Leaching of MOCVD dust in the LED industry is an essential stage for hydro-metallurgical recovery of pure Ga and In. To recover Ga and In, the leaching behavior of MOCVD scrap of an LED, which contains significant amounts of Ga, In, Al and Fe in various phases, has been investigated. The leaching process must be performed effectively to maximize recovery of Ga and In metals using the most efficient lixiviant. Crystalline structure and metallic composition of the raw MOCVD dust were analyzed prior to digestion. Subsequently, various mineral acids were tested to comprehensively study and optimize the leaching parameters such as acidity, pulp density, temperature and time. The most effective leaching of Ga and In was observed for a boiling 4 M HCl solution vigorously stirred at 400 rpm. Phase transformation of GaN into gallium oxide by heat treatment also improved the leaching efficiency of Ga. Subsequently high purity Ga and In can be recovered by series of hydro processes.

Al-based alloys have recently attracted considerable interest as structural materials and light weight materials due to their excellent physical and mechanical properties. For the investigation of the potential of Al-based alloys, a surface porous Al88Cu6Si6 eutectic alloy has been fabricated through a chemical leaching process. The formation and microstructure of the surface porous Al88Cu6Si6 eutectic alloy have been investigated using X-ray diffraction and scanning electron microscopy. The Al88Cu6Si6 eutectic alloy is composed of an α-Al dendrite phase and a single eutectic phase of Al2Cu and α-Al. We intended to remove only the α-Al phase and then the Al2Cu phase would form a porous structure on the surface with open pores. Both acidic and alkaline aqueous chemical solutions were used with various concentrations to modify the influence on the microstructure and the overall chemical reaction was carried out for 24 hr. A homogeneous open porous structure on the surface was revealed via selective chemical leaching with a H2SO4 solution. Only the α-Al phase was successfully leached while the morphology of the Al2Cu phase was maintained. The pore size was in a range of 1~5μm and the dealloying depth was nearly 3μm. However, under an alkaline NaOH, aqueous solution, an inhomogeneous porous structure on the surface was formed with a 5 wt% NaOH solution and the morphology of the Al2Cu phase was not preserved. In addition, the sample that was leached by using a 7 wt% NaOH solution crumbled. Al extracted from the Al2Cu phase as α-Al phase was dealloyed, and increasing concentration of NaOH strongly influenced the morphology of the Al2Cu phase and sample statement.

Recovery of copper powder from copper chloride solution used in leaching process was carried out using a cementation method. Cementation is a simple and economical process, necessitating less energy compared with other recovery methods. Cementation utilizes significant difference in standard reduction potential between copper and iron under standard condition. In the present research, Cementation process variables of temperature, time, and added amount of iron scraps were optimized by using design of experiment method and individual effects on yield and efficiency of copper powder recovery were investigated using bench-scale cementation reaction system. Copper powders thus obtained from cementation process were further characterized using various analytical tools such as XRF, SEM-EDS and laser diffraction and scattering methods. Cementation process necessitated further purification of recovered copper powders and centrifugal separation method was employed, which successfully yielded copper powders of more than 99.65% purity and average in size.

음식물 폐기물 침출수를 처리하는 분리막 결합 고온 혐기성소화공정(생물학적 반응조) (Anaeorobic Membrane Bioreactor, AnMBR)의 파일럿 운전에서 분리막의 교차여과 속도와 막간압력이 파울링에 미치는 영향을 관찰하였다. 연구 결과 정압여과 하에서 교차여과 속도가 증가할수록 파울링의 속도는 현격히 감소되었다. 그러나 이와 같은 영향은 낮은 막간압력에서 더욱 효과적이었다. 막간압력이 증가할수록 여과대상 물질의 압축성으로 인해 투과성이 상대적으로 낮은 파울링층(혹은 케익층)이 분리막 표면에 형성된 것에 기인된 듯하다. 여과대상 시료의 입도분석을 해 본 결과 입자크기는 약 10~100mum 범위에서 분포하였고 이에 따라 브라운확산에 의한 역수송보다 분리막 표면에서 교차여과에 의해 발생하는 전단력이 입자의 역수송에 더욱 기여하고 있음을 예측할 수 있었으며 이는 AnMBR의 연속운전을 통해 재확인할 수 있었다. 운전 후 막 부검을 실시한 결과 유기 및 무기 파울링이 모두 관찰되었으나 어느 것이 지배적인 파울링 기작을 나타내는지는 앞으로 더욱 연구가 필요하다. 무기 파울링의 경우 대부분 분리막 표면에서 스케일링 형성이 지배적이었으며, 따라서 분리막의 공극 막힘에 주로 기여하는 작은 콜로이드성 유기물질의 경우 분리막 표면에서 전단력에 의한 역수송 효과는 그다지 크지 않을 것으로 사료된다.

아메리카동애등에(Hermetia illucens)는 대표적인 환경정화곤충으로, 우리나라에는 1990년에 최초로 발견되어 보고(Kim, 1997)되어 외래종으로 취급되고 있는 종이다. 아메리카동애등에는 인공적으로 대량 사육이 가능하여 농가에 보급될 예정이다. 본 연구는 농업과학원 인공 사육 시설에서 발생된 분변토의 성분이 생태계 미치는 영향을 알아보기 위하여 생태독성평가(Acute toxicity test)를 수행하였다. Proteose media로 분변토 성분을 추출하여 인위적으로 침출수를 제조하여 Chlorella vulgaris(UTEX-2714, Chlorophyceae)의 Cell number 증가 여부를 72시간 동안 확인 하였다. 100% 농도에서는 C. vulgaris 성장을 억제하지만, 50% 이하 수준에서는 유의성 있는 영향은 없는 것으로 나타났다. 따라서 대량 사육시설에서 발생되는 분변토의 경우 사육시설 주변 하천으로 침출수 형태로 유입이 되더라도 큰 영향은 없을 것으로 추측된다.

우라늄 오염토양을 동전기제염 시 많은 양의 동전기 침출액이 발생한다. 발생된 우라늄 침출액을 재이 용하기 위한 처리기술이 개발되었다. 동전기제염 시 발생된 우라늄침출액 내의 우라늄농도는 180 ppm이 었고, Mg(II), K(I), Fe(II), Al(III) 농도는 20 ppm∼1,210 ppm이었다. 우라늄침출액의 최적 처리공정은 혼합, 응집, 침전, 농축, 그리고 여과로 구성된다. 침전액의 pH를 11로 맞추기 위해, calcium hydroxide 는 3.0g/100ml 그리고 sodium hydroxide는 2.7g/100ml이 필요했다. 여러 침전실험 결과 NaOH+0.2g alum+0.15g magnetite가 여과를 위한 최적 침전혼합제로 선정되었다. NaOH+0.2g alum+0.15g magnetite 투입 시 침전입자의 평균크기는 600 ㎛이었다. pH=9에서 침전 후 상등액에 총 금속농도가 가 장 낮았기 때문에, 최적 침전을 위하여 먼저 0.2g/100 ml alum와 0.15g/100ml magnetite 투입한 후pH=9일 때까지 sodium hydroxide을 투입하여야 한다

본 연구에서는 추출보조공정으로서 초음파 처리에 따른 녹차의 성분특성 변화를 분석하기 위하여, 60℃에서 1, 5, 30, 60분간 열수추출하고, 동일온도에서 초음파 추출하여 각각 가용성 고형분, vitamin C, 총 페놀성 화합물, flavonols, catechins, caffeine, free amino acids 함량을 분석하였다. 가용성 고형분 함량은 초음파 처리에 의해 약 4~5%의 추출수율이 증가하였다. Viamin C 함량은 1, 5, 30분에서는 각각 약 0.21, 0.16, 0.31 mg/g 증가하였지만, 60분 처리구에서는 대조구와 비교해 2.47 mg/g에서 2.22 mg/g으로 감소하였고, 총 페놀성 화합물 함량이 약 10~13 mg/g 증가하였다. Flavonols는 myricetin이 4.77 mg/100g에서 9.94 mg/100g, quercetin은 10.97 mg/100g에서 20.84 mg/100g, kaempferol은 7.95 mg/100g에서 17.33 mg/100g으로 초음파 처리에 의해 약 2배 이상 증가함을 알 수 있었다. 초음파 처리에 의해 녹차 침출액의 EGCG, EGC, ECG, EC, (+)-C 함량이 증가하는 경향을 보였다. 이러한 경향과는 달리, 유리아미노산의 경우는 초음파 처리에 따른 영향이 거의 없었고, 추출시간이 길어짐에 따라 증가하는 경향을 보였다. 결론적으로 초음파 처리에 의해 녹차의 vitamin C, 총 페놀 화합물, flavonol류, catechins의 추출이 증가함을 알 수 있었고, 따라서 녹차 가공에 있어 초음파 처리가 매우 효율적인 추출보조공정으로 사용될 수 있으리라 사료된다.

The chemical composition characteristics of jujube wine using different preparation methods including extraction in -soju (25%) and fermentation were investigated. The jujube wine was prepared by soaking in soju using- whole fruit(WJ-S1) or seed-removed fruit(WJ-S2). Fermentations of the jujube wine were started by using whole fruit(WJ-F1), seed-removed fruit(WJ-F2) or extracts of whole fruit(WJ-F3) after adding 24% sucrose. The pH of all samples decreased from a range of 4.92~5.42 at the start time to 3.66~4.97 after 100 days. The treatment WJ-F3 showed the lowest pH among all treatments. Total acid content was 0.67~1.01% at the initial stage and then changed to 0.51~0.88% after 100 days. Total sugar and reducing sugar contents were 1.20~13.8% and 0.50~4.45% at initial stage and then changed to 1.53~4.52% and 1.75~3.82% after 100 days respectively. These sugars decreased during the preparation and fermentation of the jujube wine. The amounts of free sugars including fructose, glucose, and sucrose ranged from 1.53~4.52% and treatment WJ-F3 showed the highest amount(1.95~13.64%) compared the other treatment. glucose level were high in treatment WJ-S1 and WJ-S2, and fructose was increased in treatments WJ-F1, WJ-F2, and WJ-F3 after 60 days. Amino nitrogen content was 0.02~0.11% after 20 days and 0.07~0.14% after 40 days respectively. Solid content was 2.68~7.76% at the initial fermentation stage and changed to 4.81~9.73% after 100 days. Hunter color(L values) were 88.45~96.74 at the initial stage and then changed to 92.62~100.45 after 100 days. Preference tests a significant difference between the two types (extraction and fermentation) of jujube wine. And treatment WJ-S2 received the highest preference scores among the all treatments.

흑목이 버섯의 자실체로부터 열수추출에 의해 얻은 조다당 분획물은 흑갈색 색소를 함유하였으므로 활성탄에 의한 탈색공정이 검토된 바 있다. 하지만 활성탄에 흡착된 색소 성분의 회수 및 활성탄의 재사용이 필요하였으므로 용매추출법을 이용한 용출 실험을 실시하였다. 증류수, 중성용매(3종) 및 알칼리 용매(4종) 등 8종 용매에 의한 1단 침출 실험 결과, 색소성분의 용해성은 1 M KOH 용액이 가장 우수하였다. 이러한 최적 용매인 1M KOH 용액을 이용하여 용액의 부피 및 시간에 따른 용출효과를 조사한 결과, 용액의 부피는 활성탄 1 g당 45 mL에서 최적의 용출량을 보였으며, 10분 이내에 빠르게 용출평형에 도달하였고, 용출공정의 용출속도는 2차 속도식으로 나타낼 수 있었다. 또, 25oC에서 1 M KOH 용액에 의한 다단침출의 실험 결과, 7단계 침출에서 최종 용출효율은 88.9%이었다. 그러나 온도가 증가할수록 용출효율이 급격히 높아져 95oC에서는 단일용출만으로 82.6%의 용출효율을 보였다. 한편, 용출 후의 재사용된 활성탄의 흡착효율(75.3%)은 신선한 활성탄(78.5%)과 거의 비슷하였고, 다당 정제율도 거의 비슷하여(1.21-1.25배) 재생 가능함을 보였다. 따라서, 흑목이 버섯의 흑갈색 성분의 탈색 후 흡착된 활성탄으로부터 용매추출을 이용한 효율적인 색소성분의 회수 및 활성탄 재생 공정의 가능성이 확인되었다.

A two-step recovery method was developed to produce copper powders from copper chloride waste solution as byproducts of MoO leaching process. The first step consisted of replacing noble copper ions with external Fe ions which were formed by dissolving iron scraps in the copper chloride waste solution. The replaced copper ions were subsequently precipitated as copper powders. The second step was cementation of entire solution mixture to separate (pure) copper powders from aqueous solution of iron chloride. Cementation process variables of temperature, time, and added amount of iron scraps were optimized by using design of experiment method and individual effects on yield and efficiency of copper powder recovery were investigated. Copper powders thus obtained from cementation process were further characterized using various analytical tools such as XRD, SEM-EDS and laser diffraction and scattering methods.Cementation process necessitated further purification of recovered copper powders and centrifugal separation method was employed, which successfully yielded copper powders of more than 99% purity and average 12m in size.

Al-Ni alloy nano powders have been produced by the electrical explosion of Ni-plated Al wire. The porous nano particles were prepared by leaching for Al-Ni alloy nano powders in 20wt% NaOH aqueous solution. The structural properties of leached porous nano powder were investigated by nitrogen physisorption, X-ray diffraction (XRD) and transmission Microscope (TEM). The surface areas of the leached powders were increased with amounts of AI in alloys. The pore size distributions of these powders were exhibited maxima at range of pore diameters 3.0 to 3.5 nm from the desorption isotherm. The maximum values of those were decreased with amounts of Al in alloys.