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세척탑(Wash Column)을 이용한 인산 결정의 정제
김광주,심경재,한명완 한국공업화학회 2004 공업화학 Vol.15 No.1
연속식 세척탑(wash column)에 의하여 인산결정 내에 존재하는 불순물의 분리정제에 관한 연구가 수행되었다. 관의 정제부의 농도 및 온도분포를 측정하여 세척탑의 성능이 조사되었고, 회분식 결정화기의 정제도와 세척탑의 정제성능이 비교되었다. 세척탑의 정제부에서 역혼합 정도는 이전의 관결정화기에서 얻어진 것의 1/5이었다. 세척탑의 정제도는 환류비가 증가함에 따라 증가하였으며 환류비가 20 이상일 때 일정하였다. 불순물의 농도는 현탁밀도가 증가함에 따라 감소하였으며, 분배계수가 변하지 않는 최적의 체류시간은 54 min이었다. 세척탑을 이용하여 결정에 존재하는 불순물은 1/10~1/20배로 감소되었다. The impurities included in phosphoric acid crystals were removed by wash column. The performance of purification section in the column was investigated from experimental determinations made of concentration and temperature profiles. The performance of purification section in the wash column were compared with that of the batch crystallization. The product purity increased with increasing reflux ratio. The higher suspension density leads to the: lower impurity concentration in crystals. The impurity concentration of products decreases with increasing the residence time. The back-mixing of purification section in the wash column was a fifth times lower than that in the column crystallizer. Impurity content included in the crystals can be reduced to the 1/10∼1/20 of the original sample by wash column.
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이미지 분석시스템을 이용한 부선컬럼에서 기포크기의 측정
안기선,전호석,박철현 한국자원리싸이클링학회 2020 資源 리싸이클링 Vol.29 No.6
Bubble size in froth flotation has long been recognized as a key factor which affects the bubble residence time, the bubble surface area flux (Sb) and the carrying rate (Cr). This paper presents method of bubble size measurement, relationship between operating variables and gas dispersion properties in flotation column. Using high speed camera and image analysis system, bubble size has been directly measured as a function of operating parameters (e.g., superficial gas rate (Jg), superficial wash water rate (Jw), frother concentration) in flotation column. Relationship compared to measured and estimated bubble size was obtained within error ranges of ±15~20% and mean bubble size was 0.718mm. From this system the empirical relationship to control the bubble size and distribution has been developed under operating conditions such as Jg of 0.65~1.3cm/s, Jw of 0.13~0.52cm/s and frother concentration of 60~200ppm. Surface tension and bubble size decreased as frother concentration increased. It seemed that critical coalescence concentration (CCC) of bubbles was 200ppm so that surface tension was the lowest (49.24mN/m) at frother concentration of 200ppm. Bubble size tend to increase when superficial gas rate (Jg) decreases and superficial wash water rate Jw and frother concentration increase. Gas holdup is proportional to superficial gas rate as well as frother concentration and superficial wash water rate (at the fixed superficial gas rate). 기포크기는 컬럼부선에서 기포체류시간, 기포표면적플럭스(Sb) 및 운송율(Cr)에 영향을 미치는 중요 변수로 인식되고 있다. 본 논문은 부선컬럼에서 기포크기의 측정방법, 가동변수들의 관계 그리고 가스분산특성을 논한다. 기포크기는 고속카메라와 이미지 분석 시스템을 이용하여 가동변수들(가스속도, 세척수속도, 기포제농도)의 조건에 따라 부선컬럼에서 직접적으로 측정되었다. 각 측정과 산정된 기포크기 값들을 비교한 관계식이 ±15~20의 오차범위 내에서 도출되었고 평균 기포크기(Sauter mean diameter)는 0.718mm로 확인되었다. 본 시스템으로부터 기포크기 및 분포를 조절할 수 있는 경험식이 가동조건들(Jg: 0.65~1.3cm/s, JW: 0.13~0.52cm/s, frother concentration: 60~200ppm) 하에서 개발되었다. 기포제농도의 증가는 표면장면과 기포크기를 감소시킨다. 임계병합농도는 표면장력이가장 낮은 49.24mN/m일 때인 기포제농도 200ppm이라고 판단된다. 공기속도의 감소, 기포제농도 및 세척수속도의 증가에 따라 기포크기가 감소하는 경향을 보였다. 가스홀드업은 가스속도와 비례관계에 있으며 고정된 가스속도 조건에서 기포제농도 및 세척수속도와 비례관계였다.
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인위적 중금속 오염 토양 제조과정에서 최종 세척과정이 중금속 토양 농도에 미치는 영향 연구
허정현(Jeong Hyun Hur),정승우(Seung Woo Jeong) 大韓環境工學會 2011 대한환경공학회지 Vol.33 No.9
인위적 중금속 오염 토양은 중금속용액과 토양 간 흡착평형, 여과 또는 원심분리, 건조과정을 거쳐 완성되어 토양세척 및 토양독성 실험에 널리 이용되고 있다. 그러나 많은 문헌에서 실험에 사용한 오염토양이 건조과정 이후 충분한 세척을 마친 후 사용되었는지 불분명하다. 본 연구는 중금속 오염 토양 제조 과정에서 최종 세척과정이 중금속 오염 농도에 미치는 영향을 파악하고자 하였다. 3가지 대표적 중금속 오염 토양 제조방법(슬러리 건조법, 평형 후 건조법, 여과 후 건조법)에 의한중금속(Cd, Pb) 오염 농도 차이를 파악하고 이후 최종 세척과정이 제조 중금속 오염 토양 농도에 미치는 영향을 분석하였다. 중금속용액과 토양을 흡착평형 시킨 후 건조과정만을 거쳐 제조한 오염토양 내 중금속은 이후 단순 세척과정에서 50% 이상용탈되는 것으로 나타났다. 중금속용액과 토양 간 흡착평형을 거쳐 중금속 오염 토양을 제조한 경우 실험 전 충분한 세척을 거치지 않는다면 이후 토양세척 및 토양독성 실험 결과에 지대한 영향을 미칠 것으로 예상된다. 그러므로 제조오염토양을 이용한 실험에서는 초기 중금속 농도 결정 시점을 중금속 흡착 완료 단계가 아닌, 흡착 후 충분한 세척이 완료된 이후 초기토양중금속 농도로 결정하는 것이 바람직하다. Artificially metal-contaminated soils have been widely used for lab-scale soil washing and soil toxicity experiments. The artificial soil contamination methods consist of 1) first equilibrating soils with heavy metal solution, 2) filtrating or centrifuging soils from the mixture and 3) finally drying the soils. However, some of those artificially contaminated soil experiments have not clearly shown that the soils were thoroughly rinsed with water prior to conducting experiments. This study investigated the amount of heavy metal release from the artificially metal-contaminated soil by pre-water-rinsing. Three different artificially metal-contaminated soil preparation methods were first evaluated with Cd and Pb concentrations of soil. Then, this study investigated the effect of pre- water-rinsing on the Cd and Pb concentration of the artificially contaminated soil. Heavy metal concentrations of the soil produced by equilibrating and drying the metal solution-soil were significantly reduced by pre-water-rinsing. The results of the study implied that experimental results would be significantly distorted when the artificially heavy metal-contaminated soils were not thoroughly water- rinsed prior to conducting experiments. Therefore, the initial heavy metal concentration of the artificially contaminated soil should be determined after thoroughly rinsing the soil that was previously obtained through the adsorption and dry stages.
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