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마이크로웨이브를 이용한 금정광 내 금 용출 효율 증가 기작
Improvement of Au Leaching from Gold Concentrates Using a Microwave and Thiourea-mixed Solvent 원문보기

자원환경지질 = Economic and environmental geology, v.53 no.2, 2020년, pp.159 - 166  

김봉주 (한국원자력연구원 방사성폐기물처분연구부) ,  권장순 (한국원자력연구원 방사성폐기물처분연구부) ,  고용권 (한국원자력연구원 방사성폐기물처분연구부) ,  박천영 (조선대학교 에너지.자원공학과)

초록
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본 연구에서는 금정광내 금회수율을 증진하고자 마이크로웨이브 전처리방법을 이용하여 티오요소용출 실험을 수행하였다. 이에 본 연구에서는 먼저 마이크로웨이브를 이용하여 금정광 시료 내 황철석의 분해에 따른 광물상 변화를 관찰하였다. 마이크로웨이브의 조사시간이 증가함에 따라 시료의 온도는 증가하였고, 황철석 내 S가 SO2로 변환되어 시료 내 S의 함량이 감소되었다. X-선 회절분석주사전자현미경 에너지 분산 분광분석을 통해 황철석은 자류철석과 적철석으로 변환되었으며, 미세균열이 발달된 다공질의 형태로 변질되었음을 확인할 수 있었다. 다양한 조건의 티오요소 혼합 용매를 이용하여 시료의 광물상변화에 따른 금 용출효율을 측정한 결과, 마이크로웨이브 조사시간 증가 및 용출실험 조건 내 용매의 농도 증가에 따라 용출효율이 증가하였다. 결론적으로, 마이크로웨이브를 활용한 금정광 조사는 시료 내 금의 최대용출효율과 용출속도를 증가시켰으며, 티오요소 용매제는 용출속도상수를 증가시켜주는 역할을 하였다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this research, we investigate the effect of microwave pretreatment on the recovery of gold from the gold concentrates by thiourea leaching. The changes in mineral phases by decomposition of pyrites in the gold concentrates using microwave were observed, and the result of microwave irradiation sho...

주제어

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AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 연구에서는 금정광으로부터 금의 회수율 증진을 목적으로 마이크로웨이브를 이용하여 금정광 내 황철석의 광물상 변화를 파악하고, 변화된 황철석에 대하여 비시안 혼합용매를 이용하여 금의 용출 특성을 파악함으로써 마이크로웨이브가 금정광의 회수율 증가에 미치는 영향을 고찰하고자 하였다.
  • 본 연구에서는 마이크로웨이브를 이용하여 전처리한 후 티오요소 혼합물로 금정광내 금용출 효율을 평가하고자 하였다. 금정광 내 마이크로웨이브 조사에 따라 시료의 온도는 증가하였으며, 시료 내 황철석은 열분해(thermal decomposition)되어 자류철석 또는 적철석으로 변환되고, 시료의 무게와 황의 함량은 감소하였다.

가설 설정

  • 1. (a) Temperature change and (b) Variations of sulfur and total weight of the gold concentrates during the microwave exposure.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
황철석을 분해하기 위한 일반적인 방법은 무엇인가? 일반적으로 황철석을 분해하기 위하여 전기로 등을 이용한 소성공정(roasting process)이 적용되고 있다. 하지만 소성공정을 운영하기 위해서는 많은 에너지와 경비가 소비됨에 따라 비경제적이고, 대기오염 등과 같은 2차적인 환경문제가 발생된다.
마이크로웨이브를 이용하여 전처리한 후 티오요소 혼합물로 금정광내 금용출 효율을 평가한 결과는 어떠한가? 본 연구에서는 마이크로웨이브를 이용하여 전처리한 후 티오요소 혼합물로 금정광내 금용출 효율을 평가하고자 하였다. 금정광 내 마이크로웨이브 조사에 따라 시료의 온도는 증가하였으며, 시료 내 황철석은 열분해(thermal decomposition)되어 자류철석 또는 적철석으로 변환되고, 시료의 무게와 황의 함량은 감소하였다. 또한 마이크로웨이브로 조사된 금정광 시료 내 황철석 표면에는 미세균열이 발달되었으며, 이로 인하여 황철석이 다공질(porous)상으로 변화되었다. 다공질로 상변화된 시료 내 비시안 용매인 thiourea 혼합 용매를 이용하여 금 용출실험을 수행하여 마이크로웨이브에 의하여 상변화된 시료에서 금 용출율 증가를 도모하였다. 용출인자를 추정한 결과, 용매제 몰비가 Thiourea : Sodium sulfate : Ferric sulfate = 34.7 : 0.6 : 3.5 인 조건에서 최대용출율이 100%와 용출속도 상수는 0.1053 1/min 으로 나타났다. 본 연구에서는 황철석 등 황화광물을 포함하고 있는 금정광에 대하여 마이크로웨이브 조사가 광물의 상변환, 공극율 증가, 열응력 및 열파쇄작용 등을 발생시켜 금 용출율(rate of leaching)을 향상시킬 수 있음을 확인하였다.
소성공정의 단점은 무엇인가? 일반적으로 황철석을 분해하기 위하여 전기로 등을 이용한 소성공정(roasting process)이 적용되고 있다. 하지만 소성공정을 운영하기 위해서는 많은 에너지와 경비가 소비됨에 따라 비경제적이고, 대기오염 등과 같은 2차적인 환경문제가 발생된다. 따라서 기존 소성 공정에 비하여 효과적이고, 친환경적인 제련공정개발이 요구된다.
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