• 제목/요약/키워드: iron bearing

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전자석의 자기력 제어를 이용한 구형 3 자유도 액추에이터의 설계 및 제어 (Design and Control of 3 D.O.F. Spherical Actuator Using the Magnetic Force of the Electromagnets)

  • 백윤수;양창일;박준혁
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제25권9호
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    • pp.1341-1349
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    • 2001
  • In this paper, 3 D.O.F. actuator, which has three degrees of freedom in one joint, is proposed. The proposed 3 D.O.F. spherical actuator is composed of the rotor and atator. The upper plate of the stator supports the rotor and five electromagnets are located at the base of the stator. The rotor has two permanent magnets, and each rotational axis of the rotor gimbal system is supported by the bearing. To find out the governing equations for the torque generation, Coulombs law and Lorentz force with respect to magnetism is applied. As the experimental results, if the distance between electromagnet and permanent maget is far enough, the force between these magnets can be expressed from current of coils and z-axial distance. For the purpose of control 3 D.O.F. actuator, PID control law is applied. The experimental results are presented to show the validity of the proposed 3 D.O.F. actuator.

Micro Pre-concentration and Separation of Metal Ions Using Microchip Column Packed with Magnetic Particles Immobilized by Aminobenzyl Ethylenediaminetetraacetic Acid

  • Kim, Y.H.;Kim, G.Y.;Lim, H.B.
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제31권4호
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    • pp.905-909
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    • 2010
  • Magnetic beads (Dynabeads$^{(R)}$) embedded in ~1 micron size polystyrene beads bearing surface carboxylic acid groups were modified with aminobenzyl ethylenediaminetetraacetic acid (ABEDTA) to concentrate or separate metal ions using pH gradients on micro and nano scales. The immobilization of ABEDTA was achieved by amide formation. The presence of the metal chelating functional group in the fully deprotonated form was confirmed by FT-IR. The chelation efficiency of beads was tested by determining metal ions in supernatant using GFAAS when pH gradients from 3 to 7. Mixtures of Cu and Mg and of Cd and Mn (at 10 ng/mL of metal) were separated as the difference in formation constant with the functional group of ABEDTA. The separation was repeated twice with relative standard deviation of <18%. A polydimethylsiloxane (PDMS) microchip column packed with EDTA-coated magnetic beads was optimized to concentrate metal ion for practical applications by eluting a Cu solution of micro scale at pH 3.

Oxidation of Fe-(5.3-29.8)%Mn-(1.1-1.9)%Al-0.45%C Alloys at 550-650 ℃

  • Park, Soon Yong;Xiao, Xiao;Kim, Min Ji;Lee, Geun Taek;Hwang, Dae Ho;Woo, Young Ho;Lee, Dong Bok
    • Corrosion Science and Technology
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    • 제21권1호
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    • pp.53-61
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    • 2022
  • Alloys of Fe-(5.3-29.8)%Mn-(1.1-1.9)%Al-(0.4-0.5)%C were oxidized at 550 ℃ to 650 ℃ for 20 h to understand effects of alloying elements on oxidation. Their oxidation resistance increased with increasing Mn level to a small extent. Their oxidation kinetics changed from parabolic to linear when Mn content was decreased and temperature was increasing. Oxide scales primarily consisted of Fe2O3, Mn2O3, and MnFe2O4 without any protective Al-bearing oxides. During oxidation, Fe, Mn, and a lesser amount of Al diffused outward, while oxygen diffused inward to form internal oxides. Both oxide scales and internal oxides consisted of Fe, Mn, and a small amount of Al. The oxidation of Mn and carbon transformed γ-matrix to α-matrix in the subscale. The oxidation led to the formation of relatively thick oxide scales due to inherently inferior oxidation resistance of alloys and the formation of voids and cracks due to evaporation of manganese, decarburization, and outward diffusion of cations across oxides.

옥천대(沃川帶) 우라늄광층(鑛層)의 구조규제(構造規制) 및 지구화학적(地球化學的) 특성연구(特性硏究) (Lithologic and Structural Controls and Geochemistry of Uranium Deposition in the Ogcheon Black-Slate Formation)

  • 이대성;윤석규;이종혁;김정택
    • 자원환경지질
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    • 제19권spc호
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    • pp.19-41
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    • 1986
  • Structural, radioactive, petrological, petrochemical, mineralogical and stable isotopic study as well as the review of previous studies of the uranium-bearing slates in the Ogcheon sequence were carried out to examine the lithological and structural controls, and geochemical environment in the uranium deposition in the sequence. And the study was extended to the coal-bearing formation (Jangseong Series-Permian) to compare the geochemical and sedimentologic aspects of uranium chemistry between Ogcheon and Hambaegsan areas. The results obtained are as follows: 1. The uranium mineralization occurs in the carbonaceous black slates of the middle to lower Guryongsan formation and its equivalents in the Ogcheon sequence. In general, two or three uranium-bearing carbonaceous beds are found with about 1 to 1.5km stratigraphic interval and they extend from Chungju to Jinsan for 90km in distance, with intermittent igneous intrusions and structural Jisturbances. Average thickness of the beds ranges from 20 to 1,500m. 2. These carbonaceous slate beds were folded by a strong $F_1$-fold and were refolded by subsequent $F_1$-fold, nearly co-axial with the $F_1$, resulting in a repeated occurrence of similar slate. The carbonaceous beds were swelled in hing zones and were shrinked or thined out in limb by the these foldings. Minor faulting and brecciation of the carbonaceous beds were followed causing metamorphism of these beds and secondary migration and alteration of uranium minerals and their close associations. 3. Uranium-rich zones with high radioactive anomalies are found in Chungju, Deogpyong-Yongyuri, MiwonBoun, Daejeon-Geumsan areas in the range of 500~3,700 cps (corresponds to 0.017~0.087%U). These zones continue along strike of the beds for several tens to a few hundred meters but also discontinue with swelling and pinches at places that should be analogously developed toward underground in their vertical extentions. The drilling surveyings in those area, more than 120 holes, indicate that the depth-frequency to uranium rich bed ranging 40~160 meter is greater. 4. The features that higher radioactive anomalies occur particularly from the carbonaceous beds among the argillaceous lithologic units, are well demonstrated on the cross sections of the lithology and radioactive values of the major uranium deposits in the Ogcheon zone. However, one anomalous radioactive zone is found in a l:ornfels bed in Samgoe, near Daejeon city. This is interpreted as a thermal metamorphic effect by which original uranium contents in the underlying black slate were migrated into the hornfels bed. 5. Principal minerals of the uranium-bearing black slates are quartz, sericite, biotite and chlorite, and as to chemical composition of the black slates, $Al_2O_3$ contents appear to be much lower than the average values by its clarke suggesting that the Changri basin has rather proximal to its source area. 6. The uranium-bearing carbonaceous beds contain minor amounts of phosphorite minerals, pyrite, pyrrhotite and other sulfides but not contain iron oxides. Vanadium. Molybdenum, Barium, Nickel, Zirconium, Lead, Cromium and fixed Carbon, and some other heavy metals appear to be positive by correlative with uranium in their concentrations, suggesting a possibility of their genetic relationships. The estimated pH and Eh of the slate suggests an euxenic marine to organic-rich saline water environment during uranium was deposited in the middle part of Ogcheon zone. 7. The Carboniferous shale of Jangseong Series(Sadong Series) of Permian in Hambaegsan area having low radioactivity and in fluvial to beach deposits is entirely different in geochemical property and depositional environment from the middle part of Ogcheon zone, so-called "Pibanryong-Type Ogcheon Zone". 8. Synthesizing various data obtained by several aspects of research on uranium mineralization in the studied sequence, it is concluded that the processes of uranium deposition were incorporated with rich organic precipitation by which soluble uranyl ions, $U{_2}^{+{+}}$ were organochemically complexed and carried down to the pre-Ogcheon sea bottoms formed in transitional environment, from Red Sea type basin to Black Sea type basin. Decomposition of the organic matter under reducing conditions to hydrogen sulfide, which reduced the $UO{_2}^{+2}$ ions to the insoluble uranium dioxide($UO_2$), on the other side the heavy metals are precipitated as sulfides. 9. The EPMA study on the identification of uraninite and others and the genetic interpretation of uranium bearing slates by isotopic values of this work are given separately by Yun, S. in 1984.

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북극해 천해저 비구형 망가니즈단괴 내 광물종 분포 및 구조적 특성 규명을 위한 라만 분광분석 연구 (Raman Spectroscopic Study for Investigating the Spatial Distribution and Structural Characteristics of Mn-bearing Minerals in Non-spherical Ferromanganese Nodule from the Shallow Arctic Ocean)

  • 이상미;구효진;조현구;김효임
    • 광물과 암석
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    • 제35권4호
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    • pp.409-421
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    • 2022
  • 자연계에서 산출되는 망가니즈단괴 내 광물종 및 원소의 공간적 분포를 규명하는 것은 단괴의 형성 과정 중 변화하는 생성 환경 및 지화학적 조건에 대한 이해를 가능하게 한다. 최근의 라만 분광분석을 이용한 연구에서 구형으로 성장한 단괴의 성장에 따른 산화망가니즈 광물종의 변화에 대해 연구한 바 있으나, 상대적으로 천해에서 획득되는 비구형 단괴 내 광물종의 분포는 자세히 연구되지 않았다. 이에 본 연구에서는, 동시베리아해 천해(수심 약 73 m)에서 산출되는 판상의 비구형 망가니즈단괴 내 서로 다른 성장 방향에서 획득된 라만 분광분석 결과를 바탕으로 단괴 내 광물종 및 해당 광물의 구조적 특성에 대하여 면밀히 연구하였다. 또한 에너지분산형 X-선 분광분석(energy dispersive spectroscopy, EDS)을 통하여 단괴 내부 구조 및 부수광물의 존재에 대하여도 관찰을 수행하였다. 그 결과, 본 연구에서 사용한 비구형 단괴의 내부는 중심으로 부터 외곽 방향으로 크게 핵, 철 기질부, Mn-Fe 층으로 구분되었다. Mn-Fe 층 내 서로 다른 성장 방향에서 획득된 라만 분광분석 결과는 모든 방향에 대하여, 단괴 중심부로부터 외곽부로 신호 획득위치가 옮겨감에 따라 산화망가니즈 광물의 경우 터널형 광물의 비율이 감소하는 경향성을 관찰할 수 있었다. 이 때, 단괴 내 성장 방향에 따라 구성 광물의 상대적 비율 및 구조적 특성이 크게 다르다는 것이 확인되었다. 총 3가지의 실험 방향 중, 한 방향에서 획득된 라만 분광분석 결과는, 철 수산화물의 비율이 낮고, 버네사이트나 토도로카이트와 같은 산화망가니즈 광물들의 결정도가 상당히 높다는 것을 보여주었다. 반면, 나머지 두 방향에서 획득된 신호를 분석한 결과, 산화망가니즈 광물들의 결정도가 매우 낮으며 비정질 내지는 결정도가 낮은 철 수산화물들의 비율이 높다는 것이 확인되었다. 이러한 결과는 비구형 단괴가 속성 과정으로 형성되는 동안 단일 단괴 내에서도 지화학적 조건에 차이가 있었다는 것을 지시한다. 더하여, 부수광물로서 암염이 일부 층에서 관찰되는 것을 확인할 수 있었다. 이는 단괴 내 존재하던 해수의 증발로 인해 암염 결정이 형성되었음을 지시한다. 이처럼 본 연구에서는 라만 분광분석을 통해 비구형 단괴 내 광물종의 분포 및 구조적 특성에 대해 제시하였고 향후 본 연구 방법은 다양한 단괴 연구에 적용되어 지구물질의 지질학적 형성 과정에 대한 보다 세밀한 이해를 가능하게 할 것으로 기대된다.

충청북도(忠淸北道) 영동지역(永同地域) 금은광상(金銀鑛床)의 금은광화작용(金銀鑛化作用)에 관한 연구(硏究) (Gold-Silver Mineralization of the Au-Ag Deposits at Yeongdong District, Chung-cheongbuk-Do)

  • 최선규;지세정;박성원
    • 자원환경지질
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    • 제21권4호
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    • pp.367-380
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    • 1988
  • Most of the gold (-silver) vein deposits at Yeongdong District are mainly distributed in the precambrian metamorphic rocks. Based on the Ag/Au total production and ore grade ratios, the chemical composition of electrum and the associated sulfides, the gold(-silver) deposits at Yeongdong District may be classified into 4 classes: pyrrhotite - type gold deposits( I), pyrite - type gold deposits (IT A; massive vein), pyrite - type gold deposits (II B; nonmassive vein) and argentite - type gold - silver deposits(III). The chemical study on electrum(including native gold) revealed that Au content (2.8 to 92.4 atomic%) of electrums varies very widely for different classes of deposits. The Au content of electrum associated with pyrrhotite (Class I), ranging from 47.1 to 92.4 atomic% Au, is clearly higher than that associated with pyrite (Classes IIA, IIB and III). In contrast, classes I, II, and III deposits do not show clear differences in Au content of electrum. In general, pyrrhotite - type gold deposits(I) are characterized by features such as simply massive vein morphology, low values in the Ag/Au total production and ore grade ratios, the absence or rarity of silver - bearing minerals except electrum, and distinctively simple mineralogy. Although the geological and mineralogical features and vein morphology of pyrite - type gold deposits(IIA)are very similar to those of pyrrhotite - type gold deposits (I), Class II A deposits reveal significant differences in the associated iron sulfide (i. e. pyrite) with electrum and Au content of electrum. The Ag/Au total production and ore grade ratios from Class II A deposits are relatively slightly higher than those from Class I deposits. Pyrite - type gold deposits(II B) and argentite - type gold - silver deposits (III) have many common features; complex vein morphology, medium to high values in the Ag/Au total production and ore grade ratios and the associated iron sulfide (i. e. pyrite). In contrast to Class II B deposits, Class III deposits have significantly high Ag/Au total production and ore grade ratios. It indicates distinct difference in the abundance of silver minerals (i. e. native silver and argentite). The fluid inclusion analyses and mineralogical data of electrum tarnish method indicate that the gold mineralization of Classes I and II A deposits was deposited at temperatures between $230^{\circ}$ and $370^{\circ}C$, whereas the gold (-silver) mineralization of Classes ITB and ill formed from the temperature range of $150^{\circ}-290^{\circ}C$. Therefore, Classes I and IT A deposits have been formed at higher temperature condition and/or deeper positions than Classes IIB and III.

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제주도 현무암에 산출되는 함수광물(금운모와 각섬석): 모달교대작용의 증거 (Hydrous Minerals (Phlogopite and Amphibole) from Basaltic Rocks, Jeju Island: Evidences for Modal Metasomatism)

  • 허서영;양경희;정훈영
    • 암석학회지
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    • 제21권1호
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    • pp.13-30
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    • 2012
  • 제주도의 초염기성-염기성 암편을 포획하고 있는 현무암은 조직적으로 일반 반정과 뚜렷하게 구별되는 금운모와 커슈타이트 결정을 산출하고 있다. 금운모와 커슈타이트는 모암인 현무암에서는 비교적 조립질 (2-10 mm)로 산출되며, 금운모는 초염기성 맨틀포획암에서, 커슈타이트는 염기성 반려암질 포획암에서 세립의 입자(1 mm 이하)로 간극을 채우거나, 미세맥으로 혹은 코로나로 뚜렷한 이차조직으로 산출된다. 금운모는 $TiO_2$(4.1-6.9 wt%)와 F(2.8-4.6wt%)가 풍부하고, mg#[=100Mg/(Mg+$Fe^t$) in mols, where $Fe^t$ is total iron]는 88-80으로 매우 높다. 커슈타이트는 높은 $TiO_2$(5.6-6.11 wt%)와 비교적 낮은 mg#(68-64)를 보인다. 금운모와 커슈타이트는 서로 관련된 것은 아니며, 금운모의 형성은 상부맨틀에서 먼저 일어난 사건이고 커슈타이트의 형성은 하부지각에서 나중에 일어난 사건으로 해석된다. 이들 결정들 사이의 mg#와 조직적 특성은 제주도 암석권에서 맨틀의 심부일수록 금운모 부화작용을 경험하였으며, 천부일수록 각섬석 부화작용이 있었음을 지시하고 있다. 현무암에 금운모와 각섬석이 산출된다는 것은 제주도 상부맨틀/하부지각에 K-, Ti-를 함유한 휘발성 성분이 풍부한 멜트/유체가 이동하고 있다는 것에 대한 직접적인 증거가 되며, 제주도 하부 상부맨틀/하부지각도 다양한 모달 교대작용을 경험하였음을 의미한다.

울산 광산의 철-텅그스텐 스카른화작용 (Magnetite and Scheelite-Bearing Skarns in Ulsan Mine, Korea)

  • 최선규;이마이 나오야
    • 자원환경지질
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    • 제26권1호
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    • pp.41-54
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    • 1993
  • 경상분지 남동부에 위치한 울산광산은 석회암을 교대한 전형적인 calcareous skarn강상으로 Fe W광화작용 이외에도 Cu, Pb, Zn, As, Bi, Ni, Co, Cr, Ag, Sn, In, Te, Sb 등이 수반되는 다금속광화작용의 특성을 보여주고 있다. 본 광상은 직립에 가까운 파이프상 광체로 산출되며, 자철석과 함께 북측의 혼펠스와의 경계부근에 회중석이 부분적으로 광염되어 있다. 본 광상의 스카른대는 석회암 및 혼펠스를 교대한 괴상 스카른과 양자를 각기 절단하는 맥상스카른으로 구분된다. 괴상스카른은 석회암 기원의 스카른이 주체를 이루며, 이러한 스카른대는 규회석 스카른, 석류석 스카른, 단사휘석-석류석 스카른, 단사휘석 스카른으로 분류되며, 부분적으로 스카른대 주변부를 따라 거정질 방해석대가 존재하고 있다. 스카른 진화과정은 초기스카른 및 후기스카른의 두 시기로 분류되며, 초기스카른은 prograde한 스카른 생성시기로 초기에는 규회석, Mg-rich 단사휘석, Al-rich garnet가 주로 정출되며 광석광물은 거의 불모한 시기이나, 초기스카른의 말기로 진행됨에 따라 자철석과 회중석이 정출된다. 그리고, 후기스카른의 전반기까지는 Fe-rich 단사휘석, Fe-rich garnet와 함께 자철석 회중석이 연속적으로 정출되었으나, 후기스카른의 중기부터는 Ni, Co, As, Cu, Zn, Fe, Bi 등의 황화광물이 정출되는 다금속광화 작용의 특정을 보인다. 또한, 최후기 열수작용시기에는 섬아연석과 방연석 등의 Base-metal 황화광물이 주로 정출되는 연 아연 광화작용의 양상을 나타낸다. 이러한 각 광화시기별 스카른 광물과 광석광물의 변화양상은 고온의 열수용액이 천부로 유출되는 과정에서 광화용액의 온도가 급격히 떨어진 결과 (telescope)에 기인된 것으로 사료된다.

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명봉광산의 광미 내 비소의 고정화 특성 연구 (Characterization of Arsenic Immobilization in the Myungbong Mine Tailing)

  • 이우춘;정종옥;김주용;김순오
    • 자원환경지질
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    • 제43권2호
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    • pp.137-148
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    • 2010
  • 백악기 불국사화강암 내 열극을 충진한 함금은석영맥으로 구성된 명보광산은 전남 보성군에 위치한 광산이다. 본 연구에서는 명봉광산의 광미를 채취하여 광미 내 황화광물 풍화와 이차 삼차 광물 생성 또는 변질 등의 다양한 과정들이 비소의 고정화에 어떠한 영향을 미치는지 살펴보았다. 광물학적 화학적 방법으로 나누어 연구를 수행하였으며, 광물학적 방법으로는 비중/자력 선별, 초음파 서}척, 기기분석(X-선 회절 분석기, 에너지 분산분광기, 전자탐침미세현미경) 등이 이용되었다. 그리고 왕수분해법을 적용하여 광미 내 원소함량을 알아보았다. 연구결과, 광미의 풍화로 형성된 철 (산)수산화물은 충진, 침전, 변질 등의 3가지 형태로 존재하는 것으로 확인되었다. 즉, 황철석의 가장자리와 균열부를 충진하는 형태, 맥석광물을 피복하여 침전된 형태 그리고 유코나이트로 변질된 형태 등이었다. 초기 다량의 산-발생 광물인 황철석과 유비철석의 풍화로 인해 산화반응이 빠르게 일어나면서 많은 철 (산)수산화물과 스코로다이트 등이 이차적으로 생성되는 것이 인지되었다. 이와 더불어 산화 환경에 대한 노출기간이 길어지고 산-발생 광물이 소모되면서 광미 내 pH 감소속도는 점차적으로 줄어들게 될 뿐만 아니라 주변 모암 내 함유된 방해석과의 중화반응이 더 크게 기여함으로써 광미의 pH는 증가한 것으로 생각된다. 이러한 광미 내 pH의 상승으로 인하여 이차적으로 생성된 스코로다이트의 안정도가 감소하면서 비소가 재용출 되어진다. 또한 방해석과 스코로다이트로부터 용출된 칼슘이온과 비소이온이 국부적으로 농집되면서 삼차적으로 유코나이트로 성장하게 되고, 이러한 비산염광물의 일종인 유코나이트는 비소의 함량이 높은 광물로서 비소를 고정화시키는데 크게 기여한 것으로 판단된다. 뿐만 아니라 광미의 주요한 일차광물인 황철석이 풍화되면서 생성된 다량의 철 (산)수산화물은 비소의 거동에 대하여 제어능력이 큰 것으로 인지되었다. 결론적으로 본 연구는 이러한 일련의 과정에 통하여 일차적으로 용출되거나 이차적으로 재용출된 비소는 흡착, 공침, 흡수 등과 같은 다양한 수착 반응들로 인해 고정화됨을 확인하였다.

마이크로웨이브 가열에 의한 황비철석의 선택적 상변환과 티오시안산염 용액에 의한 Au 회수율 향상 (Selective Phase Transformation of Arsenopyrite by Microwave Heating and their Enhancement Au Recovery by Thiocyanate Solution)

  • 한오형;김봉주;조강희;최낙철;박천영
    • 한국광물학회지
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    • 제27권2호
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    • pp.73-83
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    • 2014
  • 마이크로웨이브 가열에 의하여 선택적으로 상변환을 일으키는 Au를 함유하는 황화광물을 조사하기 위하여 현미경과 SEM-EDS 분석을 수행하였으며 그리고 이에 따른 최대 Au 용출인자를 결정하기 위하여 티오시안산염 용출실험을 수행하였다. 비-가시성 Au를 함유하는 황화광물을 마이크로웨이브에 노출시킨 결과, 노출시간이 증가할수록 온도와 무게감소가 증가하였다. 이 황화광물 중 마이크로웨이브 가열에 가장 빠르게 선택적으로 상변환 된 광물은 황비철석이었다. 황비철석이 적철석으로 상변환되었으며, 상변환은 동심원적과 가장자리구조로 형성되었다. 또한 상변환 된 부분에서 O와 C가 검출되었으며, 일정하게 Fe 함량은 높게 그리고 As 함량은 낮게 나타났다. 이와 같은 결과는 마이크로웨이브 가열에 의한 arcing과 산화작용이 일어났기 때문이다. 마이크로웨이브에 35분 노출시킨 시료를 티오시안산염 용출실험에 적용하여 Au가 최대로 용출되는 조건은 0.5 g의 티오시안산나트륨 농도, 2.0 M의 염산 농도, 0.3 M의 황산구리 농도 그리고 용출온도$60^{\circ}C$에서였다. 최대 Au 용출 조건을 마이크로웨이브 처리 시료에 적용했을 때 Au 용출률이 59%에서 96.96%로 나타났지만 마이크로웨이브에 처리하지 않은 시료에서는 겨우 24.53%에서 92%로 나타났다.