액막법을 이용한 습식인산중의 우라늄(Ⅵ) 회수에 관한 실험적 고찰(1)

김광욱,박현수,유재형 한국화학공학회 1985 Korean Chemical Engineering Research(HWAHAK KONGHA Vol.23 No.4

습식인산 중에 존재하는 소량의 우라늄을 담체로서 D₂EHPA와 TOPO를 함유한 W/O/W형태의 액막에 의하여 회수하였다. D₂EHPA와 TOPO에 의한 우라늄 추출은 발열반응인 반면에 역추출은 흡열반응이었으며 반응열은 역추출쪽이 더 큰 값을 나타내었다. 액막에 의한 물질전달은 확산 뿐만 아니라 역추출 과정도 율속단계임을 보였다. 본 연구의 실험변수로 사용된 계의 온도, 계면활성제의 농도, 교반속도, W/O비율, 담체의 농도, HF의 농도 등은 물질전달 속도 뿐만 아니라 액막의 안정성에도 영향을 미치므로 이 두 조건을 동시에 만족시킬 수 있는 최적 실험조건을 규명하였다. Experimental investigation was performed on the recovery of uranium (VI) from Wet Process Phosphoric Acid by the novel liquid surfactant membrane with carrier mediated counter transport mechanism through batch operation. The membrane carrier used were D₂EHPA and TOPO showing the synergistic effect. The extraction of uranium (VI) was an exothermic reaction and the stripping of urnaium complex was an endothermic reaction. The various experimental variables such as temperature of system, concentration of surfactant, stirring speed, W/O ratio, concentration of carrier, concentration of HF had to be properly controlled in order to maintain the membrane stability and the recovery efficiency of uranium. In the transfer riechanism of uranium (VI), both diffusion and stripping reaction were rate controlling steps. By use of ICP-Emission Spectroscopy as an analysis instrument, the efficiency of recovery and membrane breakage were simultaneously measured.

고밀집 섬유 집합체를 이용한 정적 액 - 액 추출 장치의 이론적 해석

김광욱,변기호,이일희,유재형,박현수 ( Kwang Wook Kim,Kee Hoh Byeon,Eil Hee Lee,Jae Hyung Yoo,Hyun Soo Park ) 한국공업화학회 1997 공업화학 Vol.8 No.3

본 연구에서는 고밀집 섬유체에 의한 정적 액-액 접촉기에 대한 이론적 모델링을 통하여 섬유체 접촉기 내부에서의 물질 이동과정과 각 상에서의 축 방향 농도분포 해석이 수행되었고, 여러 운전 조건하에서 출구 농도를 예측하여 실험치와 비교하였다. 본 섬유체 액-액 추출기는 그 구조적 특성 때문에 축 방향 분산이 없는 플러그 흐름 모델로 완벽하게 묘사될 수 있었으며 data fitting을 통해 결정되어 모델식에 적용된 물질전달 계수와 섬유체 추출기 축 방향 단위 길이 당 물질전달 면적의 곱의 항인 k_a^σ은 그 섬유체 추출기의 고유 특성 값으로 사용될 수 있었고, 그 값은 약 0.0327cm2/sec이었다. Mass transfer mechanism and concentration profiles in the axial direction at each phase were analyzed and simulated by a theoretical modeling on a liquid-liquid static contactor using highly packed fiber bundle. The concentrations at the end of the fiber extractor calculated at several operational conditions were compared with e~cperimental results. The fiber extractor could be completely predicted by a plug flow model without axial dispersion. A paramter used in the model equations, k_a^σ called the product of mass transfer coefficient and mass transfer area per unit length of the fiber extractor in the axial direction, which was determined by a curve-fitting, was confirmed to be a unique characteristic value of the fiber extractor, and was about 0.0327 cm2/sec.

원전 중대사고 시 발생 폐액에 함유된 극미량 방사성 금속 핵종의 증류수와 해수에서 응집 제거 특성 비교

김광욱,백예지,이근영,김형주,이일희,정동용,문제권 한국방사성폐기물학회 2015 한국방사성폐기물학회 학술논문요약집 Vol.13 No.1

수직형 순환식 수은 모세관 다발체 전극 전해계의 개발과 그 특성 연구

김광욱,이일희,신영준,유재형,박현수 ( Kwang Wook Kim,Eil Hee Lee,Young Joon Shin,Jae Hyung Yoo,Hyun Soo Park ) 한국공업화학회 1996 공업화학 Vol.7 No.2

본 연구에서는 고밀집 섬유다발체 내에 수은과 금속이온을 함유한 수용액을 동시에 주입시켜 최소 공간에서 최대한의 수은전극 면적을 갖는 수직형 순환식 수은 모세관 다발체 전극 전해반응 장치가 개발되었다. 이 장치의 특성과 안정성을 평가하기 위해 수은과 수용액의 유량 변화에 따른 철(III)과 우라늄(VI)이온의 환원 voltammogram이 측정되었다. 수용액의 유속은 장치 내 전해반응에 큰 영향을 미쳤으며, 잘 발달된 한계전류를 얻기 위해서는 정밀한 유속조절이 필요하였다. 측정된 voltammogram의 한계전류는 수용액 유속에 선형적으로 비례하였으며, 한계전류를 보이는 전위에서 연속적으로 우라늄(VI)과 철(III) 이온을 100% 환원시킬 수 있었다. 고밀집 섬유집합체 내에서 수은이 모세관 연속체를 유지하는데 필요로 하는 수은유속 이상에서는 수은유속의 변화는 장치 내의 전해반응에 큰 영향을 미치지 않았다. 본 연구에서 개발된 수직형 순환식 수은 모세관 다발체 전극 전해계는 정확히 제어되는 수용액 유량조건에서 수용액 내의 금속이온의 산화수 상태 및 농도의 연속적인 분석 및 전해반응 기구 해석에 효과적으로 사용될 수 있음을 알 수 있었다. An electrolysis system with a vertically circulating mercury capillary bundle electrode was developed with a very large electrode area in a minimum space. This system was operated by forcedly feeding mercury and aqueous solution containing metal ion into a fiber bundle packed densely within a small porous glass tube. In order to test the characteristics and stability of the electrolysis system, the reduction voltammograms of uranyl and ferric ions were measured with changes of the mercury flow rate and the aqueous flow rate. The aqueous flow rate had a large effect on the electrochemical reaction of metal ion occurring at the interface between the mercury and the aqueous solution and had to be regulated as an appropriate value to have a good limiting current shape. The limiting current was linearly proportional to the aqueous flow rate, and complete reductions of uranyl and ferric ions were rapidly and continuously accomplished at the potential showing limiting current. With a mercury flow rate high enough to keep a capillary continuum of mercury in the fiber bundle, the mercury flow rate had almost no effect on the electrochemical reaction. This system was confirmed to be effective and stable enough to control rapidly and continuously the oxidation state of metal ions fed into the system under an appropriate aqueous flow rate.

수출이 환경성과에 미치는 영향에 관한 연구 : 한국의 주요 산업단지를 중심으로

김광욱,황석준 한국경제통상학회 2014 경제연구 Vol.32 No.4

The purpose of this paper is to measure the eco-efficiency indexes of 58 Korea industrial complexes(national 19, regional 39) and to figure out the impact of exports on environmental performances in the process of expansion of negotiating free trade agreements. According to empirical results using directional distance function of data envelopment analysis, this paper shows the district differences among decision making units from the perspective of eco-efficiency scores. In addition, this research tries to estimate the effect of export ratio in total production on the change in eco-efficiency index and find out the positive relationship between two variables with a statistically significant estimate. This result means that environmentally-efficient production units have been developed with the expansion of free trade during the period from 2008 to 2011. This paper also found that national industrial complexes which are more extensive and capital-intensive have largely experienced the effects of economy of scale and environmental-friendly production in the production of pollution-intensive industries. 한국의 산업단지는 한국 제조업 성장의 요람이며 성장과 환경의 양면성을 극명하게 보여주는 상징적인 공간이다. 최근 대⋅내외적 산업환경의 급격한 변화와 친환경적이고 지속가능한 생산단지로의 변화요구 등으로 인해 산업단지에 대한 새로운 운영효율지표를 분석할 필요성이 높으며 이에 본 연구는 자료포락분석의 방향거리함수를 적용하여 한국의 주요 58개 산업단지의 생태효율성을 추정한다. 나아가 FTA와 같은 자유무역의 확산이 실제 산업단지에 미치는 환경적 효과를 분석하기 위해 추가적인 계량분석을 시도한다. 분석결과 국가산업단지와 일반산업단지의 구분에 따라 생태효율성 수준이 다소 상이하게 계측되었으며 이는 각 산업단지의 산업구조형태 및 생산단위당 오염물질 배출량 등의 차이에서는 오는 결과로 예측할 수 있다. 먼저 국가산업단지에서는 규모의 경제효과에 의한 생태효율성의 향상이 표출된 반면 일반산업단지에서는 공해산업의 생산활동에 따른 생태효율성의 하락을 확인할 수 있었다. 한편 국제무역의 확산에 따른 산업단지의 수출량 증가는 국가⋅일반산업단지 모두에서 생태효율성과 양(+)의 관계를 보이며 수출생산으로 인한 생산효율 및 저감효율의 향상이 주요인으로 판단된다.

Analysis of a Two-Phases System of Mass Transfer and Electro-Reduction of Uranium(VI) in Nitric Acid-Hydrazine Media

김광욱,유재형,박현수,김종득,청류수부,길전선행,Kim, K.W.,Yoo, J.H.,Park, H.S.,Kim, J.D.,Aoyagi, H.,Yoshida, Z. Korean Nuclear Society 1995 Nuclear Engineering and Technology Vol.27 No.2

Simulation for a dynamic analysis of the electrolytic preparation of U(IV) in two-phases system, which consisted of mass transfer of U(VI) from TBP phase into HNO$_3$ solution and electrolytic re-duction of U(VI) to U(IV) at a cathode in aqueous phase, was carried out in order to establish the most suitable operating condition and best electrode area as basic design data for the system. It was found that maintaining an appropriate mass transfer rate was more significant rather than enlarging the surface area of the cathode for more effective production yield of U(IV). The electrode area and the operation time affected deeply the production composition of U(IV) in the resulting aqueous phase. And optimal electrode areas ore evaluated to meet production criteria of U(IV) of resulting solution in several system conditions. Though about 0.37M HNO$_3$ was preferable to prepare the solution of U(IV), nitric acid concentration should be higher than 0.5M to prevent a hydrolysis of U(IV) in the aqueous phase. TBP 유기상으로 부터 질산용액으로 U(VI)의 물질 이동과 그 질산용액에서 U(VI)의 U(IV)으로 전해 환원과정을 갖는 두 상으로 구성된 계에서 U(IV)을 전해적인 방법으로 생산하기 위해 필요한 기본설계 자료로서의 운전조건 및 전극면적 계산을 위한 계의 수치해석이 수행되었다. 효과적인 U(IV)의 생산수율을 위해서는 적절한 물질전달 면적을 유지시키는 것이 전극면적을 증가시키는 것보다 중요하였으며, 전극면적과 운전시 간은 최종 수용액의 U(IV) 조성에 큰 영향을 주는 것을 알 수 있었다 또한 여러 계의 조건에서 최종 용액의 U(IV) 생산 조건을 만족시키기 위한 최적 전극면적이 계산되었다. 수용상의 최적 질산 농도는 U(IV) 생산만을 위해서는 약 0.37M이나, 용액중의 U(IV)의 가수분해를 방지하기 위해 최소한 0.5M을 유지해야 함을 알 수 있었다.

Effect of experimental conditions on photocatalytic efficiency in TiO₂powder slurry systems

김광욱,Sang-Hee You,Sam-Sik Park,Gi-Hyeon Kang,배원태,신동우 한양대학교 세라믹연구소 2008 Journal of Ceramic Processing Research Vol.9 No.5

The photocatalytic efficiencies of three commercially-available TiO2 samples were evaluated and compared for TiO2 powder dispersed systems with respect to several experimental variables such as pH, types and concentrations of cation and anion ions, dissolved oxygen, UV, and target organics to be photo-catalytically decomposed. All the TiO2 samples of P-25, NT-C, NT-20 showed a significant dependence of the photocatalytic efficiency on pH and exhibited higher photocatalytic efficiency in the pH range between 5 and 7. The water used for the preparation of the TiO2 slurry also affected the photocatalytic efficiency of the TiO2 samples presumably due to a few cation ions existing in the water. The degree of oxygen content dissolved in the slurry enhanced the photocatalytic efficiency by its role as an electron scavenger. The effect of several anions except Cl− and SO4 −2 on the photocatalytic efficiency varied depending on their concentrations and source of TiO2 powder. The photocatalytic properties of TiO2 samples varied significantly depending on the key experimental conditions applied to the TiO2 slurry. In the photocatalytic decomposition of organics, any particular TiO2 sample did not always show a better efficiency than other sources of TiO2 powder.

고밀집 섬유 집합체에 의해 유도된 모세관 현상을 이용한 정적 액 - 액 접촉장치의 개발과 그 특성 연구

김광욱,변기호,이일희,유재형,박현수 ( Kwang Wook Kim,Kee Hoh Byeon,Eil Hee Lee,Jae Hyung Yoo,Hyun Soo Park ) 한국공업화학회 1996 공업화학 Vol.7 No.4

본 연구에서는 고밀집 섬유 다발체 내에 수용상과 유기상을 동시에 주입시켜 나타나는 모세관 현상을 이용하여 최소 공간에서 최대한의 물질 전달 면적을 갖게 한 정적 액-액 접촉 장치가 개발되었다. 이 장치의 특성과 안정성을 평가하기 위해 TBP와 우라닐 이온을 함유한 질산계의 연속 추출 실험이 수행되었으며, 추출 성능은 동일 상비 조건에서 수행된 회분식 성능과 동일하였다. 초기 수용액에 대한 추출 수율을 증가 시키기 위해서는 일정한 수용액 유속에서 유기상의 유속 증가가 필요하였고, 같은 상비 조건의 회분식의 추출수율을 갖기 위해서는 수용액이 장치 내에서 일정한 체류 시간을 유지해야함을 알 수 있었고 본 추출계에서는 약 1.9분이 필요함을 알 수 있었다. 본 연구에서 개발된 고 밀집 섬유체 접촉기는 안정성과 재현성이 뛰어 났으며, 일반 물질 분리용 뿐만 아니라, 액-액계면 넓고 안정되어 있어 용매 추출 속도론 해석에도 사용될 수 있음을 확인할 수 있었다. A new static contactor using capillary phenomena induced by a highly packed fiber bundle was developed for the solvent extraction. When two immiscible phases being cocurrently and forcedly fed into the packed fiber bundle, the contactor brings about a very large liquid-liquid contact area for mass transfer within a small definite space without any turbulence and drop phenomena. In order to test the characteristics and stability of the static contactor system, continuous extraction experiments of TBP-uranyl ion-nitric acid system were done and compared with the batch extraction experiment of the same chemical system. The performance of the static contactor were the same as that of the ideal batch extractor with the same extraction condition. For the increase of the extraction yield by the contactor, the increase of organic flow rate was required at a fixed aqueous flow rate, and a certain residence time of the aqueous phase flow within the contactor system had to be maintained to meet the performance of the batch system of the same phase ratio. The residence time in the case of TBP-uranyl ion-nitric acid system was about 1.9 minutes. This system was confirmed to be effective and stable enough for purposes of the kinetic study of solvent extraction as well as the mutual separation and purification of ordinary materials because of good reproducibility and the stable and large static liquid-liquid contact area.

환형동물(지렁이) 열수 추출물의 면역활성 효과

김광욱,변의홍 공주대학교 자원과학연구소 2019 자원과학연구 Vol.1 No.2

This present study was to demonstrate the immunological effect of annelida (Lumbricus rubellus) water extract on various immune cell models (bone-marrow derived macrophage and mouse splenocyte). Annelida water extracts are treated in the bone-marrow derived macrophage (BMDM) and splenocyte from mouse, and it was not found the cytotoxicity in dose below than 250 μg/mL. Cytokine (Tumor necrosis factor alpha; TNF-α, Interleukin-6; IL-6, Interleukin-1β; IL-1β) production activity tested in the BMDM was significantly increased by treatment of annelida water extracts. Cell surface marker (CD 80/86) mediated with immune cell activation was highly increased by treatment of extracts. Similarly, cytokine production activity in splenocyte, annelida water extracts treatment significantly increased the Th1 type of cytokines (Interferron-γ; IFN-γ) production, but not affected the Th2 type cytokines (Interleukin-4; IL-4) production. Therefore, these results suggest that water extract from annelida may be a powerful candidates for maintaining the immune system.

후쿠시마 원전사고와 같은 재난적 원전사고에서 발생하는 대용량 고염 방사성 폐액 처리를 위한 방사성 핵종의 복합응집 침전연구

김광욱,백예지,이근영,소지양,박민성,이일희,정동용,문제권 한국방사성폐기물학회 2014 한국방사성폐기물학회 학술논문요약집 Vol.2014 No.05