초록 ▼

연구개발 내용 및 범위는 다음과 같다.▶ 활용 가능한 국내 저품위 광석의 매장량 및 유가 금속함유 폐기물의 발생량 조사 및 성상 분석▶ 대상 광석 및 폐기물의 전처리▶ 호기공정용 우수 제련 미생물 확보 및 슬러리 액상 반응기에서의 금속 용출 기술 개발▶ 혐기 공정에 의한 망간, 희유 금속의 용출 기술 개발▶ 미생물 용출 광석의 침출 잔사에 대한 특성 분석▶ 생물·화학적 복합 공정을 이용한 금, 은의 회수 가능성 조사▶ 제련 미생물에 의한 광석으로부터 금속의 농축 기술▶ 광석 및 폐기물에 함유된 유가금속의 미생물 제련 반응 기작 규명

연구개발 내용 및 범위는 다음과 같다.▶ 활용 가능한 국내 저품위 광석의 매장량 및 유가 금속함유 폐기물의 발생량 조사 및 성상 분석▶ 대상 광석 및 폐기물의 전처리▶ 호기공정용 우수 제련 미생물 확보 및 슬러리 액상 반응기에서의 금속 용출 기술 개발▶ 혐기 공정에 의한 망간, 희유 금속의 용출 기술 개발▶ 미생물 용출 광석의 침출 잔사에 대한 특성 분석▶ 생물·화학적 복합 공정을 이용한 금, 은의 회수 가능성 조사▶ 제련 미생물에 의한 광석으로부터 금속의 농축 기술▶ 광석 및 폐기물에 함유된 유가금속의 미생물 제련 반응 기작 규명▶ 우수 제련미생물인 Thiobacillus sp.의 16S 및 23S rDNA의 염기 서열 분석을 통하여 제련 미생물을 탐색할 수 있는 분자 생물학적 방법 연구

Abstract ▼

This study is to develop basic and application technologies for biometallurgical processes. The contents and scopes of each technology area are given below.o Estimated amounts of low-grade ores and previous metals-containing wastes, and analysis of their compositions.o Development of pretreatment te

This study is to develop basic and application technologies for biometallurgical processes. The contents and scopes of each technology area are given below.o Estimated amounts of low-grade ores and previous metals-containing wastes, and analysis of their compositions.o Development of pretreatment technology of ores and wastes.o Isolation of aerobic metallurgical microorganisms, and development of metal leaching technology using slurry bioreactor.o Development of metal leaching technology for manganese and precious metals by anaerobic processes.o Characterization of leachate ores.o Recovery of gold and silver by a hybrid process using biological and chemical reactions.o Concentration technology of metals from leachate drainage.o Clarification of biometallurgical mechanisms.o Development of detection methods for metallurgical microorganisms using 16S and 23S rDNA.

목차 Contents

• 제 1 장 서 론...18
• 제 1 절 연구 개발의 목적 및 필요성...18
• 제 2 절 연구 개발 내용 및 범위...19
• 제 2 장 국내외 기술 개발 현황...20
• 제 1 절 기존제련 방법과 생물학적 제련방법의 특성비교...20
• 1. 광석 및 폐기물로부터 유가금속의 기존제련방법의 장·단점...20
• 2. 미생물을 이용한 환경 친화적 신제련기술...20
• 제 2 절 미생물 제련공정의 종류...22
• 1. 호기공정에 의한 금속제련...22
• 1) 직접산화반응...22
• 2) 간접산화반응...23
• 3) 호기공정에 의한 금속의 제련공정 사례...23
• 2. 혐기공정에 의한 금속제련...24
• 1) 혐기공정에 의한 망간의 용출...25
• 2) 혐기공정에 의한 철의 용출...25
• 제 3 절 미생물 제련기술의 상업적 응용과 전망...25
• 1. 구리...25
• 2. 우라늄...26
• 3. 금...26
• 제 3 장 연구 개발 수행 내용 및 결과...27
• 제 1 절 국내 저품위 광석의 매장량, 유가금속 함유폐기물의 발생량 조사, 성상분석 및 전처리 기술 개발...27
• 1. 국내 저품위 광석의 매장량, 유가금속 함유폐기물의 발생량 조사, 성상분석...27
• 1) 옥천계 흑색 점판암의 매장량 및 성분분석...30
• 2) 성주 수륜 광산의 저품위 금속시료 매장량 및 성분분석...32
• 3) 무극광산 광미의 매장량 및 성분분석...34
• 4) 망간단괴의 매장량 및 성분분석...34
• 2. 대상광석 및 폐기물의 전처리...36
• 1) 옥천계 흑색 점판암의 전처리 실험...36
• 2) 수륜광산 저품위 금광 시료의 물리적 처리...40
• 3) 망간단괴의 물리적 전처리...42
• 제 2 절 호기성 제련 미생물의 대량 배양용 생물반응기 개발과 배양기술 확립...44
• 1. 연구방법...44
• 1) 균주 및 배지조성...44
• 2) 섬유상 담체를 이용한 제련 미생물 배양용 생물반응기의 개발 및 성능 평가...45
• 3) 연속조업과정에서 철산화 속도에 미치는 기질공급속도의 영향...46
• 4) T. ferroxidans의 철산화 속도에 미치는 이산화탄소의 영향 조사...47
• 5) 분석방법...47
• 2. 결과 및 고찰...48
• 1) 호기성 제련 미생물의 대량 배용양 생물반응기 개발...48
• 2) 철산화 속도에 미치는 CO₂의 영향...59
• 제 3 절 호기 공정에 의한 옥천계 흑색 점판암으로부터 우라늄 회수...68
• 1. 연구방법...68
• 1) 신규의 우수제련 미생물 분리·동정 및 생리적 특성조사...68
• 2) 금속 용출 실험용 균주준비...69
• 3) 옥천계 흑색점판암 광석의 평균입자크기 조사...70
• 4) 옥천계 흑색 점판암 광석의 추출액이 제련미생물 활성에 미치는 영향...70
• 5) 옥천계 흑색 점판암 광석의 pulp density가 제련미생물 활성에 미치는 영향...71
• 6) 옥천계 흑색 점판암의 최적 용출조건 도출실험...71
• 2. 결과 및 고찰...73
• 1) 기확보 우수 제련 미생물의 생리적 특성...73
• 2) 옥천계 흑색 점판암 광석의 평균입자크기...77
• 3) 제련미생물 활성에 미치는 옥천계 흑색점판암 광석 추출액의 영향...78
• 4) 제련미생물 활성에 미치는 옥천계 흑색 점판암 광석 pulp density의 영향...81
• 5) 옥천계 흑색 점판암으로부터 우라늄 용출효율에 미치는 각종 환경인자의 영향...87
• 제 4 절 제련미생물의 회수금속화합물에 대한 독성평가...96
• 1. 연구방법...96
• 1) 균주 및 배지...96
• 2) T. ferroxidans의 금속화합물에 대한 내성 평가...96
• 3) T. thiooxidans의 금속화합물에 대한 내성 평가...97
• 4) 분석방법...97
• 2. 결과 및 고찰...98
• 1) T. ferrooxidans의 금속화합물에 대한 내성...99
• 2) T. thiooxidans의 금속화합물에 대한 내성...119
• 제 5 절 혐기공정에 의한 망간, 희유 금속의 용출기술 개발...127
• 1. 연구방법...127
• 1) 금속환원 세균의 농화배양...127
• 2) 우수 종속 영양 제련 미생물 분리...127
• 3) 종속영양 제련 미생물에 의한 망간단괴로부터 망간의 용출 실험...128
• 4) 종속영양 제련 미생물의 망간 용출에 미치는 환경인자의 영향...128
• 5) 분석방법...130
• 2. 결과 및 고찰...131
• 1) 금속환원 세균의 농화배양 및 우수 종속 영양 제련 미생물의 분리...131
• 2) 혐기성 제련 미생물의 접종효과...132
• 3) 혐기성 제련 미생물에 의한 망간단괴로부터 망간의 용출 특성...134
• 4) 혐기성 제련 미생물의 망간 용출에 미치는 환경인자의 영향...136
• 5) 망간단괴의 생물 용출 과정에서의 희유금속의 회수 가능성 조사결과...141
• 제 6 절 생물 화학적 복합공정을 이용한 금, 은의 회수...142
• 1. 연구방법...142
• 1)균주 준비...142
• 2) 전주제일광산 광미시료...142
• 3) 무극광산 광미시료...143
• 2. 결과 및 고찰...146
• 1) 전주제일 광산 광미 시료...146
• 2) 무극광산 광미시료...163
• 3) 생물·화학적 복합용출방법을 이용한 금, 은의 회수기술...180
• 제 7 절 우수제련 미생물 Thiobacillus sp.의 16S 및 23S rDNA의 염기서열 분석을 통하여 제련 미생물을 탐색할 수 있는 분자생물학적 방법 연구...184
• 1. 연구방법...184
• 1) 배지조성...184
• 2) rDNA의 증폭, cloning, 염기서열 분석...186
• 3) 염기서열 나열과 유연관계 분석...189
• 2. 결과 및 고찰...191
• 1) Thiobacillus rDNA의 cloning과 염기서열분석...191
• 2) rDNA sequence의 분석...197
• 3) 16S rDNA를 이용한 phylogenetic analysis...199
• 4) 16S/23S ISR을 이용한 phylogenetic analysis...205
• 제 4 장 연구 개발 목표 달성도...209
• 제 5 장 연구개발결과의 활용계획...211
• 제 6 장 참고문헌...213