알루미늄 폐드로스로부터 수처리응집제용 염화알루미늄 제조

박형규,최영윤,엄형춘,배동수,Park, Hyung-Kyu,Choi, Young-Yoon,Eom, Hyoung-Choon,Bae, Dong-Su 한국자원리싸이클링학회 2006 資源 리싸이클링 Vol.15 No.5

국내 알루미늄 재생업체에서 알루미늄 용해시 발생되는 알루미늄 폐드로스를 사용하여 수처리응집제로 사용되는 폴리염화알루미늄(PAC: Poly Aluminium Chloride)를 제조하였다. 알루미늄 폐드로스를 염산과 반응시켜 폐드로스 중에 잔류하는 금속알루미늄을 PAC용액으로 제조함으로써 수산화알루미늄과 염산을 원료로 사용하여 PAC를 제조하는 종래의 방법에 비해 제품의 원료비를 줄일 수 있고, 알루미늄 폐드로스를 재활용함으로써 매립 등으로 폐기시켜야 할 폐드로스의 양을 줄이는 효과가 있다. Waste aluminum dross was leached with hydrochloric acid to prepare PAC, poly aluminium chloride, used as water treatment chemicals. Metallic aluminum remained in the waste aluminum dross was dissolved into the hydrochloric acid solution. The solution could be used as PAC after adjusting the required alumina concentration and the basicity. Comparing to the conventional method far preparation of PAC using aluminum hydroxide, material cost could be saved in this method. Also, there is an additional merit in view of recycling of the waste aluminum dross by reducing the amount of waste dross to be landfilled.

마그네슘의 용융염전해시(熔融鹽電解時) 두 가지 염욕조성(鹽浴組成)의 비교실험

박형규,박진태,최영윤,Park, Hyung-Kyu,Park, Jin-Tae,Choi, Young-Yoon 한국자원리싸이클링학회 2006 資源 리싸이클링 Vol.15 No.2

Magnesium has been used as light and functional material, and its demand is increasing as a material for automobile engine and for mobile phone or notebook PC case. Fused salt electrolysis and thermal reduction are regarded as main methods for the extraction of magnesium, and choice for the method is firstly according to raw material. In this study, magnesium metal is obtained by an electrolysis of magnesium chloride. Two types of fused salt mixtures were used as electrolyte and electrolyzed at 7V with a graphite anode having the same depth, and their results were compared with each other. A mixed salt of $KCl/NaCl/MgCl_2$ was the more effective than $KCl/NaCl/CaCl_2/CaF_2/MgCl_2$ in current efficiency through the experiments at $760^{\circ}C$. Purity of the prepared magnesium metal was above 98%. Some basic data for scale-up of the magnesium electrolysis equipment, which would be necessary for a commercialization, could be obtained. 마그네슘은 자동차 엔진 경량화재료 및 휴대폰과 노트북 PC케이스 등 기능성 경량재료로서의 용도개발과 함께 수요가 증가하고 있다. 마그네슘 제련법은 원료광의 특성에 따라 달라지는데 크게 용융염전해법과 열환원법 두가지로 구분할 수 있다. 본 연구에서는 염화마그네슘을 사용하여 용융염전해법에 의해 전해 마그네슘을 얻고자 하였다. 흑연양극의 침지깊이를 일정하게 하고 전해전압 7V로 두가지 조성의 염욕을 비교 실험하였다. $760^{\circ}C$에서 전해 실험한 결과 $KCl/NaCl/MgCl_2$ 혼합염욕이 $KCl/NaCl/CaCl_2/CaF_2/MgCl_2$ 혼합염욕보다 전류효율 면에서 더 효과적이었다. 회수된 전해 마그네슘의 순도는 98% 이상이었다. 본 연구를 통하여 용융염 전해장치를 Scale-up 하거나 상용화시 장치설계 등에 필요한 기초자료들을 축적할 수 있었다.

다공성 금속 샤워헤드가 적용된 상압플라즈마 화학기상증착법을 이용한 저온 다결정 실리콘 증착 공정

박형규,송창훈,오훈정,백승재,Park, Hyeong-Gyu,Song, Chang-Hoon,Oh, Hoon-Jung,Baik, Seung Jae 한국전기전자재료학회 2020 전기전자재료학회논문지 Vol.33 No.5

Modern thin film deposition processes require high deposition rates, low costs, and high-quality films. Atmospheric pressure plasma-enhanced chemical vapor deposition (AP-PECVD) meets these requirements. AP-PECVD causes little damage on thin film deposition surfaces compared to conventional PECVD. Moreover, a higher deposition rate is expected due to the surface heating effect of atomic hydrogens in AP-PECVD. In this study, polycrystalline silicon thin film was deposited at a low temperature of 100℃ and then AP-PECVD experiments were performed with various plasma powers and hydrogen gas flow rates. A deposition rate of 15.2 nm/s was obtained at the VHF power of 400 W. In addition, a metal foam showerhead was employed for uniform gas supply, which provided a significant improvement in the thickness uniformity.

국내(國內) 범용(凡用) 비철금속(非鐵金屬)스크랩 리싸이클링 현황(現況)

박형규,Park, Hyungkyu 한국자원리싸이클링학회 2013 資源 리싸이클링 Vol.22 No.6

비철금속은 종류가 많아서 비철금속 전반에 걸친 리싸이클링 현황을 파악하기에는 분량이 너무 방대하기 때문에 개별 금속에 대해서는 리싸이클링 현황이 조사 보고되었지만 비철금속 스크랩 전반에 대해서는 통계자료가 아직 공식적으로 발표되지 않고 있다. 본 고에서는 상용 비철금속인 동, 알루미늄, 아연, 연, 니켈 및 마그네슘에 대하여 최근 몇년(2010-2012년) 간의 국내 수요, 생산량과 스크랩에 대한 리싸이클링 현황을 조사하고 이를 토대로 리싸이클링율을 추정하였다. Since there are many kinds of non-ferrous metal, it is difficult to investigate the current status on the recycling of all the non-ferrous metals. Therefore, the survey is confined to some commercially important non-ferrous metals such as copper, aluminum, zinc, lead, nickel and magnesium in this article. Domestic demand and production of these non-ferrous metals in recent years(2010-2012) and recycling ratio of the scraps are estimated briefly here.

희토류금속(稀土類金屬) 제련기술(製鍊技術) 개요

박형규,이진영,조성욱,김준수,Park, Hyung-Kyu,Lee, Jin-Young,Cho, Sung-Wook,Kim, Joon-Soo 한국자원리싸이클링학회 2012 資源 리싸이클링 Vol.21 No.3

희토류 금속의 제련은 광석에서부터 파분쇄, 선별과정을 거쳐 정광을 만들고, 정광 중의 희토류 성분을 추출하고 성분별로 분리하는 분리정제공정을 거쳐 희토류산화물이나 염화물과 같은 희토류화합물을 제조한 다음 희토류화합물에서 금속을 추출해내는 환원과정을 거친다. 본 고에서는 대표적 희토류 광물로서 불탄산염계광물인 바스트나사이트(bastnasite, ((RE)($CO_3$)F)와 인산염계 광물인 모나자이트(monazite,(RE)($PO_4SiO_4$))의 분해 침출과 분리정제 방법에 대해서 간략히 기술하고, 분리공정의 산물인 희토류화합물에서부터 범용 희토류금속 제조법으로 사용되고 있는 금속열환원법과 용융염전해법에 대하여 개략적인 내용을 소개하였다. Rare earth metals have been made from rare earth compounds which were prepared from rare earth ore concentrates through successive processes such as leaching(i.e. extraction of rare earth elements to liquid media), separation, purification, precipitation. Here, process for treating monazite and bastnasite ore concentrates were briefly reviewed, and metallothermic reduction and fused salt electrolysis methods were introduced as the extraction technologies for rare earth metals.

망간단괴 용융환원 폐슬래그의 재활용 방안

박형규,남철우,김성돈,Park, Hyungkyu,Nam, Chulwoo,Kim, Sungdon 한국자원리싸이클링학회 2014 資源 리싸이클링 Vol.23 No.4

심해저 망간단괴를 용융환원 제련시 발생된 슬래그에 규사와 cokes를 일정량 배합하여 아크로에서 재용융하여 Fe-Si-Mn 합금철을 제조하는 과정에서 발생하는 2차 슬래그는 아직 특정 용도가 개발되지 않은 폐슬래그로 취급되는데, 이 폐슬래그의 재활용 방안에 대하여 요업 원료로의 활용가능성과 건설재료로의 활용가능성을 검토하였다. 망간단괴 폐슬래그를 포틀랜드시멘트, 캐스타블내화물과 같은 요업원료로 사용하는 것은 조성 차이가 많아서 직접적인 활용이 곤란하고, 다른 활용방법으로서 폐슬래그를 도로 노반재나 성토재 및 복토재 등과 같은 건설재료로 활용하는 것이 무난하다고 판단된다. 도로 건설재료로 사용시 혹시 있을지도 모를 토양 오염에 대비하여 유해물질들에 대한 용출시험을 KS 기준에 따라 수행한 결과 폐슬래그의 무해성을 확인할 수 있었다. 따라서, 망간단괴 폐슬래그를 도로 성토재나 노반재와 같은 건설재료로 활용하는 방안을 제안코자 한다. Slags generated in the smelting reduction of deep sea manganese nodule could be utilized as an additional materials for making Fe-Si-Mn alloys by mixing with cokes and re-smelting at an arc furnace. In this re-melting process slag is also generated, and the secondary slag is treated as waste. In this survey, recycling of the waste slag of Mn nodule was studied. It is tried to utilize the waste slag as ceramic materials or construction materials. However, it is difficult to use the waste slag directly as an additional material to ceramics such as portland cement or castable refractory material due to the much difference of chemical compositions. As an altercation road constructing material is considered, and toxicity on the soil of the waste slag was tested according to Korean Standard for testing permissible amount of toxic substances. The test result was satisfied with the requirements on the standard. So, it should be suggested that the waste slag of the Mn nodule could be utilized as constructing materials such as road filler or base materials.

리바꼬프의 "아르바뜨의 아이들"을 읽고

박형규,Park, Hyeong-Gyu 대한출판문화협회 1988 출판저널 Vol.26 No.-

탄소환원질화법에 의한 AlN 합성의 속도론적 연구

박형규,최영윤,남철우,Park, Hyungkyu,Choi, Youngyoon,Nam, Chulwoo 한국자원리싸이클링학회 2017 資源 리싸이클링 Vol.26 No.3

탄소환원질화법을 이용하여 질화알루미늄(Aluminum Nitride: AlN)을 제조하는 연구를 실험실 규모로 수행하였다. 고품위 알루미나 분말과 탄소(carbon black)를 배합하여 흑연 도가니에 장입하고, 노내 분위기를 진공으로 한 다음 질소 가스를 흘려주어 온도($1,600{\sim}1,700^{\circ}C$), 시간(0.5~6 hr), $N_2$유량($4.7{\times}10^{-6}{\sim}20{\times}10^{-6}m^3/sec$), 장입 시료층 높이(0.5~20 mm)를 변화시키면서 AlN을 합성하였다. 실험결과, 고순도 알루미나와 탄소 혼합물을 질소 분위기의 $1600{\sim}1700^{\circ}C$ 온도 범위에서 반응시킬 때 반응 온도가 높을수록 생성된 AlN의 1차 입자 크기가 커지고, 반응 활성화 에너지는 382 kJ/mol로 화학 반응이 율속 단계로 판단되었다. 시험 제조한 AlN들의 산소 함량은 0.71~0.96 wt%였고, 질소는 30.7~35.1 wt%로서 상용 제품과 근접한 결과를 나타내었다. AlN powder was prepared by carbon reduction and subsequent nitridation method through lab- scale experiments. AlN powder was synthesized using the mixture of high purity $Al_2O_3$ powder and carbon black at $1,600{\sim}1,700^{\circ}C$ for 0.5~6 hours under nitrogen atmosphere (flow rate of nitrogen gas: $4.7{\times}10^{-6}{\sim}20{\times}10^{-6}m^3/sec$) with variation of charged height of the mixture powder. Experimental results showed that size of the synthesized particles grows with increasing of temperature. The reaction activation energy was calculated as 382 kJ/mol at the temperature range, and it was considered that chemical reaction is the rate determining step. Content of oxygen and nitrogen of the prpared samples were 0.71~0.96 wt% and 30.7~35.1 wt%. The results was similar with those of the commercial AlN product.

21세기 과학의 첨단 쟁점들

박형규,Park, Hyeong-Gyu 대한출판문화협회 1996 출판저널 Vol.192 No.-

마그네사이트 광석으로부터 용융염전해법에 의한 마그네슘 제조

박형규,강정신,이진영,Park, Hyungkyu,Kang, Jungshin,Lee, Jinyoung 한국자원리싸이클링학회 2017 資源 리싸이클링 Vol.26 No.3

최근 국내 자동차부품 및 전자기기 산업에서 마그네슘 금속의 수요가 증가하고 있다. 마그네슘 제련은 크게 용융염전해법과 열환원법 두 가지로 대별할 수 있는데, 본 고에서는 마그네슘 금속 제련에 관하여 원료 광석인 마그네사이트로부터 무수염화마그네슘 제조를 거쳐 용융염전해법에 의한 금속 마그네슘 제조까지 실험실 규모로 전해 마그네슘을 제조한 내용을 요약 보고하였다. Magnesium has been used as parts of vehicles, case materials of notebook PC and mobile phone, and its demand has been increasing recently. Its extraction technologies were classified according to the two major reduction methods: the fused salt electrolysis and the thermal reduction method. A research on the extraction of magnesium from magnesite which has been being carried out at KIGAM was briefly introduced here. Magnesium was prepared using a fused salt electrolysis method through preparation of anhydrous magnesium chloride with lab scale experiments.