반회분식 반응기에서 란타늄 옥살레이트 결정화에 미치는 조업 조건의 영향 = Effects of operating conditions on the crystallization of lanthanum oxalate in semi-batch reactor

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

On the reaction crystallization of lanthanum oxalate effects of operation conditions of impeller speed, concentration and feed rate of reactant, and reaction temperature on the nucleation and growth of crystals were investigated experimentally. In general, at low supersation the analysis of crystallization processes is relatively clear. However, at high wupersaturation, which is usually applied in industrial crystallization, the processes are exhibited in much complication. In this study the lanthanum oxalate was crystallized by the reaction crystallization of high concentration of lanthanum chloride and oxalic acid in single-jet semi batch reactor. Agitation of solution and suspension in the reactor influenced to enhance the reaction process and crystal growth process which gave opposite effect on the crystallization of lanthanum oxalate. In our experiment since increase of impeller speed gave more influence on the reaction process rather than on the crystal growth process, the supersaturation concentration increased with increase of impeller speed, then resulted in decrease of mean crystal size. By the same effect of reactant concentration and feed rate, the decrease of mean crystall size of lanthanum oxalate was observed with increasing the reactant concentration and feed rate. In case of increasing reaction temperature, the mean crystal size increased. The morphology of lanthanum oxalate crystal was not changed within the variation ranges of the operation conditions which were applied in our experiment.

국문 초록 (Abstract)

란타늄 옥살레이트 반응성 결정화에서 교반속도, 반응물의 농도 및 주입속도 그리고 반응온도 등이 결정입자의 생성 및 성장에 미치는 영향에 대해 실험적으로 조사하였다. 일반적으로 낮은 과포화 농도에서 결정화 연구를 수행하면 현상의 분석이 비교적 분명하나 실제 결정화 공정에서와 같이 높은 과포호 농도에서는 결정화 현상이 매우 복잡하게 나타난다. 본 실험에서는 높은 농도의 염화 란타늄과 옥살산 반응물을 single-jet 반회분식 반응기에서 반응시켜 란타늄 옥살레이트의 결정화를 유도하였다. 교반속도의 증가는 란타늄 옥살레이트의 결정화 과정에서 반응물의 반응속도와 결정의 입자 성장을 촉진하는 방향으로 영향을 미치게 된다. 서로 상반되는 효과를 나타내는 두 과정 중에서 교반속도가 반응물의 반응속도에 더 많은 영향을 미침으로서 교반속도의 증가에 따라 용액의 과포화가 증가되며 따라서 결정의 평균입자 크기가 감소하는 경향을 나타내었다. 반응물의 농도 및 주입속도의 증가에서도 이와 같은 효과에 의해 결정 입자 크기가 감소하는 경향을 보여주었다. 반응온도를 증가시키는 경우에는 결정 평균 입자 크기가 증가하는 것으로 나타났다. 본 실험에서 행한 조업 조건의 변화 범위내에서는 결정의 모양 변화가 나타나지 않았다.