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ISSN : 1225-309X(Print)
ISSN : 2288-7172(Online)
Journal of the mineralogical society of korea Vol.27 No.3 pp.115-124
DOI : https://doi.org/10.9727/jmsk.2014.27.3.115

Mineralogical Transformation of Gold-silver Bearing Sulfide Concentrate by Mechanochemical Activation, and their Gold-silver Leaching with Non-cyanide Solution

Bong-Ju Kim1, Kang-Hee Cho1, Su-Ji Oh1, Nag-Choul Choi2, Cheon-Young Park1*
1Dept. of Energy and Resource Engineering, Chosun University, Gwang-ju, Korea
2Dept. of Rural Systems Engineering/Research Institute for Agriculture and Life Science, Seoul National University,Seoul, Korea
Corresponding author: +82-62-230-7878, cybpark@chosun.ac.kr
August 1, 2014 September 23, 2014 September 27, 2014

Abstract

In order to leach Au and Ag from gold-silver bearing sulfide concentrate, the sulfide concentrate was ground in a ball mill for a dry pre-treatment and a wet pre-treatment process. Mineralogical studies and thiourea leaching experiments were carried out with the pre-treated sulfide concentrate. The results of the pre-treatment with the concentrate samples showed the mean particle size and iso-electrical potential was smaller in the dry pre-treatment sample than in the concentrate sample, and the contents was lower in the wet pre-treatment sample than in the dry pre-treatment sample. In XRD analysis, amorphous properties were only shown in the wet pretreatment sample. The results of the concentrate sample leaching experiments showed that the best Au, Ag leaching parameters were when the addition of thiourea was at a 1.0 g concentration, ferric sulfate was 1.0 M, sulfuric acid was 2.0 M and the leaching temperature was at 60◦C. The Au, Ag leaching rate was always much greater and faster with the wet pre-treatment samples than with the dry pre-treatment samples. Accordingly, it is expected that more Au, Ag can be leached in an eco-friendly methodology using wet pre-treatment. The pre-treatment could be improved with an optimized grinding additive reagent and through researching grinding time in future non-cyanide processes.


기계적-화학적 활성화에 따른 금-은-정광의 광물학적 상변화와 비-시안 용매에 의한 금-은 용출 향상

김 봉주1, 조 강희1, 오 스지1, 최 낙철2, 박 천영1*
1조선대학교 에너지⋅자원공학과
2서울대학교 지역시스템공학과

초록

금-은 함유 황화광물 정광으로부터 Au와 Ag를 용출시키기 위하여 황화광물 정광을 건식과 습 식으로 전처리하였다. 전처리한 황화광물에 대하여 광물학적 연구와 티오요소 용출실험을 수행하였 다. 평균입도와 등전위는 정광시료에서 보다 건식 전-처리 시료에서 낮게 나타났고, 건식 전-처리 시 료 보다 습식 전-처리 시료에서 더 낮게 나타났다. XRD 분석결과, 습식 전-처리 시료에서만 비정질의 특성이 나타났다. 정광시료에서, 최대의 Au, Ag 용출인자는 1.0 g의 티오요소, 1.0 M의 황산제2철, 2.0 M의 황산 농도에서 그리고 60◦C의 용출온도에서였다. Au, Ag용출률은 건식 전-처리 시료에서 보 다 습식 전-처리 시료에서 언제나 많이 그리고 빠르게 나타났다. 따라서, 향후 적당한 미분쇄 첨가제 와 시간으로 전처리를 수행하고 비-시안 용매를 적용한다면 친환경적으로 Au, Ag를 용출시킬 수 있 을 것으로 기대된다.


    서 론

    황화광물 속에 포함되어 있는 유용금속을 회수 하기 위해서는 고체 상태의 황화광물을 미분쇄 (grinding)하여야 한다. 황화광물을 미분쇄하는 목 적은 유용금속과 맥석광물을 분리하기 위해, 광물 입자 크기를 감소시키고 표면적을 증가시키기 위 해서이다. 단순히 기계적 힘으로 황화광물을 미분 쇄하는 것을 기계적 활성화(mechanical activation) 라 한다. 그리고 화학적 용매를 첨가하여 황화광물 을 기계적 및 화학적으로 동시에 미분쇄하는 것을 기계적-화학적 활성화(mechanochemical activation) 라 한다. 따라서 황화광물을 기계적으로 혹은 기계 적-화학적 활성화를 진행시키면, 광물은 결정도 (crystallization)와 입자크기가 감소되고 궁극적으 로 비정질화(amorphization)가 진행되어 구조적으 로 그리고 화학 성분이 변화된다(Welham, 2001; Balaz, 2003; Venkateswarlu et al., 2010). 건조 상 태로 황화광물을 기계적으로 활성화시키면 SO2 가 가스 상태로 발생하여 환경문제가 야기될 수 있다 (Welham, 2001). 그러나 황화광물에 물을 첨가하 여 기계적으로 활성화시키면 SO2 가 발생하지 않으 며, 건식으로 미분쇄할 때보다 광물입자의 크기가 보다 더 효과적으로 감소된다. 황화광물이 기계적 혹은 기계적-화학적 활성화가 진행되면 광물의 상 변화, 화학적 구성성분의 변화, 구조왜곡(disordering) 및 비정질화가 일어나기 때문에 유용금속이 아주 쉽게 용출된다(Balaz, 2003; Zhao et al., 2009; Hasab et al., 2013). 기계적 활성화를 이용하면 황 철석, 황동석, 방연석, 펜트란다이트(pentlandite), 사면동광(tetrahedrite), 철망간중석(wolframite), 자 류철석(pyrrhotite), 섬아연석, 유비철석 및 금함유 황화광물로부터 Cu, Pb, Ni, Ag, W, Zn, As, Au 등의 유용금속을 쉽게 용출시킬 수 있다(Balaz et al., 1991; Amer, 2000; Welham, 2001). 특히 금 과 은이 함유된 황화광물을 기계적으로 활성화시 키고 여기에 비-시안(non-cyanide) 용매를 이용하면 금과 은을 친환경적으로 용출시킬 수 있다(Zhao et al., 2009; Hasab et al., 2013). 황화광물을 기계적 으로 활성화시키면 황화광물 표면에 CuSO4 , FeSO4 , ZnSO4 , PbSO4 , Fe2(SO4)39H2O 등과 같은 화학 종(chemical species)들이 생성된다(Godocikova et al., 2002). 이들 화학 종들은 황산이 첨가되는 티 오요소(CS(NH2)2) 용매에 아주 쉽게 용출된다 (Balaz et al., 1996, 2000; Balaz, 2003). 그러므로 금-은 함유 황화광물에 기계적-화학적 활성화와 비 -시안 용매를 적용하면 SO2 도 발생하지 않고 친환 경적으로 금과 은을 효과적으로 용출시킬 수 있다. 또한 우리나라의 금광석과 앞선 선행 연구된 금광 석과는 광물의 존재형태와 금의 함량 및 품위 등 차이를 보이고 있으며, 석회석이 부화된 금정광에 는 아직까지 국내에서 시도한 바가 없고, 티오요소 용액을 이용한 연구는 미비한 실정이다. 따라서 연 구목적은 금-은 황화광물에 기계적-화학적 활성화 를 수행하여 광물의 상변화와 유용금속 용출 효율 을 고찰하고자 하였다.

    연구대상 시료 및 실험방법

    시 료

    금-은이 함유된 황화광물 정광 시료를 만장광산 (충북 괴산군 연풍면 유상리)에서 제공받았다. 정 광시료에 대한 화학분석 결과를 Table. 1에 제시하 였다.

    실험방법

    기계적-화학적 활성화 실험

    정광 시료(concentrate sample) 50 g을 체적이 240 ml인 텅그스텐 디스크 밀(disk mill, Undirect drive pulverizer, Rocklabs, New Zealand)에서 건 식과 습식으로 각각 미분쇄하였다. 건식 미분쇄 (dry pre-treatment)는 디스크 밀에 시료 50 g을 장 입하고 그리고 습식 미분쇄(wet pre-treatment)는 시료 50 g을 증류수(100 ml)와 황산(95% 20 ml) 을 함께 첨가하여 2개의 링 디스크(외경 10 cm (1.87 kg), 5 cm (1.17 kg))로 각각 30분 동안 미 분쇄하였다. 미분쇄된 시료는 건조기에서 건조한 후, 입도분석(Particle size distribution, Malvern, Polydisperse), 제타전위(Zeta potential, Malvern, Nano-Zs90), SEM (S4800, Hitachi, Japan) 및 XRD (X’Pert Pro MRD (MRD), PANalytical, Netherlands)분석 그리고 BET 비표면적은 N2 가 스의 흡착-탈착 기법(ASAP 2010, Micromeritics, USA)을 이용하여 측정하였다.

    티오요소 용출실험

    용출용액은 증류수 100 ml에 티오요소(thiourea, CS(NH2)2) 0.8 g, 황산제2철(ferric sulfate, Fe2(SO4)3) 0.425 g을 각각 삼각 플라스크에 넣었 다. 본 조건은 광물학회 26권 1호에 게재된 “티오 요소를 이용한 삼조광업 정광으로부터 은 용출 최 적화”를 바탕으로 다음과 같은 조건을 선정한 후 황산을 첨가하여 용출용액의 pH를 0.8로 조정한 후 항온수조에 장착하였다. 항온수조의 온도를 조 정하여 용출용액의 온도가 일정하게 하였다. 티오 요소, 황산제2철 및 황산 농도 변화에 따라 용출용 액을 각각 제조하였고, 여기에 정광시료 1.0 g을 첨가하여 용출실험을 각각 수행하였다. 실험실에서 사용한 조건으로 Au 및 Ag가 최대로 용출되는 변 수에 대한 농도를 결정하였다. 다시 Au와 Ag가 최 대로 용출되는 농도를 이용하여 용출용액을 제조 하였고, 여기에 건식 및 습식 미분쇄 시료를 각각 첨가하여 용출실험을 수행하였다. 용출실험이 진행 되는 동안 용출용액 2.0 ml를 채취하여 Au와 Ag 함량을 원자흡광광도계(Atomic Absorption Spectrophotometry, AAS, AA-7000, Shimadzu, Japan)로 측정하였다.

    분석방법

    정광 시료를 325 mesh 이하로 미분쇄하여 왕수 분해하였다. 길이 18 cm 파이렉스(pyrex) 내열시 험관에 미리 제조해 놓은 왕수(질산(HNO3 ): 염산 (HCl )=1: 3 ratio) 10.0 ㎖와 시료 1.0 g을 첨가하 고, 알루미늄 히팅블럭(DMB-2, 24 hole)에서 1시 간 동안 70℃로 분해하였다. 왕수분해 용액 및 티 오요소 용출용액은 3차 증류수로 각각 희석하였다. 희석하는 과정에서 금속 이온의 손실(Wei et al., 2005)이 일어나기 때문에 희석은 pH 2 이하의 질 산(HNO3 ) 용액을 사용하였다(Veglio et al., 2001). 희석용액은 0.45 μm 여과지로 여과하고 원자흡광 분광기에서 흑연로(pyrolytic-coated graphite tube, diameter 0.17 mm, length 3.0 cm)를 이용하여 금 속원소 함량을 측정하였다. 시료 용액 20.0 ㎕를 흑연로에 주입한 후 100℃에서 20초 동안 건조 (dry), 1500℃ 이상에서 30초 동안 회화(ash), 그리 고 2500∼3000℃에서 20∼60초 동안 원자화 (atomize) 시켰다. 분석은 원자화 동안 3회 반복 측정하였으며, Pb, As, Sb 및 Cu 등을 분석할 때 는 시료 용액에 기질변형제(matrix modifier)인 질 산팔라듐(palladium nitrate) 10.0 ㎕를 첨가하였다 (Stafilov, 2000; Balcerzak, 2002; Twyman, 2005).

    결과 및 고찰

    정광시료의 특성

    Au, Ag함유 정광 시료에 대한 SEM 관찰과 광 물입자 표면에 대하여 EDAX분석을 수행하였다 (Fig. 1). 정광 시료에서 황철석, 황동석, 섬아연석 및 사면동석(tetrahedrite) 등이 포함되어 있음을 EDAX분석으로 간접적으로 확인되었다(Table 2). 이 정광시료을 화학분석한 결과 Au가 40.56 g/t, Ag가 101.23 g/t으로 나타났다.

    입도분석 결과

    정광시료를 각각 건식 및 습식으로 30분 동안 미분쇄하였고 이들 시료에 대하여 입도분석을 수 행하였다(Fig. 2). 정광시료의 평균 입자 크기는 21.84 μm (D80 = 34.01 μm), 건식 미분쇄 시료는 8.75 μm (D80 = 15.43μm) 그리고 습식 미분쇄 시 료는 4.92 μm (D80 = 7.61 μm)로 측정되었다 (Table 3). 정광시료를 30분 동안 미분쇄하였으며, 건식 보다 습식 미분쇄 방법이 평균 입자 크기에서 그리고 D80 입자 크기에서도 더 효과적으로 감소 시킬 수 있었다. 정광시료의 비표면적(specific surface area)은 0.94 m2/g, 건식 미분쇄 시료는 3.73 m2/g 그리고 습식 미분쇄 시료는 4.04 m2/g로 측정되었다. 황화광물이나 깁사이트(gibbsite)를 기 계적으로 장시간 미분쇄시키면 미세한 입자로 파 괴되면서 새로운 표면이 나타나기 때문에 입자 크 기가 감소한고 표면적이 증가한다(Amer, 1995; Kitamura and Senna, 2001; Alex et al., 2008). 단일 최빈값(uniomdal)의 분포를 보이는 정광 시료 (Fig. 2a)를 30분 동안 건식 미분쇄하자 이중 최빈 값(bimodal)으로 나타났다(Fig. 2b). 그러나 증류수 와 황산을 첨가하여 습식으로 미분쇄한 시료에서 는 Fig. 2c에서 보는 바와 같이 단일 최빈값의 분 포를 보인다. 건식 시료에서 이중 최빈값의 분포를 보이는 이유는 건식 미분쇄는 다중파괴가 일어나 기 때문이다(Alex et al., 2008).

    건식 보다 습식 미분쇄가 더 효과적으로 평균 입도크기와 D80 입자 크기가 감소하고 반면에 비 표면적이 증가하는 이유는 미분쇄 과정에서 증류 수와 황산이 첨가되었기 때문이다(Balaz et al., 2003).

    SEM 분석 결과

    정광시료, 건식 및 습식 미분쇄 시료에 대하여 SEM 관찰을 수행하였다(Fig. 3). 정광시료들은 입 도분석(Table 2)에서 D90과 D50 입자 크기가 45.39 μm와 17.93 μm로 나타나기 때문에 SEM(Fig. 3a) 관찰에서 입자 크기를 쉽게 구별할 수 있다. 그러 나 건식(Fig. 3b) 및 습식(Fig. 3c) 미분쇄 시료에 서 D90과 D50 입자 크기는 각각 25.17 μm와 3.40 μm 그리고 12.55 μm와 2.65 μm로 나타나고 있 다. 이와 같이 건식 보다 습식 시료에서 입자 크기 가 감소하는 이유는 미분쇄 과정에서 증류수와 황 산을 첨가하였기 때문인 것으로 사료된다. Ficeriova et al. (2002), Hashemzadehfini et al. (2011)에 의하면 미분쇄 과정에 용액의 용매를 첨 가하면 미분쇄 효과가 증가하는 것을 확인하였다.

    XRD분석 결과

    정광시료, 건식 및 습식 미분쇄 시료에 대하여 XRD분석을 수행한 결과, 석영, 황철석, 황동석, 섬 아연석 그리고 사면동석(tetrhedrite)으로 구성됨이 확인되었다(Fig. 4). 이들 광물들에 대한 많은 회절 선들이 정광시료(Fig. 4a)와 건식 미분쇄 시료(Fig. 4b)에서 동일하게 잘 나타나지만, 습식 미분쇄 시 료(Fig. 4c)에서는 대부분의 회절선들이 사라지고 몇몇 회절선만 나타나고 있다. 특히 습식 미분쇄 시료에서 비정질(amorphous) 물질이 산출되는 회 절패턴이 나타나고 있다. 이와 같이 습식 미분쇄 시료에서 회절선이 사라지고 비정질 물질의 산출 원인은 미분쇄 과정에서 증류수와 황산을 첨가하 여 기존 광물들이 분해되어 비정질화 한 결과이다. 또한 습식미분쇄는 건식시료보다 입자 크기가 감 소하며 그리고 동시에 결정입자에 응력(strain)이 발생하기 때문이다

    등전위 측정 결과

    정광시료, 건식 및 습식 미분쇄 시료에 대하여 제타전위(zeta potential)를 측정하여 등전위 (isopotential)를 측정하였다(Fig. 5). 정광시료의 등 전위는 pH 5.06, 건식 미분쇄 시료는 pH 4.82 그 리고 습식 미분쇄 시료는 pH 4.00으로 측정되었 다. 정광시료 보다 미분쇄 시료에서 그리고 건식 시료 보다 습식 시료에서 등전위가 더 감소하였다. 이와 같은 원인은 건식 분쇄하는 과정에서 정광에 함유된 S가 SO2로 변환되어 제거되었기 때문이며, 그리고 습식 미분쇄 과정에서 첨가한 증류수와 황 산이 정광에 함유된 S를 SO4로 변환시켰기 때문인 것으로 사료된다. 건식 보다 습식 시료에서 더 크 게 등전위가 더 크게 감소한 이유는 SO2 보다 SO4 로 변환되는 양이 더 많았기 때문이다(Alex et al., 2008). 또한 등전위점은 화학적 및 생물학적 용출 시 pH의 영향인자를 고려하여하며, 기초자료로써 활용가치가 있다.

    티오요소 용출실험 결과

    티오요소 농도 효과

    티오요소 농도를 변화시켜 용출용액을 준비하였 고, 여기에 정광 시료를 첨가하여 용출실험을 수행 하였다. 상온에서 60분 동안 용출실험을 수행한 결 과 티오요소 농도가 0.6 g일 때 Au 용출율이 47%, 0.8 g일 때 53%, 1.0 g일 때 62%, 1.5 g일 때 58%이었다(Fig 6a). 그리고 티오요소 농도가 0.6 g 일 때 Ag 용출율이 58%, 0.8 g일 때 59%, 1.0 g 일 때 62%, 1.5 g일 때 61%이었다(Fig. 6b). 티오 요소 농도 1.0 g일 때 Au와 Ag의 용출율이 최대 로 나타났다. 1.0 g의 티오요소 농도로 용출용액을 제조한 후, 건식 및 습식 미분쇄 시료를 각각 첨가 하여 용출실험을 수행하였다. 그 결과 건식 시료에 서 Au와 Ag의 용출율은 70%와 65%로 그리고 습 식 시료에서는 75%와 69%로 나타났다. 건식 보다 습식 시료에서 Au와 Ag 용출율이 더 많이 용출되 었다. 습식 시료에서 Au와 Ag가 더 많이 용출되는 원인은 습식 미분쇄 과정에서 증류수와 황산의 첨 가에 의하여 SO4가 더 많이 생성되었기 때문이다. 즉, 습식 미분쇄 과정에 생성된 SO4가 티오요소 용매로 작용하였기 때문이다. 따라서 습식 미분쇄 시료는 H2SO4를 사용하는 티오요소 용매가 효과 적일 것으로 사료된다(Orgul and Atalay, 2002; Murthy et al., 2003; Li and Miller, 2006). 다음 용출용액은 1.0 g의 티오요소 농도로 제조하였다.

    황산제2철 농도 효과

    티오요소 농도를 1.0 g으로 고정하고 황산제2철 농도를 변화시켜 용출용액을 제조하였다. 60분 간 용출실험을 수행한 결과 정광시료에서 황산제2철 농도가 0.1 M일 때 Au 용출율은 61%, 0.5 M일 때 69%, 1.0 M일 때 77%, 2.0 M일 때 74%로 나 타났다(Fig. 7a). 그리고 황산제2철 농도가 0.1 M 일 때 Ag 용출율은 61%, 0.5 M일 때 63%, 1.0 M 일 때 66%, 2.0 M일 때 75%로 나타났다(Fig. 7b). 정광시료에서 Au 용출율이 황산제2철 농도가 1.0 M일 때 최대로 나타났다. 1.0 M의 황산제2철 농 도로 용출용액을 제조한 후, 건식과 습식 시료에 대하여 용출실험을 수행한 결과 건식 시료에서 Au 용출율이 87%로 그리고 습식 시료에서 92%로 나 타났다. 건식 보다 습식 시료에서 Au 함량이 1.89 mg 더 용출되었다. 그리고 Ag 용출율은 건식 시 료에서 94% 그리고 습식 시료에서 96%로 나타났 다. 황산제2철(ferric sulfate, Fe2(SO4)3)은 티오요 소 용매에서 산화제로 작용하여 금과 은을 함유하 는 황화광물은 물론 금속 형태의 금과 은을 산화시 키는 능력을 가지고 있다(Kai et al., 1997; Li and Miller, 2006). 황산제2철 농도 1.0 M에서 Au가 최대로 용출되었기 때문에 다음 용출용액은 1.0 M 의 황산제2철 농도로 제조하였다.

    황산 농도 효과

    티오요소 농도 1.0 g과 황산제2철 농도를 1.0 M 으로 고정하고 황산 농도를 변화시켜 용출용액을 제조하였다. 60분 동안 용출실험을 수행한 결과 황 산 농도가 0.5M일 때 Au 용출율이 74%, 1M일 때 77%, 1.5M일 때 87%, 2.0M일 때 92%로 용출되 었다(Fig. 8a). 그리고 황산 농도가 0.5M일 때 Ag 용출율은 72%, 1M일 때 73%, 1.5M일 때 82%, 2.0M일 때 81%로 나타났다(Fig. 8b). Tanriverdi 등에 의하면 티오요소 용매에서 Au와 Ag의 용출 율은 pH 감소와 직접적으로 비례하는 것을 확인하 였다. 이는 본 실험에서 황산 농도가 증가하면 Au 용출율이 증가하는 결과와 일치하고 있다 (Tanriverdi et al., 2005).

    Au가 최대로 용출되는 황산 농도가 2.0 M일 때 였으므로 용출용액의 황산 농도를 2.0 M으로 조정 하여 조제하였다. 여기에 건식 및 습식 시료를 첨 가하여 용출실험을 수행한 결과 건식 시료일 때 Au 용출율이 96%와 98%로 나타났고 Ag 용출율 은 각각 98%와 99%로 나타났다.

    온도 효과

    티오요소 농도 1.0 g, 황산제2철 농도 1.0 M 그 리고 황산 농도를 2.0 M으로 고정하고 용출용액을 제조하였다. 용출온도를 변화시켜 가면서 60분 동 안 용출실험을 수행한 결과 용출온도 30℃일 때 Au 용출율은 91%, 40℃일 때 93%, 50℃일 때 96%, 60℃일 때 97%로 나타났다(Fig. 9a). 그리고 용출온도가 30℃일 때 Ag의 용출율은 82%, 40℃ 일 때 89%, 50℃일 때 92%, 60℃일 때 93%로 나 타났다(Fig. 9b). 용출온도가 증가하면 Au와 Ag의 용출율이 증가하는데, 이는 Arrenius 공식에 의한 결과이다(Pesic and Sergent, 1993; Linge, 1995).

    Au 용출율이 60℃일 때 Au 용출율이 최대로 나 타났기 때문에 60℃에서 건식 시료와 습식 시료를 각각 첨가하여 용출실험을 수행하였다. 건식 시료 에서 Au가 최대로 용출되는 시간은 45분이었지만 습식 시료에서는 30분에서였다. 건식 시료에서 Ag 가 최대로 용 출되는 시간은 30분이었지만 습식 시 료에서는 20분에서였다. Au와 Ag가 최대로 용출 되는 시간은 건식 보다 습식 시료에서 항상 더 빠 르게 나타났다. 이러한 이유는 정광시료에 증류수 (H2O)와 황산(H2SO4)을 첨가하여 미분쇄하였기 때 문이다. 즉, 증류수와 황산으로 인하여 더 많은 가 생성되고, 이로 인하여 다량의 FeSO4와 CuSO4가 형성되었기 때문이다. 결과적으로, 미분쇄 과정에 증류수와 황산을 첨가하면 더 효과적으로 황화광 물이 파쇄 되거나 분해될 수 있음을 의미하는 것이다.

    결 론

    정광시료를 건식으로 그리고 증류수와 황산을 첨가하여 각각 30분 동안 미분쇄하였고, 이들 시료 에 대하여 입도분석, 제타전위, SEM 및 XRD분석 등을 수행하여 광물학적 변화를 조사하였고 그리 고 티오요소를 이용하여 Au와 Ag를 용출시켰다. 건식 시료 보다 습식 시료에서 평균 입자 크기가 더 감소하였고 비표면적은 더 증가하였다. 석영, 황철석, 황동석, 섬아연석 그리고 사면동석에 해당 되는 회절선들이 정광시료와 건식 시료에서 잘 나 타났지만, 습식 미분쇄 시료에서는 대부분의 회절 선들이 나타나지 않았다. 특히 습식 시료에서 회절 선들이 비정질의 특징을 보였다. 정광시료 보다 건 식 시료에서 그리고 건식 시료 보다 습식 시료에서 등전위가 더 감소하였다. 정광시료에 대하여 Au가 최대로 용출되는 인자는 1.0 g의 티오요소,1.0 M 의 황산제2철, 2.0 M의 황산 농도에서 용출실험을 60℃로 수행할 때였다. Au가 최대로 용출되는 조 건에 건식 및 습식 시료를 이용하여 용출실험을 수 행한 결과 Au와 Ag 용출율이 언제나 건식 보다 습식 시료에서 높게 그리고 항상 빠르게 나타났다. 금-은을 함유한 정광을 건식 보다 습식 미분쇄 방 식으로 처리하면 Au와 Ag의 용출율을 효과적으로 상승시키는 유리한 광물학적인 조건이 됨을 확인 하였다.

    Figure

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    SEM image of concentrate samples. a; pyrite, b; chalcopyrite, c; sphalerite, d; tetrahedrite. The scale bar is 40.0 μm (a, c and d) and 10.0 μm (b) in length.

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    Particle size distribution of the concentrate sample(a), dry pre-treatment sample(b) and wet pre-treatment sample(c) for 30 min. Solid line; residue distribution curve, Dotted line; cumulative distribution curve.

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    SEM image of concentrate sample(a), dry pre-treatment sample(b) and wet pre-treatment sample(c) for 30 min. The scale bar is 100.0 μm in length.

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    XRD pattern of concentrate sample(a), dry pre-treatment sample(b) and wet pre-treatment sample(c) for 30 min. C: chalcopyrite, Q: quartz, P: pyrite, S: sphalerite, T: tetrahedrite.

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    Zeta potential of the concentrate sample(●), dry pre-treatment sample(■) and wet pre-treatment sample(▲) for 30 min.

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    The leaching rate for Au and Ag in the thiourea solution. Thiourea concentration =○: 0.6 g, △: 0.8 g, ∇: 1.0 g, □: 1.5 g in the concentrate sample, ●: dry pre-treatment sample, ■: wet pre-treatment sample.

    JMSK-27-115_F7.gif

    The leaching rate for Au and Ag in the thiourea solution. Ferric sulfate concentration. ○: 0.1 M, △: 0.5 M, ∇: 1.0, □: 2.0, dry ●: dry pre-treatment sample, ■: wet pre-treatment sample.

    JMSK-27-115_F8.gif

    The leaching rate for Au and Ag in the thiourea solution. Sulfuric acid concentration; ○: 0.5 M, △: 1.0 M, ∇: 1.5 M, □: 2.0 M in the concentrate sample, ●: dry pre-treatment sample, ■: wet pre-treatment sample.

    JMSK-27-115_F9.gif

    The leaching rate for Au and Ag in the thiourea solution. Leaching temperature; ○: 30℃, △: 40℃, ∇: 50℃, □: 60℃, ●: dry pre-treatment sample, ■: wet pre-treatment sample.

    Table

    Chemical compositions of the concentrate sample (mg/kg)

    Chemical constituents of concentrate sample by EDS analysis

    raw: concentrate sample, Dry: dry pre-treatment sample, wet: wet pre-treatment sample

    The results of particle size analysis

    raw:concentrate sample,
    Dry:dry pre-treatment sample,
    wet:wet pre-treatment sample

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