광물자원으로부터 나노소재의 원료물질 제조 기술 개발은 국내 외 나노자원 확보차원뿐 아니라, 나노소재 제품 생산에 안정적으로 원료를 제공함으로써 국가 첨단산업발전에 기여하여 나노기술의 선진화를 실현할 수 있다. 본 연구에서는 광물자원(자철광, 규산염광물, 석회석, 흑연광)으로부터 나노소재의 원료물질 제조 및 응용 기술을 물리/화학적 자원화 공정에 의해 개발하고, 상기 나노소재 원료물질 제조 기술의 개발에 따른 첨단 소재용 나노소재의 제조와 관련한 기반기술을 확보하고자 하였다. 2차년도인 금년도에는 4종의 광물자원(자철광,
광물자원으로부터 나노소재의 원료물질 제조 기술 개발은 국내 외 나노자원 확보차원뿐 아니라, 나노소재 제품 생산에 안정적으로 원료를 제공함으로써 국가 첨단산업발전에 기여하여 나노기술의 선진화를 실현할 수 있다. 본 연구에서는 광물자원(자철광, 규산염광물, 석회석, 흑연광)으로부터 나노소재의 원료물질 제조 및 응용 기술을 물리/화학적 자원화 공정에 의해 개발하고, 상기 나노소재 원료물질 제조 기술의 개발에 따른 첨단 소재용 나노소재의 제조와 관련한 기반기술을 확보하고자 하였다. 2차년도인 금년도에는 4종의 광물자원(자철광, 규산염광물, 석회석, 흑연광)으로부터 나노소재의 원료물질 제조를 위해 1차년도의 연구 결과를 토대로 실험실 규모 고순도 나노소재 원료물질(철 아세테이트, 실리콘알콕사이드, 소디움실리케이트, 인산칼슘, 정제흑연) 제조 공정연구 및 생성된 나노소재 원료물질의 특성평가 연구를 계속 수행하여 순도 95%이상의 원료물질들의 제조 최적화 공정을 확립하였다. 최적화된 실험실규모 실험 결과를 토대로하여 벤치규모 실험장치의 설계, 설치 및 시운전을 수행하였다. 또한, 학연간의 공동연구를 수행하여 미생물에 의한 철광석 침출 반응 최적화 연구, 철 원료물질 고순도화 공정 시스템 연구, 알루미늄계 자원으로부터 고순도 알루미늄 유기금속 화합물 제조 연구 및 칼슘실리카계 유기무기 하이브리드 제조 및 특성평가에 대한 새로운 요소기술을 개발하였다.
Abstract▼
1. Contents This year, the second year of the research program, we aimed to optimize the lab-scale processes to get the purity of 95% or above and to perform the bench-scale experiments. The following topics were selected: a. Optimization of iron acetate synthesis from magnetite $\bull
1. Contents This year, the second year of the research program, we aimed to optimize the lab-scale processes to get the purity of 95% or above and to perform the bench-scale experiments. The following topics were selected: a. Optimization of iron acetate synthesis from magnetite $\bullet$ Removal of impurities by the process optimization during the synthesis of iron acetate from low-grade magnetite $\bullet$ Obtaining the conditions for bench-scale experiments $\bullet$ Nanoparticle formation by spray drying of iron acetate solution b. Synthesis of silicon inorganic/organic compounds from siliceous mudstone(SM) $\bullet$ Synthesis of sodium silicate and aqueous silicic acid solution(purity of 95% or above) from SM $\bullet$ Synthesis of silica nano-sol by the sol-gel process from aqueous solution of silicic acid $\bullet$ Synthesis and characterization of 50 nm organic hectorite $\bullet$ Testing of the bench-scale reactors c. Synthesis of calcium phosphate powder from limestone and the scale-up of the process $\bullet$ Synthesis and characterization of calcium phosphate nanopowder using the bench-scale reactor(20 L) $\bullet$ Synthesis and characterization of composite materials for BT application using calcium phosphate nanopowder d. Graphite refining and nanopowder synthesis $\bullet$ Development of the grinding mechanism $\bullet$ Development of intercalation materials for the separation of layers $\bullet$ Bench-scale process The following four topics were entrusted to universities: refining technology by crystallization process, bio-leaching technology of mineral resources, technology for synthesizing nanomaterial precursor from aluminum wastes, and technology for synthesizing calcium silicate inorganic/organic hybrid materials. 2. Scope As the major scope in the second year, each process was optimized to synthesize the five nanomaterial precursors from the target mineral resources in the lab-scale reactors. To this end, we designed systematic processes selectively consisting of evaluation of mineral characteristics, pulverization, classification, acid/base leaching reaction, catalysis reaction, and hydro-thermal reaction. The conditions for both high purity and high yield were obtained. Bench-scale reactors were made based on the optimized conditions obtained from the lab-scale experiments. The research scope also includes four contract researches: refining technology by crystallization process, bio-leaching technology of mineral resources, technology for synthesizing nanomaterial precursor from aluminum wastes, and technology for synthesizing calcium silicate inorganic/organic hybrid materials.
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