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용융전해조에 전해염과 목적금속 산화물을 투입하는단계;상기 용융전해조를 가열하여 상기 전해염과 상기 목적금속 산화물의 용융염을 형성하는 단계;산소센서와 전극을 상기 용융염에 투입하는 단계;상기 전극으로 기전력(EMF; electromotive force)을 측정하는 단계;상기 산소센서로 상기 전해염에 용해된 목적금속 산화물의 용해도를 모니터링하는 단계; 및상기 기전력과 상기 목적금속 산화물의 용해도로부터 하기 선형 관계식 1 및 선형 관계식 2를 얻는 단계;를 포함하는산소센서를 이용한 금속산화물의 용해도 분석방법
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제 1 항에 있어서,상기 산소센서는 고체상 산소센서 또는 기체상 산소센서를 포함하는 것을 특징으로 하는산소센서를 이용한 금속산화물 용해도 분석방법
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제 2 항에 있어서,상기 고체상 산소센서는 하기 반응식 1과 같이, 크롬(Cr) 금속과 산화크롬(Cr2O3)의 반응을 이용하는 것을 특징으로 하는산소센서를 이용한 금속산화물 용해도 분석방법
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제 2 항에 있어서,상기 기체상 산소센서는 하기 반응식 2와 같이, 일산화탄소(CO)와 이산화탄소(CO2)의 반응을 이용하는 것을 특징으로 하는산소센서를 이용한 금속산화물 용해도 분석방법
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제 1 항에 있어서, 상기 산소센서를 이용한 금속산화물 용해도 분석방법은 상기 목적금속 산화물의 용해도를 실시간 모니터링하는 방법인 것을 특징으로 하는산소센서를 이용한 금속산화물 용해도 분석방법
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전해염과 목적금속 산화물의 용융염;상기 용융염에 투입된 목적금속 산화물의 용해도를 모니터링하는 산소센서와 기전력을 측정하는 백금 전극;상기 산소센서는 알루미나 튜브에 구비되고 백금 와어어로 연결되며, 말단 내부에 크롬(Cr) 금속과 산화크롬(Cr2O3)의 혼합물을 채우고, 외벽은 산화마그네슘(MgO), 산화칼슘(CaO), 또는 산화이트리움(Y2O3)으로 안정화된 지르코니아(ZrO2)로 형성된 고체형 산소센서이며,상기 백금 전극은 알루미나 튜브에 구비되는 것을 포함하는산소센서를 이용한 금속산화물의 용해도 분석장치
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전해염과 목적금속 산화물의 용융염이 구비된 용융전해조;상기 용융염에 투입된 목적금속 산화물의 용해도를 모니터링하는 산소센서와 기전력을 측정하는 백금 전극;상기 산소센서는 알루미나 튜브에 구비되고 백금 와어어로 연결되며, 말단 내부에 일산화탄소(CO)와 이산화탄소(CO2)의 혼합 기체를 통과시키며, 외벽은 산화마그네슘(MgO), 산화칼슘(CaO), 또는 산화이트리움(Y2O3)으로 안정화된 지르코니아(ZrO2)로 형성된 기체형 산소센서이며,상기 백금 전극은 알루미나 튜브에 구비되는 것을 포함하는산소센서를 이용한 금속산화물의 용해도 분석장치
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제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,상기 목적금속은 Mg, Be, Li, Sb, Zn, Pb, Ga, Sn, 및 Mn으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는산소센서를 이용한 금속산화물의 용해도 분석장치
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제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,상기 목적금속 산화물은 하기 화학식 1을 만족하는 산소센서를 이용한 금속산화물의 용해도 분석장치
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제 8 항 또는 제 9 항에 있어서, 상기 목적금속 산화물은 마그네슘 산화물, 베릴륨 산화물, 리튬 산화물, 안티모니 산화물, 아연 산화물, 납 산화물, 갈륨 산화물, 주석 산화물, 및 망간 산화물로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는산소센서를 이용한 금속산화물의 용해도 분석장치
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전해염과 목적금속 산화물의 용융염이 구비된 용융전해조;상기 용융염에 투입된 상기 목적금속 산화물의 용해도를 모니터링하는 산소센서;상기 용융염에 투입된 기전력(EMF; electromotive force)을 측정하는 전극;상기 용융전해조 내부에 구비되고, 유해성 가스를 발생시키지 않으면서, 용융된 상기 전해염에 용해된 목적금속 산화물의 용융염전해를 통한 전해제련공정에 의해 목적금속을 생산하기 위한 금속 또는 금속합금으로 구성된 액체금속 음극; 및상기 용융전해조 내부에 구비되고, 상기 용융전해조 하단부에 전해 시 생성되는 기포 배출이 용이하도록 삼각뿔(Triangular pyramid), 사각뿔(Square pyramid), 오각뿔(Pentagonal pyramid), 다각뿔(Polygonal pyramid), 및 원뿔(Cone)로 이루어진 군에서 선택되는 하나의 형상으로 구비된 금속, 금속합금 또는 탄소의 양극;을 포함하는 전해제련장치를 포함하고,상기 목적금속 산화물의 전해제련공정에 의해 생성된 액체금속 음극과 목적금속의 합금을 진공증류공정으로 분리하여 목적금속을 생산하는 진공증류장치를 포함하는산소센서를 이용한 금속제련장치
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제 13 항에 있어서,상기 목적금속은 Mg, Be, Li, Sb, Zn, Pb, Ga, Sn, 및 Mn으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는산소센서를 이용한 금속제련장치
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제 13 항에 있어서,상기 목적금속 산화물은 하기 화학식 1을 만족하는 산소센서를 이용한 금속제련장치
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제 13 항에 있어서, 상기 목적금속 산화물은 마그네슘 산화물, 베릴륨 산화물, 리튬 산화물, 안티모니 산화물, 아연 산화물, 납 산화물, 갈륨 산화물, 주석 산화물, 및 망간 산화물로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는산소센서를 이용한 금속제련장치
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제 13 항에 있어서,상기 액체금속 음극은 구리, 은, 또는 주석의 금속 원소와 상기 금속 원소의 합금인 것을 특징으로 하는산소센서를 이용한 금속제련장치
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제 13 항에 있어서, 상기 전해염은 알칼리금속 할로겐화물, 알칼리토금속 할로겐화물, 알칼리금속 산화물, 및 알칼리토금속 산화물로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는산소센서를 이용한 금속제련장치
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제 13 항에 있어서,상기 전해제련장치는 상기 전해조의 외부면에 설치되는 복수개의 히터를 구비하는 가열부를 더 포함하고,상기 복수개의 히터 중 적어도 하나가 상기 전해염에 용해된 목적금속 산화물을 용융시켜 용융물을 제조하거나,상기 용융물의 전해반응시 작동되고, 상기 용융물에 포함된 불순물의 침전 및 하부 영역으로의 농축 중 적어도 하나를 위해, 상기 불순물이 이동하는 위치에 따라 상기 복수개의 히터가 순차적으로 작동하는 산소센서를 이용한 금속제련장치
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제 13 항에 있어서,상기 전해제련장치는 상기 전해조의 외부면에 설치되는 복수개의 쿨러를 구비하는 냉각부를 더 포함하고, 상기 복수개의 쿨러 중 적어도 하나가 상기 전해염에 용해된 목적금속 산화물을 용해시켜 제조한 용융물을 냉각하거나,상기 용융물의 전해 생성물을 냉각하기 위하여 작동되고, 상기 용융물에 포함된 불순물의 침전 및 하부 영역으로의 농축 중 적어도 하나를 위해, 상기 불순물이 이동하는 위치에 따라 상기 복수개의 쿨러가 순차적으로 작동하는 산소센서를 이용한 금속제련장치
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제 13 항에 있어서,상기 전해제련장치는 상기 전해조 내부에 설치되어 상기 전해염에 용해된 목적금속 산화물 또는 상기 전해염에 용해된 목적금속 산화물을 용해시켜 제조한 용융물을 수용하는 전해 도가니를 더 포함하고,상기 전해 도가니는 알루미나, 철 금속 또는 철 산화물로 제조되는 것을 특징으로 하는산소센서를 이용한 금속제련장치
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제 13 항에 있어서,상기 전해제련장치는 상기 전해조 상단부에 설치되는 가스 투입구 및 가스 배출구를 더 포함하고,상기 가스 투입구는 아르곤, 질소, 또는 공기를 투입하며,상기 가스 배출구는 전해 생성물 가스, 산소, 이산화탄소, 또는 불순물 가스를 배출하는 것을 특징으로 하는산소센서를 이용한 금속제련장치
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제 13 항에 있어서,상기 진공증류장치는최하단에 상기 액체금속 음극과 목적금속의 합금 용융물이 마련되고, 증류 영역 내에서 온도 구배가 이루어지는 진공 증류탑을 더 포함하는 것을 특징으로 하는산소센서를 이용한 금속제련장치
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제 23 항에 있어서,상기 진공증류장치는 상기 진공 증류탑 내부에 상기 액체금속 음극과 목적금속의 합금 용융물이 투입되는 도가니를 더 포함하고,상기 도가니는 금속, 금속합금 또는 탄소로 제조되는 것을 특징으로 하는 산소센서를 이용한 금속제련장치
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제 13 항에 있어서,상기 진공증류장치에서 상기 액체금속 음극은 진공증류 후 상기 목적금속과 분리되어 증류탑 하단부의 도가니에 저장되는 것을 특징으로 하는산소센서를 이용한 금속제련장치
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(1) 액체금속 음극이 내부 하단에 구비되고 전해염을 포함하는 용융전해조를 사용하여, 전해염과 목적금속 산화물로 구성된 용융염의 용융염전해를 통해 액체금속 음극과 목적금속 간의 합금을 형성하는 단계; (2) 산소센서와 전극을 상기 용융염에 투입하는 단계;(3) 상기 전극으로 기전력(EMF; electromotive force)을 측정하는 단계;(4) 상기 산소센서로 상기 전해염에 용해된 목적금속 산화물의 용해도를 모니터링하는 단계; (5) 상기 기전력과 상기 목적금속 산화물의 용해도로부터 하기 선형 관계식 1 및 선형 관계식 2를 얻는 단계; 및(6) 상기 용융염전해를 통해 생성된 액체금속 음극과 목적금속간 합금을 진공증류공정을 통해 분리하고, 목적금속을 회수하는 단계;를 포함하는 산소센서를 이용한 금속제련방법
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제 26 항에 있어서,상기 산소센서는 고체상 산소센서 또는 기체상 산소센서를 포함하는 것을 특징으로 하는산소센서를 이용한 금속제련방법
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제 27 항에 있어서,상기 고체상 산소센서는 하기 반응식 1과 같이, 크롬(Cr) 금속과 산화크롬(Cr2O3)의 반응을 이용하는 것을 특징으로 하는산소센서를 이용한 금속제련방법
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제 27 항에 있어서,상기 기체상 산소센서는 하기 반응식 2와 같이, 일산화탄소(CO)와 이산화탄소(CO2)의 반응을 이용하는 것을 특징으로 하는산소센서를 이용한 금속제련방법
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제 26 항에 있어서, 상기 산소센서를 이용한 금속제련방법은 상기 목적금속 산화물의 용해도를 실시간 모니터링하는 방법인 것을 특징으로 하는산소센서를 이용한 금속제련방법
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