침출 - Pressure leaching

온도와 압력이 반응속도를 결정하는데 중요한 역할을 하며, 침출이라는 일종의 화학반응에 영향을 크게 미칩니다. 따라서, 보통의 환경(상온, 상압)에서 목적하는 금속의 침출까지 오래 걸릴 수 있는 광석*을 고온·고압의 환경에서 수 시간 안에 침출하는 것을 고압침출(pressure leaching, high pressured leaching)이라 합니다 (수 개월이 걸릴 수 있는 힙 리칭과는 그 성격이 정 반대입니다).

*침출에 오래 걸리는 광석은 대표적으로 sulfide, laterite 등이 있습니다.

 

이 침출법은 고온(200-300℃)·고압(20-50 bar)의 환경에서 진행되기 때문에, 이 환경을 유지시키기 위한 내열·내압성 장비인 오토클레이브(autoclave)를 사용합니다 (오토클레이브는 일종의 압력솥 같은 장비). 아래의 그림은 오토클레이브를 나타낸 것입니다.

Autocalve for pressure leaching

오토클레이브는 장비 내에 침출 구간이 여러 단으로 나누어져 있으며, 유입된 슬러리는 각 단을 거치면서 반응합니다. 또한, 각 단 마다 침출제와 온도 및 압력을 유지하기 위한 증기가 유입되도록 설계 되어있습니다. 반응이 완료된 후에는 2~3 번의 flash stage를 거쳐 압력을 낮추고, 침출액 및 침출 잔사는 대기 조건으로 내보냅니다.

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다른 침출법에 비하여 설비, 운영비용 등이 고가이기 때문에 수익으로 이를 충당할 수 있을 정도의 고품위 광석을 대상으로 합니다. 또한, 공정 상 고온, 고압으로 운전되기에 전력의 소모가 크며, 침식과 부식 등 설비에 무리가 가고 고장이 잦을 수 있습니다 (공장 가동률의 저하 및 잦은 플랜트의 정비가 요구됨).