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학술저널
저자정보
Kim, Chul-Joo (Korea Institute of Geoscience and Mineral Resources) Yoon, Ho-Sung (Korea Institute of Geoscience and Mineral Resources) Chung, Kyung Woo (Korea Institute of Geoscience and Mineral Resources) Lee, Jin-Young (Korea Institute of Geoscience and Mineral Resources) Kim, Sung-Don (Korea Institute of Geoscience and Mineral Resources) Shin, Shun Myung (Korea Institute of Geoscience and Mineral Resources) Kim, Hyung-Seop (Department of Environmental and Chemical Engineering, Seonam University) Cho, Jong-Tae (Department of Environmental and Chemical Engineering, Seonam University) Kim, Ji-Hye (Department of Environmental and Chemical Engineering, Seonam University) Lee, Eun-Ji (Department of Environmental and Chemical Engineering, Seonam University) Lee, Se-Il (Department of Environmental and Chemical Engineering, Seonam University) Yoo, Seung-Joon (Department of Environmental and Chemical Engineering, Seonam University)
저널정보
한국화학공학회 화학공학 화학공학 제53권 제1호
발행연도
2015.1
수록면
46 - 52 (7page)

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A leaching kinetics was conducted for the purpose of recovery of praseodymium in sulfuric acid ($H_2SO_4$) from REE slag concentrated by the smelting reduction process in an arc furnace as a reactant. The concentration of $H_2SO_4$ was fixed at an excess ratio under the condition of slurry density of 1.500 g slag/L, 0.3 mol $H_2SO_4$, and the effect of temperatures was investigated under the condition of 30 to $80^{\circ}C$. As a result, praseodymium oxide ($Pr_6O_{11}$) existing in the slag was completely converted into praseodymium sulfate ($Pr_2(SO_4)_3{\cdot}8H_2O$) after the leaching of 5 h. On the basis of the shrinking core model with a shape of sphere, the first leaching reaction was determined by chemical reaction mechanism. Generally, the solubility of pure REEs decreases with the increase of leaching temperatures in sulfuric acid, but REE slag was oppositely increased with increasing temperatures. It occurs because the ash layer included in the slag is affected as a resistance against the leaching. By using the Arrhenius expression, the apparent activation energy of the first chemical reaction was determined to be $9.195kJmol^{-1}$. In the second stage, the leaching rate is determined by the ash layer diffusion mechanism. The apparent activation energy of the second ash layer diffusion was determined to be $19.106kJmol^{-1}$. These relative low activation energy values were obtained by the existence of unreacted ash layer in the REE slag.
#Leaching #REE Slag #Shrinking Core Model #Praseodymium Oxide #Praseodymium Sulfate #Sulfuric Acid

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