석탄비산재가 모르터의 물성에 미치는 영향

엄명헌,최재진,이진석,이철태 ( Myeong Heon Um,Jae Jin Choi,Jin Sik Lee,Chul Tae Lee ) 한국공업화학회 1995 공업화학 Vol.6 No.3

국내 화력발전소에서 생산되는 석탄비산재의 활용방안으로서 석탄비산재를 원시료, 처리시료, 폐기시료로 구분 선별하여 이들이 모르터의 물성에 미치는 영향을 조사하였다. 그 결과 시멘트의 일부로서 원시료, 처리시료를 대체사용한 경우 대체율이 증가할수록 모르터의 장기강도 증진효과가 있었으며 폐기시료의 경우는 오히려 감소하였다. 한편, 원시료만을 사용하여 입자크기의 영향을 실험한 결과 입자가 미세할수록 모르터의 플로우 값이 커지며 재령 28일 이후의 압축 강도가 증가되었다. 원시료와 처리시료를 대체사용한 모르터를 황산 및 염산용액에 침지한 실험에서는 대체율이 증가할수록 모르터 표면의 침식이 커지는 경향을 나타내었다. For the utilization of fly ash produced in domestic power plant, the physical properties of mortar using fly ash was studied. Three kinds of fly ash were used in this experimental study, namely head fly ash, treated fly ash and waste fly ash. As a result, the compressive strength of mortal using head fly ash or treated fly ash as a part of cement was higher than that of non fly ash mortar in long term ages, but in case of mortar using waste fly ash, compressive strength was reduced in all ages. To know the effect of particle size of fly ash, we used head fly ash and found that finer partile of fly ash made the strength of mortar after age of 28 days higher and workability better. When mortar using head fly ash or treated fly ash was immersed in sulfuric acid or hydrochloric acid solution, corrosion of mortar surface was more severe by increasing of fly ash substitution ratio.

유동층 반응기에서 회중석 정관의 염소화반응

엄명헌,박용성,이철태 ( Myeong Heon Um,Yong Sung Park,Chul Tae Lee ) 한국공업화학회 1993 공업화학 Vol.4 No.3

염소화에 의한 텅스텐 추출 공정의 공업화를 위해 유동충 반응기에서 회중석의 염소화반응이 조사되었다. 본 실험의 모든 결과는 텅스텐 성분이 유동충 반응기에서 성공적으로 염소화됨을 보여주었다. 본 실험의 적정 조건은 다음과 같다. : 반응온도 900℃, 반응시간 : 20 min, 염소가스 유속 : 13.2㎝/sec 그리고 회중석에 대한 petroleum coke의 무게비 : 0.2 또한 회중석과 petroleum coke의 평균 직경은 각각 150.57㎛ 그리고 750.9㎛이다. 이러한 조건하에서 회중석 중의 텅스텐 성분이 95% 이상이 염소화되었다. Chlorination of tungsten from scheelite ore in a fluidized bed reactor has been investigated to develope tungsten extractive metallurgical process by the chlorination. All of the results in this experiment showed tungsten component could be sucessively chlorinated in a fluidized bed reactor. The proper conditions are as follows; reaction temperature : 900℃, reaction time : 20min, Cl_2 gas velocity 13.2㎝/sec and petroleum coke-to-scheelite ore weight ratio : 0.2. Also the mean diameters of scheelite and petroleum coke were 150.5㎛ and 750.9㎛ respectively. Under these conditions, over 95% of tungsten component in scheelite was chlorinated.

회중석 정광의 염소화에 의한 텅스텐 성분의 추출

엄명헌,이철태 ( Myeong Heon Um,Chul Tae Lee ) 한국공업화학회 1993 공업화학 Vol.4 No.1

염소화 공정을 통해 batch-boat system에서 회중석으로부터 텅스텐 성분을 추출하기 위해, 환원제인 탄소의 무게비, 반응온도, 반응시간, Cl_2 gas의 유량 그리고 시료입도와 같은 주요 반응 변수들에 대한 영향을 조사하였다. 이 염소화 공정들에 대한 적정조건들은 반응온도 700℃ 이상, 광물시료에 대한 탄소의 무게비 0.08, 반응시간 20분, Cl_2 gas의 유량 0.6ℓ/min, 광물시료의 입도 -200mesh였으며 위 조건하에서 광물중 99%의 tungsten성분이 추출되었다. 반응속도는 고온에서는 Cl_2 gas의 확산단계가, 저온에서는 화학반응단계가 속도결정단계로 보이며 각각의 단계에서 활성화 에너지는 고온 부분에서는 7.98㎉/㏖이며 저온 부분에서는 31.2㎉/㏖이었다. To extract the tungsten component from the scheelite by the chlorination process, effects of major variables such as the reducing agent, reaction temperature, reaction time, flow rate of the Cl_2 gas, and the particle size of the sample, were examined in the batch-boat system. The optimum conditions for this chlorination process were as follows ; reaction temperature above 700℃, carbon weight ratio to the scheelite 0.08, reaction time 20 min, flow rate of the Cl_2 gas 0.6ℓ/min, particle size of scheelite ore -200 mesh. Under the above conditions, 99% of tungsten component was extracted from scheelite ore. The diffusion step and chemical reaction step were the rate-determining steps at high and low temperature, respectively. Activation energy was 7.98㎉/㏖ at high temperature region and 31.2㎉/㏖ at low temperature one.

회중석의 염소화 생성물로부터 고순도 WO3 의 합성

엄명헌,박용성,이철태 ( Myeong Heon Um,Young Seong Park,Chul Tae Lee ) 한국공업화학회 1993 공업화학 Vol.4 No.4

본 연구는 유동층 반응기에서 회중석의 염소화 생성물인 텅스텐염화물로부터 고순도 tungsten oxide를 합성하기 위해 수행하였다. 텅스텐염화물은 용해시작 불과 1분 이내에 거의 완전히 H_20_2 용액에서 용해되었으며 적정용해조건은, H_2O_2의 농도 0.5%, 용해온도 15℃, 텅스텐 염화물 0.5g에 대한 H_2O_2용액의 양은 30㎖이었다. 이 조건하에서 얻어진 용해 생성물로부터 제조되어진 텅스텐 산화물은 순도 99.53%의 WO_3였다. In this study we developed the synthesis of high purity tungsten oxide from tungsten chlorides obtained by the chlorination of scheelite in a fluldized bed reactor. Within a minute of dissolution time, tungsten chlorides were almost dissolved in H_2O_2 solution. The proper dissolution conditions for the tungsten chlorides were as follows; H_2O_2 concentration 0.5%,dissolution temperature 15℃ and H_2O_2 amount to 0.5g tungsten chlorides 30㎖. Under above conditions, the tungsten oxide prepared from dissolved product was identified as WO_3 and the purity of WO_3 was 99.53%.

강유전성 티탄산바륨 극미립자의 수열합성과 그 유전특성 - 열처리에 의한 상전이 및 유전 특성 변화 -

엄명헌,이진식,이철태 ( Myeong Heon Um,Jin Sik Lee,Chul Tae Lee ) 한국공업화학회 1998 공업화학 Vol.9 No.6

불용성 촉매전극을 이용한 염색폐수의 전기화학적 처리

엄명헌(Myeong-Heon Um),하범용(Bum-Yong Ha),강학철(Hak-Chul Kang) 한국청정기술학회 2003 청정기술 Vol.9 No.3

순도가 향상된 금속급 실리콘 제조를 위한 산침출 연구

엄명헌(Myeong-Heon Um),하범용(Beom-Yong Ha) 한국산학기술학회 2017 한국산학기술학회논문지 Vol.18 No.11

다양한 산업에 사용되고 있는 금속급 실리콘(MG-Si, Metallurgical grade silicon)을 제조하기 위해 실리콘 원료 내 가장 많이 함유하고 있는 불순물인 알루미늄(Al) 및 철(Fe)을 제거하고자 산(Acid) 침출 실험을 수행하였다. 5가지 종류의 산(HCl, HF, H2SO4, HNO3, H3PO4)을 1, 2, 4, 6M로 조제하여 실리콘 원료에 반응시킨 결과, 1M 농도의 HF가 가장 우수한 Al 및 Fe 제거율을 나타내었으며 각각 97.9%와 95.2로 나타났다. 그러나 HF는 실리콘 부식 특성으로 인해 18% 가량의 수율 감소가 발생하였으며 이러한 수율감소를 최소화하기 위해 두 번째로 제거율이 우수하게 나타난 2M HCl과 혼합하여 실리콘 원료에 적용하였다. 혼합용액의 최적조건을 선정하기 위해 실험을 수행하여 80℃, 2시간의 침출 최적조건으로 결정되었으며 이 혼합용액의 적용 결과 Al 및 Fe 잔류농도가 각각 141 ppmw 및 93ppmw로 나타나 3N급의 순도를 갖는 금속급 실리콘을 제조하기에 매우 용이한 것으로 확인되었다. To manufacture MG-Si (Metallurgical grade silicon) for use in various industries, Acid leaching experiments were performed to remove aluminum (Al) and iron (Fe), which are the most common impurities found in the silicon raw material. The silicon raw material was reacted with five types of acids (HCl, HF, H2SO4, HNO3, H3PO4) at 1, 2, 4, and 6M; 1M HF showed the highest Al and Fe removal rates, 97.9% and 95.2%, respectively. HF, however, resulted in an 18% reduced yield due to the silicon corrosion properties. To minimize the yield reduction, 2M HCl, which has a second removal ratio result, was mixed with 1M HF and applied to the silicon raw material. The experiment was conducted to select the optimal conditions for the mixed solution, which were 80℃ and 2hr. Under the optimal conditions, the residual Al and Fe concentrations were 141 ppmw and 93 ppmw, respectively, and it very easy to produce MG-Si with 3N grade purity.

Sol-Gel법을 이용한 γ-Al₂O₃ 합성 시 EAcAc 첨가에 따른 구조적 특성 변화

엄명헌(Myeong-Heon Um),안성윤(Sung-Yun An),하범용(Beom-Yong Ha) 한국산학기술학회 2021 한국산학기술학회논문지 Vol.22 No.11

본 연구에서는 다른 종류의 알루미나 필름 제조시 첨가하여 안정적이고 균열형성을 제어할 수 있으며 겔 입자의 밀도를 높여주는 것으로 알려진 EAcAc(Ethyl acetoacetate, CH₃COCH₂COOC₂H5)를 졸-겔법을 이용한 γ-알루미나(γ-Al₂O₃) 제조에 첨가하여 그 구조적 특성변화를 확인하고자 하였다. 이를 위해 졸-겔법에 의해 Aluminum isopropoxide(AIP)을 출발물질로 하여 가수분해로 boehmite 졸을 제조한 후 건조 및 하소시켜 γ-알루미나를 제조하였다. 이러한 제조과정 중, 가수분해 이전에 Ethyl acetoacetate(EAcAc, CH₃COCH₂COOC₂H5)를 첨가하였으며 다양한 EAcAc의 몰비율(1:10, 1:25, 1:60, 1:120), 반응시간(5, 10, 17, 24 시간) 그리고 하소온도(400, 500, 600, 800℃)를 적용시키며 γ-알루미나 파우더를 제조한 결과, 1:25의 EAcAc 몰비율, 24 시간의 반응시간, 그리고 500 ℃의 하소온도에서 가장 높은 순도와 가장 작은 입자크기를 갖는 안정적 γ-알루미나가 생성되었다. 이렇게 최적조건에서 제조된 γ-알루미나에 대해 에너지분산형분광분석법(EDS), X선회절분석(XRD), 고분해능전자주사현미경(FE-SEM), 열중량분석기(TG-DTA) 그리고 푸리에변환적외선분광법(FT-IR) 등의 기기분석을 수행한 결과, 졸-겔법을 이용한 γ-Al₂O₃를 제조과정에서 최적 조건의 EAcAc의 첨가는 안정적인 γ-Al₂O₃ 제조와 더불어 입자크기의 감소, 순도의 향상에 기여하는 것으로 확인되었다. In this study, we confirm the structural properties change due to the addition EAcAc in alumina production using the sol-gel method. EAcAc is known to be stable, controlling the crack formation, and increasing the density of gel particles when added in the manufacture of various alumina films. In this study, a boehmite sol prepared by hydrolysis using aluminum isopropoxide (AIP) was used as a starting material for the sol-gel method. The boehmite preparation was followed by drying and calcining to prepare γ-alumina (γ-Al₂O₃). During this sol-gel process, Ethyl acetoacetate (EAcAc, CH₃COCH₂COOC₂H5) was added before hydrolysis at various EAcAc molar ratios (1:10, 1:25, 1:60, and 1:120), reaction times (5, 10, 17, and 24 hrs), and calcination temperatures (400, 500, 600, and 800 ℃) to prepare γ-alumina powder. The results suggested that under the conditions of EAcAc molar ratio of 1:25, reaction time of 24 hours, and calcination temperature of 500 °C stable γ-alumina with the highest purity and smallest particle size was produced. EDS, XRD, FE-SEM, TG-DTA, and FT-IR analysis were performed on the alumina powder manufactured under the above optimal conditions. It was confirmed from these studies that the addition of EAcAc during the production of γ-Al₂O₃ using the sol-gel method contributes to the stable production of γ-Al₂O₃, reduction of particle size, and improvement of purity.

졸-겔법을 이용한 γ-Al₂O₃ 합성 시 PVA와 HNO₃ 첨가에 따른 입자크기 제어

엄명헌(Myeong-Heon Um),김나은(Na-Eun Kim),하범용(Beom-Yong Ha) 한국산학기술학회 2019 한국산학기술학회논문지 Vol.20 No.11

세라믹 재료 중 알루미나(Al₂O₃)는 산업에서 널리 사용되는 세라믹 재료로서 최근의 기술발전에 따라 재료 크기가 작아지고 이에 따른 특성이 다양하여 그 중요성이 더해 가고 있다. 본 연구에서는 다양한 알루미늄 알콕사이드 중 Aluminum isopropoxide(AIP)를 출발 원료물질로 하여 졸-겔(Sol-Gel)법에 의해 가수분해 및 해교과정을 거쳐 boehmite 졸을 제조하고 이후 건조 및 하소시켜 γ-Al₂O₃를 제조하였다. 이러한 제조 과정 중 입자의 응집현상을 방지하기 위해 9,000 ~ 10,000, 31,000 ~ 50,000, 89,000 ~ 98,000, 130,000의 분자량을 갖는 4종류의 PVA(Polyvinyl alcohol)를 첨가하고 3종류 질산(0.1, 0.3, 0.5 몰비)을 첨가하여 입자에 미치는 영향을 확인하고자 하였다. 제조된 γ-Al₂O₃는 X선 회절분석기(XRD), X선 형광분석기(XRF), 입도분석기(PSA), 전계방사 주사전자현미경(FE-SEM) 등의 기기분석을 통하여 결정구조 및 조성, 입자크기, 그리고 입자형상을 확인하였다. 그 결과, 약 98.2 %의 순도를 갖는 γ-Al₂O₃가 합성되었으며 첨가되는 질산의 첨가비가 높을수록, 그리고 PVA 분자량이 클수록 입자크기가 감소하고 균일성이 높아지는 것을 확인할 수 있었다. 이러한 결과로부터, PVA와 질산의 첨가비 조절에 따라 γ-Al₂O₃의 제조공정 중 입자크기 제어가 가능할 것으로 사료된다. Alumina(Al₂O₃) is a ceramic material used in industry with a range of particle sizes and characteristics. In this study, a boehmite sol was prepared by a hydrolysis and peptizing process using the Sol-Gel method from aluminum isopropoxide (AIP). γ-Al₂O₃ was prepared by drying and calcining. To prevent particle agglomeration during the manufacturing process, four kinds of polyvinyl alcohol (PVA) with molecular weights of 9,000~10,000, 31,000~50,000, 89,000~98,000, and 130,000 were added and three concentrations of HNO₃ (0.1, 0.3, 0.5 molar ratio) were added to determine their effects on the particles. The crystal structure, composition, particle size and shape of the prepared γ-Al₂O₃ were confirmed through x-ray diffraction (XRD), x-ray fluorescence analyzer (XRF), particle size analyzer (PSA), and field emission scanning electron microscopy (FE-SEM). As a result, γ-Al₂O₃ with a purity of approximately 98.2% was synthesized, and the particle size decreased and the uniformity increased with increasing ratio of HNO₃ addition and PVA molecular weight. From these results, the particle size can be controlled during the manufacturing process of γ-Al₂O₃ by controlling the addition ratio of PVA and HNO₃.

고밀도 자기기록용 Ba-Ferrite 분말의 자기적 특성에 미치는 첨가제 (Co, Ti, Co-Ti)의 효과

엄명헌(Myeong-Heon Um),연제욱(Je-Uk Yeon),하범용(Beom-Yong Ha) 한국산학기술학회 2022 한국산학기술학회논문지 Vol.23 No.10

본 연구에서는 고밀도 자기기록용 Ba-Ferrite(BaFe12O19) 분말의 자기적 특성에 미치는 첨가제(Co, Ti, Co-Ti)의 효과를 알아보기 위해 Sol-Gel 방법을 이용하여 분말을 합성하였다. 이때 선행연구로부터 얻은 최적의 열처리 온도와 Fe/Ba의 몰 비를 적용하였으며 고밀도 자기기록용 분말에 적합한 Ba-ferrite 미립자를 제조하였다. 형성된 Ba-ferrite 상은 X선회절분석(XRD), 에너지분산형분광분석법(EDS) 측정을 통해 결정구조 및 단일 상의 합성 여부를 확인하였고, 진동시료형자력계(VSM)을 통해 코발트(Co), 티타늄(Ti), 코발트-티타늄(Co-Ti)를 첨가제로 사용한 Ba-ferrite의 보자력과 포화 자화 값을 비교하였다. 결과적으로, Ba에 대한 Fe의 몰 비가 10이고 열처리 온도가 900 ℃의 조건에서 합성된 Barium ferrite는 첨가제를 Co만 사용 시 보자력이 급격히 감소하였고, Ti만 사용 시 보자력이 유지되지만 포화 자화값이 감소하는 문제점이 발생하였다. 이를 보완하기 위해 Co-Ti를 첨가제로 사용한 결과 더 넓은 조성에서 큰 변화없이 포화 자화값이 유지되었고, 고밀도 자기기록매체에 사용할 수 있는 보자력 값인 (2.5 ~ 5.5) kOe를 가지는 Barium ferrite가 합성되었다. This study investigates the effect of additives (Co, Ti, Co-Ti) on the magnetic properties of Ba-ferrite (BaFe<SUB>12</SUB>O<SUB>19</SUB>) powder for high-density magnetic recording. The powder was synthesized using the Sol-gel method. Optimum heat treatment temperature and Fe/Ba molar ratio obtained from previous studies were applied at tins time, and Ba-ferrite particles suitable for high-density magnetic recording powder were prepared. The prepared Ba-ferrite powder was analyzed for crystal structure and single-phase synthesis using an X-ray diffractometer (XRD) and energy dispersive X-ray spectrometer (EDS). The coercive force and saturation magnetization values of Ba-ferrite using cobalt (Co), titanium (Ti), and cobalt-titanium (Co-Ti) as additives were compared through a vibrating sample magnetometer (VSM). Results revealed that the barium ferrite synthesized under the conditions Ba/Fe molar ratio 10 and a heat treatment temperature of 900°C had a sharply decreased coercive force when only Co was used as an additive. However, although the coercive force was maintained when only Ti was the additive, the saturation magnetization value decreased. To compensate for this, Co-Ti was applied as an additive; the saturation magnetization value was maintained without significant change in the broader composition. The resultant barium ferrite synthesized had a coercive force value of (2.5 ~ 5.5) kOe that can be used for high-density magnetic recording media.