• 지질공학
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• 제32권2호
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• pp.295-310
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• 2022

월악산-속리산 화강암은 SiO₂와 알카리(Na₂O+K₂O) 함량이 높고 CaO와 P₂O₅는 결핍된 원소 특성을 보인다. 또한 화강암의 알루미나 포화지수는 1.3 이상으로 과알루미나질 특성을 보인다. U과 Th의 평균 함량은 각각 8.3과 39.3 ppm으로서 국내 중생대 화강암 중에서 가장 높은 방사성 원소 함량을 보이며, 화강암의 세계 평균보다 약 2배 정도로 높다. 이러한 높은 방사성 원소 함량 특성은 화강암의 고분화 특성과 대륙지각 기원의 암석 성인에 기인한다. U 또는 Th을 함유하는 방사성 광물은 저어콘, 토라이트, 모나자이트, 제노타임, 퍼구소나이트, 우라니나이트 등이다. 화강암의 Th/U 비 평균값이 5.4로서 지각 평균값과 유사하다는 것은 방사성 원소의 화강암 내 분포가 지각 기원 물질의 마그마 작용에 조절되었음을 의미한다. U과 Th에 대한 Zr, Y, HREE 간의 상관관계로 보아, 방사성 원소는 저어콘이나 모나자이트보다는 주로 제노타임에 포함되어 산출되는 것으로 해석된다.

• KSBB Journal
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• 제16권3호
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• pp.295-301
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• 2001

Thiobacillus ferrooxid,$\alpha$ns와 pyrite 광석을 연마하여 resin에 고정한 시편을 대상으로 침출 시간에 따른 표면의 특성 변화를 EPMA 및 SEM-EDS를 이용하여 이미지와 원소구성비율에 따라 살펴보았다. 침출이 진행됨에 따라 표면의 철성분은 전체적으로 증가한 반면 원소황은 감소하는 경향을 나타냈다. 고배율에 익한 SEM 이미지에서 침출이 진행됨에 따라 도덧모양의 생성물이 침출 13일 경과 시점에 서 나타나 23일 경과 후까지 자라났으나 30일 경과 시점 에서는 표면전체에 새로운 층 생성된 결과로 나타났다. SEM 이미지 상에서 spot과 배경 지접의 원소 구성비를 EDS에 의하여 분석한 후 비교한 결과 초기에는 원소 구성비의 차이가 큰 값을 보이나 침출이 증가함에 따라 좌이가 나 지 않으며 이는 칩풀이 진행됨에 따라 pyrite 표면변이 접차 생성불이 칩착 되는 것으로 볼 수 있었다.

• Environmental Engineering Research
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• 제11권1호
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• pp.54-61
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• 2006

An electron probe microanalysis (EPMA) investigation can provide quantitative and qualitative insight into the nature of the surface and bulk chemistry on solidified waste forms(SWF). The proportion of Pb in grain areas is below 0.3 wt. %, and the proportion near the border of the grain slightly increases to 0.98 wt. % but in the inter-particle areas farther from the grain, the concentration of Pb markedly increases. It is apparent that very little Pb diffuses into the tricalcium silicate($C_3S$) particles and most of the Pb exists as precipitates of sulfate, hydroxide, and carbonate in the cavity areas between $C_3S$ grains. Calcite additions on Pb-doped SWF are also observed to induce deeper incorporation of lead into the cement grains with EPMA line-analysis of cross-sections of cement grains. The line-analysis reveals the presence of $0.2{\sim}5$ weight % Pb over $5\;{\mu}m$ from cement grain boundaries. In the inter-particle areas, the ratio of Ca, Si, Al and S to Pb is relatively similar even at some distance from the grain border and the Pb (wt. %) ratio is reasonably constant throughout the whole inter-particles area. It is apparent that the enhanced development of C-S-H on addition of calcite can increasingly absorbs lead species within the silica matrix.

• 자원환경지질
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• 제25권3호
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• pp.225-232
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• 1992

The hydrothermal alteration is evaluated using multicomponent equilibrium calculations with the program CHILLER for the reactions between hydrothermal water and rhyolite at the temperature of $300^{\circ}C$ and pressure of 500 bars. The chemical-reaction model on the depositional processes of the sericitite confirms that the hydrothermal water-rock interaction(hydrothermal alteration) is the main mechanism of the sericitite formation. The principal change in the aqueous phase during the reaction is the pH increase. Overall trends for the major species are the increase in total molalities of K, Ca, $SiO_2$, Al, Mg, Fe, Na, and sulfide in solid phase with hydrothermal water-rhyolite reaction and the decrease of them in aqeous solution by precipitation of hydrothermal products. Quartz and sericite are the first minerals to form. The sequence of minerals to precipitate following them is chlorite, epidote, pyrite and microcline as water/rock ratio decreases. Although calculated results cannot duplicate the complexities of natural hydrothermal alteration, the calculation provides thermodynamic constraints on the natural process. The calculation results resemble those of experimental studies. Sericitite forms where pH decreases and water/rock ratio increases.

• 한국환경과학회지
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• 제31권10호
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• pp.833-844
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• 2022

A zeolite material with a Si/Al molar ratio of 1.2 was synthesized by changing the NaOH/CFA ratio of coal fly ash (CFA) via a fusion/hydrothermal reaction in the HD thermal power plant. The change in the crystal structure of the zeolite was confirmed using XRD and SEM, and the ammonia adsorption capacities of the synthesized zeolitic materials and a commercial zeolite (Na-A zeolite) were analyzed via an ammonia temperature-programmed desorption (NH₃-TPD) process. The SEM and XRD results revealed out the zeolitic materials from the coal fly ash maintained a hexagonal Linde-type crystal structure similar to that of Na-A zeolite, but the crystallinity of the synthesized zeolitic material was reduced due to impurities. The NH₃ adsorption capacity, determined from the NH₃-TPD analysis of was 1.122 mmol/g of the synthesized zeolitic material, which was lower than the NH₃ adsorption capacity of the Na-A zeolite.

• 산업경영시스템학회지
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• 제47권2호
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• pp.40-47
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• 2024

As environmental concerns escalate, the increase in recycling of aluminum scrap is notable within the aluminum alloy production sector. Precise control of essential components such as Al, Cu, and Si is crucial in aluminum alloy production. However, recycled metal products comprise various metal components, leading to inherent uncertainty in component concentrations. Thus, meticulous determination of input quantities of recycled metal products is necessary to adjust the composition ratio of components. This study proposes a stable input determination heuristic algorithm considering the uncertainty arising from utilizing recycled metal products. The objective is to minimize total costs while satisfying the desired component ratio in aluminum manufacturing processes. The proposed algorithm is designed to handle increased complexity due to introduced uncertainty. Validation of the proposed heuristic algorithm's effectiveness is conducted by comparing its performance with an algorithm mimicking the input determination method used in the field. The proposed heuristic algorithm demonstrates superior results compared to the field-mimicking algorithm and is anticipated to serve as a useful tool for decision-making in realistic scenarios.

• 청정기술
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• 제25권4호
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• pp.311-315
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• 2019

제철산업에서 발생하는 슬래그의 자원화를 위하여 슬래그 내 양이온 추출 및 불순물 분리 연구를 수행하였다. 두 종류(Slag-A, B)의 슬래그를 사용하였으며, XRD 및 XRF 분석을 통해 30 ~ 40%의 Ca²⁺와 함께 Fe³⁺ (20 ~ 30%), Si⁴⁺ (15%), Al³⁺ (10%), Mn²⁺ (7%), Mg²⁺ (3 ~ 5%), 등 이온으로 구성되어 있음을 확인하였다. 2 M의 HCl을 추출용제로 사용하여 S/L ratio 별로 슬래그 주입하였으며, 추출액의 ICP 분석을 통해 S/L ratio가 높아짐에 따라 Ca²⁺ 추출량이 증가하는 것을 확인하였다. Ca²⁺ 추출 시 최적 S/L ratio는 0.1이며 Ca²⁺ 추출량은 8,940 (Slag-A), 10,690 (Slag-B) mg L^-1로 나타났다. 하지만 추출액은 강산성(< pH 1)을 띠었으며 Ca²⁺ 이외에도 타이온(불순물)이 추출되었다. 슬래그를 고부가가치의 자원으로 이용하기 위해 Ca²⁺의 순도를 증진시키고자 pH-swing을 진행하였다. pH가 증가함에 따라 불순물이 침전되었으나 일정 pH 이상에서 Ca²⁺의 침전량이 급증 하였다. pH-swing을 통해 불순물을 분리하고 Ca²⁺의 선택도를 증진시킬 수 있음을 확인하였으며 pH 10.5 조건에서 Ca²⁺ 선택도는 99% 이상으로 나타났다. Ca²⁺가 선택적으로 용해되어 있는 수용액은 탄산화 공정에 적용되어 CO₂를 저감하고 탄산칼슘을 생산할 수 있을 것으로 기대된다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제40권6호
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• pp.497-504
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• 2008

In a study of the optimum operational condition for a melting decontamination, the effects of the basicity, slag type and slag composition on the distribution of depleted uranium were investigated for radioactively contaminated metallic wastes of iron-based metals such as stainless steel (SUS 304L) in a direct current graphite arc furnace. Most of the depleted uranium was easily moved into the slag from the radioactive metal waste. The partitioning ratio of the depleted uranium was influenced by the amount of added slag former and the slag basicity. The composition of the slag former used to capture contaminants such as depleted uranium during the melt decontamination process generally consists of silica ($SiO_2$), calcium oxide (CaO) and aluminum oxide ($Al_2O_3$). Furthermore, calcium fluoride ($CaF_2$), magnesium oxide (MgO), and ferric oxide ($Fe_2O_3$) were added to increase the slag fluidity and oxidative potential. The partitioning ratio of the depleted uranium was increased as the amount of slag former was increased. Up to 97% of the depleted uranium was captured between the ingot phase and the slag phase. The partitioning ratio of the uranium was considerably dependent on the basicity and composition of the slag. The optimum condition for the removal of the depleted uranium was a basicity level of about 1.5. The partitioning ratio of uranium was high, exceeding $5.5{\times}10^3$. The slag formers containing calcium fluoride ($CaF_2$) and a high amount of silica proved to be more effective for a melt decontamination of stainless steel wastes contaminated with depleted uranium.

• 자원환경지질
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• 제45권6호
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• pp.643-659
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• 2012

충주 지역은 소위 옥천층군에 해당되는 계명산층이 분포하며, 계명산층내에는 변성화산암 모암과 페그마타이트 모암의 희토류 광체가 배태한다. 변성화산암 모암의 희토류 광체를 구성하는 희토류광물은 갈렴석, 저어콘, 인회석, 스핀이 산출하나 갈렴석이 가장 우세하게 산출한다. 페그마타이트 모암의 희토류 광체를 구성하는 희토류 광물은 퍼구소나이트, 카르나수르타이트, 저어콘, 토륨석이 산출하나 퍼구소나이트가 가장 우세하다. 변성화산암에서 산출하는 갈렴석의 화학식은 (Ca, Y, REE, Th)$_{2.095}$(Mg, Al, Ti, Mn, $Fe^{3+})_{2.770}(SiO_4)_{2.975}(OH)$로서 TREO 23.89-29.12 wt%, $La_2O_3$ 4.71-9.92 wt%, $Ce_2O_3$ 11.30-14.33 wt%, $Y_2O_3$ 0.11-0.29 wt%, $ThO_2$ 0.12-0.94 wt% 이다. A(2) 사이트 에서 $Ca^{2+}$와 $REE^{3+}$, M(2) 사이트에서 $Al^{3+}$과 $Fe^{2+}$의 치환이 일어나는데 이는 갈렴석의 화학조성에 밀접한 관련을 갖는 특징이고, Fe의 함량이 일반 갈렴석보다 높은 Ce 계열의 Ferriallanite에 해당된다. 이는 모암인 계명산층을 주로 구성하는 변성화산암(변성조면암)의 원암이 Fe이 풍부한 함철층이기 때문인 것으로 판단된다. 페그마타이트 모암에서 가장 우세하게 산출하는 퍼구소나이트의 화학조성은 A 사이트에서 Y-REE, Y-Th 치환이 우세하게 일어났으며, B 사이트에서는 Nb-Ta-Ti의 치환이 주로 초래되었으며, 계산된 화학식은 $YNbO_4$ 이다. 또한 $Y_2O_3$와 $Nb_2O_5$만의 비율로 상관도를 확인 한 결과 연구지역에서 산출되는 퍼구소나이트는 Y과 Nb의 이상적인 비율인 1:1 비율과 달리 1:1.5의 비율을 나타내고 있으며, Nb의 함량이 Y 함량보다 높으며, Y 사이트 즉, A 사이트에서 희토류 원소의 치환이 활발하게 초래되었다. 페그마타이트에서 산출하는 카르나수르타이트는 REE 및 Th를 치환하는 조성은 각각 $Ce_2O_3$ 9.16-22.88 wt%, $La_2O_3$ 2.15-9.16 wt%, $ThO_2$ 0.44-10.8 wt%, 화학조성으로 계산된 구조식은 (Y, REE, Th, K, Na, Ca)$_{1.478}$(Ti, Nb)$_{1.304}$(Mg, Al, Mn, $Fe^{+3})_{0.988}$(Si, P)$_{1.431}O_7(OH)_4{\cdot}3H_2O$이다. 870-860 Ma 인 초기 원생대에 로디니아 대륙의 분열기로서 한반도에서 A-1형 화산활동이 초래되어 철, 희토류원소 및 고장력원소(Nb, Zr, Y 등)가 풍부한 변성화산암으로 주로 구성되는 계명산층을 형성 시켰다면 갈렴석은 모암이 형성될 당시 알카리 화산암에서 정출되었거나 변성작용이 초래된 고생대 말(300-280 Ma, Cho et al., 2002) 광역변성작용에 의해 형성 되었을 가능성이 높다. 희토류를 함유하는 페그마타이트에서 산출하는 저어콘 연대가 190 Ma 인 것은 쥬라기에 충주지역에서 광범위하게 초래된 화강암 정치활동과 관련된 가능성이 크다. 따라서 충주지역 계명산층 내 배태된 희토류 광체는 인접한 지역에 배태되어 있지만 매우 차별적 희토류 광화작용이 초래 되어 희토류광물조성과 광체의 산상이 차별적으로 나타나는 것으로 해석된다.

• 한국환경보건학회지
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• 제36권1호
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• pp.61-71
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• 2010

Intensive measurements of airborne respirable $PM_{2.5}$ and inhalable $PM_{2.5}$ were conducted in the downtown area of Iksan city. The $PM_{2.5}$ and $PM_{2.5}$ samples were collected twice a day in the Iksan city of Korea from October 17 to November 1, 2004. The purpose of the study was to determine the inorganic water-soluble components and trace elements of $PM_{2.5}$ and $PM_{2.5}$ in the atmospheric environment and estimate the contribution rate of major chemical components from a mass balance of all measured particulate species. The chemical analysis for PM samples was conducted for water-soluble inorganic ions using ion chromatography and trace elements using PIXE analysis. The mean concentrations of respirable $PM_{2.5}$ and inhalable $PM_{2.5}$ were $51.4{\pm}29.7$ and $79.5{\pm}39.6\;{\mu}g/m^3$, respectively, and the ratio was 0.62. The ion species of $NO_3$, $SO_4^2$, and $NH_4^+$ were abundant in both $PM_{2.5}$ and $PM_{2.5}$. These components predominated in respirable $PM_{2.5}$ fraction, while $Na^+$, $Mg^{2+}$, $Ca^{2+}$ mostly existed in coarse particle mode. Elemental components of S, Cl, K, and Si were abundant in both $PM_{2.5}$ and $PM_{2.5}$. These elements, except for Si, were considered to be emitted from anthropogenic sources, while Si, Al, Fe, Ca existed mainly in coarse particle mode and were considered to be emitted from crustal materials. The averaged mass balance analysis showed that ammonium nitrate, ammonium sulfate, crustal component, and other trace elements were composed of 18.4%, 13.2%, 4.8%, 3.5% for PM2.5 and 17.0%, 11.6%, 13.7%, 4.4% for $PM_{2.5}$, respectively.