[논문]부유선별법에 의한 제련용 몰리브덴 정광의 회수

박철현; 전호석; 김병곤; 한오형

doi:10.3740/mrsk.2009.19.12.661

부유선별법에 의한 제련용 몰리브덴 정광의 회수
Recovery of Roasting-Molybdenite Concentrate by Froth Flotation 원문보기

한국재료학회지 = Korean journal of materials research, v.19 no.12, 2009년, pp.661 - 666

박철현 (한국지질자원연구원) , 전호석 (한국지질자원연구원) , 김병곤 (한국지질자원연구원) , 한오형 (조선대학교)

Abstract ▼ AI-Helper

Froth flotation has been carried out in order to produce roasting-molybdenite concentrate from molybdenite ore in the Shin-yeomi mine. In our study, roasting-molybdenite (Mo 0.43%) from Shin-yeomi mine was recovered by varying the conditions of regrinding time, dosage of collector and alkalinity. Liberation and flotation efficiency more were effective at regrinding time of six minutes than at single grinding. Mo recovery curves increased considerably as dosage of kerosene increased, whereas Mo grade curves decreased gradually. The separation efficiency of molybdenite was effective when the dosage of collector (kerosene) was adjusted to 300 g/t. The molybdenite concentrate was agglomerated in the range of pH 5-7 and its separation efficiency increased to pH 9-10. The concentrate of 49.5% Mo grade ($MoS_2$, 82.6%) with 81.5% recovery from Shin-yeomi molybdenite ores was obtained under conditions of 20% pulp concentration, 300 g/t kerosene 325 g/t frother (AF65), 2.5 kg/t depressant ($Na_2SiO_3$), pH 9-10 and four cleaning times. In the future, a trial run that can separate up to 50% Mo grade from Shin-yeomi molybdenite ores will be performed.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

Table 1. Chemical analysis of raw molybdenite ores used in this study.
본 연구에서는 강원도 정정군 신예미 광산에서 산출된 몰리브덴광(Mo 0.43%)의 부유선별시 정광의 품위와 회 수율에 미치는 재분쇄 시간, 포수제, 광액 pH의 영향에 관한 연구를 수행하였다.
신예미 몰리브덴광을 대상으로 제련용 몰리브덴 정광 생산을 위한 부유선별 연구를 수행하였다. 몰리브덴광의 광물학적 특성 연구결과 주요 맥석광물은 석영이었으며, 그 외 흑운모, 마그네타이트, 조장석, 그리고 각섬석이 확인되어 규산염광물 및 철광 억제의 필요성을 인지하 였다.

제안 방법

조선부선의 경우 제조된 시료 1kg을 부 유선별기(Denver sub・A)의 셀(cell)에 넣고 광액의 농도 20%에서 5분간 1500rpm으로 교반하였다. 그 다음 pH 조 절제(니2SO₄, Ca(OH)2), 억제제(NazSiQ), 포수제(keesene) 그리고 기포제 (MIBC)등의 각 조건제를 차례로 첨가한 후 몰리브데나이트를 회수하였다. 다음 공정은 조선정광을 6 분간 재분쇄 후 4회의 정선과정을 거쳐 최종정광을 회 수하였다.
그 다음 pH 조 절제(니2SO₄, Ca(OH)2), 억제제(NazSiQ), 포수제(keesene) 그리고 기포제 (MIBC)등의 각 조건제를 차례로 첨가한 후 몰리브데나이트를 회수하였다. 다음 공정은 조선정광을 6 분간 재분쇄 후 4회의 정선과정을 거쳐 최종정광을 회 수하였다. 이 때 각 시약의 반응시간은 각 3분이었으며 각 시약 첨가량은 정선 4회까지의 총합이었다.

대상 데이터

본 실험에 사용된 몰리브덴광은 강원도 정선군 신동읍 에 위치한 신예미 광산에서 채취하였다. Fig.
6은 광액의 pH가 몰리브덴광의 부유선별에 미치는 영향을 나타낸 것이다. 이때의 실험조건은 재분쇄 시 간 6분, 광액 농도 20%, 기 포제 (MIBC) 325 g/t 그리 고 정 선횟수 4회이었으며 산성 영역의 pH 조절은 황산(H₂SO₄) 을 일칼리 영역에서는 소식회 (Ca(OH)2)를 사용하였다. 민 저 산성 영역인 pH 5-7에서 몰리브덴광의 품위는 비교적 47-48.

성능/효과

이들 무극성면과 극성면의 접촉각 은 각각 80°와 30°으로 알려져 있으며 파분쇄된 몰리브 덴광 표면에 혼재되어 있다.4)특히, 무극성면은 표면에 너지가 작기 때문에 물과 반응성이 적어 소수성이며 자 연부유도를 높이는 역할을 한다. 따라서 몰리브덴광 부 유선별의 경우에는 황화광물들에 주로 사용하는 잔세이 트 계통보다 연료유(fhel oil), 난방유(stove oil, kerosene) 와 같은 하이드로카본류 (hydrocarbon compounds)# 포수 제로 많이 사용한다.
조선정광 6분 재분쇄시 이들의 단체분리 및 분리 효율이 증가하였으며 몰리브덴광의 선택성 및 부유도를 높일 수 있는 kerosene의 첨가량은 300 g/t 이상이 효과 적이었다. 광액의 pH 5-6에서는 몰리브덴광이 응집되는 현상이 확인되었으며, pH 9-10 영역에서 맥식광물이 억 제되어 분리효율이 증가하였다. 또한 단일 분쇄 및 재분 쇄에 의한 부선결과를 비교한 결과, 재분쇄 후 부선이 Mo 품위와 회수율을 각각 4.
민저 광물처리 분야의 이론적 분리효율 평가 방법인 품우]-회수 율 반비례 곡선에서와 같이 두 곡선 모두 몰리브덴 정 광의 회수율이 증가할 경우 몰리브덴의 품위가 떨어지고 품위가 올라갈 경우 회수율의 손실을 감수해야함을 알 수 있다. 두 공정 간의 분리효율에 있어 단일분쇄 부유선별 에 비해 재분쇄 부유선별이 분리효율이 더 높은 것을 알 수 있다. 특히 품위의 경우 4.
그러나 이보다 재분쇄 시간이 많은 12분에서는 분리효율이 증가되지 않고 분쇄비용만 소모됨을 알 수 있다. 따라서 몰리브덴 정광의 분리효율 을 높일 수 있는 최적 재분쇄 시간을 6분로 결정하였으 며, 이때 회수된 몰리브덴 정광의 품위와 회수율이 각각 49.5%와 81.5%인 결과를 얻었다.
광액의 pH 5-6에서는 몰리브덴광이 응집되는 현상이 확인되었으며, pH 9-10 영역에서 맥식광물이 억 제되어 분리효율이 증가하였다. 또한 단일 분쇄 및 재분 쇄에 의한 부선결과를 비교한 결과, 재분쇄 후 부선이 Mo 품위와 회수율을 각각 4.5%와 1.5% 이상으로 높일 수 있었다. 이상의 결과로부터 최종정광의 Mo 품위와 회수 율을 각각 49.
이는 300 g/t 이상에서 포수제 첨가량의 증가에 따라 몰리브덴 광의 소수성이 증가하여 부유도가 증가하지만, 이때 단 체분리 되지 못한 입자들과 일부 맥석물들이 비선택적으 로 정광으로 회수되기 때문이다. 또한 포수제의 과도한 사용은 광물 입자 표면에 단분자층 대신에 다분자층을 형 성시켜 광액 내에서 포수제의 히드로카본 그룹 혹은 비 극성기의 비율을 감소시키기 때문에 입자들의 소수성이 약화된다 따라서 품위와 회수율을 고려한 포수제의 최 적 첨가량은 300t로 결정되었다.
이는 몰리브덴광의 등전점(PZC)인 pH 2-3 영역 (Chander and Fuerstenau, 1972)과 근접할수록 몰리브덴광이 응집 되기 때문이다. 실제 이 영역에서 회수된 정광산불은 자연 pH이상의 영역에서 회수된 산불에 비해 육안 식별에서 도 현저한 응집현상을 확인할 수 있었다. 한편 알칼리 영 역인 pH 8-ll로 갈수록 회수율은 점차 증가하였으며 품 위의 경우 pH 9-10이 Mo 49.
5 kg/t, 광액 pH 10 그리고 정선횟수 4회이었다. 실험결과, 품 위의 경우 재분쇄 시간 6분까지 증가하였으나 이후 점차 감소하였으며 회수율의 경우 6분까지 감소하나 그 이 후 큰 변화가 없는 것을 알 수 있다. 이는 재분쇄 시간이 증가할수록 몰리브덴과 맥석광물간의 단체분리도가 크 게 향상되어 6분까지는 분리효율이 증가하나 6분 이상 에서는 미립자 맥석광물들이 발생되어 이들이 분리효율 을 감소시키기 때문이다.
5% 이상으로 높일 수 있었다. 이상의 결과로부터 최종정광의 Mo 품위와 회수 율을 각각 49.5%와 81.5%로 생산할 수 있는 부유선별 기술을 개발하였다.
그림에서와 같이 300 g/t을 기준으로 kerosene 첨가량이 증가할수록 몰리 브덴광의 품위는 큰 변화가 없으나 회수율의 경우 까지는 크게 증가하였 다. 이후 포수제의 첨가량이 증가하면 뚜렷한 회수율의 증가 없이 품위만 감소되었다. 이는 300 g/t 이상에서 포수제 첨가량의 증가에 따라 몰리브덴 광의 소수성이 증가하여 부유도가 증가하지만, 이때 단 체분리 되지 못한 입자들과 일부 맥석물들이 비선택적으 로 정광으로 회수되기 때문이다.
몰리브덴광의 광물학적 특성 연구결과 주요 맥석광물은 석영이었으며, 그 외 흑운모, 마그네타이트, 조장석, 그리고 각섬석이 확인되어 규산염광물 및 철광 억제의 필요성을 인지하 였다. 조선정광 6분 재분쇄시 이들의 단체분리 및 분리 효율이 증가하였으며 몰리브덴광의 선택성 및 부유도를 높일 수 있는 kerosene의 첨가량은 300 g/t 이상이 효과 적이었다. 광액의 pH 5-6에서는 몰리브덴광이 응집되는 현상이 확인되었으며, pH 9-10 영역에서 맥식광물이 억 제되어 분리효율이 증가하였다.
실제 이 영역에서 회수된 정광산불은 자연 pH이상의 영역에서 회수된 산불에 비해 육안 식별에서 도 현저한 응집현상을 확인할 수 있었다. 한편 알칼리 영 역인 pH 8-ll로 갈수록 회수율은 점차 증가하였으며 품 위의 경우 pH 9-10이 Mo 49.5%로 가장 높은 분리효율 을 나타내었다. 이는 알칼리 영역에서 규산염 광물들의 슬라임이 응집되지 않고 분산되고 소수성이 강한 몰리브 덴광만 부유하기 때문이다.

참고문헌 (10)

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