[논문]금 제련에 사용되는 시안의 사용, 규제 및 처리 현황

박정현; 신도연; 박현식; 정진기; 이재천

doi:10.7844/kirr.2015.24.4.61

금 제련에 사용되는 시안의 사용, 규제 및 처리 현황
The Current Status of Cyanide Uses, Regulations, and Treatment in Gold Mining 원문보기

資源리싸이클링 = Journal of the Korean Institute of Resources Recycling, v.24 no.4, 2015년, pp.61 - 66

박정현 (한국지질자원연구원 광물자원연구본부 희유자원융합연구센터 도시광산연구실) , 신도연 (한국지질자원연구원 광물자원연구본부 희유자원융합연구센터 도시광산연구실) , 박현식 (한국지질자원연구원 광물자원연구본부 희유자원융합연구센터 도시광산연구실) , 정진기 (한국지질자원연구원 광물자원연구본부 희유자원융합연구센터 도시광산연구실) , 이재천 (한국지질자원연구원 광물자원연구본부 희유자원융합연구센터 도시광산연구실)

초록
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전세계적으로 시안화법은 일차 광물 혹은 정광으로부터 금을 회수하기 위해 널리 사용되어 왔다. 그러나 이 공정에서 발생하는 다량의 유독한 잔사 및 시안 함유 폐액은 주변 환경 및 생태계에 심각한 문제를 야기할 수 있어 그 사용에 대해 문제가 제기되어 왔으므로 시안화법 이용 시 반드시 시안 함유 폐액의 적절한 처리가 필요하다. 본 연구에서는 금광으로부터 금을 회수하기 위한 습식제련공정인 시안화법과 연계하여 시안 처리 공정을 설계하기 위한 기초연구로서 금 제련에 사용되는 시안화합물의 사용, 규제 및 처리 기술의 국내외 현황을 분석하였다. 또한 무배출 금 회수 및 처리 공정을 설계하기 위한 생물학적 공정에 대하여 소개하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

Cyanidation has been used worldwide to recover gold from primary ore or concentrate. The use of cyanide is however becoming an emerging issue because of the toxic residue and wastewater made from the process. The cyanide-containing wastewater should be treated properly, obeying the environmental standard and regulations. In the present article, the domestic and international uses, regulations, and treatment technologies of cyanide in gold mining were investigated as a feasibility study to develop a cyanide treatment process as well as the cyanidation process. A biological cyanide treatment process to develop a zeroemission gold recovery and wastewater treatment process was also briefly introduced.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구에서는 금광으로부터 금을 회수하기 위한 습식제련공정인 시안화법과 연계하여 시안 처리 공정을 설계하기 위한 기초연구로서 금 제련에 사용되는 시안 화합물의 사용, 규제 및 처리 기술 현황을 분석하였다. 시안화법은 전세계적으로 금 제련의 주류를 이뤄 온 공정이나 시안을 함유하고 있는 다량의 유독한 폐액이 발생하므로 심각한 환경 문제를 야기할 수 있어 최근 그 사용이 감소하는 추세에 있으나 여전히 일정 지역에서 사용되고 있다.
금 제련에 사용 시 적절한 관리 및 처리 시스템이 필요하다. 본 연구에서는 친환경적이고 경제적인 시안화합물 처리 공정을 개발하기 위한 기초 연구로서 금 제련에 사용되는 시안화합물의 사용, 규제 및 처리 기술 현황을 분석하였다.
org)이 운영되고 있다. 이는 미국 워싱턴 DC에 위치한 국제시안관리협회(The International Cyanide Management Institute, ICMI)에서 개발한 것으로, 금 제련 산업에서 시안화합물을 사용하기 위한 정보를 제공하는 것을 목적으로 하여, 시안화합물 및 제련 과정에서 발생하는 시안 함유 잔사 및 폐액의 안전한 관리에 중점을 둔다. 가입 회사들은 프로그램 준수 여부에 대해 제3자에 의한 이행 점검을 받아야 한다.

가설 설정

시안화물은 시안이온(CN^- )과 시안화수소(HCN) 같은 자유시안화물(CN_free)과 광석 내 Ag, Cd, Cu, Hg, Ni 등 금속 이온들과 결합하여 비교적 약한 공유 결합성을 띠는 시안화합물(weak acid dissociable, CN_WAD), 위의 시안화합물을 모두 포함하며 Co, Au, Fe 등과 강하게 결합된 총시안화합물(CN_total)로 구분할 수 있다.¹⁵⁾ 대부분의 시안 화합물은 불안정한 자유 시안이 아닌 금속과 결합한 형태로 존재한다. 시안화합물 사용 관련 규제를 살펴보면 다음과 같다.

제안 방법

2 mg/L 이하로 낮추기 위해 사용된 바 있다.¹⁶⁾ Homestake 광산에서는 두 단계로 구성된 RBCs (Rotating Biological Contactors; 회전원판접촉조)를 이용하여 첫번째 원판에서는 시안을 암모니아로 분해하고 두 번째 원판에서는 암모니아를 질산염으로 질산화시켜 처리하였다. Two-stage RBC 운전 결과 시안 농도를 0.

대상 데이터

가입 회사들은 프로그램 준수 여부에 대해 제3자에 의한 이행 점검을 받아야 한다. 가입 회사는 업종별로 볼때 2015년 기준 시안 제조업 22개, 시안 운송업 109개, 금광업 41개 회사가 참여하고 있으며, 홈페이지에 광산 이름 및 위치, 이 프로그램 인증 여부 등을 게시하고 있다. 나라별로 보면 북미, 특히 캐나다 회사가 많이 가입되어 있어 Barrick Gold Corporation 등 16개,Newmont Mining Corporation 등 미국 회사 3개, 그외 호주 5개, 남아프리카공화국 4개 및 멕시코, 페루, 영국, 사우디아라비아, 인도네시아, 프랑스령 가이아나, 불가리아 등에 위치한 회사들이 참여하고 있다.

성능/효과

²¹⁾ 그밖에도, 남아메리카의 아르헨티나와 코스타리카에서는 노천 광산에서 시안화합물 사용을 금지하였다.²²⁾ 이러한 규제 현황을 볼 때 새로운 시안화합물 사용 광산개발이 금지되는 등 시안화법 사용을 점차 금지하는 추세이나, 현재 가동되고 있는 광산에 대해서는 시안화법이 계속하여 사용되고 있는 것을 알 수 있다.
05 mg/L로 규정하고 있다.²⁴⁾ 전세계적으로 볼 때 대략적인 먹는 물 수질기준과 수질환경기준은 약 0.005 - 0.2 mg/L이다. 산업에서 배출기준 또한 크게 다르지 않아, 중국의 경우 산업에서 배출허용 기준을 CNtotal 0.
전처리를 하지 않으면 금 회수가 어려운 경우 complex ore, refractory ore라고 지칭하며, 50% 이하의 금 회수율을 보이는 경우 highly refractory ore라고 정의할 수 있다.⁸⁾ Free milling ore 중 산화광은 파쇄 후 바로 시안화법을 적용하는데, 이 경우 heap leaching이나 vat leaching 방법을 이용한다. Heap leaching법은 미국 광무국(U.
Bureau of Mines, USBM)에 의해 1969년 처음 제시되었으며, 1970년대 이후 금 회수를 위한 시안화 공정의 많은 부분을 차지해 왔다.⁹⁾ Heap leaching 공정에서 금 회수 시 약 200 - 600 mg/L의 시안화나트륨이 사용되고, 은 회수를 위해 약 600 - 1000 mg/L의 시안화나트륨이 사용된다.¹⁰⁾ Heap leaching 공정은 금광석의 탈수, heap 표면으로 시안 용액의 살수, 금 포함 용액 회수 등을 포함하는 공정이다.

후속연구

금 제련에서 발생하는 시안 폐액 처리 기술로는 폐액에 포함된 시안을 재생하는 기술, 화학적 산화 분해 처리 기술, 생물학적 처리 기술 등이 있다. 이 중 생물학적 공정은 일반적인 하수처리 공정과 연계하여 처리 가능하여 경제적이며, 미생물을 이용하여 시안과 결합한 금을 흡착 회수하고 시안을 무해한 탄산염과 질소가스로 전환시키므로 환경친화적이라는 장점이 있어 향후 무배출 금 회수 및 처리 공정 연구에 유용할 것으로 생각된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	시안화법이란 무엇인가?	시안화법은 1888년 MacArthur and Forrest1)에 의해 제안된 이래 가장 널리 쓰이고 있는 금 습식 제련법 중의 하나이다. 시안화법은 시안화나트륨(NaCN), 혹은 시안 음이온(CN− )이 금, 은 등과 착염을 형성하여 용해 되는 원리를 이용한 공정으로, 아래 반응식 12)를 따르며, 금 및 은에 대한 선택적 침출이 가능하다는 장점이있다. 시안화법 후 금을 포함하는 시안 용액에서 금을 회수하기 위해서는 일반적으로 활성탄 흡착법, 이온교환법, 아연치환침전법 등이 이용된다.
	시안화법의 문제점은 무엇이며, 이에 따라 필요한 사항은?	그러나 시안화합물은 생물체에 노출 시 cytochrome-c oxidase와 결합하여 전자전달을 막아 세포호흡을 방해하므로 저혈압, 의식장애, 신경 손상, 심지어 사망에 이르기까지 하는 등 매우 유독한 물질로 알려져 있어 환경에 유입 시 수계 생물 및 야생 동물에 대해 악영향을 미치므로6,7) 금 제련에 사용 시 적절한 관리 및 처리 시스템이 필요하다. 본 연구에서는 친환경적이고 경제적인 시안화합물 처리 공정을 개발하기 위한 기초 연구로서 금 제련에 사용되는 시안화합물의 사용, 규제 및 처리 기술 현황을 분석하였다.
	시안화법 후 금을 포함하는 시안 용액에서 금을 회수하기 위해서 하는 방법은?	시안화법은 시안화나트륨(NaCN), 혹은 시안 음이온(CN− )이 금, 은 등과 착염을 형성하여 용해 되는 원리를 이용한 공정으로, 아래 반응식 12)를 따르며, 금 및 은에 대한 선택적 침출이 가능하다는 장점이있다. 시안화법 후 금을 포함하는 시안 용액에서 금을 회수하기 위해서는 일반적으로 활성탄 흡착법, 이온교환법, 아연치환침전법 등이 이용된다.3)

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