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- 저자 : 손호상 (검색결과 179 건)
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손호상,Sohn, Ho-Sang 한국자원리싸이클링학회 2021 資源 리싸이클링 Vol.30 No.2
Nickel is widely used due to its excellent toughness, malleability and enhanced corrosion resistance. Therefore, nickel is indispensable in our daily lives, and it is widely used in basic to advanced applications such as stainless steel, super alloys and electronic devices. Recently, nickel has been widely used as the major material in secondary batteries and capacitors. The use of nickel continues to rise and has increased from 800 thousand tonnes per year worldwide in the 1970s to about 2 million tonnes in the 2010s. However, nickel is a representative rare metal and ranks 23rd among the abundant elements in the earth's crust. This study reviews the current status of the nickel smelting processes as well as the trend in production amount and use. Nickel is extracted by a wide variety of smelting methods depending on the type of ore. These smelting methods are essential for the development of new recycling processes that can extract nickel from secondary nickel resources.
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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.
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손호상 한국자원리싸이클링학회 2020 資源 리싸이클링 Vol.29 No.5
마그네슘은 구조용 금속 중 알루미늄과 철에 이어 세 번째로 풍부한 금속이다. 또 마그네슘은 범용 금속 중 가장 가벼운 금속으로, 밀도가 알루미늄보다 33 %, 철보다 77 % 낮다. 마그네슘 1차 지금을 생산하기 위해서는 다량의 에너지를 소비하지만, 마그네슘 스크랩을리사이클링하면 1차 지금 생산과 비교하여 에너지 및 환경부하를 저감할 수 있다. 그러나 마그네슘 스크랩 중의 불순물 제거가 곤란하여재생되는 양은 한정되어 있다. 본 논문에서는 마그네슘의 1차 지금 생산 및 리사이클링 공정에 대하여 고찰하였다. Magnesium is the third most abundant structural metal after aluminum and iron. Magnesium is the lightest metal in the common metals. It has a density 33 % less than aluminum and 77% lower than steel. However, the primary magnesium production process is highly energy intensive. The recycling of magnesium scrap reduces the energy consumption and environmental burden, comparing to the primary metal production. However, the amount of recovered metal from scrap is limited because of the difficulties to remove the impurities in the scrap. This work provides an overview of the magnesium production and recycling process.
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손호상,Sohn, Ho-Sang 한국자원리싸이클링학회 2020 資源 리싸이클링 Vol.29 No.4
Titanium sponge is industrially produced by the Kroll process. In order to understand the importance of the emerging smelting and recycling process, it is necessary to review the conventional production process of titanium. Therefore this paper provides a general overview of the conventional titanium manufacturing system mainly by the Kroll process. The Kroll process can be divided into four sub-processes as follows: (1) Chlorination of raw TiO<sub>2</sub> with coke, by the fluidized bed chlorination or molten salt chlorination (2) Magnesium reduction of TiCl<sub>4</sub> and vacuum distillation of MgCl<sub>2</sub> and Mg by reverse U-type or I-type with reduction-distillation integrated retorts (3) Electrolysis process of MgCl<sub>2</sub> by monopolar cells or multipolar cells to electrolyze into chlorine gas and Mg. (4) Crushing and melting process in which sponge titanium is crushed and then melted in a vacuum arc furnace or an electron beam furnace Although the apparatus and procedures have improved over the past 80 years, the Kroll process is the costly and time-consuming batch operation for the reduction of TiCl<sub>4</sub> and the separation of MgCl<sub>2</sub>.
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손호상,Sohn Ho-Sang 한국자원리싸이클링학회 2002 資源 리싸이클링 Vol.11 No.6
내경 2.8cm, 높이 65cm의 반응관을 이용하여 1000∼1400 K에서 산소-질소 혼합 가스류 중을 낙하하는 동정광 입자의 1차원 비등온 산화반응의 초기거동에 대하여 검토하였다. 동 정광은 반응관을 낙하하면서 매우 빠르게 산화 용융되었다. 입자 온도는 미 반응핵 모델과 가스-입자간의 물질전달 및 가스-입자-관벽 사이의 열전달을 조합하여 계산하였다. 계산에 의한 입자 온도는 반응관 상단에서 20∼30cm의 위치에서 최고온도에 도달하였으며, 고 산소분압에서는 약 1700 K에 도달하였다. 산소분압이 0.2 atm 이상인 경우 대부분의 입자는 용융되었다. Copper concentrate particles were fed from the top of vertical reaction tube of 2.8 cm ID and 65 cm long with an $O_2$-$N_2$ gas mixture. The reaction tube was heated to 1000 K to 1400 K. The copper concentrate particles were very rapidly oxidized and melted down during their descent in the reaction tube. The particle temperature were calculated by combining an unreacted core model, mass transfer between gas and particles, and heat transfer between gas, particles and tube wall. The particle temperature reached its maximum at the height of 20 to 30 cm from the top of the reaction tube, and it attained about 1700 K at higher oxy-gen partial pressure. The most particles were melted at the oxygen partial pressure above 0.2 atm.
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Ar+H<sub>2</sub> 혼합(混合)가스에 의한 MoO<sub>3</sub>의 MoO<sub>2</sub>로의 환원거동(還元擧動)
손호상,이향준,박종일,Sohn, Ho-Sang,Yi, Hyang-Jun,Park, Jong-Il 한국자원리싸이클링학회 2011 資源 리싸이클링 Vol.20 No.4
$MoO_3$ 분말을 723 K ~ 873 K에서 Ar+$H_2$ 혼합기체를 이용히여 수평관상로에서 $MoO_2$로 훤원하였으며, 반용속도를 배가스 중의 상대습도를 측정하여 계산하였다. 반응속도는 수소가스 분압과 반응속도에 따라 현저하게 증가하였다. 환원 반응초기에 $H_2O$의 발생속도가 급격하게 증가하였으며, 시간의 경과에 따라 배가스 중의 $H_2O$ 분압은 급격하게 감소하였다. 이 시기에 환원 반응율은 직선적으로 증가하였다. 환원반응 초기의 $MoO_3$에서 $MoO_2$로의 환원반응의 활성화 에너지는 73.56 kJ/mol로 계산되었다. $MoO_3$ powders were reduced to $MoO_2$ under Ar+$H_2$ gas mixture in a tubular furnace at temperature range 723~873 K. Reaction rate was quantitatively deduced by measuring relative humidity of off gas. Observed reaction rate increased significantly with hydrogen partial pressure and reaction temperature and the rate of $H_2O$ evolution increased drastically during the initial period of reduction. As reduction proceeded, however, $H_2O$ partial pressure decreased noticeably. During the initial period of the reduction, a linear relationship for time dependence of the reduction fraction was observed. The activation energy for the reduction of $MoO_3$ to $MoO_2$was 73.56 kJ/mol during the initial period of reduction.
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