• Article Review

    Current Research Trends for Recovery of Rare Earth Elements Contained in Coal Ash

    석탄재에 포함된 희토류 회수 연구동향

    Young-Jin Kim, Moon-Kwan Choi, Jun-Hyung Seo, Byung-Ryeol Kim and Kye-Hong Cho

    김영진 · 최문관 · 서준형 · 김병렬 · 조계홍

    This study aims to introduce and review on the recovery technologies of rare earth elements(REEs) from coal ash. Many researchers have ...

    석탄재로부터 희토류 회수에 관한 연구 자료를 분석 및 검토하였다. 석탄재로부터 희토류 회수를 위해 적용된 선별 실험은 주로 PC 보일러로부터 발생된 석탄재를 대상으로 ...

    + READ MORE
    This study aims to introduce and review on the recovery technologies of rare earth elements(REEs) from coal ash. Many researchers have been carried out by various beneficiation processes, such as particle size separation, magnetic separation, specific gravity, and flotation to recover rare earth elements from coal ash generated from Pulverized Coal(PC) boiler. Through the beneficiation process, it was confirmed that concentration of rare earth elements was much lower than the 4,700 ppm, and that additional enrichment treatment through wet process was needed for the products recovered after the beneficiation process. It was confirmed that the rare earth elements contained in coal ash were applied to the leaching process after pretreatment such as alkali-fusion to improve leaching efficiency. Although beneficiation and leaching methods have been studied, its optimum recovery technologies for rare earth elements not been confirmed up to now, research on the recovery of rare earth contained in coal ash is reported to continue. In case of Korea, the technology for the recovery of rare earth elements from coal ash and coal by-product could not been confirmed up to present. In these reasons, it is urgent to develop technologies such as beneficiation and leaching process continuously.


    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.

    - COLLAPSE
    December 2020
  • Article Review

    Research Trends in Flotation of Waste-plastics and Its Use as Functional Materials

    폐플라스틱의 부유선별 및 기능성 소재로의 활용 연구동향

    Yosep Han, Rina Kim, Hye-Jin Hong, In-Su Park, Dong-Gyun Kim, Yun Ho Kim, Ho-Seok Jeon and Hankwon Chang

    한요셉 · 김리나 · 홍혜진 · 박인수 · 김동균 · 김윤호 · 전호석 · 장한권

    In recent years, there is an increasing interest in environmental friendly treatment of waste-plastics in terms of the generation of microplastics. Accordingly ...

    최근 미세플라스틱의 발생 측면에서 폐플라스틱의 친환경적 처리에 대한 관심이 증대하고 있다. 이에, 폐플라스틱의 재활용이 폐기물 간소화, 이산화탄소 배출 감소 및 부가가치 제품 ...

    + READ MORE
    In recent years, there is an increasing interest in environmental friendly treatment of waste-plastics in terms of the generation of microplastics. Accordingly, the recycling of waste-plastics is very important because it provides advantages of volume reduction, mitigation of carbon dioxide emission, and reproduction of value-added products. In particular, in order to recycle the eco-friendly waste-plastics, it is necessary to use a physical separation methods, and among them, flotation separation, which can separate material (i.e., polymer component) in waste-plastics is well known as a very effective separation method in terms of material recycle. Therefore, in this review, the research trend of flotation separation for effective separation of mixture waste-plastics was investigated. In addition, through the reported research results, approaches to use as new functional materials from polymers, which are raw materials for waste-plastics, are summarized.


    최근 미세플라스틱의 발생 측면에서 폐플라스틱의 친환경적 처리에 대한 관심이 증대하고 있다. 이에, 폐플라스틱의 재활용이 폐기물 간소화, 이산화탄소 배출 감소 및 부가가치 제품 재생산의 이점을 제공하기 때문에 매우 중요하다고 할 수 있다. 특히, 친환경적인 폐플라스틱의 재활용을 위해서는 물리적 선별방법을 통해야 하며, 그 중에서도 폐플라스틱내의 재질별 분리가 가능한 부유선별이 물질재활용 측면에서 매우 효과적인 분리방법으로 잘 알려져 있다. 따라서, 본 총설에서는 혼합 폐플라스틱의 효과적인 재질 분리를 하기 위한 부유선별의 연구 동향을 조사하였다. 추가적으로 보고된 연구결과들을 통하여 플라스틱의 원재료인 폴리머로부터 기능성 신소재로서의 활용에 대한 접근방법을 요약 정리하였다.

    - COLLAPSE
    December 2020
  • Research Paper

    A Study on the Removal of Sulfate in Li2CO3 by Recrystallization

    재결정화법을 이용한 탄산리튬 내 황산이온 제거에 관한 연구

    Ki-Hun Kim, Yeon-Chul Cho, In-Hwan Jang and Jae-Woo Ahn

    김기훈 · 조연철 · 장인환 · 안재우

    In order to remove sulfate(SO42-) and purify the Li2CO3, dissolution and recrystallization of crude Li2 ...

    증류수 및 염산용액을 사용하여 용해 및 재결정화 공정을 통한 탄산리튬 내 황산이온(SO42-) 제거에 관한 연구를 진행하였다. 증류수를 사용하여 탄산리튬 ...

    + READ MORE
    In order to remove sulfate(SO42-) and purify the Li2CO3, dissolution and recrystallization of crude Li2CO3 using distilled water and HCl solution was performed. When Li2CO3 was dissolved using distilled water, the amount of dissolved Li2CO3(wt.%) increased as the solution temperature decrease and showed about 1.50 wt.% at 2.5°C. In addition, when Na2CO3 was added and the Li2CO3 solution was recrystallized, the recrystallization(%) increased with increasing temperature, resulting in a 49.00 % at 95 ℃. On the other hand, when Li2CO3 was dissolved using HCl solution, there was no effect of reaction temperature. As the concentration of HCl solution increased, the amount of dissolved Li2CO3(wt.%) increased, indicating 7.10 wt.% in 2.0 M HCl solution. When the LiCl solution was recrystallized by adding Na2CO3, it exhibited a recrystallization(%) of 86.10 % at a reaction temperature of 70 ℃, and showed a sulfate ion removal(%) of 96.50 % or more. Finally, more than 99.10 % of Na and more than 99.90 % of sulfate were removed from the recrystallized Li2CO3 powder through water washing, and purified Li2CO3 with a purity of 99.10 % could be recovered.


    증류수 및 염산용액을 사용하여 용해 및 재결정화 공정을 통한 탄산리튬 내 황산이온(SO42-) 제거에 관한 연구를 진행하였다. 증류수를 사용하여 탄산리튬 용해 시 용액 온도가 감소할수록 탄산리튬의 용해량이 증가하여 2.5 ℃에서 약 1.50 wt.%의 용해량을 나타내었다. 또한 해당 탄산리튬 용해액을 사용하여 탄산나트륨을 첨가하며 재결정화할 경우, 온도 증가에 따라 재결정화율이 증가하여 95 ℃에서 49.00 %의 재결정화율을 나타내었다. 한편, 염산 용액을 사용한 탄산리튬 용해 시 반응 온도의 영향은 없었으며 염산농도가 증가함에 따라 탄산리튬의 용해량이 증가하여 2.0 M 염산 용액에서 7.10 wt.%를 나타내었다. 또한 이 용액을 사용하여 탄산나트륨을 첨가하며 재결정화를 진행하였을 때 반응 온도 70 ℃에서 탄산리튬의 재결정화율은 86.10 %이었고, 황산이온 제거율은 96.50 % 이상이었다. 이후 수세 과정을 통하여 재결정화된 탄산리튬으로부터 나트륨을 99.10 % 이상, 황산이온을 99.90 % 이상 제거하여 순도 99.10 %의 정제된 탄산리튬을 회수할 수 있었다.

    - COLLAPSE
    December 2020
  • Research Paper

    A Basic Study on the Recycling of Wasted Cemented Carbide by the Zn Bath Process(Ⅰ)

    Zn bath 프로세스에 의한 폐초경합금의 재활용에 관한 기초연구(I)

    Kyung-Sik Kim, In-Ho Kim, Chan-Gi Lee and Chang-Bin Song

    김경식 · 김인호 · 이찬기 · 송창빈

    In this study were carried out basic experiments mainly to investigate important reaction mechanism, the reaction temperature, time and the addition amount ...

    본 연구에서는 zinc bath 프로세스에 의한 폐초경합금의 재활용 시 중요한 반응온도, 시간 및 아연의 첨가량 등 반응 메카니즘을 조사하기 위해 기초실험을 수행하였다 ...

    + READ MORE
    In this study were carried out basic experiments mainly to investigate important reaction mechanism, the reaction temperature, time and the addition amount of Zn in recycling of waste cemented carbide by the zinc bath process. As a result, it was required that the Zn bath reaction was heated more than at 800℃ to accelerate reaction of melted Zn and Co inside of wasted cemented carbide. Furthermore, thickness of the waste cemented carbide was reduced linearly according to increase of reaction time at 700℃ for 0.5~2h in the zinc bath reaction. Also the zinc bath reaction was examined that heating in lower than at 800℃ for 3h and then heated more than at 900℃ for 1h(above 3.0x10 torr-2 vaccum) was suitable to reduce vapour loss amount of Zn in the zinc bath process.


    본 연구에서는 zinc bath 프로세스에 의한 폐초경합금의 재활용 시 중요한 반응온도, 시간 및 아연의 첨가량 등 반응 메카니즘을 조사하기 위해 기초실험을 수행하였다. 그 결과, zinc bath 반응은 용융 아연(Zn)과 폐초경합금 내측의 코발트(Co)의 반응을 촉진시키기 위해 800℃ 이상에서 가열하는 것이 요구되었다. 또한 폐초경합금의 두께는 800℃에서 0.5~2시간 동안의 zinc bath 프로세스에 있어서 반응시간의 증가에 따라 선형적으로 감소하였으며, 아연의 증발 감소량을 줄이기 위해서는 800℃이하에서 3시간 가열된 후에 2.0x10 torr-2 이상의 진공분위기로 900℃이상에서 1시간 동안 가열하는 것이 적합한 것으로 조사되었다.

    - COLLAPSE
    December 2020
  • Research Paper

    The Study on the Removal Process of Heavy Metals from Mine Drainage Using Coal Bottom Ash

    석탄 바닥회를 이용한 광산배수의 중금속 제거 공정 연구

    Hye Rim Kim, Jung Mi Lee and In Kyu Han

    김혜림 · 이정미 · 한인규

    This study was carried out to utilize the coal bottom ash generated in a circulating fluidized bed combustion boiler as a treatment ...

    본 연구는 유동층 석탄보일러에서 발생하는 석탄 바닥회를 중금속 처리제로 활용하기 위하여 수행하였으며, 산성광산배수 중의 중금속 성분을 제거하기 위한 실험을 실시하였다. 대상 중금속은 ...

    + READ MORE
    This study was carried out to utilize the coal bottom ash generated in a circulating fluidized bed combustion boiler as a treatment agent for heavy metal ions, and experiments were conducted to remove heavy metal ions from the acid mine drainage. The batch experiments were conducted to investigate the influence of dosage of ash, initial concentration of solution on the removal capacity of heavy metal ions (Cu, Cd, Cr, Pb). The results of the experiment showed that the total removal capacity of heavy metals was 30.8 mg/L and 46.4 mg/g, respectively, under the condition that the concentration of coal ash was added as 15 g/L of heavy materials and 10 g/L of light materials. After that, a long-term column experiment was performed to determine the maximum removal capacity of heavy metal ions (Cu, Cd, Cr, Pb, As), and the removal capacity for each metal component was investigated. After approximately 60 days of operation, the maximum removal capacity of heavy metals was 23.6 mg/g at pH 9.25.


    본 연구는 유동층 석탄보일러에서 발생하는 석탄 바닥회를 중금속 처리제로 활용하기 위하여 수행하였으며, 산성광산배수 중의 중금속 성분을 제거하기 위한 실험을 실시하였다. 대상 중금속은 구리, 카드뮴, 크롬, 납으로 선정하여 산성광산배수 모사액을 제조하였고, 석탄회 첨가량, 시험용액의 초기 중금속 농도에 대한 제거실험을 실시하였다. 실험결과, 석탄회 농도가 중량물 시료 15 g/L, 경량물 시료 10 g/L로 첨가된 조건에서 총 중금속의 제거능은 각각 30.8 mg/L, 46.4 mg/g로 나타났다. 이후 비소를 추가하여 5종 중금속에 대한 최대 제거능을 파악하기 위하여 장기 컬럼실험을 실시하였으며, 각각의 중금속 성분에 대한 제거능을 조사하였고, 약 60일간 가동 후 pH 9.25에서 최대 중금속 제거능은 23.6 mg/g이었다.

    - COLLAPSE
    December 2020
  • Research Paper

    Burnability and Mineral Properties of Clinker Added Chlorine

    염소 함유 클링커의 소성성 및 광물특성에 관한 연구

    Tae-Yeon Kim, Nam-Il Kim and Yong-Sik Chu

    김태연 · 김남일 · 추용식

    In this study, raw mix was mixed with CaCl2 for analyzing characteristics of clinker added chlorine and chlorine was added by ...

    본 연구에서는 염소 함유 클링커 특성을 분석하기 위해 raw mix 제조 시 CaCl2를 첨가하였으며, 이때 염소 함량을 고농도 조건인 2 ...

    + READ MORE
    In this study, raw mix was mixed with CaCl2 for analyzing characteristics of clinker added chlorine and chlorine was added by 2,000ppm at high concentration condition. The raw mix added chlorine was burned at 1250℃~1350℃ and maintained during 10minutes at each maximum temperature. Clinker target modulus was LSF 92, SM 2.5 and IM 1.6 in this study. The burnability of clinker added chlorine was identified by free-CaO content. Free-CaO content decreased as chlorine content increased and free-CaO content of 1350℃-2000ppm clinker decreased by 1.5%. Optical microscope and XRD Analyses were used for identify mineral properties of clinker added chlorine. The mineral of clinker could not be observed at 1250℃ and the size of alite grew larger as chlorine content increased at 1350°C. It showed a good crystallizability as chlorine content increased. As chlorine content of clinker increased, clinker showed a good burnability and mineral property.


    본 연구에서는 염소 함유 클링커 특성을 분석하기 위해 raw mix 제조 시 CaCl2를 첨가하였으며, 이때 염소 함량을 고농도 조건인 2,000ppm까지 제어하였다. 염소 첨가 raw mix의 소성온도는 1250℃에서 1350℃까지 조정하였으며, 각각의 최대온도에서 10분간 유지하였다. 모듈러스는 LSF-92.0, SM-2.5 및 IM-1.6으로 고정하였으며, 염소 함유 클링커의 소성성은 free-CaO 분석을 통해 확인하였다. 염소 함량 증가에 따라 free-CaO는 감소하였으며, 1350℃-2000ppm의 free-CaO 함량은 1.5%까지 낮아졌다. 염소 함량 증가에 따른 광물특성 확인을 위해 광학현미경 및 XRD를 활용하였다. 1250℃ 소성 시에는 클링커 광물을 관찰할 수 없었으며, 1350℃ 소성 시에는 염소 함량 증가에 따라 alite 크기가 소폭 증가하였다. 또한 염소 함량 증가에 따라 우수한 광물결정성을 발현되어 클링커 내 염소함량이 증가할수록 우수한 소성성 및 광물특성을 보였다.

    - COLLAPSE
    December 2020
  • Research Paper

    A Study of Organic Impurity Removal Efficiency for Waste LCD Touch Panel Glass by Solvents Types

    폐 LCD 유리 재활용을 위한 용매 별 유기물 제거 효율에 대한 연구

    Yubin Kang, Jin-Ju Choi, Jae Layng Park and Chan Gi Lee

    강유빈 · 최진주 · 박재량 · 이찬기

    In this study, removal of OCA and organic impurities for recycling LCD touch panel glass was conducted by mechanical and chemical dissolution ...

    본 연구에서는 LCD 터치 패널 유리의 재활용을 위해 기계적 방법과 화학적 용해법을 혼용하여 OCA 및 유기 불순물을 제거하는 실험을 진행하였다. 터치 패널의 ...

    + READ MORE
    In this study, removal of OCA and organic impurities for recycling LCD touch panel glass was conducted by mechanical and chemical dissolution methode. Cut mill and oscillation mill were used for mechanical crushing of touch panel, and water, ethanol, dichloromethane were used to remove OCA and organic impurities. As a result of TGA, when applied only dicloromethane in the process, the efficiency of organic removal was to be best. In addition, removal effect of organic impurities increased as the cleaning temperature increased. As a result of zeta potential analysis to confirm the dispersion degree of touch panel glass in the solvent, the absolute value of the zeta potenial of water with the lowest cleaning effect was lower than other solvents, and it was confirmed that efficiency of organic removal is affected not only by the chemical dissolution properties but also the physical dispersion properties in the solvent.


    본 연구에서는 LCD 터치 패널 유리의 재활용을 위해 기계적 방법과 화학적 용해법을 혼용하여 OCA 및 유기 불순물을 제거하는 실험을 진행하였다. 터치 패널의 기계적 파분쇄를 위해 cut mill과 oscillation mill을 이용하였으며, OCA와 유기 불순물의 제거를 위해 물, 에탄올, 디클로로메탄을 이용하여 터치 패널 파쇄물을 세정하였다. 세정 이후 TGA를 통해 유기 불순물의 제거 효율을 평가한 결과 디클로로메탄 단일 용매를 사용한 경우 세정 효과가 가장 뛰어났으며, 세정 온도가 증가함에 따라 유기 불순물의 제거 효과가 증가함을 확인하였다. 제타 전위 측정을 통해 터치 패널 유리 파쇄물의 용매 내 분산도를 평가한 결과, 세정 효과가 가장 낮은 물의 제타 전위 절대값이 타 용매에 비해 낮았으며, 유기물의 제거 효과는 화학적인 용해 특성뿐 아니라 용매 내 물리적인 분산 특성에 의해서도 영향을 받을 수 있음을 확인하였다.

    - COLLAPSE
    December 2020
  • Research Paper

    A Study on Synthesis of Mayenite by Using Recycled Aluminium Resource for Application in Insulating Material

    알루미늄 재활용 소재를 이용한 내화재용 Mayenite 합성 연구

    Byoungyong Im, Yubin Kang, Soyeong Joo and Dae-Guen Kim

    임병용 · 강유빈 · 주소영 · 김대근

    Black dross is a dark gray dross generated during the aluminum recycling process that uses flux, and contains NaCl, KCl, Al2 ...

    블랙 드로스는 알루미늄을 재활용하는 과정 중에 플럭스 사용에 의해 발생되는 짙은 회색의 드로스로서, NaCl, KCl, Al2O3, MgO 등이 포함되어 있다. 블랙 ...

    + READ MORE
    Black dross is a dark gray dross generated during the aluminum recycling process that uses flux, and contains NaCl, KCl, Al2O3, MgO, etc. Black dross is separated into soluble substances (NaCl, KCl) and insoluble substances (Al2O4, MgO) through the dissolution process. Soluble materials can be reused as salt flux, and Al2O3 and MgO can be upcycled to various ceramic materials through the synthesis process. In this study, Mayenite was synthesized using Al2O3 and MgO recovered from black dross, and the synthesis was performed according to the mixing ratio and reaction temperature. It was confirmed that when Mayenite was synthesized using black dross (spinel) and CaCO3, precursors were changed to Mg0.4Al2.4O4 and CaO at 700 ℃, and to Ca12Al14O33 (Mayenite) after 800 ℃. In the mixing conditions experiment, it was confirmed that the Mayenite XRD peak increased with increase of the CaCO3 content, and the Mg0.4Al2.4O4 XRD peak decreased. As a result of the BET analysis of the synthesized powder, the surface area decreased as the fine particles were grown and agglomerated in the process of generating mayenite.


    블랙 드로스는 알루미늄을 재활용하는 과정 중에 플럭스 사용에 의해 발생되는 짙은 회색의 드로스로서, NaCl, KCl, Al2O3, MgO 등이 포함되어 있다. 블랙 드로스는 용해(dissolution) 공정을 통하여 용해성 물질(NaCl, KCl)과 불용해성 물질(Al2O4, MgO)로 분리가 가능하다. 이중 용해성 물질의 경우 Salt flux로 재활용이 가능하며, Al2O3, MgO의 경우 합성 공정을 통하여 다양한 세라믹 소재로 업사이클링이 가능하다. 본 연구에서는 블랙 드로스로부터 회수한 Al2O3, MgO를 이용하여 Mayenite를 합성 하였으며, 배합 비율 및 반응 온도 조건에 따른 합성을 실시하였다. 블랙 드로스(spinel)와 CaCO3를 이용하여 Mayenite를 합성할 시 700 ℃에서 Mg0.4Al2.4O4, CaO로 변하며, 800 ℃ 이후부터 Ca12Al14O33(Mayenite)으로 변하는 것을 확인하였다. 배합 조건에는 CaCO3 함량이 증가함에 따라 Mayenite XRD 피크가 증가하며, Mg0.4Al2.4O4 XRD 피크는 감소하는 것을 확인하였다. 합성된 분말의 BET 분석 결과 Mayenite가 생성되는 과정에서 미세한 입자가 성장되고 응집됨에 따라 비표면적은 감소하는 거동을 보였다.

    - COLLAPSE
    December 2020
  • Research Paper

    Phase Transformation of Coal Tailing of Beneficiation with the Addition of Na2CO3 at High Temperature

    Na2CO3의 첨가에 따른 석탄 선탄 폐석의 소결 상변화 연구

    Kwangsuk YOU

    유광석

    To use a tailing obtained from coal beneficiation as a raw material for glass material, the behaviors of phase transformation of the ...

    선탄 폐석의 유리 소재 원료로의 활용을 위해 선탄 폐석의 고온 상 전위 거동 및 Na2CO3의 첨가에 따른 유리질 ...

    + READ MORE
    To use a tailing obtained from coal beneficiation as a raw material for glass material, the behaviors of phase transformation of the tailing was investigated according to sintered temperature with the addition of Na2CO3. As a result of the experiment, mullite was formed at 700~1,100 ℃, and the mullite and the cristobalite just only existed at 1,450 ℃. The glassification ratio of the coal tailing was to be 97.9 wt.% at 1,450 ℃ with the addition of Na2CO3 to tailing weight ratios of 10 wt.%. However, in the case of sample of coal tailing with 20 wt.% Na2CO3 added, nepheline(Na2O·Al2O3·2SiO2) was produced during the re-sintering(2nd sintering) at 1,100 ℃. From the results, the suitable addition amount of Na2CO3 for glassification of coal tailing was found around 10 wt.%.


    선탄 폐석의 유리 소재 원료로의 활용을 위해 선탄 폐석의 고온 상 전위 거동 및 Na2CO3의 첨가에 따른 유리질(비정질)화 실험을 실시하였다. 실험 결과 700~1,100 ℃에서 소성된 선탄폐석에는 mullite가 생성되고, 1,450 ℃에서는 mullite와 cristobalite만이 존재하였다. 선탄 폐석의 유리질화는 Na2CO3 첨가됨에 따라 진행되었으며, Na2CO3 10 wt.% 첨가 후 1,450 ℃ 온도에서 소성된 선탄 폐석의 유리질화는 97.9 wt.%로 나타났다. 그러나 Na2CO3가 20 wt.% 첨가된 선탄 폐석의 시료의 경우, 1,100 ℃에서의 2차 재소성 과정에서 nepheline(Na2O·Al2O3·2SiO2)이 생성되었으며, 이를 통해 선탄폐석의 유리질화를 위한 최적의 Na2CO3 첨가량은 10 wt.%로 나타났다.

    - COLLAPSE
    December 2020
  • Research Paper

    Solvent Extraction of Hydrochloric Acid Using Commercial Extractants and Synthesized Ionic Liquids

    상용화 추출제 및 이온성액체에 의한 염산의 용매추출

    Viet Nhan Hoa Nguyen and Man Seung Lee

    Viet Nhan Hoa Nguyen · 이만승

    The extraction and stripping of HCl from aqueous solutions by commercial extractants like LIX 63 and its mixture with TEHA/ Cyanex 923 ...

    염산의 용매추출 및 탈거 거동을 조사하기 위해 상용화추출제인 LIX 63 단독 및 TEHA/ Cyanex 923/ Aliquat 336의 혼합추출제와 ALi-SCN과 ALi-PC 이온성액체를 사용하였다 ...

    + READ MORE
    The extraction and stripping of HCl from aqueous solutions by commercial extractants like LIX 63 and its mixture with TEHA/ Cyanex 923/ Aliquat 336 and ionic liquids like ALi-SCN, ALi-PC in kerosene was investigated. Among these extractants, ALi-PC showed the best extraction effectivity (above 80%), but it was difficult to strip HCl from the loaded phase. Although the extraction percentage of HCl by LIX 63 was not high, the stripping performance was above 81%. The addition of octanol to the organic phase led to negative effect on the extraction performance of HCl. The addition of C2H5OH into aqueous solutions significantly increased the extraction and stripping percentage of HCl by LIX 63, ALi-PC and ALi-SCN.


    염산의 용매추출 및 탈거 거동을 조사하기 위해 상용화추출제인 LIX 63 단독 및 TEHA/ Cyanex 923/ Aliquat 336의 혼합추출제와 ALi-SCN과 ALi-PC 이온성액체를 사용하였다. 상기 추출제중에서 ALi-PC가 가장 높은 추출률(80%)을 보였으나 탈거가 어려웠다. 반면 LIX 63의 경우 추출률은 낮았으나, 탈거율은 81%로 가장 높았다. 옥탄올을 유기상에 첨가하면 염산 추출이 오히려 감소했다. 에탄올을 염산용액에 첨가하면 LIX 63, ALi-PC, ALi-SCN에 의한 염산의 추출과 탈거 거동이 크게 개선되었다.

    - COLLAPSE
    December 2020
  • Research Paper

    The Foundation Performance of Selected Waste Plastic Wastes Used in Cement Manufacturing

    시멘트 제조에 사용되는 선별된 폐플라스틱 폐기물류 원료로서의 기초 특성 평가

    Jong-Min Han, Bong-Hee Kang, Jae-Yong Park, Jeong-Wook Lee and Nam-Gyu Kim

    한종민 · 강봉희 · 박재용 · 이정욱 · 김남규

    In this study, the selected waste plastic waste logistics used for cement sintering were classified into two types through the process of ...

    본 연구는 시멘트 소성 공정에 사용되는 선별된 폐플라스틱 페기물류를 선별 및 파분쇄 공정을 거쳐 2종으로 분류하여 그에 따른 각각의 특성을 분석하고, 이를 ...

    + READ MORE
    In this study, the selected waste plastic waste logistics used for cement sintering were classified into two types through the process of sorting and crushing, analyzing the characteristics of each, and analyzing the correlation of the strength after cement manufacturing. The experimental variables were classified into soft and hard waste plastic waste, and the correlations between calorific value, chlorine, and moisture were analyzed. In addition, some of each waste was selected and melted, and the basic characteristics were evaluated by analyzing the structure and calorific value. The results of the experiment showed that it was evaluated that it is suitable to obtain a heat source by separating soft waste plastic wastes and sintering them with materials having similar properties. As a result of examining the wastes by strength after cement manufacturing, it was analyzed that the use of hard plastics greatly contributes to the compressive strength on the 1st and 28th, and the use of soft plastics contributes to the compressive strength on the 28th. However, these characteristics are evaluated by collecting only a part of the waste, and since the deviation of the waste occurs, continuous management is required, and a follow-up study on the environmental problems caused by the use of waste is required.


    본 연구는 시멘트 소성 공정에 사용되는 선별된 폐플라스틱 페기물류를 선별 및 파분쇄 공정을 거쳐 2종으로 분류하여 그에 따른 각각의 특성을 분석하고, 이를 기반으로 시멘트 소성 후의 강도에 대한 상관관계를 분석한 연구이다. 실험 변수로는 연질과 경질 폐플라스틱 폐기물로 분류하였으며 그에 따른 발열량, 염소, 수분 등의 상관관계를 분석하였다. 또한 각 폐기물 중 일부를 채택하여 용융시킨 후 조직 및 발열량을 분석하여 기초 특성을 평가하였다. 실험 결과 시멘트 소성에 사용되기 위해서는 연질 폐플라스틱 폐기물류 분리시키고 그 중 유사한 특성을 갖는 소재로 소성하는 것이 열원을 얻기에 적합한 것으로 평가되었다. 시멘트 소성 후의 강도별로 폐기물류에 대해 검토한 결과 경질 플라스틱류의 사용은 1일 및 28일 압축강도에 크게 기여하며, 연질 플라스틱류의 사용은 28일 압축강도에 기여하는 것으로 분석되었다. 그러나 이런 특성들은 폐기물을 일부만 채취하여 평가한 것으로 폐기물의 편차가 발생하기에 지속적인 관리가 필요하며 폐기물의 사용에 따른 환경적 문제에 대한 후속 연구가 요구된다.

    - COLLAPSE
    December 2020
  • Research Paper

    Study on the Interaction between Depressants Zinc Sulfate and Xanthate on the Flotation of Sphalerite

    섬아연석 억제제인 황산아연과 잔세이트의 상호 작용에 관한 연구

    Minkyu KIM and Kwangsuk YOU

    김민규 · 유광석

    In this study, the depression behavior of zinc sulfate on the sphalerite with the addition of potassium butyl xanthate was investigated to ...

    섬아연석(Sphalerite, ZnS)을 대상으로 억제제 황산아연(zinc sulfate, ZnSO4)과 포수제인 포타슘 부틸 잔세이트(potassium butyl xanthate(KBX), C5 ...

    + READ MORE
    In this study, the depression behavior of zinc sulfate on the sphalerite with the addition of potassium butyl xanthate was investigated to clear the relationship between zinc sulfate and xanthate in depression of sphalerite. As a result of the experiment, it was confirmed that the depress effect of zinc sulfate on the sphalerite declined with the increase of its addition amount. From the results of SEM-EDS and FT-IR analysis, it was found out that the amorphous precipitate of metal xanthate (Zn-BX) was formed in sphalerite concentrate, when the solubility product of [Zn+]·[BX] in the pulp solution exceeded 3.71×10-11, which is the solubility of Zn-butyl xanthate. It is considered that the Zn-butyl xanthate had a negative effect on the depression of sphalerite.


    섬아연석(Sphalerite, ZnS)을 대상으로 억제제 황산아연(zinc sulfate, ZnSO4)과 포수제인 포타슘 부틸 잔세이트(potassium butyl xanthate(KBX), C5H9KOS2)과의 상호 작용 및 이에 따른 섬아연석의 억제 거동을 규명하고자 섬아연석 부유 선별 실험을 진행했다. 실험 결과, 억제제인 황산아연 첨가량이 일정 농도 이상에서는 KBX의 첨가로 섬아연석의 오히려 억제 효과가 떨어졌다. 할리몬드 튜브(Hallimond Tube) 부유선별 실험을 통해 얻어진 정광과 맥석을 대상으로 주사형 전자현미경/X선 분광분석(Scanning electron microscope/ energy dispersive spectroscopy, SEM-EDS: TM3000, Tabletop Microscope, HITACH)과 푸리에 변환 적외선분광법(Fourier-transform infrared spectroscopy, FT-IR: NICOLET 6700, Thermo SCIENTIFIC)로 분석한 결과 정광에서는 비정질의 Zn-butyl xanthate(Zn-BX)가 생성되어 광물 입자에 흡착되어 있는 것을 확인 했다. 이러한 생성물은 용액 내 첨가된 황산아연의 용해에 따른 잔류 Zn 이온과 KBX 이온이 반응하여 생성되었다. 즉, 용액의 [Zn+]·[BX] 용해도 곱이 3.71×10-11 이상에서 Zn-butyl xanthate이 생성되며, 이로 인해 섬아연석 억제에 부정적인 영향을 끼치는 것으로 나타났다.

    - COLLAPSE
    December 2020
  • Research Paper

    Measurement of Bubble Size in Flotation Column using Image Analysis System

    이미지 분석시스템을 이용한 부선컬럼에서 기포크기의 측정

    Ki-Seon An, Ho-Seok Jeon andChul-Hyun Park

    안기선 · 전호석 · 박철현

    Bubble size in froth flotation has long been recognized as a key factor which affects the bubble residence time, the bubble surface ...

    기포크기는 컬럼부선에서 기포체류시간, 기포표면적플럭스(Sb) 및 운송율(Cr)에 영향을 미치는 중요 변수로 인식되고 있다. 본 논문은 부선컬럼에서 기포크기의 측정방법 ...

    + READ MORE
    Bubble size in froth flotation has long been recognized as a key factor which affects the bubble residence time, the bubble surface area flux (Sb) and the carrying rate (Cr). This paper presents method of bubble size measurement, relationship between operating variables and gas dispersion properties in flotation column. Using high speed camera and image analysis system, bubble size has been directly measured as a function of operating parameters (e.g., superficial gas rate (Jg), superficial wash water rate (Jw), frother concentration) in flotation column. Relationship compared to measured and estimated bubble size was obtained within error ranges of ±15~20% and mean bubble size was 0.718mm. From this system the empirical relationship to control the bubble size and distribution has been developed under operating conditions such as Jg of 0.65~1.3cm/s, Jw of 0.13~0.52cm/s and frother concentration of 60~200ppm. Surface tension and bubble size decreased as frother concentration increased. It seemed that critical coalescence concentration (CCC) of bubbles was 200ppm so that surface tension was the lowest (49.24mN/m) at frother concentration of 200ppm. Bubble size tend to increase when superficial gas rate (Jg) decreases and superficial wash water rate Jw and frother concentration increase. Gas holdup is proportional to superficial gas rate as well as frother concentration and superficial wash water rate (at the fixed superficial gas rate).


    기포크기는 컬럼부선에서 기포체류시간, 기포표면적플럭스(Sb) 및 운송율(Cr)에 영향을 미치는 중요 변수로 인식되고 있다. 본 논문은 부선컬럼에서 기포크기의 측정방법, 가동변수들의 관계 그리고 가스분산특성을 논한다. 기포크기는 고속카메라와 이미지 분석 시스템을 이용하여 가동변수들(가스속도, 세척수속도, 기포제농도)의 조건에 따라 부선컬럼에서 직접적으로 측정되었다. 각 측정과 산정된 기포크기 값들을 비교한 관계식이 ±15~20의 오차범위 내에서 도출되었고 평균 기포크기(Sauter mean diameter)는 0.718mm로 확인되었다. 본 시스템으로부터 기포크기 및 분포를 조절할 수 있는 경험식이 가동조건들(Jg: 0.65~1.3cm/s, JW: 0.13~0.52cm/s, frother concentration: 60~200ppm) 하에서 개발되었다. 기포제농도의 증가는 표면장면과 기포크기를 감소시킨다. 임계병합농도는 표면장력이 가장 낮은 49.24mN/m일 때인 기포제농도 200ppm이라고 판단된다. 공기속도의 감소, 기포제농도 및 세척수속도의 증가에 따라 기포크기가 감소하는 경향을 보였다. 가스홀드업은 가스속도와 비례관계에 있으며 고정된 가스속도 조건에서 기포제농도 및 세척수속도와 비례관계였다.

    - COLLAPSE
    December 2020
  • Technical Note

    Trend of Nitrogen Oxide Reduction Technologies in Cement Industry

    시멘트 산업에서의 질소산화물 저감 기술 동향

    JunHyung Seo, YoungJin Kim, KyeHong Cho, JinSang Cho, KyungHo Han and DoYoung Yoon

    서준형 · 김영진 · 조계홍 · 조진상 · 한경호 · 윤도영

    In the cement industry, NOx emission is recognized as an important problem, and NOx reduction technologies can be divided into process change ...

    시멘트 산업에서 질소산화물 배출은 중요한 문제로 인식되고 있으며 이를 저감하는 기술은 공정변경, 단계적 연소, 저 NOx 버너, SNCR, SCR로 나눌 수 있다 ...

    + READ MORE
    In the cement industry, NOx emission is recognized as an important problem, and NOx reduction technologies can be divided into process change, staged combustion, low NOx burner, selective non-catalytic reduction and selective catalytic reduction method. The operation of the selective non-catalytic reduction method, which is the most used in the cement industry, is expected to make it difficult to meet the emission standards to be strengthened in the future, and it is necessary to improve equipment such as SCR and secure technologies. Recently, we are developing technologies for simultaneous application of SNCR and SCR, dust and denitrification filter technology, and removal technology using NO oxidation.


    시멘트 산업에서 질소산화물 배출은 중요한 문제로 인식되고 있으며 이를 저감하는 기술은 공정변경, 단계적 연소, 저 NOx 버너, SNCR, SCR로 나눌 수 있다. 이중 시멘트 산업에서 가장 많이 사용되고 있는 SNCR 운영만으로는 향후 강화될 배출허용기준을 만족시키기 어려울 것이 예상되며 SCR 등의 추가적인 장비 개선 및 기술 확보가 필요한 상황이다. 이에 따라 최근에는 국외를 중심으로 SNCR 및 SCR 동시 적용 기술, 분진 및 탈질 필터 기술과 NO 산화를 이용한 제거기술 등을 개발하고 있다.

    - COLLAPSE
    December 2020
  • Technical Note

    Enrichment of Rare Earth Elements Contained in Coal Ashes from Korea Circulating Fluidized Bed Combustion (CFBC)

    국내 순환유동층보일러(Circulating fluidized bed combustion) 석탄재의 희토류 농축

    Young-Jin Kim, Moon-Kwan Choi, Jun-Hyung Seo, Byung-Ryeol Kim and Kye-Hong Cho

    김영진 · 최문관 · 서준형 · 김병렬 · 조계홍

    Enrichment possibilities for recovering rare earth elements contained in coal bottom ash generated from domestic circulating fluidized bed combustion (CFBC) were identified ...

    국내 순환유동층보일러형 발전소 석탄재의 주요 광물 및 희토류의 이동특성을 분석하여 석탄재 중 희토류 성분의 농축 가능성 검토를 위해 체 분리 및 침출을 ...

    + READ MORE
    Enrichment possibilities for recovering rare earth elements contained in coal bottom ash generated from domestic circulating fluidized bed combustion (CFBC) were identified. The transport characteristics of the REEs according to the separation and removal of major minerals were evaluated using sieving and leaching process. The main minerals of bottom ash were identified as anhydrite, magnetite, and quartz, and this was confirmed as a 30% of REE content of the world's average coal ash REE value (404 ppm) as a result of the difference in the combustion characteristics of power plants (REE contents in starting material: 123 ppm). More than 90% of the REEs contained in the bottom ash were found to move mainly with magnetite, and less than 10% of the components were found to move with the quartz. Therefore, In order to recover rare earth elements from coal bottom ashes generated from CFBC boiler, it is necessary to select the main rare elements such as magnetite and develop a pretreatment and concentration process.


    국내 순환유동층보일러형 발전소 석탄재의 주요 광물 및 희토류의 이동특성을 분석하여 석탄재 중 희토류 성분의 농축 가능성 검토를 위해 체 분리 및 침출을 통한 주요 광물의 분리 및 제거에 따른 희토류 성분의 이동특성을 평가하였다. 석탄재의 주요 광물로는 경석고, 자철석 및 석영으로 확인되었으며, 세계 석탄재 희토류 평균값(404 ppm)의 30% 수준 함량으로 확인되었다(실험대상: 123 ppm). 석탄재에 포함된 희토류 성분 중 90% 이상은 주로 자철석과 함께 이동하는 특성을 보였고, 10% 이하의 성분이 석영과 함께 이동하는 것으로 확인되었다. 이는 발전소 연소 방식 차이에 따라 발생된 석탄재 특성에 따른 영향으로 판단된다. 이에 국내 순환유동층보일러 석탄재로부터 희토류 성분 농축을 위해서는 자철석 분리가 필요하며, 이와 관련된 선별 기술 개발 및 확보가 요구된다고 판단된다.

    - COLLAPSE
    December 2020