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분무열분해 공정에 의한 폐액의 리사이클링 기술 원문보기
(The) Recycling technology of waste solution by spray pyrolysis process

  • 저자

    심재완

  • 학위수여기관

    호서대학교 대학원

  • 학위구분

    국내박사

  • 학과

    재료공학과 금속재료학전공

  • 지도교수

  • 발행년도

    2004

  • 총페이지

    viii, 72p.

  • 키워드

    분무열분해 폐액 리사이클링;

  • 언어

    kor

  • 원문 URL

    http://www.riss.kr/link?id=T10040829&outLink=K  

  • 초록

    새도우마스크 제조공정 중 발생되는 Fe-Ni 계 폐액의 분무열분해 공정에 의해 평균입도 100 nm 이하의 Ni-ferrite 분말을 제조하였으며, 반응온도, 원료용액의 농도, 용액의 유입속도, nozzle tip 크기 및 공기의 유입속도의 반응인자들의 변화에 따른 생성된 분말들의 특성 변화를 파악하였다. 반응온도의 증가에 따라 생성된 분말들의 평균입도가 현저히 증가하였고 점점 치밀한 조직을 나타내었다. 모든 반응온도에서 분말들의 평균입도는 100 nm 이하이었으며 반응온도의 증가에 따라 NiFe_(2)O_(4) 상의 생성비율이 증가하였다. 원료용액의 농도가 증가됨에 따라 분말들의 평균입도는 점점 증가하고 비표면적은 감소하는 반면 입도분포는 더욱 불균일하게 나타났다. 또한 용액의 농도 증가에 따라 NiFe_(2)O_(4) 상의 생성비율이 현저히 증가하고 있었다. 공기압력이 3 kg/㎠인 경우에는 용액의 유입속도 증가에 따라 분말들의 평균입도는 현저히 증가하고 비표면적은 감소하는 반면 입도분포는 매우 불균일하게 되며 조직의 치밀성도 감소하였다. 또한 용액의 유입속도 증가에 따라 Ni-ferrite 상의 생성비율이 현저히 감소하고 있었다. 반면 공기압력이 1 kg/㎠인 경우에는 용액의 유입속도가 2 cc/min.로부터 10 cc/min로 증가함에 따라 분말들의 평균입도는 현저히 증가하는 반면 입도분포는 불균일하게 나타나고 있었다. 유입속도가 100 cc/min.로 증가하는 경우에는 평균 입도는 약간 감소하는 반면 입도분포는 매우 불균일하게 나타나고 있었다. 또한 용액의 유입속도가 2 cc/min.로부터 10 cc/min.로 증가하는 경우에는 Ni-ferrite의 생성비율이 크게 증가하였으며 유입속도가 10 cc/min.이상에서는 점점 감소하고 있었다. 공기압력이 3 kg/㎠인 조건의 경우에는 nozzle tip의 크기가 1 mm에서 2 mm로 증가함에 따라 분말들의 평균입도는 약간 감소하는 반면 3 mm로 증가된 경우에는 1 mm의 경우와 비슷하게 나타났다. 반면 tip 크기가 5 mm인 경우에는 평균입도가 오히려 약간 감소되었다. Tip의 크기 증가에 따라 입도 분포는 더욱 불균일하고 조직도 치밀화되지 못한 상태를 나타내었으며, NiFe_(2)O_(4)의 생성비율이 감소하였다. Tip의 크기 변화에 따른 분말들의 비표면적 변화의 경향은 평균입도의 변화의 결과와 경향이 거의 일치하고 있었다. 반면 공기압력이 1 kg/㎠인 조건의 경우에는 nozzle tip 크기 증가에 따라 분말들의 입도분포는 상당히 불균일하게 나타나는 반면 평균입도는 현저한 변화를 나타내지 않았다. Tip 크기가 2 mm까지는 tip 크기의 증가에 따라 NiFe_(2)O_(4)의 생성비율은 현저한 변화를 나타나지 않는 반면 3 mm 및 5 mm로 증가하는 경우에는 NiFe_(2)O_(4)의 생성비율이 점점 감소하고 있었다. Tip 크기가 1 mm에서 2 mm로 증가하는 경우에는 비표면적이 약간 감소하는 반면 3 mm 및 5 mm로 증가되는 경우에는 비표면적이 약간씩 증가하고 있었다. 공기압력이 1 kg/㎠ 까지는 반응온도 1000oC의 경우 공기압력의 증가에 따라 분말들의 평균입도가 약간 감소하는 반면 1100oC의 경우에는 현저한 변화가 나타나지 않았다. 또한 생성된 상들의 생성비율 및 비표면적의 현저한 변화는 나타나지 않았다. 공기압력이 3 kg/㎠로 증가된 경우에는 반응온도에 관계없이 분말들의 평균입도 및 NiFe_(2)O_(4)의 생성비율이 현저히 감소하는 반면 비표면적은 증가하였고 입도분포는 훨씬 균일하게 나타났다.


    Spray pyrolysis process using the Fe-Ni waste acid solution resulting from shadow mask processing was used to fabricate the nano-sized Ni-ferrite powder with the average particle size below 100 nm. The properties of the nano-sized powder depending on reaction temperature, concentration of raw material solution, inlet speed of solution, nozzle tip size and inlet speed of air were investigated. As the reaction temperature increased, the average particle size of the produced powder increased apparently and microstructure became gradually solid. Regardless of reaction temperature, the nano-sized Ni-ferrite powder with the average particle size below 100 nm was fabricated. Along with the temperature rise, the fraction of NiFe_(2)O_(4) phase also increased. As the concentrations of raw material solution increased, the average particle size of the produced powder increased, the specific surface area decreased, the particle size distribution became more irregular and the fraction of NiFe_(2)O_(4) phase increased significantly. As the inlet speed of solution with the air pressure of 3 kg/㎠ increased, the average particle size of the powder greatly increased, the specific surface area deceased, the particle size distribution became irregular, microstructure became less solid and the fraction of NiFe_(2)O_(4) phase decreased significantly. As the inlet speed of solution with the air pressure of 1 kg/㎠ increased from 2 to 10 cc/min, the average particle size of the powder apparently increased but the particle size distribution was more irregular. When the inlet speed of solution with the air pressure of 1 kg/㎠ increased upto 100 cc/min, the average particle size of the powder decreased slightly but the particle size distribution was very irregular. As the inlet speed of solution increased from 2 to 10 cc/min, the fraction of NiFe_(2)O_(4) phase increased apparently. Meanwhile, when the inlet speed of solution was over 10 cc/min, that of NiFe_(2)O_(4) phase decreased gradually. As the nozzle tip size with air pressure of 3 kg/㎠ increased from 1 to 2 mm, the average particle size of the produced powder decreased slightly. In case of 3 mm tip size, average particle size was similar to that in case of 1 mm tip size. On the other hand, in case of 5 mm tip size, the average particle size decreased on the contrary. As the nozzle tip size increased, the particle size distribution became more irregular, microstructure was less solid and the fraction the NiFe_(2)O_(4) phase decreased. A tendency toward change of the speciic surface area according to variation of the tip size was similar to one toward change of the average particle size. As the nozzle tip size with air pressure of 1 kg/㎠ increased, the particle size distribution was much more irregular but the average particle size of the powder apparently didn't change. As the nozzle tip size increased upto 2 mm, the fraction of NiFe_(2)O_(4) phase didn't vary apparently. As the tip size increased upto 5 mm, the fraction of NiFe_(2)O_(4) phase decreased gradually. As the nozzle tip size increased from 1 to 2 mm, the specific surface area decreased slightly. Meanwhile, as the tip size increased upto 5 mm, the specific surface area increased slightly. As the air pressure increased upto 1 kg/㎠ with the reaction temperature of 1000℃, the average particle size decreased slightly, on the other hand, with the reaction temperature of 1100℃, the average particle size didn't change apparently. When the air pressure was 3kg/㎠, regardless of reaction temperature, the average particle size and fraction of NiFe_(2)O_(4) phase decreased apparently, the specific surface area increased and the particle size distribution was more homogeneous.


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