최근 육상 부존 자원의 고갈 경향과 잠재적 매장량 감소는 심각한 자원 부족현상과 편재성에 의한 자원확보의 불안정성을 심화시킴으로써 대부분의 자원을 수입에 의존하고 있는 한국의 산업 경쟁력에 대한 잠재적 위협요소로 지적되고 있다. 따라서, 그 대응방안의 하나로서 심해저에 부존하는 막대한 자원인 망간단괴를 이용하고자 하는 노력이 진행되고 있다.
따라서 최근 육상자원 고갈의 대안으로 주목되고 있는 심해저 망간단괴의 활용 방안의 하나로서, 단괴 중 ...
최근 육상 부존 자원의 고갈 경향과 잠재적 매장량 감소는 심각한 자원 부족현상과 편재성에 의한 자원확보의 불안정성을 심화시킴으로써 대부분의 자원을 수입에 의존하고 있는 한국의 산업 경쟁력에 대한 잠재적 위협요소로 지적되고 있다. 따라서, 그 대응방안의 하나로서 심해저에 부존하는 막대한 자원인 망간단괴를 이용하고자 하는 노력이 진행되고 있다.
따라서 최근 육상자원 고갈의 대안으로 주목되고 있는 심해저 망간단괴의 활용 방안의 하나로서, 단괴 중 Ni 분배거동을 CaO-Fe_tO-SiO_2 슬래그를 이용하여 검토하였다.
1723K, CaO-FetO-SiO_2 슬래그계에서 Ni거동을 살펴보기 위해서는 Ni의 슬래그 중 용해반응기구를 규명하는 것이 필수적이다. 따라서, 본 연구에서는 Ni분배비에 미치는 산소분압 및 온도의 영향을 평가한 결과, 슬래그 중 Ni의 용해반응은 산화발열반응이었으며 슬래그 조성비 변화에 따른 슬래그 염기도의 영향으로부터 다음과 같은 Ni 용해반응기구를 도출할 수 있었다. Ni(s) + 1/2 O_2(g) + O^(2-) (slag) = NiO^(2-)_2 또한 상기의 용해반응식을 토대로 1723K, CaO-Fe_tO-SiO_2 3원계 슬래그 조성 변화에 따른 Ni의 분배비를 평가하였다. 일정한 X_(CaO)/X_(SiO_2) 조건에서 Fe_tO의 영향에 따른 Ni분배비를 살펴본 결과 X_(CaO)/X_(SiO_2) = 0.4∼0.8에서의 Ni의 분배비 변화는 X_(Fe_tO) 가 약 0.5 정도에서 최대값을 이루며 그 이상에서는 다시 감소함을 알 수 있다. 이는 X_(Fe_tO)가 0.5 에서 FeO의 양성 거동으로 인한 염기도 감소효과가 우세해졌기 때문인 것으로 사료된다. 그리고, Nioxide의 Capacity를 정의 함으로써, Sulfide와 Phosphate와 관계를 살펴본 결과 양호한 직선적인 관계를 얻을 수 있었다.
슬래그 조성영역에 따른 Ni 분배비를 CaO-Fe_tO-SiO_2 3원계 슬래그에 대하여 검토한 결과, 슬래그 조성영역에 따른 Ni의 분배비를 제시할 수 있었으며 이로부터 초기 슬래그 조성에 따른 Ni의 분배비와 Ni 회수율을 극대화시킬 수 있는 슬래그 조성을 예상할 수 있었다. 이는 향후 본격적인 망간단괴 개발시 최적 Ni회수율 및 슬래그 투입량을 예상할 수 있었다.
최근 육상 부존 자원의 고갈 경향과 잠재적 매장량 감소는 심각한 자원 부족현상과 편재성에 의한 자원확보의 불안정성을 심화시킴으로써 대부분의 자원을 수입에 의존하고 있는 한국의 산업 경쟁력에 대한 잠재적 위협요소로 지적되고 있다. 따라서, 그 대응방안의 하나로서 심해저에 부존하는 막대한 자원인 망간단괴를 이용하고자 하는 노력이 진행되고 있다.
따라서 최근 육상자원 고갈의 대안으로 주목되고 있는 심해저 망간단괴의 활용 방안의 하나로서, 단괴 중 Ni 분배거동을 CaO-Fe_tO-SiO_2 슬래그를 이용하여 검토하였다.
1723K, CaO-FetO-SiO_2 슬래그계에서 Ni거동을 살펴보기 위해서는 Ni의 슬래그 중 용해반응기구를 규명하는 것이 필수적이다. 따라서, 본 연구에서는 Ni분배비에 미치는 산소분압 및 온도의 영향을 평가한 결과, 슬래그 중 Ni의 용해반응은 산화발열반응이었으며 슬래그 조성비 변화에 따른 슬래그 염기도의 영향으로부터 다음과 같은 Ni 용해반응기구를 도출할 수 있었다. Ni(s) + 1/2 O_2(g) + O^(2-) (slag) = NiO^(2-)_2 또한 상기의 용해반응식을 토대로 1723K, CaO-Fe_tO-SiO_2 3원계 슬래그 조성 변화에 따른 Ni의 분배비를 평가하였다. 일정한 X_(CaO)/X_(SiO_2) 조건에서 Fe_tO의 영향에 따른 Ni분배비를 살펴본 결과 X_(CaO)/X_(SiO_2) = 0.4∼0.8에서의 Ni의 분배비 변화는 X_(Fe_tO) 가 약 0.5 정도에서 최대값을 이루며 그 이상에서는 다시 감소함을 알 수 있다. 이는 X_(Fe_tO)가 0.5 에서 FeO의 양성 거동으로 인한 염기도 감소효과가 우세해졌기 때문인 것으로 사료된다. 그리고, Nioxide의 Capacity를 정의 함으로써, Sulfide와 Phosphate와 관계를 살펴본 결과 양호한 직선적인 관계를 얻을 수 있었다.
슬래그 조성영역에 따른 Ni 분배비를 CaO-Fe_tO-SiO_2 3원계 슬래그에 대하여 검토한 결과, 슬래그 조성영역에 따른 Ni의 분배비를 제시할 수 있었으며 이로부터 초기 슬래그 조성에 따른 Ni의 분배비와 Ni 회수율을 극대화시킬 수 있는 슬래그 조성을 예상할 수 있었다. 이는 향후 본격적인 망간단괴 개발시 최적 Ni회수율 및 슬래그 투입량을 예상할 수 있었다.
As the high quality of metallurgical ores are diminishing, manganese nodules-located in the deep sea-as a potential source of copper, nickel, cobalt is recently of great interest of the metallurgists of extractive process.
The present researches have been carried out to understand the disolution beh...
As the high quality of metallurgical ores are diminishing, manganese nodules-located in the deep sea-as a potential source of copper, nickel, cobalt is recently of great interest of the metallurgists of extractive process.
The present researches have been carried out to understand the disolution behavior of nickel in the specific slag system-including FeO and SiO_2.
The distribution ratio of nickel in molten CaO-Fe_tO-SiO_2 slags at 1723k was measured to understand the dissolution mechanism of nickel into the slags. The CaO-Fe_tO-SiO_2 slags, which is a fundamental steelmaking slags, have been applied to investigate the effect of oxygen potential and basicity on the distribution of nickel.
The experiment was carried out by using chemical equilibrium technique in 1723k and 10^(-11)∼10^(-9) atm by Fe-FeO equilibrium reaction. The effect of the oxygen partial pressure and the temperature indicated that the nickel dissolved into the slag by an oxidative and exothermic reaction mechanism. Also, the effect of basicity and the chemical composition of slag indicated nickel dissolution mechanism as follows: Ni(s) + 1/2 O_2(g) + O^(2-) (slag) = NiO^(2-)_2
Based on the present dissolution mechanism, we can be convinced of the acidic behavior of FeO surpassing the basic behavior with the addition of Fe_tO. FeO is considered to work as a relatively acidic component such as FeO^(2-)_2 at composition higher than X_(Fe_tO) = 0.5. This results in decrease of nickel distribution ratios at above X_(Fe_tO) = 0.5.
From all the experimental results in the various compositional region, the contour of the iso-distribution ratio of nickel could be drawn in the CaO-Fe_tO-SiO_2 ternary phase diagram. Using the present experimental results. it is possible to indicate the optimum slag composition for the distribution ratio as a 31wt%CaO-34wt%Fe_tO-35wt%SiO_2 of slag composition, in which it was possible to obtain the above 90 pct recovery of nickel. In addition to, nickel oxide capacity was proposed and compared to the sulfide and phosphate capacity.
As the high quality of metallurgical ores are diminishing, manganese nodules-located in the deep sea-as a potential source of copper, nickel, cobalt is recently of great interest of the metallurgists of extractive process.
The present researches have been carried out to understand the disolution behavior of nickel in the specific slag system-including FeO and SiO_2.
The distribution ratio of nickel in molten CaO-Fe_tO-SiO_2 slags at 1723k was measured to understand the dissolution mechanism of nickel into the slags. The CaO-Fe_tO-SiO_2 slags, which is a fundamental steelmaking slags, have been applied to investigate the effect of oxygen potential and basicity on the distribution of nickel.
The experiment was carried out by using chemical equilibrium technique in 1723k and 10^(-11)∼10^(-9) atm by Fe-FeO equilibrium reaction. The effect of the oxygen partial pressure and the temperature indicated that the nickel dissolved into the slag by an oxidative and exothermic reaction mechanism. Also, the effect of basicity and the chemical composition of slag indicated nickel dissolution mechanism as follows: Ni(s) + 1/2 O_2(g) + O^(2-) (slag) = NiO^(2-)_2
Based on the present dissolution mechanism, we can be convinced of the acidic behavior of FeO surpassing the basic behavior with the addition of Fe_tO. FeO is considered to work as a relatively acidic component such as FeO^(2-)_2 at composition higher than X_(Fe_tO) = 0.5. This results in decrease of nickel distribution ratios at above X_(Fe_tO) = 0.5.
From all the experimental results in the various compositional region, the contour of the iso-distribution ratio of nickel could be drawn in the CaO-Fe_tO-SiO_2 ternary phase diagram. Using the present experimental results. it is possible to indicate the optimum slag composition for the distribution ratio as a 31wt%CaO-34wt%Fe_tO-35wt%SiO_2 of slag composition, in which it was possible to obtain the above 90 pct recovery of nickel. In addition to, nickel oxide capacity was proposed and compared to the sulfide and phosphate capacity.
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