• 한국세라믹학회지
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• 제52권5호
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• pp.389-394
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• 2015

Direct reduced iron was made using an electric furnace. The reduction ratio of direct reduced iron varied depending on the grade of iron ore. Coal played an important role as a reducing agent in making the direct reduced iron. The coal must contain a suitable amount of volatile components having high calorie values and low impurity content. In this study, oxidized pellets were directly reduced using anthracite as a reductant in an electric furnace. Direct reduction behaviors of hematite and magnetite pellets were confirmed in a coal-based experiment. Reduction behaviors were demonstrated by analyzing the chemical compositions, measuring the reducibility, and observing the phase changes and microstructure. The superior reducibility of hematite pellets can be ascribed to their high effective diffusivity, which is due to their high porosity. The quickly after reducing for 40min and achieves a high value at the end of the reduction.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제56권7호
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• pp.2835-2841
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• 2024

Real-time analysis of metallic mineral grade and slurry concentration is significant for improving flotation efficiency and product quality. This study proposes an online detection method of ore slurry combining the Prompt Gamma Neutron Activation Analysis (PGNAA) technology and artificial neural network (ANN), which can provide mineral information rapidly and accurately. Firstly, a PGNAA analyzer based on a D-T neutron generator and a BGO detector was used to obtain a gamma-ray spectrum dataset of ore slurry samples, which was used to construct and optimize the ANN model for adaptive analysis. The evaluation metrics calculated by leave-one-out cross-validation indicated that, compared with the weighted library least squares (WLLS) approach, ANN obtained more precise and stable results, with mean absolute percentage errors of 4.66% and 2.80% for Fe grade and slurry concentration, respectively, and the highest average standard deviation of only 0.0119. Meanwhile, the analytical errors of the samples most affected by matrix effects was reduced to 0.61 times and 0.56 times of the WLLS method, respectively.

• 자원리싸이클링
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• 제24권3호
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• pp.34-43
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• 2015

철강 산업에서의 원재료는 생산성, 품질, 가격경쟁력에 결정적인 역할을 하고 있다. 철강제품의 원재료를 함철부산물로 활용한다면, 함철부산물을 처리하기 위한 비용 및 환경오염문제를 해결할 뿐만 아니라 가격경쟁력을 높일 수 있다. 함철부산물들은 대부분 작읍입도를 가지고 있어서, 제강공정 내에 직접 투입하게 되면 열 유동 및 원료 비산 등의 문제가 발생하게 된다. 이러한 문제점을 해결하고 추가적인 환원을 유도하기 위해 철원에 탄재를 혼합한 뒤 단괴를 성형하여 제강공정 내에 투입하는 방법이 연구되고 있다. 본 연구에서는 함철부산물에 탄재를 혼합하여 단괴를 성형하는 방법에 대해 연구하였다. 함철부산물, 탄재, 융제, 바인더에 따른 CCBI (carbon composite briquette iron)의 성형성 및 압축강도를 확인하였다.

• 자원리싸이클링
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• 제25권4호
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• pp.23-31
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• 2016

양양철광산 선광 부산물(폐석, 광미)의 폐기물공정시험기준에 의한 중금속용출량은 환경기준값 보다 낮아 유해성이 없으므로 그 자체를 물질전환법에 의해 순환자원화 하는 데는 문제가 없다. 선광 광미를 시멘트 부원료로 사용할 경우에는 시멘트 품질안정성 차원에서 전 알카리($R_2O$)함량이 포틀랜드 시멘트(KS L 5201) 품질 기준치인 0.6%를 초과하지 않도록 광미 첨가량을 3%이하로 사용하는 것이 좋다고 판단된다. 재활용 점토벽돌(KS I 3013) 1종 규격에 부합되는 비소성 에코벽돌은 무기결합제의 15%를 광미로 그리고 일반잔골재의 100%를 철광산 폐석으로 대체하여 제조 가능하였다. 이처럼 선광 부산물을 시멘트 부원료 및 비소성 에코벽돌로 순환자원화함으로서 광미 적치장의 축소 및 유지관리비용 절감 그리고 에너지 사용 및 $CO_2$ 발생 절감으로 환경적 효과 및 경제적 효과를 동시에 얻을 수 있을 것이다.

• 보존과학회지
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• 제33권6호
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• pp.519-532
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• 2017

고대 제철기술에 대한 연구는 고고학적 조사와 자연과학적 분석 자료를 기본으로 하며 복원실험 결과와의 비교분석을 통해 기술체계를 연구하게 된다. 현재까지의 고고학적 조사를 통한 고대 중원지역의 제철기술은 직접제련법을 통한 탄소량이 낮은 1차 철소재를 생산하고 이를 단타가공하여 철기를 제작하는 체계로 확인된다. 이에 본 연구에서는 제련에서 단야로 이어지는 철 생산기술의 연구를 목적으로 20여회의 제련실험과 4회의 단야실험을 실시하였으며 생산한 철괴 및 부산물의 자연과학적 분석을 통해 제철유적에서 출토되는 유물과 비교하고자 하였다. 실험 및 분석의 종합적 연구결과 제련 및 단야공정에서 나타나는 물리화학적 성질의 변화 및 각 공정별 특징을 확인할 수 있었다. 제련의 경우 적절한 노 내 환원분위기 조성과 원활한 슬래그 분리를 통해 철의 회수율을 높이는 것이 중요하며 이러한 양질의 1차 철소재의 생산은 다음 공정의 효율성을 위해 중요한 것으로 확인된다. 직접제련을 통해 만들어진 철괴는 내부에 불순물이 존재할 수밖에 없어 정련단야를 통해 추가적으로 불순물을 제거하는 공정이 불가피하며 실험을 통해 단야 공정별 효과적인 노의 구조와 온도를 확인 할 수 있었다. 또한 본 실험을 통해 제작된 철정의 자연과학적 분석 결과는 성분조성보다 1차적으로는 비금속개재물이나 기공 등 물리적 결함요인의 감소를 통한 품질의 개선이 더 중요한 것으로 확인되었다. 이외에도 다양한 제철공정 부산물들의 비교연구 자료를 확보하였으며 추후 제철유적 출토유물 연구에 활용될 것으로 보인다.

• 자원리싸이클링
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• 제32권6호
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• pp.54-66
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• 2023

타이타늄은 다양한 용도에 사용되고 있어 광물자원으로서의 중요성이 높아지고 있으나 대부분 수입에 의존하고 있다. 국내에도 주로 일메나이트로 구성된 타이타늄 원광이 존재하며 이를 개발하기 위한 연구가 진행되고 있지만 원료 소재로의 개발은 진행되고 있지 않아 안정적인 타이타늄 공급망을 확보하기 위한 대책이 시급하다. 이에 본 연구에서는 타이타늄 광물의 안정적인 확보를 위해 선광 기술별 기초 실험을 실시하여 유가광물의 효율적 회수를 위한 기술 적용 가능성을 평가하였다. 실험 결과, 풍화작용으로 인한 광물들의 입자가 미립의 형태로 존재하여 분급을 통한 회수는 어려운 것으로 확인되었다. 비중선별, 부유선별 및 자력선별의 선광기술을 적용한 결과, 적철석과 금홍석 등의 유가광물 회수가 가능하다. 그러나 타이타늄 광석에 함유된 적철석과 금홍석이 미세한 입자로 물리적으로 결합되어 있는 광물학적 특성에 의해 산화티탄의 품위와 실수율을 높이는데 한계성이 있다. 따라서 타이타늄 광석 내 산화티탄과 더불어 철, 바나듐, 희토류 성분도 함께 자원으로 활용할 수 있는 용도 개발이 필요하며, 이를 위해서 구성광물 간 단체분리도 향상 분쇄 기술, 미세한 광물입자 간 자력 감응 차이를 이용한 자력선별 기술, 그리고 산화철 및 산화티탄 성분의 개질 후 유가물질을 경제적으로 확보할 수 있는 선광 기술의 개발이 필요하다.

• 한국광물학회지
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• 제20권2호
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• pp.71-81
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• 2007

접촉변성과 열수변질 작용이 중첩되어 형성된 자성 광산의 대리암형 백운석은 대개 98 wt.% 이상의 매우 높은 백운석 함유도를 보이는 고품위백운석으로서 부수적으로 석영, 백운모, 활철석과 같은 불순물을 미량 함유한다. 열수변질 산물로 여겨지는 황철석으로 인해 0.4 wt.% 정도의 상당히 높은 철분 함유 수준을 보이는 것이 특징이다. 대체로 백색을 띠는 이 백운석은 $0.35{\sim}0.46mm$의 결정 입도를 보이며 반자형의 등립상 조직을 이룬다. 이 백운석의 분체 특성은 전형적인 고품위석회석인 풍촌층 석회석에 비해 분쇄 효율, 미분체의 형성 및 입도 분포 면에서는 다소 우수한 것으로 나타난다. 또한 철분 함량을 제외하고는 기타 충전재로서의 품질상의 주요 요소들 즉, 백색도, 흡유율 및 비표면적은 물론 신장비, 형상비, 구형도와 같은 형상 특성 면에서도 결코 뒤떨어지지 않는 분체 특성을 보인다. 이 같은 자성 백운석의 양호한 분체 특성은 원광에서의 기본적으로 높은 백운석 함유도와 비교적 높은 결정도에 기인한 것으로 여겨진다. 이 백운석은 비교적 높은 철분 함량과 황화광물의 혼재로 인해서 금속제련용을 제외한 소성용 용도로는 적합하지 않은 것으로 판단된다. 그렇지만 적절한 선광 공정이 적용된다면 현재 중탄용 석회석이 차지하고 있는 대부분의 충전재 응용 부문에서는 고품위석회석의 대체재로써 충분히 활용이 가능할 것으로 평가된다.

• Advances in concrete construction
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• 제5권6호
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• pp.671-683
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• 2017

Commonly used concrete in general, consists of cement, fine aggregate, coarse aggregate and water. Natural river sand is the most commonly used material as fine aggregate in concrete. One of the important requirements of concrete is that it should be durable under certain conditions of exposure. The durability of concrete is defined as its ability to resist weathering action, chemical attack or any other process of deterioration. Durable concrete will retain its original form, quality and serviceability when exposed to its environment. Deterioration can occur in various forms such as alkali aggregate expansion, freeze-thaw expansion, salt scaling by de-icing salts, shrinkage, attack on the reinforcement due to carbonation, sulphate attack on exposure to ground water, sea water attack and corrosion caused by salts. Addition of admixtures may control these effects. In this paper, an attempt has been made to replace part of fine aggregate by tailing material and part of cement by fly ash to improve the durability of concrete. The various durability tests performed were chemical attack tests such as sulphate attack, chloride attack and acid attack test and water absorption test. The concrete blend with 35% Tailing Material (TM) in place of river sand and 20% Fly Ash (FA) in place of OPC, has exhibited higher durability characteristics.

• Advances in nano research
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• 제12권6호
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• pp.549-566
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• 2022

Mining of ore minerals (sfalerite, cinnabar, and chalcopyrite) from the old mine has led in significant environmental effects as contamination of soils and plants and acidification of water. Also, nanoparticles (NP) have obtained global importance because of their widespread usage in daily life, unique properties, and rapid development in the field of nanotechnology. Regarding their usage in various fields, it is suggested that soil is the final environmental sink for NPs. Nanoparticles with excessive reactivity and deliverability may be carried out as amendments to enhance soil quality, mitigate soil contaminations, make certain secure land-software of the traditional change substances and enhance soil erosion control. Meanwhile, there's no record on the usage of Nano superior substances for mine soil reclamation. In this study, five soil specimens have been tested at 4 sites inside the region of mine (<100 m) to study zeolites, and iron sulfide nanoparticles. Also, through using Artificial Neural Network (ANN) and Extreme Learning Machine (ELM), this study has tried to appropriately estimate the mechanical properties of soil under the effect of these Nano particles. Considering the RMSE and R2 values, Zeolite Nano materials could enhance the mine soil fine through increasing the clay-silt fractions, increasing the water holding capacity, removing toxins and improving nutrient levels. Also, adding iron sulfide minerals to the soils would possibly exacerbate the soil acidity problems at a mining site.

• 한국습지학회지
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• 제12권1호
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• pp.23-31
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• 2010

본 연구는 고농도의 PCE 및 1,1,1-TCA가 단독 또는 혼합물로 오염된 지하수 복원을 위해 영가 금속을 이용한 탈염소환원공정을 적용할 때 기술적으로, 경제적으로 가장 적절한 영가금속 선정을 목표로 수행되었다. 고순도 영가철, 고순도 영가아연, 철광석, 고로 슬래그, 차수재용슬래그, 망간 광석 및 아연 광석 등을 대상으로 회분식 반응조 실험을 수행하였으며, PCE, 1,1,1-TCA 및 혼합물의 분해능 및 탈염소화율을 도출하고, 금속 단가 당 변환량을 포함한 경제성 등을 검토하여 최적의 금속광물을 선정하고자 하였다. 연구결과 단일물질 처리시 고순도 영가철과 고순도 영가아연에 의한 제거율 및 분해능이 가장 높게 나타났으며, 그 다음으로 아연광석에 의한 분해능이 양호하였다. 두 물질 제거를 위한 경제성 비교에서는 고순도 영가철과 고순도 영가아연에 비해 아연광석이 매우 양호한 것으로 나타났다. 두 물질의 혼합처리 시에는 단일 처리에 비해 분해능이 감소하는 것으로 나타났다. 이상의 결과로부터 단일 또는 혼합 1,1,1-TCA, PCE 처리를 위한 분해능, 처리특성 및 경제성 등을 고려하였을 때 아연광석이 가장 적절한 금속광물로 사료된다.