산화대 금 광석에 존재하는 적철석을 암모니아 용액을 이용하여 제거하여 금과 은의 회수율을 향상시키고자 하였다. 산화대에는 석영, 적철석, 백운모가 존재하고 있으며, 적철석은 수성기원으로 형성되었다. 다양한 변수에 대하여 암모니아 용출실험을 수행한 결과, Fe 최대 용출 인자는 $-45{\mu}m$ 입도 크기, 1.0 M의 황산 농도, 5.0 g/l의 황산암모늄 농도 그리고 2.0 M의 과산화수소 농도일 때였다. 이 암모니아 용출용액으로부터 침철석이 침전-형성되는 것을 확인하였으며, 고체-잔류물에서 Fe-제거량이 증가할수록 Au와 Ag 회수율이 증가하였다.
산화대 금 광석에 존재하는 적철석을 암모니아 용액을 이용하여 제거하여 금과 은의 회수율을 향상시키고자 하였다. 산화대에는 석영, 적철석, 백운모가 존재하고 있으며, 적철석은 수성기원으로 형성되었다. 다양한 변수에 대하여 암모니아 용출실험을 수행한 결과, Fe 최대 용출 인자는 $-45{\mu}m$ 입도 크기, 1.0 M의 황산 농도, 5.0 g/l의 황산암모늄 농도 그리고 2.0 M의 과산화수소 농도일 때였다. 이 암모니아 용출용액으로부터 침철석이 침전-형성되는 것을 확인하였으며, 고체-잔류물에서 Fe-제거량이 증가할수록 Au와 Ag 회수율이 증가하였다.
This study aims to improve the recovery of gold and silver by removing hematite from gold ore of an oxidation zone with ammonia solution. Quartz, hematite and muscovite were present in the oxidation zone, while hematite was hydrogenous. As a result of performing an ammonia leaching test on variables...
This study aims to improve the recovery of gold and silver by removing hematite from gold ore of an oxidation zone with ammonia solution. Quartz, hematite and muscovite were present in the oxidation zone, while hematite was hydrogenous. As a result of performing an ammonia leaching test on variables, it is found that the maximum Fe leaching parameter was $-45{\mu}m$ particle size, 1.0 M sulfuric acid concentration, 5.0 g/l ammonium sulfate concentration and 2.0 M hydrogen peroxide concentration. It is also confirmed that goethite was precipitated and formed from that ammonia elution. As the amount of Fe-removal was increased in a solid-residue, the recovery of Au and Ag were increased, too.
This study aims to improve the recovery of gold and silver by removing hematite from gold ore of an oxidation zone with ammonia solution. Quartz, hematite and muscovite were present in the oxidation zone, while hematite was hydrogenous. As a result of performing an ammonia leaching test on variables, it is found that the maximum Fe leaching parameter was $-45{\mu}m$ particle size, 1.0 M sulfuric acid concentration, 5.0 g/l ammonium sulfate concentration and 2.0 M hydrogen peroxide concentration. It is also confirmed that goethite was precipitated and formed from that ammonia elution. As the amount of Fe-removal was increased in a solid-residue, the recovery of Au and Ag were increased, too.
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문제 정의
따라서 본 연구 목적은 gold-bearing 산화대의 적철석을 암모니아 용액을 이용하여 최대 제거 인자를 결정하고자 하였으며, 이때 용출용액으로부터 침전되는 철수산화물에 대하여 광물학적으로 해석하고자 하였다. 또한 고체-잔류물에서, Fe-제거에 따른 금과 은의 품위 향상을 고찰하고자 하였다.
따라서 본 연구 목적은 gold-bearing 산화대의 적철석을 암모니아 용액을 이용하여 최대 제거 인자를 결정하고자 하였으며, 이때 용출용액으로부터 침전되는 철수산화물에 대하여 광물학적으로 해석하고자 하였다. 또한 고체-잔류물에서, Fe-제거에 따른 금과 은의 품위 향상을 고찰하고자 하였다.
제안 방법
Fe 용출률이 최대로 나타는 입도는 -45 μm, 황산 농도는 1.0 M 그리고 황산암모늄 농도는 5.0 g/l를 고정하고 과산화수소 농도를 0.5 M에서 3.0 M으로 변화시켜서 Fe 용출실험을 수행하였다.
Fe가 최대로 용출되는 입도크기는 -45 μm, 황산 농도 1.0 M로 고정하고, 황산암모늄 농도의 효과를 확인하기 위해 1.0 g/l에서 10.0 g/l로 변화시켜가면서 Fe 용출실험을 수행하였다.
고체-잔류물에 대한 왕수분해 용액에 대하여 Fe, Au 및 Ag 함량을 측정하였고 용출 전후 비교를 하였다(Table 2). 고체-잔류물은 암모니아 용출에의하여 Fe가 최대로 용출-제거되었기 때문에 그만큼 Fe가 감소될 것이고 반대로 Au, Ag 함량은 증가될 것으로 예상되었다.
금을 함유하는 산화대에 석영, 적철석, 백운모가 존재하는 것을 XRD분석으로 그리고 수성 기원을 지시해주는 구상, 동심원 및 수축성 교질상구조의 적철석을 현미경으로 확인하였다. 산화대의 적철석을 제거하기 위하여 다양한 조건으로 암모니아 용출실험을 수행하였다.
산화대 시료(7 g)와 황산-황산암모늄-과산화수소수용액(70 mL)을 1 : 10 (V/W)의 고액비로 용출 실험을 실시하였으며, Fe가 최대로 용출되는 변수를 파악하기 위하여 입도크기(106~-45 μm) 그리고 황산암모늄(1.0~10.0 g/L), 황산(0.5~3.0 M), 과산화수소 농도(0.5~3.0 M)에 대하여 각각 용출실험 하였다.
금을 함유하는 산화대에 석영, 적철석, 백운모가 존재하는 것을 XRD분석으로 그리고 수성 기원을 지시해주는 구상, 동심원 및 수축성 교질상구조의 적철석을 현미경으로 확인하였다. 산화대의 적철석을 제거하기 위하여 다양한 조건으로 암모니아 용출실험을 수행하였다. Fe 용출률은 입도 크기가 작아질수록 증가하였으며, 최대 용출률이 나타는 입도는 -45 μm이었다.
암모니아 용출실험 후, 고체-잔류물을 여과-채취-자연건조 후, XRD분석과 왕수분해를 각각 수행하였다. XRD분석 결과, 석영과 소량의 백운모가 검출되었다(Fig.
연마편은 편광반사현미경(Nicon, ECLIPSE LV100DOL)으로 관찰하고, 미분쇄 시료는 XRD (X’Pert Pro MRD (MRD), PANalytical, Netherlands) 분석과 건식-체분석을 각각 수행하였다.
1에 나타내었다. 용출 실험이 진행되는 동안, 시간 간격으로 용출용액 2.0 mL를 채취하여 Fe, Au, Ag 함량을 원자흡광분석기(AA-7000, Shimadzu, Japan)로 분석하였다. 용출 후 고액분리를 통해 고체 잔유물은 자연 건조 후, XRD분석과 왕수분해 하였다.
0 mL를 채취하여 Fe, Au, Ag 함량을 원자흡광분석기(AA-7000, Shimadzu, Japan)로 분석하였다. 용출 후 고액분리를 통해 고체 잔유물은 자연 건조 후, XRD분석과 왕수분해 하였다. 이 왕수분해 용액에 대한 Fe, Au 및 Ag 함량을 AAS 로 측정하였다.
45 μm 여과지로 여과하였으며, 어떤 고체 잔류물이나 부유물이 존재하지 않는 것을 확인하였다. 이 여과용액을 상온에서 6시간 방치하였으며, 용액 바닥에 형성된 침전물을 채취-자연 건조-XRD 분석하였다. XRD 분석 결과, 모두 침철석이 나타났다(Fig.
용출 후 고액분리를 통해 고체 잔유물은 자연 건조 후, XRD분석과 왕수분해 하였다. 이 왕수분해 용액에 대한 Fe, Au 및 Ag 함량을 AAS 로 측정하였다.
5 mg/l (Fe 용출률 98%)이었다. 이들 용출용액(68 mL)에 대하여, 용출실험 직후, 용액과 고체-잔류물을 각각 Whatman No 1 여과지를 이용하여 여과-분리하였다. 이 여과 용액은 다시 0.
입도효과
입도크기에 따른 Fe 용출 효과를 알아보기 위하여 4가지 입도의 시료에 대하여 각각 용출실험을 수행하였다. 용출실험 결과, 106 μm에서 Fe 용출률이 53%, 106~75 μm에서 62%, 75~45 μm에서 63% 그리고 -45 μm에서 64%로 나타났다(Fig.
입도효과에서 최대용출률(-45 μm)을 고정하고, 다양한 황산농도(0.5, 1.0, 2.0, 3.0 M)를 이용하여 최대 용출률을 파악하고자 하였다.
체분석은 4가지 입도 즉, 106, 106~75, 75~45, -45 μm로 분류하였다.
대상 데이터
암모니아 용출실험에 사용할 금 광석 시료는 전남 해남군 모이산 금 광산으로부터 제공받았으며, 화학 분석 결과를 Table 1 나타내었다. 금 광석 시료는 심도 -20 m 산화대에서 채취하였으며, 이들 시료를 이용하여 연마편과 미분쇄 시료를 준비하였다. 연마편은 편광반사현미경(Nicon, ECLIPSE LV100DOL)으로 관찰하고, 미분쇄 시료는 XRD (X’Pert Pro MRD (MRD), PANalytical, Netherlands) 분석과 건식-체분석을 각각 수행하였다.
암모니아 용출실험에 사용할 금 광석 시료는 전남 해남군 모이산 금 광산으로부터 제공받았으며, 화학 분석 결과를 Table 1 나타내었다. 금 광석 시료는 심도 -20 m 산화대에서 채취하였으며, 이들 시료를 이용하여 연마편과 미분쇄 시료를 준비하였다.
성능/효과
산화대 금 광석에 대하여 XRD분석한 결과 석영 (quartz), 적철석(hematite), 백운모(muscovite)가 나타났고(Fig. 2), 현미경에서는 석영과 적철석이 관찰되었다(Fig. 3). 적갈색의 구형 적철석이 입방체 공간 내부에 형성되어 있고(Fig.
7). 암모니아 용출용액에서 Fe 함량이 서로 달라도 모두 침철석이 형성되는 것을 확인하였다. 이와 같이 침철석이 생성된 원인은 산화대의 적철석이 암모니아 용매에 의하여 용해-침전되었기 때문인 것으로 사료된다(Rao et al.
13 mg/kg) 함량이 최대로 나타났다. 암모니아와 과산화수소, 즉 친환경적 용매를 이용하여 산화대의 Fe를 98% 이상 제거(용출)시킨 결과 금과 은의 회수율이 향상되는 것을 확인하였다. 고체-잔류물의 입도가 -45 μm일 때 Au 함량은 6.
용출실험 결과, 106 μm에서 Fe 용출률이 53%, 106~75 μm에서 62%, 75~45 μm에서 63% 그리고 -45 μm에서 64%로 나타났다(Fig. 3).
0 M으로 변화시켜서 Fe 용출실험을 수행하였다. 용출실험 결과, 과산화수소 농도가 0.5 M일 때 Fe 용출률이 87%, 1.0 M일 때 91%, 2.0 M일 때 98%그리고 3.0 M일 때 94%이었다(Fig. 6). 과산화수소 농도가 2.
용출실험 결과, 황산 0.5 M일 때 Fe 용출률이 65%, 황산 1.0 M일 때 79%, 2.0 M일 때 69% 그리고 3.0 M일 때 67%이었다(Fig. 4). Fe 용출률이 최대로 나타나는 황산 농도는 1.
0 g/l로 변화시켜가면서 Fe 용출실험을 수행하였다. 용출실험 결과, 황산암모늄이 1.0 g/l일 때 Fe 용출률이 77%, 3.0 g/l일 때 81%, 5.0 g/l일 때 87% 그리고 10.0 g/l일때 82%이었다(Fig. 5). 최대의 Fe 용출률이 나타나는 황산암모늄 농도는 5.
0 M 의 과산화수소 농도일 때였다. 용출용액으로부터 침철석이 형성되었으며, 고체-잔류물에서 Fe 제거량이 증가할수록 Au 및 Ag 함량이 증가되었다. 친환경 용매인, 암모니아와 과산화수소가 산화대의 적철석을 효과적으로 제거할 수 있으며 그리고 이에 따라 금과 은의 회수율이 향상되는 것을 확인하였다.
용출용액으로부터 침철석이 형성되었으며, 고체-잔류물에서 Fe 제거량이 증가할수록 Au 및 Ag 함량이 증가되었다. 친환경 용매인, 암모니아와 과산화수소가 산화대의 적철석을 효과적으로 제거할 수 있으며 그리고 이에 따라 금과 은의 회수율이 향상되는 것을 확인하였다.
후속연구
왜냐하면 대부분의 금은 황철석이나 황비철석과 같은 황화광물에 존재하기 때문이다. 그러므로 산화대의 금을 효과적으로 회수하기 위해서는 철수산화물 혹은 Fe성분을 제거하거나 감소시키는 연구가 반드시 필요하다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
암모니아가 유용금속 용출의 용매제로 사용하는 가장 큰 이유는 무엇인가?
암모니아가 이와 같이 유용금속 용출의 용매제로 사용하는 이유는 비용이 저렴하고, 효율이 매우 뛰어나며, 낮은 독성과 부식성, 그리고 용해성의 금속 복합물을 형성하는 능력이 뛰어나기 때문이다. 그리고 무엇보다 암모니아는 Fe를 용출시켜 침철석이나 적철석으로 침전시키는 능력이 뛰어나기 때문이다 (Beckstead and Miller, 1977; Ghosh et al., 1990, 2002, 2003).
산화대가 Fe 함량 및 금의 품위 또한 부화대나 광화대에 비하여 상대적으로 높게 나타나는 이유는 무엇인가?
산화대는 산성수에 의하여 용해성 금속과 황이 용탈되어 제거되기 때문에 금속 함량은 낮은 반면에 철수산화물의 형성으로 인하여 Fe 함량 및 금의 품위 또한 부화대나 광화대에 비하여 상대적으로 높게 나타난다(De oliveira and De oliveira, 2000; Hartley and Rice, 2005; Atapour and Atiabi, 2007; Belogub et al., 2008; Velasco et al.
산화대에 존재하는 gold가 부유선별이 어려운 이유는 무엇인가?
, 2013). 그러나 산화대에 존재하는 gold는 철수산화물로 피복되어 있기 때문에 부유선별이 어렵다. 그러므로 황화광물과 맥석광물을 부유선별 하는 과정에서, 산화대 광석, 즉 철수산화물이 많은 광석이 부유선별에 공급되기 때문에 황화광물의 부선효율이 떨어진다.
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