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금 채광법과 정제법
산출상태 및 그 밖의 상황에 따라 다르지만, 일반적으로 사금과 산금에 따라 그 채취방법이 다르다.
채광법과 정제법 금은 일반적으로 사금(砂金)과 산금(山金)으로 분류되어집니다. 1. 채광법 ① 수리 채광법(水利 採鑛法) 사금을 채취하는 방법으로 금의 비중이 물의 비중보다 무거운 것을 이용하는 방법입니다. 많은 양의 금을 함유한 물을 진동대 등으로 진동시켜 흐르는 물을 이용하여 사금을 채출하는 방법입니다. ② 광맥 채광법 금광맥을 폭약이나 착암기로 파쇄하여 이를 제련하여 얻는 방법입니다. 현재 가장 많이 이용하는 방법으로 금 생산량의 절반 가량이 생산되고 있습니다. ③ 부산물로서 금채취 동,납,아연 등을 채굴할 때 나오는 부산물로 채취하는 방법입니다. 2. 정제법 귀금속을 얻는 과정 가운데 정제(精製)라고 하는 공정이 있는데, 이 정제의 1단계는 파쇄된 암석 가운데 금을 함유하지 않는 암석을 육안으로 골라내는 작업입니다. 제2단계는 가장 중요한 금의 채취로서 이것에는 다음의 3가지 방법이 있습니다. ① 아말감법 이것은 암석을 미세한 가루로 만들어 물을 혼합시켜서 진흙상태로 만든 후, 수은을 첨가하여 금을 채취하는 방법입니다. 금은 수은과 혼합하여 아말감이 되고, 이것에 열을 가하면 수은이 증발되어 금이 남게 되는 원리입니다. 이런 아말감법으로 광석 중의 70% 정도의 금을 채취할 수 있습니다. 그러나 광맥이 지구 가운데 깊이 있고, 광석 중에 금이 유화물로서 단단히 피복되어 수은과 각기 결합해서, 금 채취율이 나빠지기 때문에 아말감법은 현재 잘 사용하지 않습니다. ② 염화법 이방법은 금이 염소와 결합하여 기용성의 염화물이 되는 것을 이용한 것입니다. 금 광석을 용융시킨 다음 가운데에 염소가스를 투입시기면 금 이외의 불순물(은 등)은 염화물로 증발 분리됩니다. 이 결과 고품위의 금을 얻는 것이 가능합니다. ③ 시안화법 이것은 사안화알칼리 용액에 금이 용해하는 성질을 이용하는 방법으로 일본에서 널리 사용하고 있습니다. 시안화금용액에 산소를 불어 넣으면 금이 미립자로 침전됩니다. 이것을 용해하여 시안화금으로 만들고 전해정제하여 고품위의 금을 얻습니다.
■ 선광 및 제련
이 부분에 대하여 궁금해 하시는 분이 계셔서 아는대로 한번 정리를 해보겠습니다. 금광개발정보에 보면 기존에 서술된 것들이 있지만 이것가지고는 조금 부족한듯 싶군요...
먼저 청화제련의 원리는 청화액 즉 시안화 나트륨이 금과 은을 녹이는 성질을 이용한 것으로서 원광에 이러한 청화액을 혼합하여 교반하게 되면 원광에 붙어있는 금과 은이 녹아 시안화 나트륨과 결합하게 됩니다. 쉽게 이야기 해서 액체상태로 된다는 이야기이죠... 그럼 시안화나트륨에 녹지않은 일반 불순물들은 그대로 있고 금은 녹아서 액체상태가 되므로 이것에서 금을 회수하면 되겠지요.. 그래서 금과 친화력이 강한 아연을 쓰는 것이구요.(아연하면 쉽게 말씀드려서 연탄난로의 연통있죠..그게 아연으로 만든겁니다.) 따라서 청화탱크와 아연박스간에 수로 또는 관을 만들어서 순환시키고 아연박스에는 아연을 집어넣게 되면 녹았던 액체가 순환하면서 금분자가 아연판에 들러붙게 되지요.. 그렇다면 이것을 회수해서 아연을 없애주면 금만 남겠군요... 아연을 없애는 방법은 간단하죠....질산에 반응시키면 금은 못녹이니까 그대로 남고 아연은 녹아 없어지겠군요...원리는 간단하지요?
현장에서 사용하는 방법은 청화액은 0.2 내지 0.5% 또는 간혹 0.8%짜리의 시안화액을 만들어서 사용하게 되는데요... 이것은 청화탱크의 용량과 현지의 기온, 청화기간 에 영향을 많이 받습니다. 현지기온이 낮을수록 반응속도가 느리므로 청화기간이 길어지고 그러므로 좀더 강력한 청화액을 쓰게 되는게 일반화되는 현실이지요.. 책에서 보면 청화기간은 대충 3일 전후로 나오지만... 실지 현장에서는 7 내지 10일 또 긴대는 15일까지도 하는 경우를 보았지요.. 회수율은 대충 80%선 잡으시면 될것 같구요..
아연박스는 아연을 용이하게 넣을 수 있고 또 수용액이 아연에 잘 들러붙게 만들면 될것 같군요.. 정화조의 원리를 적용시키면 좋을 것 같구요...
수용액을 원활히 순환시키려면 순환모터도 하나 필요합니다. 이때 모터는 반드시 무쇠로 만들어진 모터를 써야 한다고 하네요...이유는 아직 생각해 보지 않았는데요...그리 배웠거등요..
청화탱크는 따로 제작해도 되는데요... 현지의 여건을 고려해서 제작하는 것이 좋겠군요.. 굳이 돈을 많이 들여서 제작할 필요는 없구요 가장 저렴하게 제작하는 방법은 마대를 이용하는 방법이라고 생각합니다..
대충 적었는데요... 이러한 청화제련은 추운지방에서 할려고 하는 것은 좀 권하기가 그렇군요... 시간도 마니 걸리고....회수율도 글커든요...
한가지만더...비소(As)가 들어있는 원광은 회수율이 50%정도로 떨어진다는 사실을 명심 또 명심해야 하는 거죠?
본 내용은 경험에 의한 것이고 청화법의 사용모델의 하나일 뿐이며 학술적으로 정확한 지침은 아님을 밝혀둡니다. 그 이유는 광석 및 여러가지 여건에 따라 적용하는 방법이 다르기 때문입니다.
본 내용은 경험에 의한 것이고 청화법의 사용모델의 하나일 뿐이며 학술적으로 정확한 지침은 아님을 밝혀둡니다. 그 이유는 광석 및 여러가지 여건에 따라 적용하는 방법이 다르기 때문입니다.
■ 청화장 및 기본설비 기본적으로 청화를 할려면 청화장이 있어야 한다. 청화장을 만드는 방법은 철판을 이용하여 청화탱크를 제작하는 방법으로 부터 마대와 비닐을 이용하여 만드는 방법과 시멘트를 이용하여 탱크를 만드는 방법등 현지에 적용이 가능하고 가장 경제적인 방법을 사용할 수 있다. 이러한 청화탱크는 그 크기를 만드는 사람의 생각에 따라 만들수는 있으나 통상적으로 청화를 하고자 하는 광석의 품위에 따라 고품위로 회수율을 높이고자 하면 탱크를 적게 만들어 교반의 횟수를 늘리고 저품위로 많은 양을 처리하고자 할 때는 탱크를 크게 제작하면 되는데 필자가 본것중의 가장 큰것은 탱크당 100여톤의 청화가 가능한 것이 대략 16개정도 있는 곳을 본적도 있다.(중국) 청화탱크 아래쪽에는 통상 철판을 이용하여 제작한 아연박스를 놓게 되는데 아연박스는 청화액에 녹아내린 금이 아연과 쉽게 결합할 수 있는 구조이면 관계가 없으며 통상적으로는 정화조의 원리를 이용하여 만들게 된다. 또한 청화탱크와 아연박스를 청화액이 용이하게 교반될 수 있도록 순환모터를 사용하게 되는데 이때 순환모터는 무쇠로 만들어진 것을 사용하는 것이 좋다.
■ 청화액 청화액은 통상 0.2 - 0.5, 심지어는 0.8%로 만들어진 시안화 용액을 쓰게 되는데 여기에는 딱 몇퍼센트를 써야한다는 기준은 없다. 단 청화장 현지의 기온이 낮을 경우, 청화기간이 길게 소요될 경우에는 고농도의 청화액을 쓰게 되고 청화기간이 짧고 온도가 높을 경우에는 청화액의 농도를 줄일 수 있다. 즉 저농도의 청화액을 쓰더라도 금의 침출정도를 봐서 조절하면 되기 때문에 대략적인 농도만 맞추면 상관이 없다.
■ 가동법 먼저 분쇄된 광석을 청화탱크에 장입한다. 이때 광석의 성질에 따라 석회를 써서 전처리를 하기도 하는데 이는 황화광일 경우 전처리를 하는 것이 청화의 효율을 높인다. 청화액을 준비하여 청화탱크와 아연박스사이를 청화액이 교반하도록 한다. 이때에도 청화탱크의 대소에 따라 몇시간 또는 몇일을 청화액이 금을 침출하도록 놔둔다음 교반할 수 있다. 아연박스의 아연에 금이 달라붙으면 그 색깔이 변하고 어느정도 색깔이 변하면 아연박스의 아연을 꺼내고 다시 채워 넣는다. 청화가 종료되면 아연박스의 내용물을 통째로 플라스틱 또는 스테인레스 통에 집어넣고 적정농도의 질산(강질산을 사용하면 절대로 안됨)으로 아연을 태우면 금가루가 나온다. 이때의 금가루는 절대로 황금색이 아니며 한번더 황산처리를 하게 되면..흙같은 물질이 나오는데 이것을 도가니에 넣고 용해시키면 비로소 황금색을 띄는 금이 나오게 된다.
제 1 절 천열수 금광상 탐사 이들 3개의 천열수금광상은 남미 칠레의 El Indio광상(12.3 g/t, 40 tonnesAu), 미국 켈리포니아의 McLaughlin광상(5.2 g/t, 93 tonnes Au) 그리고 일본의 Hishikari광상(80 g/t, 120 tonnes Au) 등이다(Y. Urashima, K. Ibarak and R.Suzuki, 1987). 미국은 칼린형 금광상의 개발에 힘입어 세계 금 생산량의 2000년 기준으로 할 때 13%(320톤, 품위 Au 99.9%)를 차지하고 있으며, 미국 생산량의 70% (220톤)는 칼린형 금광상에서 생산되고 있다. 또한 미국은 금 생산량의 20%(60톤)를 수출함으로서 국제통화수지에 중요한 수단으로 삼고 있다(James, L. Pand Park, M. E., 2001). 현재 국제적인 금광상 탐사 추세는 주로 천열수 금광상(칼린형 금광상 포함)을 위시해서 열극을 충진한 열수금광상, 스카른금광상 및 사금광상에 집중되고 있으며 미국, 캐나다, 남미 칠레 및 일본 등지에서 탐사를 위한 기술개발에 심혈을 기울이고 있다. 국내의 기술개발 현황은 금광상 탐사에 앞서가는 국가들의 기술에 거의 비슷한 수준에 도달해 있다. 금광상 탐사를 위한 기술개발은 다음 6가지 분야로 나누어 볼 수 있다. 금광상 탐사를 위한 1차 적인 중요한 작업은 고도의 정밀한 지질조사이다. 국내에는 경험이 많은 지질전문가들이 많으며 GPS등 첨단 기술장비로 정확한 지질조사 및 탐사에 임할 수 있다. 정밀 암석연구를 위한 XRD(X-ray Diffraction: 광물감정) 및 EPMA(Electron Micro Probe Analyser: 전자현미분석기) 등이 활용되고 있다. 야외에서 광물을 정성적으로 확인할 수 있는 첨단 기술장비인 PortableMineral Analyzer를 활용할 수 있고, 광석시료에 대한 다양한 방법으로 화학분석을 실행할 수 있다. 즉, ICP-AES(Inductively Coupled Plasma - AtomicEmission Spectrophotometry), ICP/MS(Inductively Coupled Plasma / MassSpectrometry), XRF(X-ray Fluorescence Spectrometer: X-선 형광분석) 및 NAA(Neutron Activation Analysis) 등을 주로 사용되고 있으며 선진국도 비슷하다. 토양 및 암석을 지화학탐사 기법을 이용하여 탐사함으로 금광상 이상대를 찾고 정밀광상조사를 할 수 있게한다. 특히 최근에는 새로운 탐사기술로서 단파장적외선(Short-wave Infrared: SWIR)을 이용한 분광기법으로 첨단 장비인 PIMA(Portable Infrared Mineral Analyzer: 휴대용 적외선 광물분석기)를 이용하여 탐사에 임하고 있다. 한국의 대표적인 천열수 금광상으로 고려되는 해남의 성산광산에서 CSAMT탐사로 심부에서 금광화대를 확인할 수 있었고 또한 강원도 태백의 원동광산에서도 큰 광체를 확인 할 수 있었다. 외국의 경우 일본의 대표적인 천열수금광상인 Hishikari광산도 CSAMT탐사로 찾은 것이다.
국내 광산개발 기술 수준은 상당한 수준이라 할 수 있으나 현재 국내에서는 매장량 빈약, 환경문제, 광산 개발에 따른 제약 요인과 자본가들의 국내보다는 해외에 대한 관심이 더 많은 관계 등으로 인해 광산 개발이 어려운 실정이다. 지금까지 개발되어 채굴이 완료되었고 광산에 대한 도면과 기록이 남아있는 광산을 대상으로 유형을 조사해 보면 국내의 광산개발에 적합한 모델을 유추해 낼 수있다. 전체 조사 광산수는 총 384 개소로서 개발 모델별로 분류해보면 수평개발방식이 41.9%를 차지하고 수평, 수갱 혼용 개발 방식이 42.2% 를 차지한다. 국내금광의 개발방식은 조사된 바와 같이 무극광산, 구봉광산 등 수갱으로 개발된 대형광산을 제외하고 대부분의 광산이 수평갱도 개발방식이나 단거리 소형수갱과 혼합한 방식을 채택하여 왔다. 광체 부존이 지방 배수수준보다 상부에 위치하여 있고 개발규모가 작아 수평갱 개발방식이 경제적인 개발방식이었으나 광체가 심부화 되면서 기계화 개발방식으로 개발이 불가피하여 이 분야 연구를 필요로 하고 있는 실정이다. 심부 개발방식은 수갱 개발방식과 무궤도 완사갱 개발방식을 비교 검토하여 지질 상황 변화, 광맥 부존 상황 변화에 쉽게 대응할 수 있고, 개발과 채굴을 병행하기 쉽고, 자재와 인원 운반이 용이하며, 개발 단계에 사용한 장비를 생산단계에서 호환성있게 사용이 용이한 무궤도 완사갱 개발방식을 채택하였다.
제 3 절 금광물의 선광기술 국내 금, 은 광석의 선광기술은 과거 금광산 조업이 활발했던 시기에는 선광분야에 활발한 연구가 진행되었으며, 많은 고급 기술자들이 배출되어 금광석의 선광 기술도 세계적으로 앞선 수준이었다. 그러나 앞에서 기술한 바와 같이 최근 광산 경제성의 악화로 인하여 대부분 조업중단 상태이어서 기존에 사용하던 기술도 사장되고 있다. 그러나, 국내 남부지역에서 대규모의 천열수 금광상이 발견되고 개발됨에 따라 이들 광물에 대한 광물학적, 물리?화학적 특성규명과 이에 따른 적절한 선광기술의 개발이 시급한 실정이다. 비중선별법은 공정이 가장 간단하여 처리비용은 저렴한 반면 실수율이 낮은 관계로 단체분리가 용이한 특별한 경우를 제외하고 전처리 단계로 채택되고 있다. 비중선별과 부유선별을 병행하여 함금광물을 농축하는 방법은 금의 높은 비중과 광물표면의 특성차이를 이용하는 선광방법으로 실수율이 높아 비교적 폭넓게 적용되고 있다. 최근에는 실수율 향상을 위하여 마광과정에서 전처리 공정없이 청화법을 직접 적용함으로써 금의 실수율을 향상시키는 방법도 검토되고 있다. 중?저품위 원광으로부터 금, 은 등의 귀금속의 농축기술은 선진 외국의 경우 폐기물의 발생을 줄일 수 있는 환경친화적인 기술들이 채택되고 있는데, 여기에는 환경오염이 거의 없고 경제적이며 대량처리가 가능한 비중선별기술과 선광광미의 재활용 기술 등이 포함되고 있다.
정상 가동중인 광산이 없는 실정에서 새로운 제련방법의 개발은 한계가 있어서 활발한 연구는 진행되지 않고 있는 실정이다. 지금까지 저품위광에 대한 금은의 제련은 단순하면서도 효율적인 청화제련이 주류를 이루었다. 최근에는 환경문제의 인식이 높아짐에 따라 청화물 사용의 문제점이 부각되고 규제가 강화되어 청화제련 공정을 적용하기가 어렵게 되고 새로운 침출 공정 개발이 절실하게되었다. 금은의 침출에 적용이 가능한 공정에는 치오요소, 치오황산암모늄 및 브롬화법 등 몇 가지가 알려져 있다. 외국의 경우 치오요소가 산성용액에서 금이나 은과 안정한 착이온을 형성한다는 사실이 20세기 초에 알려진 이후 치오요소 수용액에서 금속상태의 금이 치오요소와 안정한 착이온으로 침출되는 것이 보고되었고 이후 독극물인 청산을 사용하는 청산법을 대체할 수 있는 금 제련법으로 관심이 집중되었다. 또한 치오황산암모늄의 경우도 최근 청화법을 대체할 대안으로떠오르고 있어 활발한 연구가 진행되고 있다. 국내의 경우 치오우레아를 이용한 금침출은 학교 및 일부 연구실에서 침출 메카니즘 규명을 위한 기초실험을 수행하였고 광석을 이용한 침출실험도 일부 조건 하에서 수행한바 있으나 금광산의 침체로 금침출에 관한 연구가 활성화 되지 않고 있다. 치오황산암모늄법의 경우도 국내에서는 연구실적이 많지 않은 실정으로 저품위 금광산 개발의 활성화를 위해서는 환경 친화적이고 경제적인 공법 개발에 많은 투자가 선행되어야 한다고 사료된다.
특히 영세한 광업 업체의 현실을 감안하여 정부의 기술개발 지원을 전제로 할 경우, 기술의 활용도는 더욱 커지리라 본다.
제 5 절 극미세 금분말 제조기술 나노미터 크기의 구조를 갖는 물질은 소재 성분의 변화 없이 융점, 자기적 성질, 전하량, 색깔까지 달라질 수 있다. 이러한 가능성은 이전까지는 불가능했던 새로운 형태의 기술이나 산업창출 혹은 새로운 고성능 제품의 생산으로 이어질 수있기 때문에 나노 미립자의 물리적, 화학적 특성에 대한 연구는 신소재 개발과 관련해서 많은 연구가 진행되어 왔다. 그 중에서도 금속 나노미립자는 양자크기 구속효과에 의해 자외선, 가시광선 영역에서 표면 플라즈몬 흡수 현상을 나타내며 Mie는 최초로 이러한 금속 나노 미립자와 빛의 상호작용을 이론적으로 규명하였다. 구형 나노 입자 화합물의 합성에는 졸-겔법, 역 미셀법, 에멀젼법, 전기 화학적방법, 금속 진공증발법, 레이져 증발법 등 다양한 방법들이 쓰이고 있다. 그러나 이러한 방법들은 매우 묽은 농도 조건에서 합성되므로 많은 양을 동시에 제조할수 없으며, 입자의 모양이나 크기도 적절히 조절하기가 매우 어려운 단점이 있다.
전해질 용액의 용매는 금, 은과 같은 비활성 금속보다 높은 산화 포텐셜을 갖는 유기용매를 사용하기 때문에 산화 포텐셜이 큰 금속도 양극에서 용액으로 용해시킬 수 있으므로 연속적으로 대량 합성할 수 있는 것이다.
단분자와 금속 나노 미립자 사이의 전하이동 현상을 연구하거나 광학적 특성을 가진 박막을 제조하려면 금속 미립자의 표면이 소수성이면 좋다. 가장 대량으로 금속 미립자를 합성할 수 있는 금속 진공 증발법이나 레이져 증발법은 나노 미립자의 크기와 모양을 거의 조절할 수 없다. 지금까지는 대체로 구형의 나노 입자를 단지 균일한 크기로 합성하는 방법에 대한 연구들이 진행되어 왔고, 최근에는 nano-rod 형태와 같은 다양한 모양의 나노 입자를 합성하는 방법들이 연구되고 있으나 아직 다양하지는 못하다. 작은 금속입자를 유리나 겔 속에 포함하는 방법은 여러 가지가 개발되었고, 이 물질들은 광학적으로 흥미있는 특성들을 가지고 있다. 그러나 작은 금 입자를 도핑한 유리를 제조할 때 유리를 녹여서 급냉시키는 전통적인 방법으로는 유리속에 높은 농도의 금입자를 포함시킬 수가 없다.
데, 보통 AuCl4를 매질 속에서 콜로이드 Au로 환원시키는 것이다. 졸-겔 반응에서는 TEOS (Tetraethylorthosilicate)나 TMOS (Tetramethylorthosilicate)를 사용하여 금 콜로이드를 함유하는 실리카 유리질을 제조하며 이때 금이 환원되면서 금 입자로 만들어진다.최근에 주목받는 나노기술의 한 분야로 금 나노 미립자의 독특한 특성을 이용하는 연구가 활발히 진행되고 있다. 금 나노입자의 광학적 특성을 밝히기 위해 우선 졸-겔 법을 이용해 금 나노 미립자를 제조하고, 생성된 극미세 입자의 크기와 형태 등을 전자현미경으로 확인한다. 이들의 광학적 특성은 정해진 빛 파장 영역에서 흡광도 증가 등으로 나타나며 이러한 특성이금 나노입자를 광학재료로 이용되는 바탕이 되고 있다
가. 선광 및 제련 · 금광의 처리방법으로는 청화법, 아말감법, 비중선별법, 부선법이 있으며, 광석에 따라서 이들을 단독 또는 조합한 처리방법을 채용한다. 즉 금과 공존하는 광물의 종류, 입자의 크기 및 표면상태 등 모두 처리계통의 선택에 영향을 미친다. 따라서 금광의 처리공장을 설계하는 경우에는 먼저 광석의 성질을 검토해서 청화법, 비중선별법, 아말감법의 병용을 고려한 가장 유리한 계통을 채용해야 한다. 일반적으로 청화법보다는 부선법이 실수율이 높아 유리하다. 광석중의 금은 자연금, 텔루르화금 등의 형태나 또 황동석, 방연석, 섬아연석, 황철석 등 비철금속황화물 중에 함유된 형태라도 모두 부선에 의해 회수할 수 있다. 그러나 대부분의 금이 금속의 형태로 존재하고 청화액을 소비하는 비금속류의 함유량이 적은 광석의 경우에는 청화법으로 처리하는 것이 일반적이다. 청화법이 실수율이 높고 조업이 확실하기 때문이다. · 금은의 품위가 아주 낮을 경우에는 먼저 부선 처리를 한 후 청화법을 적용시키는 것이 유리하다. · 금 제련의 주종을 이루는 공정은 알칼리 청화법으로 1787년 Scheele, 1843년 Bagration에 의해 금이 알칼리 청화용액에 용해될 수 있다고 했으나, 1887년 MacAthur 및 Forrest에 의해 처음 광석으로부터 금을 침출한 후 세계적으로 이 방법이 채택되어 왔다. 그 공정법은 다음 그림과 같다.
· 청화용액에 의한 금, 은의 용해기구이론은 Elsner, Bodland 등의 이론이 있으며 대표적인 Elsner식은 다음과 같다. 이 식에서 산소의 주입이 필수적이다. 이때 수산화나트륨이나 석회를 첨가하여 광석의 산도를 낮추어 NaCN의 가수분해를 막아야 한다. 침출 후에 농축, 여과 공정을 거쳐 불순물을 제거한 후 수용액 중에 용해된 금, 은, 아연, 알루미늄, Na₂S 등을 사용하여 침전시킨다. 그 대표적인 Merril-Crowe 침전법에 대한 방정식은 다음과 같다. 2 NaAu(CN)₂+ 4 NaCN + 2 Zn + 2 H₂O → 2 Na₂Zn(CN)₄+ 2 Au + H₂+ 2 NAOH 이 식에서 금을 침전시키기 위해 용해된 산소를 필히 제거시켜야 한다. 금이 동, 연광 중에 혼입되는 경우, 동 및 연 제련소의 정련 공정에서 아말감의 형태로 금의 품위를 높여준다. 금의 정제는 전해법 또는 산화법의 형태로 이루어지며, 일반적으로 산화법에 의해 99.6-99.7%의 Au, 전해법에 의해 99.6-99.7%의 Au의 순도를 얻을 수 있다. · 최근 금의 시세가 높아짐에 따라 저품위 금광의 퇴적침출(heap leaching)에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이는 광산 현장에서 시행되어 제련시설 투자비를 감소시키고 있다. 이 방법을 활성탄에 의한 금의 흡착법과 병용하면 청화용액으로부터 금을 효과적으로 회수할 수 있다. 퇴적침출은 희박한 시안화용액을 쌓아놓은 광석더미에 살포하여 4～42일 정도 침출시켜 67～95%의 금, 은을 추출하는 방법이다. 이 방법은 미국의 네바다 주에 있는 Cortez와 Carlin 광산에서 성공을 거둔 후 1975년 이래 미국의 여러 광산에서 적용하고 있다. · 활성탄에 의한 금은의 회수는 1880년대 말부터 청화 및 염산액에서 금, 은을 흡착시키는 방법으로 사용되었다. 활성탄은 불규칙적인 원자배열을 한 흑연 구조로서 매우 큰 표면적을 갖도록 증기로써 활성화시킨 것이다. Carbon-in-pulp 회수공정은 미국의 Homestake 광산에서 적용하여 1일 2,350톤의 광석을 처리하고 있다. 이 방법은 미세하게 분쇄된 광석의 슬라임분에 적용되는데 활성탄 톤 당 300～400 온스의 금이 흡착되며 은과 함께 흡착된 금을 알칼리-알코올로 탈착시킨다. · 청화용액이 유독하고 그 침출반응도 느리다는 점 때문에 최근 thiourea 및 acidothioureation에 의한 금 침출이 시도됐는데, 이들 용액은 독성이 없고 침출반응속도도 청화용액보다 빠르다고 보고되고 있다. · 회전원판을 이용하여 acidothioureation에 의한 침출속도를 측정한 결과 청화용액에서보다 침출속도는 10배 정도 빠르나 동의 침출속도는 청화용액에서보다 느려 acidothioureation은 앞으로 금, 은의 침출액으로 유리할 것으로 보인다. · 이온교환수지에 의한 금, 은의 흡착 및 분리실험도 활발히 진행되고 있다. 음이온 교환수지를 이용하여 금은의 선택적 흡착을 시행하여 흡착된 금, 은은 아세톤, 황산 등으로 탈착하여 금을 회수한다. 금광은 청화법, 아말감법, 부선법의 견지에서 다음 3종류로 분류된다. ① 금이 자연금으로 맥석 중에 포함된 상태로 있는 것 : 청화법, 아말감법으로 처리하는 것이 일반적이지만 때로는 부선법도 채용된다. 품위와 입자의 크기에 의해서 부선법, 단독부선법과 청화법, 아말감법, 비중선별법을 조합한 계통이 이루어진다. ② 금의 일부분은 자연금 또는 텔루르화합물의 형태로 맥석 중에 존재하고 나머지 금속화합물 중에 함유되어 있는 것 ⓐ 부선 정광에 청화법 또는 아말감법 : 미리 부선법으로 정광 후에 금을 농축하여 그 정광을 아말감법 또는 청화법으로 처리하는 방법으로 품위가 낮을 때 유리하다.
ⓑ 아말감법, 부선 : 금 입자의 일부가 비교적 크기가 큰 단체로 존재하고 나머지는 더욱 황화물과 밀접하게 결합되어 있을 때 사용하는 방법으로 먼저 혼영법 또는 선광용 지그 등의 비중선별법으로 큰 입자의 자연금을 채취하고 그 후 광미를 청화법으로 처리한다.
ⓒ 부선 폐석에 청화법
ⓓ 탈황부선, 청화법 : 청화법에 유해한 황화물이 다량 수반할 때 사용하는 방법으로 미리 부선법에 의해서 황화광물을 제거하고 그 후 청화처리한다.
ⓔ 청화폐석부선 : 청화법으로 처리한 후 황화물에 포함되어서 유출되는 금 광물을 회수할 목적으로 광석을 부선처리하는 방법이다.
③ 금이 동, 연, 아연 등의 비금속황화광 또는 황철광에 함유되어 있는 것 : 황화광물이 1종이고 더욱 금을 함유하고 있을 때 단일부선법으로 금 및 황화광물을 함께 회수하고, 2종 이상의 황화광물을 함유하는 경우에는 우선 부선법에 의해서 황화광물을 분리하며 금은 황화광물 쪽에 농축시켜 회수한다. |
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출처: 조약돌의 방 원문보기 글쓴이: 조약돌
