초록 ▼

□ 연구개요
◈ 광물학적 특성연구 및 컬럼부선 최적화 인자 도출
● 대상광물의 단체분리 적정 입도제어
● 목적광물 및 불순물에 대한 정성/정량분석
● 기포제, 포수제, 활성제등의 부선시약 종류 및 농도산정
● 광액농도, 가스속도, 세척수 등 가동 변수
◈ 컬럼 내의 가스분산특성 및 mixing model 개발
● Sparger type에 따른 가스속도, 가스홀드업 측정 및 기포크기 산정
● 기포표면적비와 water bias에 따른 선별효율 제어
● Plug flow mixing, pe

□ 연구개요
◈ 광물학적 특성연구 및 컬럼부선 최적화 인자 도출
● 대상광물의 단체분리 적정 입도제어
● 목적광물 및 불순물에 대한 정성/정량분석
● 기포제, 포수제, 활성제등의 부선시약 종류 및 농도산정
● 광액농도, 가스속도, 세척수 등 가동 변수
◈ 컬럼 내의 가스분산특성 및 mixing model 개발
● Sparger type에 따른 가스속도, 가스홀드업 측정 및 기포크기 산정
● 기포표면적비와 water bias에 따른 선별효율 제어
● Plug flow mixing, perfect mixing and axial mixing model 산정 및 비교
◈ Carrying rate 및 scale-up 기초 데이터 확보
● Lab-scale 컬럼부선 장치의 정광 운송률 및 가동 변수 최적화
● Pilot-scale 모사

□ 연구 목표대비 연구결과
◈ 광물학적 특성연구 및 컬럼부선 최적화 인자 도출
● 장군광산 원광에 대한 XRD 광물감정 결과, Pb와 Zn의 근원광물은 방연석(PbS)과 섬아연(ZnS)이었으며, 주요 맥석광물은 석영( SiO2), 황철석(FeS2) 그리고 황비철석(FeAsS)을 확인하였고, 습식 입도분석으로부터 미립구간에 단체분리된 광물들이 농축되어 있는 것을 확인함. 접촉각 및 제타전위 측정결과 pH 7~9구간에서 방연석이 우선 부선대상임을 확인하였고 이후 섬아연석 부선에서는 약 pH 11이 적정한 조건으로 판단하였음.
◈ 컬럼 내의 가스분산특성 및 mixing model 개발
● 컬럼 내 Sparger type에 따른 가스속도, 가스홀드업 및 기포크기 측정하고, Mixing model 기초데이터를 얻기 위해 액체/기체 2상에서 컬럼부선 실험을 수행하였음.
● 각 Sparger type 별 겉보기 가스주입속도에 따른 가스홀드업 및 기포크기 측정 결과, 겉보기 가스속도가 높을수록 모든 Sparger에서 가스홀드업과 기포크기가 증가하였으며 기포제 농도가 가스홀드업과 기포크기에 큰 영향을 미치는 것을 확인하였음.
● 기포크기 측정결과, Porous, Cavitation, Inline-mixer 스파져 타입별 평균입도 크기는 각각 0.718, 0.613, 0.630 mm로써 표류유동식과 측정치와 일치하는 경향을 나타냈음. Cavitation type에서 가장 작은 기포가 생성된 결과를 확인하였음.
◈ Carrying rate 및 scale-up 기초 데이터 확보
● 컬럼부선의 기초특성 및 scale-up 기초데이터를 얻기 위해 석영 시료 및 저품위 금정광 시료를 대상으로, 단일/복합광물 조건에서 제어변수에 따른 컬럼 내의 가스 분산특성 변화를 조사하고 컬럼부선 성능에 미치는 영향을 조사하였음.
● 석영 컬럼부선결과, 운송률(carrying rate)은 기포크기, 가스홀드업, 기포표면적비에 영향을 받으며 이중 기포표면적비와 가장 큰 상관관계를 나타내었음.
● 금정광 컬럼부선 정선결과, 가스홀드업은 겉보기 가스주입속도와 기포크기 증가에 따라 증가하였고 워터 바이어스 증가에 따라 감소하였음. 또한 유용광물의 품위는 가스홀드업이 높고 워터바이어스가 낮을수록 증가하였고 회수율은 감소하는 경향을 나타내었음.

□ 연구개발결과의 중요성
● 본 연구에서 개발된 컬럼의 geometric 연구, 적정시약/가동인자 최적화, 가스분산특성 및 모델연구는 국내 가행광산에 적용한다면 고품위 정광생산에 기여할 것으로 판단됨
● 일반부선과 컬럼부선의 혼합공정을 통해 기존대비 10% 이상의 선별효율 증대.
● 개발된 독창적 미립자처리기술을 토대로 국내 가행 선광장에 컬럼부선 장치를 설계/제작 및 현장적용 연구를 통해 미이용/저품위 광석 및 광미의 재활용에 기여할 수 있음.

(출처 : 연구결과 요약문 3p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 3
• 목차 ... 4
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 5
• 1.1. 연구개발의 최종목표 ... 5
• 1.2. 연구개발 세부목표 ... 5
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 6
• 2.1 광물학적 특성연구 및 컬럼부선 최적화 인자 도출 ... 6
• 2.2 컬럼 내의 가스분산특성 및 mixing model 개발 ... 10
• 2.3 Carrying rate 및 scale-up 기초 데이터 확보 ... 24
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 33
• 가. 기술적 측면 ... 33
• 나. 경제/환경적 측면 ... 34
• 4. 참고문헌 ... 34
• 5. 연구성과 ... 37
• 끝페이지 ... 37