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수질 속의 PCB의 측정과 분석

기기분석 설계-목차-1. PCB란?2. 실제 오염 사례3. 오염 및 오염경로4. 법적 허용치5. 분석 시 안전사항6. 분석방법7. 시약 및 기구8. 시료채취와 보관 및 운반9. 시료전처리10. 기기분석 절차11. 오염방지 및 폐기물 관리12. PCB 처리 기술13. PCB 분석기관 인정현황-참고문헌-◆개요PCBs는 열에 안정하고, 열용량이 크며, 전기절연성이 좋고, 화학적으로 불활성이면서 내산, 내알칼리성 등의 우수한 공업적 특성 때문에 변압기, 축전기, 윤활유, 가소제, 도료 및 복사지 등의 다양한 용도에 사용되었다. 그러나 PCBs의 독성과 잔류성 등이 알려진 이후 대부분의 국가에서는 70년대에 PCBs의 생산, 수입 및 개방계에서의 사용을 금지하였으며, 우리나라에서도 1979년 전기 설비 기준령, 1990년 산업안전보건법1987년 폐기물관리법 및 1996년 유해화학물질관리법에 의하여 PCB를 규제하고 있다. 특히, 폐기물 관리법에서는 액상 폐기물이 2mg/L이상, 액상 이 외의 폐기물은 용출액 중 PCBs가 0.003mg/L 이상 함유된 것을 PCBs함유 폐기물로 관리하고 있다. 현행 폐기물 관리법에서 PCBs를 2ppm 이상 함유한 폐기물은 지정 폐기물로 관리해야 하며, 적법한 절차에 따라 안전하게 처리 하도록 규정하고 있다. PCBs의 안전한 처리를 위해서는 1100℃이상의 고온이 요구되며, 이러한 소각설비는 고도로 선진화된 일부 국가에서나 가능하기 때문에 PCBs를 함유한 절연유를 안전하게 처리하기에는 그 한계점을 안고 있는 실정이다. 또한 PCBs를 소각할 경우 PCBs보다 독성이 강하다. 이옥신류를 비롯한 다환 방향족 탄화수소 등이 부산물로 생성되는 것으로 보고되고 있다. 따라서 선진국에서는 지난 20여년 동안 PCBs의 안전적인 처리 및 유해 부산물 생성을 최소화시키기 위해 소각을 대체 할 수 있는 비연소형 화학적 처리기술이 개발되어왔다. PCBs를 화학적으로 안전하게 처리하기 위해서는 먼저 발생원별 PCBs 오염실태 조사를 실시 한 후 조사결전 법, 유해화학물질 관리법에 오염물질 또는 유독물로 분류하여 관리된다. 토양환경보전법에서는 1996년 1월 토양오염우려기준과 토양오염대책기준을 각각 12와 30㎎/㎏으로 설정하였다.국가기준내용기준치일본환경기준/잠정준설기준불검출/10캐나다환경조사기준/잠정정화기준0.1/0.5(농경지), 5(주택), 50(상업, 공업지)네덜란드잠정목표기준/잠정정화기준0.02/10(시가지)유럽연합잠정정화기준0.5(농업지), 5(주거/공업지), 50(상업/공업지)한국오염우려기준/오염대책기준12/30???? ?(3) 식품기준WHO에서는 각종 동물실험에서 아급성 독성 및 차세대에 영향을 주지 않는 잠정적 인체 섭취허용량으로 0.005㎎/㎏·일, 즉 5㎍/㎏·일로 정하였다.5. 분석 시 안전사항PCBs는 인체나 동물에게 암을 유발시킬 수 있으므로 PCBs의 독성자료와 물리적 특성에 근거하여 실험실 안전수칙을 준수하고 숙련된 실험자에 의하여 다루어져야 한다. 분석에 사용되는 표준물질은 희석된 것을 구매하여 사용할 것을 권장한다. 만약 농축되어 있는 표준물질을 사용할 경우 반드시 안전장비를 착용하고 후드 안에서 희석시키도록 한다. 또한 실험실은 환기가 잘되고 외부의 접근이 통제되어야 한다.◎ PCBs 분석방법비교?정밀분석방법(GC/ECD)간이절차법(간이 GC/ECD)간이시험방법(L2000DX)시료 전처리방법알칼리분해 -황산처리-실리카겔칼럼 -플로로실칼럼 - 질소농축알칼리분해 -다층실리카겔칼럼 - 질소농축전처리 과정 생략전처리에 대한회수율75~120%75~120%-농도 계산방법절대검량선법 ?(혼합비 산정)절대검량선법 (혼합비 산정 제외)분석기로 자동측정농도표기방법소숫점 둘째짜리까지 표기하여신고 가능(예: 1.52ppm)정수로 표기하여 신고(소숫점 첫째짜리에서 반올림또는 반내림) (예: 1.5ppm→2ppm)정수로 표기하여 신고●측정결과 5ppm 미만으로?검출시: PCBs함유 페기물이 아닌것으로판별●측정결과 5ppm 이상 검출시?:?폐기물 공정시험방법에 따라 추가분석(정밀분석법 또는 간이절차법)처리하여 활성화한 것을 사용한다.분배형 충전물질은 적당한 담체에 고정상 액체를 함침 시킨 것을 충전물로 사용한다. 담체는 시료 및 고정상액체에 대하여 불활성인 것으로 규조토, 유리, 석영, 합성수지 등을 사용하며 각 분석방법에서 전처리를 규정한 경우에는 그 방법에 따라 산 처리, 알칼리처리, 실란처리 등을 한 것을 사용한다.고정상액체는 가능한 한 다음의 조건을 만족시키는 것을 선택한다.① 분석대상 성분을 완전히 분리할 수 있는 것이어야 한다.② 사용온도에서 증기압이 낮고, 점성이 작은 것이어야 한다.③ 화학적으로 안정된 것이어야 한다.④ 화학성분이 일정한 것이어야 한다.또한 이들 조건을 만족시키는 것으로서 (표1)에 나타난 모양의 것이 일반적으로 널리 사용되고 있다. 이들 이외의 것으로서도 분석목적을 만족시키는 것이 있다면 사용하여도 상관없다. 다공성 고분자형 충전물은 디비닐 벤젠을 가교제로 스티렌계 단량체를 중합시킨 것과 같이 고분자물질을 단독 또는 고정상 액체로 표면 처리하여 사용한다.종 류물 질 명탄화 수소계헥사데칸스쿠아란고진공 그리이스실리콘계메틸실리콘페닐실리콘시아노실리콘불화규소폴리 글리콜계폴리에틸렌글리콜메톡시 폴리 에틸렌 글리콜에스테르계이염기산 디에스테르폴리 에스테르계이염기산 폴리 글리콜 디에스테르폴리 아미드계폴리아미드수지에테르계폴리페닐에테르기 타인산트리크레실디에틸 포름아미드디메틸 슬포란충진물을 충전방법은 내부를 잘 씻어 말린 분리관에 미리 한쪽 끝을 유리솜으로 막고 진동을 주어 감압흡인하면서 충전물을 고르고 빽빽하게 채운 다음 남은 한쪽 끝을 유리솜으로 가볍게 말린다.이 분리관은 그 충전물질의 최고 사용온도 부근에서 적어도 수 시간 동안 헬륨 또는 질소를 통하여 건조한다. 이때 건조에 의하여 감소되는 만큼의 충전물을 보충하여 채우고 더 이상 감소하지 않을 때까지 이 조작을 되풀이 한다⑤ 분석전의 준비먼저 장치의 고정설치 해야 한다. 가스류의 배관은 장치를 설치하고 가스류의 배관을 한 다음 가스의 누출이 없는가를 확인한다. 이 때 가스통은 화기가 없는 도록 한다.ex) 10g 산성 실리카겔 : 4.4g 황산 + 5.6g 실리카겔5) 염기성 실리카겔 : 1N 수산화나트륨 30%, 실리카겔이 1N 수산화나트륨을 넣은 후 잘 흔들어서 알갱이가 없는 분말 상태가 되도록 한다.ex) 10g 염기성 실리카겔 : 3g 1N 수산화나트륨 + 7g 실리카겔6) 동활성 : 직경이 3 mm이하 정도의 동조각을 유리재질의 컬럼 크로마토그래피 관에 넣고 유출부의 밸브를 잠근다. 염산주을 동조각이 충분히 잠기도록 넣고 약 10~20분정도 반응을 시킨다. 반응이 끝난 후에 염산을 용출시켜 제거하고, 헥산세척수로 충분히 동조각을 씻어 낸 다음, 아세톤과 헥산으로 동조각을 세척한다. 세척이 끝난 동조각은 헥산에 담가두었다가 사용하며 동의 활성은 컬럼 정제를 하기 직전에 활성시켜 사용한다.< 표준물질 >1) 가스크로마토그래프 정량용 표준용액 : PCB 표준제품(Kaneclor) 또는 Aroclor을 구입하여 100~1000ppm을 제작한 뒤 이를 KC-300, KC-400, KC-500 및 KC-600의 표준용액을 균등하게 희석ㆍ혼합하여 2mg/L가 되게 조제하여 냉암소에 보관하여 사용한다.2) GC/MSD 정제용 내부표준물질 : 이 표준물질은 정제과정의 효율성을 측정하기 위해 정제과정 전에 주입하는 표준물질로서 시판혼합표준액을 사용한다.3) HRGC/MS 분석시 표준물질 : PCBs 전이성체를 분석대상으로 하는 경우에는 12종의 Co-PCBs 이성체와 PCBs 각 동족체별로 최소한 하나 이상의 이성체가 혼합되어 있는 표준물질을 사용해야 한다.8. 시료채취와 보관 및 운반수질시료는 폐수의 경우 조업 상황 등에 따라, 하천수의 경우 계절 및 채취 전후의 기상조건 등에 따라 시료의 성상이 변하게 된다. 따라서 수질시료를 채취할 때는 이를 고려한 채취한 시료가 대상지역의 수질을 대표할 수 있도록 세심한 주의를 기울여야 한다. 시료채취 후 시료의 취급 또는 분석을 아무리 정확히 하더라도 시료채취 오차는 분석측정 오차보다 항상 크기 때문에 수질시료PCB)G4℃ 보관, HC1로 pH 5-97일(추출후 40일)음 이 온 계 면 활 성 제P, G4℃ 보관48시간대 장 균 군P, G4℃ 암소보관6시간클 로 로 필 aP, GGF/C여과 후 20℃ 보관7일※ P : Polyethylene, G : Glass9. 시료 전처리시료 전처리 과정에는 시료 매체로부터 PCBs를 분리하는 추출과정과 PCBs 분석이 방해가 되는 방해 물질들을 분리시켜 제거하는 정제과정이 있다. 신뢰할 수 있는 미량 유기물질의 분석은 시료 매체로부터 분석물질의 정량적 추출로부터 시작된다. 또한 시료 중요에는 PCBs의 분석에 있어 방해가 되는 물질이 많이 포함되어 있으며, 이러한 방해물질들은 추출 할 때에 PCBs와 함께 추출이 되고 대부분 PCBs의 농도에 비해 수천에서 그 이상으로 농도가 높으므로 PCBs를 정성, 정량하는 것을 어렵게 한다. 따라서 저 농도의 PCBs를 정량하기 위해서는 방해물질을 제거하거나 최대로 감소시킬 수 있는 정제과정이 필요하게 된다. 방해 물질들을 제거하기 위하여 PCBs와 방해물질 사이의 물리적 또는 화학적 특성 차이를 이용하여 방해물질을 파괴하여 제거하는 방법, 분자의 크기와 같은 물리적 특성을 이용하는 방법, 용매와 반응성 차이를 이용하여 분리해 내는 컬럼 크로마토그래피 등이 사용된다.1) 황산처리 및 중화처리농축시킨 추출액이 담긴 플라스크에 헥산 10ml을 첨가하여 추출액을 헥산으로 치환한다. 이 추출액을 분액깔때기에 옮긴 후 15~20ml 헥산을 넣어 플라스크를 헹구어 세척액을 분액깔때기에 넣는다. 이러한 시료를 여과장치에 부은 후 진공을 걸어 모든 시료가 여과지를 통과하도록 한다. 여과가 끝나면 시료가 담겨있던 여과장치 벽면을 소량의 헥산 세정수로 헹구어 벽면에 남아 있는 입자를 모두 여과지에 모은다.2) 실리카겔 컬럼 정제실리카겔 컬럼 정제는 산, 페놀, 염화페놀, 폴리 클로로 페녹시 페놀 등의 극성화합물을 제거하기 위하여 사용하며, 사용 전에 실리카겔은 정제하고 활성화시켜야 한다.이 과정은 실리카겔다.

공학/기술| 2012.06.05| 31페이지| 2,000원| 조회(208)

PCB처리기술, PCB환경, 수질 속의 PCB, PCB물질

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화학전지와 열역학

목차 실험 목적 관련 이론 기구 및 시약 실험 방법 결과 도출 내용 화학전지와 열역학실험 목적 산화 - 환원 반응을 이용한 갈바니 전지를 만들어 보고 이를 통해 실생활에 쓰이는 전지에 대해 이해하자 .관련 이론 전지의 원리 전기화학반응 자발적인 화학반응은 E 를 방출 이 E 가 전기 E 로 변환 되는 화학반응 화학전지의 원리 이온화 경향이 서로 다른 두 금속을 전해질 용액 속에 넣고 도선으로 연결할 때 일어나는 산화 - 환원 반응 기전력 ( 단위 : V) 전지가 도선을 통하여 전류를 흐르게 하는 힘 전지의 두 전극 간의 전위차 E°= E° 환원 - E° 산화 산화 - 환원 반응의 진행 방향 예측 가능 E ˚ 값이 (+) 이면 정반응 ( 자발적 ), ( － ) 이면 역반응이온화 경향 산화 - 환원 반응 한 화학종으로부터 다른 화학종으로 전자의 이동을 수반하는 반응 . 항상 동시에 일어나는 가역반응 . 환원제 : 전자를 내어주고 자신은 산화 산화제 : 전자를 얻어 자신이 환원 K Ca Na Mg Al Zn Fe Ni Sn Pb H Cu Hg Ag Pt Au (-) 극 (+) 극 전자를 잃고 양이온이 되기 쉽다 . 산화되기 쉽다 . 환원력이 커진다 . 전자를 얻어 음이온이 되기 쉽다 . 환원되기 쉽다 . 산화력이 커진다 .표준 전극 전위 표준 전극 전위 - 25 ˚ C, 1atm 에서 반쪽 전지의 수용액의 농도가 1M 일 때 , 표준 수소전극을 (-) 극으로 하여 얻은 반쪽 전지의 전위 - 표준 환원 전위 (reduction potential) 표준 수소 전극의 전위 (E°)= 0.00 V 로 정의 . 다른 전극과 표준 수소 전극을 연결한 전지에서 얻은 전위차를 그 전극의 환원 전위라고 하고 , 25 ℃에서의 환원 전위를 표준 환원 전위 라 함 . 값이 ( ＋ ) 이면 수소이온보다 환원되기 쉽다 . 값이 ( － ) 이면 수소이온보다 환원되기 어렵다 . 표준 수소 전극 - 수용액 중 수소이온농도가 1M, 수소기체 압력 1atm 인 수소 전극 . 표준 환원 전위 값을 0V 로 정함 .갈바니 전지 ( 볼타전지 ) 1796 년 볼타가 만든 아연판과 구리판을 묽은 황산에 담그고 도선으로 두 금속판을 연결한 전지각 전극에서의 반응 분극현상 : ( ＋ ) 극에서 발생한 수소기체가 Cu 판에 붙어 H+ 의 환원반응을 방해하여 전류의 흐름을 막아 전위차가 떨어지는 현상 . 감극제 : 분극 현상을 없애기 위해 사용하는 산화제 . 수소기체를 불로 산화시킴 . ex) 이산화망간 , 과산화수소 , 중크롬산칼륨다니엘 전지 1896 년 , 영국의 화학자 Daniel 이 만든 전지 . 볼타 전지의 일종 →각각의 금속을 금속이온 용액에 담그고 , 두 용액을 염다리로 연결한 것에서 차이가 남각 전극에서의 반응 Zn 판 : 산화되어 이온으로 녹아 들어가므로 가벼워짐 Cu 판 : 용액 속 구리이온이 환원되어 Cu 로 석출되어 무거워짐 염다리 U 자관에 한천과 염의 혼합 용액을 넣어 만든 것 . 이온을 이동시켜 전지의 회로를 형성하며 , 두 전극 전해질을 분리해줌 . 각 비커의 전기적 중성 유지 . ex) KNO 3기타 전지들 1 차 전지 방전한 뒤 충전으로 본래의 상태로 되돌릴 수 없는 전지 ex) 망가니즈 전지 , 갈바니 전지 2 차 전지 계속 충전하여 사용할 수 있는 전지 ex) 납축전지 , 리튬이온전지 , 니켈 - 카드뮴 전지 , 다니엘 전지화학 전지가 실생활에 쓰이는 용도 휴대폰 배터리 노트북 배터리 캠코더 , 디지털 카메라 배터리 → 소형기기의 배터리 에 주로 사용됨※ 전지를 어떻게 충전해서 쓸까 ? 2 차 전지는 충전이 가능 ☞ ex) 휴대폰 배터리 리튬 이온 전지 ⇒ 볼타전지와 비슷한 원리를 이용 방전 : 시간이 지나면 리튬 이온이 막의 좌우에서 전위가 높 은 곳에서 낮은 곳으로 이동 충전 : 방전을 역으로 진행되게 하는 것 . 전위가 같아진 양쪽에서 한 쪽의 리튬이온을 다른 한 쪽으로 이동시켜 원래의 전압으로 돌아오게 한다 . 이런 이동시키는 과정을 멈추 면 충전이 다 된 것이다 . - 전지의 수명이 다는 원인 ⇒ 충전 시 원래의 전압으로 돌아갈 때 실제로 충전 된 후의 전압이 그 전의 전압보다 낮기 때문기구 및 시약 실험 기구 비이커 전선 아연판 구리판 전압계 전류계 온도계 U 자관실험 방법 0.5M ZnSO4 용액 200mL 제조 (water bath 물 중탕 → 완전히 녹이기 ) 500mL 비커와 세라믹 용기에 각각 0.5M ZnSO4 용액 100mL 을 넣고 , 500mL 비커에 세라믹 용기를 담근다 . 황산구리 결정을 비커에 두세 조각 넣음 세라믹 용기 쪽에 아연전극을 꽂고 , 500mL 비커 속 황산구리 결정에 닿도록 구리 전극을 꽂는다 .Agar reagent 와 KCl 포화 수용액을 만든다 . U 자관을 준비하여 위의 용액을 굳기 전에 채운다 . 각각의 전극에 전위차 계를 연결하여 전위 측정한다 .결과 도출 내용 용액 제조 0.1M ZnSO4 500mL 제조 0.1M CuSO4 250mL 제조 0.05M CuSO4 250mL 제조 ZnSO 4 8.072g 을 500mL 부피 플라스크에 넣고 표선까지 증류수 채움 CuSO 4 6.2423g 을 250mL 부피 플라스크에 넣고 표선까지 증류수 채움 CuSO 4 3.1211g 을 250mL 부피 플라스크에 넣고 표선까지 증류수 채움이론적 전위차 반쪽 전지의 환원식 오른쪽 : 왼쪽 : 오른쪽 반쪽전지의 Nernst 식 왼쪽 반쪽전지의 Nernst 식▶ 전극전위와 온도 , 농도와의 관계를 나타내는 식 . 전극의 전위는 온도 및 농도에 의존한다 . a Ox + n e - ↔ b Red Ox : 산화 형 / Red : 환원 형 n = 반쪽반응에 참여한 전자 수 F = Faraday 상수 (= 96487 J/ V·mol ) T = 절대온도 / R = 기체상수 (=8.3143 J/ mol·K ) → 25 o C 에서의 = 0.0592 ∴ ※Nernst 식{nameOfApplication=Show}

공학/기술| 2012.05.28| 18페이지| 1,000원| 조회(331)

열역학, 갈바니, 화학전지, 표준전극전위

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양수 발전소 설계 [유체역학]

설계보고서유체역학1. 설계 목적여름철 전력수요가 급증할 때 피크 전력수요를 맞추기 위하여 다음의 산 정상에 있는 분지에 저수지를 만들고 전력수요가 적은 야간에 강으로부터 물을 퍼 올리고, 전력수요가 많은 주간에 이 물을 터빈을 통해 흘려서 발전하는 양수발전소를 설계한다.2. 설계 조건1)각 산의 정상에 있는 분지에 시설하는 저수지의 높이는 산 정상높이의 80%정도로 한다.2)배관 pipe와 사용 pipe fittings 조건-배관은 24in. Schedule 160 강관 2개를 설치한다.-관 길이와 배관에 사용하는 관 부속품들은 양수위치와 산의 지형을 고려하여종류와 개수를 정한다.3)pump와 turbine의 효율은 각각 70%, 85%로 가정한다.3. 설계 과정1)설치장소 : 신불산(1209m) - 양산강(양수위치 : 삼성 SDI)2)설계 시 착안사항-양수위치와 분지에 시설하는 저수지의 최단 직선거리에 공장단지와 펌프위치를고려하여 배관-산의 경사가 가파르고 낙하가 어느 정도 발생하도록 설계-산의 경사를 내려온 지점과 양수위치의 최단 직선거리에 ‘고장산’ 언덕이 위치하여 우회하여 배관 (Elbow90° 설치)3)필요한 설계 수치-저수지의 수위 높이 :-파이프의 총 길이 :-관 부속품 : Elbow45° 3개, Elbow90° 1개-강변의 높이 :4) 설계 도면4. 설계 과제 및 계산※주어진 값에 대한 수치 계산① 24in . Schedule 160 강관 수치② 양산강 수온에 따른 밀도 및 점도여름철 평균수온 : 23℃(1) 총괄 펌프 유량이 60000gal/min 일 때 양수에 필요한 펌프동력 (단위 : hP와 kW)① 강관 1개에 대한 흐름을 계산 (강관 1개당 유량 : 30000gal/min)② 강관 내에서 흐름에 대해 판단하기 위해 Reynolds 수를 구한다.⇒강관 내 흐름 : Turbulent Flow (난류)Reynolds 수가이상이면③ 마찰 값() 계산(관 단면적의 확대/축소가 없으므로 무시)… (Elbow45° 3개, Elbow90° 1개)… ()∴④ Bernoulli Equation 적용(대기압, 높이에 따른 기압변화 차가 크지 않으므로 무시한다.(강물),(SI단위)(난류 흐름에서 통상 1을 사용)베르누이 식을 위의 조건으로 정리하면Bernoulli Equation을 이용한 계산(강변의 높이)(저수지의 높이)(pump의 효율)∴⑤ 펌프 전체에 필요한 동력 계산강관 2개의 총 질량 흐름 :동력 :∴양수에 필요한 펌프 동력 :(2) 퍼 올린 물 전부를 주간에 같은 배관을 통해 내려 보낼 때 터빈에서 발전되는 전력 (단위 : hp와 kW)동력 :∴터빈에서 발전되는 전력 :(3) 이 양수발전소의 총괄효율 (단위 : %)∴양수발전소의 총괄효율 : 18.09%5. 고찰1) 마찰 손실 최소화- 관의 단면적을 늘리거나 관의 길이를 최소화하여 마찰손실을 줄이면 총괄 효율을 더 늘릴 수 있을 것이다.- 상부 저수지와 양수위치 사이의 최단거리 사이에 공장단지와 지형으로 인해 거리 가 상대적으로 길어져 마찰 값이 커지게 된다. 이 때 건물이 있는 평지 쪽의 배 관을 땅속으로 보내어 최단 거리로 만들어 관의 총길이를 줄이면 마찰손실을 줄 일 수 있을 것이다.

공학/기술| 2012.06.05| 6페이지| 1,000원| 조회(513)

유체역학, 양수발전소, 양수발전소/펌프동력/, 유체역학 양수발전소, 양수발전소설..

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백금에 대해

금보다 귀한 금속 , 백금 Platinum 무기공업화학Contents ▶ 백금 , Platinum ▶ 제조과정 ▶ 환경영향 ▶ 백금과 화이트골드 ▶ 주요 소스 및 매장량 ▶ 산업구조 ▶ 용도 ▶ 업계 동향 ▶ 전망 ▶ 참고문헌백금 백금 , Platinum Pt 원자번호 78 전이금속 희소금속 높은 녹는점 (1770 ℃ ) 내식성 우수 6 가지 천연동위원소 190Pt/192Pt 194Pt/ 195Pt 196Pt/198Pt 1s2 2s2 2p6 3S2 3P6 3d10 4S2 4P6 4d10 5S2 5P6 4f14 5d9 6s1백금 제조과정 백금 함유의 광석에서 시작하는 방법 백금족 광석이 화합물로 등장할 때의 제련 방법과 표사광일 때의 제련하는 방법 타 금속 제련과정 중 부산물로 제련하는 방법 【 조업도 】 ▶탈은 (Ag) 과정에서 농축 : 황산으로 Ag 용해→금과 백금족은 녹지 않음 ( 조업도 2) ▶전해액에 금 함량이 높을 경우 ( 조업도 1) ▶남아공 금광에서 금을 채취한 잔사에 금과 귀금속 잔류 → 잔여물 처리 ( 조업도 3) ▶백금이 자연 금속의 유리상태일 때 선광 여러차례하여 농축광 얻음 ( 조업도 4) 【 정제 】 조업도 1~4 공정만으로는 고순도의 금속 얻을 수 없다 . St Claire Deville 와 Debray 정제법 을 사용하여 99.98% Pt 회수백금 환경영향 자동차의 촉매변환장치 의 사용 백금족 원소 ( PGE ; Platinum Group Elements) 의 방출 자동차 운행 중 촉매 변환 장치의 표면 마모로 인해 백금족 원소가 외부로 방출 전 세계적으로 0.5~1.4 ton 천식 , 결막염 , 두드러기 , 만성적인 피부염 , 재채기 , 기침 , 호흡 곤란 등을 일으킬 가능성 자동차 운행량 ∝ 분진 속 백금량백금 ( 플래티넘 ) 화이트골드 원래 색상이 은빛 고유금속 고가 가공 어려워 국내 전문 세공인 소수 jewelry 가공 기술 지닌 나라 소수 有 아시아 - 일본 순금 + 니켈 , 팔라듐 누런 빛 ↓ 백금 도금 니켈에 의한 알러지 반응백금 주요 소스 및 매장량 Republic of South Africa 세계최대의 백금족 금속 매장지 Bushveld Igneous Complex(BIC) 의 3 개지층 ( Merensky Reef, UG2 chromitite , Platreef ) Russia Norilsk- Talnakh 광산 Canada Sudbury, Reglan 니켈 광산 등 .. 미국 , 짐바브웨 등백금 산업구조 폐촉매 재활용 국내백금 용도 자동차 , 화학 , 석유산업 자동차 촉매제는 자동차 배기가스에서 나오는 오염물질을 줄이는 가장 효과적인 방법 Catalyst 촉매 Jewelry 보석 Industry 공업 전기 기기 화학 기구 의료 소비부문 2 위 일본이 보석 류에서 백금시장이 압도적으로 큼 . 다음이 서유럽 , 동아시아 백금 촉매제 탄화수소에서 나프타를 정제 하는 석유산업에 금속촉매제로서 사용 ( 옥탄가가 높은 가솔린 성분을 생산하기 위하여 ) 전지 , 전극 다층 세라믹 축전기 , 다른 구성 성분을 위한 접촉 부분 , 전극과 같은 곳 도가니 높은 융점 , 가열시 산화 안됨 치과 , 암치료 치열 교정기 , 보정 치아 암 화학 치료백금 업계 동향 한국 지질 자원 연구소 폐기물 및 원료물질로부터 귀금속 회수 연구 고순도화 정제기술 연구 일본 Tanaka, 쓰미토모 , 미쯔비시 미국 Johnson Matthey, Degussa 염소화법 , 전해정련법을 이용한 고순도 백금 생산백금 전망 ◆기술 개발 전망 - 폐 휴대폰 , 폐 PC 로부터 300 억 원 의 귀금 속 회수 ( 금을 포함한 귀금속들도 동시에 농축하여 회수하는 기술 ) 석유화학 폐촉매 로부터 백금을 회수하는 플랜트 개발 ( 회수율 99.5% 이상 ) 200 억 원 의 자원 생산 가능 ◆시장 전망 - 공급 수요 - 일본 : 지진 이후에 결혼예물로서의 플래티넘 반지에 대한 강세분위기 . - 중국 : 결혼예물시장에서 백금 쥬얼리에 대한 수요가 급증 남아공의 백금 생산량 , 재활용되어지는 백금의 공급이 늘어남백금 전망 가격 상승 예상 : 자동차 생산이 계속 늘어나고 있음 ( 미국 , 인도 등 ) 미국 경기까지 되살아나는 신호를 보임 백금수요의 변수 ●백금 쥬얼리 강세인 일본이 경제적으로 회복이 얼마나 되는가 ? ●세계의 백금 소비량의 70% 인 중국의 성장량백금 참고 문헌 - http://www.sensorworld.co.kr/ ( 제이앤에스센서 ) - http://www.sinbyart.co.kr / ( 신비아트 ) - http://torecom.co.kr/ ( Torecom ) - http://www.konetic.or.kr/ ( 국가환경 산업기술 정보시스템 ) - www.chemlocus.co.kr/news/ ( 캠로커스 ) - 현대석유화학공정 , 정수창 , 장윤식 . 형설출판사 p65~66 - 산업자원부 , 금속광물 자원의 material flow 정립 및 전략적 자원 회수 방안연구 : 최종보고서 , 2006 년 , p76~105 - 백금족 금속 제련에 관하여 , 조만형 서울 도심지역 환경에서의 백금 (Pt) 분산과 오염 특성 , 이혜연 외 2 인 , 한국지구시스템공학회지 vol. 43, No. 1, 2006 년 , pp. 84-90THANK YOU! Q A{nameOfApplication=Show}

공학/기술| 2012.06.05| 14페이지| 1,000원| 조회(274)

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백금, Platinum무기공업화학1. 서론2. 제품개요1) 백금의 특성▶물성치원소기호 ----------------- Pt원자번호 ----------------- 78화학계열 ----------------- 전이금속원자량 g/mol ------------ 195.08결정구조 ----------------- 면심입방전자배열 -----------------1s2 2s2 2p6 3S2 3P6 3d104S2 4P6 4d10 5S2 5P6 4f14 5d9 6s1상태 ---------------------- 고체상화상태 ----------------- 4밀도(20℃)g/㎤ ----------- 21.45용융점 ℃ ---------------- 1,769비점 ℃ ------------------ 3,800융해열 KJ/mol ----------- 22.17기화열 KJ/mol ----------- 469열팽창계수 --------------- 9.1×10K인장강도 ㎏f/㎟ ---------- 12.6신장율 % ----------------- 40비커스 경도 Hv ---------- 41전기음성도 --------------- 2.28(Pauling scale)은백색을 가진 가공성이 풍부한 면심입방격자의 금속으로 화학적으로는 왕수에 녹고, 수산화나트륨(NaOH), 염소와는 고온에서 반응한다. 공기나 물에서는 극히 안정적입니다. 융점이 높고 가공성과 내식성이 풍부하여 이화학용 기구, 치과재료, 장식품으로부터 전기, 전자공업, 석유화학공업에까지 널리 사용되고 있다.① 물리적 성질선팽창률은 유리잔의 팽창률에 근접하기에 여러 종류의 유리 봉착용으로 적당하다.②기계적 성질가공이 용이하고 융점이 높고 대기 중에서 가열해도 산화되지 않기 때문에 유리를 용해하는 도가니, 전기로의 발열체, 열전대 등에 사용된다. 백금만으로는 연약하고 고온강도가 약하기 때문에(고온클립) 백금에 다른 금속(Rh, Ru, Au)을 합금하여 사용함으로서 내클립성의 개선을 도모한다. 재결정 온도는 가공률에 따라 400℃ 하면서 왕수를 필요량에 따라 계속 넣어준다. 이렇게 24시간 조업한 후 상등 액을 받아내고 침전물을 걷어내지 않은 채 새 용해 조업에 들어간다. 이것을 여러 번 하는 과정 중 많은 양의 침전물이 잔류하는데 이 잔류물을 건조시켜서 용융 Zn에 넣어 백금족을 침투시킨다.b. Pt의 침전4가 상태의 염화암모니아로 침전시키기 위하여 용액을 30배로 희석시킨 후 염화암모늄이 포화되게 첨가시켜서 낮은 온도에서으로 침전시키면서 다른 백금족의 이온산화를 방지해야 한다. 침전반응이 완료되었을 때 즉시 여과시키고 포화된 염화암모늄수로 세척한다.를 천천히 가열하여 탈수시킨 후 8시간에 걸쳐 700~800℃에서 환원시키면 스폰지 상태의 Pt를 얻는다. 이 스폰지를 부수어 20%용액으로 처리하면 Fe가 제거된다. 용액을 여과시켜 버리고 잔재를 왕수로 용해처리 및 탈시킨 후로 Pt를 침전시킴으로서 Ir를 제거시킬 수 있고 순수한 Pt를 얻을 수 있다.c. 탈 Pt된 용해 처리탈 Pt된 용액은 약간의 Pt와 Pd, Ir, Rh, Cu가 함유되어 있다. 용액을 몇 시간 끓이면,가 침전된다. 이것을 여과하여 가열하면 Ir함유의 Pt스폰지를 얻게 된다. 이것을 왕수로 처리하여 조업도4와 같이 조업하면 Ir과 Pt를 얻게된다. 용액은를 첨가시켜서 산화시킨다. 이 때 침전물은 35~80% Ir과 50~40% Pt, 3~8% Pd, 2~5% Rh로 되어있다. 이 침전물을 가열하여 금속 스폰지를 얻은 다음 왕수로 조업도 4와 같이 처리한다. 이 방법외도 농축광에를 첨가시켜서 두터운도가니에서 용융시켜서 맥석을 분리시키고 금속을 왕수로 처리하는 방법과 농축광에 백금족과 귀금속이 적을 경우 직접 귀금속을 용융 Pb에 침투시키고 회취조업을 하여 농축시킨 다음 처리하는 방법도 있다.【백금족의 정제】조업도 1~4에서 설명된 공정으로는 고순도의 금속을 얻을 수가 없다. 따라서 특정용도로 고순도가 필요할 때는 Pt를 정제해야 한다. 정제 방법은 일반적으로 옛적부터 사용되는 St Claire Deville와 Deb의 상대적인 양은 광상마다, 국가마다 다르다. 지역에 따라 광석 내의 백금과 팔라듐의 비율은 남아프리카 공화국 BIC의 경우 2.5 : 1, 러시아 Norilsk-Talnakh 광상의 경우 1 : 3.5로 나타나고 있다. 일부 사광상의 경우, 백금 부존량이 80%를 넘어서기도 한다.지각 내 백금족은 0.01g/t~0.001g/t의 함량을 보이며 아주 적게 분포되어 있는 것으로 추정되며, 금속별로는 팔라듐(Pd)이 가장 높고(0.01g/t), 로듐, 이리듐, 오스뮴의 순서로 나타나며, 루테늄은 가장 낮은 0.001g/t 정도로 분포되어 있다.구 분남아프리카남아프리카러시아캐나다미국짐바브웨MerenskeyUG2NorilskSudburyStillwaterGreat Dyke백금100.0100.0100.0100.0100.0100.0팔라듐51.964.2299.6103.0360.359.7이리듐2.349.74.94.469.01.9루테늄12.626.717.19.52.410.4로듐6.116.111.313.46.24.7오스뮴1.42.37.12.11.01.7표 . 주요 광상의 백금족 분포 비율(자료원 : The Economics of Platinum Group Metals, Sixth Edition)그림 . 2005년 세계 지역별 백금 생산 현황▶ 부존 국가 현황① 남아프리카 공화국세계 최대(세계 1위)의 백금 생산국 남아프리카 공화국 Bushveld Igneous Complex(BIC)의 3개지층(Merensky Reef, UG2 chromitite, Platreef)에 세계 백금 매장량의 75% 이상이 부존되어 있다. BIC에서 생산되는 백금과 팔라듐은 각각 세계 생산의 72%와 34%를 차지하고 있다.구분구역확정 및 추정 매장량 (톤)예상 매장량 (톤)NOthern BushveldPlatreef3084,230Eastern BushveldMerensky Reef3398,896UG2 Chromitite1,1829,518Western BushveldMerensky Reef2,0593. 세계 백금 수요 현황(2004~2005년)2005년도 보석용 백금 수요는 2백 2만 온스로, 전년에 비해 14만 온스나 감소했다. 특히, 중국의 보석용 백금 수요는 전년에 비해 10%나 감소했는데, 중국 보석 제조업자들이 원가 비용이 저렴한 팔라듐을 대체재로 선호하면서 백금 소비가 크게 감소한 것으로 보인다.공업용 백금 수요는 5% 증가했다. 특히, 전자 산업에서 하드디스크용 백금 소비가 크게 증가했는데, 이는 DVD레코더와 같은 장치의 판매가 증가하면서 하드디스크 판매가 크게 증가했기 때문이다. 유리제조업에서의 백금 수요는 특히, 아시아 지역에서 평판 표시 장치(Flat panel display)용 소비가 두드러졌다. 석유 산업에서의 백금 소비는 7% 증가한 160,000 온스를 기록했다.4. 용도분야그림. 백금의 용도 개요1) 자기촉매백금족의 산업용도는 광범위한데, 독특한 촉매활동, 고온에서의 산화와 부식방지, 높은 융점, 강도에 의하며, 이러한 특성으로 대용물을 찾기가 어렵고, 심지어 대용물이 사용되는 곳에서도 이의 성능이 훨씬 떨어진다. 백금족은 자동차, 화학, 석유산업에서 촉매제로 폭넓게 사용된다. 최근의 일반적인 가장 큰 용도는 미국에서의 자동차 촉매제로 자동차 배기가스에서 나오는 오염물질을 줄이는 가장 효과적인 방법으로 사용되어졌다. 자동차 촉매제는 미국뿐 아니라 일본, 호주, 한국 그리고 여러 유럽 국가들에서 새로운 자동차에 설치를 의무화하고 있다.▶ 자동차 촉매제 : 전 세계 백금의 60% 정도가 자동차 촉매제로 쓰임ο 촉매 제조 공정ο TWC(Three Way Catalyst) : 자동차 배기가스 정화용 촉매(자동차 촉매)는 자동차에서 배출되는 가스 중 유해가스인 CO(일산화탄소), HC(탄화수소), 및 NOx(질소산화물) 등을 귀금속(Pt, Pd, Rh)을 이용한 산화, 환원반응을 통해 인체에 무해한(이산화탄소),(물),(질소)등으로 전환시켜준다. CO, HC, NOx에 대해 가장 높은 정화효율을 나타낸다 하여 삼원촉매라 불린다.그림 .가니 표면이 철분에 의해 오염되기 쉬운 것,③환원성 분위기에서 사용되면 시료의 산화물이 환원되어 금속으로 되어 그것이 도가니와 합금이 되어 도가니를 파손되게 만드는 것▶ X-ray 형광분석용 도가니광 분석에서 철광석의 분석을 행할 경우 사진의 도가니와 비드접시가 사용된다.비드접시(몰드)의 재질은 주로 Pt-Au5%가 사용되며 Pt-Rh10%-Au5%의합금도 사용된다. 이합금의 특징은 4붕산리튬이나 탄소리튬에 침식되지 않는 것, 금을 합금함으로서 용해된 유리와의 젖음 강도(Wetting)가 크게 되어 용융물이 도가니에서 떨어짐이 좋다.결점으로는 다음과 같은 사항들이 있다.① 고온에서 장시간 가열하고 있으면 금이 용해되는 유리물에 녹아들어가는 것,② 연성이 작기 때문에 사용 중 열변형 등에 의해 균열이 생기기 쉽고,③ 변형되기 쉬운 것백금은 화학적으로 매우 안정된 금속으로, 융점이 높고 열용량이 작아 고온 및 화학분석 시 사용하는 이화학 기구 재로로 가장 적합한 금속이다.6) 유리백금과 로듐은 유리산업에 상당한 양이 사용되며, 이리듐은 로듐대신에 합금의 성분으로 때때로 사용되나 그 양은 매우 적다. 표 . 는 유리 산업에서의 백금과 로듐의 수요를 보여준다.연도PtRd계1980140-1401*************85-851*************140*************1571**************************1*************0414419901359144표 . 유리 산업에서의 백금과 로듐의 수요(단위 : 천 troy 온즈)백금과 백금합금은 유리 제조 공장의 가장 중요한 부분에서 사용되고 있으며, 녹은 유리 혼합물에 대해서도 화학반응을 잘 일으키지 않기에 융점까지는 공기 속에서 사용되어질 수 있다. 백금과 그 합금들은 수정 유리 생산에 폭넓게 사용되지만 식탁용 그릇과 그릇 용기 제조에는 사용되지 않는다.7) 의료치과부문에서 금을 계속 대치함으로써 소비가 증가되고 있으나, 새로운 합성물과 세라믹의 출현으로 팔라듐 소비에 감소 요인을 제공한였다.

공학/기술| 2012.06.05| 38페이지| 2,500원| 조회(446)

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