• 제목/요약/키워드: Rare Earth

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코발트의 제련과 리사이클링 (Extractive Metallurgy and Recycling of Cobalt)

  • 손호상
    • 한국분말재료학회지
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    • 제29권3호
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    • pp.252-261
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    • 2022
  • Cobalt is a vital metal in the modern society because of its applications in lithium-ion batteries, super alloys, hard metals, and catalysts. Further, cobalt is a representative rare metal and is the 30th most abundant element in the Earth's crust. This study reviews the current status of cobalt extraction and recycling processes, along with the trends in its production amount and use. Although cobalt occurs in a wide range of minerals, such as oxides and sulfides of copper and nickel ores, the amounts of cobalt in the minerals are too low to be extracted economically. The Democratic Republic of Congo (DRC) leads cobalt mining, and accounts for 68.9 % of the global cobalt reserves (142,000 tons in 2020). Cobalt is mainly extracted from copper-cobalt and nickel-cobalt concentrates and is occasionally extracted directly from the ore itself by hydro-, pyro-, and electro-metallurgical processes. These smelting methods are essential for developing new recycling processes to extract cobalt from secondary resources. Cobalt is mainly recycled from lithium-ion batteries, spent catalysts, and cobalt alloys. The recycling methods for cobalt also depend on the type of secondary cobalt resource. Major recycling methods from secondary resources are applied in pyro- and hydrometallurgical processes.

고남산(古南山) 함(含)티탄자철광상(磁鐵鑛床)의 모암(母岩)인 알카리반려암질암의 암석화학적(岩石化學的) 연구(硏究) (Petrochemical Study on the Alkaline Gabbroic Host Rocks of Titaniferous Magnetite Deposits in Gonamsan, Yeoncheon-Gun, South Korea)

  • 장호완;염병우;박노영
    • 자원환경지질
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    • 제20권2호
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    • pp.85-95
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    • 1987
  • The host rocks of titaniferous magnetite deposits in Gonamsan are alkaline gabbros, which are typical of undersaturated alkaline rocks in terms of the lack of normative quartz. According to field occurrences and petrographic features, these alkaline gabbros are divided into 3 rock types: coarse-grained and pegmatitic rock, medium-grained rock with equigranular texture, and layered cumulate rock. All these rocks mainly contain clinopyroxene(salite), plagioclase(An 43-66), pargasite, and ilmenite. The accessory minerals are apatite, sphene, quartz, and sometimes titaniferous magnetite. Pargasite, sphene, and quartz are considered to be secondary minerals formed by the reaction among clinopyroxene, plagioclase and Fe-Ti oxide at deuteric stage. Fe-Ti oxides generally occur as ilmenite in the alkaline rocks, and titaniferous magnetite in the ore deposits. Layered cumulate rocks are characterized by a recurrence of discontinuous thin mesolayer of clinopyroxene-pargasite within leucolayer mainly composed of plagioclase. Clinopyroxene is cumulus mineral whereas plagioclase, ilmenite and apatite occur as intercumulus minerals. According to the variation diagrams of oxide and trace element contents against the differentiation index, incompatible elements, such as Na, Ba and Sr, show positive correlations whereas compatible elements, such as Mg and Cr, show negative correlations. However some compatible elements, such as Co, Ni and V show irregular variations, reflecting relative cumulate status of cumulus and intercumulus minerals. On the de la Roche multicationic diagram, these alkaline gabbros are distributed along the differentiation curve of undersaturated alkaline series from alkaline basaltic composition through basanitic composition to tephritic composition. Layered cumulate rocks, which are distributed between basanitic composition and tephritic composition, reflect their cumulate character, slightly scattering away from the curve. The medium-grained rock shows higher contents in Ba, Sr and light rare earch elements than the coarse-grained and pegmatitic rock. The former shows two times higher contents of total rare earth elements than the latter, $while(La/Lu)_{cn}$ ratios maintain fairly constant values of 5.08~5.06 in these two rocks. This means that coarse-grained and pegmatitic rock, as compared with the medium-grained rock, was formed by the earlier differentiated magma but rare-earth element distribution pattern remained almost parallel during differentiation. From the data the above mentioned, these alkaline gabbros are considered to be comagmatic and to be formed by intrusions of differentiated magmas in its reservoir.

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양이온 교환된 ZSM-5 촉매상에서 톨루엔의 선택적인 반응 (Selective Disproportionation of Toluene over Various Cation-exchanged ZSM-5 Catalysts)

  • 류종신;안병준;전학제
    • 대한화학회지
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    • 제27권2호
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    • pp.127-132
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    • 1983
  • 톨루엔의 동종간 주고 받기 반응에 대한 ZSM-5 촉매의 활성은 양이온의 종류, 이온교환을 그리고 반응온도에 좌우된다. 활성은 알카리금속, 알카리토금속, 수소, 희토류 금속 이온이 교환되는 순서로 증가하며 이온 교환도가 증가함에 따라 감소한다. 이온 교환된 ZSM-5 촉매중에서 Cs-ZSM-5만이 p-크실렌에 대해 우세한 선택성을 나타내는데 p-크실렌에 대한 선택성은 세슘이온 교환율이 증가할 수록 반응온도가 감소 할수록 증가한다. 이러한 현상은 ZSM-5의 세공 교차점에 있는 세슘이온이 부분적으로 세공을 막아주는 형상 선택성으로 해석된다.

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Structural and temperature coefficient of resistance characteristics of colossal magnetoresistance Mn oxides prepared by RF sputtering

  • Choi, Sun-Gyu;Ha, Tae-Jung;Reddy, A.Sivasankar;Yu, Byoung-Gon;Park, Hyung-Ho
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2007년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.361-361
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    • 2007
  • A lot of efforts have been paid to develop infrared imaging systems in last decades. Bolometer has a wide range of applications from military to commercial, such as military night vision, medical imaging system and so on. Bolometer is a resistive sensor that detects temperature changes through resistance change. To improve detecting ability, bolometer should have a good resistive film which has high temperature coefficient of resistance (TCR) value. Colossal magnetoresistance (CMR) $L_{1-x}A_xMnO_3$ (where L and A are trivalent rare-earth ions and divalent alkaline earth ions, respectively.) are received attention to apply bolometer resistive film because it has a high TCR property which was discovered in the metal to semiconductor phase transition temperature region. In this work, CMR films were deposited on various substrates in relative low substrate temperature by RF magnetron sputtering. The influence of deposition parameters such as substrate temperature, gas partial pressure, and so on have been studied. The structural and TCR properties of the films were also investigated for applying to microbolometer.

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몽골 항가이 남동부 지역 다신칠렌 탄탈륨-니오븀 및 산트 동 산출지의 지구화학적 특성 개요 (General Geochemical Characteristics of Dashinchilen Nb-Ta and Sant Cu Occurrences in Southeastern Part of Khangai Area, Mongolia)

  • 김인준;이범한;허철호
    • 자원환경지질
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    • 제46권5호
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    • pp.455-468
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    • 2013
  • 몽골 중부 항가이 남서부 지역의 다신칠렌 Nb-Ta 및 산트 동 산출지에 대한 예비조사를 수행하였다. 조사 결과 다신칠렌 지역의 Nb-Ta은 조사 지역에 넓게 분포하는 거정질 화강암과 주로 사암으로 구성된 고생대 퇴적층을 관입하는 페그마타이트 내 백운모에서 산출되는 것으로 확인되었다. Nb, Ta의 품위는 높지 않으나 거정질 화강암 지대에서 Th 542 ppm, U 56.9 ppm으로 비교적 높은 값을 갖는 노두를 발견하였다. REE의 함량은 조사 지역의 평균 함량과 최대 함량이 각각 지각의 평균 함량의 약 세 배와 일곱 배로 분석되었다. 산트 지역의 동은 고생대 퇴적층 내 규암에서 말라카이트와 같은 동 산화물로 관찰되었다. 조사지역에서 약 200 km 떨어진 우기누르 철-망간 광화대와 같은 층에서 Mn의 값이 12.4에서 34.6 %로 품위가 비교적 좋게 나타나는 것으로 확인되었다. 또한 REE의 함량은 조사지역의 평균 함량과 최대 함량이 각각 지각의 평균 함량의 약 2.5 배와 일곱 배로 분석되었다. 조사 지역의 화학 분석 결과에 대해 다변량 통계분석(요인분석)을 수행한 결과 다신칠렌 지역의 Nb-Ta은 백운모와 높은 상관관계를 갖는 것으로 나타났고, 산트 지역의 동은 Mo, Sn, Bi와 높은 상관관계를 갖는 것으로 나타났다. 또한 요인분석 결과는 산트 지역의 철이 희토류 원소들과 함께 퇴적되었음을 지시한다.

각섬암상 변성작용 중 갈렴석과 저어콘의 평형 성장 (Equilibrium Growth of Allanite and Zircon during Amphibolite-facies Metamorphism)

  • 김윤섭
    • 암석학회지
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    • 제27권2호
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    • pp.97-104
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    • 2018
  • 한반도 중서부 서해 연안 대이작도에 산출하는 토날라이트질 편마암 시료(DE43)의 저어콘 결정에서 U-Pb 동위원소 및 희토류 원소 성분을 이차이온질량분석기를 이용하여 측정하였다. 최대 ${\sim}300{\mu}m$ 크기의 저어콘 결정들은 드물게 과성장 띠를 가진다. 고원생대 연령을 가지는 중심부와 달리 저어콘의 과성장 띠로부터 분석한 두 개의 점 분석에서 $256{\pm}23Ma(1{\sigma})$, and $221{\pm}7Ma(1{\sigma})$$^{206}Pb/^{238}U$ 연령을 구하였다. 이 과성장 띠들은 낮은 Th/U 비(<0.01)와 경희토류 원소가 강하게 결핍된 지화학적 특징을 보인다. 이 저어콘의 페름기-트라이아스기 겉보기 연령은 동일한 시료에서 분석한 갈렴석 $^{208}Pb/^{232}Th$ 연령($227{\pm}7Ma(t{\sigma})$)과 오차범위 내에서 일치하며, 갈렴석과 저어콘이 ~227 Ma때 평형 성장하였음을 지시한다. 한편, 동일한 시료에서 측정된 보다 더 젊은 갈렴석 $^{208}Pb/^{232}Th$ 연령과 $^{206}Pb/^{238}U$ 연령(각각 $213{\pm}4Ma(t{\sigma})$$186{\pm}9Ma(t{\sigma})$)은 주변에 산출하는 후기 트라이아스기 및 쥐라기 화강암의 관입에 수반된 알칼리성 유체 유입에 의한 Pb 손실에 기인한 것으로 보인다.

2009년 안면도 지역 고농도 PM2.5 특성에 관한 수치 연구 (Numerical Study on the Characteristics of High PM2.5 Episodes in Anmyeondo Area in 2009)

  • 전원배;이화운;이순환;박재형;김현구
    • 한국환경과학회지
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    • 제23권2호
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    • pp.249-259
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    • 2014
  • This paper investigates the characteristics of high $PM_{2.5}$ episodes occurred at Anmyeondo area in spring time, 2009. The monthly mean $PM_{2.5}$ concentration during April was the highest in the year and especially, high levels of $PM_{2.5}$ exceeding standard regulation level were sustained consecutively during 5 to 13 April. To analyze more detailed $PM_{2.5}$ characteristics, numerical simulations were carried out using CMAQ(Community Multi-scale Air Quality) with IPR(Integrated Process Rate) and DDM-3D(Decoupled Direct Method). $PM_{2.5}$ level was lower in daytime than that in nighttime due to vigorous vertical mixing during daytime. The chemical composition was showed that ratio of primary ion components such as sulfate($SO_4{^{2-}}$), nitrate($NO_3{^-}$) and ammonium($NH_4{^+}$) were nearly half of total amount of $PM_{2.5}$. Aerosol and transport process dominantly contributed to $PM_{2.5}$ concentration in Anmyeondo area and contribution rate of local emissions was nearly zero since Anmyeondo area has rare anthropogenic PM emission sources. DDM-3D analysis result showed that $PM_{2.5}$ in Anmyeondo area was influenced by emissions from Shanghai and Shandong region of China.

지구 중력장 내에서 성립하는 운동 상태 방정식의 해를 구하기 위한 벡터의 스칼라 프로덕트 응용 (Application of Vector Scalar Product to Solve the Kinematic Equations in the Earth's Gravitational Field)

  • 엄기홍
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
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    • 제17권6호
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    • pp.217-222
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    • 2017
  • 지구 중력장 내에 위치한 물체는 연직 아래 방향의 힘을 받고 있다. 중력장 내에서 물체의 운동을 기술하기 위하여 운동상태 방정식을 이용한다. 자유 낙하하는 물체를 해석할 때 기준 방향은 연직 하방을 +y으로, 연직위로 던져 올린 물체를 해석할 때 기준방향은 연직상방을 +y으로, 연직 아래로 던져 내린 물체를 해석할 때, 기준 방향은 연직 하방을 +y으로 선택하여 해석함이 일반적이다. 이 논문에서는 두 벡터의 스칼라 곱 (즉, 도트 곱)을 이용하여 연직 상방 또는 하방 두 경우를 방향으로 선택하여 구성한 벡터 운동 상태 방정식(vector kinematics equations)을 해석의 결과가 서로 일치함을 제시한다. 두 벡터의 스칼라 곱 (즉, 도트 곱)을 이용하여 물체의 상태 방정식를 해석한 예는 선행 연구에서 거의 찾아볼 수가 없다. 이 결과를 이용하면, 수평면의 방향 또는 빗각을 이루는 방향의 초속도로 던져 올리거나 던져 내린 물체의 운동 상태를 해석하기 위하여 연직 기준 방향을 상방 또는 하방으로 임의 선택할 수가 있다.

하동군 월횡리에서 토륨광물과 수반된 함REE 갈렴석의 산출상태 (Occurrence of REE-bearing Allanite with Th-mineral (thorite) in Wolhoengri, Hadong, Korea)

  • 최진범;곽지영
    • 한국광물학회지
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    • 제25권4호
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    • pp.295-304
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    • 2012
  • 하동군 옥종면 월횡리에는 과거 개발하던 티탄철석 광산이 위치하며, 주변 지질은 선캄브리아기 지리산 편마암 복합체가 광범위하게 분포하고 이를 회장암이 관입하고 있다. 간극누적형 회장암체 내 티탄철 광체가 발달하고 있으며, Ti-광체 내 희토류원소를 포함하는 갈렴석이 맥상으로 발달하고 있다. 갈렴석의 CaO 함량은 11.02~12.81 wt%로 낮은 반면, ${\Sigma}R_2O_3$는 상대적으로 높은 17.21~21.58 wt% (R=Ce, La, Nd)의 범위를 보여준다. 갈렴석이 높은 방사능 이상치를 보여주는 이유는 갈렴석 내에 미립의 광물상으로 존재하는 토륨 광물인 톨라이트(thorite, $ThSiO_4$) 때문인 것으로 밝혀졌다. 톨라이트는 $3{\sim}6{\mu}m$ 크기의 입상으로 누대구조를 보여주며, 화학분석 결과 $ThO_2$는 65~72.78 wt%, $UO_2$는 5.49~12.78 wt%의 함량을 보였다. 이러한 광물학적 특성은 톨라이트를 함 REE 갈렴석을 찾는 방사능 탐사를 함에 있어 좋은 지시자로 이용할 수 있을 것으로 사료된다.

무주 페그마타이트 내 Nb-Ta 광화대의 산출상태 (Occurrence of the Nb-Ta Ore Bodies in Pegmatites, Mujoo)

  • 강민우;김지현;최진범
    • 한국광물학회지
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    • 제24권2호
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    • pp.133-143
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    • 2011
  • 무주군 적상면 사산리에는 선캠브리아기 화강암질 편마암 복합체가 분포하고 이를 쥬라기 편암질 화강암과 페그마타이트가 관입하고 있으며, 페그마타이브 내 Nb-Ta 광화대가 발달하고 있다. 페그마타이트의 구성광물은 거정질의 석영, 장석류, 및 백운모가 우세하며 장석류는 정장석과 알바이트의 탄종성분을 보여준다. Nb-Ta 광물로는 콜럼바이트가 우세하며 백운모는 후기 마그마 기원으로 콜럼바이트와 밀접히 수반되어 산출한다. 조립의 콜럼바이트는 석영, 장석과 함께 산출하는 반면, 미립의 콜럼바이트는 백운모와 함께 산출하는데 조립질에 비해 미립의 콜럼바이트는 상대적으로 낮은 Nb 함량을 보여준다. 조사지역에 발달한 페그마트이트 맥은 폭 4~15 m, 길이가 각각 120 및 250 m인데, 5개 공 총 600 m 시추 결과 맥의 지하 연장은 별로 좋지 못하며 콜럼바이트는 미량으로 산출하고 있다. 따라서 조사지역에서 희유금속에 대한 광산개발가능성은 적다고 판단된다.