cells/g$로 제일 적었고, 남부권(南部圈)이 $71{\sim}145{\times}10^4cells/g$로서 높은 분포밀도(分布密度)를 보였다. 2. 토착근류균수(土着根瘤菌數)는 일반토양미생물(一般土壤微生物)인 호기성총세균(好氣性總細菌) 및 총사상균수(總絲狀菌數)와는 정(正)의 상관관계(相關關係)를 보였으나 총방선균수(總放線菌數)와는 부(負)의 상관관계(相關關係)를 나타내었다. 3. 토착근류균수(土着根瘤菌數)와 토양화학성(土壤化學性)과의 상호관계(相互關係)에서 산도(酸度), 유효인산(有效燐酸), 치환성(置換性) 석회(石灰), 고토(苦土), 동(銅) 및 붕소함량(硼素含量)과는 유의(有意)한 정(正)의 상관관계(相關關係)를 보였으나, 치환성(置換性) 나트리움, 알루미늄, 활성철(活性鐵) 및 황산(黃酸)과는 부(負)의 상관관계(相關關係)를 보였다.

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저장기간에 따른 채취 지역 및 시기별 고로쇠 수액의 성분분석 (Change in Chemical Composition of Acer mono Saps Collected in Different Region and Time Depending on Storing Period)

  • 김호용;김선홍;곽기섭;박미진;최원실;강하영;최인규
    • Journal of the Korean Wood Science and Technology
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    • 제38권1호
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    • pp.75-84
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    • 2010
  • 본 연구는 채취 지역 및 시기별 고로쇠나무(Acer mono) 수액의 저장기간에 따른 수액의 물성을 분석하여, 저장기간이 수액의 물성에 미치는 영향을 확인하기 위하여 수행하였다. 고로쇠나무 수액의 pH는 4.43~5.68로 함양산이 가장 낮고 남양주산이 가장 높았으나 저장기간이 길어짐에 따라 급격히 낮아졌다. 영월산 2월 22일 채취분에서 수액의 sucrose 함량이 2.06%로 가장 높았으나 4개월이 지나면서 급격히 분해되었다. Sucrose의 분해는 유기산함량의 증가에 큰 영향을 끼쳤으며 pyruvic acid가 최대 14.26 mg/$m{\ell}$까지 생성되었고, lactic acid, acetic acid, ethanol 등의 미생물의 대사산물로 여겨지는 유기산들이 발생하였다. 미량원소는 K, Ca가 93% 정도로 대부분을 차지하였으며 인제산 고로쇠나무의 전기 채취 수액의 K함량이 131.72 mg/${\ell}$로 특히 높았다. 수액 내에 특수성분으로써 비타민 C는 1.55~3.50 mg/${\ell}$ 함유되어 있음을 확인할 수 있었다. 수액의 물성은 저장기간이 늘어남에 따라 점점 변질되었지만, 지역별 전기 채취 수액의 sucrose 분해나 유기산 생성이 후기 채취 수액에 비해 상대적으로 덜 발생하였다.

Pulsed Laser Deposition을 이용하여 GZO/Glass 기판상에 성장시킨 염료감응형 태양전지용 $TiO_2$ Blocking Layer의 특성 연구

  • 여인형;김지홍;노지형;김재원;도강민;신주홍;조슬기;박재호;문병무
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2011년도 제41회 하계 정기 학술대회 초록집
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    • pp.259-259
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    • 2011
  • 염료감응형 태양전지(Dye-Sensitized Solar Cells:DSSC)는 환경 친화적이며, 저가의 공정에 대한 가능성으로 기존의 고가의 결정질 실리콘 태양전지의 경제적인 대안으로 각광을 받고 있다. 최근 염료감응형 태양전지는 투명 전도성 산화막(Transparent Conducting Oxide : TCO)으로 사용되는 Fluorine Tin Oxide (FTO)가 증착된 유리기판 위에 주로 제작된다. FTO는 낮은 비저항과 가시광선 영역에서 높은 투과도를 가지는 우수한 전기-광학적 특성을 갖지만, 비교적 공정이 까다로운 Chemical Vapor Deposition (CVD)법으로 제조하며, 전체 공정비용의 60%를 차지하는 높은 생산단가로 인해 현재 FTO를 대체할 재료개발 연구가 활발히 진행되고 있다. 그 중 ZnO (Zinc Oxide)는 우수한 전기-광학적 특성과 비교적 저렴한 가격으로 새로운 TCO로써 주목받고 있다. ZnO는 넓은 energy band gap (3.4 [eV])의 육방정계 울자이트(hexagonal wurtzite) 결정 구조를 가지는II-VI족 n형 반도체 물질이며, III족 금속원소인 Al, Ga 및 In 등의 불순물을 첨가하면 TCO로서 우수한 전기-광학적 특성과 안정성을 나타낸다. 이들 물질중 $Zn^{2+}$ (0.060 nm)의 이온반경과 유사한 $Ga^{2+}$0.062 nm) 이온이 ZnO의 격자반경을 최소화 시킬 수 있다는 장점으로 최근 주목 받고 있다. 하지만 Ga-doped ZnO (GZO)의 경우 DSC에 사용되는 루테늄 계열의 산성 염료 하에 장시간 두면 표면이 파괴되는 문제가 발생하며, $TiO_2$ paste를 Printing 후 열처리하는 과정에서도 박막의 파괴가 발생할 수 있다. 이를 방지하기 위해 $TiO_2$ Blocking Layer를 GZO 투명전극 위에 증착하였다. 또한, $TiO_2$ Blocking Layer를 적용한 GZO 박막을 전면전극으로 이용하여 DSC를 제작하여 효율을 확인하였다. 2wt%의 $Ga_2O_3$가 도핑된 ZnO 박막은 20mTorr 400$^{\circ}C$에서 Pulsed Laser Deposition (PLD)에 의해 성장되었고, $TiO_2$박막은 Ti 금속을 타겟으로 이용하여 30mTorr 400$^{\circ}C$에서 증착되었다. Scanning electron microscopy (FE-SEM)을 이용한 박막 분석 결과 $TiO_2$가 증착된 GZO 박막의 경우 표면 파괴가 일어나지 않았다. Solar Simulator을 이용하여 I-V특성 측정결과 상용 FTO를 사용한 DSC 수준의 효율을 나타내었다. 이에 따라 Pulsed Laser Deposition을 이용해 제작된 GZO 기판은 $TiO_2$ Blocking Layer를 이용하여 표면 파괴를 방지할 수 있었으며, 이는 향후 염료감응형 태양전지의 투명전극에 적용 가능 할 것으로 판단된다.

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하동군 옥종 지역에서 산출되는 황토의 구리 흡착 특성 (The Copper Adsorption onto 'Hwangto′ in the Okjong Area, Hadong)

  • 조현구;양도열;김영호
    • 한국광물학회지
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    • 제16권4호
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    • pp.321-331
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    • 2003
  • 경남 하동군 옥종 일대에서 회장암의 풍화산물로 산출되는 황토에 대하여 깊이에 따른 광물 조성의 변화와 구리 흡착 특성에 대하여 연구하였다. 지표로부터 10 cm, 25 cm, 2∼3 m 및 3 m 이하에서 채취한 시료를 정량 XRD 분석한 결과 대부분의 시료는 카올리나이트와 할로이사이트로 구성되어 있었다. 상부에서 채취한 시료에는 침철석이나 깁사이트 같은 수산화 철­알루미늄 광물이 포함되어 있는데 반하여 하부에서 채취한 시료에는 이 광물들이 거의 포함되어 있지 않았다. 석영의 함량은 심도가 얕을수록 그 양이 많아지고, 카올리나이트의 함량은 반대되는 경향을 가진다. 구리용액의 흡착 실험 결과, pH 4부터 제거량이 급증하기 시작하여 pH 6에 도달하면 90%에 도달하며, pH 7 이상일 될 경우 99% 이상 제거됨을 알 수 있다. 광물 조성의 차이가 흡착­제거 특성에 어느 정도 영향을 미치는 것으로 판단된다. 구리 이온의 농도가 높은 경우, 흡착 실험 결과와 MINTEQA2 프로그램에 의한 계산값은 잘 일치하였다. 그러나 구리 이온의 농도가 묽어질수록 일치하는 정도는 감소하였다. 이번 연구의 결과 침전은 구리 이온의 제거에 매우 결정적인 역할을 하는 것으로 밝혀졌으며, 구리 이온의 농도가 진한 경우 그 양상은 특히 더 심하였다. 구리 이온의 농도가 묽은 경우 실험값과 계산값 사이의 불일치는 변수값들의 선택, 충분하지 못한 반응 시간, 반응 자리에 대한 철저하지 못한 고려 등 여러 가지 원인이 있을 것으로 판단된다.