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. 3차년도인 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. 3차년도인 금년도에는 4종의 광물자원(자철광, 규산염광물, 석회석, 흑연광)으로부터 나노소재의 원료물질 제조를 위해 2차년도의 연구 결과를 토대로 고순도 나노소재 원료물질(철아세테이트, 소디움실리케이트, 인산칼슘, 정제흑연) 제조 벤치규모 공정 기술개발연구 및 생성된 나노소재 원료물질의 특성평가 연구를 계속 수행하여 순도 95%이상의 원료물질들의 벤치규모 (50g/h) 제조 최적화 공정을 확립하였다. 또한, 학연간의 공동연구를 수행하여 미생물에 의한 철광석 침출 및 나노소재 합성 연구, 고순도 철 아세테이트 제조 공정 최적화 연구, 알루미늄계 자원으로부터 고순도 알루미늄 유기금속 화합물 제조 연구, 칼슘-실리카세라믹/생분해성 고분자 복합 다공체 제조 및 특성평가, 및 실리콘 화합물로 오염물질 처리에 대한 새로운 요소기술을 개발하였다.
Abstract▼
1. Contents This year, the third year of the research program, we aimed to optimize the bench-scale processes (50 g/h) to get the purity of 95% or above. The following topics were selected: a. Optimization of iron acetate synthesis from magnetite $\cdot$ Optimization of the bench
1. Contents This year, the third year of the research program, we aimed to optimize the bench-scale processes (50 g/h) to get the purity of 95% or above. The following topics were selected: a. Optimization of iron acetate synthesis from magnetite $\cdot$ Optimization of the bench-scale process (production rate 50 g/h) for synthesizing high-purity (purity 95%) iron acetate from a low grade magnetite $\cdot$ Synthesis of magnetic fluids with the high-purity Iron acetate b. Synthesis of silicon inorganic/organic compounds from siliceous mudstone (SM) $\cdot$ Synthesis of sodium silicate and aqueous silicic acid solution (purity of 95% or above) from SM $\cdot$ Synthesis of silica nano-sol by the sol-gel process from aqueous solution of silicic acid $\cdot$ Synthesis and characterization of 50 nm organic hectorite c. Synthesis of calcium phosphate powder from limestone and the scale-up of the process $\cdot$ Synthesis and characterization of calcium phosphate nanopowder using the bench-scale reactor (20 L) $\cdot$ Synthesis and characterization of composite materials for BT application using calcium phosphate nanopowder d. Graphite refining and nanopowder synthesis $\cdot$ Development of the grinding mechanism $\cdot$ Development of intercalation materials for the separation of layers $\cdot$ Bench-scale process The following five topics were entrusted to universities: 1. bio-leaching of mineral resources and synthesis of nanomaterials, 2. synthesis of high-purity iron acetate, 3, synthesis of nanomaterial precursor from aluminum wastes, 4. synthesis of calcium-silica ceramic/biodegradable polymer hybrid materials, and 5. treatment of hazardous pollutant using silicon compounds. 2. Scope As the major scope in the third 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 obtfined from the lab-scale experiments.
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