선별/농축 - 선별법 및 주요 관련용어

일반적으로 선광은 광산에서 채굴 된 광석에 포함된 맥석(gangue)과 유용광물(value mineral)을 선별(separation)하는 것이며, 이를 통해 유용광물을 농축(concentration)시키는 것입니다. 이는, 일반적으로 광산에서 채굴된 광석에는 불순물이 대부분이기 때문에 그대로 처리하기에는 경제적이지 못하기 때문입니다.

 

선별방법은 맥석과 유용광물의 물리화학적 성질(색깔, 비중, 소수성/친수성, 자성 등)이 다른 점을 이용하는 것이 핵심이며, 이용하는 성질에 따라 그 방법이 나누어집니다. 경우에 따라, 이 방법을 효율적으로 이용하기 위해서는 다른 공정(분립 - sizing, 파분쇄공정 - comminution 등)을 통해 전처리가 이루어질 필요가 있습니다.

Fig 1. Mineral dressing/separation

 

아래에서는 각 선별법에 대한 간략한 소개와 관련된 용어들을 설명해 놓았습니다.

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Method

 

·mineral dressing: 선광(concentration). 목적하는 광물을 물리적/기계적 등의 방법으로 분리하는 처리기술.

·optical separation: 광물이 가지고 있는 색깔을 기준으로 선별. 최근에는 전자광학(electro-optic, EO) 기술을 이용하여 광물이 적외선, 가시광선, 자외선 등에 대한 반응을 통해 선별.

·gravity separation: 광물이 가지고 있는 비중(specific gravity)을 이용하는 선별법.

·flotation separation: 미립자(fine particle)을 대상으로 가장 많이 사용되는 선별법으로, 광물 표면의 물리화학적 성질차이를 이용하는 선별법.

·magnetic separation: 자기장 영역 내에서 광물에 가해지는 힘의 차이를 이용하는 선별법.

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Process and product

 

선별/선광 공정은 한번의 작업(단계)를 통해 목적하는 회수율(recovery rate)과 품위(grade)를 달성하기는 쉽지 않습니다. 따라서, 원하는 목표를 달성할 때까지 여러번 되풀이하는 공정이 많으며, 해당 공정은 피드와 목적에 따라 아래와 같이 구별할 수 있습니다.

 

·roughing(粗選, 조선): 선별공정의 구성 중 가장 앞선 단계의 선별과정(첫번째 단계). '粗選', 'roughing'이 의미하는 바와 같이, 목적하는 광물을 대충 골라 농축한 거친 정광을 말함. 이 과정에서는 품위보다는 목적하는 광물이 최대한 많이 회수될 수 있도록 하는 것이며, 후속단계(cleaning)에서 품위를 높이는 과정을 거침.

·cleaning(精選, 정선): roughing에서 얻은 정광의 품위를 높이기 위해서 실행되는 선광의 두번째 단계.

·scavenging(淸掃, 청소): 선별공정에서 얻어진 광미 내에 목적하는 광물이 많은 경우 이를 회수하기 위해 실행되는 선별공정.

 

일반적으로 정광, 중광, 광미는 최종 단계에서 얻어지는 것만을 가르키는 것이 아니라 선광 단계가 끝날 때 마다 얻어지는 것이며, 이 때의 산물을 각각 공정의 이름을 붙여 구별합니다. 예시로, 최종정광(final concentrate), 조선정광(rougher concentrate), 정선정광(cleaner concentrate), 청소정광(scavenger concentrate)이 있습니다.

 

·concentrate(정광): 목적하는 광물이 농축된 산물.

·middling(중광): 정광과 광미 사이에서 얻어지는 산물로, 재선별/선광공정을 통해 정광과 광미로 선별되어야 할 대상.

·tailing(광미): 목적하는 광물을 분리하고 남은 가치없는 부분(gangue)으로 정광에 대응되는 단어.

·gangue(맥석)

 

선별공정에서 공정의 효율을 위하여 사용될 수 있는 대표적인 지표로는 아래의 부광비와 선별비가 있습니다.

[참고#1] 선별공정의 효율 계산

·enrichment ratio(부광비): 정광품위와 원광품위와의 비율.

·concentration ratio(선별비): 선별작업에 투입된 원광과 이를 통해 얻은 정광의 중량비로, 선광비라고도 함.