세륨연마재 폐슬러리 건조분말로부터 희토류와 알루미늄의 분리

윤호성,김철주,김성돈,이진영,조성욱,김준수,Yoon Ho-Sung,Kim Chul-Joo,Kim Sung-Don,Lee Jin-Yaung,Cho Sung-Wook,Kim Joon-Soo 한국자원리싸이클링학회 2003 資源 리싸이클링 Vol.12 No.5

본 연구에서는 세륨연마재 폐슬러리 건조분말로부터 세륨을 포함한 희토류성분과 알루미늄을 분리하고자 하였다. 출발원료인 세륨연마재 폐슬러리 건조분말의 희토류 중에는 산화세륨이 전체 희토류 성분의 약 40% 정도 함유되어 있는데, 산화세륨은 희토류원소들 중에서 가장 안정된 형태로 이에 대한 분해가 용이하지 않다. 그러므로 황산화반응을 이용하여 산화세륨을 분해하므로써 희토류의 분리ㆍ회수율을 향상시키고자 하였으며, 침출용액으로부터 희토류와 알루미늄을 분리하기 위하여, 희토류 원소들은 황산매질에서 황산나트륨과 반응하여 황산나트륨희토류(ReㆍNa($SO_4$)$_2$)를 형성하면서 침전되는 특성을 이용하였으며 쉽게 희토류와 알루미늄을 분리할 수 있었다. In this study, the separation of rare earths and aluminium from the dried powder of waste cerium polishing slurry was investigated. Since cerium oxide, 40% of rare earths, is the most stable state in rare earth, the dissolution of cerium oxide in acid solution is not easy. Therefore the dissolution process of cerium oxide by sulfation was examined in order to increase the recovery of rare earth. The rare earths could be separated from aluminum by double salt precipitation using sodium sulfate.

MIMIC용 CB-CPW 전송선로의 누설 혼신의 억제 방법

윤호성,김성진,이해영,Yoon, Ho-Sung,Kim, Sung-Jin,Lee, Hai-Young 대한전자공학회 1999 電子工學會論文誌, D Vol.d36 No.11

본 논문에서는 밀리미터파 대역에서 PPL 모드에 의한 혼신 현상을 억제할 수 있는 새로운 구조의 CB-CPW 전송선로 구조를 제안하였다. 제안된 구조는 주기판으로 사용되어지는 GaAs 기판 밑면에 Si 손실층이 부착된 형태를 갖는다. PPL 모드는 진행하며 도전율 ${\sigma}$를 갖는 Si 손실층에 의해 감쇠되고, 결과적으로 혼신은 억제된다. 모의 실험 결과, 200 um의 두께와 도전율 ${\sigma}$ = 30S/m를 갖는 Si 기판을 손실층으로 사용하였을 때 60GHz에서 -40 dB이하고 혼신을 억제할 수 있음을 확인하였다. 제안된 방법은 가격이 저렴한 Si 기판을 손실층으로 사용하므로써 밀리미터와 대역에서 동작하는 여러 분야에 이용될 수 있으리라 기대된다. In this paper, we proposed a novel CB-CPW(Conductor Backed CPW) for suppression of crosstalk caused by PPL(Parallel Plate Line) mode in the millimeter wave frequency. The proposed structure is formed by the GaAs main substrate attached on the Si lossy layer. The PPL mode can be suppressed by the Si lossy layer of conductivity ${\sigma}$, and it reduces the crostalk between the nearby transmission lines. Using 200 um thick Si substrate of ${\sigma}$ = 30S/m, as the lossy layer, the crosstalk can be suppressed below - 40 dB at 60 GHz. The proposed method is costly effective because inexpensive Si wafer is employed to suppress the PPL mode, and it can be used in the various types of millimeter wave applications.

폐 영구자석 스크랩 황산침출용액으로부터 황산나트륨에 의한 희토류 원소 복염침전 거동 고찰

윤호성,김철주,정경우,김지혜,이은지,유승준,Yoon, Ho-Sung,Kim, Chul-Joo,Chung, Kyeong Woo,Kim, Ji-Hye,Lee, Eun-Ji,Yoo, Seung-Joon 한국자원리싸이클링학회 2017 資源 리싸이클링 Vol.26 No.5

본 연구에서는 희토류 황산수용액으로부터 희토류 원소를 철로부터 분리/회수하고자, 황산나트륨을 이용한 희토류 황산복염 침전반응에 관하여 고찰하였다. 네오디뮴(Nd)은 황산나트륨과 결합하여 복염으로 침전이 용이하게 일어나는 반면에 디스프로슘(Dy)은 황산복염으로 침전되기 위해서 과량의 황산나트륨이 필요하였다. 또한 황산수용액에서 네오디뮴의 존재는 디스프로슘 황산복염 침전을 촉진시켜서 디스프로슘 황산복염 침전률을 증가시켰다. 본 연구에서 사용된 네오디뮴 함량 23.39 mg/ml, 디스프로슘 함량 8.67 mg/ml인 황산수용액으로부터 반응온도 $60^{\circ}C$, 반응 3시간에서 황산나트륨을 7 당량 첨가하였을 때, 네오디뮴 복염 침전률은 99.7%, 디스프로슘 복염 침전률은 94.3%이었다. 또한 네오디뮴과 디스프로슘의 황산복염 침전특성을 이용한 두 원소의 분리 가능성을 고찰한 결과, 염화나트륨 첨가에 의한 염석효과가 디스프로슘 품위 증가에 중요한 역할을 하며 본 연구조건에서 최대 98.7% 품위의 디스프로슘을 얻을 수 있었다. In this study, the precipitation of rare earth-sodium sulfate with sodium sulfate was conducted in order to separate rare earth from Fe in rare earth sulfate solution. Neodymium (Nd) was easily precipitated as Nd-sulfate salt with sodium sulfate, on the other hand, excessive sodium sulfate was needed for the precipitation of Dy-sulfate salt. Also neodymium not only promoted the precipitation of dysprosium sulfate salt but also increased recovery of dysprosium sulfate salt in sulfuric acid solution. At the condition of $60^{\circ}C$ precipitation temperature, 3 h reaction time, 7 equivalents sodium sulfate, the recovery of neodymium and dysprosium sulfate salt was 99.7% and 94.3% respectively from the sulfuric acid solution containing Nd of 23.39 mg/ml and Dy of 8.67 mg/ml. Lastly, from the results of separation of Dy to Nd by the method of sulfate double salt, the effect of salting out with NaCl is important to increase the grade of Dy, and 98.7% of Dy grade could be obtained in this study.

반응성 결정화에 의한 네오디뮴 옥살레이트 특성 고찰

윤호성,김철주,김준수,Yoon, Ho-Sung,Kim, Chul-Joo,Kim, Joon-Soo 한국자원리싸이클링학회 2004 資源 리싸이클링 Vol.13 No.5

본 연구에서는 NdFeB 영구자적 스크랩을 산침출처리하여 제조한 염화네오디뮴 수용액에 옥살산 수용액을 투입하여 반응성 결정화에 의한 네오디뮴 옥살레이트를 합성 시, 반응조건이 네오디뮴 옥살레이트에 미치는 영향을 고찰하였다. 네오디뮴 옥살레이트는 핵 생성을 통하여 형성된 1차 입자들의 응집체 형태를 가지고 있으며, 응집된 평균입자 크기는 반응조건에 영향을 받았다. 일정한 용액 부피에서 반응물의 농도 증가는 핵생성을 통하여 형성되는 1차 입자의 크기는 감소시키나 입자들의 수를 증가시키며, 따라서 1차 입자들의 충돌에 의하여 형성되는 응집체의 크기를 증가시켰다. 일정한 반응물 농도에서 교반속도가 증가함에 따라 응집체 표면에 붙어있던 결정입자들이 떨어지기 때문에 최종 응집체의 크기는 감소하였다. 반응온도 증가에 따라 핵생성속도가 감소하고, 1차 입자 수의 감소는 입자들의 충돌 확률을 감소시키며 따라서 응집체의 평균 크기가 감소하였다. 네오디뮴 옥살레이트의 열분해 거동 고찰 결과, $400^{\circ}C$ 이사에서 옥살레이트의 분해가 일어나며 $620^{\circ}C$에서 네오디뮴 옥살레이트가 산화네오디뮴으로 결정화되었다. In this study, neodymium oxalate powders were prepared by injecting oxalic acid to the neodymium chloride solution resulted from the acid leaching solution of NdFeB magnet scrap. The effect of experimental conditions on the characteristics of neodymium oxalate powders were investigated. Neodymium oxalate was aggregated by primary particles formed by nucleation, and average size of aggregates was affected by experimental conditions. In a constant volume, increase of reactants affected the average size of aggregate formed by collision of primary particles. In a constant concentration of reactants, agitation speed decreased the size of aggregate due to breakage of particles attached on the surface of aggregate. The number of primary particles decreased with increasing reaction temperature, and the size of aggregates decreased due to the decrease of collision probability. From the results of decomposition behavior of neodymium oxalate, oxalate decomposed from $400^{\circ}C$, and neodymium oxide began to crystallize at above $620^{\circ}C$.

NdFeB계 영구자서 산화배소 스크랩의 초산침출에 의한 네오디뮴 회수

윤호성,김철주,김준수,Yoon, Ho-Sung,Kim, Chul-Joo,Kim, Joon-Soo 한국자원리싸이클링학회 2004 資源 리싸이클링 Vol.13 No.6

본 연구는 NdFeB 영구자석 폐 스크랩 분말을 600$^{\circ}C$에서 산화배소한 후, 초산을 사용한 약산침출을 수행하여 네오디뮴을 선택적으로 분리하고자 하였다. 산화배소된 스크랩 분말의 초산침출 결과, 네오디뮴의 침출율 90% 이상을 얻기 위한 조건은 반응온도 80$^{\circ}C$, 반응시간 3시간 그리고 광액농도 35%이었다. 초산 침출용액으로부터 분별결정화에 의한 네오디뮴아세테이트 회수 시, 증발후 여액의 네오디뮴 조성은 243 g/l 네오디뮴아세테이트의 초산에 대한 용해도(260 g/l)에 근접하는 것을 알 수 있으며, 침출용액으로부터 네오디뮴아세테이트 결정회수를 위한 최적 조건은 온도 100$^{\circ}C$ 이상에서 초기 침출용액 부피에 대하여 약 1/5 정도 농축하는 것이 적절하였다. 이 때 침출용액 대비 약 67.5%의 네오디뮴을 분리하였으며, 농축여액에 잔존하는 나머지 네오디뮴은 옥살산과 반응시켜 전량 회수할 수 있었다. For the separation of neodymium from NdFeB permanent magnet scrap, the scrap was roasted for oxidizing, and leached with acetic acid followed by fractional crystallization for selective separation. From the analysis results of the leached solution, the optimum condition for the recovery of neodymium was found that leaching temperature, leaching time and pulp density are 80$^{\circ}C$, 3 hours, and 35%, respectively. At this optimum condition, more than 90% of neodymium could be recovered. Concentration of neodymium acetate in acetic acid. The optimum condition for the recovery of neodymium acetate crystal from the leached solution was that the initial leaching solution was evaporated until the remaining volume was about 1/5 of the initial volume. At this condition, 67.5% of neodymium was recovered from the leached solution. The neodymium remaining in the concentrated solution was recovered by reacting it with oxalic acid.

플립 칩 기술을 이용한 밀리미터파 대역 브랜치라인 커플러의 설계

윤호성,이해영,Yoon, Ho-Sung,Lee, Hai-Young 대한전자공학회 1999 電子工學會論文誌, D Vol.d36 No.9

본 논문에서는 플립 칩 기술을 이용한 새로운 형태의 브랜치 라인 커플러를 제안하였다. 제안된 구조는 CPW와 반전된 구조의 마이크로스트립으로 이루어져 있다. CPW는 플립 칩 주기판인 GaAs 기판상에 구성되어졌으며, 반전된 구조의 마이크로스트립으로 이루어져 있다. CPW의 접지면은 마이크로스틀립의 접지면으로 사용되며, 두 전송선로는 솔더 범프를 통해 연결되어 있다. 제안된 구조의 특성은 FDTD로 계산되어졌다. S21과 S31은 -3dB이며, 위상차는 $90^{\circ}$인 일반적인 브랜치라인 커플러와 같은 특성을 보였다. 본 제안된 구조는 플립 칩 기술을 이용한 여러 분야에 이용될 수 있으리라 기대된다. In this paper, we proposed a novel branch-line coupler using filp-chip technology. The proposed coupler consists of CPW and inverted microstrip. The CPW is on the GaAs flip-chip substrate, and the inverted microstrip is on the alumina main substrate. The ground plane of the CPW is used as a ground plane of the inverted microstrip. And both the transmission lines are connected by solder bump with each other. The characteristics of thisstructure was calculated by FDTD method. The S21, S31 are -3dB and the phase difference is $90^{\circ}$. The calculated characteristics are the same as those of the regular branch-line coupler. This structure can be applied for various kinds of devices using flipchip technology.

점결성 유연탄 이용 저온산화를 통한 조립 활성탄 제조

윤호성,성준식,박종학 ( Ho Sung Yoon,Jun Sik Sung,Jong Hak Park ) 한국공업화학회 1995 공업화학 Vol.6 No.6

본 연구는 강점결성 유연탄을 출발원료로 저온 산화반응을 거쳐 활성탄을 제조하였으며, 이에 따라 산화반응이 활성탄 특성에 미치는 영향을 고찰하였다. 사용원료인 뉴질랜드산 유연탄의 열적 거동을 고찰함으로써, 점결성 측정지수인 FSI(free swelling index)가 9인 강점결성탄임을 알았다. 산화반응에 영향을 주는 인자인 온도, 시간, 공기량 등의 영향을 살펴 본 결과 산화시간에 따른 효과 보다는 온도에 따른 영향이 더 크다는 것을 알 수 있었고, 공기유입량을 증대시킴에 따라 산화는 빨리 이루어지나 5ℓ/g of coal·min 이상일 때는 자체융착현상이 발생하였으며, 본 연구에서 선정된 산화조건은 공기유입량 5ℓ/g of coal·min, 접촉시간 100분 및 산화온도는 250℃ 이었다. 일정 활성화조건하에서 활성화시간이 증가함에 따라 활성탄의 세공구조는 거대와 중간세공이 미세세공쪽으로 발달해감을 알 수 있으며, 이에 따라 요오드흡착량은 1000이상을 유지하며 메틸렌블루 탈착량은 증가하였다. 산화조건 및 세공구조 개선을 통한 용도 다양화를 위하여 출발원료인 강점결성탄에 비점결성탄을 배합하여 그 영향을 고찰한 결과 비점결성탄이 10>30>50WT% 순으로 배합됨에 따라 흡착력은 떨어지나 세공은 점차 확대 되었다. 이는 비점결성탄이 활성화시 활성화 가스가 용이하게 탄화물 내부까지 확산되도록 통로를 형성하기 때문이라고 사료된다. From the preparation of activated carbon by low-temperature oxidation, the effect oxidation process on the characteristics of activated carbon was investigated. In this study, the precursor was bituminous coking-coal in New Zealand, and FSI(free swelling index) of bituminous coking-coal was 9. As a result, oxidation temperature has a great influence on the process of oxidation and the condition of oxidation process chosen is that the amount of air is 5ℓ/g of coal·min, oxidation time and temperature are 100 min and 250℃, respectively. In the activation process, as the increase of activation time, the micropore was developed rather than meso or macropore, and the amount of I₂ adsorbed is greater than 1000 and the amount of MB decolorized was increased. For the purpose of diversity of activated carbon, the effect of the mixture of coking coal and non-coking coal was investigated. From the result, the increase of non-coking coal decreased the adsorption capacity of activated carbon and increased pore size. These results were due to non-coking coal which facilitated the diffusion of activation gas into the inner part of carbonized material.

NdFeB계 영구자석 스크랩으로부터 네오디뮴의 분리회수

윤호성,김철주,이진영,김성돈,김준수,이재천,Yoon Ho-Sung,Kim Chul-Joo,Lee Jin-Yeung,Kim Sung-Don,Kim Joon-Soo,Lee Jae-Chun 한국자원리싸이클링학회 2003 資源 리싸이클링 Vol.12 No.6

본 연구에서는 NdFeB 영구자석 스크랩으로부터 네오디뮴을 분리하고자 하였다. 네오디뮴과 철 성분을 추출하기 위하여 스크랩을 산화배소 한 후 황산침출을 수행하였으며, 황산침출 용액으로부터 황산나트륨을 사용한 복염침전법에 의하여 네오디뮴과 철을 분리하였다. 산화배소 시 온도는 소결자석 스크랩은 $500^{\circ}C$, 본드자석 스크랩은 $700^{\circ}C$가 적절하였으며, 황산침출 시 황산농도 2.0 M, 침출온도 및 시간 $50^{\circ}C$, 2시간 그리고 광액농도 15%에서 네오디뮴 99.4%, 철 95.7%를 회수할 수 있었다. 네오디뮴과 철의 최적분리조건은 황산나트륨 첨가량 2.0당량, 반응온도 $50^{\circ}C$이었으며, 이 때 네오디뮴의 회수율은 99.9% 이상이었다. In this study, the separation of neodymium was investigated from NdFeB permanent magnet scrap. Decomposition and leach-ing process of NdFeB permanent magnet scrap by oxidation roasting and sulfuric arid leaching were examined. Neodymium could be separated from iron by double salt precipitation using sodium sulfate. The optimum conditions established for decom-position and leaching are as follows: oxidation roasting temperature is $500^{\circ}C$ for sintered scrap and $700^{\circ}C$ for bonded scrap, concentration of sulfuric acid in leaching solution is 2.0 M, leaching temperature and time is $50^{\circ}C$ and 2 hrs, and pulp density is 15%. The leaching yield of neodymium and iron was 99.4% and 95.7% respectively. The optimum condition for separation of neodymium by double-salt precipitation was 2 equivalents of sodium sulfate and $50^{\circ}C$ The yield of neodymium was above 99.9%.

황산화반응에 의한 불탄산염 희토류광 ( Bastnasite ) 의 분해 , 침출 및 세륨수산화물의 회수

윤호성,김성돈,김철주,김준수,한춘 ( Ho Sung Yoon,Sung Don Kim,Chul Joo Kim,Jun Soo Kim,Choon Han ) 한국공업화학회 1998 공업화학 Vol.9 No.3

바나듐 함유 수용액의 암모늄바나데이트 침전거동 고찰

윤호성,채수진,김철주,정경우,김민석,Yoon, Ho-Sung,Chae, Sujin,Kim, Chul-Joo,Chung, Kyeong Woo,Kim, Minseuk 한국자원리싸이클링학회 2019 資源 리싸이클링 Vol.28 No.5

본 연구에서는 바나듐을 회수하기 위하여 수용액의 바나듐과 염화암모늄 침전반응에 관하여 고찰하였다. 바나듐 함유 수용액 pH 9.2 ~9.4에서는 결정구조가 [$NH_4VO_3$]인 암모늄메타바나데이트가 침전되었고, 바나듐 함유 수용액의 pH를 황산으로 조절하면 결정구조가 [$(NH_4)_2V_6O_{16}$]인 암모늄폴리바나데이트가 침전되었다. 암모늄폴리바나데이트[$(NH_4)_2V_6O_{16}$]는 바나듐 함유 수용액 pH 2에서는 침전온도 $80{\sim}90^{\circ}C$에서, 그리고 수용액 pH 6 ~ 8에서는 침전온도 $40^{\circ}C$에서 침전되었다. 또한 수용액 pH 2인 산성 영역에서 99% 이상의 침전률을 얻기 위해서는 수용액의 바나듐 함량이 3,000 mg/L 이상은 되어야 하며, 침전온도는 $80^{\circ}C$ 이상으로 유지해야 한다. 알칼리 영역에서 암모늄메타바나데이트를 침전시킬 때, 바나듐 함량은 10,000 mg/L 이상 그리고 침전온도는 $40^{\circ}C$로 유지해야 침전률을 높일 수 있었다. 알루미늄은 수용액의 바나듐 함량 및 pH에 상관없이 거의 침전이 일어나지 않았으나, 철 성분은 염화암모늄과 반응하여 암모늄 자로사이트 형태로 침전되며, 따라서 바나듐의 회수율을 높이기 위해서는 Fe 성분을 우선적으로 제거해야만 한다.