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지중저장 이산화탄소의 누출이 천부환경에서 방연석의 용해 과정에 미치는 영향 (The Effects of CO2 Released from Deep Geological Formations on the Dissolution Process of Galena in Shallow Subsurface Environments)

  • 남지은;왕수균
    • 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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    • 제20권1호
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    • pp.19-27
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    • 2015
  • If $CO_2$ stored for geological sequestration escapes from deep formations and is introduced to shallow aquifers, it dissolves into groundwater, creates acidic environments, and enhance mineral dissolution from rocks and soils. Among these minerals, dissolution and spread of hazardous trace metals can cause environmental problems with detrimental impacts on groundwater quality. This study aims to investigate geochemical effects of $CO_2$ in groundwater on dissolution of galena, the main mineral controlling the mobility of lead. A series of batch experiments are performed with granulated galena in $CO_2$ solutions under various experimental conditions for $CO_2$ concentration and reaction temperature. Results show that dissolution of galena is significantly enhanced under acidic environments so that both of equilibrium concentrations and dissolution rates of lead increase. For thermodynamic analysis on galena dissolution, the apparent rate constants and the activation energy for galena dissolution are calculated by applying rate law to experimental results. The apparent rate constants are $6.71{\times}10^{-8}mol/l{\cdot}sec$ at $15^{\circ}C$, $1.77{\times}10^{-7}mol/l{\cdot}sec$ at $25^{\circ}C$, $3.97{\times}10^{-7}mol/l{\cdot}sec$ at $35^{\circ}C$ and the activation energy is 63.68 kJ/mol. The galena dissolution is suggested to be a chemically controlled surface reaction, and the rate determining step is the dissociation of Pb-S bond of surface complex.

상온에서 토착박테리아를 이용한 방연석의 용출 특상 (Bioleaching of Galena by Indigenous Bacteria at Room Temperature)

  • 박천영;김순오;김봉주
    • 한국광물학회지
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    • 제23권4호
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    • pp.331-346
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    • 2010
  • 방연석으로부터 유용금속이온을 용출시키기 위하여 토착박테리아를 실험실온도에서 최적의 pH 조건이 아닌 상태로 용출실험을 실시하였다. 이와 같은 조건에서도 $0.4{\times}0.2{\mu}m$에서 $0.5{\times}1.7{\mu}m$ 범위의 막대 모양 박테리아들이 방연석 표면에 부착하였다. 미생물 용출실험 19일 후에, Pb, Fe, Zn 이온 함량이 비교시료에서 보다 박테리아 시료에서 각각 약 347, 222, 1.7배 이상으로 높게 용출되었다. 수많은 육각형 주상의 결정들이 방연석의 표변에 형성된 것이 관찰되었으며, 이들 결정들은 토착 박테리아의 미생물학적 산화작용에 의하여 방연석으로부터 생성된 것으로 생각된다. XRD 분석에서, 황산연광에 해당되는 회절선이 방연석 시료에서 관찰되었다. 만약 박테리아가 최적으로 생존할 수 있는 pH 조건과 온도 조건을 조성해 준다면 더 많은 유용금속 이온이 방연석으로부터 용출 될 것으로 기대된다.

염화암모늄에 의한 방연광의 염소화 반응 (Chlorination of Galena with Ammonium Chloride)

  • 송연호;오치훈;이철태
    • 공업화학
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    • 제7권3호
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    • pp.453-463
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    • 1996
  • $NH_4Cl$을 염소화제로 사용하여 시약 PbS와 Pb함유 자연광물인 방연광의 염소화 반응에 대해 조사하였다. 방연광의 적정 염소화 반응조건은 반응온도 $425^{\circ}C$, 방연광에 대한 $NH_4Cl$의 무게비 4.0, 반응시간 2시간이었다. 이 조건하에서 방연광중의 PbS는 $NH_4Cl$에 의해 효과적으로 $PbCl_2$로 염소화되었으며 그 전화율은 90%였다. 방연광의 염소화 반응에서 염소화제로 사용한 $NH_4Cl$$NH_3$와 HCl로 효과적으로 분리되었으며 양론적으로 90%의 $NH_3$를 회수할 수 있었다.

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과테말라 Estancia de la Virgen 지역 금-은-동-비스무스 광화대의 산상과 광물특성 (Occurrence and Mineral Characteristics of Au-Ag-Cu-Bi Bearing Quartz Veins in the Estancia de la Virgen area, Guatemala)

  • 신의철;김수영;홍세선;김인준
    • 자원환경지질
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    • 제31권6호
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    • pp.463-472
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    • 1998
  • 이 연구는 과테말라 에스탄시아 데 라 비르겐 (Estancia de la Virgen) 지역에 분포하는 광화대의 산상과 광물특성을 밝혀내기 위해 수행되었다. 이 연구를 위해 1:2,000 축척의 정밀광상 지질조사가 이루어졌다. 금-은 광화작용은 산 아구스틴 (San Agustin) 단층과 카바나스 (Cabanas) 단층사이의 단층 블럭내에 발달하며 단층구조에 의한 규제를 받았다. 금은 미량에서 부터 최고 72 g/t, 은은 미량에서 초고 180 g/t까지의 품위를 보인다. 정밀광상 지질조사에 의하면 석영맥은 북동방향으로 연장 500 m 이상 추적되며 연속성은 불량하지만 1,000 m 이상 연장되는 양상을 보인다. 석영맥에서의 광물생성순서는 3개 단계를 나눌 수 있다. 1단계에는 황철석, 방연석, 섬아연석, 황동석이 일차 금-은 광물과 수반되며 2단계에는 휘동석, 코벨라이트, 리나라이트와 같은 Cu-Bi-Au-Ag 황화광물이 형성되었으며 이들은 대체로 방연석이나 황동석의 미세구조에 침착-부화되었다. 3단계에는 방연석, 섬아연석의 탄산염화작용, 방연석의 표성부화작용이 지표환경에서 일어났다. 이 과정에서 용탈된 일부 은이 지하수면 근처에서 산화작용이 일어나는 동안 동광석이나 방연석에 침착되었다. 섬아연석과 황동석에서 각기 Fe와 Zn의 함량이 적은 것은 이들 광물이 비교적 저온에서 형성되었음을 의미하며 이는 이전에 연구된 유체포유물의 균일화온도와도 일치한다.

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동(銅), 연(鉛), 아연광물(亞鉛鑛物)의 회수(回收)에 관(關)한 기초적(基礎的) 연구(硏究) (A Basic Study on the Recovery of Copper, Lead, and Zinc Minerals)

  • 이재장
    • 산업기술연구
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    • 제1권
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    • pp.35-38
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    • 1981
  • The conclutions arrived at as a result of experimental work are as follow; 1. The use of kerosene as a collector was found essential to produce a good recovery of chalcopyrite, galena and zincblende under the condition of high pH(below 2). 2. Temperature doesn't seemingly effect the flotation of chalcopyrite, galena and zincblende. 3. The minimum concentration of kerosene as a collecter was 26mg kerosene per liter of solution.

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태백산지구(太白山地區)의 금속광상(金屬鑛床)에 대(對)한 유황(硫黃) 및 탄소안정동위체(炭素安定同位體)에 관(關)한 연구(硏究) (Sulfur and Carbon Isotope Studies of Principal Metallic Deposits in the Metallogenic Province of the Taebaeg Mt. Region, Korea)

  • 이문성
    • 자원환경지질
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    • 제18권3호
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    • pp.247-251
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    • 1985
  • The sulfide and carbonate mineral samples for sulfur and carbon isotope studies were collected from Sangdong, Geodo, Yeonhwa, Shinyemi and Janggun mines which are distributed in the Metallogenetic Province of the Taebaeg Mt. Region. The ${\delta}S^{34}$ values of molybdenite, pyrite, arsenopyrite, pyrrhotite, chalcopyrite, sphalerite and galena from the above mines are similar and within the range of +1.66 to +6.77‰ with the exception of chalcopyrite from Geodo mine ranging from -1.58 to 1.96‰, while the sulfide minerals are dominated by positive values between +3.05 and +5.08‰. It is suggested that the major sulfur source is genetically related to the Cretaceous granitic activity. The average ${\delta}C^{13}$ values of calcite from limestone, calcite from calcite vein in ore bodies and granite, and rhodochrosite from ore bodies are -0.60‰, -2.69‰ and -6.00‰, respectively. The data on carbon isotope compositions indicate that the calcite from limestone originated in marine environment, the rhodochrosite in hydrothermal solution, and calcite from calcite vein and granite in the mixing condition of marine and hydrothermal waters. The temperatures of mineralization by the sulfur isotopic composition coexisting pyrite-pyrrhotite from Yeonhwa No.1, sphalerite-galena from Weolam and Dong-jeom of Yeonhwa No.1 mine, sphalerite-galena and pyrite-galena from Janggun mine were $273^{\circ}C$, $460{\sim}511^{\circ}C$, $561{\sim}690^{\circ}C$, $341^{\circ}C$ and $375^{\circ}C$, respectively.

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방연석 제련실험을 통한 납 추출과정 및 물리화학적 거동변화 연구 (Extraction Process of Lead and Variations of Physicochemical Properties using the Smelting Experiment of Galena)

  • 한우림;김소진;이은우;황진주;김수기;한민수
    • 보존과학회지
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    • 제29권1호
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    • pp.69-79
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    • 2013
  • 납을 획득하는 방법과 처리과정에서 일어나는 물리 화학적 거동변화를 확인함으로써 납이 함유된 고대 금속유물의 제작기법 연구에 활용하고자 방연석을 현재 가행 중인 광산에서 채취하여 세척 및 선광 등의 전처리 공정을 거쳐 제련 및 정련실험을 실시하였다. 실험결과, 납은 배소-화학반응에 의해 추출되며, $1,000^{\circ}C$이상의 고온에서도 방연석이 matte 내 존재하고 있음을 알 수 있었다. 이후 잔존하고 있는 방연석을 제거하기 위해 정련실험을 실시한 결과, 약 $11.1g/cm^3$의 비중을 갖는 금속 납이 추출되었으며 방연석 내 미량으로 존재하고 있던 Ag가 입계 내에 응집되는 것을 확인하였다. 이를 통해 고순도의 납을 제작하기 위해서는 적어도 1번 이상의 정련 과정과 은을 제거하기 위한 회취법 등이 시행되었을 것이다.

남성(南星) 금광산산(金鑛山産) 에렉트럼의 산상(産狀) (Occurrence of Electrum from the Namseong Gold Mine)

  • 이현구;김상중;최선규
    • 자원환경지질
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    • 제20권4호
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    • pp.223-234
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    • 1987
  • This paper describes the mode of occurrence and mineralogical properties of electrum from the Namseong Gold-Silver deposits, for the purpose of obtaining data on the characteristics of the ore deposits and the behavior of gold and silver during the mineralization. The gangue minerals are quartz, calcite, fluorite. Ore minerals are mainly composed of pyrite, sphalerite, chalcopyrite and galena with minor amount of argentite, electrum, pyrargyrite, native silver and unidenfied mineral(Cu-Fe-Ag-S series). Three stage of mineralization recognized are, from early to later, (I) pyrite-electrum stage (II) sphalerite-chalcopyrite-galena-argentite-electrum stage (III) sulfosalts stage. The filling temperature of fluid inclusions in quartz ranges from $225^{\circ}$ to $335^{\circ}C$. The value of sulfur fugacity estimated by means of electrum-tarnish method ranges from $10^{-11.5}$ to $10^{-14}$ atm. The compositional heterogeneity within a single grain with respect to gold concentration is common in the Namseong electrums Chemical composition of electrum ranges generally between 25~45 atom% Au. Its gold content decreases in late stages of mineralization.

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덕음광산(德音鑛山) 은광물(銀鑛物)의 입도(粒度)와 조직(組織) (Grain Size and Texture of Silver Minerals from Duk-Eum Ore Deposits)

  • 양동윤;지정만
    • 자원환경지질
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    • 제19권spc호
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    • pp.227-237
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    • 1986
  • The Duk-Eum mine located in Kongsan-myeon, Naju-gun, Cheolanamdo is producing silver ore mainly, with rare gold association. The grade-up and recovery of the concentrates have been concerned to the main problem. And then, this study aimed at applying the basic data for ore processing. In the first half of the study, the attempts were made to identify the ore minerals, this followed by determination of the mineral texture, paragenesis, grain size, and size distribution by employing the microscopical method and the etching test. The results of the study are as follows: 1. The ore deposit is composed of the hydrothermal fissure linked veins, and filling cavities are mostly tensile fractures or joints, in rhyolitic rocks as a wall rock. 2. The principle ore minerals are native silver, acanthite, canfieldite, pyrargyrite, galena, tetrahedrite, sphalerite, pyrrhotite, chalcopyrite, chalcocite, covellite, zincite, and the gangue minerals are quartz and calcite. 3. The grain size of each ore minerals before grinding are; max. $2\frac{1}{2}$ mesh, medium 48-100 mesh(main size, contained over 80%), min. 3200mesh. And the grain size of each ore minerals after grinding is; max. 42mesh, medium 65-250mesh(main size, contained over 80%), min. 3200mesh. 4. The properties of the mineral texture effected on the ore dressing are follows; a) Inclusion texture; the fine grains of chalcopyrite is included in most acanthite, and rarely, that of galena included in acanthite. b) Exsolution texture; pyrargyrite is exsolved in acanthite. c) Replacement texture; native silver replaced pyrargyrite, and acanthite replaced galena. d) Interlocking paragenetic texture; the interlocking paragenetic minerals are pyrite, chalcopyrite, chalcocite, canfieldite. e) Fissure filling texture; chalcopyrite was filled along the cracks in acanthite. Among of the above texture, it is impossible to liberate the grains of a), and more difficult to liberate those of b) and c), while easy to liberate those of d) and e).

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한반도 납광산의 납동위원소비를 이용한 청동 원료의 산지추정 - 청해진 출토 청동기를 중심으로 - (Provenance Study on Lead Isotope of the Bronze Using a Korea Peninsula Lead Isotope Data - Focused on Bronze Relics Excavated from Cheonghaejin -)

  • 황진주;김소진;한우림;한민수
    • 한국광물학회지
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    • 제27권4호
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    • pp.263-270
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    • 2014
  • 본 연구는 국내 방연석 광산의 방연석에 대한 납동위원소비 분석 자료를 응용하여 청해진에서 출토되는 청동기에 사용된 납 원료의 산지를 알아보고자 하였다. 또한 부산물로 산출되는 미량원소의 종류와 함량이 산지추정의 보조지표로 이용할 수 있는지의 가능성도 검토하고자 하였다. 장도 청해진에서 출토된 청동기의 납동위원소비를 기존에 일본에서 사용하던 동북아시아 납동위원소비 분포도에 적용하면, 청해진 출토 청동기는 중국산 납을 사용한 것으로 추정된다. 그러나 이를 한반도 납동위원소비 분포도에 적용하면 대상시료 대부분이 한반도 남부 옥천변성대와 영남육괴 지역의 방연석을 사용한 것으로 추정되었다. 또한 미량원소 중에서 은(Ag)이나 안티몬(Sb)의 함량은 동일 지역(zone)의 납동위원소비가 비슷한 서로 다른 광상을 분리하는데 유용한 보조지표로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.