• 제목/요약/키워드: leach rate

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An Energy Harvesting Aware Routing Algorithm for Hierarchical Clustering Wireless Sensor Networks

  • Tang, Chaowei;Tan, Qian;Han, Yanni;An, Wei;Li, Haibo;Tang, Hui
    • KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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    • 제10권2호
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    • pp.504-521
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    • 2016
  • Recently, energy harvesting technology has been integrated into wireless sensor networks to ameliorate the nodes' energy limitation problem. In theory, the wireless sensor node equipped with an energy harvesting module can work permanently until hardware failures happen. However, due to the change of power supply, the traditional hierarchical network routing protocol can not be effectively adopted in energy harvesting wireless sensor networks. In this paper, we improve the Low-Energy Adaptive Clustering Hierarchy (LEACH) protocol to make it suitable for the energy harvesting wireless sensor networks. Specifically, the cluster heads are selected according to the estimation of nodes' harvested energy and consumed energy. Preference is given to the nodes with high harvested energy while taking the energy consumption rate into account. The utilization of harvested energy is mathematically formulated as a max-min optimization problem which maximizes the minimum energy conservation of each node. We have proved that maximizing the minimum energy conservation is an NP-hard problem theoretically. Thus, a polynomial time algorithm has been proposed to derive the near-optimal performance. Extensive simulation results show that our proposed routing scheme outperforms previous works in terms of energy conservation and balanced distribution.

시멘트 고화체내 Cs-137의 침출능에 영향을 미치는 인자에 대한 실험적 연구와 뒷채움재를 고려한 침출 모델 (An Experimental Study on Factors Affecting the Leachability of Cs-137 in Cement Matrix and Leaching Model with Backfill)

  • Park, Jong-Kil;Lee, Kun-Jai
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제23권4호
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    • pp.374-386
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    • 1991
  • 시멘트 고화체내 Cs-137의 침출에 영향을 미치는 여러 새로운 인자들에 대해 조사하였다. 조사된 인자들은 가압 상태 및 진동 상태에서의 시멘트 경화, 압력하에서의 침출, 여러 종류의 점토 첨가, 이온 교환 수지(IRN-77)의 첨가, 그리고 $CO_2$또는 공기 주입의 영향이다. 침출실험은 IAEA가 제시한 방법에 의해 수행되었고, 실험 결과를 해석하기 위해 시멘트 고화체에 대한 기공 구조를 BET방법으로 분석했다. 처분장에 처분된 고화 드럼 주위에는 뒷채움재가 채워져 있기 때문에 시멘트 고화체가 직접 지하수와 접촉할 가능성은 매우 희박하다. 그래서 뒷채움재가 침출능에 미치는 영향을 예측하였다. 잘 알려진 확산 이론을 이용하여 뒷채움재를 고려했을 때 Cs-137 또는 비방사능 물질의 장기 침출율과 누적 침출량을 예측하였다.

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Mineralogical studies and extraction of some valuable elements from sulfide deposits of Abu Gurdi area, South Eastern Desert, Egypt

  • Ibrahim A. Salem;Gaafar A. El Bahariya;Bothina T. El Dosuky;Eman F. Refaey;Ahmed H. Ibrahim;Amr B. ElDeeb
    • 분석과학
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    • 제37권1호
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    • pp.47-62
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    • 2024
  • Abu Gurdi area is located in the South-eastern Desert of Egypt which considered as volcanic massive sulfide deposits (VMS). The present work aims at investigating the ore mineralogy of Abu Gurdi region in addition to the effectiveness of the hydrometallurgical route for processing these ores using alkaline leaching for the extraction of Zn, Cu, and Pb in the presence of hydrogen peroxide, has been investigated. The factors affecting the efficiency of the alkaline leaching of the used ore including the reagent composition, reagent concentration, leaching temperature, leaching time, and Solid /Liquid ratio, have been investigated. It was noted that the sulfide mineralization consists mainly of chalcopyrite, sphalerite, pyrite, galena and bornite. Gold is detected as rare, disseminated crystals within the gangue minerals. Under supergene conditions, secondary copper minerals (covellite, malachite, chrysocolla and atacamite) were formed. The maximum dissolution efficiencies of Cu, Zn, and Pb at the optimum leaching conditions i.e., 250 g/L NaCO3 - NaHCO3 alkali concentration, for 3 hr., at 250 ℃, and 1/5 Solid/liquid (S/L) ratio, were 99.48 %, 96.70 % and 99.11 %, respectively. An apparent activation energy for Zn, Cu and Pb dissolution were 21.599, 21.779 and 23.761 kJ.mol-1, respectively, which were between those of a typical diffusion-controlled process and a chemical reaction-controlled process. Hence, the diffusion of the solid product layer contributed more than the chemical reaction to control the rate of the leaching process. High pure Cu(OH)2, Pb(OH)2, and ZnCl2 were obtained from the finally obtained leach liquor at the optimum leaching conditions by precipitation at different pH. Finally, highly pure Au metal was separated from the mineralized massive sulfide via using adsorption method.

실리카 함유 무기매질에 의한 폐용융염의 안정화 (Stabilization of Radioactive Molten Salt Waste by Using Silica-Based Inorganic Material)

  • 박환서;김인태;김환영;김준형
    • 방사성폐기물학회지
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    • 제5권3호
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    • pp.171-177
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    • 2007
  • 본 연구는 사용 후 핵연료의 금속전환 공정에서 발생되는 폐용융염을 고형화하는 방법으로 실리카 함유 무기물을 이용하여 폐용융염을 열적, 수화학적 안정한 화합물로 전환하는 방법을 제안하였다. 실리카 함유 무기물(SAP)은 일반적인 sol-gel process로 합성되었으며, $SiO_2,\;Al_2O_3$$P_2O_5$로 구성된다. 제조된 SAP을 $650-850^{\circ}C$에서 폐용융염과 반응시켜 각 금속염화물에 대한 반응특성 및 열안정성을 조사하고, PCT 침출시험법을 이용하여 수화학적 안정성을 평가하였다. LiCl은 $LixAlxSi1-_xO_{2-x}$$Li_3PO_4$로, CsCl는 CS-aluminosilicate와 $CS_2AlP_3O_{10}$로, $SrCl_2$$Sr5(PO_4)_3Cl$로, $CeCl_3$$CePO_4$로 전환되었다. 9시간 동안 반응시킨 후, 금속염화물의 전환율은 $90{\sim}99%$였으며, $1100^{\circ}C$까지 열감량은 1wt%이하로 TGA(Thermo Gravimetric Analysis)로 확인하였다. Cs 및 Sr의 침출속도는 $10^{-2}{\sim}10^{-4}g/m^2\;day$로 매우 높은 내침출특성을 나타내었다. 이상의 결과로부터, SAP으로 명명된 안정화제(stabilizer)는 금속염화물로 구성된 폐용융염에 대해 매우 효과적인 것으로 판단된다. SAP을 이용한 폐용융염의 고화처리방법은 후속적인 안정성의 검증과정을 통하여 폐용융염의 최종처분부피를 최소화할 수 있는 대안적인 고화방법으로 고려될 수 있을 것으로 기대 된다.

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몽골 광미로부터 Au 회수 가능성에 관한 연구 (A Study on the Au Recoverability from Mongolian Tailings)

  • 고진석;톡토흐마 부렝톡토흐;이종주;박천영
    • 광물과 암석
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    • 제33권1호
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    • pp.41-51
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    • 2020
  • 본 연구의 목적은 몽골 광산지역내 환경오염물질인 광미로부터 Au와 같은 유가자원을 친환경/효율적인 회수의 가능성을 조사하는 것이다. 이를 위하여 몽골 광산지역 4곳의 광미시료를 선정하고, 광미내 유가자원에 대한 광물학적 평가를 수행하였다. 본 연구에서의 시험방법은 광미 내 유용금속을 선별 및 회수하기 위하여 부유선별을 수행하였다. 마이크로웨이브 질산용출을 이용하여 시료 내 함유된 유용금속을 용출시키고, Au의 품위를 향상시켰다. 염화물 용출을 통해 용출잔류물로부터 Au를 용출하고자 하였다. 광미시료에 대한 XRD 분석결과, 시료 모두 대부분 규산염광물로 이루어져 있었다. XRF 분석을 통하여 성분 원소의 함량을 확인한 결과, SiO2 함량이 매우 높게 나타났으며, Fe2O3 함량은 2.32-4.23%이었으며, PbO, CuO 및 ZnO 성분의 함량은 모두 2% 이내로 확인되었다. 광미시료를 대상으로 부유선별을 실시한 결과, Au의 회수율은 Bayanairag 시료에서 95.38%로 가장 높게 나타났다. 부유선별에서 회수된 Au 정광시료를 대상으로 마이크로웨이브 질산용액 실험을 수행한 결과, 마이크로웨이브 질산용출 잔류물내 Au의 함량은 Khamo 시료에서 192.72 g/ton에서 216.14 g/ton으로 약 12.15% 증가하였고, Bayanairag 시료에서 57.58%로 가장 많이 증가하였다. 부유선별 후 발생된 광미에 대한 TCLP 시험을 수행한 결과, EPA 기준 이내의 용출특성을 보였다. 고체잔류물을 대상으로 Au 회수를 위하여 염화물 용출시험을 수행한 결과, 용출시간 10분 이내 87.43-89.35%의 높은 용출율을 보였다. Khamo 시료의 경우 용출시간 60분 후 100%의 Au 용출이 이루어졌다. 따라서, 몽골 내에서 지속적으로 발생하는 광미를 처리하기 위해서 본연구와 같은 공정을 적용하면 광미 내 함유된 유용금속들을 효과적으로 회수할 수 있을 것으로 판단된다.

기계적-화학적 활성화에 따른 금-은-정광의 광물학적 상변화와 비-시안 용매에 의한 금-은 용출 향상 (Mineralogical Transformation of Gold-silver Bearing Sulfide Concentrate by Mechanochemical Activation, and their Gold-silver Leaching with Non-cyanide Solution)

  • 김봉주;조강희;오스지;최낙철;박천영
    • 한국광물학회지
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    • 제27권3호
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    • pp.115-124
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    • 2014
  • 금-은 함유 황화광물 정광으로부터 Au와 Ag를 용출시키기 위하여 황화광물 정광을 건식과 습식으로 전처리하였다. 전처리한 황화광물에 대하여 광물학적 연구와 티오요소 용출실험을 수행하였다. 평균입도와 등전위는 정광시료에서 보다 건식 전-처리 시료에서 낮게 나타났고, 건식 전-처리 시료 보다 습식 전-처리 시료에서 더 낮게 나타났다. XRD 분석결과, 습식 전-처리 시료에서만 비정질의 특성이 나타났다. 정광시료에서, 최대의 Au, Ag 용출인자는 1.0 g의 티오요소, 1.0 M의 황산제2철, 2.0 M의 황산 농도에서 그리고 $60^{\circ}C$의 용출온도에서였다. Au, Ag용출률은 건식 전-처리 시료에서 보다 습식 전-처리 시료에서 언제나 많이 그리고 빠르게 나타났다. 따라서, 향후 적당한 미분쇄 첨가제와 시간으로 전처리를 수행하고 비-시안 용매를 적용한다면 친환경적으로 Au, Ag를 용출시킬 수 있을 것으로 기대된다.

벼 재배 토양과 토양수 중 잔류농약 모니터링 (Monitoring of pesticide residues in rice paddy soil and paddy water)

  • 노현호;이재윤;박소현;정오석;김서홍;경기성
    • 농약과학회지
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    • 제16권2호
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    • pp.137-144
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    • 2012
  • 전국 논토양과 논물 중 잔류농약을 모니터링하고 검출농약의 지하수 오염 가능성을 평가하기 위하여 2011년 7월과 8월 전국 40지점의 논에서 토양과 논물을 각각 채취하여 GC와 HPLC를 이용한 다성분동시분석법으로 총 160점 시료 중 잔류농약을 분석하였다. 분석 결과 80점의 논토양의 경우 butachlor 등 5종의 농약이 13점의 시료에서 검출되어 약 16.3%의 검출율을 보였으나 물 시료에서는 농약이 검출되지 않았다. 검출농약의 지하수 오염 가능성을 GUS를 이용하여 예측한 결과 검출농약 모두 GUS가 1.3 이하로써 검출된 농약이 지하수로 용탈될 가능성은 없는 것으로 추정되었다.

황화광물정광으로부터 Bi, As 제거를 위한 마이크로웨이브 용출 특성 (Characteristics of Microwave Leaching for the Removal of Bi, As from the Sulfide Mineral Concentrate)

  • 온현성;톡토흐마;박천영
    • 한국광물학회지
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    • 제31권3호
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    • pp.137-147
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    • 2018
  • 본 연구 목적은 페널티원소가 포함된 정광을 질산용액으로 마이크로웨이브 용출하여 Bi와 As를 효과적으로 용출하고자 하였다. 정광시료에 대한 페널티원소와 유용금속들의 용출특성을 마이크로웨이브 용출시간, 질산농도 및 정광 첨가량에 대하여 조사하였다. 그 결과 페널티원소인 Bi와 As의 용출률은 마이크로웨이브 용출시간이 증가할수록, 질산농도가 증가할수록 그리고 정광 첨가량이 감소할수록 증가하였다. 정광과 광석광물을 마이크로웨이브 가열하자, Bi가 90% 이상 제거되었고, 황비철석은 자류철석-적철석으로 상변환 되었다. 고체-잔류물에 대하여 XRD분석한 결과, 단체 황과 anglesite가 나타났다. 단체 황과 anglesite의 XRD peak는 1분에서보다 12분에서, 0.5 M보다 4 M에서 그리고 5 g보다 30 g에서 intensity가 더 증가하였고 예리해졌다. 이와 같은 결과는 용출효율이 증가할수록 더 많은 단체 황과 anglesite가 생성되기 때문인 것으로 사료된다. 정광을 마이크로웨이브 가열하면 Bi와 As가 대기 중으로 손실되지만, 질산용액으로 마이크로웨이브 용출하면 Bi와 같은 유용금속이 용출되어 회수될 수 있음을 확인하였다.

전기분해법을 이용한 금정광내 Te 회수 특성 (The Characteristic of Te Recovery in Gold Concentrate Using Electrolysis)

  • 김봉주;조강희;조지유;최낙철;박천영
    • 자원환경지질
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    • 제47권6호
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    • pp.645-655
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    • 2014
  • 금 정광으로부터 순수한 금속 형태의 Te을 얻기 위하여 소성처리, 차아염소산 용출, Fe 제거 및 전기분해실험을 수행하였다. 정광 및 소성시료에 포함되어 있는 Au, Ag 및 Te는 왕수보다 차아염소산에서 더 많이 용해된 반면에 Pb, Zn, Fe 및 Cu는 차아염소산보다는 왕수에서 더 많이 용출되었다. 전기분해하기 전, 차아염소산 용출-용액에 NaOH를 첨가한 결과 Fe가 정광시료에서 96% 제거되었지만 소성시료에서는 98% 제거되었다. 전기분해실험을 240분 동안 수행한 결과, 금속 구리가 정광시료에서 98% 회수된 반면에 소성시료에서 99%나 회수되었다. 이는 소성처리에 의하여 S가 제거되었기 때문이다. 양극 슬라임도 정광시료보다 소성시료의 전해질 용액에서 더 많이 생성되었다. 양극 슬라임을 자력선별한 결과 순수한 자연금속 형태의 텔루륨이 정광시료보다 소성시료에서 더 많이 회수되었다.

금이 함유된 왕수용액으로부터 TBP(tributyl phosphate) 용매추출에 의한 질산과 금의 분리 (Separation of Nitric Acid and Gold from Gold Bearing Aqua Regia Solution by Solvent Extraction with TBP(tributyl phosphate))

  • 배무기;;김수경;이재천
    • 자원리싸이클링
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    • 제26권1호
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    • pp.51-58
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    • 2017
  • TBP(tributyl phosphate)를 사용하여 왕수 침출액으로부터 질산과 금을 추출하여 회수하는 공정을 개발하기 위한 기초연구가 수행되었다. 순수한 왕수용액으로부터 추출제의 농도, 질산과 염산의 농도 비에 따른 질산의 추출거동을 조사하였으며, 금을 함유하는 왕수용액으로부터 질산과 금의 추출율을 구하였다. McCabe-Thiele 도로부터 얻어진 조업단수와 상비로 역류추출을 행하여 이론적인 추출단수를 검증하였다. 유기상에 장진된 질산과 금의 연속적인 회수를 위한 탈거실험을 수행하였다. 질산과 금의 추출과 염산의 영향을 고려하여 O/A = 1:0.85의 조건으로 역류추출을 통해 2단에 의해 $103.0mg{\cdot}L^{-1}$의 금은 99.9% 추출되었으며, 3단에 의해 $151.2g{\cdot}L^{-1}$의 질산은 98.0% 추출되었다. 질산과 금의 탈거제로는 증류수와 티오황산나트륨이 사용되었으며 탈거율은 각각 99.5%, 92.0%이었다. 이와 같은 연구결과로 왕수용액에 함유되어 있던 금과 질산을 동시에 추출하고 연속적인 탈거공정에 의해서 질산과 금을 회수하는 것이 가능함을 확인하였다.