물 혹은 산/알칼리 용액에는 수소 이온(H+)과 수산화 이온(OH-)이 공존합니다. 이 때, 용액에 H+농도와 OH-농도가 동일할 시 중성, H+가 많으면 산성, OH-가 많으면 알칼리성이 됩니다. 순수(pure water)라 하더라도, 25℃에서 아래 식 (1)과 같이 아주 작은 양이 전리(electrolytic dessociation)됩니다. 용액 내 두 이온의 농도는 [H+]=[OH-]=10-7이며 두 이온의 농도가 같기 때문에 중성입니다. 또한, [H+]X[OH-]=10-14의 관계식이 성립하기에, 한 이온의 농도 값이 정해지면 나머지 하나의 값은 자동적으로 정해지기 때문에, 일반적으로 액성의 판정은 [H+]의 값만 알면 됩니다. pH(피에이치 혹은 페하)는 수소 이온 농도에 대한 지수(poten..

광석의 배소는 산화와 같은 광물의 화학조성을 변화시키기 위하여 가열에 의해서 광석을 처리할 때 이용되는 방법입니다. 광석 중에 포함되어 있는 휘발성분(H2O, CO2 등)을 제거하는 조작인 하소(가소, calcination)와는 차이가 있으나, 배소 또한 보다 고온에서 증발되는 성분(S, As 등)을 제거하는 작용을 포함하고 있습니다. 배소는 용융점 이하의 고온에서 화학조성 변화와 이에 수반될 수 있는 물리적 성질 변화를 일으키기 위하여 가열하는 것입니다. 이를 통해, 선광, 침출 등의 이어지는 공정에서 처리하기 쉬운 형태로 바꾸는 것입니다. 배소의 유형에는 다음이 있을 수 있습니다. (1) Oxidizing roasting(산화배소) 산화배소는 가장 많이 도입되는 배소 형태입니다. 광석에 과량의 산소와..

하소(calcination)의 주요한 목적은 광석 중에 포함되어 있는 휘발성분(H2O, CO2 등)을 제거하는 조작입니다. 따라서, 산소나 공기의 공급이 제한되거나 없습니다. (휘발성분은 배소(Roasting)에서 온도가 올라가는 과정에서도 제거될 수 있으나 공정의 주요 목적으로 구분하는 경우가 많습니다.) 이에 따라, 하소에는 주로 산화물로 되어있는 광석, 점토 등에서 화학적으로 결합되어 있는 수분(결합수)을 제거하거나, 또는 석회석(CaCO3), 백운석(CaMg(CO3)2), 마그네사이트(MgCO3) 등의 탄산염광물로부터 CO2를 배출하는 공정이 있습니다. 대표적인 공정인 석회석의 가소 반응식은 아래와 같습니다. CaCO3(s) → CaO(s)* + CO2(g) *생석회(quicklime) 위의 반응..

패러데이 상수는 습식제련 분야, 특히 전기분해(electrolysis)가 적용되는 전해채취(electrowinning)에서 많이 활용되곤 합니다. 이러한 패러데이 상수의 정의는 아래와 같습니다. ˙1몰의 전자가 가지는 전하량 (96,485.4C) 1쿨롱(Columb, C)은 6.24 X 1018개의 전자에 해당하기에, 1가 이온을 1몰(6.022 X 1023)개를 석출하는데 필요한 전자의 개수는 1몰개 이므로, 이들이 가지는 총 전하량은 패러데이 상수가 됨을 알 수 있습니다. 따라서, 아래 패러데이 전기분해 법칙에 따라 전해채취 공정에서 이론적인 생산량을 산출하는데 사용됩니다. ˙전기분해 반응 시에 생성 혹은 소모되는 물질의 양은 흐르는 전하량에 비례 ˙일정한 전하가 흐를 때 그에 상응하는 당량만큼의 물..

화학결합은 분자난 원자들의 집합체에서 그 구성 원자들을 하나의 단위체로 간주할 수 있도록 하는 인력 혹은 결합입니다. 이 화학결합의 종류는 아래와 같이 금속결합, 공유결합, 이온결합, 배위결합 등이 있습니다. 이러한 화학결합은 선광 공정(mineral processing)에 도움을 주는 특성(자성, 소수성 등)이 될 수도 있고 습식제련 공정에서 사용되는 시약을 선정하는 과정에 이용될 수도 있습니다. (1) 금속결합(metallic bond) 주로 금속을 형성하는 물질이 결합하는 방식입니다. 이는 전기적으로 중성인 물질이 금속(고체)를 형성할 때 격자에 중성이었던 원자에서 최외각 전자가 빠져나가 양이온이 되고 빠져나간 전자는 자유전자(free electron, delocalized electron)이 됩니..

표준환원전위와 유사하나, 산화환원전위(ORP; Oxidation Reduction Potential)는 어떤 물질이 1) 전자를 잃고 산화되려하거나, 2) 전자를 얻고 환원되려는 세기를 의미합니다. 용액의 ORP를 측정함으로써 그 계(system)가 산화되려는지 혹은 환원되려는지를 정성적으로 확인할 수 있으며 이 때, 일반적으로 ORP가 양수값이면 산화 조건을, 음수값이면 환원 조건을 의미합니다. 이러한 ORP는 측정전위와 환원전위의 전압 차를 통하여 측정되며, mV로 표시됩니다. I. ORP Calculation 계의 ORP는 Nernst equation(네른스트 식)에 의하여 결정됩니다. E0: 표준산화전위 R: 이상기체상수 (8.314J/K·mol) T: 절대온도(K) z: 산화-환원 반응식에 참여..