금 추출

Gold extraction
금광업자들은 1857년에서 1870년 사이에 캘리포니아 더치 플랫에 있는 플래커 광산에서 침식된 허세를 물 분사기로 파헤치고 있다.

금 추출은 광석에서 금을 추출하는 데 필요한 과정을 말한다. 이를 위해서는 광석에 대한 흡수, 광물 처리, 수문 분석 및 화문 분석 과정의 조합이 필요할 수 있다.[1]

알루비움 광석으로부터의 금 채굴은 한때 단순한 금 패닝과 슬루싱과 같은 플래커 채굴과 관련된 기술에 의해 달성되었고, 그 결과 작은 금 덩어리와 박리들이 직접 회복되었다. 20세기 중후반 이후 플래커 채굴 기술은 일반적으로 장인 광부들의 관행일 뿐이다. 수압 채굴은 캘리포니아 골드러시에 널리 사용되었고, 고압의 물 분사기로 충적 퇴적물을 파괴하는 것을 포함한다. 단단한 암석 광석은 20세기 중반 이후 대부분의 상업용 금 회수 작업의 기초를 형성해 왔는데, 이 과정에서 오픈 피트와 지표면 이하의 채굴 기술이 사용되었다.

일단 광석을 채굴하면 그것은 덤프 침출 또는 더미 침출 공정을 사용하여 전체 광석으로 처리될 수 있다. 이것은 전형적인 저등급 산화물의 퇴적물이다. 보통, 광석은 더미 침출에 앞서 으깨지고 뭉쳐진다. 거친 입자 크기로 시안화가 침출되는 것에 내성이 있는 높은 등급의 광석과 광석은 금값을 회복하기 위해 추가적인 처리가 필요하다. 처리 기법에는 청색화 전 분쇄, 농도, 로스팅 및 압력 산화가 포함될 수 있다.

역사

금의 제련은 기원전 6000~3000년경에 시작되었다.[2][3][4] 한 소식통에 따르면 이 기술은 메소포타미아나 시리아에서 사용되기 시작했다.[5] 고대 그리스에서 헤라클리토스는 이 주제에 대해 썼다.[6]

드 레세르다와 살로몬스(1997)에 따르면 기원전 1000년 경에 수은이 처음으로 추출에 사용되었고,[7] 미크 등에 따르면(1998년) 첫 천년 후기까지 수은이 금을 획득하는데 사용되었다고 한다.[8][9][10][11]

플리니 장로에게 알려진 기술은 압착, 세척, 열을 가하는 방법으로 추출하고, 그 결과 물질을 가루로 만들었다.[12][13][14]

산업시대

존 스튜어트 맥아더는 1887년에 금을 채취하기 위한 청산가리를 개발했다.

물과 청산가리 용액에서 금의 용해성은 1783년 칼 빌헬름 스크흘에 의해 발견되었으나, 19세기 후반에 이르러서야 산업적 과정이 전개되었다. 남아공의 랜드에서 금광의 확장은 1880년대 들어 새로운 매장량이 화분광석인 경향이 나타나면서 둔화되기 시작했다. 금은 당시 이용 가능한 화학적 과정이나 기술로 이 화합물에서 추출할 수 없었다.

1887년, 존 스튜어트 맥아더는 스코틀랜드 글래스고의 테넌트 컴퍼니에서 로버트 박사와 윌리엄 포레스트 박사와 협력하여 금광 추출용 맥아더-포레스트 프로세스를 개발하였다. 시안화 용액에 부순 광석을 정지시킴으로써, 최대 96%의 순금 분리를 달성했다.[15] [16][17][18][19][20][21]

이 과정은 1890년 위트워터스랜드에서 대규모로 처음 사용되면서 더 큰 금광이 열리면서 투자 붐이 일었다. 1896년 보들렌더는 맥아더에게 의심받았던 그 과정인 산소가 필요하다는 것을 확인하고 과산화수소가 중간으로 형성되는 것을 발견했다.[22]

힙 침출술로 알려진 방법은 1969년 미국 광산국이 처음 제안해 1970년대에 사용됐다.[23][24]

광석의 종류

금은 주로 토착 금속으로서 주로 발생하며, 대개 은(전기로서) 또는 때로는 수은(아말감으로서)으로 더 크거나 더 적게 합금된다. 토종 금은 크기가 큰 너겟, 충적 퇴적물에서 미세한 곡물이나 박리, 암석 미네랄에 내장된 곡물이나 미세한 입자(색이라고 함)로 발생할 수 있다.

다른 원소와의 화학적 조성에 금이 발생하는 광석은 비교적 드물다. 그것들은 칼리버라이트, 실바나이트, 나가기라이트, 페트자이트, 크레네라이트 등을 포함한다.

집중력

애리조나에서 발견된 골드 너겟.

중력 농도는 역사적으로 팬이나 세척대를 사용하여 토착 금속을 추출하는 가장 중요한 방법이었다. 수은과의 합병은 종종 리플 테이블에 직접 첨가함으로써 회복력을 높이기 위해 사용되었고, 수은은 여전히 전세계적으로 작은 발굴에서 널리 사용되고 있다. 그러나 거품 과시 과정은 금을 농축하기 위해 사용될 수도 있다. 어떤 경우에는, 특히 금이 분리된 거친 입자로 광석에 존재할 때, 중력 농축액을 직접 용해하여 금괴를 형성할 수 있다. 다른 경우에 특히 금은 광석에 미세한 입자로 존재하거나 숙주암에서 충분히 해방되지 않은 경우, 농축액은 시안화염으로 처리되는데, 시안화 침출이라고 알려진 과정으로, 침출액으로부터의 회수가 뒤따른다. 용액으로부터의 회복은 일반적으로 활성탄에 흡착한 후 탄소로부터 금을 벗겨내고(용해) 전기회로를 통해 임산 용액을 통과시킨 다음 제련 과정에 이르는 것을 포함한다.

프로스 플롯팅은 보통 광석에 존재하는 금이 피라이트, 찰카피라이트 또는 비소피라이트와 같은 황화 광물과 밀접하게 연관되어 있을 때, 그리고 그러한 황화물이 광석에 대량으로 존재할 때 적용된다. 이 경우 황화물이 농축되면 금값이 농축된다. 일반적으로 황화 농축액에서 금을 회수하려면 대개 로스팅이나 습압 산화에 의해 추가적인 처리가 필요하다. 이러한 화혈절제술이나 수혈절제술은 대개 그 자체로 황금의 최종회수를 위한 청색화와 탄소 흡착기술이 뒤따른다.

때때로 금은 염기금속(예: 구리) 농축액에 소성분으로서 존재하며, 염기금속 생산 과정에서 부산물로 회수된다. 예를 들어, 전기세정 과정에서 양극 슬라임으로 복구할 수 있다.

실험실 및 벤치 실험 연구 결과는 "100미크론 – 수십 나노미터" 내에서 미세 입자와 나노 크기의 입자의 접착제 금 드레싱을 구현하기에 충분한 정확도로 사용할 수 있다.[25]

침출수

금을 제련용으로 농축할 수 없는 경우 수용액에 의해 침출된다.

  1. 청산가리의 과정은 산업 표준이다.
  2. 티오황산탈출은 수용성 구리 값이 높은 광석이나 프리-로빙을 경험하는 광석, 즉 금과 시아닌화 복합체를 우선 흡수하는 카보노이드 성분에 의한 흡수에 효과가 있는 것으로 입증되었다.


벌크 리치 추출 가능 골드(Bulk Leach Extractable Gold, 또는 BLEG)를 통한 침출 역시 금이 바로 보이지 않을 수 있는 금 농도를 테스트하는 데 사용되는 과정이다.

내화 금 공정

콜로라도주 알마 근처 석영맥에서 나온 고급 금광석. 외형은 매우 좋은 금 사분위 광석의 전형이다.

"환상적인" 금광석은 금으로 둘러싸인 광물 전체에 퍼져있는 초미세 금 입자를 가진 광석이다. 이러한 광석은 표준 청색화 및 탄소 흡착 공정에 의해 자연적으로 회복에 내성이 있다. 이러한 내화성 광석은 청색화가 금의 회수에 효과적이기 위해서는 전처리가 필요하다. 내화 광석은 일반적으로 황화 광물, 유기 탄소 또는 둘 모두를 포함한다. 황화 광물은 금 입자를 가리는 불침투성 광물로 침출액이 금과 콤플렉스를 형성하기 어렵다. 금광석에 존재하는 유기탄소는 활성탄과 동일한 방식으로 용해된 금-시아니드 복합체를 흡착할 수 있다. 이른바 프리그 로빙(preg-rob빙) 탄소는 활성탄을 회수하기 위해 일반적으로 사용되는 탄소 회수 화면보다 훨씬 미세하기 때문에 씻어낸다.

내화 광석을 위한 전처리 옵션은 다음과 같다.

  1. 로스팅
  2. 박테리아 산화와 같은 생물 산화
  3. 압력 산화
  4. 알비온 공정

내화광석 처리 프로세스는 농도(일반적으로 황화 플롯화)가 선행할 수 있다. 로스팅은 공기 및/또는 산소를 사용하여 황과 유기 탄소를 고온에서 산화시키는 데 사용된다. 생물 산소는 수용성 환경에서 산화 반응을 촉진하는 박테리아의 사용을 포함한다. 압력 산화는 고압과 다소 높은 온도에서 작동하며 연속적인 고압에서 수행되는 황 제거의 수성 과정이다. 알비온 과정은 초미세먼지 분쇄와 대기, 자동열, 산화 침출의 조합을 이용한다.

금 제련

수은 제거

수은은 특히 가스 형태일 때 건강에 해를 끼친다. 이러한 위험을 제거하기 위해, 용해 전에, 전기나 메릴-크로웨 공정에서 발생하는 금 침전물은 일반적으로 용해 중 방출(볼라틸화)로 인한 건강 및 환경 문제를 야기할 수 있는 수은을 복구하기 위해 재 가열된다. 현재 존재하는 수은은 보통 더 이상 정식 금광업자가 사용하지 않는 수은 합병 과정에서 나온 것이 아니라, 금을 따라 침출과 강수 과정을 거쳐 광석의 수은에서 나온 것이다.

구리의 농도가 높을 경우 질산 또는 황산을 사용한 침전물의 침출물이 필요할 수 있다.

철제거

질산 또는 강제적인 에어 오븐 산화는 용해되기 전에 전극 음극에서 철을 녹이는 데도 사용될 수 있다. 중력 농축액은 그라인딩 강재 함량이 높을 수 있기 때문에 제련 전에 흔들 테이블이나 자석을 이용한 제거가 사용된다. 철을 용련하는 동안 질소를 사용하여 산화시킬 수 있다. 질소를 과다하게 사용하면 제련 냄비가 부식되어 유지관리 비용과 치명적인 누출 위험(유출 또는 용융 전하가 손실되는 항아리 구멍)이 모두 증가한다. 자석 분리는 철 불순물을 분리하는 데도 매우 효과적이다.

금정련과 이별

주요기사 : 금빛 이별

금의 이별은 주로 금에서 은을 제거하고 따라서 금의 순도를 높이는 것이다. 은과 금의 이별은 기원전 6세기 리디아를 시작으로 고대부터 행해져 왔다. 고대의 소금 시멘트화, 중세시대의 증류 미네랄산을 사용한 이별, 현대에는 밀러 공정을 이용한 염소화, 월윌 공정을 이용한 전기분해 등 다양한 기법이 실행되어 왔다.

참고 항목

참조

  1. ^ "Gold Extraction - Gold Mining - Washing, Amalgamation, Leaching, Smelting". geology.com. Archived from the original on 2013-08-16. Retrieved 2008-03-20.
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