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        분말야금을 위한 타이타늄 제련기술 현황

        손호상 한국분말야금학회 2021 한국분말야금학회지 Vol.28 No.2

        Titanium is the ninth most abundant element in the Earth's crust and is the fourth most abundant structural metal after aluminum, iron, and magnesium. It exhibits a higher specific strength than steel along with an excellent corrosion resistance, highlighting the promising potential of titanium as a structural metal. However, titanium is difficult to extract from its ore and is classified as a rare metal, despite its abundance. Therefore, the production of titanium is exceedingly low compared to that of common metals. Titanium is conventionally produced as a sponge by the Kroll process. For powder metallurgy (PM), hydrogenation-dehydrogenation (HDH) of the titanium sponge or gas atomization of the titanium bulk is required. Therefore, numerous studies have been conducted on smelting, which replaces the Kroll process and produces powder that can be used directly for PM. In this review, the Kroll process and new smelting technologies of titanium for PM, such as metallothermic, electrolytic, and hydrogen reduction of TiCl4 and TiO2 are discussed.

      • KCI등재
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        TiO<sub>2</sub> 제조를 위한 일메나이트 처리기술 현황

        손호상,정재영,Sohn,,Ho-Sang,Jung,,Jae-Young 한국자원리싸이클링학회 2016 資源 리싸이클링 Vol.25 No.5

        타이타늄은 지각 구성원소 중 아홉 번째로 풍부한 원소이며, 철과 밀접한 관계를 가지고 있다. 타이타늄 광석으로부터 안료급의 $TiO_2$나 금속 타이타늄 제조를 위한 순수한 $TiCl_4$를 제조하기 위해서는 일메나이트 중에 함유되어 있는 철 성분을 제거하여야 한다. 본 연구에서는 합성 루타일과 $TiO_2$를 제조하는 여러 가지 프로세스를 비교하여 고찰하였다. 대부분의 프로세스는 건식야금과 습식야금을 조합한 것이며, 이러한 프로세스에서는 상당한 량의 철염, 철 산화물 및 폐산이 발생하고 있다. 따라서 일메나이트를 처리하기 위한 새로운 프로세스를 개발하기 위해서는 폐산의 재이용과 철 부산물의 유가 자원화가 중요하다. Titanium and iron are closely related in nature, although titanium is the ninth most abundant element in the Earth's crust. Iron in titanium ores must be removed for use as feedstocks in the manufacture of titanium dioxide pigments and pure $TiCl_4$ for metal titanium. In this study, various beneficiation processes of ilmenite for production of $TiO_2$ have been reviewed and compared. Most of these processes involve a combination of pyrometallurgy and hydrometallurgy. These beneficiation processes of ilmenite generate considerable quantities of wastes primarily in the form of iron salt, iron oxide and acidic effluents. Therefore, it is important that recovery of acid value from waste and conversion of iron bearing waste to useful materials for development of new beneficiation processes of ilmenite.

      • KCI등재

        타이타늄의 리사이클링 기술 현황

        손호상 한국자원리싸이클링학회 2021 資源 리싸이클링 Vol.30 No.1

        Titanium is the fourth most abundant structural metal, after aluminum, iron, and magnesium. However, it is classified as a ‘rare metals', because it is difficult to smelt. In particular, the primary titanium production process is highly energy-intensive. Recycling titanium scraps to produce ingots can reduce energy consumption and CO2 emissions by approximately 95 %. However, the amount of metal recycled from scrap remains limited of the difficulty in removing impurities such as iron and oxygen from the scrap. Generally, high-grade titanium and its alloy scraps are recycled by dilution with a virgin titanium sponge during the remelting process. Low-grade titanium scrap is recycled to ferrotitanium (cascade recycling). This paper provides an overview of titanium production and recycling processes. 타이타늄은 구조용 금속 중 알루미늄, 철, 마그네슘에 이어서 네 번째로 풍부한 금속이지만, 금속으로의 제련이 어려워 희소금속으로분류되고 있다. 특히 타이타늄의 제련공정은 에너지 다소비형 공정이다. 타이타늄 스크랩으로 잉곳을 제조하면 에너지 소비량과 CO2 발생량을 약 95 %까지 절감할 수 있다. 그러나 스크랩 중의 철분과 산소 등의 불순물을 제거하기 어려워 리사이클링 되는 양은 한정되어 있다. 일반적으로 고품위 타이타늄 스크랩은 순타이타늄 스펀지의 재용해 공정에 투입하여 희석하고, 저품위 스크랩은 페로타이타늄 제조용 원료로 사용되고 있다. 본 논문에서는 이러한 타이타늄의 리사이클링 기술을 이해하기 위해 타아타늄의 제련기술과 리사이클링 기술에 대하여 고찰하였다.

      • KCI등재

        용융 동 맷트의 탈황반응 속도에 관한 연구

        손호상,福中康博 대한금속재료학회 2003 대한금속·재료학회지 Vol.41 No.1

        Copper matte with 59% Cu and 22.6% S in weight ratio was oxidized at 1523K by bubbling of Ar+O_2 gas through a submerged nozzle. The effects of oxygen partial pressure and flow rate of gas on the oxidation rate of matte were discussed. The desulfurization rate and evolution rate of SO_2 gas of copper matte were significantly influenced by the oxygen partial pressure. However, the dependence of gas flow rate on the desulfurization rate and evolution rate of SO_2 gas were confounded. The desulfurization rate and evolution rate of SO_2 gas of copper matte were described by the mass transfer rate through the gas film around the rising gas bubbles. The calculated results reasonably reflect the observed values of the desulfurization rate at the initial stage of blowing.

      • KCI등재

        제강분진의 건식 처리기술 현황

        손호상,Sohn,,Ho-Sang 한국자원리싸이클링학회 2018 資源 리싸이클링 Vol.27 No.2

        전기로 제강분진은 아연, 연, 철의 2차자원으로서 매우 중요하다. 또한 제강분진의 리싸이클링은 분진 중에 함유되어 있는 증금속 성분 등의 유해원소에 의한 환경문제의 처리에 유용한 방법이다. 본 조사는 기존의 전기로 제강분진을 처리하는 방법의 개선이나 새로운 처리방법의 개발을 위해 건식처리 방법에 대하여 알아보았다. 상업중인 처리방법은 노의 형상 등에 따라 로터리 킬른형, 회전노상형, 샤프트형, 용융환원로형 등으로 구분할 수 있었다. 이러한 처리에서의 생성물은 ZnO와 환원철 또는 슬래그이다. 제강분진으로부터 ZnO를 만드는 기구는 탄소 열환원과 공기에 의한 아연증기의 산화에 의한 것이다. EAF (Electric arc furnace) dust is an important secondary resource such as zinc, lead, and iron. Recycling of EAF dust is benefit to solving disposal and environmental problems caused by the heavy metals entrained in the dust. In this study, pyrometallurgical treatment technology of EAF dust reviewed for the improvement of conventional process and development of new process. The existing technologies categorized into four groups: those by rotary kiln process, rotary hearth furnace (RHF) process, shaft type process, and reduction smelting process. The product of these processes are ZnO and Fe or slag as a waste. Their mechanisms for the production of ZnO from EAF dust were carbothermic reduction and oxidation of zinc gas with air.

      • KCI등재

        알루미늄의 리사이클링 기술

        손호상 한국자원리싸이클링학회 2019 資源 리싸이클링 Vol.28 No.2

        Aluminum is the most abundant metal and the second most plentiful metallic element in the earth's crust, after silicon. Aluminum is a light, conductive, and corrosion resistant metal with strong affinity for oxygen. However, the primary aluminum production process is highly energy intensive. The recycling of aluminum scrap reduces the energy consumption and environmental burden, comparing to the primary metal production. However, the amount of the recovered metal from scrap is limited because of the difficulties to remove the impurities in the scrap. This work provides an overview of the aluminum production and recycling process, from the preparation of alumina to the scrap upgrading and the melting process. 알루미늄은 지각 구성 원소 중 실리콘에 이어 두 번째로 풍부한 금속원소이다. 알루미늄은 가볍고, 전기전도도가 우수하고, 내식성이 우수하지만 산소와의 친화력이 강한 특성을 가지고 있다. 그러나 알루미늄의 1차 지금을 제조하기 위해서는 다량의 에너지를소비한다. 한편 알루미늄 스크랩을 리사이클링하면 1차 지금 생산과 비교하여 에너지 및 환경부하를 저감할 수 있다. 그러나 알루미늄 스크랩 중의 불순물 제거가 곤란하여 재생되는 양은 한정되어 있다. 본 논문에서는 알루미나의 제조부터 스크랩 처리 및 용융까지의 알루미늄 생산 및 리사이클링 공정에 대하여 고찰하였다.

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