• Progress in Superconductivity
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• 제10권1호
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• pp.50-54
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• 2008

A conduction-cooled superconducting magnet system is developed for material separation. The superconducting magnet for material separation has to be designed to have a strong magnetic field in a control volume. Since the magnetic field gradient is larger at the end rather than at the center of the magnet, we developed a design method to optimize the superconducting magnet for material separation. The safety of the superconducting magnet is evaluated, taking into account the electro-magnetic field, heat and structure. The superconducting coil is successfully wound by the wet-winding method. The superconducting coil is installed in a cryostat maintaining high vacuum, and cooled down to approximately 4 K by a two-stage GM cryocooler. The performance of the conduction-cooled superconducting magnet system is discussed with respect to the supplied current, cooling medium and cooling power of a cryocooler.

• 한국광물학회지
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• 제27권4호
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• pp.311-320
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• 2014

슬래그를 매립한 토양을 대상으로 자기분리연구를 수행하였다. 토양세척을 거친 토양과 토양세척 전 토양을 대상으로 습식자기분리와 건식자기분리를 수행하여 분리된 부분과 분리되지 않은 부분의 중금속 농도를 측정하여 중금속의 농축효과를 측정하였다. 습식자기분리의 경우 토양세척 전 시료의 자력분리율이 상대적으로 높으며 토양세척 후 시료의 경우 약 40% 정도가 자기분리 되었다. 토양 : 물의 비가 농축효과에는 큰 영향을 미치지 못하며, Fe, Pb, Cu, Zn, Cd의 세척 전 토양과 세척 후 토양의 자기분리에 의한 평균 농축비는 3.2, 2.1, 12.1, 2.5, 1.5와 17.4, 7.0, 15.7, 9.6, 7.0으로 토양 세척을 거친 경우 자기분리에 의해 토양 세척 전 토양에 비해 더 큰 토양 부피 감량효과를 기대할 수 있다. 건식자기분리의 경우에도 자기분리에 의해 중금속의 농축효과를 얻을 수 있으나 자기분리에 의한 회수율이 너무 높은 경우 오염토 저감을 기대하기 어렵다. 철과 같은 강자성체를 포함하는 토양의 경우 자기분리에 의해 토양세척의 효과와 유사하게 오염토양의 양을 줄일 수 있고, 오염이 한쪽에 농축되는 결과를 얻을 수 있다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권3호
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• pp.312-319
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• 2017

국내 부존 청광 규조토의 고부가가치 활용을 위해 물리적인 불순물 정제 및 정제 규조토 중의 SiO2 성분을 규소원으로 한 탄화규소 분말합성에 대해 연구하였다. 청광 규조토를 hammer mill을 이용해서 분쇄한 후 체가름을 통한 입도 분리에 의해서 약 30% 정도의 철분 ($Fe_2O_3$) 정제 효과를 얻을 수 있었으며, 325 mesh 이하 입도 분말의 철분 함량은 약 2% 이었다. 습식 및 건식 자력선별의 경우 모두 철분 함량의 분리 및 정제 효과가 일부 있었지만 회수되는 비자성 부산물 중의 철분 함량이 약 2%로 잔존양이 많음을 알 수 있었다. 청광 원광의 물 침출은 철분 제거에 효과적이었으며, 물 침출 결과 약 40% 정도의 철분이 제거되었다. 또한 정제 규조토 중의 $SiO_2$ 성분을 탄소 (흑연, 카본블랙)로 환원 탄화 반응시켜 ${\beta}$-SiC를 합성하였고, 합성 분말의 산처리를 통한 철분 정제 및 비표면적 변화 등에 대해 연구하였다. 환원제로 흑연보다는 카본블랙을 사용함이 보다 효과적이었고, 산처리공정에 의해 Fe, Ca 등의 불순물들이 거의 제거되었고, 비표면적은 $52.5m^2/g$ 까지 증가하였다.

• 자원리싸이클링
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• 제27권6호
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• pp.11-22
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• 2018

자력선별장비는 일반적으로 광산업 및 재활용 분야에서 사용되어 왔으며, 다양한 분야에서 폭넓게 활용되고 있다. 자력선별장비는 비철재료로부터 철 스크랩 분리를 위한 조립자용 선별장비와 3 mm 이하 미립 강자성체를 농축하기 위한 미립자용 선별장비로 구분된다. 또한 미립자용 선별장비는 저자력 선별장비와 고자력 선별장비로 세분된다. 저자력 선별장비는 강자성체나 높은 자화율의 상자성체를 분리하는데 사용되고, 고자력선별장비는 낮은 자화율의 상자성체를 분리하는데 사용된다. 저자력 및 고자력 선별장비 모두 습식과 건식으로 활용된다. 최근 0.7 Tesla미만 영역에서 활용되는 전자석 고구배자력선별장비는 1980년대 이후 상용화된 희토류 영구자석으로 제조된 자력선별장비로 점진적으로 대체되는 추세이며, 환경분야와 생물분야에서 합성자성물질과 관련된 나노기술의 확대는 향 후 자력선별기술의 발전에 긍정적으로 기여할 것으로 기대된다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제35권9호
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• pp.2813-2817
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• 2014

A new magnetic semiconductor material was synthesized to enable separation after a liquid-type photocatalysis process. Core@shell-structured $CuFeS_2@TiO_2$ magnetic nanoparticles were prepared by a combination of solvothermal and wet-impregnation methods for photocatalysis applications. The materials obtained were characterized using X-ray diffraction, transmission electron microscopy, ultraviolet-visible, photoluminescence spectroscopy, Brunauer-Emmett-Teller surface area measurements, and cyclic voltammetry. This study confirmed that the light absorption of $CuFeS_2$ was shifted significantly to the visible wavelength compared to pure $TiO_2$. Moreover, the resulting hydrogen production from the photo-splitting methanol/water solution after 10 hours was more than 4 times on the core@shell structured $CuFeS_2@TiO_2$ nanocatalyst than on either pure $TiO_2$ or $CuFeS_2$.

• 자원리싸이클링
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• 제26권5호
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• pp.67-76
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• 2017

산업용 폐 니켈-카드뮴 전지를 효율적으로 재활용하기 위하여 케이스에서 분리된 양극 및 음극 스크랩을 cut mill로 분쇄하여 분급하였으며, 철 성분 제거를 위하여 습식 자력선별법을 이용하였다. 또한 얻어진 양극 및 음극 분말을 습식법을 이용하기 위하여 다양한 조건에서의 산 침출 실험을 실시하였다. 최적 침출조건으로 2.0 M $H_2SO_4$, 반응온도 $90^{\circ}C$, 15 wt% $H_2O_2$, L/S=20의 조건에서 3시간 침출을 하여 유가금속인 니켈 및 카드뮴의 침출율을 99% 이상 얻을 수 있었다.

• 자원리싸이클링
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• 제16권5호
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• pp.71-76
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• 2007

가정에서 분리 배출된 폐플라스틱은 일반적으로 수선별 등 분리선별 공정을 거친 후 종말품으로 회수되어, 현재 대부분이 매립이나 소각되고 있다. 혼합폐플라스틱 종말품의 경우 2006년 약 175만톤 발생된 것으로 예측되고 있으나, EPR실시 이후로 발생량은 2000년에 비해 2배 이상 크게 증가한 실정이다. 특히, 혼합폐플라스틱 종말품의 경우 PVC 함량(4 wt.% 이하)이 매우 높아 이들의 재활용에 커다란 제약이 되고 있다. 본 연구에서는 혼합폐플라스틱 종말품으로부터 풍력 및 습식 비중선별장치를 이용하여 폴리올리핀계 (PE, PP, PS) 플라스틱을 경량물로 회수하는 선별시스템을 개발하였다. 본 선별시스템은 풍력선별, 자력선별, 1단계 파쇄, 정량공급 및 습식 비중선별 공정으로 구성되어 있으며, 습식 비중선별 공정은 원심분리를 기본으로 혼합-세척-선별 및 탈수가 단일장치내에 집약된 특징이 있다. 또한, 본 연구에서는 연질 플라스틱의 분쇄 효율을 크게 개선한 파쇄기를 개발하였다. 개발된 습식 비중선별장치의 용량은 시간당 0.5 톤으로, 이를 이용하여 회수된 경량물의 PVC 함량은 0.3wt.% 이하이며, 경량 및 중량 회수물의 수분 함량도 각각 10% 이하를 달성하였다.

• 자원환경지질
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• 제45권2호
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• pp.121-135
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• 2012

본 연구에서는 자력선별 토양정화기술 공정에 적합한 토양의 최적 분산 조건을 도출하기 위하여 토성이 다른 중금속 오염토양 2종의 시료(US, JIK)를 대상으로 분산특성 및 중금속 용출 특성을 파악하였다. 분산제로는 인산염(pyrophosphate, hexametaphosphate, orthophosphate), 계면활성제(sodium dodecyl sulfate, SDS)가 사용되었으며, pH = 9~12와 농도변화(1~200 mM)에 따른 토양입단의 분산특성 및 중금속 함량을 파악하고, 효율적인 분산조건을 도출하였다. 분산용액의 pH변화에 따른 토양분산 특성은 입도변화 결과를 통하여 파악할 수 있는데, 분산용액의 pH가 12에 가까워질수록 현탁액의 점토함량이 증가하였다. 이는 pH가 상승함에 따라 PZC(point of zero charge)이상의 pH가 유지되면서 점토입자들이 분산된 상태로 유지된 것으로 여겨진다. 농도변화에 따른 토양분산 실험 결과, 농도가 증가함에 따라서 높은 점토함량을 나타내었는데, 이는 산화철, 산화망간의 PZC보다 높은 분산용액의 pH조건과 분산제의 흡착에 기인한 것으로 판단된다. 토양입자의 분산에 따른 중금속 용출은 pyrophosphate, hexametaphosphate, orthophosphate는 50 mM 이상의 농도에서, SDS의 경우 100 mM이상의 농도에서 비소 용출량이 일정하게 나타났다. 또한, 분산용액의 pH가 증가함에 따라 비소 용출량도 증가하였다. 인산염은 비소와 유사한 화학구조를 지니고 있어 토양입자표면에서 흡착경쟁을 하여 비소의 탈착을 유발하고, 계면활성제는 토양입자표면에 흡착하여 비소가 탈착되는 것으로 파악된다. 분산용액에 따른 분산효과는 pyrophosphate > hexametaphosphate > SDS > orthophosphate의 순으로 나타났다. 결과적으로 분산효율 및 비소용출량을 고려한 최적의 토양분산용액 조건은 pH 11, 10 mM pyrophosphate로 판단된다. 이러한 결과들은 고구배 자력선별 기술을 이용한 토양정화 공정을 최적화하는데 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 자원리싸이클링
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• 제29권6호
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• pp.3-14
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• 2020

석탄재로부터 희토류 회수에 관한 연구 자료를 분석 및 검토하였다. 석탄재로부터 희토류 회수를 위해 적용된 선별 실험은 주로 PC 보일러로부터 발생된 석탄재를 대상으로 입도분리, 자력, 비중 및 부유선별법 등을 이용해 연구하였다. 선별 공정을 통해 희토류 성분의 농축 가능한 수준은 수 천 ppm 정도로 낮게 확인되었고, 선별 공정 이후 회수된 산물을 대상으로 습식 제련 공정을 통한 추가 농축 처리가 필요한 것으로 확인되었다. 침출 공정에서는 석탄재의 희토류 성분을 침출 향상을 위해 알칼리 용융과 같은 전처리 후, 침출공정에 적용하는 것이 효율적인 공정으로 확인되었다. 세계적 희토류 회수 시스템의 개발이 아직은 미흡한 것으로 확인되었으나, 석탄재에 포함된 희토류 회수 연구는 계속 진행될 것으로 보고되었다. 국내에서는 석탄재 중 희토류 회수를 위한 회수 기술이 매우 부족한 상황으로 선별, 침출 등의 기술 개발이 시급한 실정이다.