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      • 석회석을 이용한 vaterite 합성과 특성 연구

        이재장,박종력,김호근 강원대학교 부설 석재복합신소재 제품연구센터 2003 석재연 논문집 Vol.8 No.-

        국내 비금속광물 매장량의 대부분을 차지하며 강원ㆍ충청지역에 많은 매장량을 가지고 있는 석회석의 부가가치를 향상시키고자 탄산화법을 용용하여 바테라이트 결정형 침강성 탄산칼슘을 합성하고자 하였으며 현재 가행중인 석회석 광산의 시료를 사용하여 소성ㆍ수화실험 및 Ca(OH)₂-CH₃OH-H₂O-CO₂ 계에서 탄산화반응을 행하여 합성되는 바테라이트 입자의 입도 및 형상제어에 관하여 연구를 수행하였다. Ca(OH)₂-CH₃OH-H₂0-CO₂ 게의 탄산화반응에서 반응종결점은 Ca^(2+)이온의 농도가 0인 지점으로 이때의 pH는 약 9.6, 전기전도도는 100㎲/cm이었으며, H₂O-CH₃OH 비와 탄산화 반응온도, CaO 농도, 교반속도 및 CO₂가스 유량의 제어를 통하여 구형, 타원형, 판상형 및 아령형의 4가지 형상으로 바테라이트의 형상 제어가 가능하였으며 그 입도는 0.5㎛에서 5㎛의 범위 내에서의 제어가 가능하였다. In this study, we can manufacture the four types of vaterite from Ca(OH)₂ as starting material under each special carbonation reaction conditions. Vaterite formation continued until all of Ca^(2+) ions were depleted and simultaneously conductivity was 100㎲/cm. As the stirring rate goes up under the condition of lower than 1000rpm during the carbonation reaction the period of completion of reaction were getting shorter. But the period at the condition of higher than this rate wasn't changed. As the weight ratio of H₂O and CH₃OH goes up, particle size of vaterite grew up from 0.3㎛ to 0.8㎛. Yield of vaterite in above 0.45(the weight ratio of H₂O and CH₃OH) was remarkably decreased. It was found that dumbbell-like vaterite particles were formed during the carbonation reaction in methyl alcohol solution. The optimum conditions of spherical vaterite formation were H₂0-CH₃0H weight ratio of 0.26, CaO concentration of 3.0%, CO₂ gas flow rate of 500㎖/min and reaction temperature of 42℃. Ellipsoidal vaterite particles were formed under the conditions of H₂O-CH₃0H weight ratio of 0.26, CaO concentration of 3.5%, CO₂ gas flow rate of 500㎖/min and reaction temperature of 42℃. Plate-like vaterite was made also under the conditions of H₂0-CH₃0H weight ratio of 0.26, CaO concentration of 3.0%, CO₂gas flow rate of 200㎖/min and reaction temperature of 42℃. As changing the weight ratio of H₂O and CH₃OH or reaction temperature in carbonation process, particle size of vaterite could be controlled.

      • 석회석을 이용한 바테라이트 합성에 미치는 불순물의 영향

        이재장,박종력 강원대학교 부설 석재복합신소재 제품연구센터 2004 석재연 논문집 Vol.9 No.-

        침강성 탄산칼슘은 고무, 페인트, 플라스틱, 제지, 잉크 등 다양한 산업분야에서 무기 충전제로 널리 이용되고 있는 주요 광물중의 하나이며 다양한 방법에 의해서 합성되고 있다. 탄산칼슘은 일반적으로 세 가지의 동질이상을 가지고 있는 것으로 알려져 있으며 이중 바테라이트는 천연적으로 산출되지 않는 것으로 여겨지고 있다. 본 연구에서는 바테라이트를 합성하기 위하여 Ca(OH)₂-CH₃OH-H₂O-CO₂계를 이용한 탄산화법을 사용하다. 이때 Ca^(2+)이온농도, pH, 전기전도도 등을 조사함으로서 바테라이트의 생성 메카니즘을 알고자 하였고, 석회석의 주요 불순물인 Fe₂O₃, Na₂O 등의 불순물이 입자 형성에 미치는 영향을 조사하였다. 연구결과 백색도가 92 이상인 바테라이트를 얻기 위해서는 Fe₂O₃ 함량이 0.03%이하이어야 하며 생성율 95%이상을 유지하기 위해서는 Na₂O의 함량이 1%이하이어야 한다는 결론을 얻을 수 있었다. Precipitated calcium carbonate is one of the most versatile mineral fillers and is consumed in an wide range of products including paper, paint, plastics, rubber, textiles, sealants, adhesives, and printing ink and can be produced by several methods. Calcium carbonate has three isomorphism; vaterite, aragonite and calcite, with numerous variations of morphology in the natural mineral or organism. Formation process of vaterite in the reaction system of Ca(OH)₂-CH₃OH-H₂O-CO₂ were investigated by measuring the electrical conductivity, Ca^(2+) ion concentration, pH in the slurries, and by means of X-ray diffraction and electron microscopic observation. It was clearly established that content of Fe₂O₃ is an important variable in whiteness and Na₂O is an important variable in vaterite's yield. We suggest that vaterite particles of whiteness over 92 are made in below 0.03% of Fe₂O₃ and yield over 50% is made in below 1% of Na₂O

      • 풍촌지역 석회석을 이용한 침강성탄산칼슘의 제조

        이재장,박종력 江原大學校 産業技術硏究所 2001 産業技術硏究 Vol.21 No.A

        This research is focused on an improvement of additional value of high grade limestone. To obtain the basic data of precipitated calcium carbonate(PCC), studies of physical properties of limestone, calcination and hydration characteristics, the characteristics to manufacture quick lime, hydrated lime, ground calcium carbonate and precipitated calcium carbonate were performed. In the carbonation process, formation of rombohedral must be kept under 10℃ for reaction. Although the temperature of reaction of lime milk was limited under 30℃ for a colloidal PCC manufacture, over 50℃ for spindle type PCC. The recommended reaction conditions for colloidal PCC are 20℃ of reaction temperature, 4% of Ca(OH)2 concentration, 1000rpm of stirring rate and 200ml/min of CO2 gas flow rate.

      • 도시고형 폐기물 소각재의 무해화 처리와 응용

        이재장,신희덕,박종력 江原大學校 産業技術硏究所 2001 産業技術硏究 Vol.21 No.B

        Many cities and provinces are rapidly depleting landfill spaces. As the result, some municities have adopted to Incinerate their municipal solid waste(MSW). The motive behind the choice is that incineration significantly reduces the volume of solid waste in need of disposal, destroys the harmful organic compounds that are present in MSW, and provides an attractive source of alternative energy. Conclusively, the generation of MSW ash is expected to increse in the furture. However, disposing the MSW ash in landfills may not always be an environmentally or an economically feasible solution. This paper addresses the various issues associated with MSW ash and its possible use in construction applications.

      • 주물사 부산물의 정제에 관한 연구

        이재장,노범식,문영배 강원대학교 석재복합신소재제품연구센터 2001 석재연 논문집 Vol.6 No.-

        연구에서는 주물사용 규석의 생산과정에서 발생되는 부산물인 미립 분말의 부가가치를 향상시킬 수 있는 기술개발을 통하여 자원의 절약과 재활용은 물론이고, 환경오염 문제의 해결에도 기여하고자 하였다. 성분분석 결과 입자 크기가 큰 경우에는 SiO2의 함량이 낮고 다른 불순물의 함량이 많았으며, 부산물의 경우는 SiO2의 함량이 94.37%로 비교적 낮고 Fe2O3, Al2O3 및 K2O의 함량이 상대적으로 높았다. XRD 분석 결과 석영 이외에 백운모가 상당량 포함되어 있어 품위 및 회수율 향상에 영향을 미칠 것으로 생각되어 이를 효과적으로 제거 할 수 있는 자력선발과 비중선별을 이용하였다. 자력선별 실험결과 부산물(tailing)의 경우 SiO2 품위와 산출률은 각각 98.42%와 87.35%까지 향상되었으며 Fe2O3의 함량은 0.17%이었다. 비중선별 결과 SiO2 품위와 산출률은 각각 96.08%와 91.16%까지 향상되었으며 Fe2O3의 함량은 0.30%로 자력선별의 경우보다 효율이 좋지 않았다. 부산물(tailing)을 대상으로 Attrition Mill로 알루미나 볼과 스테인레스 볼을 Grinding media로 이용하여 60min 정도 분쇄한 결과 평균입도 2~3㎛ 정도의 미립 실리카 분체를 제조할 수 있었다. Representative samples of solid molding sand wastes were obtained from Kwang-Jin Industrial Co. located in Chunchon. The molding sand wastes contains mainly fine iron particles, iron oxides and mica group minerals. Sand grains are angular because of being produced by the impact crushers. This study was carried out to develop an effective and economic purification technique for removing iron minerals by using magnetic separator and Mozley table. Results of experiment using the magnetic separator showed the production ratio of SiO2 increased up to 98.42wt.% and 87.35wt.% and the amount of content of Fe2O3 was 0.17wt.%. and those using the Mozley table separator showed SiO2 up to 96.08wt.% and Fe2O3 was 0.30wt.%, respectively. In grinding tests, silica flour of mean size 2~3㎛ was produced using attrition mill by stainless ball and alumina ball grinding about 60 minutes.

      • Oil과 Modified Styrene을 使用한 微粒 無煙炭의 凝集

        張東星,李載長 江原大學校 産業技術硏究所 1989 産業技術硏究 Vol.7 No.-

        Fine anthracite is very difficult to upgrade by conventional processes such as gravity concentration or froth flotation, because large quantities of fine coals are generated at the mining and preparation stages and a significant portion of these fine coals are mixed with gangue minerals. This study, therefore, was carried out for the purpose of improving recovery of low ash clean coal, effective beneficiation of low-grade coking coal and removal of sulphur from high-sulphur coals by employing the method of selective agglomeration using oil or polystrene flocculants, for coals which are generally hydrophobic in nature will be extracted by using flocculants. Studies were performed by varying solid concentraion concetration of bridging liquid, mixing speed and mixing time, balling speed and balling time, dispersant dosage, flocculant dosage, pulp pH, and particle size. The results were : when the methods of the oil agglomeration and selective flocculation were employ(in the two process the sample was ground to the size of -74 micron), 1) ash content of the agglomerated coal was 9.85, 7.83%, 2) combustibel recovery of it was 98.5%, 93.5%, respectively. It was observed in selective flocculation that polystyrene is an effective flocculant for coal, De-entrapment of shale from the concentrate flocculated by mechanical agitation was necessary for substantional reductions in final ash content.

      • 銅,鉛,亞鉛鑛物의 回收에 關한 基礎的 硏究

        李載長 江原大學校 産業科學硏究所 1981 産業技術硏究 Vol.1 No.-

        The conclutions arrived at as a result of experimental work are as follow; 1.The use of kerosene as a collector was found essential to produce a good recovery of chalcopyrite, galena and zincblende under the condition of high pH(below 2). 2.Temperature doesn't seemingly effect the flotation of chalcopyrite, galena and zincblende. 3.The minimum concentration of kerosene as a collecter was 26mg kerosene per liter of solution.

      • 석회석을 이용한 칼사이트형 탄산칼슘의 제조 및 분산특성 연구

        이재장,박종력,김병곤,장광택 강원대학교 부설 석재복합신소재 제품연구센터 2002 석재연 논문집 Vol.7 No.-

        석회석은 국내 비금속 광물자원의 대부분을 차지하며 강원도와 충북 등의 일부지역에 편재되어 부존하고 있다. 그러나 CaO 함량이 54% 이상인 고품위 석회석은 전체 매장량의 5% 이하로 매우 빈약한 편이다. 더욱이 대분분의 생산량이 1차 산업용으로 사용되어 부가가치가 낮은 용도로 활용되고 있다. 본 연구에서는 이러한 석회석의 부가가치를 향상시키기 위하여 칼사이트형 침강성 탄산칼슘을 탄산화법을 이용하여 합성하고자 하였으며, 합성된 탄산칼슘 분체 및 현탁액의 분산안정성에 대하여 조사하였다. 분산이 양호하고 균일한 입도의 칼사이트 분체를 얻기 위해서는 CaO 농도 3%, CO_2 가스 유입량 300㎖/min, 교반속도 1,000 rpm에서 탄산화반응시 반응온도를 10~30℃로 유지하여야 함을 알 수 있었으며, 현탁액의 분산안정제로 PMAA와 PAA를 첨가제로 사용시 pH 6, 9, 12에서 0.2 wt% 첨가할 때 우수한 분산안정성을 나타내었다. A limestone reserves in korea is comparatively enough and reserved mainly in Kangwon-do and Chungchongbuk-do. However, it is known that limestone of high grade, more than 54% CaO, is about under 5% of total reserves. Besides, most of them are used for manufacture of cement as a primary material of low value. In this study, calcite type calcium carbonate powder or slurry was synthesized by carbonation process using limestone and dispersion properties of the prepared calcium carbonate suspension was investigated. In the carbonation reaction, the temperature of lime milk must be kept 10∼30℃, CaO consentration of 3%, stirring rate of 1,000 rpm and CO_2 gas flow rate 300㎖/min to manufacture stable dispersion calcite. Also, in the result of measuring the precipitation height of calcite suspension at pH 6, 9 and 12 as a function of the PMAA and PAA content, stable dispersion properties was observed at 0.2 wt% of PMAA and PAA. This may be due to the formation of the distinct adsorption layer between calcite particles by dispersant.

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