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Hot digestion법(去)에 의(依)한 모나자이트정광(精鑛)의 알카리분해(分解) 및 염산침출(鹽酸浸出) 거동(擧動)
김성돈,이진영,김철주,윤호성,김준수,Kim, Sung-Don,Lee, Jin-Young,Kim, Chul-Joo,Yoon, Ho-Sung,Kim, Joon-Soo 한국자원리싸이클링학회 2010 資源 리싸이클링 Vol.19 No.6
본 연구에서는 인산염계 모나자이트정광을 수산화나트륨 용액에 의한 분해와 영산 침출공정을 이용하여 최적의 희토류 침출조건을 확립하고자 하였다. 모나자이트정광의 hot digestion 분해 및 염산침출 실험용 수행결과 알카리 분해는 NaOH/TREO 몰비 15, 분해반응온도 $140^{\circ}C$, 분해반응시간 2시간 이상의 조건에서 분해율 90% 이상을 나타내었다. 그리고 알카리 분해 산물의 염산침출 반응 최적조건은 염산농도 6N, 침출반응 온도 $70^{\circ}C$, 침출반응시간 2시간 및 광액농도 15% 내외가 가장 효과적이었고, 이 때 회토류 침출율은 90% 이상 이었다. It was to investigate the optimum leaching conditions for the NaOH hot digestion and hydrochloric acid leaching of Monazite. The optimum condition for NaOH hot digestion was that the concentration of NaOH/TREO mole ratio was 15, the temperature of decomposition $140^{\circ}C$, and reaction time 2 hrs. And the optimum condition for the hydrochloric acid leaching of NaOH hot digestion product was that the concentration of hydrochloric acid was 6N, leaching time 2 hrs and pulp density about 15%. The yield of rare earth oxide was above 90% on the above experimental condition.
탄산(炭酸)세륨으로부터 나노크기 산화(酸化)세륨 제조연구(製造硏究)
김성돈,김철주,윤호성,Kim, Sung-Don,Kim, Chul-Joo,Yoon, Ho-Sung 한국자원리싸이클링학회 2009 資源 리싸이클링 Vol.18 No.6
나노크기의 산화세륨 분말을 제조하기 위해서는 출발물질로 탄산세륨[$Ce_2(CO_3)3{\cdot}XH_2O$]이 널리 사용되고 있는데, 탄산세륨은 소성을 통하여 탄산기체와 수증기를 방출하면서 더욱 작은 입자들로 쪼개진 다공성 구조의 산화세륨이 형성되며 이러한 다공성의 산화세륨을 분쇄함으로서 나노크기의 산화세륨을 얻을 수 있다. 본 연구에서는 염화세륨용액으로부터 중탄산암모늄을 첨가하여 제조된 탄산세륨의 소성온도, 분쇄시간, 유성밀의 회전속도, 분산제 첨가량 및 장입된 분쇄 볼 크기 등의 변화에 따라 얻어지는 산화세륨의 평균 입자크기 분석을 통하여 탄산세륨으로부터 나노크기의 산화세륨 제조공정 특성에 대하여 알아보았으며, 소성온도 $700^{\circ}C$, 분쇄시간 5시간 조건에서 평균 입자크기 160 nm의 산화세륨 분말을 제조할 수 있었다. Since cerium carbonate becomes porous cerium oxide by releasing carbon dioxide and vapour steam during calcination of cerium carbonate, nano size cerium oxide can be obtained by milling calcined cerium carbonate. Therefore cerium carbonate [$Ce_2(CO_3)3{\cdot}XH_2O$] is used generally for the preparation of nano size cerium oxide. In order to obtain nano size cerium oxide from cerium carbonate prepared by reactive crystallization of cerium chloride solution and ammonium bicarnonate solution, the effects of experimental variables in the milling and calcination of cerium carbonate, such as calcination temperature, milling time, rpm of planetary mill, amount of dispersant and ball size for milling on the size of cerium oxide was investigated in this study. Cerium oxide prepared with the conditions of calcination temperature of $700^{\circ}C$, milling time of 5 hour was 160nm mean particle size.
염화(鹽貨)세륨 수용액(水溶液)으로부터 탄산(炭酸)세륨 결정화(結晶化) 특성(特性) 고찰(考察)
김성돈,김철주,윤호성,Kim, Sung-Don,Kim, Chul-Joo,Yoon, Ho-Sung 한국자원리싸이클링학회 2008 資源 리싸이클링 Vol.17 No.6
본 연구는 염화세륨 수용액으로부터 중탄산암모늄의 첨가에 의한 탄산세륨 합성시, 반응 조건(염화세륨 농도: 0.5-2M, 반응온도: $20-60^{\circ}C$)에 따라 형성되는 탄산세륨 결정에 대하여 고찰하였다. 반응성 결정화 과정에서 반응물의 농도 및 반응온도에 따라 lanthanite 형태의 결정상[$Ce_2(CO_3)_3{\cdot}8H_2O$]과 tengerite 형태의 결정상[$Ce_2(CO_3)_3{\cdot}2.5H_2O$] 등 두 형태의 탄산세륨 결정을 얻을 수 있었다. 염화세륨의 농도와 반응온도가 증가함에 따라 탄산세륨의 결정상은 lanthanite에서 tengerite형태로 변하였으며, 함수의 탄산세륨은 건조 조건에 따라 무수의 수산기가 함유된 탄산세륨의 결정상 구조로 전이되었다. Lanthanite와 tengerite 구조의 탄산세륨은 판상의 결정립들이 서로 간에 응집된 상태로서 크기나 형태가 두 결정상 모두 같은 형상을 가지며, 결정립의 크기는 lanthanite구조가 약 $3{\mu}m$, tengerite구조가 약 $5{\mu}m$이었다. 그러나 수산기가 함유된 탄산세륨[$Ce(OH)(CO_3)$]은 침상의 결정립이 응집되어 있는 상태로서 결정립의 크기는 장축이 약 $7{\mu}m$이었으며, 결정수가 함유되어 있는 탄산세륨과 무수의 수산기 함유 탄산세륨의 형상은 서로 다른 형태를 갖고 있음을 알 수 있다. In this study, the crystallization of cerium carbonate from cerium chloride solution by addition of ammonium bicarbonate was investigated. The concentration of reactants such as cerium chloride(0.5-2M) and ammonium bicarbonate, and reaction temperature($20-60^{\circ}C$) have a great effect on the crystal types of cerium carbonate such as lanthanite-type cerium carbonate[$Ce_2(CO_3)_3{\cdot}8H_2O$] and tengerite-type cerium carbonate[$Ce_2(CO_3)_3{\cdot}2.5H_2O$]. The crystallinity of cerium carbonate changed from lanthanite to tengerite as the concentration of reactants and reaction temperature increased. Transformation of cerium carbonate hydrate was transformed to cerium hydroxy carbonate depended on the drying conditions. Cerium carbonate of lanthanite and tengerite has the shape of aggregates with plate type crystal, and the size of lanthanite and tengerite crystal was $3{\mu}m$ and $5{\mu}m$, respectively. Cerium hydroxy carbonate has the shape of aggregates with needle type crystal, and the crystal size was about $7{\mu}m$.
저선회 모델 연소기의 스월러 코어 막힘률에 따른 난류연소유동장에 관한 수치적 연구
김성돈(Sung Don Kim),정황희(Hwanghui Jeong),이복직(Bok Jik Lee) 한국연소학회 2019 한국연소학회지 Vol.24 No.4
A low swirl combustor is an alternative technology to sustain a stable flame and to meet the required emission restriction of industrial gas turbine engines. The flame is lifted above the combustor front wall due to a balance between the flame speed and the local flow velocity. The present study is on the numerical simulations of reacting flows of a low swirl model combustor. The flamelet-generated manifold (FGM) method, which is one of the combustion chemistry reduction techniques, is coupled with a large eddy simulation solver. For a premixed CH₄ and air inflow at an equivalence ratio of 0.65, the combustion flow field in the combustor is investigated for two kinds of core blockage configurations, using three-dimensional large eddy simulations based on FGM. Compared to conventional swirl combustors, the low swirl model combustor presents turbulent core flow through the center body of the swirler, which turns out to play an important role in producing stable lifted flames.
Dump형 램제트 연소기의 연소특성에 대한 수치적 연구
김성돈(Sung Don Kim),정인석(In-Seuck Jeung),최정열(Jeong-Yol Choi) 한국연소학회 2006 KOSCOSYMPOSIUM논문집 Vol.- No.-
Due to the high density and heating value, liquid fuel is attractive for ramjet propulsion system. Liquid fuel requires time to evaporation and mix with incoming air before ignition; insufficient evaporation and mixing result in low combustion efficiency and instability. So the numerical studies are conducted to investigate the spray and combustion characteristics of a liquid-fueled dump type Ramjet combustor. The governing equations are solved by means of a finite-volume using time derivative preconditioning method for chemical reacting flow. The liquid phase is treated by solving Lagrangian equations of motion and transport for the life histories of a statistically significant sample of individual droplets.
램제트 연소기의 보염기 장착에 따른 연소기 특성 변화에 대한 수치적 연구
김성돈(Sung Don Kim),정인석(In-Seuck Jeung) 한국연소학회 2007 KOSCOSYMPOSIUM논문집 Vol.- No.-
In IRR(Integral Rocket-Ramjet), the booster is integrated into the ramjet combustor. Such combustors do not contain combustor liners or flame holders within the combustor due to the limited volume and flame stabilization depends on the recirculation zones formed by the sudden expansion region between the inlet duct and the combustor. A numerical study was conducted on the effect of flame holder which could be added to the inlet duct of IRR. Two different types of flame holder installations, flame holder without sudden expansion region and flame holder with small sudden expansion region, were compared and showed different flame shapes and pressure rise in the combustor.