Dehydration characteristics of Magnesium Chloride Hydrate

엄형춘,윤호성,박형규,김철주,Eom, Hyoung-Choon,Yoon, Ho-Sung,Park, Hyung-Kyu,Kim, Chul-Joo The Korean Institute of Resources Recycling 2007 資源 리싸이클링 Vol.16 No.5

마그네슘 용융염전해의 원료물질로 무수염화마그네슘이 일반적으로 사용된다. 그러나 함수염화마그네슘으로부터 무수염화마그네슘을 제조하기 위한 탈수과정은 가수분해가 동반되어 마그네슘 산화물들이 생성되므로, 공기 중에서 탈수를 통한 무수염화마그네슘 제조는 어렵다. 본 연구에서는 공기중에서와 염화수소 분위기 하에서 탈수 온도($200{\sim}600^{\circ}C$)에 따른 탈수특성을 비교하였다. 공기중에서는 탈수온도가 증가함에 따라 MgOHCl과 MgO가 생성되었지만, 염화수소 분위기하에서는 $300^{\circ}C$ 이상에서 무수염화마그네슘이 생성되었다. 염화수소 분위기에서 무수염화마그네슘은 약 $300^{\circ}C$에서 생성되기 시작하여 $500^{\circ}C$에서 결정화가 완전히 이루어지는 것을 확인하였다. 탈수실험에 사용된 염화수소는 모두 물에 용해시켜 염산으로 회수되었으며, 수용액 온도 $20^{\circ}C$에서 최대 41%의 염산을 회수할 수 있었다. Anhydrous magnesium chloride, dehydration product from magnesium chloride hydrate is a general raw material to prepare electrolytic magnesium. However, the dehydration is not trivial and can be accompanied by hydrolysis leading to the production of undesirable hydroxy chloride compounds of magnesium. Therefore, dehydration process is actually the most complicated and hardest in the electrolysis methods for the production of magnesium. In this work, the influence of dehydrating temperature has been studied at the temperature range from $200^{\circ}C$ to $600^{\circ}C$ in air and HCl gas atmosphere individually to compare the results. With increasing of dehydration temperature MgOHCl and MgO were obtained in air. On the other hand, when the temperature was increased above $300^{\circ}C$ anhydrous magnesium chlorides were prepared in HCl gas atmosphere. Anhydrous magnesium chloride was formed at near $300^{\circ}C$ and completely crystallized at about $500^{\circ}C$. All of the HCl used as atmosphere gas in the dehydration was recovered as hydrochloric acid solution at a water vessel up to 41% by weight at $20^{\circ}C$.

마그네사이트 광석(鑛石)의 염산용해(鹽酸熔解) 특성(特性) 및 불순물(不純物) 제거

엄형춘,박형규,김철주,김성돈,윤호성,Eom, Hyoung-Choon,Park, Hyung-Kyu,Kim, Chul-Joo,Kim, Sung-Don,Yoon, Ho-Sung 한국자원리싸이클링학회 2009 資源 리싸이클링 Vol.18 No.6

마그네사이트 광석의 염산용해 특성 및 불순물 제거에 대한 연구를 수행하였다. 마그네사이트의 용해율은 용해온도가 증가할수록, 광석 입도가 감소할수록 증가하였다. 최적 용해조건은 용해시간 2시간, 용해온도 $80^{\circ}C$, 광석입도 $100\;{\mu}m$ 였으며, 최적 용해조건에서 98%의 Mg를 용해할 수 있었다. Si, Al 성분들은 대부분 용해잔사에 존재하므로 용해 후 여과를 통하여 상당량 제거가 가능하였으며, 용해된 불순물들은 용액의 pH 조절을 통하여 금속 수산화물로 석출시켰다. 또한 석출된 금속 수산화물을 응집, 침강시키기 위하여 고분자 응집제를 사용하였으며, 최적 응집제 주입 조건은 비이온계 고분자 응집제 1 mg/100 ml이었다. Dissolution characteristics of magnesite ore in hydrochloric acid solution and removal of impurity were investigated. The dissolution yield increased with increasing temperature and with decreasing particle size. The optimum conditions for dissolution were found to be reaction period of 120 min, reaction temperature of $80^{\circ}C$ and mean particle size of 100. Under optimal dissolution condition the extraction of Mg was 98%. It was found that most of Si and Al exist in the residue, and they can be removed by filtering. Dissolved impurity ions were precipitated as metal hydroxides by pH adjustment. Polymers were used as coagulants for metal hydroxides and the suitable coagulant dosage was 1mg/100ml of non-ionic polymer.

Karr column을 이용한 Sm/Nd 분리특성

엄형춘,이진영,김성돈,박계성,김준수,Eom Hyoung-Choon,Lee Jin-Young,Kim Sung-Don,Park Kye-Sung,Kim Jun-Soo 한국자원리싸이클링학회 2005 資源 리싸이클링 Vol.14 No.6

본 연구는 Karr column을 이용한 희토류원소의 분리에 대한 연구로서, 유량, 수상의 초기 pH, 유기상인 PC88A비누화도, 교반속도 등의 변수에 따른 Sm/ND이성분계의 분리특성을 조사하였다. 수상과 유기상의 유량이 16.5ml/min(체류시간 10분)에서 수상의 초기 pH가 높아짐에 따라 Sm/Nd의 추출율 및 분리계수가 증가하였으며, 비누화의 영향으로 반응 후 수상의 평형 pH가 약 1.5정도로 유지되었다 또한 PC88A 비누화도가 증가함에 따라 추출율 및 분리계수가 증가하였으며 적정 비누화도는 $40\%$였다. 그리고 교반 모터의 회전수 증가에 의해 추출율 및 분리계수가 크게 증가하는 결과를 보였다. 체류시간 10분, 초기 pH 1, PC88A비누화도 $40\%$,교반속도 120rpm에서 Nd $19.6\%$, Sm $72.5\%$가 추출되었다. In this study, the separation of samarium to neodymium with Karr column was investigated. Separation properties of Sm/Nd binary system was estimated with experimental parameters such as flow rate, initial pH of aqueous phase, saponification of PC88A in organic phase and agitation speed. The extraction rate and distribution coefficient increased with increasing initial pH of aqueous phase at 16.5 ml/min(retention time 10 minute) of flow rate of organic and aqueous phase, and equilibrium pH of aqueous phase after extraction was maintained at 1.5 by saponified PC88A. Also, the extraction rate and distribution coefficient were drastically increased with increasing saponification degree of PC88A and agitation speed, and optimal saponification degree was $40\%$. Extraction rate of Nd and Sm was $19.6\%$ and $72.5\%$ respectively at retention time 10 minute, initial pH 1, saponification degree $40\%$ and agitation speed 120 rpm.

제지슬러지 혼합탈수에 의한 하수슬러지 탈수성 개선에 관한 연구

엄형춘,장현섭,황선진 경희대학교 자연과학종합연구원 2003 자연과학논문집 Vol.9 No.2

하수슬러지의 탈수성 향상을 위한 제지슬러지 혼합탈수에 대한 평가를 실시하였으며, 탈수보조제의 혼합비율의 증가에 따른 CST, 침강성, 탁도, floc 크기 및 강도, 탈수케이크의 함수율 측정을 통하여 탈수성을 비교하였다. 제지슬러지 적정 혼합비율은 30% 정도인 것으로 밝혀졌으며, 제지슬러지의 주요 구성성분인 CaCO_(3), Talc, Pulp가 각각 하수슬러지의 탈수성을 개선시키는 효과를 보였다. 그리고 이들 세 가지 성분이 합된 합성제지슬러지에 의해 가장 낮은 함수율의 탈수케이크를 얻을 수 있었다. Improvement of sewage sludge dehydration efficiency by mixing paper sludge was investigated in this study. Capillary suction time (CST) and Settling test, Turbidity, floc size, floc strength, water content were utilized to assess sludge dewaterability. Optimum mixture ratio of paper sludge was proved 30% in mixing disposal. Dewaterability of sewage sludge significantly improved when sewage and paper sludge mixed.

하수슬러지와 제지슬러지의 혼합에 의한 슬러지 발생량 저감에 대한 연구

엄형춘,장광언,장현섭,황선진 한국폐기물자원순환학회 2004 젊은 연구자 학술연구발표회 Vol.3 No.0

고온.산소가압하(高溫.酸素加壓下)에서의 황동광(黃銅鑛)의 황산침출 거동 고찰

엄형춘,윤호성,유경근,손정수,Eom, Hyoung-Choon,Yoon, Ho-Sung,Yoo, Kyoung-Keun,Sohn, Jeong-Soo 한국자원리싸이클링학회 2007 資源 리싸이클링 Vol.16 No.3

본 연구는 고온 산소가압 하에서의 황동광(칠레산 에스콘디다광석) 황산침출에 관한 연구로 침출시간, 침출온도, 산소압력에 따른 Cu 침출율 및 침출거동에 대하여 고찰하였다. 침출온도가 Cu의 침출율에 미치는 영향이 가장 켰으며, 산소압력은 큰 영향을 미치지 않았다. 침출온도 $200^{\circ}C$, 산소압력 10 atm인 조건으로 2시간 침출하여 87.1%의 Cu를 침출하였으며, 이 때 함께 침출된 Fe는 대부분 hematite($Fe_2O_3$) 형태로 재침전이 일어났다. 산소가압 하에 고온($150^{\circ}C$ 이상) 침출조건에서 황동광 침출반응은 주로 산소의 산화작용에 의한 분해인 것을 확인하였으며, 황은 대부분 황산염 형태로 산화되어 단체황 생성으로 인한 passivating 현상은 일어나지 않은 것으로 사료된다. In the present work, the high temperature oxygen pressure leaching behavior of chalcopyrite was studied in sulfuric acid solution. The influence of leaching time, temperature and oxygen partial pressure on leaching process were examined. Leaching rate of copper increased significantly with increasing leaching temperature. Copper recovery reached 87.1% within 2 hours at $200^{\circ}C$ and 10 atm oxygen pressure, while most of the solubilized iron readily re-precipitates as hematite($Fe_2O_3$). It was confirmed that e main leach reaction of chalcopyrite occurred through oxidation with oxygen under oxygen pressure and high temperature(above $150^{\circ}C$). Because sulfur was oxidized entirely to sulfate, passivating elemental sulfur layer was not formed.

효소 전처리에 의한 하수슬러지의 생물학적 감량화 촉진에 대한 연구

엄형춘,장광언,장주희,황선진 한국폐기물자원순환학회 2004 젊은 연구자 학술연구발표회 Vol.3 No.0

마그네슘 용융염전해(溶融鹽電解)를 위한 무수(無水)염화마그네슘 제조(製造)

엄형춘,박형규,윤호성,Eom, Hyoung-Choon,Park, Hyung-Kyu,Yoon, Ho-Sung 한국자원리싸이클링학회 2007 資源 리싸이클링 Vol.16 No.1

본 연구에서는 함수염화마그네슘 탈수를 통하여 마그네슘 용융염전해의 원료 물질인 무수염화마그네슘을 제조하였으며, 탈수는 관상로를 이용하여 $350{\sim}580^{\circ}C$ 범위에서 수행하였다. 함수염화마그네슘을 대기중에서 탈수할 경우 모두 산화마그네슘으로 산화되는 것을 알 수 있었으며, 염화수소가스 분위기에서 탈수시켜 무수염화마그네슘을 제조할 수 있음을 확인하였다. 그리고 탈수 온도와 시간이 증가함에 따라 탈수된 무수염화마그네슘의 결정성이 증가하였다. 염화수소가스 분위기에서 탈수가 일어나는 동안 발생되는 미반응 염화수소가스는 모두 염산으로 회수할 수 있었으며, 회수한 염산은 산화마그네슘으로부터 함수염화마그네슘을 제조하는 데에 재사용 가능할 것으로 판단된다. It was studied to prepare anhydrous magnesium chloride which could used as the raw material of a fused salt electrolysis of magnesium by dehydration of magnesium chloride hydrate. The dehydration was carried out in a tube furnace at $350{\sim}580^{\circ}C$. It was confirmed that magnesium chloride hydrate was oxdized to magnesia through the dehydration in ambient atmosphere, but anhydrous magnesium chloride could be obtained in hydrogen chloride gas atmosphere. And the crystallity of the product increased with increasing temperature and time of dehydration. All of the un-reacted hydrogen chloride gases which were generated during the dehydration in hydrogen chloride gas atmosphere could be recovered as hydrochloric solution, and it could be reused for chlorination of magnesia to prepare magnesium chloride hydrate.

유기성 자원화분과 : 제지슬러지 혼합탈수에 의한 하수슬러지 탈수성 개선에 관한 연구

엄형춘,황선진 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2003 한국폐기물자원순환학회 추계학술발표논문집 Vol.2003 No.-

유기성 자원화분과 : 하수슬러지 탈수성 개선을 위한 과산화수소 산화처리와 제지슬러지 혼합탈수에 관한 연구

엄형춘,황선진 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2003 한국폐기물자원순환학회 춘계학술발표논문집 Vol.2003 No.-